Apostila de manutenção de computadores e rede

Apostila de manutenção de computadores e rede

(Parte 3 de 10)

Potência das fontes de alimentação

Se um dia você já teve que comprar ou pesquisar o preço de uma fonte de alimentação para seu computador, certamente pode ter ficado em dúvida sobre qual potência escolher. No Brasil, é muito comum encontrar fontes de 300 W (watts), no entanto, dependendo de seu hardware, uma fonte mais potente pode ser necessária. Para saber quando isso é aplicável, deve-se saber quanto consome cada item de seu computador. A tabela abaixo mostra um valor estimado:

ITEM

CONSUMO

Processadores topo de linha (como Pentium 4 HT e Athlon 64)

60 W - 110 W

Processadores econômicos (como Celeron e Duron)

30 W - 80 W

Placa-mãe

20 W - 100 W

HDs e drives de CD e DVD

25 W - 35 W

Placa de vídeo sem instruções em 3D

15 W - 25 W

Placa de vídeo com instruções em 3D

35 W - 110 W

Módulos de memória

2W - 10 W

Placas de expansão (placa de rede, placa de som, etc)

5 W - 10 W

Cooler

5 W - 10 W

Teclado e mouse

15 W - 25 W

Obviamente esses valores podem variar, pois não são precisos. Além disso, o consumo de energia de determinados dispositivos pode depender do modelo e do fabricante. O importante é que você analise a quantidade de itens existentes em seu computador e adquira uma fonte que possa atender a essa configuração de maneira estável. Por exemplo, se você tiver uma máquina com processador Athlon 64 FX, com dois HDs, um drive de CD, um drive de DVD, placa de vídeo 3D, mouse óptico, entre outros, uma fonte de 300 W não é recomendável. Basta somar as taxas de consumo desses itens para notar:

Athlon 64 FX

100 W (valor estimado)

HD (cada)

25 W + 25 W (valor estimado)

Drive de CD

25 W (valor estimado)

Drive de DVD

25 W (valor estimado)

Placa de vídeo 3D

80 W (valor estimado)

Mouse óptico

25 W (valor estimado)

Total

305 W *

* sem considerar os demais itens (placa-mãe, pentes de memória, etc).

É importante considerar ainda que dificilmente uma fonte de alimentação fornece a potência máxima indicada. Por isso, é bom utilizar uma fonte que forneça certa "folga" nesse aspecto. Para a configuração citada acima, por exemplo, uma fonte de 500 W seria adequada.

Conectores AT e ATX

Os conectores das fontes AT e ATX são mostrados a seguir. Repare que o único que muda entre um padrão e outro é o conector que alimenta a placa-mãe. No caso do padrão AT, esse conector possui 12 fios. No padrão ATX, esse conector possui 20 vias (ver foto abaixo).

Além disso, o encaixe do conector ATX é diferente, pois seus orifícios possuem formatos distintos para impedir sua conexão de forma invertida. No padrão AT, é comum haver erros, pois o conector é dividido em duas partes e pode-se colocá-los em ordem errada. A seqüência correta é encaixar os conectores deixando os fios pretos voltados ao centro.

Abaixo segue uma ilustração que mostra os sinais e tensões de cada pino dos conectores para placas-mãe de fontes AT e ATX:

Existe ainda o conector que alimenta drives de CD/DVD, HDs e alguns modelos de coolers:

Há também o conector que alimenta o drive de disquete:

Por fim, em alguns modelos (projetados principalmente para o processador Pentium 4) existe ainda um conector auxiliar de 6 pinos (com três vias em 0 V, duas em 3,3 V e uma em 5 V) e outro com 4 pinos denominado "conector 12V" (dois em 12 V e dois em 0 V), cujo local de encaixe é visto a seguir:

Esse esquema com 3 conectores para a placa mãe é denominado ATX12V.

Finalizando

Na hora de montar seu computador, é importante dar especial atenção não só ao processador, à placa-mãe e outros itens, mas também à fonte de alimentação. Uma fonte de qualidade tem menor risco de apresentar mal-funcionamento, consegue proteger a máquina em oscilações da rede elétrica e tem um eficiente sistema de dissipação de calor, seja através de cooler maiores ou melhor projetados, seja através da presença de mais de um desse item.

