Hardware e Software: Conceitos Básicos

Computador
Para quem deseja realizar uma prova de concursos públicos, é necessário ter conhecimentos básicos sobre os conceitos de informática. Além disso, essas informações auxiliam em situações do dia a dia quando há problemas com o computador. Desse modo, o computador é dividido em: hardware e software.
Hardware são as partes concretas de uma máquina, como o gabinete, o teclado, o mouse, a impressora, o disco rígido, a memória, entre outros itens utilizados na fabricação de um computador ou equipamentos eletrônicos. Esses elementos se comunicam com os demais através do barramento, um dos componentes da placa-mãe.
O profissional responsável por essa área, dentro da ciência da computação é o arquiteto de computadores. O computador é qualquer dispositivo eletrônico que pode armazenar, manipular e enviar dados processados de volta ao usuário.

Manutenção de Computadores - Aula 01 - ferramentas (parte 1)

Manutenção de Computadores - Videoaula mostrando algumas ferramentas utilizadas na manutenção de computadores e notebooks.

Manutenção de Computadores - Aula 02 - ferramentas (parte 2)




Componentes do Computador

Gabinete (Sistema Central)

É uma caixa de metal com elementos de plástico que pode ser vertical ou horizontal responsável por armazenar a CPU, o disco rígido, o driver de CD/DVD, saídas para a impressora, caixas de som, etc. Um dos principais elementos que ela armazena é a fonte de alimentação que converte a corrente alternada para contínua com o objetivo de alimentar os componentes do computador. Por isso, ela deve ser conectada à placa-mãe, ao cooler, aos drives e ao HD. O gabinete do computador pode ser em forma de:
  • Desktop: é o gabinete que fica na horizontal (geralmente se coloca o monitor em cima dele);
  • Torre: é o gabinete que fica na posição vertical, que pode ser Mini Tower, Mid Tower ou Full Tower, com 3, 4 e acima 4 baias (espaço que são inseridos os drivers) respectivamente;

Processador

O processador é chamado de CPU (unidade central de processamento) e está acoplado à placa-mãe. Ele é um pequeno chip que faz todo o controle das operações que serão realizadas pelo computador. Quanto melhor o processador, maior agilidade as tarefas serão realizadas.
O processador é composto pelo cooler, um sistema capaz de controlar a sua temperatura padrão. Se houver essa regulação, maior vida útil terá o chip e isso irá variar de acordo com o fabricante. Todo processador é formado por um conjunto de pinos (contatos) que servem para serem conectados em determinado tipo de placa-mãe. Os fabricantes mais conhecidos deste componente são Intel e AMD. Exemplo de processadores: Intel Core 2 Duo, Intel Core i7, AMD Athlon X2, AMD Phenom II, entre outros.

Memórias

Memória RAM (Random Access Memory ou Memória de Acesso Randômico)

É uma memória volátil e rápida para acesso pelo processador, porém muito mais cara. A CPU a utiliza para armazenar temporariamente os dados dos programas que estão rodando no computador. Esta memória somente fica ativa enquanto o computador estiver ligado e os conteúdos devem ser salvos, pois quando ele for desligado, tudo o que estiver armazenado nesta memória perde-se. Ela tem uma capacidade de armazenamento que varia entre 256Mb (megabytes) a 16 Gb (gigabytes). A memória RAM pode ser dividida em:
memória estática (SRAM – Static Random- Access Memory), rápidas, caras e armazenam poucos dados, cerca de 1048 kilobytes (1 megabyte), geralmente são utilizadas como cache;
memória dinâmica (DRAM – Dynamic Random-Access Memory), possuem um preço acessível e armazenam grande quantidade de dados, mas são mais lentas se comparadas as estáticas, com capacidade de 4 megabytes a 32 megabytes. Existe ainda um tipo de memória recente, chamada de MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory), memória que utiliza células magnéticas, consumindo pouca energia, são rápidas e armazenam dados por mais tempo, até mesmo se não houver energia elétrica. Um dos problemas desse tipo de memória é que elas são caras e armazenam poucos dados.

