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2. 2 Autor: Carlos E. Morimoto Pginas: 1038 Formato: 23 x 16 cm Editora: GDH Press e Sul Editores ISBN: 978-85-99593-10-2 Lanado em: Outubro de 2007 Introduo: Como um PC funciona o Os Componetes bsicos Processador Memria HD Placa de Vdeo Placa-me Hardware X Software Arquiteturas o Um pouco sobre redes Configurao da rede Rede Wireless Captulo 1: 54 anos de histria: do ENIAC ao Athlon o Os primrdios o O ENIAC o O transstor o Como so fabricados os processadores o Os supercomputadores o A evoluo dos computadores pessoais o A dcada de 80 o Do 486 ao Athlon o Sistemas embarcados Captulo 2: Processadores o Pentium4 Willamette Hyper Pipelined Technology Execution trace cache Bus de 400 MHz Rapid Execution Engine SSE2 Northwood Captulo 7: Chipsets e placas o Chipsets para placas Soquete 7 o Chipsets para o Pentium II e Pentium III Chipsets da Intel Chipsets da VIA Chipsets da SiS o Chipsets para o Pentium 4 (Soquete 423 e soquete 478) Chipsets da Intel Chipsets da SiS Chipsets da VIA Chipsets da Uli Chipsets da ATI o Chipsets para o Athlon, Duron e Sempron (soquete A) Chipsets da AMD Chipsets da VIA Chipsets da SiS Chipsets da nVidia o Chipsets para placas soquete 775 Chipsets da Intel Chipsets da nVidia Chipsets da SiS Chipsets da VIA o Chipsets para Athlon 64 Chipsets da nVidia Chipsets da VIA Chipsets da SiS Chipsets da ULi Captulo 8: Montagem, manuteno e dicas o As formas mais comuns de destruir um PC Fonte de alimentao Cooler Smoke Test Esttica 3. 3 Prescott Hyper- Threading Soquete 775 Smithfield, Cedar Mill e Presler O sistema de numerao Pentium 4 Pentium D Extreme Edition Celeron D o Athlon e Duron Athlon Thunderbird Athlon Palomino Athlon Thoroughbred Athlon Barton o Athlon 64 Desenvolvendo um sucessor Itanium X86-84 (AMD64) A arquitetura K8 Os modelos Athlon 64 e Athlon 64 FX Athlon 64 X2 Sempron Reconhecendo o processador Quad FX o A plataforma Core Conroe Kentsfield Allendale Conroe-L o Futuros chips Penryn Nehalem Phenom e Barcelona Fusion Captulo 3: Placas-me e barramentos o Os Componentes BIOS Componentes defeituosos Dispositivos USB Softwares Conectores de fora o Dicas de compra Processador Memria HDs o PCs de baixo consumo o Ferramentas o Montagem de micros Preparando o terreno Conectores do painel Headers USB Processador Pasta trmica Cooler Memria Instalando a placa- me HDs e DVD Finalizando a montagem o Solucionando problemas o O mximo de funes no mnimo espao o Filtros de linha, estabilizadores e nobreaks Filtros de linha Estabilizadores Nobreaks (UPS) Inversores VA x watts Proteo para a linha telefnica Autonomia Captulo 9: Configurao do Setup, drivers e utilitrios o Discos e RAID o Boot o Overclock o Timings da Memria o Componentes integrados o Outras opes 4. 4 o Formatos o Barramentos ISA MCA, EISA e VLB PCI PC Card (PCMCIA) AMR e CNR AGP PCI Express Como o PCI Express funciona Dentro do chipset As linhas de dados e os perifricos Express Mini e ExpressCar d PCI Express 2.0 USB Firewire (IEEE 1394) WUSB o Endereos de IRQ e DMA APIC DMA e I/O Captulo 4: Memrias o Formatos o Tecnologias utilizadas Memrias Regulares Memrias FPM Memrias EDO Memrias SDRAM Memrias DDR Memrias DDR2 Memrias DDR3 o Identificando mdulos de memria defeituosos o Limites no endereamento da memria o Memria Flash o Outras tecnologias Captulo 5: HDs e o Drivers e utilitrios Drivers da placa- me Drivers do chipset Drivers 3D Drivers de som, modem e outros Utilitrios e benchmark o Suporte a hardware no Linux Drivers proprietrios Opes de boot Captulo 10: Vdeo e placas 3D o FPS, V-Sync e tearing o Recursos Clock na GPU Fill rate Unidades de vertex shader Unidades de pixel shader Unidades de shader unificadas Texture Mapping Units (TMUs) Raster Operation Units (ROPs) Tipo de memria Freqncia de memria e largura do barramento Quantidade de memria DirectX e OpenGL Antialiasing e Anisotropic Filtering SLI CrossFire TurboCache e HyperMemory o Chipsets 3D NV40 G70 G80 R520 R600 o Manuteno 5. 5 armazenamento o Como um HD funciona A placa controladora Os discos Correo de erros e badblocks Desempenho Tempo de busca (Seek Time) Tempo de latncia (Latency Time) Tempo de Acesso (Access Time) Head Switch Time Taxa de transfernci a interna (Internal Transfer rate) NCQ Cache (Buffer) MTBF e service life o As interfaces IDE SATA SCSI SAS As barreiras de 8GB e 128GB o RAID Os modos de operao As controladoras o Opes de armazenamento externo o SSDs e HHDs o ReadyBoost e ReadyDrive o O gigabyte de 1 bilho de bytes o Chipsets de vdeo integrados o Conectores: VGA x DVI o Monitores: LCD x CRT x Plasma x OLED o Caractersticas dos Monitores LCD o Monitores USB? Captulo 11: Notebooks o Categorias o UMPCs e MIDs o Fabricantes o Processadores Pentium M Soquetes Core Duo e Core 2 Duo Celeron M Processadores ULV A plataforma Centrino Mobile Athlon 64 Mobile Sempron Turion 64 Turion X2 Via C3 e C7 AMD Geode o Chipsets 3D Chipsets onboard Chipsets dedicados e placas offboard ATI nVidia o Barebones o Drivers Criando uma imagem de recuperao o Baterias Chumbo cido Ni-Cad Ni-MH Li-ion Li-poly Clulas de combustvel Calculando a capacidade e 6. 6 o Drives de disquetes Captulo 6: Sistemas de arquivos e recuperao de dados o Formatao fsica o Formatao lgica FAT16 e FAT32 Estruturas Lgicas NTFS Estruturas lgicas do NTFS EXT3 o Recuperao de dados S.M.A.R.T. Criando uma imagem binria Reparando parties Recuperado a MBR e tabela de parties Recuperando arquivos apagados Usando o Easy Recovery Usando o Photorec Outras opes Eliminando dados com segurana Copiando dados de mdias defeituosas autonomia Captulo 12: Manuteno de notebooks o Desmontagem e dicas o Desmontando um Toshiba A70 o Desmontando o HP 6110NX o Desmontando a tela o Localizando defeitos No liga Instabilidade HD e DVD Defeitos na tela Modem e placa wireless o Comprando peas de reposio no exterior Apndice: Um resumo sobre redes e o protocolo TCP/IP 7. 7 Introduo: Como um PC funciona O primeiro PC foi lanado em 1981, pela IBM. A plataforma PC no a primeira nem ser a ltima plataforma de computadores pessoais, mas ela de longe a mais usada e provavelmente continuar assim por mais algumas dcadas. Para a maioria das pessoas, "PC" sinnimo de computador. Comeando do bsico, existem duas maneiras de representar uma informao: analogicamente ou digitalmente. Uma msica gravada em uma antiga fita K7 armazenada de forma analgica, codificada na forma de uma grande onda de sinais magnticos, que podem assumir um nmero virtualmente ilimitado de freqncias. Quando a fita tocada, o sinal magntico amplificado e novamente convertido em som, gerando uma espcie de "eco" do udio originalmente gravado. O grande problema que o sinal armazenado na fita se degrada com o tempo, e existe sempre uma certa perda de qualidade ao fazer cpias. Ao tirar vrias cpias sucessivas, cpia da cpia, voc acabava com uma verso muito degradada da msica original. Ao digitalizar a mesma msica, transformando-a em um arquivo MP3, voc pode copi-la do PC para o MP3 player, e dele para outro PC, sucessivamente, sem causar qualquer degradao. Voc pode perder alguma qualidade ao digitalizar o udio, ou ao comprimir a faixa original, gerando o arquivo MP3, mas a partir da pode reproduzir o arquivo indefinidamente e fazer cpias exatas. Isso possvel devido prpria natureza do sistema digital, que permite armazenar qualquer informao na forma de uma seqncia de valores positivos e negativos, ou seja, na forma de uns e zeros. O nmero 181, por exemplo, pode ser representado digitalmente como 10110101; uma foto digitalizada transformada em uma grande grade de pixels e um valor de 8, 16 ou 24 bits usado para representar cada um; um vdeo transformado em uma sequncia de imagens, tambm armazenadas na forma de pixels e assim por diante. A grande vantagem do uso do sistema binrio que ele permite armazenar informaes com uma grande confiabilidade, em praticamente qualquer tipo de mdia; j que qualquer informao reduzida a combinaes de apenas dois valores diferentes. A informao pode ser armazenada de forma magntica, como no caso dos HDs; de forma ptica, como no caso dos CDs e DVDs ou at mesmo na forma de impulsos eltricos, como no caso dos chips de memria flash. 8. 8 Chips de memria flash Cada um ou zero processado ou armazenado chamado de "bit", contrao de "binary digit" ou "dgito binrio". Um conjunto de 8 bits forma um byte, e um conjunto de 1024 bytes forma um kilobyte (ou kbyte). O nmero 1024 foi escolhido por ser a potncia de 2 mais prxima de 1000. mais fcil para os computadores trabalharem com mltiplos de dois do que usar o sistema decimal como ns. Um conjunto de 1024 kbytes forma um megabyte e um conjunto de 1024 megabytes forma um gigabyte. Os prximos mltiplos so o terabyte (1024 gigabytes) e o petabyte (1024 terabytes), exabyte, zettabyte e o yottabyte, que equivale a 1.208.925.819.614.629.174.706.176 bytes. :) provvel que, com a evoluo da informtica, daqui a algumas dcadas surja algum tipo de unidade de armazenamento capaz de armazenar um yottabyte inteiro, mas atualmente ele um nmero quase inatingvel. Para armazenar um yottabyte inteiro, usando tecnologia atual, seria necessrio construir uma estrutura colossal de servidores. Imagine que, para manter os custos baixos, fosse adotada uma estratgia estilo Google, usando PCs comuns, com HDs IDE. Cada PC seria equipado com dois HDs de 500 GB, o que resultaria em pouco menos de 1 terabyte por PC (no seria possvel chegar a exatamente 1 terabyte, j que no existem HDs de 512 GB binrios no mercado, por isso vamos arredondar). Estes PCs seriam ento organizados em enormes racks, onde cada rack teria espao para 1024 PCs. Os PCs de cada rack seriam ligados a um conjunto de switchs e cada grupo de switchs seria ligado a um grande roteador. Uma vez ligados em rede, os 1024 PCs seriam configurados para atuar como um enorme cluster, trabalhando como se fossem um nico sistema. Construiramos ento um enorme galpo, capaz de comportar 1024 desses racks, construindo uma malha de switchs e roteadores capaz de lig-los em rede com um desempenho minimamente aceitvel. Esse galpo precisa de um sistema de refrigerao colossal, sem falar da energia consumida por mais de um milho de PCs dentro dele, por isso construmos uma usina hidreltrica para aliment-lo, represando um rio prximo. Com tudo isso, conseguiramos montar uma estrutura computacional capaz de armazenar 1 exabyte. Ainda precisaramos construir mais 1.048.576 mega- datacenters como esse para chegar a 1 yottabyte. Se toda a humanidade se 9. 