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T505A

Montagem de Microcomputadores Parte 4 (T505A4)

Dailson Fernandes 1ª Edição

Montagem de Microcomputadores

ESCOLA TÉCNICA DE INFORMÁTICA

Sumário

11. PLACAS DE VÍDEO 96

11.1. PLACAS DE VÍDEO "3D" - COMO FUNCIONAM 98 11.2. PROGRAMAS "3D": SEM ELES O INVESTIMENTO NÃO VALE A PENA 99 11.3. DIFERENÇA ENTRE VGA E SVGA 100

12. MONITOR 101

TAMANHO E TIPO DA TELA 101 12.2. DOT PITCH 102 12.3. VARREDURA 103 12.4. FREQÜÊNCIA VERTICAL 103 12.5. FREQÜÊNCIA HORIZONTAL 103 12.6. CINTILAÇÃO: A GRANDE VILÃ 104 12.7. VARREDURA ENTRELAÇADA 104

13. DISCO RÍGIDO 107

13.1. ARMAZÉM MECÂNICO 108 13.2. ESTRUTURA E ORDEM 109 13.3. FORMATAÇÃO DE BAIXO NÍVEL 109 13.4. CUIDADOS E MANUTENÇÃO 110 13.5. FUNCIONAMENTO INTERNO 110 13.6. SIGNIFICADO DAS ESPECIFICAÇÕES DO HD 113 13.7. BUS IDE E PARTIÇÕES 114 13.8. CONEXÕES ATA IDE 115 13.9. RAPIDEZ E CAPACIDADE 115 13.10. GEOMETRIA E CAPACIDADE 117 13.11. ESTRUTURA LÓGICA 119

Dailson Fernandes Página: 95



11. Placas de Vídeo Esta placa esta presente em todos os PCs, exceto nos raros casos daqueles que possuem placas de CPU com um circuitos de vídeo embutidos. A maioria dos PCs utilizam placas de vídeo PCI, como a mostrada na figura A, mas existe grande tendência atual é o uso cada vez mais comum das placas de vídeo AGP, como a mostrada na figura B.

Figura A

Além das placas de vídeo PCI e AGP, você poderá encontrar nos PCs antigos, placas de vídeo ISA e VLB, mostradas na figura C. PCs equipados com o Pentium não utilizam placas VLB, pois não possuem esse barramento, já obsoleto. Placas de vídeo ISA podem ser instalados em PCs Pentium, mas essa pratica não é muito comum, já que esse tipo de placa apresenta desempenho muito baixo. Na figura D vemos o conector VGA de 15 pinos fêmea, utilizados em todas as placas de vídeo VGA e superiores. Neste conector devemos ligar o cabo de vídeo do monitor.




Figura B

Figura C

Figura D

As placas de vídeo possuem também um conector interno, mostrado na figura E, chamado VGA Feature Conector. Serve para a conexão com outras placas que operam em conjunto com a placa de vídeo, como por exemplo, placas digitalizadoras de vídeo.

Figura E

Existem placas de vídeo com múltiplas funções, e portanto, com múltiplos conectores, como a mostrada na figura F. Esta é a placa ATI All in Wonder. Entre outros recursos, possui entrada de RF (para ligação de uma antena




receptora de TV), entrada de vídeo composto (para digitalização de vídeo), e saída de vídeo composto (para ligação em uma TV, fazendo com que a imagem do monitor seja exibida na TV).

Figura F

Nos últimos anos as placas de vídeo passaram a incluir diversas funções: Aceleração 2D. Este recurso faz com que os gráficos bidimensionais sejam produzidos em alta velocidade. Está presente em todas as placas de vídeo modernas. Aceleração 3D. bastante usada para jogos tridimensionais, mas também para programas de CAD, e trabalhos sérios que exijam representações em 3 dimensões. Já em 1996 era possível encontrar placas de vídeo em 3D, mas só a partir do final de 1997 tornaram-se comuns, baratas e de alto desempenho. Descompressão de vídeo. Este recurso faz com que imagens de vídeo (filmes, por exemplo) possam ser exibidos com qualidade de imagem idêntica ao de TV. Circuitos de hardware realizam este trabalho com grande eficiência, sendo muito mais velozes que o próprio microprocessador neste tipo de trabalho. Até pouco tempo, era muito difícil encontrar placas dotadas de todos esses recursos. Era possível encontrar, ou aceleradores 3D, ou descompressoras de vídeo. Já no final de 1997, podíamos encontrar modelos de placas equipadas com grande quantidade de recursos. Este é o caso da placa ATI All in Woner. Faz aceleração 2D e 3D, descompressão e captura de vídeo, sintonização de placas de TV, e ainda possui saída para TV.

11.1. Placas de Vídeo "3D" - Como funcionam A placa de vídeo que todos os computadores possuem trabalha de uma forma denominada mapeamento de bits. Para que um programa faça um desenho na tela do monitor, ele necessita enviar para a placa de vídeo o valor de cada ponto individualmente, não importando se a imagem é simples ou complexa. No caso de imagens complexas, há um problema: como é o programa quem informa o valor de cada ponto da tela, pode ser que o computador fique lento para executar o programa em si, pois o programa perde muito tempo preparando as imagens a serem enviadas à placa de vídeo, em vez de executar efetivamente o programa. A saída para aumentar o desempenho quando utilizamos gráficos complexos é a utilização de uma placa de vídeo com processador gráfico - as chamadas placas de vídeo "3D". Neste caso, o processador da placa de vídeo "sabe" desenhar polígonos e formas geométricas tridimensionais. Para desenhar uma esfera, um programa escrito para uma placa de vídeo tradicional deve enviar à placa de vídeo o valor de cada ponto que a compõe, o que demora um bocado. Já em um programa escrito para uma placa de vídeo "3D", bastaria informar a posição espacial e o raio desta esfera para que o processador da placa de vídeo faça o desenho automaticamente na tela. Além de trabalhar com variáveis tridimensionais, um outro aspecto importante é a facilidade com que as placas de vídeo "3D" trabalham com texturas ("superfícies") complexas - como mármore, aço e madeira, por exemplo -, com transparências, com focos de luz e com reflexos, o que dão um realismo impressionante às imagens formadas na tela.