Memória ROM (Read-Only Memory ou Memória Somente de Leitura)

Memória responsável pelo armazenamento permanente dos dados, Esses dados não podem ser apagados ou alterados, apenas se forem utilizados procedimentos específicos. Quando a energia acaba ou o computador é desligado os dados não se perdem, sendo uma memória não volátil. Existem vários tipos de memória ROM, como: memória flash, cd-rom, dvd-rom e outros relacionados, EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), etc.

Memória Externas

Existem uma infinidade de tipos e capacidades de armazenamento. Alguns exemplos: Pen-drives, CDs, DVDs, HDs, disquetes, fitas, SDs etc. São dispositivos que geralmente utilizam portas USB ou encaixes para conexão ao computador, não fazem parte do computador propriamente dito, mas podem ser facilmente instalados e removidos. A taxa de transferência dos dados também varia de modelo, mas geralmente são bastante rápidos.

Memória Cache

A memória cache é um tipo de memória de acesso randômico mais rápida que armazena os dados mais utilizados pelo processador. Para processar dados, ele verifica primeiramente na memória cache se esses dados estão armazenados lá, se os encontra (proveniente de leituras anteriores desses mesmos dados) não necessita obtê-los de outra memória mais lenta (memória RAM).
Sem a memória cache o desempenho da máquina ficaria mais lento e limitado à memória RAM. Existem dois tipos atualmente:
  • Cache de nível 1 (cache L1) - localizada no mesmo chip do processador;
  • Cache nível 2 (cache L2) - localizada geralmente em um chip RAM separado, tem um valor mais popular, porém um pouco mais lenta que a primeira.
A memória cache também é uma área especial chamada “cache de disco” que contém os dados mais recentes lidos do HD. Ela deve ser aprimorada a medida que são desenvolvidos novos processadores.

Disco Rígido (HD – Hard Disk)

É um tipo de disco de grande capacidade para armazenamento de dados permanentes ou até que sejam removidos do computador. Ela é mais lenta para acesso, porém muito mais barata. Nela se rmazenam todos os dados e programas que devem permanecer no computador, mesmo estando ele desligado. Sua capacidade de armazenamento geralmente varia de 80Gb(gigabytes) a 3 Tb (terabytes). Para seu correto funcionamento é necessário que hajam interfaces de controle, como IDE(Integrated Drive Electronics), SATA (Serial ATA) e SCSI (Small Computer System Interface).

Placa Mãe (Motherboard)

Placa central que se destina a conexão com todas as outras placas e componentes do computador. Ela é chamada de'espinha dorsal'. Assim, ela possui diferentes conectores e é nela que o processador é instalado, num suporte chamado de 'socket'. Já o HD é conectado por meio das portas IDE ou SATA e a placa de vídeo em slots chamados de PCI-Express 16x ou AGP 8x. Já as placas de rede, som, entre outras, podem ser encaixadas nos slots PCI ou em entradas PCI Express.
Além disso, existem outros elementos que são conectados à placa-mãe. As placas-mães possuem um software de controle localizado no chip da memória ROM que armazena todas as informações do hardware relativas à data e hora do computador. Esse software é chamado de BIOS (Basic Input Output System – Sistema Básico de Entrada e Saída), uma bateria de níquel e cádmio (ou lítio) que conserva as configurações, mesmo se o sistema for desligado.

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Barramento: também chamado de bus são suportes responsáveis por fazer a intercomunicação entre a placa-mãe e os demais componentes.

Placa de Vídeo

É um dispositivo responsável por garantir o aparecimento das imagens em seu monitor de vídeo. As placas mais conhecidas são as da marca AMD e NVIDIA, que fabricam o chip gráfico (GPU - Graphics Processing Unit, um tipo de processador que gera gráficos principalmente imagens 3D). Existem placas de vídeo no mercado que já vem embutidas em placas-mães, são conhecidas como onboard.
O custos dessas integradas é bem menor, mas é aconselhável que seja utilizado apenas em computadores que executem atividades básicas, pois podem atrapalhar no seu desempenho.