9 dividisse em grupos de 6.000 pessoas e cada grupo fosse capaz de construir um ao longo de sua vida, deixando de lado outras necessidades existenciais, poderamos chegar l. :P Voltando realidade, usamos tambm os termos kbit, megabit e gigabit, para representar conjuntos de 1024 bits. Como um byte corresponde a 8 bits, um megabyte corresponde a 8 megabits e assim por diante. Quando voc compra uma placa de rede de "100 megabits" est na verdade levando para a casa uma placa que transmite 12.5 megabytes por segundo, pois cada byte tem 8 bits. Quando vamos abreviar, tambm existe diferena. Quando estamos falando de kbytes ou megabytes, abreviamos respectivamente como KB e MB, sempre com o B maisculo. Por outro lado, quando estamos falando de kbits ou megabits abreviamos da mesma forma, porm usando o B minsculo: Kb, Mb e assim por diante. Parece s um daqueles detalhes sem importncia, mas esta uma fonte de muitas confuses. Se algum anuncia no jornal que est vendendo uma "placa de rede de 1000 MB", est dando a entender que a placa trabalha a 8000 megabits e no a 1000. Os componentes bsicos Qualquer PC composto pelos mesmos componentes bsicos: processador, memria, HD, placa-me, placa de vdeo e monitor. Essa mesma diviso bsica se aplica tambm a outros aparelhos eletrnicos, como palmtops e celulares. A principal diferena que neles os componentes so integrados numa nica placa de circuito (muitas vezes no mesmo chip) e so utilizados chips de memria flash no lugar do HD. Antigamente, a placa-me funcionava apenas como um ponto central, contendo os slots e barramentos usados pelos demais componentes. Alm do processador e pentes de memria, era necessrio comprar a placa de vdeo, placa de som, modem, rede, etc. Cada componente era uma placa separada. Com a integrao dos componentes, a placa-me passou a incluir cada vez mais componentes, dando origem s placas "tudo onboard" que utilizamos atualmente (existem placas que j vm at com o processador e chips de memria!). Isso permitiu que os preos dos PCs cassem assustadoramente, j que, com menos componentes, o custo de fabricao bem menor. Para quem quer mais desempenho ou recursos, sempre possvel instalar placas adicionais, substituindo os componentes onboard. Com o micro montado, o prximo passo instalar o sistema operacional e programas, que finalmente vo permitir que ele faa algo de til. Vamos comear com um overview da funo de cada um destes componentes: 10. 10 Processador O processador o crebro do micro, encarregado de processar a maior parte das informaes. Ele tambm o componente onde so usadas as tecnologias de fabricao mais recentes. Existem no mundo apenas quatro grandes empresas com tecnologia para fabricar processadores competitivos para micros PC: a Intel (que domina mais de 60% do mercado), a AMD (que disputa diretamente com a Intel), a VIA (que fabrica os chips VIA C3 e C7, embora em pequenas quantidades) e a IBM, que esporadicamente fabrica processadores para outras empresas, como a Transmeta. Athlon X2 e Pentium D O processador o componente mais complexo e freqentemente o mais caro, mas ele no pode fazer nada sozinho. Como todo crebro, ele precisa de um corpo, que formado pelos outros componentes do micro, incluindo memria, HD, placa de vdeo e de rede, monitor, teclado e mouse. Dentro do mundo PC, tudo comeou com o 8088, lanado pela Intel em 1979 e usado no primeiro PC, lanado pela IBM em 1981. Depois veio o 286, lanado em 1982, e o 386, lanado em 1985. O 386 pode ser considerado o primeiro processador moderno, pois foi o primeiro a incluir o conjunto de instrues bsico, usado at os dias de hoje. O 486, que ainda faz parte das lembranas de muita gente que comprou seu primeiro computador durante a dcada de 1990, foi lanado em 1989, mas ainda era comum encontrar micros com ele venda at por volta de 1997. Depois entramos na era atual, inaugurada pelo Pentium, que foi lanado em 1993, mas demorou alguns anos para se popularizar e substituir os 486. Em 1997 foi lanado o Pentium MMX, que deu um ltimo flego plataforma. Depois, em 1997, veio o Pentium II, que usava um encaixe diferente e por isso era incompatvel com as placas-me antigas. A AMD soube aproveitar a 11. 11 oportunidade, desenvolvendo o K6-2, um chip com uma arquitetura similar ao Pentium II, mas que era compatvel com as placas soquete 7 antigas. A partir da as coisas passaram a acontecer mais rpido. Em 1999 foi lanado o Pentium III e em 2000 o Pentium 4, que trouxe uma arquitetura bem diferente dos chips anteriores, otimizada para permitir o lanamento de processadores que trabalham a freqncias mais altas. O ltimo Pentium III trabalhava a 1.0 GHz, enquanto o Pentium 4 atingiu rapidamente os 2.0 GHz, depois 3 GHz e depois 3.5 GHz. O problema que o Pentium 4 possua um desempenho por ciclo de clock inferior a outros processadores, o que faz com que a alta freqncia de operao servisse simplesmente para equilibrar as coisas. A primeira verso do Pentium 4 operava a 1.3 GHz e, mesmo assim, perdia para o Pentium III de 1.0 GHz em diversas aplicaes. Quanto mais alta a freqncia do processador, mais ele esquenta e mais energia consome, o que acaba se tornando um grande problema. Quando as possibilidades de aumento de clock do Pentium 4 se esgotaram, a Intel lanou o Pentium D, uma verso dual-core do Pentium 4. Inicialmente os Pentium D eram caros, mas com o lanamento do Core 2 Duo eles caram de preo e passaram a ser usados at mesmo em micros de baixo custo. Os Pentium D eram vendidos sob um sistema de numerao e no sob a freqncia real de clock. O Pentium D 820, por exemplo, opera a 2.8 GHz, enquanto o 840 opera a 3.2 GHz. Em 2003 a Intel lanou o Pentium M, um chip derivado da antiga arquitetura do Pentium III, que consome pouca energia, esquenta pouco e mesmo assim oferece um excelente desempenho. Um Pentium M de 1.4 GHz chega a superar um Pentium 4 de 2.6 GHz em diversas aplicaes. O Pentium M foi desenvolvido originalmente para ser usado em notebooks, mas se mostrou to eficiente que acabou sendo usado como base para o desenvolvimento da plataforma Core, usada nos processadores Core 2 Duo fabricados atualmente pela Intel. O Pentium 4 acabou se revelando um beco sem sada, descontinuado e condenado ao esquecimento. Paralelamente a todos esses processadores, temos o Celeron, uma verso mais barata, mas com um desempenho um pouco inferior, por ter menos cache ou outras limitaes. Na verdade, o Celeron no uma famlia separada de chips, mas apenas um nome comercial usado nas verses mais baratas (com metade ou um quarto do cache) de vrios processadores Intel. Existem Celerons baseados no Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Pentium M e tambm o Celeron 4xx, que uma verso single-core (e com menos cache) do Core 2 Duo. Para efeito de comparao, entre os chips antigos e os atuais, um 486 tinha cerca de 1 milho de transistores e chegou a 133 MHz, enquanto o Pentium MMX tinha 4.3 milhes e chegou a 233 MHz. Um Pentium 4 (Prescott) tem 125 milhes e chegou aos 3.8 GHz, freqncia mais alta atingida por um 12. 12 processador Intel (ou AMD) lanado oficialmente at hoje, recorde que deve ser quebrado apenas em 2008 ou 2009. O transstor a unidade bsica do processador, capaz de processar um bit de cada vez. Mais transistores permitem que o processador processe mais instrues de cada vez enquanto a freqncia de operao determina quantos ciclos de processamento so executados por segundo. Continuando, temos os processadores da AMD. Ela comeou produzindo processadores 386 e 486, muito similares aos da Intel, porm mais baratos. Quando a Intel lanou o Pentium, que exigia o uso de novas placas-me, a AMD lanou o "5x86", um 486 de 133 MHz, que foi bastante popular, servindo como uma opo barata de upgrade. Embora o "5x86" e o clock de 133 MHz dessem a entender que se tratava de um processador com um desempenho similar a um Pentium 133, o desempenho era muito inferior, mal concorrendo com um Pentium 66. Este foi o primeiro de uma srie de exemplos, tanto do lado da AMD, quanto do lado da Intel, em que existiu uma diferena gritante entre o desempenho de dois processadores do mesmo clock. Embora seja um item importante, a freqncia de operao no um indicador direto do desempenho do processador. Uma analogia poderia ser feita em relao aos motores de carro. Os motores de 1.6 do final da dcada de 70, usados nas Braslias e nos Fuscas, tinham 44 cavalos de potncia, enquanto os motores 1.0 atuais chegam a mais de 70 cavalos. Alm da capacidade cbica, existem muitos outros fatores, como a eficincia do sistema de injeo de ar e combustvel, taxa de compresso, refrigerao, etc. Depois do 5x68 a AMD lanou o K5, um processador similar ao Pentium, mas que no fez tanto sucesso. Ele foi seguido pelo K6 e mais tarde pelo K6-2, que novamente fez bastante sucesso, servido como uma opo de processador de baixo custo e, ao mesmo tempo, como uma opo de upgrade para quem tinha um Pentium ou Pentium MMX. Esta era do K6-2 foi uma poca negra da informtica, no pelo processador em si (que excluindo o desempenho em jogos, tinha um bom custo-benefcio), mas pelas placas-me baratas que inundaram o mercado. Aproveitando o baixo custo do processador, os fabricantes passaram a desenvolver placas cada vez mais baratas (e de qualidade cada vez pior) para vender mais, oferecendo PCs de baixo custo. A poca foi marcada por aberraes. Um certo fabricante chegou a lanar uma famlia de placas sem cache L2, que pifavam em mdia depois de um ano de uso. As coisas voltaram aos trilhos com o Athlon, que foi o primeiro grande processador (tanto em desempenho, quanto em tamanho :) da AMD. A primeira verso usava um formato de cartucho (slot A) similar ao Pentium II, mas incompatvel com as placas para ele. Ele foi sucedido pelo Athlon Thunderbird, que passou a usar o formato de soquete utilizado (com atualizaes) at os dias de hoje. 13. 13 Athlon XP, para placas soquete A Competindo com o Celeron, a AMD produziu o Duron, um processador de baixo custo, idntico ao Athlon, mas com menos cache. Em 2005 o Athlon foi descontinuado e o cargo foi herdado pelo Sempron, uma verso aperfeioada do Duron (com mais cache e capaz de atingir freqncias mais altas), que passou a ser vendido segundo um ndice de desempenho (em relao ao Pentium 4) e no mais segundo o clock real. Por volta de 2000, surgiram as primeiras notcias do "SledgeHammer", um processador de 64 bits, que foi finalmente lanado em verso domstica na forma do Athlon 64, que passou a ser o topo de linha da AMD. Apesar das mudanas internas, o Athlon 64 continua sendo compatvel com os programas de 32 bits, da mesma forma que os processadores atuais so capazes de rodar softwares da poca do 386, muito embora tenham incorporado diversos novos recursos. Na prtica, o fato de ser um processador de 64 bits no torna o Athlon 64 gritantemente mais rpido, mesmo em aplicativos otimizados (os ganhos de desempenho surgem mais devido ao controlador de memria integrado e aos novos registradores). A principal vantagem dos processadores de 64 bits derrubar uma limitao inerente a todos os processadores de 32 bits, que so capazes de acessar apenas 4 GB de memria RAM, um limite que est se tornando cada vez mais uma limitao grave em vrias reas. Os 4 GB de memria podem no parecer um obstculo imediato, mas lembre- se de que h duas dcadas os PCs eram vendidos com 128 KB de memria, h uma dcada j vinham com 4 ou 8 MB, e hoje so vendidos com 512 MB ou mais. O Athlon 64 deu origem ao Athlon X2, o primeiro processador dual-core da AMD, onde temos dois processadores Athlon 64 no mesmo encapsulamento, dividindo a carga de processamento e tambm o Turion, que uma verso de baixo custo do Athlon 64, destinado a notebooks. 14. 