11.2. Programas "3D": Sem eles o investimento não vale a pena As placas de vídeo "3D" são beneficiadas exclusivamente por programas capazes de utilizar instruções "3D". Em outras palavras: o seu Windows 98 não ficará mais rápido se você instalar uma placa de vídeo "3D" em seu micro. é de se esperar que programas pesados de editoração 3D se beneficiem da placa de vídeo "3D". Pura e simplesmente instalando a placa não há qualquer benefício; você deverá instalar um "driver 3D" ao programa para que ele se beneficie dos recursos de sua placa de vídeo "3D". Para não haver problemas de incompatibilidade entre as diversas placas "3D" existentes no mercado, os fabricantes constróem suas placas 3D baseadas em algum protocolo 3D (Direct3D, por exemplo). Desta forma, basta saber com que protocolo 3D sua placa "3D" é compatível e se "casa" com o protocolo utilizado pelo programa "3D" que você deseja utilizar. No geral, você não encontrará dificuldades neste ponto. O mais interessante a notar: apesar de ter uma finalidade "pesada" - como programas de modelagem 3D, CAD, etc - o que mais há no mercado são joguinhos "3D" para estas placas de vídeo: Quake, Virtua Fighter, Monster Truck Madness, Schorched Planet, etc etc etc

Tela inicial do jogo Quake, em uma placa de vídeo normal.

Mesma tela vista com uma placa de vídeo 3D.




Outra tela do Quake vista com uma placa de vídeo 3D.

11.3. Diferença entre VGA e SVGA Na verdade, todas as placas de vídeo usadas nos PCs modernos são Super VGA. Entretanto, não é errado chamá-las de VGA. Uma placa Super VGA nada mais é que uma placa VGA avançada. As placas VGA originais, lançadas pela IBM em meados dos anos 80, operavam com várias resoluções e números de cores, entre as quais, as principais são:

320x200x256 640x480x16

Como vimos, 256 cores são satisfatórias para representar fotos e filmes, mas na resolução de 320x200, notamos nitidamente a pixelização da imagem, ou seja, podemos notar que é formada por pequenos quadrados. A resolução de 640x480 apresenta uma pixelização imperceptível, mas com apenas 16 cores, não é possível representar fotos e filmes. Assim que a tecnologia evoluiu, e os preços dos circuitos necessários à implementação de placas de vídeo diminuíram, os seus fabricantes puderam produzir placas VGA de baixo custo, com as mesmas características de placas mais sofisticadas que custavam, até então, alguns milhares de dólares. Surgiram então as placas SVGA (Super VGA). Tratam-se de placas VGA, capazes de operar, tanto nas resoluções normais (como 320x200x256 e 640x480x16), como em resoluções mais altas, e com maior número de cores. As primeiras placas SVGA operavam com resoluções elevadas, como:

640x480x256 800x600x256 1024x768x256

O uso de 256 cores e resoluções mais altas tornou possível a representação de imagens com qualidade muito superior à das antigas placas VGA. Um dos requisitos de hardware que uma placa de vídeo deve atender para possibilitar o uso de maiores resoluções e maior número de cores é possuir memória de vídeo em quantidade suficiente. As placas VGA originais possuíam apenas 256 kB de memória de vídeo. As placas SVGA precisam ter 1024 kB de memória de vídeo para chegar à resolução de 1024x768x256. No início dos anos 90, encontrávamos placas SVGA com 256 kB, 512 kB e 1024 kB de memória de vídeo. O número de cores e as resoluções suportadas dependiam desta quantidade. A tabela abaixo mostra esta dependência.

Resolução Placa VGA SVGA com 256 kB

SVGA com 512 kB

SVGA com 1024 kB

640x480 16 16 256 256 800x600 - 16 256 256 1024x768 - - 16 256




De acordo com a tabela, podemos observar que para chegar à resolução de 1024x768 com 256 cores, é necessário que a placa SVGA tenha 1024 kB de memória de vídeo. Uma placa SVGA com 512 kB de memória de vídeo chega a esta resolução com apenas 16 cores. Esta mesma placa oferece 256 cores no máximo na resolução de 800x600. As atuais placas SVGA são muito mais poderosas que as disponíveis no início dos anos 90. Uma das suas principais características é a disponibilidade de modos gráficos que chegam até 16 milhões de cores. Da mesma forma como ocorre com as placas mais antigas, para ter elevadas resoluções e um elevado número de cores, é necessário que a placa possua uma grande quantidade de memória de vídeo. As placas atuais podem apresentar 1 MB, 2 MB ou 4 MB de memória de vídeo. Os números máximos de cores atingidos por essas placas estão descritos na tabela abaixo.

Resolução SVGA com 1 MB

SVGA com 2 MB

SVGA com 4 MB

640x480 16M 16M 16M 800x600 64k 16M 16M 1024x768 256 64k 16M 1280x1024 16 256 16M

Obs: Existem diferenças entre as diversas placas SVGA existentes, principalmente nos modos com resoluções superiores a 1024x768. Por exemplo, certas placas podem não ser capazes de operar com 16 milhões de cores na resolução de 1280x1024, mesmo com 4 MB de memória de vídeo, ficando limitadas a usar 64k cores nesta resolução.

Como vemos pela tabela, as modernas placas SVGA, mesmo equipadas com apenas 1 MB de memória de vídeo, são capazes de operar em modo True Color na resolução de 640x480, e em modo Hi Color na resolução de 800x600.

12. Monitor Com certeza o principal meio de comunicação do PC com o usuário. Veja abaixo as principais característica deste periférico.

12.1. Tamanho e tipo da tela Os monitores mais comuns no Brasil são os que possuem telas de 14 polegadas (escreve-se 14"). Um deles é o Samsung SyncMaster 3, que pode ser considerado o "Fusca" dos monitores. Merece ser chamado assim porque não é de excepcional qualidade, mas sua qualidade é muito razoável, levando em conta o seu preço, além de ser relativamente robusto. A medida em polegadas normalmente atribuída à tela de um monitor corresponde ao comprimento da sua tela, em diagonal. As telas dos monitores apresentam uma relação de aspecto de 4:3, o que significa que a largura da tela é igual a 4/3 da sua altura. Por isso, as resoluções mais usadas pelas placas de vídeo apresentam seus números de pontos também na proporção de 4:3, como 640x480, 800x600 e 1024x768. Outras resoluções apresentam relações de aspecto ligeiramente diferentes. Se calcularmos a medida da diagonal de um retângulo que tem como lados 4 e 3, encontraremos para esta diagonal o valor 5 (basta usar o Teorema de Pitágoras). Portanto, a largura da tela vale 4/5 da diagonal, e a altura vale 3/5 da mesma. Infelizmente, a medida em diagonal não corresponde exatamente à área visível da imagem. Em um monitor de 14", a diagonal da área visível é um pouco superior a 12" (30 cm). O mesmo ocorre em monitores de telas maiores.




