Apostila Sobre Hardware

Apostila Sobre Hardware

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A fonte de alimentação do computador é projetada para transformar as tensões comuns da rede elétrica em níveis compatíveis da CPU, além de filtrar ruídos e estabilizar.

As fontes utilizadas nos computadores modernos são do tipo chaveada, sendo mais eficientes e , em geral, mais baratas por dois motivos: a regulagem chaveada é mais eficaz porque gera menos calor; em vez de dissipar energia, o regulador comutado desliga todo o fluxo de corrente. Além disso, as altas freqüências permitem o uso de transformadores e circuitos de filtragem menores e mais baratos.

As tensões “geradas” pela fonte são quatro:

A tensão de 5 VOLTS de corrente contínua alimentam principalmente os processadores, memórias e alguns outros circuitos digitais.

A tensão de 12 VOLTS de corrente contínua alimentam os motores dos acionadores de discos flexíveis, discos rígidos e outro motores.

As tensões de 12 e -12 VOLTS de corrente contínua alimentam os circuitos das portas serias.

A tensão de -5 VOLTS é utilizada por alguns componentes periféricos ligados a CPU.

Além das tensões que o computador precisa para funcionar, as fontes de alimentação da IBM fornecem outro sinal, denominado Power Good. Sua finalidade é apenas informar ao computador que a fonte de alimentação está funcionando bem, e que o computador pode operar sem problemas. Se o sinal Power Good não estiver presente, o computador será desligado. O sinal Power Good impede que o computador tente funcionar com voltagens descontroladas (como as provocadas por uma queda súbita de energia) e acabe sendo danificado.

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A potência utilizada pelo computador é em função de quanto de energia ele utiliza ou dissipa, dado pela equação P= V.I onde P potência, V tensão e I corrente.

As tensões da rede no Brasil são de 110 V e 220 V. Grande parte dos computadores possuem um chave comutadora atrás do gabinete possibilitando a transição das tensões.

Para se saber quanto de potência o computador consome é necessário somar todas as potências dos componentes conectados à CPU e a sua própria potência. A potência, então, depende dos componentes conectados à CPU. Exemplificando a CPU precisa de 15 a 30 WATTS; um unidade de disco flexível utiliza 15 a 20 WATTS; um disco rígido, entre 10 a 20 WATTS e etc.

As potências padrões do mercado são de 200 WATTS, 220 WATTS, 250

WATTS, 300 WATTS e etc. Potência abaixo de 200 WATTS não é recomendado utilizar, mesmo sabendo que um computador com configuração básica utiliza 63,5 WATTS.

É Necessário a Substituição da Fonte de Alimentação:

—Quando for anexado um componente à CPU que requeira uma quantidade excessiva de energia. —Quando esporadicamente o Winchester não inicializa.

—Quando a fonte possui problemas de ventilação.

—Quando o computador não inicializar.

Para a substituição da fonte não basta selecionar uma com a quantidade de Watts requerida. Os requisitos de qualidade, compatibilidade e o próprio aspecto físico para instalação do gabinete tem que ser considerada.

A retirada e instalação da fonte dependerá do tipo de gabinete.

A fonte é identificada por uma caixa blindada e um ventilador voltado para fora.

Na retirada, tomar alguns cuidados:desligar o computador, desligar o cabo da alimentação, eliminar a eletricidade estática, retirar primeiramente os conectores da CPU e depois os restantes.

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Orientação dos Conectores

As fontes de alimentação de todos os PCs, XTs, e ATs têm dois tipos de conectores; dois deles vão para a placa do sistema; os outros se encaixam em unidades de disco ou fita.

Os conectores das unidades de disco ou de fita fornecem os 5 e 12 VOLTS de que essas unidades necessitam.

Os dois conectores da placa do sistema não são idênticos. Cada um deles possuem as tensões específicas e so encaixam.

Para o usuário, a fonte de alimentação é um componente de difícil manutenção pela necessidade de um conhecimento eletrônico razoável. Os defeitos mais comuns são o fusível e o ventilador que por vezes gera ruídos ou não gira corretamente.

A tensão da rede elétrica costuma variar bastante dos 115 V necessários para o funcionamentos normal, qualquer variação muito brusca desse valor pode causar problemas graves.

Os problemas com a eletricidade da rede podem ser classificados em três categorias básicas: tensão excessiva, tensão insuficiente e ruídos.

Excesso de Tensão

A pior forma de poluição da rede elétrica é o excesso de voltagem, que são picos de alta potência semelhantes a raios que invadem o PC e podem danificar os circuitos de silício. Em geral, os danos são invisíveis exceto pelo fato - visível - de não haver imagem no monitor de vídeo. Outras vezes, o excesso de voltagem pode deixar alguns componentes chamuscados dentro do computador.