ACPI

Advanced Configuration & Power Interface - Interface de Energia e Configuração Avançada

Sendo evolução do APM, o ACPI é uma tecnologia que permite ao sistema operacional desligar automaticamente periféricos para economizar energia. Foi desenvolvido pelas empresas Hewlett-Packard, Intel, Microsoft, Phoenix e Toshiba em conjunto, inicialmente para ser utilizado em notebooks com o fim de prolongar o tempo que o notebook permaneceria ligado utilizando a bateria como fonte de energia. Porém foi tão bem sucedido que acabou tornando-se um padrão também para os computadores desktop. A partir do Windows 98 o controle ACPI já pode ser utilizado.

O ACPI, juntamente com as fontes ATX, permite ao PC ligar ou desligar através de eventos no computador (pelo teclado ou até mesmo pela rede) sem a necessidade de pressionarmos botões que cortam o fornecimento de energia aos componentes do computador. É o ACPI que interage quando mandamos desligar o computador e não precisamos pressionar o botão no gabinete pois o computador desliga "sozinho".

APM

Advanced Power Management - Gerenciamento Avançado de Energia

Este é um antigo padrão de gerenciamento de energia criado pela Intel que conseguia desligar alguns dispositivos caso ficassem um certo tempo ociosos. Assim como o ACPI, o APM é uma interface entre o sistema operacional e o software que permite controlar configurações de energia para um consumo menor. Todavia o APM é muito menos eficiente que o ACPI.

Para usá-lo é necessário possuir uma BIOS compatível que irá ativar um driver de controle que faz a interface entre o sistema operacional e o hardware.

BIOS

O BIOS (sigla de Basic Input/Output System) é um programa armazenado na memória só de leitura (Read Only Memory, ou ROM) que serve basicamente para informar ao processador como trabalhar com os periféricos mais básicos do sistema, como, por exemplo, o drive de disquete.

Um computador pode ser definido como um dispositivo que apenas executa instruções. Ele não sabe da existência de dispositivos tais como discos, teclado, monitores, placas de vídeo. É aqui que entra o BIOS do IBM-PC e compatíveis. Na ausência de alguns periféricos básicos, como o teclado, por exemplo, ele emite uma mensagem de erro. Se tudo correu bem na fase de detecção, ele passa para a próxima fase, ou seja, ele verifica se no drive de disquete está um disco flexível e, se estiver, tenta ler o primeiro setor do disco. Este setor de disco contém uma instrução de salto (JMP) para o endereço onde se encontra o código que carrega o sistema operacional, chamado de bootstrap, ou programa de boot. O setor de disco (que não deve exceder 512 bytes) deve terminar com um número mágico, que faz com que o BIOS o identifique como sendo um setor de boot propriamente dito. Na ausência desse número mágico, o BIOS pede que você insira um outro disco.

Adicionalmente, o BIOS oferece um conjunto de serviços para ler setores de disco, exibir caracteres na tela, ler o teclado, e assim por diante, o que permite a programas como o MS-DOS (e o próprio programa de boot já mencionado) usar esses serviços sem ter que saber exatamente como funciona cada dispositivo (ou seja, o BIOS é uma primeira camada de abstração entre os aplicativos ou DOS e o hardware). Os serviços do BIOS estão disponíveis através de chamadas a interrupções, que devem ser feitas apenas no chamado modo real de um computador tipo PC. Sistemas operacionais em modo protegido não usam, normalmente, os serviços do BIOS, e devido a isso devem implementar as suas próprias rotinas de acesso direto ao hardware.

Boot

Em computação, boot é o termo em inglês para o processo de iniciação do computador que carrega o sistema operacional quando ligamos o mesmo.

Muitos computadores podem executar apenas códigos existentes na memória de trabalho (ROM ou RAM); os sistemas operacionais modernos são normalmente armazenados em disco rígido, CD-ROM ou outros dispositivos de armazenamento. Logo que o computador é ligado, ele não tem um sistema operacional na memória. O computador hardware não pode fazer as ações do sistema operacional, como carregar um programa do disco; assim um aparente insolúvel paradoxo é criado: para carregar o sistema operacional na memória, precisamos de um sistema operacional já carregado.

Sistema de iniciação ou Boot loader

A solução para o paradoxo está na utilização de um pequeno e especial programa, chamado sistema de iniciação ou boot loader. Este programa não tem a completa funcionalidade de um sistema operacional, mas é especialmente construído para que seja capaz de carregar um outro programa para permitir a iniciação do sistema operacional. freqüentemente, boot loaders de múltiplos estágios são usados, neste caso vários pequenos programas se complementam em seqüência, até que o último deles carrega o sistema operacional.

Os primeiros computadores programáveis tinham chaves no painel frontal para permitir ao operador colocar o sistema de iniciação na memória antes de iniciar a CPU. Este poderia então ler o sistema operacional de um meio de armazenamento externo como uma fita de papel.