Podemos encontrar monitores com telas de diversos tamanhos. São comuns as telas de 14", 15", 17", 20" e 21". Obviamente, quanto maior é o tamanho da tela, maior é o preço do monitor. Esta regra possui algumas exceções. Existem por exemplo, monitores com minúsculas telas de 5" a 10". Seus preços não são baixos como sugere a regra. Muitas vezes chegam a custar mais que os monitores de 14". Existem também monitores especiais para serem usados em apresentações, com telas de 29" ou mais. Como esses monitores são visualizados à distância, não precisam possuir telas com alta qualidade, e por isso utilizam o mesmo tipo de tela usada nos aparelhos de TV de 29". Seu custo é comparável ao dos monitores de 17". Monitores de 14" e 15" são mais indicados para operar nas resoluções de até 800x600. Nas resoluções de 1024x768 e superiores, praticamente não notamos diferença em relação à resolução de 800x600. Por isso, esses monitores em geral não suportam resoluções superiores a 1024x768. Monitores de 17", 20" e 21" são usados em editoração eletrônica e CAD. Em geral, essas atividades experimentam um considerável ganho de produtividade com o uso de resoluções mais altas, o que requer telas maiores. Com 17", podemos trabalhar confortavelmente na resolução de 1024x768, sendo notável a diferença em relação à resolução de 800x600. Esses monitores podem, em geral, chegar até a resolução de 1280x1024, mas pouca diferença podemos notar em relação à resolução de 1024x768. Monitores de 20" e 21" permitem o uso da resolução de 1280x1024, sendo bem perceptível a diferença em relação à resolução de 1024x768. Em geral, permitem chegar até 1600x1200, apesar de ser pouco perceptível a diferença em relação a uma imagem de 1280x1024. Essas regras não são rígidas. Você poderá encontrar monitores de 14" ou 15" que chegam até 1280x1024, bem como monitores de 17" que chegam até 1600x1200. Entretanto, a qualidade de imagem não é tão boa. A tabela que se segue mostra as resoluções ideais e as resoluções máximas que os monitores SVGA apresentam. Lembre-se que alguns monitores chegam a resoluções máximas ainda maiores que as apresentadas nesta tabela, mas devido ao tamanho inadequado de suas telas para uma resolução tão alta, não oferecem nenhuma melhoria na qualidade da imagem.

Tamanho da tela Resolução ideal Resolução

máxima 14" 800x600 1024x768 15" 800x600 1024x768 17" 1024x768 1280x1024 20" 1280x1024 1600x1200 21" 1280x1024 1600x1200

Outra característica interessante relacionada com a tela é a sua curvatura. Os monitores antigos apresentavam uma tela curvada, como ocorre com as telas usadas em televisores. Os monitores mais valorizados apresentam tela plana. Na verdade, essas telas não são planas, e sim, "quase planas". O uso de uma tela plana (vamos chamar assim, mesmo sabendo que não são perfeitamente planas) oferece um maior conforto visual. Praticamente todas as telas de 17", 20" e 21" são planas. Entre os modelos de 14" e 15", podemos encontrar telas comuns e telas planas. Este fator pode ter uma influência no preço. Não compre um monitor extremamente barato sem antes avaliar as suas características. Um monitor pode ter seu preço baixo exatamente pelo fato de ter uma tela curva.

12.2. Dot Pitch Este é o principal responsável pela qualidade da imagem de um monitor. A tela de um monitor colorido é formada por minúsculos pontos vermelhos, verdes e azuis. Na verdade, esses pontos são formados por vários tipos de fósforo, capazes de emitir luz com essas cores ao serem atingidos por uma corrente elétrica. Três feixes eletrônicos percorrem continuamente a tela do monitor, atingindo os pontos de fósforos que emitem essas cores. Cada grupo de três pontos, sendo um vermelho, um verde e um azul, é chamado de tríade. Chamamos de Dot Pitch a medida das tríades. A figura 11 mostra uma tríade e o seu Dot Pitch.




Tríades e Dot Pitch.

Para apresentar uma boa qualidade de imagem, um monitor SVGA precisa ter tríades com 0,28 mm, ou então menores. Entretanto, são muito raros os monitores com Dot Pitch inferior a 0,28 mm. Podemos encontrar alguns modelos de alta qualidade, com 0,26 ou 0,25 mm. É considerado aceitável um Dot Pitch de 0,31 mm em monitores acima de 17", mas o ideal é dar preferência aos modelos com 0,28 mm ou menos. Monitores com Dot Pitch muito grande, como 0,39 mm, 0,41 mm e até 0,55 mm são considerados de qualidade inferior. Modelos com 0,41 mm e 0,55 mm praticamente não são mais fabricados, mas ainda existem muitos modelos baratos com 0,39 mm. Devemos evitar este tipo de monitor.

12.3. Varredura O principal componente de um monitor de vídeo é a sua tela, na verdade um tubo de imagens. No tubo de imagens, um feixe de elétrons parte da ponta oposta da tela até atingi-la. Atrás da tela que você enxerga há uma tela de fósforo (chamada máscara). Quando o feixe de elétrons atinge a máscara de fósforo, o fósforo começa a brilhar, fazendo com que um ponto seja aceso na tela. No caso dos monitores coloridos, há três máscaras, uma para cor primária de vídeo: vermelho, verde e azul (RGB, Red, Green and Blue). A tela é dividida em linhas. Na varredura utilizada pela maioria dos monitores de vídeo - chamada varredura não-entrelaçada - cada linha é varrida seqüencialmente. Com as informações sobre a cor e a intensidade de cada ponto que são passadas pela placa de vídeo do micro, o feixe de elétrons passa por cada ponto da tela fazendo com que cada ponto seja aceso ou então apagado (nesta situação o feixe de elétrons passa direto pelo ponto, pois o fósforo, depois de algum tempo, apaga-se sozinho). Quando a tela é totalmente preenchida, dizemos que a varredura terminou de preencher um quadro. As imagens da tela são, portanto, uma seqüência de quadros preenchidas pela varredura do monitor de vídeo.

12.4. Freqüência vertical A quantidade de quadros por segundo que um monitor de vídeo é capaz de preencher é chamada freqüência vertical. Esta quantidade não pode ser inferior a 60 quadros por segundo ou 60 Hz. Se a freqüência vertical for menor que 60 Hz (ou seja, houver menos de 60 quadros por segundo sendo reproduzidos), haverá um fenômeno chamado cintilação ou flickering. Esta cintilação ocorre porque a quantidade de quadros por segundo neste caso é baixa e você consegue perceber os quadros se formando. Você percebe a cintilação principalmente nas bordas da tela e das janelas.