Em um grande de intervalo de tempo, se a tensão variar 10% do seu valor nominal, pode se dizer que as condições de funcionamento aproximam-se do ideal. Nessas condições os equipamentos que fazem a estabilização atuam eficientemente.

As características mais importantes dos dispositivos de proteção contra o excesso de voltagem são a rapidez e a quantidade de energia que dissipam.

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Geralmente, quanto mais rápido o tempo de resposta ou a velocidade de sujeição, melhor. Os tempos de resposta podem chegar a picossegundos (trilhonésimos de segundo). Quanto maior a capacidade de absorção de energia de um dispositivo de proteção, melhor. A capacidade de absorção de energia é medida em WATTS por segundo, ou joules. Há no mercado vários dispositivos capazes de absorver milhões de WATTS. (ESTABILIZADORES)

Tensão Insuficiente

Tensão insuficiente, como o próprio nome indica, é uma tensão inferior à necessária. Elas podem variar de quedas, que são perdas de alguns volts, até a falta completa, ou blackout.

As quedas momentâneas e mesmo o blackouts, não chegam a ser problemáticos. Contanto que durem menos que algumas dezenas de milissegundos.

A maioria dos PCs é projetado de modo a suportar quedas de voltagem prolongadas de até 20% sem desligar. Quedas maiores ou blackouts farão com que eles sejam desligados.(NO-BREAK e SHORT BREAK).

Ruídos

O ruído é um problema renitente nas fontes de alimentação da maioria dos equipamentos eletrônicos. Ruído é o termo que usamos para identificar todos os sinais espúrios que os fios captam ao percorrerem campos eletromagnéticos. Em muitos casos esses sinais podem atravessar os circuitos de filtragem da fonte de alimentação e interferir com os sinais normais do equipamento.

Os filtros existentes nas fontes de alimentação são suficientemente eficazes para sanar esse tipo de problema não sendo necessário a aquisição do filtro de linha.

Instalação Elétrica

A instalação elétrica vai refletir em um duradouro e confiável funcionamento do equipamento, evitando principalmente problemas esporádicos ou intermitentes, muitas vezes difíceis de descobrir sua fonte.

As posições dos sinais terra, neutro e fase devem obedecer aos padrões internacionais como mostra a figura:

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O aterramento é de extrema necessidade para evitar todos os problemas citados, e precaver alguns outros, que a falta ou o mau aterramento pode causar. Num ideal aterramento a diferença de potencial entre o terra e o neutro não pode variar mais de 5 VOLTS AC.

O elemento central de um microcomputador é uma placa onde se encontra o microprocessador e vários componentes que fazem a comunicação entre o microprocessador com meios periféricos externos e internos.

As placas mãe mais difundidas no mercado são construídas somente com o mínimo de componentes, sendo necessário a utilização de placas acessórias para o pleno funcionamento do microcomputador.

A placa mãe de todo computador que obedece aos padrões da IBM realiza diversas funções importantes. No nível físico mais básico, a placa mãe corresponde às fundações do computador. Nela ficam as placas de expansão; nela são feitas as conexões com circuitos externo; e ela é a base de apoio para os componentes eletrônicos fundamentais do computador. No nível elétrico, os circuitos gravados na placa mãe incluem o cérebro do computador e os elementos mais importantes para que esse cérebro possa comandar os seus “membros”. Esses circuitos determinam todas as características da personalidade do computador: como ele funciona, como ele reage ao acionamento de cada tela, e o que ele faz.

Os mais importantes componentes da placa mãe são:

—O Microprocessador - responsável pelo pensamento do computador.

O microprocessador escolhido, entre as dezenas de microprocessadores disponíveis no mercado, determina a capacidade de processamento do computador e também as linguagens que ele compreenda (e, portanto, os programas que ele é capaz de executar).

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—Co-processador - Complemento do microprocessador, o coprocessador permite que o computador execute determinadas operações com muito mais rapidez. O co-processador pode fazer com que, em certos casos, o computador fique entre cinco e dez vez mais rápido.

—Memória - Exigida para que o microprocessador possa realizar seus cálculos, a dimensão e a arquitetura da memória de um computador determinam como ele pode ser programado e, até certo ponto, o nível de complexidade dos problemas que ele pode solucionar.

—Slots, Barramento, BUS - Funcionam como portas para entrada de novos sinais no computador, propiciando acesso direto aos seus circuitos. Os slots permitem a incorporação de novos recursos e aperfeiçoamentos aos sistema, e também a modificação rápida e fácil de algumas características, como os adaptadores de vídeo.

BUS é a denominação dos meios que são transferidos os dados do microprocessador para a memória ou para os periféricos, a quantidade de vias de comunicação são os chamados BITs que em um PC pode ser de 8, 16, 32 e 64 BITs.

