arquitetura de um computador

Arquitetura de um computador

Prof. Filipe GonçalvesDisciplina de IMC

Introdução

• Neste PowerPoint pretendo demonstrar com mais pormenor algumas das características físicas do Hardware de uma torre

Principais componentes de um computador:

• Caixa• Fonte de alimentação• Motherboard• Memória• CPU• Dispositivos de armazenamento• Placas de expansão• Placa gráfica• Portas de entrada e saída• Cabos de Interligação• Dispositivos de entrada e saída de dados

ARQUITETURA BÁSICA

Caixa

• É uma estrutura de suporte de todos os componentes eletrónicos e dispositivos que fazem parte do computador;

• É fabricada em formatos diferentes e com diferentes tipos de material;

• Tem vários formatos e tamanhos, de acordo com o tipo de máquina pretendido e o parque informático de destino;

• Pode ser vertical ou horizontal(desktop)

Caixa(Tunning)

Fonte de Alimentação

• Dispositivo que converte a corrente de sector(110/220) em corrente contínua necessária ao funcionamento do computador

• Para escolher uma boa fonte de alimentação é importante saber a potência disponível nas vias de 12V

• As fontes podem ter uma ou duas vias. As fontes de duas vias dividem a potência. Logo o ideal é uma fonte de uma via

MOTHERBOARD

MotherBoard

• Sistema Integrado

• Sistema não integrado

Motherboard

• Sistema Integrado– Mais Barata– A maioria dos componentes faz parte da própria

placa– A avaria de um componente obriga à substituição

da placa

Motherboard

• Sistema não Integrado– A maioria dos componentes é instalado à medida– Existência de Slots disponíveis;– Permite uma configuração total à medida do

utilizador

MotherBoard

•AT (Primeira a surgir)

•ATX (Melhora a AT)

•BTX (Ao contrário da ATX)

•NLX (Mais recente e muitas vezes mais pequena)

MotherBoard

Chipset

• É um grupo de circuitos integrados ou chips, que são projetados para trabalhar em conjunto e que são geralmente comercializados como um produto único.

• Set significa “conjunto”, daí o seu nome.

Chipset (SouthBridge)

É a ponte sul que determina a quantidade (e velocidade) das portas USB e a quantidade e tipo (ATA ou Serial ATA) das portas do disco rígido que a placa mãe possui, por exemplo.

A ponte sul tem mais a ver com as funcionalidades da placa mãe do que com o desempenho.

Chipset (NorthBridge)

•A ponte norte faz a comunicação do processador com as memórias e em alguns casos com os barramentos de alta velocidade.•Se um chip de ponte norte tem um controlador de memória melhor do que outro, o desempenho geral do computador será melhor.Ela tem influência direta no desempenho do computador.•É a ponte norte que funciona como intermediário no acesso do processador a estes dispositivos.

Chipset

Numa placa mãe há dois chipsets:

• Northbridge (ponte norte) • Southbridge (ponte sul)

MotherBoard(Arquitetura)

• Ligação à fonte de alimentação

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Expansão: • São ranhuras que fazem parte integrante da

placa-mãe e servem para expandir as suas capacidades

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Expansão:

• ISA(Habitualmente Preta, anterior a 1997)• PCI(Encaixe Curto de cor branca)• AGP(Ligação direta da placa de vídeo)• PCI-E (Sucessora da AGP, mas permite a

ligação de outras placas)

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Expansão:ISA

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Expansão:PCI

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Expansão:AGP

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Expansão:PCI

MotherBoard(Arquitetura)

• Slots de Memória: • Permitem a ligação de memória RAM

MotherBoard(Arquitetura)

• BIOS CHIP• Parte da motherboard onde está a BIOS

MotherBoard(Arquitetura)

• Bateria CMOS

MotherBoard(Arquitetura)

• Portas de comunicação:1.Conector PS2 do mouse.2.Conector PS2 do teclado.3.Porta Paralela LTP1, utilizada para conectar impressoras antigas.4.Porta Serial COM1, utilizada para conectar mouse antigo e impressoras fiscais (aquelas que ficam em terminais de vendas).5.Porta VGA, utilizada para conectar o monitor.6.,7.,9.,10. Portas USB, utilizada para conectar pen drives, impressoras, web-cams e qualquer outro dispositivo que tenha o padrão USB.8.Porta de Rede, utilizada para conectar o cabo de uma rede (cabo UTP, aquele cabinho azul).11.Conexão auxiliar, utilizada para entrada de som.12.Conexão de saída de áudio, utilizada para plugar caixas de som.13.Conexão do microfone, Utilizada para conectar o microfone.