12.5. Freqüência horizontal A freqüência horizontal é a velocidade com que a varredura consegue preencher os quadros. Um monitor de vídeo com freqüência horizontal de 31.500 Hz consegue preencher 31.500 linhas por segundo. A freqüência horizontal mede, portanto, a velocidade do monitor. Quanto maior a freqüência horizontal, melhor. Na resolução 640 x 480, todos os monitores de vídeo trabalham com uma freqüência horizontal de 31.500 Hz, suficiente para preencher 60 quadro por segundo e não ocorrer a cintilação. Quando aumentamos a resolução, a freqüência horizontal deve ser automaticamente aumentada, pois o número de linhas irá aumentar (ou seja, o quadro fica maior), porém deveremos continuar formando, no mínimo, 60 quadros por segundo. Em outras palavras, quanto maior a resolução, mais rápido deverá ser o monitor, para conseguir preencher 60 quadros por segundo e não ocorrer a cintilação.




12.6. Cintilação: a grande vilã O valor da freqüência horizontal e da freqüência vertical dizem se um monitor de vídeo é bom ou não. Alguns fabricantes fazem monitores de vídeo capazes de trabalhar a resoluções altas como 800 x 600, 1.024 x 768, 1.280 x 1.024 ou mesmo 1.600 x 1.200, mas isto não significa que o monitor de vídeo será capaz de mostrar estas resoluções com qualidade! Vejamos um exemplo prático: em geral, monitores de vídeo baratos e de baixa qualidade possuem uma freqüência horizontal máxima de 35,5 KHz. Quando estão trabalhando a 640 x 480 não há qualquer problema com cintilação. A freqüência horizontal será de 31.500 Hz, o suficiente para apresentar 60 quadros por segundo. Esta conta é fácil de fazer: 31.500 linhas por segundo / 525 linhas por quadro = 60 quadros por segundo. Em uma tela de 640 x 480 há 525 linhas e não 480, pois há linhas ocultas. Entretanto, quando passam a trabalhar na resolução de 800 x 600, o monitor passa a utilizar a sua freqüência horizontal máxima, de 35.500 Hz. Ora, teremos 35.500 linhas por segundo / 630 linhas por quadro = 56 quadro por segundo. Em uma tela de 800 x 600 há 630 linhas e não 600, pois há linhas ocultas. Se este mesmo monitor for configurado a trabalhar a 1.024 x 768, teremos 35.500 linhas por segundo / 788 linhas por quadro = 45 quadros por segundo. Em uma tela de 1.024 x 768 há 788 linhas e não 768, pois há algumas linhas ocultas. Se você reparar, este monitor apresentará problemas de flickering (principalmente na resolução 1.024 x 768, onde a freqüência vertical será de apenas 45 Hz) em resoluções acima de 640 x 480, mesmo o monitor possuindo uma resolução máxima de 1.024 x 768. Conclusão: dizer que um monitor de vídeo é capaz de apresentar uma determinada resolução não significa que esta resolução será apresentada com qualidade! A freqüência horizontal máxima de um monitor de vídeo (bem como todas as suas demais características, como dot pitch, freqüência vertical, etc) vem especificada em seu manual.

12.7. Varredura entrelaçada O monitor de vídeo é bastante parecido com um aparelho de televisão. Aposto, inclusive, que sua avó já chamou o monitor de vídeo de seu computador de "televisãozinha". O aparelho de televisão típico possui resolução de 640 x 480. Isto significa que a maioria dos monitores existentes hoje possuem mais resolução que o aparelho de TV! (aliás, é por este motivo que você pode conectar placas de recepção de TV ao micro...) Outro aspecto bastante importante de notar é o esquema de varredura utilizado pela televisão. Em vez de 60 quadros por segundo, a televisão opera

apenas com 30 quadros por segundo. Ué, então como não ocorre cintilação na televisão? Através de um esquema chamado varredura entrelaçada, que alguns monitores de vídeo também utilizam. Na varredura entrelaçada, cada quadro é dividido em dois campos: o campo ímpar, onde são varridas somente as linhas ímpares, e o campo par, onde são varridas somente as linhas pares. Ou seja, cada campo possui metade das linhas de um quadro. A varredura é feita de tal modo que campos ímpares e pares são intercalados. Como a varredura é feita rapidamente, o usuário náo percebe que, na verdade, cada campo é formado por apenas metade da imagem. No caso da televisão, os 30 quadros são divididos, portanto, em 60 campos. Em um segundo, são apresentados 60 campos, o que faz com que a cintilação não ocorra. A imagem de um monitor de vídeo com varredura não-entrelaçada é melhor, pois cada quadro será formado por telas "completas", ao contrário do monitor com varredura entrelaçada, onde cada quadro é formado apenas por metade da imagem. Nas tabelas abaixo, consulte as principais marcas de monitores, com suas respectivas especificações técnicas.




Monitores 14'' Modelo Resolução máxima

Dot pitch Freqüência vertical máxima

Freqüência horizontal máxima

Goldstar LG143SNIE 1024 X 768 0.28mm 50 a 90 Hz 30 a 48 KHz Philips 104B 1024 X 768 0.28mm Philips 104S 800 X 600 0.28mm

Samsung Syncmaster 3 1024 X 768 0.28mm 50 a 90 Hz 31.5 a 38 KHzSamsung Syncmaster 3

Ne 1024 X 768 0.28mm 56 a 87 Hz 31.5 a 48 KHz

Techmedia 1400G 1280 X 1024 0.28mm 50 a 100 Hz

30 a 48 KHz

Techmedia 1448G 1024 X 768 0.28mm 50 a 100 Hz

30 a 48 KHz

Techmedia 14DK 1024 X 768 0.28mm 40 a 90 Hz 30 a 48 KHz Techmedia 14JM 1024 X 768 0.28mm 50 a 100