Dispositivos de Entrada e Saída do Computador

Drive de disquete: dispositivos de entrada e saída de de dados. Atualmente, os drivers de disquete são caros e estão em desuso. O disquete é um tipo de envoltório que armazena o disco magnético, onde são gravadas as informações. Ele tem capacidade de até 1,44 MB de armazenamento.
Drive de CD/DVD-ROM: dispositivos de entrada e saída de de dados capaz de ler e gravar CDs e DVDs-ROM. Antigamente havia apenas os leitores de CDs. Podem ser do tipo CD-ROM (apenas leitor de CDs); CD-RW(funciona como leitor e gravador de CD-R e CD-RW); CD-RW/DVD (leitor e gravador de CD e leitor de DVD); DVD-RW (leitor e gravador de CDs e DVDs). Estão surgindo no mercado computadores que suportem a leitura de Blu-Ray.
Monitor de Vídeo: dispositivo de saída que envia ao usuário as informações impressas na tela. Antigamente haviam os monitores CRT (Cathode Ray Rude), hoje existem os monitores de LCD (Liquid Crystal Display). As telas podem ser mais largas (widescreen) e o tamanho pode variar de 17'' a 23'.'
Teclado/Mouse: são dois dispositivos típicos de entrada, porque permitem que você insira dados/informações no computador. O primeiro, auxilia na digitação e sua combinação de teclas podem facilitar em jogos e outros aplicativos. Já o segundo, é representado por um cursor na tela do computador para você 'clicar' em lugares específicos.
Existem os mouses ópticos, que movimentam o cursor por meio de um laser e o mouses com esfera que utilizam uma pequena esfera para realizar o movimento do cursor. Eles se conectam ao computador por meio da porta PS/2 encontrada na parte de trás do gabinete, mas também há aqueles que utilizam o conectador por meio de portas USB, que servem para conectar outros dispositivos de entrada e saída, como pendrives, câmeras digitais, scanners, impressoras, etc. Existem placas-mães que permitem a conexão através das entradas FireWire, utilizada para a transmissão de informações de HDs Externos ou filmadores digitais, por exemplo.

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Portas USB (Universal Serial Bus): são entradas ou conexões encontradas no computador para a inserção de periféricos que utilizam-se dessa interface (pendrives, cabos para impressora, mouses, teclados, câmeras digitais, MP3 Player, etc.). 

Software

Os softwares são programas inseridos dentro hardware que realizam diversas tarefas. Ela é a parte lógica do computador e são compostos por comandos e declarações de dados. Quando ocorre a interpretação dos dados, ele realiza as funções das quais foi projetado. Um processador de texto é um software, assim como um jogo de computador. Eles podem ser desenvolvidos para pessoas particulares personalizados ou para o mercado geral, genéricos ou comerciais.
Considere a seguinte situação: um pianista é o hardware e sua partitura musical é o software. Se você remover uma nota e colocá-la em outro lugar na partitura, sairá uma música diferente.

Tipos de Softwares

Software Básico: são programas utilizados para o funcionamento do sistema. Ele é capaz de gerar um ambiente de interação entre máquina e usuário. Ex.: sistema operacional, linguagens de programação, compiladores, etc.
Sistema Operacional
É o software mais importante do computador. Ele é instalado em uma área especial dentro do disco rígido e é carregado (para a memória RAM) toda vez que o computador é ligado. É ele que controla todos os recursos do computador. Ex.: Unix, Linux, Debian, Windows, etc. Conheça mais sobre Sistema Operacional lendo o artigo “Noções de Sistema Operacional: Windows e Linux”
Software Aplicativos: são programas utilizados pelos usuários para auxiliar nas tarefas realizadas no dia a dia. Ex.: editores de texto, navegadores, planilhas eletrônicas, programas gráficos, etc.
Softwares Utilitários: são programas que permitem ao usuário realizarem tarefas adicionais àquelas oferecidas pelo o sistema operacional. Ex.: Winzip, antivírus, desfragmentação de unidades de discos, vírus, etc.

Componentes da Placa-Mãe

Placa-mãe Computador
A placa-mãe (motherboard ou mainboard) é uma placa de circuito impresso responsável por fazer a interconexão entre os componentes necessários ao funcionamento do computador. Elas são construídas para oferecer suporte aos demais dispositivos, como o processador, as memórias, o disco rígido, etc.
Ela possui componentes básicos, cada qual com a sua função como a BIOS, ochipset e os demais componentes e oferece suporte aos slots de expansão, diversos conectores, entradas, etc.
A placa-mãe surgiu adaptada aos computadores da IBM PC, em 1982, e apesar de possuir o mesmo design, com o passar dos tempos, ocorreram vários ajustes em sua estrutura para suportar outros elementos. A empresa Apple, em seu computador apple II também utilizou esse modelo para fabricar sua placa-mãe inovando e adicionando outros elementos. Alguns modelos de placa-mãe são AT (Advanced Technology utilizada na década de 80 e 90), ITX (criada em 2001 pela VIA Technologies), BTX (lançada em 2003 pela intel), etc.