14 Memria Depois do processador, temos a memria RAM, usada por ele para armazenar os arquivos e programas que esto sendo executados, como uma espcie de mesa de trabalho. A quantidade de memria RAM disponvel tem um grande efeito sobre o desempenho, j que sem memria RAM suficiente o sistema passa a usar memria swap, que muito mais lenta. A principal caracterstica da memria RAM que ela voltil, ou seja, os dados se perdem ao reiniciar o micro. por isso que ao ligar necessrio sempre refazer todo o processo de carregamento, em que o sistema operacional e aplicativos usados so transferidos do HD para a memria, onde podem ser executados pelo processador. Os chips de memria so vendidos na forma de pentes de memria. Existem pentes de vrias capacidades, e normalmente as placas possuem dois ou trs encaixes disponveis. Voc pode instalar um pente de 512 MB junto com o de 256 MB que veio no micro para ter um total de 768 MB, por exemplo. Mdulo DDR Ao contrrio do processador, que extremamente complexo, os chips de memria so formados pela repetio de uma estrutura bem simples, formada por um par de um transstor e um capacitor. Um transstor solitrio capaz de processar um nico bit de cada vez, e o capacitor permite armazenar a informao por um certo tempo. Essa simplicidade faz com que os pentes de memria sejam muito mais baratos que os processadores, principalmente se levarmos em conta o nmero de transistores. Um pente de 1 GB geralmente composto por 8 chips, cada um deles com um total de 1024 megabits, o que equivale a 1024 milhes de transistores. Um Athlon 64 X2 tem "apenas" 233 milhes e custa bem mais caro que um pente de memria. Existem basicamente dois tipos de memria em uso: SDR e DDR. As SDR so o tipo tradicional, onde o controlador de memria realiza apenas uma leitura por ciclo, enquanto as DDR so mais rpidas, pois fazem duas leituras por 15. 15 ciclo. O desempenho no chega a dobrar, pois o acesso inicial continua demorando o mesmo tempo, mas melhora bastante. Os pentes de memria SDR so usados em micros antigos: Pentium II e Pentium III e os primeiros Athlons e Durons soquete A. Por no serem mais fabricados, eles so atualmente muito mais raros e caros que os DDR, algo semelhante ao que aconteceu com os antigos pentes de 72 vias, usados na poca do Pentium 1. fcil diferenciar os pentes SDR e DDR, pois os SDR possuem dois chanfros e os DDR apenas um. Essa diferena faz com que tambm no seja possvel trocar as bolas, encaixando por engano um pente DDR numa placa-me que use SDR e vice-versa (a menos que voc use um alicate e um martelo, mas a placa provavelmente no vai funcionar mais depois ;). Mais recentemente, temos assistido a uma nova migrao, com a introduo dos pentes de memria DDR2. Neles, o barramento de acesso memria trabalha ao dobro da freqncia dos chips de memria propriamente ditos. Isso permite que sejam realizadas duas operaes de leitura por ciclo, acessando dois endereos diferentes. Como a capacidade de realizar duas transferncias por ciclo introduzida nas memrias DDR foi preservada, as memrias DDR2 so capazes de realizar um total de 4 operaes de leitura por ciclo, uma marca impressionante :). Existem ainda alguns ganhos secundrios, como o menor consumo eltrico, til em notebooks. Os pentes de memria DDR2 so incompatveis com as placas-me antigas. Eles possuem um nmero maior de contatos (um total de 240, contra 184 dos pentes DDR), e o chanfro central posicionado de forma diferente, de forma que no seja possvel instal-los nas placas antigas por engano. Muitos pentes so vendidos com um dissipador metlico, que ajuda na dissipao do calor e permite que os mdulos operem a freqncias mais altas. Mdulo DDR2 Algumas placas (geralmente modelos de baixo custo) possuem dois tipos de soquete, permitindo usar mdulos SDR e DDR, DDR e DDR2 ou DDR2 e DDR3 de acordo com a convenincia, mas sem misturar os dois tipos. Elas so comuns durante os perodos de transio, quando uma tecnologia de memria 16. 16 substituda por outra e podem ser uma opo interessante, j que permitem aproveitar os mdulos antigos. De qualquer forma, apesar de toda a evoluo a memria RAM continua sendo muito mais lenta que o processador. Para atenuar a diferena, so usados dois nveis de cache, includos no prprio processador: o cache L1 e o cache L2. O cache L1 extremamente rpido, trabalhando prximo freqncia nativa do processador. Na verdade, os dois trabalham na mesma freqncia, mas so necessrios alguns ciclos de clock para que a informao armazenada no L1 chegue at as unidades de processamento. No caso do Pentium 4, chega-se ao extremo de armazenar instrues j decodificadas no L1: elas ocupam mais espao, mas eliminam este tempo inicial. De uma forma geral, quanto mais rpido o cache, mais espao ele ocupa e menos possvel incluir no processador. por isso que o Pentium 4 inclui apenas um total de 20 KB desse cache L1 ultra-rpido, contra os 128 KB do cache um pouco mais lento usado no Sempron. Em seguida vem o cache L2, que mais lento tanto em termos de tempo de acesso (o tempo necessrio para iniciar a transferncia) quanto em largura de banda, mas bem mais econmico em termos de transistores, permitindo que seja usado em maior quantidade. O volume de cache L2 usado varia muito de acordo com o processador. Enquanto a maior parte dos modelos do Sempron utilizam apenas 256 KB, os modelos mais caros do Core 2 Duo possuem 4 MB completos. HD No final das contas, a memria RAM funciona como uma mesa de trabalho, cujo contedo descartado a cada boot. Temos em seguida o disco rgido, tambm chamado de hard disk (o termo em Ingls), HD ou at mesmo de "disco duro" pelos nossos primos lusitanos. Ele serve como unidade de armazenamento permanente, guardando dados e programas. O HD armazena os dados em discos magnticos que mantm a gravao por vrios anos. Os discos giram a uma grande velocidade e um conjunto de cabeas de leitura, instaladas em um brao mvel faz o trabalho de gravar ou acessar os dados em qualquer posio nos discos. Junto com o CD-ROM, o HD um dos poucos componentes mecnicos ainda usados nos micros atuais e, justamente por isso, o que normalmente dura menos tempo (em mdia de trs a cinco anos de uso contnuo) e que inspira mais cuidados. 17. 17 Mecanismo interno do HD Na verdade, os discos magnticos dos HDs so selados, pois a superfcie magntica onde so armazenados os dados extremamente fina e sensvel. Qualquer gro de poeira que chegasse aos discos poderia causar danos superfcie, devido enorme velocidade de rotao dos discos. Fotos em que o HD aparece aberto so apenas ilustrativas, no mundo real ele apenas uma caixa fechada sem tanta graa. Apesar disso, importante notar que os HDs no so fechados hermeticamente, muito menos a vcuo, como muitos pensam. Um pequeno filtro permite que o ar entra e saia, fazendo com que a presso interna seja sempre igual do ambiente. O ar essencial para o funcionamento do HD, j que ele necessrio para criar o "colcho de ar" que evita que as cabeas de leitura toquem os discos. Tradicionalmente, o sistema operacional era sempre instalado no HD antes de poder ser usado. Enquanto est trabalhando, o sistema precisa freqentemente modificar arquivos e configuraes, o que seria impossvel num CD-ROM, j que os dados gravados nele no podem ser alterados. Isso mudou com o aparecimento do Knoppix, Kurumin e outras distribuies Linux que rodam diretamente do CD-ROM. Neste caso, um conjunto de modificaes "enganam" o sistema, fazendo com que ele use a maior parte dos arquivos (os que no precisam ser alterados) a partir do CD-ROM, e o restante (os que realmente precisam ser alterados) a partir da memria RAM. Isto tem algumas limitaes: as configuraes so perdidas ao desligar (a menos que voc as salve em um pendrive ou em uma pasta do HD), pois tudo armazenado na memria RAM, cujo contedo sempre perdido ao desligar o micro. 18. 18 Mas, voltando funo do HD, imagine que, como a memria RAM cara, voc compra sempre uma quantidade relativamente pequena, geralmente de 512 MB a 2 GB, de acordo com a aplicao a que o micro se destina e ao seu bolso. Por outro lado, voc dificilmente vai encontrar um HD com menos que 80 ou 120 GB venda. Ou seja, temos centenas de vezes mais espao no HD do que na memria RAM. Bem antigamente, nos anos 80, poca dos primeiros PCs, voc s podia rodar programas que coubessem na memria RAM disponvel. Naquela poca, a memria RAM era muito mais cara que hoje em dia, ento o mais comum era usar 256 ou 512 KB (sim, kbytes, duas mil vezes menos que usamos hoje, tempos difceis aqueles :). Os mais abonados tinham dinheiro para comprar um megabyte inteiro, mas nada alm disso. Se voc quisesse rodar um programa com mais de 256 KB, tinha que comprar mais memria, no tinha conversa. Sem outra escolha, os programadores se esforavam para deixar seus programas o mais compactos possveis para que eles rodassem nos micros com menos memria. Mais tarde, quando a Intel estava desenvolvendo o 386, foi criado o recurso de memria virtual, que permite simular a existncia de mais memria RAM, utilizando espao do HD. A memria virtual pode ser armazenada em um arquivo especialmente formatado no HD, ou em uma partio dedicada (como no caso do Linux) e a eficincia com que ela usada varia bastante de acordo com o sistema operacional, mas ela permite que o sistema continue funcionando, mesmo com pouca memria disponvel. O problema que o HD muito mais lento que a memria RAM. Enquanto um simples mdulo DDR2-533 (PC2-4200) comunica-se com o processador a uma velocidade terica de 4200 megabytes por segundo, a velocidade de leitura sequencial dos HDs atuais (situao em que o HD mais rpido) dificilmente ultrapassa a marca dos 100 MB/s. Existe um comando no Linux que serve para mostrar de forma rpida o desempenho do HD, o "hdparm". Quando o rodo no meu micro, que usa um HD SATA relativamente recente, ele diz o seguinte: # hdparm -t /dev/sda /dev/sda: Timing buffered disk reads: 184 MB in 3.02 seconds = 60.99 MB/sec No Windows, voc pode medir a taxa de leitura sequencial do HD usando o HD Tach, disponvel no http://www.simplisoftware.com/. No se surpreenda com o resultado. Como disse, o HD muito lento se comparado memria. Para piorar as coisas, o tempo de acesso do HD (o tempo necessrio para localizar a informao e iniciar a transferncia) absurdamente mais alto que o da memria RAM. Enquanto na memria falamos em tempos de acesso inferiores a 10 nanosegundos (milionsimos de segundo), a maioria dos HDs trabalha com tempos de acesso superiores a 10 milissegundos. Isso faz com que o desempenho do HD seja muito mais baixo ao ler pequenos arquivos espalhados pelo disco, como o caso da memria virtual. Em muitas 19. 