MotherBoard(Arquitetura)

• Socket CPU:É um encaixe dedicado À fixação da CPU

MotherBoard(Arquitetura)• Controladores:• são fichas destinadas à ligação de discos rígidos e

unidades de DVD/CD

MotherBoard(Arquitetura)• Controladores:• são fichas destinadas à ligação de discos rígidos e

unidades de DVD/CD

IDE

SATA

MotherBoard(Arquitetura)• Jumpers e Dip Switches:• são fichas destinadas à ligação de discos rígidos e

unidades de DVD/CD

MotherBoard(Arquitetura)• Firmware:• É software específico de um dispositivo

Conclusão

MEMÓRIA

O que são as memórias?

• São dispositivos de armazenamento de dados num PC

Tipos de Memórias

• CMOS – circuito que guarda as configurações da BIOS

• ROM- Memória Só de leitura que armazena o software da BIOS

• RAM- Memória Volátil

Tipos de Memória RAM

• SRAM – Memória RAM muito Rápida utilizada como cache da CPU

• DRAM – Memória RAM mais lenta utilizada como auxiliar do processamento

Tipos de Memória DRAM

• RIMM – Marca da RAMBUS considerada obsoleta

• DIMM – Memória mais usada hoje em dia nas torres (ex: DDR, DDR2, DD3)

• soDIMM e soMicroDIMM – Memória destinada a computadores portateis

Tipos de Memória RAM

• DDR – 184 contactos com uma frequência de trabalho de 226, 333 e 400 MHz

• DDR2 – 240 contactos com uma frequência de trabalho de 533 e 1066 Mhz

• DD3 – 240 contactos com uma frequência de trabalho de 1066 e 2000 Mhz

Comparação entre as várias RAM

Memória RAM

Família Contactos Frequência(Mhz) Custo Parque

Informático

SDRAM 168 133 Ind. ObsoletoDDR 184 266-400 Alto Reduzido

DDR2 240 533-1066 Médio Grande

DD3 240 1066-1999 Muito Alto Expansão

Estrutura Física da memória RAM

Estrutura Física da memória RAM

soDIMM

Conclusões

• ROM – Memória que pode ser lida e não escrita. A sua informação tem carater permanente (EX: BIOS)

• RAM- Memória Volátil, cuja informação se perde depois de desligar

• DRAM- Memória usada como auxiliar dos programas(Ex: DDR, DDR2 e DDR3)

• SRAM – Memória usada como auxiliar do processamento do processador(ex:Cache)

PLACAS DE EXPANSÃO

Placas de Expansão

• São placas destinadas a aumentar as capacidades do computador

• Tipos de Encaixe: PCI, AGP e PCI-E• Exemplos:– Modem– Placa de Rede– Placa de Som– Placa Gráfica

PLACA GRÁFICA

Placa Gráfica

• Inicialmente era instalada no mesmo encaixe das outras placas. Passou a partir da geração AGP um encaixe próprio para ter maior qualidade e velocidade.

• Para escolher uma placa gráfica devemos ter em atenção o barramento, a GPU e a memória

Função da placa gráfica

• A função das placas gráficas é construir as imagens que são apresentadas nos monitores dos computadores.

• O conteúdo dessa memória está sempre a ser atualizado pela placa gráfica e por ordem do processador. Quanto mais memória de vídeo existir no sistema, melhor é a resolução e mais cores são possíveis de representar.

Principais fabricantes de GPUs

• ATI Technologies• nVidia• S3 Graphics• Matrox• SiS/XGI• PowerVR

Principais fabricantes de placas gráficas

• Sapphire• VIA Technologies• ASUS• ELSA• Galaxy• Zotac• Sparkle• MSI• SapphireTech• BFG• Gigabyte• PowerColor• PNY

PhitronicseVGAXFXINNO3DZogisElite Group (ECS)GainwardnVidiaIntelRadeonATI

Caracteristicas das placas de vídeo• As placas de vídeo modernas são as do tipo SVGA (Super

VGA), que por sua vez derivam das placas VGA.