Nos computadores modernos o processo de iniciação começa com a execução pela CPU de um programa contido na memória ROM (A BIOS do IBM PC) em um endereço predefinido (A CPU é programada para executar este programa depois de um reset automaticamente). Este programa contém funcionalidades rudimentares para procurar por dispositivos que podem conter um sistema operacional e que são, portanto, passíveis de participar de um boot. Definido o dispositivo é carregado um pequeno programa de uma seção especial deste.

Segundo estágio do sistema de iniciação

O pequeno programa normalmente não é o sistema operacional, mas apenas um segundo estágio do sistema de iniciação, assim como o Lilo ou o Grub. Ele será então capaz de carregar o sistema operacional apropriado, e finalmente transferir a execução para ele. O sistema irá inicializar, e deve carregar device drivers e outros programas que são necessários para a operação normal de um sistema operacional.

O processo de iniciação é considerado completo quando o computador está pronto para ser operado pelo usuário. Computadores pessoais modernos tipicamente levam cerca de um minuto para executar o processo de iniciação (deste tempo cerca de 15 segundos são devidos a cada chamada do processo de iniciação, e o resto para a carga do sistema operacional), no entanto, sistemas mais complexos como servidores podem levar vários minutos para terminar o processo de iniciação e iniciar todos os serviços; para garantir maior disponibilidade, estes iniciam alguns serviços antes dos outros.

Muitos sistemas embutidos, ou embedded systems, podem iniciar instantaneamente - por exemplo, esperar um minuto para uma televisão ligar é inaceitável. Assim, estes sistemas tem seu sistema operacional inteiro na ROM ou na memória flash, e podem tê-los executados diretamente.

Em computação, uma seqüência de iniciação são as operações que um computador faz quando ele é ligado, que carregam um sistema operacional.

Dispositivos de iniciação da BIOS

Um dispositivo de iniciação é qualquer dispositivo que deve ser iniciado antes da carga do sistema operacional. Isto inclui os dispositivos de entrada como o (teclado dispositivos de saída como o Monitor), e os dispositivos de armazenamento como (drive de disquete, disco rígido, CD-ROM, etc.). Um caso especial de dispositivo de iniciação são os que podem carregar o sistema operacional (Em antigas máquinas PC, o drive de disquete e o disco rígido).

Em uma BIOS moderna, o usuário pode selecionar vários dispositivos para fazer a iniciação, por exemplo disquete, Superdisk, Disco Rígido, SCSI, CDROM, Zip drive, ou USB (USB-FDD, USB-ZIP, USB-CDROM, USB-HDD).

Por exemplo, podemos instalar o Microsoft Windows no primeiro disco rígido e o Linux no segundo. Alterando os parâmetros da BIOS, podemos modificar qual sistema operacional a carregar.

Seqüência de iniciação no PC (IBM-PC compatível)

Ao iniciar o processo de iniciação, a CPU do Computador Pessoal executa a instrução localizada no registrador de memória FFFF0h da BIOS. Este registrador de memória corresponde a última posição de memória da BIOS. Ele contém uma instrução que faz com que a execução seja desviada para o local na BIOS onde começa o programa inicial. Este programa executa um auto-teste (POST), que é um teste para verificar o funcionamento de diversos dispositivos no computador e iniciar dispositivos. Então, a BIOS busca em uma lista de dispositivos pré-configurados até encontrar um que pode ser o dispositivo de iniciação. Se não encontra este dispositivo, um erro é apresentado e o processo de iniciação termina. Se o dispositivo de iniciação é encontrado, a BIOS carrega e executa o MBR (Registro mestre de iniciação). Em muitos casos, o MBR verifica a tabela de partições em busca de uma partição ativa. Se uma partição ativa é encontrada, o MBR carrega e executa o setor de iniciação da partição. O setor de iniciação é específico do sistema operacional, entretanto em muitos sistemas sua principal função é carregar e executar o kernel.

SETUP

O setup é um programa de configuração que todo micro tem e que está gravado dentro da memória ROM do micro (que, por sua vez, está localizada na placa-mãe). Normalmente para chamarmos esse programa pressionamos a tecla Del durante a contagem de memória.