19 situaes, o HD chega ao ponto de no ser capaz de atender a mais do que duas ou trs centenas de requisies por segundo. A frmula simples: quanto menos memria RAM, mais memria swap (memria virtual) usada e mais lento o sistema fica. O processador, coitado, no pode fazer nada alm de ficar esperando a boa vontade do HD em mandar conta-gotas os dados de que ele precisa para trabalhar. Ou seja, quando voc compra um micro com um processador de 3 GHz e 256 MB de RAM, voc est literalmente jogando dinheiro no lixo, pois o processador vai ficar boa parte do tempo esperando pelo HD. Vender micros novos com 256, ou pior, com apenas 128 MB de RAM, uma atrocidade que deveria ser classificada como crime contra a humanidade. ;) Por outro lado, quando voc tem instalado mais memria do que o sistema realmente precisa, feito o inverso. Ao invs de copiar arquivos da memria para o HD, arquivos do HD, contendo os programas, arquivos e bibliotecas que j foram anteriormente abertos que so copiados para a memria, fazendo com que o acesso a eles passe a ser instantneo. Os programas e arquivos passam a ser abertos de forma gritantemente mais rpida, como se voc tivesse um HD muito mais rpido do que realmente . Esse recurso chamado de cache de disco e (sobretudo no Linux) gerenciado de forma automtica pelo sistema, usando a memria disponvel. Naturalmente, o cache de disco descartado imediatamente quando a memria precisa ser usada para outras coisas. Ele apenas uma forma de aproveitar o excedente de memria, sem causar nenhum efeito desagradvel. Ironicamente, a forma mais eficiente de melhorar o desempenho do HD, na maioria das aplicaes, instalar mais memria, fazendo com que uma quantidade maior de arquivos possa ser armazenada no cache de disco. por isso que servidores de arquivos, servidores proxy e servidores de banco de dados costumam usar muita memria RAM, em muitos casos 4 GB ou mais. Uma outra forma de melhorar o desempenho do HD usar RAID, onde dois ou quatro HDs passam a ser acessados como se fossem um s, multiplicando a velocidade de leitura e gravao. Esse tipo de RAID, usado para melhorar o desempenho, chamado de RAID 0. Existe ainda o RAID 1, onde so usados dois HDs, mas o segundo uma cpia exata do primeiro, que garante que os dados no sejam perdidos no caso de algum problema mecnico em qualquer um dos dois. O RAID tem se tornado um recurso relativamente popular, j que atualmente a maioria das placas-me j vm com controladoras RAID onboard. 20. 20 Placa de vdeo Depois do processador, memria e HD, a placa de vdeo provavelmente o componente mais importante do PC. Originalmente, as placas de vdeo eram dispositivos simples, que se limitavam a mostrar o contedo da memria de vdeo no monitor. A memria de vdeo continha um simples bitmap da imagem atual, atualizada pelo processador, e o RAMDAC (um conversor digital- analgico que faz parte da placa de vdeo) lia a imagem periodicamente e a enviava ao monitor. A resoluo mxima suportada pela placa de vdeo era limitada pela quantidade de memria de vdeo. Na poca, memria era um artigo caro, de forma que as placas vinham com apenas 1 ou 2 MB. As placas de 1 MB permitiam usar no mximo 800x600 com 16 bits de cor, ou 1024x768 com 256 cores. Estavam limitadas ao que cabia na memria de vdeo. Esta da foto a seguir uma Trident 9440, uma placa de vdeo muito comum no incio dos anos 90. Uma curiosidade que ela foi uma das poucas placas de vdeo "atualizveis" da histria. Ela vinha com apenas dois chips de memria, totalizando 1 MB, mas era possvel instalar mais dois, totalizando 2 MB. Hoje em dia, atualizar a memria da placa de vdeo impossvel, j que as placas utilizam mdulos BGA, que podem ser instalados apenas em fbrica. Trident 9440 Em seguida, as placas passaram a suportar recursos de acelerao, que permitem fazer coisas como mover janelas ou processar arquivos de vdeo de forma a aliviar o processador principal. Esses recursos melhoram bastante a velocidade de atualizao da tela (em 2D), tornando o sistema bem mais responsivo. Finalmente, as placas deram o passo final, passando a suportar recursos 3D. Imagens em trs dimenses so formadas por polgonos, formas geomtricas como tringulos e retngulos em diversos formatos. Qualquer objeto em um game 3D formado por um grande nmero destes polgonos, Cada polgono tem sua posio na imagem, um tamanho e cor especficos. O "processador" 21. 21 includo na placa, responsvel por todas estas funes chamado de GPU (Graphics Processing Unit, ou unidade de processamento grfico). Quase todo o processamento da imagem em games 3D feito pela placa 3D Para tornar a imagem mais real, so tambm aplicadas texturas sobre o polgonos. Uma textura nada mais do que uma imagem 2D comum, aplicada sobre um conjunto de polgonos. O uso de texturas permite que um muro realmente tenha o aspecto de um muro de pedras, por exemplo, j que podemos usar a imagem de um muro real sobre os polgonos. O uso das texturas no est limitado apenas a superfcies planas. perfeitamente possvel moldar uma textura sobre uma esfera, por exemplo. Quanto maior o nmero de polgonos usados e melhor a qualidade das texturas aplicadas sobre eles, melhor ser a qualidade final da imagem. Veja um exemplo de aplicao de texturas: 22. 22 Polgonos e imagem finalizada (cortesia da nVidia) O processo de criao de uma imagem tridimensional dividido em trs etapas, chamadas de desenho, geometria e renderizao. Na primeira etapa, criada uma descrio dos objetos que compem a imagem, ou seja: quais polgonos fazem parte da imagem, qual a forma e tamanho de cada um, qual a posio de cada polgono na imagem, quais sero as cores usadas e, finalmente, quais texturas e quais efeitos 3D sero aplicados. Depois de feito o "projeto" entramos na fase de geometria, onde a imagem efetivamente criada e armazenada na memria da placa 3D. Ao final da etapa de geometria, todos os elementos que compem a imagem esto prontos. O problema que eles esto armazenados na memria da placa de vdeo na forma de um conjunto de operaes matemticas, coordenadas e texturas, que ainda precisam ser transformadas na imagem que ser exibida no monitor. aqui que chegamos parte mais complexa e demorada do trabalho, que a renderizao da imagem. Essa ltima etapa consiste em transformar as informaes armazenadas na memria em uma imagem bidimensional que ser mostrada no monitor. O processo de renderizao muito mais complicado do que parece; necessrio determinar (a partir do ponto de vista do espectador) quais polgonos esto visveis, aplicar os efeitos de iluminao adequados, etc. 23. 23 Apesar de o processador tambm ser capaz de criar imagens tridimensionais, trabalhando sozinho ele no capaz de gerar imagens de qualidade a grandes velocidades (como as demandadas por jogos complexos), pois tais imagens exigem um nmero absurdo de clculos e processamento. Para piorar ainda mais a situao, o processador tem que ao mesmo tempo executar vrias outras tarefas relacionadas com o aplicativo. As placas aceleradoras 3D, por sua vez, possuem processadores dedicados, cuja funo unicamente processar as imagens, o que podem fazer com uma velocidade incrvel, deixando o processador livre para executar outras tarefas. Com elas, possvel construir imagens tridimensionais com uma velocidade suficiente para criar jogos complexos a um alto frame-rate. Depois dos jogos e aplicativos profissionais, os prximos a aproveitarem as funes 3D das placas de vdeo foram os prprios sistemas operacionais. A idia fundamental que, apesar de toda a evoluo do hardware, continuamos usando interfaces muito similares s dos sistemas operacionais do final da dcada de 80, com janelas, cones e menus em 2D. Embora o monitor continue sendo uma tela bidimensional, possvel criar a iluso de um ambiente 3D, da mesma forma que nos jogos, permitindo criar todo tipo de efeitos interessantes e, em alguns casos, at mesmo teis ;). No caso do Windows Vista temos o Aero, enquanto no Linux a soluo mais usada o AIGLX, disponvel na maioria das distribuies atuais: Efeito de cubo do AIGLX, que permite alternar entre diversos desktops virtuais Com a evoluo das placas 3D, os games passaram a utilizar grficos cada vez mais elaborados, explorando os recursos das placas recentes. Isso criou um crculo vicioso, que faz com que voc precise de uma placa razoavelmente recente para jogar qualquer game atual. As placas 3D atuais so praticamente um computador parte, pois alm da qualidade generosa de memria RAM, acessada atravs de um barramento muito mais rpido que a do sistema, o chipset de vdeo muito mais complexo 24. 24 e absurdamente mais rpido que o processador principal no processamento de grficos. O chipset de uma GeForce 7800 GT, por exemplo, composto por 302 milhes de transistores, mais do que qualquer processador da poca em que foi lanada. As placas 3D offboard tambm incluem uma quantidade generosa de memria de vdeo (512 MB ou mais nos modelos mais recentes), acessada atravs de um barramento muito rpido. O GPU (o chipset da placa) tambm muito poderoso, de forma que as duas coisas se combinam para oferecer um desempenho monstruoso. Com a introduo do PCI Express, surgiu tambm a possibilidade de instalar duas, ou at mesmo quatro placas, ligadas em SLI (no caso das placas nVidia) ou CrossFire (no caso das placas AMD/ATI), o que oferece um desempenho prximo do dobro (ou do qudruplo) obtido por uma placa isolada. Aqui, por exemplo, temos duas placas AMD/ATI X1950 em modo CrossFire: CrossFire com duas placas AMD/ATI X1950 Longe do mundo brilhante das placas de alto desempenho, temos as placas onboard, que so de longe as mais comuns. Elas so solues bem mais simples, onde o GPU integrado ao prprio chipset da placa-me e, em vez de utilizar memria dedicada, como nas placas offboard, utiliza parte da memria RAM principal, que "roubada" do sistema. Mesmo uma placa antiga, como a GeForce 4 Ti4600, tem 10.4 GB/s de barramento com a memria de vdeo, enquanto ao usar um pente de memria DDR PC 3200, temos apenas 3.2 GB/s de barramento na memria principal, que ainda por cima precisa ser compartilhado entre o vdeo e o processador principal. O processador lida bem com isso, graas aos caches L1 e L2, mas a placa de vdeo realmente no tem para onde correr. por isso que os chipsets de vdeo onboard so normalmente bem mais simples: mesmo um chip caro e complexo no ofereceria um desempenho muito melhor, pois o grande limitante o acesso memria. De uma forma geral, as placas de vdeo onboard (pelo menos os modelos que dispem de drivers adequados) atuais atendem bem s tarefas do dia-a-dia, com a grande vantagem do custo. Elas tambm permitem rodar os games mais 25. 25 antigos, apesar de, naturalmente, ficarem devendo nos lanamentos recentes. As placas mais caras so reservadas a quem realmente faz questo de rodar os games recentes com uma boa qualidade. Existem ainda modelos de placas 3D especficos para uso profissional, como as nVidia Quadro. 26. 