• A diferença entre as atuais placas SVGA e as antigas placas VGA é o maior número de cores e maiores resoluções que podem utilizar.

• Além disso, as placas SVGA modernas possuem recursos avançados, como aceleração de vídeo, aceleração 2D e aceleração 3D.

Componentes da Placa Gráfica

• GPU

• BIOS VGA (32k)

• Memória de vídeo

Número de cores

256Kb 512Kb 1024Kb 1Mb 2Mb 4Mb

640X480 16 cores

256 cores

256 cores

16.777.21cores

16.777.21cores

16.777.21cores

800X600 16 cores

256 cores

256 cores

65.536cores

16.777.21cores

16.777.21cores

1024X768 4 cores 16

cores256

cores256

cores65.536cores

16.777.21cores

Evolução das placas gráficas

• Aceleradoras gráficas 2D (bidimensionais) • Aceleradoras gráficas 3D (tridimensionais) • Exibição de vídeo, saída para TV e captura de

vídeo

Como consigo descorbrir qual a minha placa gráfica?• Abra a Resolução de Ecrã clicando no botão Iniciar,

clicando em Painel de Controlo e, em Aspecto e Personalização, clicando em Ajustar a resolução do ecrã.

• Clique em Definições avançadas e clique no separador Placa.

• É aqui que é possível consultar os detalhes da placa gráfica, incluindo o tipo de placa gráfica que o computador tem.

MONITOR

O que é um monitor

• É um periférico de saída, que permite ao utilizador visualizar o trabalho produzido pelo computador

Tipos de monitor

• CRT – Baseia-se no “bombardeamento” de eletrões que percorrem o ecrã da esquerda para a direita e de cima para baixo

• LCD – baseia-se na circulação de corrente por um liquido semi-cristalizado provocando o alinhamento de cristais

• LED – Igual ao LCD mas utiliza LEDs garantindo um menor uso de energia

DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO

O que é um dispositivo de armazenamento?

• São suportes capazes de guardar informação com carater permanente.

O que é um dispositivo de armazenamento?

• Tipos de dispositivos:– Disquete– Disco rígido– CD-ROM– DVD

CPU(PROCESSADOR)

O que é o processador?

• É o “cérebro” do computador;

• Responsável pela totalidade dos cálculos;

• Equipado com uma ventoinha de refrigeração;

Esquema de Von Neumann

Como identificar o CPU

1. Fisicamente abrindo a caixa, removendo o dissipador de calor e lendo a nomenclatura;

2. Através da informação fornecida pelo sistema operativo;

3. Provocando um reinicio e observando as informações de arranque;

4. Através de programas de diagnóstico;

Tipos de encaixe(Socket)

• É o encaixe físico da CPU na motherboard;• A CPU tem de corresponder em tamanho,

formato e número de contatos ao encaixe da motherboard

Overclocking

• É forçar um componente de um computador a rodar numa frequência, definida em hertz mais alta do que a especificada pelo fabricante.

• Apesar de haver diferentes razões pelas quais o overclock é realizado, a mais comum é para aumentar o desempenho do hardware.

• O overclock pode resultar em super aquecimento do processador;

Overclocking

Arrefecimento do processador

• Utilização de pasta térmica;• Ventoinha/cooler

Processadores com vários núcleos• A palavra “core” significa “núcleo” em inglês e é exatamente isso

que os prefixos de multiplicação implicam: múltiplos núcleos.

• A necessidade de se unir várias unidades de processamento dentro do mesmo chip surgiu por causa da dificuldade que as fabricantes encontravam em extrair mais velocidade usando apenas um núcleo.

Processadores com vários núcleos

• As tarefas são divididas em duas ou mais células diferentes, cada uma trabalhando em cooperação com as demais para entregar um resultado no final.

• Todos os núcleos possuem a sua própria unidade lógica aritmética, conjunto de registradores e memória cache — quase como se fossem quatro processadores em um.

Processadores com vários núcleos

Lei de Moore

• A lei de Moore é a observação de que, ao longo da história do hardware de computação, o número de transístores em circuitos integrados duplicada a cada a cada dois anos.

• A lei de Moore apareceu em 1965 e têm se mantido até hoje.