A configuração do micro é armazenada dentro de uma memória especial, chamada memória de configuração. Como essa memória é construída com a tecnologia CMOS, muitas pessoas chamam a memória de configuração de memória CMOS. Como esta memória é do tipo RAM, seus dados são apagados quando o micro é desligado. Para que isso não aconteça, há uma bateria que fica alimentando essa memória, para que os dados nela armazenados não sejam perdidos quando o micro é desligado. Essa bateria também é responsável por alimentar o circuito de relógio de tempo real do micro (RTC, Real Time Clock), pelo mesmo motivo. Todo micro tem esse relógio e ele é o responsável por manter a data e a hora atualizadas.

No setup nós alteramos parâmetros que são armazenados na memória de configuração, como mostra a figura. Há uma confusão generalizada a respeito do funcionamento do setup. Como ele é gravado dentro da memória ROM do micro, muita gente pensa que setup e BIOS são sinônimos, o que não é verdade. Dentro da memória ROM do micro há três programas distintos armazenados: BIOS (Basic Input Output System, Sistema Básico de Entrada e Saída), que é responsável por "ensinar" ao processador da máquina a operar com dispositivos básicos, como a unidade de disquete, o disco rígido e o vídeo em modo texto; POST (Power On Self Test, Autoteste), que é o programa responsável pelo autoteste que é executado toda a vez em que ligamos o micro (contagem de memória, por exemplo); e setup (configuração), que é o programa responsável por alterar os parâmetros armazenados na memória de configuração (CMOS).

Outra confusão comum é achar que as configuração alteradas no setup são armazenadas no BIOS. Como o BIOS é uma memória do tipo ROM, ela não permite que seus dados sejam alterados. Todas as informações manipuladas e alteradas no setup são armazenadas única e exclusivamente na memória de configuração (CMOS) do micro.

Dessa forma, quando chamamos o setup não "entramos" no BIOS nem muito menos alteramos os valores do BIOS, como muitas pessoas dizem erroneamente. Na verdade entramos no setup e alteramos os valores da memória de configuração.

Figura 1: Chip de memória ROM da placa-mãe. Os programas BIOS, POST e Setup estão gravados dentro deste chip.

Figura 2: Exemplo de um chip ponte sul. A memória CMOS e o relógio de tempo real (RTC) estão atualmente embutidos neste chip.

Figura 3: Esta bateria é conectada ao chip ponte sul, para alimentar tanto a memória CMOS quanto o relógio de tempo real.

CHIPSETS

Depois do processador principal, o componente mais “inteligente” do micro, que executa o maior número de funções é o chipset. Ele comanda toda a comunicação entre o processador e os demais componentes, assim como entre os próprios componentes, como a placa de vídeo e o HD, através dos canais de DMA por exemplo. O chipset é o principal componente da placa mãe, e como prometido, vamos estudar agora sobre os diferentes chipsets, tanto os que já são história, quanto os que estão em uso atualmente.

Nos primeiros PCs, os circuitos controladores da placa mãe, ficavam espalhados em diversos pontos da placa. Alguém teve então idéia de juntar todos estes circuitos em alguns poucos chips. Isto traz diversas vantagens. A primeira, é logicamente o preço, pois ao produzir uma quantidade menor de componentes, os custos caem bastante. Mas, a principal vantagem, é que como os componentes estão próximos, é possível que a placa mãe suporte trabalhar a frequências mais altas, pois o sinal elétrico demorará muito menos tempo para ir de um componente ao outro.

Distâncias menores também ajudam a atenuar outros problemas, como interferências e facilitar o trabalho dos projetistas.

A maioria dos chipsets são compostos de dois chips, alguns porém são compostos de apenas 1 ou mesmo 3 ou 4 chips. Depois do processador, os maiores chips que você vai encontrar na placa mãe são justamente o chipset

Os recursos que serão suportados pelo PC, assim como a compatibilidade ou não com novas tecnologias, são determinados pelo chipset. Você deve lembrar que a partir do 386, todos os processadores suportam o uso de até 4 Gigabytes de memória. O problema é que, a grande maioria dos chipsets em uso, suportam quantidades bem menores: 2 GB, 1 GB ou mesmo 512 MB. Isso sem falar de chipsets antigos, que suportam apenas 128 MB.

Assim, apesar de termos um processador que suporta o uso de até 4 Gigabytes de memória, ficamos limitados à quantidade suportada pelo chipset. Na verdade, praticamente todos os recursos suportados pelo micro, incluindo o suporte a recursos como o USB, AGP, UDMA 66, processadores e tipos de memória RAM que poderão ser utilizados, compatibilidade com periféricos, etc. são determinados pelo chipset. Devido a isto, muitos especialistas declaram que o chipset é o componente mais importante do micro, mais importante inclusive que o próprio processador. Os principais componentes dos chipsets atuais são:

Controlador de memória: Determina a quantidade máxima de memória RAM suportada, tipos de memória suportados e a velocidade do acesso.