26 Placa-me A placa-me o componente mais importante do micro, pois ela a responsvel pela comunicao entre todos os componentes. Pela enorme quantidade de chips, trilhas, capacitores e encaixes, a placa-me tambm o componente que, de uma forma geral, mais d defeitos. comum que um slot PCI pare de funcionar (embora os outros continuem normais), que instalar um pente de memria no segundo soquete faa o micro passar a travar, embora o mesmo pente funcione perfeitamente no primeiro e assim por diante. A maior parte dos problemas de instabilidade e travamentos so causados por problemas diversos na placa-me, por isso ela o componente que deve ser escolhido com mais cuidado. Em geral, vale mais a pena investir numa boa placa-me e economizar nos demais componentes, do que o contrrio. A qualidade da placa-me de longe mais importante que o desempenho do processador. Voc mal vai perceber uma diferena de 20% no clock do processador, mas com certeza vai perceber se o seu micro comear a travar ou se a placa de vdeo onboard no tiver um bom suporte no Linux, por exemplo. Ao montar um PC de baixo custo, economize primeiro no processador, depois na placa de vdeo, som e outros perifricos. Deixe a placa-me por ltimo no corte de despesas. No se baseie apenas na marca da placa na hora de comprar, mas tambm no fornecedor. Como muitos componentes entram no pas ilegalmente, "via Paraguai", muito comum que lotes de placas remanufaturadas ou defeituosas acabem chegando ao mercado. Muita gente compra esses lotes, vende por um preo um pouco abaixo do mercado e depois desaparece. Outras lojas simplesmente vo vendendo placas que sabem ser defeituosas at acharem algum cliente que no reclame. Muitas vezes os travamentos da placa so confundidos com "paus do Windows", de forma que sempre aparece algum desavisado que no percebe o problema. Antigamente existia a polmica entre as placas com ou sem componentes onboard. Hoje em dia isso no existe mais, pois todas as placas vm com som e rede onboard. Apenas alguns modelos no trazem vdeo onboard, atendendo ao pblico que vai usar uma placa 3D offboard e prefere uma placa mais barata ou com mais slots PCI do que com o vdeo onboard que, de qualquer forma, no vai usar. Os conectores disponveis na placa esto muito relacionados ao nvel de atualizao do equipamento. Placas atuais incluem conectores PCI Express x16, usados para a instalao de placas de vdeo offboard, slots PCI Express x1 e slots PCI, usados para a conexo de perifricos diversos. Placas antigas no possuem slots PCI Express nem portas SATA, oferecendo no lugar um slot AGP para a conexo da placa de vdeo e duas ou quatro portas IDE para a instalao dos HDs e drives pticos. 27. 27 Temos ainda soquetes para a instalao dos mdulos de memria, o soquete do processador, o conector para a fonte de alimentao e o painel traseiro, que agrupa os encaixes dos componentes onboard, incluindo o conector VGA ou DVI do vdeo, conectores de som, conector da rede e as portas USB. O soquete (ou slot) para o processador a principal caracterstica da placa- me, pois indica com quais processadores ela compatvel. Voc no pode instalar um Athlon X2 em uma placa soquete A (que compatvel com os antigos Athlons, Durons e Semprons antigos), nem muito menos encaixar um Sempron numa placa soquete 478, destinada aos Pentium 4 e Celerons antigos. O soquete na verdade apenas um indcio de diferenas mais "estruturais" na placa, incluindo o chipset usado, o layout das trilhas de dados, etc. preciso desenvolver uma placa quase que inteiramente diferente para suportar um novo processador. Existem dois tipos de portas para a conexo do HD: as portas IDE tradicionais, de 40 pinos (chamadas de PATA, de "Parallel ATA") e os conectores SATA (Serial ATA), que so muito menores. Muitas placas recentes incluem um nico conector PATA e quatro conectores SATA. Outras incluem as duas portas IDE tradicionais e dois conectores SATA, e algumas j passam a trazer apenas conectores SATA, deixando de lado os conectores antigos. Existem ainda algumas placas "legacy free", que eliminam tambm os conectores para o drive de disquete, portas seriais e porta paralela, incluindo apenas as portas USB. Isso permite simplificar o design das placas, reduzindo o custo de produo para o fabricante. 28. 28 Placa soquete 775 Tudo isso montado dentro do gabinete, que contm outro componente importante: a fonte de alimentao. A funo da fonte transformar a corrente alternada da tomada em corrente contnua (AC) j nas tenses corretas, usadas pelos componentes. Ela serve tambm como uma ltima linha de defesa contra picos de tenso e instabilidade na corrente, depois do nobreak ou estabilizador. Embora quase sempre relegada a ltimo plano, a fonte outro componente essencial num PC atual. Com a evoluo das placas de vdeo e dos processadores, os PCs consomem cada vez mais energia. Na poca dos 486, as fontes mais vendidas tinham 200 watts ou menos, enquanto as atuais tm a partir de 450 watts. Existem ainda fontes de maior capacidade, especiais para quem quer usar duas placas 3D de ponta em SLI, que chegam a oferecer 1000 watts! Uma fonte subdimensionada no capaz de fornecer energia suficiente nos momentos de pico, causando desde erros diversos, provocados por falhas no fornecimento (o micro trava ao tentar rodar um game pesado, ou trava sempre depois de algum tempo de uso, por exemplo), ou, em casos mais graves, at mesmo danos aos componentes. Uma fonte de m qualidade, obrigada a 29. 29 trabalhar alm do suportado, pode literalmente explodir, danificando a placa- me, memrias, HDs e outros componentes sensveis. Micro montado Evite comprar fontes muito baratas e, ao montar um micro mais parrudo, invista numa fonte de maior capacidade. No se esquea tambm do aterramento, que outro fator importante, mas freqentemente esquecido. O fio terra funciona como uma rota de fuga para picos de tenso provenientes da rede eltrica. A eletricidade flui de uma forma similar gua: vai sempre pelo caminho mais fcil. Sem ter para onde ir, um raio vai torrar o estabilizador, a fonte de alimentao e, com um pouco mais de azar, a placa-me e o resto do micro. O fio terra evita isso, permitindo que a eletricidade escoe por um caminho mais fcil, deixando todo o equipamento intacto. O fio terra simplesmente uma barra de cobre com dois a trs metros de comprimento, que cravada no solo, no meio de um buraco de 20 cm de largura, preenchido com sal grosso e carvo. Naturalmente, instalar o terra trabalho para o eletricista, j que um aterramento mal feito pode ser mais prejudicial que no ter aterramento algum. No acredite em crendices como usar um prego fincado na parede ou um cano metlico como aterramento. Sem o terra, o filtro de linha ou estabilizador perde grande parte de sua funo, tornando-se mais um componente decorativo, que vai ser torrado junto com o resto do equipamento, do que uma proteo real. Nas grandes cidades, relativamente raro que os micros realmente queimem por causa de raios, pois os transformadores e disjuntores oferecem uma proteo razovel. Mas, pequenos picos de tenso so responsveis por pequenos danos nos pentes de memria e outros componentes sensveis, 30. 30 danos que se acumulam, comprometendo a estabilidade e abreviando a vida til do equipamento. A longo prazo, o investimento na instalao do terra e melhorias na instalao eltrica acabam se pagando com juros, principalmente se voc tem mais de um micro. Hardware x Software Os computadores so muito bons em armazenar informaes e fazer clculos, mas no so capazes de tomar decises sozinhos. Sempre existe um ser humano orientando o computador e dizendo a ele o que fazer a cada passo. Seja voc mesmo, teclando e usando o mouse, ou, num nvel mais baixo, o programador que escreveu os programas que voc est usando. Chegamos ento aos softwares, gigantescas cadeias de instrues que permitem que os computadores faam coisas teis. a que entra o sistema operacional e, depois dele, os programas que usamos no dia-a-dia. Um bom sistema operacional invisvel. A funo dele detectar e utilizar o hardware da mquina de forma eficiente, fornecendo uma base estvel sobre a qual os programas que utilizamos no cotidiano possam ser usados. Como diz Linus Torvalds, as pessoas no usam o sistema operacional, usam os programas instalados. Quando voc se lembra que est usando um sistema operacional, sinal de que alguma coisa no est funcionando como deveria. O sistema operacional permite que o programador se concentre em adicionar funes teis, sem ficar se preocupando com que tipo de placa de vdeo ou placa de som voc tem. O programa diz que quer mostrar uma janela na tela e ponto; o modelo de placa de vdeo que est instalado e que comandos so necessrios para mostrar a janela so problema do sistema operacional. Para acessar a placa de vdeo, ou qualquer outro componente instalado, o sistema operacional precisa de um driver, que um pequeno programa que trabalha como um intrprete, permitindo que o sistema converse com o dispositivo. Cada placa de vdeo ou som possui um conjunto prprio de recursos e comandos que permitem us-los. O driver converte esses diferentes comandos em comandos padro, que so entendidos pelo sistema operacional. Embora as duas coisas sejam igualmente importantes, existe uma distino entre o "hardware", que inclui todos os componentes fsicos, como o processador, memria, placa-me, etc. e o "software", que inclui o sistema operacional, os programas e todas as informaes armazenadas. Como diz a sabedoria popular, "hardware o que voc chuta, e software o que voc xinga". :p 31. 31 Arquiteturas Nos primrdios da informtica, nas dcadas de 50, 60 e 70, vrios fabricantes diferentes disputavam o mercado. Cada um desenvolvia seus prprios computadores, que eram incompatveis entre si. Tanto o hardware quanto os softwares para cada arquitetura no funcionavam nas outras. Isso causava uma ineficincia generalizada, pois cada fabricante tinha que desenvolver tudo, da placa-me ao sistema operacional. No comeo dos anos 80, os fabricantes comearam a se especializar. Surgiu ento a plataforma PC, uma arquitetura aberta que permite o uso de perifricos de diversos fabricantes e de diferentes sistemas operacionais. O principal concorrente a Apple, que produz os Macs. Ao contrrio dos PCs, eles possuem uma arquitetura fechada. A Apple desenvolve tanto os computadores quanto o sistema operacional. Naturalmente muita coisa terceirizada, e vrias empresas desenvolvem programas e acessrios, mas como a Apple precisa manter o controle de tudo e desenvolver muita coisa por conta prpria, o custo dos Macs acaba sendo mais alto que o dos PCs. Isso faz com que (embora tenham seus atrativos) eles sejam muito menos populares. Atualmente os Macs possuem menos de 3% do mercado mundial, o que significa uma proporo de mais de 30 PCs para cada Mac. No incio da dcada de 80, a concorrncia era mais acirrada, e muitos achavam que o modelo da Apple poderia prevalecer, mas no foi o que aconteceu. Dentro da histria da informtica temos inmeras histrias que mostram que os padres abertos quase sempre prevalecem. Um ambiente onde existem vrias empresas concorrendo entre si favorece o desenvolvimento de produtos melhores, o que cria uma demanda maior e, graas economia de escala, permite preos mais baixos. Como os micros PC possuem uma arquitetura aberta, diversos fabricantes diferentes podem participar, desenvolvendo seus prprios componentes baseados em padres j definidos. Temos ento uma lista enorme de componentes compatveis entre si, o que permite escolher as melhores opes entre diversas marcas e modelos de componentes. Qualquer novo fabricante, com uma placa-me mais barata ou um processador mais rpido, por exemplo, pode entrar no mercado, apenas uma questo de criar a demanda necessria. A concorrncia faz com que os fabricantes sejam obrigados a trabalhar com uma margem de lucro relativamente baixa, ganhando com base no volume de peas vendidas, o que muito bom para ns que compramos. 32. 