Chipset

É um chip que tem o objetivo de controlar vários componentes da placa-mãe, como por exemplo, os barramentos, o acesso à memória, enviar e receber informações do teclado, mouse e outras saídas, estabelecer uma comunicação entre processador e memória RAM, etc. É comum, nas placas atuais, a existência de chips controladores:Ponte Sul (L1) e Ponte Norte (L2):
  • Southbridge (Ponte Sul) – controla os dispositivos de entrada e saída do computador;
  • Northbridge (Ponte Norte) – controla as memórias e os barramentos de vídeo.

Soquete do Processador

O local onde dever ser encaixado o processador (CPU) é chamado de 'socket', assim cada processador tem um número diferente de pinos e devem ser adaptados para seus soquetes específicos de acordo com o fabricante, ou seja, a placa-mãe deve ser construída para suportar um processador específico.

BIOS

A BIOS (Basic Input/Output System no português Sistema Básico de Entrada/Saída) é um aplicativo destinado a realizar algumas tarefas básicas no momento em que o computador é ligado, fazendo a verificação de todos os hardwares conectados, até a inicialização do sistema operacional.

Bateria

É uma bateria feita de lítio, que mantém as informações dentro da memória ROM enquanto o computador está desligado. Nas placas atuais a sua principal função é garantir o funcionamento do relógio interno do computador.

Jumper

São pequenos bloquinhos plásticos que contém metal em seu interior. Eles são colocados nos pinos da placa-mãe e conforme são inseridos, as configurações do computador podem mudar. Há aqueles que podem conectar os cabos do gabinete para conexão de saídas auxiliares (localizadas na frente do gabinete, como entradas USB e áudio).

Portas de Entrada

PS/2 e USB: a primeira destina-se a conexão do mouse e do teclado. Já a segunda se trata de uma entrada que pode conectar vários outros dispositivos.
Firewire: é mais rápida que a USB e faz a conexão de câmeras digitais e HD.

Slots

Slot é um encaixe de plástico com contatos em ouro presente na placa-mãe com a finalidade de encaixar novas placas. Eles são responsáveis por fazer a ligação entre os periféricos e o barramento.
Slots de Memória: são utilizados para conectar as memórias, que podem ser do tipo DDR2 ou DDR3.
Slots de Conexão HD/Drivers Ópticos: são utilizados para conectar HDs/drivers de CD/DVD são chamados de IDE eSATA/SATA2.
Slots de Expansão: são inseridos na placa-mãe possibilitando a inserção de recursos adicionais. Neles são possíveis conectar: placa de rede, modem, placa de som, etc. Os mais utilizados são PCI, PCI-Express 1x, PCI-Express, AGP e ISA(encontrado em placa-mães antigas).
Placas de vídeo: os slots mais utilizados para conectar placas de vídeo são PCI-Express 2.0, PCI-Express e AGP. E é possível conectar duas ou mais placas de vídeo em uma mesma máquina, quando a placa-mãe possui mais de um slot característico dessa placa a fim de obter uma maior desempenho.

Conector de Alimentação

Local onde é conectada a fonte de alimentação, responsável por levar energia elétrica para a placa-mãe e seus componentes. Existem dois tipos: AT e ATX, este último é o mais utilizado. É importante ressaltar que a placa-mãe sem a fonte de alimentação consegue alimentar as memórias, o processador e grande parte dos dispositivos conectados aos slots, mas as unidades de DVD e CD, HDs, cooler, etc. necessitam da energia da fonte de alimentação.