Hz 30 a 50 KHz

Techmedia 14V 640 X 480 60 a 70 Hz 31.5 KHz

Monitores 15'' Modelo Resolução máxima



Goldstar 1520DM 1280 X 1024

0.28mm 50 a 120 Hz 30 a 65 KHz

Goldstar 56m 1280 X 1024

0.28mm 50 a 90 Hz 30 a 65 KHz

NEC Multisync A500 1280 X 1024

0.28mm 55 a 120 Hz 31 a 65 KHz

NEC Multisync E500 1280 X 1024

0.25mm 55 a 120 Hz 31 a 69 KHz

NEC Multisync M500 1280 X 1024

0.25mm 55 a 120 Hz 30 a 69 KHz

NEC Multisync XV15+

1280 X 1024

0.28mm 55 a 100 Hz 31 a 65 KHz

Philips 105B 0.28mm Philips 105S 1024 X

768 0.28mm

Samsung Syncamster 500b

1280 X 1024

0.28mm 50 a 160 Hz 30 a 69 KHz

Samsung Syncmaster 500s

1024 X 768

0.28mm 50 a 120 Hz 30 a 54 KHz

Sony Multiscan 100sf 1280 X 1024

0.25mm 50 a 120 Hz 31 a 70 KHz

Sony Multiscan 100sx

1280 X 1024

0.25mm 50 a 120 Hz 31 a 65 KHz

Techmedia 1500G 1280 X 1024

0.28mm 50 a 100 Hz 30 a 64 KHz

Techmedia 1500N 1280 X 1024

0.28mm 50 a 120 Hz 30 a 64 KHz




Techmedia 1548G 1280 X 1024

0.28mm 50 a 90 Hz 30 a 48 KHz

Techmedia 1564 1280 X 1024

0.28mm 50 a 120 Hz 30 a 64 KHz

Monitores 17''

Modelo Resolução máxima



Goldstar 76i 1280 X 1024 0.28mm 50 a 120 Hz 30 a 65 kHz Hyundai DeluxScan 17B+

(#HL 7870A) 1280 X 1024 0.28mm 50 a 150Hz 30 a 70 kHz

Hyundai DeluxScan 17Pro (#HL

7682A)

1600 x 1280 0.26mm 45 a 100 Hz 30 a 80 kHz

Hyundai DeluxScan 17B (#HL 7864F)

1280 X 1024 0.28mm 45 a 150Hz 30 a 65 kHz

Hyundai DeluxScan 17MB/ 17 MS

1024 X 768 0.39mm 30 a 50 kHz

NEC Multisync A700 1280 X 1024 0.28mm 55 a 120 Hz 31 a 69 KHz NEC Multisync E700 1600 X 1200 0.25mm 55 a 120 Hz 31 a 82 KHz NEC Multisync M700 1280 X 1024 0.25mm 55 a 120 Hz 31 a 69 KHz NEC Multisync P750 1600 X 1200 0.25mm 55 a 160 Hz 31 a 94 KHz

Philips 107B 1024 x 768 0.28mm Philips 107S 1280 X 1024 0.28mm

Samsung Syncmaster 17GLi

1280 x 1024 0.28mm 50 a 120 Hz 30 a 65KHz

Samsung Syncmaster 17GLsi

1600 X 1200 0.26mm 50 a 120 Hz 30 a 85KHz

Samsung Syncmaster 700B

1280 X 1024 0.28mm 50 a 160 Hz 30 a 69 KHz

Samsung Syncmaster 700P

1600 X 1200 0.26mm 50 a 160 Hz 30 a 85 KHz

Samsung Syncmaster 700S

1280 X 1024 0.28mm 50 a 160 Hz 30 a 69 kHz

Sony Multiscan 200sf 1600 X 1200 0.25mm 50 a 120 Hz 30 a 80 kHz Sony Multiscan 200sx 1280 X 1024 0.25mm 50 a 150 Hz 31 a 70 KHz Sony 17seII Trinitron 1600 X 1200 0.25mm 48 a 150 Hz 30 a 85 KHz

Techmedia 1700G 1280 X 1024 0.28mm 40 a 104 Hz 30 a 64 KHz Techmedia 1750 1024 X 768 0.39mm 50 a 120 Hz 30 a 48 KHz

Observação: Nas tabelas acima, listamos os monitores mais comuns em nosso mercado. Se você estiver em dúvida em relação a um monitor "desconhecido", procure saber suas características, em especial a freqüência vertical, a freqüência horizontal, o dot pitch, sua resolução máxima e o tipo de varredura utilizada. Todas estas informações estão disponíveis no manual do monitor, no site do fabricante na Internet ou então em anúncios publicados pelo fabricante. Abaixo consulte a primeira tabela para você saber a freqüência horizontal mínima que um monitor de vídeo deverá ter para que a cintilação não ocorra. Quanto maior a freqüência horizontal, melhor, pois como conseqüência a freqüência vertical será maior. A resolução listada na tabela é a resolução que você pretende utilizar a maior parte do tempo. Na segunda tabela, veja a resolução máxima em relação as polegadas dos monitores.

Resolução Freqüência horizontal mínima




640 x 480 31.500 Hz 800 x 600 37.800 Hz

1024 x 768 47.280 Hz 1280 x 1024 65.000 Hz

Tamanho da tela Resolução ideal Resolução máxima 14" 800x600 1024x768 15" 800x600 1024x768 17" 1024x768 1280x1024 20" 1280x1024 1600x1200 21" 1280x1024 1600x1200

13. Disco Rígido

Desde sua chegada ao mercado, o disco rígido constitui o mais difundido sistema de armazenamento de grandes volumes de dados. Os primeiros computadores pessoais não o possuíam, porque os pequenos volumes de dados com que trabalhavam podiam perfeitamente ser arquivados nos disquetes de poucos KB/s de capacidade.




A incorporação do disco rígido é um dos fatores que explicam o extraordinário desenvolvimento dos computadores pessoais. A partir do lançamento comercial do IBM PC/XT, essa unidade de armazenamento transformou-se em componente padrão de qualquer PC. Os discos rígidos também são conhecidos como Winchester. Nos anos 60, a IBM desenvolveu um disco de alta velocidade que possuía um prato fixo de 30 MB. Os números 30-30 que designavam esse dispositivo coincidiam com os do famoso rifle Winchester 30-30. Por isso, o nome disco Winchester. A importância do disco rígido não está apenas no desempenho dentro do sistema. Trata-se de um dispositivo de armazenamento permanente e, portanto, capaz de conservar a informação nele arquivada mesmo quando o sistema é desligado. Ele abriga em seu interior os dados necessários para o funcionamento do PC (o sistema operacional e os programas), bem como os arquivos e informações que o usuário vai gerando. Tudo isso dá uma idéia da importância do disco rígido e da gravidade implicada em qualquer defeito nele verificado. Curiosidade: A IBM lançou em 1957 os primeiros discos rígidos. A capacidade de armazenamento da unidade era de apenas 5 MB, era conseguida graças à utilização de vinte pratos de 24 polegadas cada um. Seu aluguel custava 35 mil dólares