32 Um pouco sobre redes Montar uma rede j foi complicado e caro. Hoje em dia, praticamente todas as placas-me trazem placas de rede onboard, e os cabos e switchs so extremamente baratos, o que fez com que as redes se tornassem extremamente comuns, permitindo compartilhar a conexo com a internet, transferir arquivos, compartilhar impressoras e assim por diante. Como no falo sobre a configurao de redes em outros tpicos do livro, vou aproveitar para fazer um apanhado geral sobre o assunto. O uso mais corriqueiro compartilhar a conexo com a internet. Voc tem apenas uma linha ADSL ou apenas uma assinatura do servio de acesso via cabo e pode acessar, ao mesmo tempo, a partir de todos os micros que tiver em sua casa ou empresa. Neste caso um dos micros atua como um ponto de encontro, enviando os pedidos de todos para a internet e devolvendo as respostas. Alm de compartilhar a conexo, este servidor pode compartilhar arquivos, servir como firewall (protegendo a rede de acessos externos), rodar um proxy (que permite criar um cache de arquivos e pginas acessados, melhorando a velocidade da conexo), alm de outros servios. Outra necessidade comum compartilhar arquivos. Antigamente (naquela poca em que os micros tinham 512 KB de memria e os homens eram homens e escreviam seus prprios sistemas operacionais) era usado o protocolo DPL/DPC (disquete pra l, disquete pra c), mas ele no era muito eficiente, principalmente quando o amigo que estava esperando os arquivos estava em outra cidade. Hoje em dia, voc pode compartilhar arquivos entre micros Windows simplesmente ativando o "Compartilhamento de arquivos para redes Microsoft" e o "Cliente para redes Microsoft" nas propriedades da rede e compartilhando as pastas desejadas (que passam a aparecer no ambiente de rede para os outros micros). No Linux, voc pode compartilhar arquivos usando o Samba (que permite que os compartilhamentos sejam acessados tambm por mquinas Windows), NFS ou mesmo via SFTP (o mdulo de transferncia de arquivos do SSH). Os componentes bsicos da rede so uma placa de rede para cada micro, os cabos e o hub ou switch que serve como um ponto de encontro, permitindo que todos os micros se enxerguem e conversem entre si. As placas de rede j foram componentes caros, mas como elas so dispositivos relativamente simples e o funcionamento baseado em padres abertos, qualquer um pode abrir uma fbrica de placas de rede, o que faz com que exista uma concorrncia acirrada que obriga os fabricantes a produzirem placas cada vez mais baratas e trabalhem com margens de lucro cada vez mais estreitas. As placas de rede mais baratas chegam a ser vendidas no atacado por menos de trs dlares. O preo final um pouco mais alto naturalmente, mas no difcil achar placas por 20 reais ou at menos. 33. 33 Placa de rede PCI Temos trs padres de redes Ethernet: de 10 megabits, 100 megabits e 1 gigabit. As placas so intercompatveis, mas, ao usar placas de velocidades diferentes, as duas vo conversar na velocidade da placa mais lenta. As redes de 10 megabits so obsoletas, mas ainda possvel encontrar muitas instalaes antigas por a. Caso a rede j use cabos de categoria 5 (o nmero vem decalcado no cabo), possvel fazer um upgrade direto para 100 megabits, trocando apenas o hub e as placas. Cabo de rede categoria 5e Lembre-se de que a velocidade das placas calculada em bits e no em bytes. Uma rede de 100 megabits permite uma taxa de transmisso (terica) de 12.5 MB/s. Como alm dos dados so transmitidas outras informaes (a estrutura dos pacotes, retransmisses, cdigos de correo de erros, etc.), a velocidade na prtica fica sempre um pouco abaixo disso. Normalmente possvel transferir arquivos a no mximo 10.5 MB/s, com a taxa mxima variando sutilmente de acordo com a placa e o sistema operacional usado. A opo para quem precisa de mais velocidade so as redes Gigabit Ethernet, que transmitem a at 1000 megabits (125 megabytes) por segundo. As placas gigabit atuais so compatveis com os mesmos cabos de par tranado categoria 5, usados pelas placas de 100 megabits, por isso a diferena de custo fica por conta apenas das placas e do switch. Como hoje em dia a maioria das placas-me incluem chipsets de rede gigabit onboard e os switchs tambm esto caindo de preo, elas esto se tornando cada vez mais comuns. Os cabos de rede tambm so um artigo relativamente barato. Os cabos de categoria 5, que usamos em redes de 100 ou 1000 megabits geralmente custam em torno de 80 centavos o metro, com mais alguns centavos por conector. Os cabos de categoria 5e so construdos dentro de normas um pouco mais estritas e normalmente custam o mesmo preo, por isso so sempre preferveis. 34. 34 Voc pode comprar quantos metros de cabo quiser, junto com o nmero necessrio de conectores, e crimpar os cabos voc mesmo, ou pode compr- los j prontos. no caso dos cabos j crimpados que o preo comea a variar de forma mais expressiva. Algumas lojas chegam a crimpar os cabos na hora, cobrando apenas o valor do material, enquanto outras vendem os cabos por preos exorbitantes. Cabos de rede de diferentes cores Para crimpar os cabos de rede, o primeiro passo descascar os cabos, tomando cuidado para no ferir os fios internos, que so frgeis. Normalmente, o alicate inclui uma salincia no canto da guilhotina, que serve bem para isso. Existem tambm descascadores de cabos especficos para cabos de rede. Descascando o cabo de rede usando a salincia no prprio alicate possvel comprar alicates de crimpagem razoveis por pouco mais de 50 reais, mas existem alicates de crimpagem para uso profissional que custam bem mais. Existem ainda "alicates" mais baratos, com o corpo feito de plstico, que so mais baratos, mas no valem o papelo da embalagem. Alicates de 35. 35 crimpagem precisam ser fortes e precisos, por isso evite produtos muito baratos. Os quatro pares do cabo so diferenciados por cores. Um par laranja, outro azul, outro verde e o ltimo marrom. Um dos cabos de cada par tem uma cor slida e o outro mais claro ou malhado, misturando a cor e pontos de branco. pelas cores que diferenciamos os 8 fios. O segundo passo destranar os cabos, deixando-os soltos. Eu prefiro descascar um pedao grande do cabo, uns 6 centmetros, para poder organizar os cabos com mais facilidade e depois cortar o excesso, deixando apenas a meia polegada de cabo que entrar dentro do conector. O prprio alicate de crimpagem inclui uma guilhotina para cortar os cabos, mas voc pode usar uma tesoura se preferir. Existem dois padres para a ordem dos fios dentro do conector, o EIA 568B (o mais comum) e o EIA 568A. A diferena entre os dois que a posio dos pares de cabos laranja e verde so invertidos dentro do conector. Existe muita discusso em relao com qual dos dois "melhor", mas na prtica no existe diferena de conectividade entre os dois padres. A nica observao que voc deve cabear toda a rede utilizando o mesmo padro. Como o EIA 568B de longe o mais comum, recomendo-o que voc utilize-o ao crimpar seus prprios cabos. Muitos cabos so certificados para apenas um dos dois padres; caso encontre instrues referentes a isso nas especificaes, ou decalcadas no prprio cabo, crimpe os cabos usando o padro indicado. No padro EIA 568B, a ordem dos fios dentro do conector (em ambos os lados do cabo) a seguinte: 1- Branco com Laranja 2- Laranja 3- Branco com Verde 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Verde 7- Branco com Marrom 8- Marrom Os cabos so encaixados nesta ordem, com a trava do conector virada para baixo, como neste diagrama: Ou seja, se voc olhar o conector "de cima", vendo a trava, o par de fios laranja estar direita e, se olhar o conector "de baixo", vendo os contatos, eles estaro esquerda. 36. 36 No caso de um cabo "reto" (straight), que vai ser usado para ligar o micro ao hub, voc usa esta mesma disposio nas duas pontas do cabo. Existe ainda um outro tipo de cabo, chamado de "cross-over", que permite ligar diretamente dois micros, sem precisar do hub. Ele uma opo mais barata quando voc tem apenas dois micros. Neste tipo de cabo a posio dos fios diferente nos dois conectores, de um dos lados a pinagem a mesma de um cabo de rede normal, enquanto no outro a posio dos pares verde e laranja so trocados. Da vem o nome cross-over, que significa, literalmente, "cruzado na ponta". Para fazer um cabo cross-over, voc crimpa uma das pontas seguindo o padro EIA 568B que vimos acima e a outra utilizando o padro EIA 568A, onde so trocadas as posies dos pares verde e laranja: 1- Branco com Verde 2- Verde 3- Branco com Laranja 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Laranja 7- Branco com Marrom 8- Marrom Esta mudana faz com que os fios usados para transmitir dados em um dos micros sejam conectados aos pinos receptores do outro, permitindo que eles conversem diretamente. A maioria dos hub/switchs atuais capaz de "descruzar" os cabos automaticamente quando necessrio, permitindo que voc misture cabos normais e cabos cross-over dentro do cabeamento da rede. Graas a isso, a rede vai funcionar mesmo que voc use um cabo cross-over para conectar um dos micros ao hub por engano. Na hora de crimpar preciso fazer um pouco de fora para que o conector fique firme. A funo do alicate fornecer presso suficiente para que os pinos do conector RJ-45 (que internamente possuem a forma de lminas) esmaguem os fios do cabo, alcanando o fio de cobre e criando o contato. Voc deve retirar apenas a capa externa do cabo e no descascar individualmente os fios, pois isso, ao invs de ajudar, serviria apenas para causar mau contato, deixando frouxo o encaixe com os pinos do conector. 37. 37 Crimpando o cabo preciso um pouco de ateno ao cortar e encaixar os fios dentro do conector, pois eles precisam ficar perfeitamente retos. Isso demanda um pouco de prtica. No comeo, voc vai sempre errar algumas vezes antes de conseguir. Veja que o que protege os cabos contra as interferncias externas so justamente as tranas. A parte destranada que entra no conector o ponto fraco do cabo, onde ele mais vulnervel a todo tipo de interferncia. Por isso, recomendvel deixar um espao menor possvel sem as tranas. Para crimpar cabos dentro do padro, voc precisa deixar menos de meia polegada de cabo (1.27 cm) destranado. Voc s vai conseguir isso cortando o excesso de cabo solto antes de encaixar o conector, como na foto: O primeiro teste para ver se os cabos foram crimpados corretamente conectar um dos micros (ligado) ao hub e ver se os LEDs da placa de rede e do hub acendem. Isso mostra que os sinais eltricos enviados esto chegando at o hub e que ele foi capaz de abrir um canal de comunicao com a placa. Se 38. 38 os LEDs nem acenderem, ento no existe o que fazer. Corte os conectores e tente de novo. Infelizmente, os conectores so descartveis: depois de crimpar errado uma vez, voc precisa usar outro novo, aproveitando apenas o cabo. Mais um motivo para prestar ateno. ;) Os cabos de rede devem ter um mnimo de 30 centmetros e um mximo de 100 metros, distncia mxima que o sinal eltrico percorre antes que comece a haver uma degradao que comprometa a comunicao. Todas as placas so ligadas ao hub, ou ao switch, que serve como uma central, de onde os sinais de um micro so retransmitidos para os demais. possvel tambm ligar vrios hubs ou switchs entre si (at um mximo de 7), formando redes maiores. Um exemplo de hub/switch barato A diferena entre um hub e um switch que o hub apenas retransmite tudo o que recebe para todos os micros conectados a ele, um tagarela. Isso faz com que apenas um micro consiga transmitir dados de cada vez e que todas as placas precisem operar na mesma velocidade (sempre nivelada por baixo, caso voc coloque um micro com uma placa de 10 megabits na rede, a rede toda passar a trabalhar a 10 megabits). Os switchs, por sua vez, so aparelhos mais inteligentes. Eles fecham canais exclusivos de comunicao entre o micro que est enviando dados e o que est recebendo, permitindo que vrios pares de micros troquem dados entre si ao mesmo tempo. Isso melhora bastante a velocidade em redes congestionadas, com muitos micros. Antigamente, existia uma grande diferena de preo entre os hubs burros e os switchs, mas os componentes caram tanto de preo que a partir de um certo ponto a diferena se tornou insignificante, e os fabricantes passaram a fabricar apenas switchs, que por sua vez dividem-se em duas categorias: os switchs "de verdade", aparelhos caros, capazes de gerenciar o trfego de uma quantidade maior de micros e que possuem vrias ferramentas de gerenciamento e os "hub-switchs", os modelos mais simples e baratos, que usamos no dia-a-dia. 39. 