—Embora seja a essência do computador, o microprocessador não é um computador completo. O microprocessador precisa de alguns circuitos complementares para que possa funcionar: clocks, controladoras e conversores de sinais. Cada um desses circuitos de apoio interage de modo peculiar com os programas e, dessa forma, ajuda a moldar o funcionamento do computador.

Todos os computadors pessoais, e um número crescente de equipamentos mais poderosos, se baseiam num tipo especial de circuito eletrônico chamado de microprocessador. Chamado também de “computador num chip”, o microprocessador moderno é formado por uma camada de silício, trabalhada de modo a formar um cristal de extrema pureza, laminada até uma espessura mínima com grande precisão, e depois cuidadosamente poluída pela exposição a altas temperaturas em fornos que contém misturas gasosas de impurezas.

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Histórico

1971 4004 - Primeiro microprocessador de uso geral, fabricado pela Intel

Corporation 4 BITs

1972 8008 - Atualização do 4004 com mais BITs por registrador, fabricado pela Intel Corporation - 8 BITs

1974 8080 - Possuía um set de comandosmais rico, fabricado pela Intel

Corporation 8 BITs Z80 - 8080 aperfeiçoado, fabricado pela Zilog Corporation - 8 BITs.

1978 8086 - Duplicava mais uma vez a quantidade de registradores e aumentava as linhas de endereços - 16 BITs 8088 - Idêntico ao 8086 exceto o BUS que foi reduzido para - 8 BITs.

1984 80286 - Projeto para funcionar mais rapidamente, inicialmente 6 Mhz - 16 BITs

1985 80386 - Ele oferece mais velocidade, mais capacidade e mais versatilidade do que todos os microprocessadores fabricados até então - 32 BITs

1991 80486 - Com menos ciclos de máquinas consegue executar mesma instrução que as versões anteriores. - 32 BITs

1993 PENTIUM - Maior velocidade e conceito de instruções aperfeiçoadas - 32 BITs

FAMÍLIA INTEL 86 DE PROCESSADORES / 87 DE COPROCESSADORES MATEMÁTICOS

Micro Computadores

Processador Coprocessador

Matemático

N° de BITs Interno / Externo Velocidades disponíveis MHz

PC/XT 8086 8087 16/16 4,7/8/10 8088 8087 16/8 4,7/8/10 V-20 8087 16/8 10/12/20 PC/AT 80286 80287 16/16 8/10/12,5 80386-SX não tem 32/16 16/20/3/40 80386-DX 80387-DX 32/32 12,5/16/20/25/3/40 80486-SX não tem 32/16 25/3/40 80486-SX2 não tem 32/16 50 80486-DLC* 80387-DX 32/32 40/50

80486-DX Embutido no processador 32/32 3/40

80486-DX2 Idem acima 32/32 50/6 80486-DX4 Idem acima 32/32 75/100

*fabricante CYRIX Co-processadores

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Os Co-processadores são na realidade microprocessadores de utilização e função específica, como por exemplo: cálculos matemáticos complexos, formação de imagens de alta resolução, etc.

O microprocessador executa as atribuições operacionais e dedica ao coprocessador as tarefas mais pesadas, distribuindo as funções o desempenho global aumenta muitas vezes, possibilitando a operação com softwares mais complexos com maior rapidez.

Os Co-processadores mais comuns são os numéricos, eles fazem com que as operações de multiplicação e divisão se tornem cerca de 80% mais rápidas, as operações de soma e subtração não são afetas por serem eficientemente executadas pelo microprocessador central.

Outra característica como a independência da velocidade do clock aumenta o desempenho global sem influenciar o funcionamento isolado do microprocessador.

Tipos de co-processadores numéricos

A família Intel conta com quatro co-processadores numéricos principais: o 8087, o 80287, o 80387 e o 80287SX. Cada um deles foi projetado para operar em conjunto com um determinado microprocessador da família Intel 8086.

Nas memórias são armazenados todos os dados, funções, passos, etc, que, são utilizados pelo microprocessador.

A capacidade e velocidade das memórias influencia diretamente no desempenho total do sistema, verifica se uma dependência muito grande dessas características no funcionamento máximo do sistema.

Conceito

Memória Primária é a que quando desligando o computador o dados são perdidos. Nela o microprocessador trabalha diretamente, on line, e está em contato permanente podendo ser lida ou gravada instantaneamente. Exemplo: RAM

Memória Secundária fica permanente no computador até que alguém venha a apagá-la ou modificá-la, também chamada memória de massa por ter uma capacidade muito superior a memória primária. Exemplo: armazenamento em disco, ROM, fita magnética, CD ROM,etc.

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Memória RAM (RANDOM ACESS MEMORY) memória de acesso aleatório, é um tipo de memória dinâmica necessitando de refresh periódicos para sua manutenção, também é volátil porque precisa ser energizada constantemente para mantê-la.

Atualmente os microcomputadores são padronizados para utilizarem bancos SIMM de memória.

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