13.1. Armazém Mecânico O disco rígido é o único componente básico de funcionamento mecânico no PC. Por esse motivo, é também o elemento interno mais suscetível a riscos de problemas relacionados a seu trabalho. Quando se considera ainda a importância das informações pessoais que o usuário armazena no disco rígido, muitas pessoas são levadas a crer que ele é uma espécie de “bomba relógio” colocada dentro de um PC. No entanto, apesar de ele constituir o componente mais sensível ao risco de avarias, isso não quer dizer que elas sejam habituais. Hoje em dia, qualquer disco rígido em condições de uso normais (que não impliquem um trabalho intensivo como o que é imposto, por exemplo, a um servidor de rede) fica obsoleto e é substituído sem ter sofrido nenhum problema mecânico ao longo de toda a vida. O disco rígido compõe-se de duas seções: a mecânica e a eletrônica (ou lógica). A primeira recupera a informação armazenada magneticamente e a envia à eletrônica, que a interpreta e por sua vez a envia ao bus do sistema. No interior do disco rígido existem vários pratos (disco) rígidos recobertos por uma camada de material magnético. O número de pratos é variável e limitado apenas pela altura da unidade de armazenamento. (Os disquetes também empregam um disco recoberto por material magnético que diferentemente dos pratos do disco rígido, é flexível.) Geralmente, os pratos do disco rígido são feitos de alumínio ou de compostos vitrocerâmicos de grade rigidez. A superfície de cada prato é revestida por uma camada muito fina de um material com a densidade aumentada por partículas metálicas sensíveis ao magnetismo. A informação é armazenada no prato por meio de variações no campo magnético das partículas metálicas. Por essa razão, o aumento de densidade nos componentes metálicos da superfície dos pratos é um dos fatores que permitem que a capacidade de armazenamento dos discos rígidos venha aumentando cada vez mais sem a necessidade do aumento das dimensões das unidades. As cabeças são os elementos encarregados de ler e escrever, utilizando campos elétricos, a informação magnética armazenada nos pratos. Por meio de braços metálicos, elas se deslocam acima da superfície dos pratos, sem chegar a toca-los, deixando entre ambos um espaço de menos de um décimo de milímetro. Esse afastamento entre as cabeças e a superfície dos pratos é produto da pressão do ar que eles deslocam ao girar a velocidade acima de 3.600 rpm (rotações por minuto). Como norma, os discos rígidos dispõem de uma cabeça de leitura e de escrita para cada uma das faces de um prato, ou seja, uma cabeça para a face superior e outra para a face interior. Todos os braços das cabeças do disco rígido ficam agrupados e trabalham com uma base num sistema único de movimento, que faz com que as cabeças de todos os pratos se desloquem simultaneamente. Um sistema eletromagnético incumbe-se de mover sobre um eixo o conjunto formado pelos braços e as cabeças do disco rígido, podendo situar estas últimas em qualquer ponto do raio de ação dos braços. Esse movimento, combinado com a rotação dos pratos permite que as cabeças possam percorrer a totalidade da superfície útil dos respectivos pratos. Depois que a seção mecânica do disco obteve os dados, na forma de impulsos elétricos, entra em ação a parte eletrônica, que se encarrega de preparar esses dados para envia-los através do bus de dados incorporado no disco rígido.




13.2. Estrutura e Ordem Para armazenar a informação e poder recuperá-la sem problemas e sem desperdício de tempo, o disco rígido divide as superfícies magnéticas, de modo a obter uma estrutura de armazenamento consistente e eficaz. Num disco rígido, a informação organiza-se em cilindros, trilhas e setores. As cabeças lêem e gravem os dados nos pratos, traçando círculos concêntricos, que recebem o nome de trilhas. Estas se dividem por sua vez em setores, cada qual com capacidade aproximada de 512 bytes. Os pratos ficam empilhados sobre um eixo e armazenam informação em ambas faces. A maioria dos discos rígidos possui dois ou três pratos girando simultaneamente, ou seja, quatro a seis faces para o armazenamento de dados. Todas as trilhas que ocupam uma mesma posição na superfície de cada face de um prato recebem o nome de cilindro.

13.3. Formatação de Baixo Nível




Quando um disco é formatado em baixo nível criam-se áreas de identificação nas superfícies magnéticas, que o controlador (driver) de disco usa para numerar os setores e identificar o princípio e o fim de cada um. Essas áreas de identificação estão situadas, dentro de uma trilha, à frente e atrás da área de dados do setor. A área de dados de um setor tem habitualmente um tamanho de 512 bytes, número que aumenta em alguns bytes quando se acrescenta a ela o espaço ocupado pelas áreas de identificação. Isso explica a redução verificada na capacidade de qualquer sistema de armazenamento quando ele é formatado. A área de identificação que precede um setor recebe o nome de cabeceira, ou prefixo de setor. Ela identifica o início daquele setor e, além disso, contém o número dele dentro de cada trilha. O sufixo, ou trailer é a área de informação que se segue aos dados. Além de identificar o final do setor, ele contém o check-sum (técnica para comprovar a validade de um pacote de dados. A informação do pacote forma uma cadeia de números; da soma de todos eles obtém-se um valor que deve coincidir com o valor do dado fornecido como checksum.), que assegura a integridade do conteúdo da área de dados. A formatação de baixo nível, também conhecida como formatação física, é um passo preliminar à formatação de disco utilizada pelo Windows e por outros sistemas operacionais. Há alguns anos, os discos rígidos usavam motores passo a passo para deslocar as cabeças, com o inconveniente de falta de precisão. Esses motores não contavam com qualquer sistema de recalibragem automática, de modo que, após algum tempo de funcionamento, acabavam por desviar a posição das cabeças sobre as trilhas sobre a superfície magnética dos pratos. O problema foi superado nos atuais modelos de discos rígidos, que em vez dos problemáticos motores passo a passo, empregam um sistema eletromagnético para ajustar o bloco com as cabeças. Os discos rígidos são comercializados já formatados em baixo nível com os valores ótimos para seu funcionamento. Não é recomendável alterá-los.

13.4. Cuidados e Manutenção Os discos rígidos instalados nos primeiros IBM PC e compatíveis exigiam muitos cuidados por parte do usuário. Atualmente, são poucas as tarefas de manutenção que precisam ser dedicadas a essas unidades. Limita-se à eliminação dos arquivos desnecessários, para economizar espaço, e à desfragmentação do disco quando necessário. Um dos cuidados mais importantes que deviam ser tomados com os primeiros discos rígidos era o estacionamento (parking) de suas cabeças. Quando as unidades estavam em funcionamento, a alta velocidade de rotação dos pratos fazia com que as cabeças flutuassem sobre a superfície magnética sem tocá-la. No entanto, quando se desligava a corrente elétrica, as cabeças perdiam a força de sustentação e golpeavam a camada magnética, muitas vezes causando danos ao disco rígido. Para evitar isso, antes de desligar o computador devia-se executar um programa usualmente conhecido com Park, para que as cabeças se deslocassem até uma ancoragem de repouso. Hoje em dia, todos os discos contam com sistemas que estacionam automaticamente as cabeças. Os discos rígidos são montados em câmaras especiais à prova de pó, dotadas de um sistema de vedação hermética que evita totalmente a entrada de qualquer elemento capaz de danificar as cabeças ou a superfície magnética dos pratos. Uma vez fechada a câmara, não existe dentro dela nenhum tipo de partícula que possa afetar o futuro funcionamento dos discos. Apesar disso, costuma-se colocar pequenos filtros de ar no interior da carcaça. Essa medida explica-se pelo fato de que a velocidade de rotação dos pratos gera uma corrente de ar capaz de arrastar pequenas partículas metálicas que se desprendem dos pratos e das cabeças durante a ligação e o desligamento do disco. A função dos filtros internos é reter essas partículas com o objetivo de impedir que elas venham a provocar danos no interior da unidade.