39 Configurao da rede Assim como quase tudo na informtica, as redes funcionam graas a uma mistura de hardware e software. A parte "fsica" da rede, que inclui as placas, cabos e switchs responsvel por transportar os sinais eltricos de um micro ao outro. Para que eles possam efetivamente se comunicar, necessrio utilizar um conjunto de normas e protocolos, que especificam como enviar informaes e arquivos. Chegamos ento ao TCP/IP, o protocolo comum que permite que computadores rodando diferentes programas e sistemas operacionais falem a mesma lngua. Pense nas placas, hubs e cabos como o sistema telefnico e no TCP/IP como a lngua falada que voc usa para realmente se comunicar. No adianta nada ligar para algum na China que no saiba falar Portugus. Sua voz vai chegar at l, mas a pessoa do outro lado no vai entender nada. Alm da lngua em si, existe um conjunto de padres, como por exemplo dizer "al" ao atender o telefone, dizer quem , se despedir antes de desligar, etc. Ligar os cabos e ver se os leds do hub e das placas esto acesos o primeiro passo. O segundo configurar os endereos da rede para que os micros possam conversar entre si, e o terceiro finalmente compartilhar a internet, arquivos, impressoras e o que mais voc quer que os outros micros da rede tenham acesso. Graas ao TCP/IP, tanto o Windows quanto o Linux e outros sistemas operacionais em uso so intercompatveis dentro da rede. No existe problema para as mquinas com o Windows acessarem a internet atravs da conexo compartilhada no Linux, por exemplo. Independentemente do sistema operacional usado, as informaes bsicas para que ele possa acessar a internet atravs da rede so: - Endereo IP: Os endereos IP identificam cada micro na rede. A regra bsica que cada micro deve ter um endereo IP diferente, e todos devem usar endereos dentro da mesma faixa. O endereo IP dividido em duas partes. A primeira identifica a rede qual o computador est conectado (necessrio, pois numa rede TCP/IP podemos ter vrias redes conectadas entre si, veja o caso da internet), e a segunda identifica o computador (chamado de host) dentro da rede. como se o mesmo endereo contivesse o nmero do CEP (que indica a cidade e a rua) e o nmero da casa. A parte inicial do endereo identifica a rede, enquanto a parte final identifica o computador dentro da rede. Quando temos um endereo "192.168.0.1", por exemplo, temos o micro "1" dentro da rede "192.168.0". Quando algum diz "uso a faixa 192.168.0.x na minha rede", est querendo dizer justamente que apenas o ltimo nmero muda de um micro para outro. 40. 40 Na verdade, os endereos IP so nmeros binrios, de 32 bits. Para facilitar a configurao e a memorizao dos endereos, eles so quebrados em 4 nmeros de 8 bits cada um. Os 8 bits permitem 256 combinaes diferentes, por isso usamos 4 nmeros de 0 a 255 para represent-los. Todos os endereos IP vlidos na internet possuem dono. Seja alguma empresa ou alguma entidade certificadora que os fornece junto com novos links. Por isso no podemos utilizar nenhum deles a esmo. Quando voc conecta na internet, seu micro recebe um (e apenas um) endereo IP vlido, emprestado pelo provedor de acesso, algo como por exemplo "200.220.231.34". atravs desse nmero que outros computadores na Internet podem enviar informaes e arquivos para o seu. Quando quiser configurar uma rede local, voc deve usar um dos endereos reservados, endereos que no existem na internet e que por isso podemos utilizar vontade em nossas redes particulares. Algumas das faixas reservadas de endereos so: 10.x.x.x, 172.16.x.x at 172.31.x.x e 192.168.0.x at 192.168.255.x Voc pode usar qualquer uma dessas faixas de endereos na sua rede. Uma faixa de endereos das mais usadas a 192.168.0.x, onde o "192.168.0." vai ser igual em todos os micros da rede e muda apenas o ltimo nmero, que pode ser de 1 at 254 (o 0 e o 255 so reservados para o endereo da rede e para o sinal de broadcast). Se voc tiver 4 micros na rede, os endereos deles podem ser, por exemplo, 192.168.0.1, 192.168.0.2, 192.168.0.3 e 192.168.0.4. - Mscara de sub-rede: A mscara um componente importante do endereo IP. ela que explica para o sistema operacional como feita a diviso do endereo, ou seja, quais dos 4 octetos compem o endereo da rede e quais contm o endereo do host, isto , o endereo de cada micro dentro da rede. Ao contrrio do endereo IP, que formado por valores entre 0 e 255, a mscara de sub-rede formada por apenas dois valores: 0 e 255, como em 255.255.0.0 ou 255.0.0.0, onde um valor 255 indica a parte do endereo IP referente rede, e um valor 0 indica a parte do endereo IP referente ao host dentro da rede. Se voc est usando a faixa 192.168.0.x, por exemplo, que um endereo de classe C, ento a mscara de sub-rede vai ser 255.255.255.0 para todos os micros. Voc poderia usar uma mscara diferente: 255.255.0.0 ou mesmo 255.0.0.0, desde que a mscara seja a mesma em todos os micros. Se voc tiver dois micros, 192.168.0.1 e 192.168.0.2, mas um configurado com a mscara "255.255.255.0" e o outro com "255.255.0.0", voc ter na verdade duas redes diferentes. Um dos micros ser o "1" conectado na rede "192.168.0", e o outro ser o "0.2", conectado na rede "192.168". - Default Gateway (gateway padro): Quando voc se conecta internet atravs de um provedor de acesso qualquer, voc recebe apenas um endereo IP vlido. A princpio, isso permitiria que apenas um micro acessasse a web, 41. 41 mas possvel compartilhar a conexo entre vrios micros via NAT, opo disponvel tanto no Windows quanto no Linux. Quando voc compartilha a conexo entre vrios micros, apenas o servidor que est compartilhando a conexo possui um endereo IP vlido, s ele "existe" na internet. Todos os demais acessam atravs dele. O default gateway ou gateway padro justamente o micro da rede que tem a conexo, ele que os outros consultaro quando precisarem acessar qualquer coisa na internet. Por exemplo, se voc montar uma rede domstica com 4 PCs, usando os endereos IP 192.168.0.1, 192.168.0.2, 192.168.0.3 e 192.168.0.4, e o PC 192.168.0.1 estiver compartilhando o acesso internet, as outras trs estaes devero ser configuradas para utilizar o endereo 192.168.0.1 como gateway padro. - Servidor DNS: Memorizar os 4 nmeros de um endereo IP muito mais simples do que memorizar o endereo binrio. Mas, mesmo assim, fora os endereos usados na sua rede interna, complicado sair decorando um monte de endereos diferentes. O DNS (domain name system) permite usar nomes amigveis em vez de endereos IP para acessar servidores, um recurso bsico que existe praticamente desde os primrdios da internet. Quando voc se conecta internet e acessa o endereo http://www.guiadohardware.net, um servidor DNS que converte o "nome fantasia" no endereo IP real do servidor, permitindo que seu micro possa acessar o site. Para tanto, o servidor DNS mantm uma tabela com todos os nomes fantasia, relacionados com os respectivos endereos IP. A maior dificuldade em manter um servidor DNS justamente manter esta tabela atualizada, pois o servio tem que ser feito manualmente. Dentro da internet, temos vrias instituies que cuidam dessa tarefa. No Brasil, por exemplo, temos a FAPESP. Para registrar um domnio preciso fornecer FAPESP o endereo IP real do servidor onde a pgina ficar hospedada. A FAPESP cobra uma taxa de manuteno anual de R$ 30 por esse servio. Servidores DNS tambm so muito usados em intranets, para tornar os endereos mais amigveis e fceis de guardar. Faz parte da configurao da rede informar os endereos DNS do provedor (ou qualquer outro servidor que voc tenha acesso), que para quem seu micro ir perguntar sempre que voc tentar acessar qualquer coisa usando um nome de domnio e no um endereo IP. O jeito mais fcil de conseguir os endereos do provedor simplesmente ligar para o suporte e perguntar. O ideal informar dois endereos, assim se o primeiro estiver fora do ar, voc continua acessando atravs do segundo. Tambm funciona com um endereo s, mas voc perde a redundncia. Exemplos de endereos de servidores DNS so: 200.204.0.10 e 200.204.0.138. 42. 42 Um exemplo de configurao de rede completa para um dos micros da rede, que vai acessar a internet atravs do micro que est compartilhando a conexo seria: IP: 192.168.0.2 Mscara: 255.255.255.0 Gateway: 192.168.0.1 (o endereo do micro compartilhando a conexo) DNS: 200.204.0.10 200.204.0.138 O micro que est compartilhando a conexo, por sua vez, ter duas placas de rede, uma para a internet e outra para a rede local, por isso vai ter uma configurao separada para cada uma. A configurao da internet feita da forma normal, de acordo com o tipo de conexo que voc usa, e a configurao da rede interna segue o padro que vimos at aqui. possvel usar tambm um servidor DHCP, que faz com que os clientes possam obter a configurao da rede automaticamente, a partir do servidor. Hoje em dia, mesmo os modems ADSL mais simples oferecem a opo de ativar um servidor DHCP, onde voc s precisa especificar a faixa de endereos que ser fornecida aos clientes. Tambm possvel ativar o DHCP ao compartilhar a conexo, tanto no Linux, quanto no Windows. Aqui temos um exemplo de configurao do servidor DHCP, num modem ADSL Kayomi LP-AL2011P. Assim como outros modems atuais, ele possui uma interface de administrao que pode ser acessada via navegador, atravs de outro micro da rede: 43. 43 Redes wireless Apesar de inicialmente muito mais caras, as redes wireless esto gradualmente caindo de preo e se popularizando. Alm da questo da praticidade, as redes wireless podem ser utilizadas em casos onde, por um motivo ou outro, no vivel usar cabos. Em uma rede wireless, o hub substitudo pelo ponto de acesso (access- point em ingls). Ele tem basicamente a mesma funo: retransmitir os pacotes de dados, de forma que todos os micros da rede os recebam. Em geral os pontos de acesso possuem uma sada para serem conectados num hub tradicional, permitindo que voc "junte" os micros da rede cabeada com os que esto acessando atravs da rede wireless, formando uma nica rede. Ao contrrio dos hubs, os pontos de acesso so dispositivos inteligentes, que podem ser configurados atravs de uma interface de administrao via web. Voc se conecta num endereo especfico usando o navegador (que muda de aparelho para aparelho, mas pode ser encontrado facilmente no manual), loga- se usando uma senha padro e altera as configuraes (e senhas!) de acordo com as necessidades da sua rede. Ponto de acesso wireless Ao contrrio de uma rede cabeada (onde podemos utilizar um switch), em qualquer rede wireless a banda da rede compartilhada entre os micros que estiverem transmitindo dados simultaneamente. Isso acontece por que no existem cabos independentes ligando o ponto de acesso a cada micro, mas um nico meio de transmisso (o ar), o que faz com que a rede opere como se todos os micros estivessem ligados ao mesmo cabo. Enquanto um transmite, os outros esperam. Conforme aumenta o nmero de micros e aumenta o trfego da rede, mais cai o desempenho. Outra questo que a potncia do sinal decai conforme aumenta a distncia, enquanto a qualidade decai pela combinao do aumento da distncia e dos 44. 