Barramentos

Barramentos são vias de comunicação ou padrões por onde transitam as informações utilizados para interconectar os diversos dispositivos em um computador (processador e a memória, placa-mãe e componentes do computador).
O tipo do barramento vai depender do tipo de ligação desses dispositivos ao computador. Eles podem estar localizados na própria placa-mãe dos computadores (on board), são encaixes (conectores) ou barramentos internos e cada slot possui um barramento específico. Ex.: ISA, PCI, SCSI, IDE, AGP, entre outros. Eles também podem estar no gabinete do computador, geralmente na parte de trás dele e são chamados de 'portas' ou barramentos externos.
Para que os periféricos possam usar os barramentos, é necessário que cada placa (de vídeo, de som, modem, etc) seja compatível com um determinado tipo de barramento. O grande ganho obtido com esses barramentos é a padronização, visto que sendo o conector compatível a placa de qualquer fornecedor poderá ser instalada nos barramentos de seu computador.

Barramento ISA: Industry Standard Architecture

O barramento ISA é muito utilizado para placas de expansão, ou seja, componentes do computador que tenham o formato de placa, como por exemplo: placa de som, placa de rede, placa de vídeo, modem, etc. Ele era utilizado pelos computadores da IBM, sendo um dois mais antigos, em desuso.

Barramento PCI: Peripheral Component Interconnect

O barramento PCI é muito utilizado para placas de expansão, assim como o ISA. Ele surgiu no mercado para substituir o barramento ISA e utiliza a tecnologia "Plug and Play" (recurso que permite que uma placa instalada num slot seja automaticamente reconhecido), o que facilitou muito no momento de instalar novos equipamentos no computador. Uma das características do PCI é que ele é compartilhado por todos os dispositivos conectados, então a taxa real de transferência vai depender da quantidade de equipamentos do computador que utilizam o barramento.

Barramento AGP: Accelerated Graphics Port

O barramento AGP é utilizado somente para placas de vídeo e também usa a tecnologia “Plug and Play”. Antes as placas de vídeo geralmente eram instaladas em barramento PCI, hoje nos computadores mais modernos é utilizado esse barramento. Desta forma, há um barramento dedicado para a placa de vídeo, o que permite, por exemplo, melhorar aplicações 3D.
Outra característica é que o barramento AGP reserva uma quantidade maior de memória para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais, além de conseguir acessar essas texturas em alta velocidade.

Barramento IDE: Intergrated Drive Electronics

O barramento IDE é utilizado para unidades de armazenamento internas, tais como discos rígidos, cd's, gravadores de CD, unidades de DVD, etc.
Além desses, existem outros barramentos utilizados para várias finalidades para conectar o microprocessador, entradas USB, etc.



Vale a pena montar, item a item, seu computador novo?



O técnico de computadores Bruno Novaes explica que "a pessoa que é leiga tem que se informar um pouco com alguém que conheça,  uma pessoa, um técnico ou uma empresa em que a pessoa confie".

Já para quem sabe exatamente o que quer e qual será a finalidade da máquina, montar um PC é totalmente viável e tem suas vantagens. A principal ainda é o fato de poder escolher todas as peças do micro, item a item, conforme sua necessidade.

Bruno explica que "comprar um computador pronto e montado, é uma compra no escuro". Ele diz que a parte da população que compra o computador que já vem montado não está sabendo o que está adquirindo: "Ela só imagina que o computador vai suprir as espectativas dela", comenta.

Seja por comodidade, segurança ou falta de informação, a venda de PCs montados em lojas de informática caiu bastante. Há pouco tempo esta loja vendia, em média, 30 máquinas por dia. Hoje sai, no máximo, um computador a cada 24 horas.

Os valores das máquinas prontas e das montadas são bastante equivalentes. Um equipamento mediano – suficiente para a maioria dos usuários domésticos – sai entre R$600 e R$700. Aqui, a vantagem maior dos grandes magazines é que este valor pode ser parcelado em mais vezes. As lojas menores não têm condições de oferecer tanta facilidade de pagamento.

Agora quando o assunto são máquinas de alta performance, a diferença é mesmo no bolso! Uma máquina de marca boa, completa e confiável é bem mais cara do que um micro equivalente montado em uma loja especializada.


Vale lembrar que quando a gente fala de máquinas montadas, estamos nos referindo especificamente a desktops. Montar um notebook é praticamente impossível. Nos equipamentos portáteis, o máximo que se pode fazer é trocar alguns componentes para melhorar sua performance.



Fonte: olhar digital

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                                         Tablet ou Notebook?