13.5. Funcionamento Interno




A carcaça do disco rígido oculta uma das atividades mais espetaculares desenvolvidas dentro do computador. O zumbido abafado que essa unidade emite quando está em pleno funcionamento não reflete a complexidade dos processos que ocorrem em seu interior.

1º

A mecânica de precisão em que se baseia o funcionamento do disco rígido precisa recorrer à seção lógica, localizada na zona inferior da unidade, para que qualquer operação possa ser executada. A conexão entre as duas partes é feita por meio de um cabo plano de grande capacidade de transferência. Os sinais lidos por cada cabeça são enviados diretamente à seção lógica. Esta recompõe os dados originais a partir da

informação codificada magneticamente nos pratos.

Um conector no interior da carcaça do disco rígido comunica a seção mecânica com a lógica

2º

Os pratos do disco rígido ficam girando todo o tempo à mesma velocidade. Graças a isso, os braços que servem de suporte às cabeças têm apenas de girar um pouco sobre seu eixo para alternar de uma trilha a outra e chegar, com as respectivas cabeças, à maior parte da superfície dos pratos.

Os braços de suporte situam as cabeças sobre as trilhas de cada prato a grande velocidade

3º O sistema eletromagnético que desloca o grupo de cabeças costuma ser do tipo rotativo, mas existem também sistemas lineares. Os braços dos sistemas rotativos unem-se pelo eixo sobre o qual giram, para alcançar todas as trilhas da superfície. Isso provoca um pequeno desvio em relação à tangente dos cilindros, o que limita ligeiramente o aproveitamento das últimas trilhas, mas, em compensação, permite

que as cabeças possam trocar de trilha com muita rapidez.




Os sistemas lineares deslocam o conjunto dos braços ao longo de uma linha reta, o que evita os desvios típicos dos sistemas rotativos. Contudo, eles têm peso maior e tempo de acesso menor.

Eixo de união de um sistema rotativo

4º

- Os pratos estão unidos no mesmo eixo e alcançam velocidade de rotação muito alta, que pode variar entre 3.600 e 10.000 rpm. Essa velocidade é um dos fatores responsáveis pelo desempenho de um disco. Mas vale a pena destacar: quanto maior for a velocidade de rotação, tanto mais ruidoso será o disco e tanto maior seu aquecimento, que lhe encurta a vida útil. O motor que gira os pratos deve ser de alta precisão

para assegurar a integridade dos dados armazenados.

A velocidade de rotação é elevada e constante

5º Quando o disco rígido está em repouso, as cabeças descansam em sua superfície, presas pelos braços de suporte. Quando o disco começa a funcionar, o ar deslocado pela rotação dos pratos gera uma pressão que mantém as cabeças afastadas da superfície magnética. Isso permite que elas possas acessar a informação registrada sem necessidade de entrar em contato físico com o disco e, portanto, sem causar nenhum tipo de




desgaste na superfície dele. A pressão do ar cria o afastamento entre as cabeças e as superfícies magnéticas

6º O Ar deslocado pela veloz rotação dos pratos magnéticos produz correntes no interior da carcaça do disco rígido. Embora o formato externo da unidade seja retangular, no interior da carcaça existem elementos com diferentes perfis, capazes de ajudar a dirigir as correntes de ar, evitando com isso o surgimento de turbulências que poderiam provocar problemas durante o acesso à informação contida no disco rígido.

A corrente de ar descreve um circuito no interior do disco

Importante: Mudanças bruscas na temperatura ambiente podem provocar condensação e umidade dentro da carcaça hermética do disco rígido. Por esse motivo, é totalmente desaconselhável a idéia de instalar um PC, por exemplo, numa varanda.

13.6. Significado das Especificações do HD Seek time (tempo de acesso) Unidade: ms Tempo consumido pelo braço de suporte das cabeças para movê-las entre trilhas. Atualmente, um disco rígido pode ter mais de três mil trilhas em cada face de um prato; portanto, tentar acessar a próxima trilha de certa informação pode significar um salto entre uma e 2.999 trilhas. Average seek time (tempo médio de acesso) Unidade: ms Tempo consumido pelo braço de suporte para colocar as cabeças de leitura e de escrita num ponto qualquer do disco. Head switch time (tempo de alternância entre cabeças) Unidade: ms O conjunto dos braços de suporte desloca todas as cabeças simultaneamente; contudo, apenas uma cabeça pode ler ou escrever um dado num determinado momento. Esse parâmetro indica o tempo médio empregado na alternância de uma para outra cabeça. Cylinder Switch time (Tempo de alternância entre os cilindros) Unidade: ms Também conhecido como tempo de alternância entre trilhas. É o tempo médio consumido pela unidade para mudar de um cilindro para outro quando alguma informação está sendo lida ou escrita. Rotational Latency (Latência de rotação) Unidade: ms Quando ocorre um salto de uma trilha a outra, as cabeças precisam esperar que a rotação do disco chegue até o setor certo. Esse tempo de espera, conhecido como latência de rotação, é determinado pela velocidade de rotação da unidade.




Velocidade de Rotação (rpm) Latência de Rotação (ms)

3.600 8,3 4.500 6,7 5.400 5,7 6.300 4,8 7.200 4,2

Data access time (tempo de acesso aos dados) Unidade: ms Constitui a soma do tempo de acesso, do tempo de alternância entre cabeças e da latência de rotação. O tempo de acesso indica apenas o quanto demora a posicionar-se as cabeças sobre o cilindro de início. Até que a informação comece a ser lida decorrem o tempo de alternância entre as cabeças, para que seja encontrada a pista correta dentro do cilindro, e a latência rotacional, para que se chegue ao primeiro setor. Data thoughput rate (razão de transferência de dados) Unidade: KB/s Indica o volume de informação que pode ser transferida por unidade de tempo.