44 obstculos pelo caminho. por isso que num campo aberto o alcance ser muito maior do que dentro de um prdio, por exemplo. Conforme a potncia e a qualidade do sinal se degradam, o ponto de acesso pode diminuir a velocidade de transmisso, a fim de melhorar a confiabilidade da transmisso. A velocidade pode cair para 5.5 megabits, 2 megabits ou chegar a apenas 1 megabit por segundo antes que o sinal se perca completamente. Existem trs padres diferentes de rede wireless em uso. O primeiro (e mais lento) o 802.11b, onde a rede opera a uma taxa terica de 11 megabits. O seguinte o 802.11a, que ao contrrio do que o nome d a entender, mais recente que o 802.11b. As redes 802.11a so mais rpidas (54 megabits) e so mais resistentes a interferncias, pois operam na faixa de freqncia dos 5 GHz, em vez dos 2.4 GHz usados no 802.11b. A desvantagem que, pelo mesmo motivo (a freqncia mais alta), o alcance das redes 802.11a menor, cerca de metade do alcance de uma rede 802.11b. As placas 802.11a so relativamente raras e, como a maioria capaz de operar nos dois padres, muitas delas acabam operando a 11 megabits, juntando-se a redes 802.11b j existentes. Finalmente, temos o 802.11g, o padro atual. Ele junta o melhor dos dois mundos, operando a 54 megabits, como no 802.11a, e trabalhando na mesma faixa de freqncia do 802.11b (2.4 GHz), o que mantm o alcance inicial. Para que a rede funcione a 54 megabits, necessrio que tanto o ponto de acesso, quanto todas as placas sejam 802.11g, caso contrrio a rede inteira passa a operar a 11 megabits, a fim de manter compatibilidade com as placas antigas. Muitos pontos de acesso permitem desativar esse recurso, fazendo com que as placas de 11 megabits simplesmente fiquem fora da rede, sem prejudicar o desempenho das demais. As redes wireless tambm so redes Ethernet e tambm usam o TCP/IP. Mas, alm da configurao dos endereos IP, mscara, gateway, etc., feita da mesma forma que numa rede cabeada, temos um conjunto de parmetros adicional. A configurao da rede wireless feita em duas etapas. Primeiro voc precisa configurar o ESSID, o canal e (caso usada encriptao) a chave WEP ou WPA que d acesso rede. O ESSID uma espcie de nome de rede. Dois pontos de acesso, instalados na mesma rea, mas configurados com dois ESSIDs diferentes formam duas redes separadas, permitindo que a sua rede no interfira com a do vizinho, por exemplo. Mesmo que existam vrias redes na mesma sala, indicar o ESSID permite que voc se conecte rede correta. Em seguida temos o canal, que novamente permite que vrios pontos de acesso dentro da mesma rea trabalhem sem interferir entre si. Temos um total de 16 canais (numerados de 1 a 16), mas a legislao de cada pas permite o uso de apenas alguns deles. Nos EUA, por exemplo, permitido usar apenas 45. 45 do 1 ao 11 e na Frana apenas do 10 ao 13. Essa configurao de pas definida na configurao do ponto de acesso. O ESSID sozinho prov uma segurana muito fraca, pois qualquer um que soubesse o nome da rede poderia se conectar a ele ou mesmo comear a escutar todas as conexes. Embora o alcance normal de uma rede wireless, usando as antenas padro das placas e os pontos de acesso, normalmente no passe de 30 ou 50 metros (em ambientes fechados) usando antenas maiores, de alto ganho e conseguindo uma rota sem obstculos, possvel captar o sinal de muito longe, chegando a 2 ou at mesmo a 5 km, de acordo com a potncia de sinal do ponto de acesso usado. Como praticamente impossvel impedir que outras pessoas captem o sinal da sua rede, a melhor soluo encriptar as informaes, de forma que ela no tenha utilidade fora do crculo autorizado a acessar a rede. Existem atualmente trs padres de encriptao, o WEP de 64 bits, o WEP de 128 bits e o WPA, o padro mais recente e mais seguro. Embora nenhum dos trs seja livre de falhas, elas so uma camada essencial de proteo, que evita que sua rede seja um alvo fcil. como as portas de uma casa. Nenhuma porta impossvel de arrombar, mas voc no gostaria de morar numa casa sem portas. O WEP relativamente fcil de quebrar, usando ferramentas como o kismet e ao aircrack, mas o WPA pode ser considerado relativamente seguro. Ao usar WEP, voc define uma chave de 10 (WEP de 64 bits) ou 26 (WEP de 128 bits) caracteres em hexa, onde podem ser usados nmeros de 0 a 9 e as letras A, B, C, D, E e F. Tambm possvel usar caracteres ASCII (incluindo acentuao e todo tipo de caracteres especiais); nesse caso as chaves tero respectivamente 5 e 13 caracteres. A regra bsica que os micros precisam possuir a chave correta para se associarem ao ponto de acesso e acessarem a rede. Em geral os pontos de acesso permitem que voc especifique vrias chaves diferentes, de forma que cada micro pode usar uma diferente. Captulo 1: 54 anos de histria: do ENIAC ao Athlon Assim como em outras reas, os computadores comearam como aparelhos rudimentares, que eram capazes de desempenhar apenas tarefas muito simples. Mesmo componentes bsicos, como o HD e outros tipos de unidade de armazenamento foram introduzidos apenas muito mais tarde. Estudar sobre a histria da informtica permite entender melhor como os PCs atuais funcionam, j que uma coisa consequncia da outra. Do ENIAC, construdo em 1945, at os processadores modernos, tivemos um longo 46. 46 caminho. Este captulo justamente um "resumo da pera", que resume a histria da informtica, das vlvulas e rels at o Athlon, lanado em 1999, passando pelos computadores das dcadas de 50, 60 e 70, os primeiros computadores pessoais e a era dos processadores modernos, que comeou com o 386. Os primrdios A histria da informtica nos remete ao final do sculo XIX. Na poca dos nossos tataravs, os computadores j existiam, apesar de extremamente rudimentares. Eram os computadores mecnicos, que realizavam clculos atravs de um sistema de engrenagens, acionado por uma manivela ou outro sistema mecnico qualquer. Esse tipo de sistema, comum na forma de caixas registradoras, predominou at o incio da dcada de 70, quando as calculadoras portteis se popularizaram. No final do sculo XIX, surgiu o rel, um dispositivo eletromecnico, formado por um magneto mvel, que se deslocava unindo dois contatos metlicos. O rel foi muito usado no sistema telefnico, no tempo das centrais analgicas. Nas localidades mais remotas, algumas continuam em atividade at os dias de hoje. rel Os rels podem ser considerados como uma espcie de antepassados dos transstores. Suas limitaes eram o fato de serem relativamente caros, grandes demais e, ao mesmo tempo, muito lentos: um rel demora mais de um milsimo de segundo para fechar um circuito. Apesar disso, os rels so usados at hoje em alguns dispositivos. Um exemplo so os modems discados, onde o rel usado para ativar o uso da linha telefnica, ao discar. Eles so usados tambm em estabilizadores e nobreaks (geralmente nos modelos de baixo custo), onde so os responsveis pelos "clicks" que voc ouve durante as variaes de tenso. O fato de usar rels e fazer barulho, no um indcio de qualidade do estabilizador ou nobreak (muito pelo contrrio), mas infelizmente muitas pessoas associam isso com o fato do aparelho estar funcionando, o que faz com que produtos de baixa qualidade continuem sendo produzidos e vendidos. 47. 47 Voltando histria, tambm no final do sculo XIX, surgiram as primeiras vlvulas. As vlvulas foram usadas para criar os primeiros computadores eletrnicos, na dcada de 40. As vlvulas tm seu funcionamento baseado no fluxo de eltrons no vcuo. Tudo comeou numa certa tarde quando Thomas Edson, inventor da lmpada eltrica, estava brincando com a sua inveno. Ele percebeu que, ao ligar a lmpada ao plo positivo de uma bateria e uma placa metlica ao plo negativo, era possvel medir uma certa corrente fluindo do filamento da lmpada at a chapa metlica, mesmo que no existisse contato entre eles. Havia sido descoberto o efeito termoinico, o princpio de funcionamento das vlvulas. As vlvulas j eram bem mais rpidas que os rels, atingiam freqncias de alguns megahertz, o problema que esquentavam demais, consumiam muita eletricidade e se queimavam com facilidade. Era fcil usar vlvulas em rdios, que utilizavam poucas, mas construir um computador, que usava milhares delas era extremamente complicado e caro. Apesar de tudo isso, os primeiros computadores comearam a surgir durante a dcada de 40, naturalmente com propsitos militares. Os principais usos eram a codificao e a decodificao de mensagens e clculos de artilharia. O ENIAC Sem dvida, o computador mais famoso daquela poca foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer), construdo em 1945. O ENIAC era composto por nada menos do que 17.468 vlvulas, alm de 1.500 rels e um grande nmero de capacitores, resistores e outros componentes. No total, ele pesava 30 toneladas e era to volumoso que ocupava um grande galpo. Outro grave problema era o consumo eltrico: um PC tpico atual, com um monitor LCD, consome cerca de 100 watts de energia, enquanto o ENIAC consumia incrveis 200 kilowatts. Construir esse monstro custou ao exrcito Americano 468.000 dlares da poca, que correspondem a pouco mais de US$ 10 milhes em valores corrigidos. Porm, apesar do tamanho, o poder de processamento do ENIAC ridculo para os padres atuais, suficiente para processar apenas 5.000 adies, 357 multiplicaes ou 38 divises por segundo. O volume de processamento do ENIAC foi superado pelas calculadoras portteis ainda na dcada de 70 e, hoje em dia, mesmo as calculadoras de bolso, das mais baratas, so bem mais poderosas do que ele. A idia era construir um computador para quebrar cdigos de comunicao e realizar vrios tipos de clculos de artilharia para ajudar as tropas aliadas durante a Segunda Guerra Mundial. Porm, o ENIAC acabou sendo terminado exatos 3 meses depois do final da guerra e foi usado durante a Guerra Fria, contribuindo por exemplo no projeto da bomba de hidrognio. 48. 48 ENIAC (foto do acervo do Exrcito dos EUA) Se voc acha que programar em C ou em Assembly complicado, imagine como era a vida dos programadores daquela poca. A programao do ENIAC era feita atravs de 6.000 chaves manuais e, ao invs de ser feita atravs de teclas, toda a entrada de dados era feita atravs de cartes de cartolina perfurados, que armazenavam poucas operaes cada um. Uma equipe preparava os cartes, incluindo as operaes a serem realizadas, formando uma pilha, outra ia trocando os cartes no leitor do ENIAC, e uma terceira "traduzia"