Lei de Moore

Principais marcas de processadores

• Intel – Melhor performance, Mais caro

• AMD – Melhor Relação qualidade/preço

Evolução dos processadores

Qual é o melhor processador do mercado?

Intel Core i7 ou o

AMD Phenom II X6

Qual é o melhor processador do mercado?

O melhor processador é:

Intel Core I7 975 Extreme Edition

e o mais caro também

Mais recentes processadores IntelNúmero do processador Cache Velocidade do

clockNo. de núcleos/No. de threads

Tipos de memória

Intel® Core™ i7-4860HQ Processor (6M Cache, up to 3.60 GHz)

6.0 MB 2.40 GHz 4 / 8 DDR3L-1333/1600

Intel® Core™ i7-4810MQ Processor (6M Cache, up to 3.80 GHz)

6.0 MB 2.80 GHz 4 / 8 DDR3L-1333,1600

Intel® Core™ i7-4910MQ Processor (8M Cache, up to 3.90 GHz)

8.0 MB 2.90 GHz 4 / 8 DDR3L-1333,1600

Intel® Core™ i7-4610M Processor (4M Cache, up to 3.70 GHz)

4.0 MB 3.00 GHz 2 / 4 DDR3L-1333,1600

Mais recentes processadores Intel

INTERFACES DE DISCOS

Tipos de Interface

• Interface IDE

• Interface SCSI

• Interface SATA

O que é a Interface IDE?

• Foi a primeira interface de discos• Inicialmente exista como placa de expansão• Cada controlador IDE suporta dois

dispositivos: um master e um slave;

Configuração da Interface IDE

• IDE1– Disco Master – Disco rígido primário para a instalação

do Sistema Operativo;– Disco Slave – Disco rígido secundário ou drive de

CD/DVD• IDE2– Disco Master - Disco rígido secundário ou drive de

CD/DVD – Disco Slave - Disco rígido secundário ou drive de

CD/DVD

Configurar um disco em IDE

O que é a interface SCSI?

• Interface técnica usada em meios profissionais;

• Mais rápida que a IDE

O que é a Interface SATA

• Mais rápida que a interface IDE;• Dispositivo muito fiável;• Cada Cabo suporta um e um só

dispositivo• Rendimento semelhante ao SCSI

mas maior facilidade de instalação, configuração e custo;

Velocidade dos cabos SATA

Características SATA1 SATA2 SATA3

Frequência 1500Hz 3000Hz 6000Hz

Velocidade 1,5Gbps 3 Gbps 6 Gbps

SISTEMA RAID

O que é o Sistema RAID

• É uma forma de combinar o armazenamento de vários discos.

• Só é possível desde que a motherboard o permita

RAID 0(striping)

• Utiliza , sendo os dados repartidos pelo espaço disponível;

• Incapaz de garantir a integridade dos dados em caso de falha de um dos discos;

• A capacidade total é igual à soma da capacidade dos dois discos;

• É destinado ao aumento de rendimento, diminuindo tempo de acesso de dados armazenados;

RAID 1(Mirror)

• Utiliza dois discos sendo os dados gravados duplicados em cada um;

• Os dados são gravados simultaneamente em dois discos. Se um falhar o outro garante a informação;

• A capacidade total é igual à capacidade do menor dos discos;

RAID 5• Utiliza no mínimo três discos, sendo

o mais habitual a utilização de cinco discos;

• A capacidade total é igual ao somatório de dois deles(no caso de um sistema de três discos);

• Constitui uma combinação dos sistemas RAID 0 e RAID 1, incrementando o rendimento e garantindo os dados em falha num dos discos;

Conclusão

• Através desta apresentação conseguimos explorar em maior detalhe a arquitetura do computador e de cada um dos seu componentes. Podemos ver as diferentes tecnologias as vantagens e desvantagens de cada uma.

Bibliografia

• http://www.prof2000.pt/USERS/AFARIA2004/placas.htm

• http://www.taringa.net/posts/info/4921549/Diferentes-tipos-de-memorias-ram.html

• http://www.intel.com.br/• Manual de Instalação e reparação de

Computadores – FCA• http://www.tecmundo.com.br/intel/266-o-qu

e-e-quad-core-.htm• http://www.zoom.com.br/pc-computador/de

umzoom/intel-core-i7-x-amd-phenom-ii-x6-qual-melhor-processador-do-mercado