Interfaces IDE: Todos os chipsets atuais trazem duas interfaces IDE embutidas, mas a velocidades das portas (UDMA 33 ou UDMA 100 por exemplo) variam de acordo com o chipset usado.

PCI Bridge: Este é o circuito que controla o barramento PCI e determina a quantidade máxima de slots PCI que poderão ser usados. Alguns chipsets suportam apenas 3 ou 4 slots, enquanto outros suportam até 7 slots. Existem também pequenas variações de desempenho dos periféricos PCI de acordo com o chipset.

Real-time Clock: Este é o relógio que mantém a data e hora mesmo quando o micro está desligado. É alimentado pela bateria da placa mãe e, em alguns casos, é formado por um chip separado.

Controlador de DMA: Permite que os periféricos possam comunicar-se entre sí sem ocupar o processador. É ele que permite que a placa de som possa ler dados gravados na memória, sem ter que passar pelo processador, por exemplo.

Controlador do Teclado: Controla a comunicação com o teclado. Este é mais um dos componentes que antigamente formavam chips separados, mas que atualmente são embutidos no chipset.

Controlador PS/2: Controla a porta PS/2, que pode ser utilizada por um mouse.

Controlador de cache L2: Em placas mãe soquete 7, que ainda utilizam cache externo, é este circuito que faz o acesso ao cache da placa mãe. Nos processadores atuais, onde o L2 é integrado, este circuito faz parte do processador.

Controlador Super I/O: Controla as portas seriais, paralelas, infravermelhas e controladora de drives de disquetes. Mesmo atualmente nem todos os chipsets incluem este componente, o que obriga os fabricantes de placas mãe a incluí-lo na forma de uma chip separado, aumentando os custos de produção.

CMOS: Atualmente, o CMOS, a pequena parcela de memória volátil que armazena as configurações do Setup também faz parte do chipset, sendo em geral composta por apenas 64 bytes de memória.

AGP: O suporte a AGP é um dos principais diferenciais entre os chipsets atuais. Dependendo do modelo, podemos ter suporte a AGP 2x ou 4x, ou mesmo não ter suporte a um slot AGP, como no caso das placas baseadas no chipset i810, onde o barramento AGP é ocupado pelo vídeo onboard.

USB: Praticamente todos os chipsets atuais trazem embutido um controlador USB, suportando o uso de 2 ou mesmo 4 portas USB.

Pontes Norte e Ponte Sul (Northbridge e Southbridge): Você ouvirá estes termos com bastante frequência. O design de chipsets mais comum é a divisão dos componentes em dois chips. Nesse caso, o chip principal, que armazena os circuitos controladores de memória, cache e do barramento PCI é chamado de ponte norte, e o chip menor, que armazena os componentes menos essenciais, como interfaces IDE, portas seriais, etc. é chamado de ponte sul. Claro que esta não é uma regra, existem muitos projetos de chipsets com apenas 1 chip, ou mesmo com 3 ou 4 chips (respectivamente como o i810 e o i440FX), onde esta designação não é aplicada.

Suporte por parte do BIOS: O BIOS não faz necessariamente parte do chipset, mas é um componente diretamente relacionado com ele. A maioria dos recursos e opções permitidas pelo chipset podem ser configurados através do Setup, mas para isso é preciso que o BIOS ofereça estas opções de configuração através de Setup, caso contrário nada feito. A variedade de opções permitidas pelo Setup é outro diferencial entre placas mãe baseadas no mesmo chipset.

Apenas baseado no chipset utilizado, podemos ter uma boa idéia dos recursos suportados por uma determinada placa mãe e seu nível de atualização e compatibilidade. Vale lembrar que o fabricante da placa mãe tem liberdade para utilizar ou não todos os recursos do chipset. Pode por exemplo incluir uma placa de vídeo onboard e eliminar o slot AGP.

De uma forma geral, um chipset (anglicismo que significa grupo de chips) é o cérebro de uma placa de circuitos.

Na informática, é o cérebro da placa mãe, faz a comunicação do processador com as memórias, portas (USB, paralela, PS2, serial, etc) com o Sistema operacional. Esta é a "ponte norte" (chispet central).

BARRAMENTO

Em ciência da computaçãobarramento é um conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos, como o CPU, a memória e outros periféricos.

O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo), geralmente potências de 2:

Também pela velocidade da transmissão medida em bps (Bits por segundo) por exemplo:

(Parte 3 de 10)

Comentários