13.7. Bus IDE e partições

Os discos rígidos possuem uma parte mecânica, o hardware, que constitui a base de seu funcionamento e de seu desempenho. Contudo, a informação nela armazenada não teria nenhuma utilidade para o usuário se não existisse uma interface capaz de comunicá-la com o bus do sistema e uma estrutura de organização hierarquizada de volumes e arquivos. Os discos rígidos conectam-se ao bus do sistema por meio de diferentes tipos de interface ou adaptadores para buses de dados. A interface mais difundida nos PCs é a IDE (integrated Drive Electronics, circuito integrado no disco), sigla que se aplica, de forma genérica , às unidades que possuem o controlador de disco integrado. A interface IDE tem o nome oficial de ATA (AT Attachment, conexão tipo AT), que é um padrão do ANSI (American National Standard Institute, Instituto Nacional de Normas dos Estados Unidos). Nos discos do tipo IDE o controlador da interface faz parte da unidade, juntamente com a mecânica do disco. Este possui um cabo de dados que estabelece conexão direta com o bus do sistema, situado na placa-mãe. A combinação da unidade de armazenamento com a interface de controle simplifica bastante a instalação do dispositivo e, além disso, traz algumas vantagens: por exemplo, o fato de que os dados, armazenados magneticamente, são captados pela parte mecânica da unidade de disco (de tipo analógico), convertidos em sinais digitais e introduzidos no bus do sistema a partir da unidade de disco. Desse modo, torna-se possível reduzir ao máximo o número total de componentes, a extensão dos circuitos e as conexões analógicas. Isso significa aumentar a resistência em relação aos ruídos e interferências que afetam os discos sem controlador integrado, como os que utilizam o bus SCSI (Small Computer System Interface – Interface de pequenos sistemas informáticos), interface que permite conectar um ou vários periféricos a um computador. A conexão ocorre a um nível que possibilita ao computador utilizar diretamente os dados. Os discos que não são IDE possuem um único controlador, ao qual se conectam todas as unidades do sistema. Geralmente, esse controlador está integrado a uma placa de expansão, de modo que fica um pouco afastado das unidades de armazenamento no interior da unidade central. Esse tipo de interface conecta as unidades ao controlador de disco por meio de cabos de dados, a velocidades de transmissão muito elevadas, que as tornam extremamente sensíveis tanto aos ruídos como às interferências provocadas por outros sinais e circuito do computador. O grau de independência que o disco rígido IDE tem,




assegurado pelo fato de possuir integrado o controlador da unidade, permite que os engenheiros o projetem em função de suas necessidades específicas. As unidades de disco IDE não podem mudar de controlador, uma vez que são combinações fixas de disco e controladores totalmente otimizadas para trabalhar em conjunto, sem necessidade de ajuste em nenhum tipo de configuração.

13.8. Conexões ATA IDE Os disco IDE utilizam um cabo de dados tipo cinta, de 40 pinos, para conectar-se aos soquetes IDE da placa-mãe. Os conectores IDE da placa são, basicamente, slots de expansão ISA de 16 bits e 98 pinos, remodelados para empregar apenas os 40 pinos exigidos pelo controlador de disco. Embora a maior parte dos usuários imagine que o controlador IDE fica situado na placa-mãe, essa idéia é totalmente infundada. Na verdade, o componente localiza-se num circuito que é parte integrante da estrutura física do disco rígido. A interface IDE é a mais difundida porque está presente em todas as placas-mãe atualmente disponíveis no mercado. Isso não constitui surpresa, pois, com esse tipo de solução, os fabricantes economizam o custo de intregrá-la como um componente extra, limitando-se a incorporar os conectores e alguns poucos circuitos de apoio que fazem parte do chipset. A especificação ATA como padrão ANSI da interface IDE, foi aprovada em março de 1989. Antes dessa normalização da interface ATA IDE, muitas empresas introduziam mudanças e aperfeiçoamentos próprios na interface IDE das unidades de disco que fabricavam. Isso fazia com que a instalação de dois discos de diferentes fabricantes em um mesmo bus se tornasse uma tarefa muito complicada, pois cada disco possuía seu próprio controlador, que, em consequência das mudanças introduzidas pelo fabricante, era completamente incompatível com o outro. Depois da aprovação da especificação ATA foram sendo eliminadas, por meio de sucessivas atualizações, as incompatibilidades e os problemas de conexão entre dispositivos IDE. Ao padrão ATA seguiram-se o ATA-2 ou EIDE (Extended IDE, IDE estendido), o ATA-3 e o ATA-4. As funções incorporadas em cada uma dessas especificações ATA são, entre outras, a definição dos sinais do conector, as tarefas e características desses sinais e o tipo de cabo. Um dos principais avanços proporcionados pela especificação ATA foi a resolução dos graves problemas representados pela conexão de duas unidades de diferentes fabricantes a um mesmo bus. Quando em um único bus dois controladores estão em funcionamento, ambos tentam responder aos mesmo comandos, o que pode provocar grande número de conflitos. O padrão ATA resolve essa dificuldade, permitindo que dois controladores possam funcionar no mesmo bus conectados ao mesmo cabo de dados e discriminando os comandos dirigidos a cada unidade. Para que isso seja possível, atribui-se a uma das unidades o caráter de primária (master ou principal) e à outra o de secundária (slave ou escrava), mudando-se a posição de um jumper (ou de um interrruptor) incorporado no disco ATA. Quando em um bus há somente um disco, e portanto só um controlador, este responde a todos os comandos que recebe do sistema. Se no mesmo bus estão instaladas duas unidades, os controladores de ambas recebem os mesmos comandos. A unidade de destino indicado pelo comando do sistema pode ser discriminada se, antes, um dos dispositivos foi configurado como principal e o outro como escravo, a fim de que eles não entrem em conflito. No momento em que os dois controladores recebem o comando do sistema, a unidade de destino especifica interpreta essa instrução e ocupa o bus, transferindo a informação necessária, enquanto a outra interrompe sua atividade para deixar o bus livre durante a execução do comando por parte da unidade designada. As placas-mãe atuais incorporam dois buses ou canais IDE ATA. A cada um deles podem ser conectadas duas unidades, configuradas como principal (master) e escrava (slave), solução que permite um total de até quatro dispositivos IDE ATA. Para a conexão dos dispositivos à placa-mãe empregam-se cabos planos do tipo cinta com três conectores de 40 pinos. Uma das extremidades do cabo liga-se ao slot do canal IDE da placa-mãe, de modo que as unidades podem utilizar indistintamente os dois conectores livres do cabo, desde que esteja indicada sua posição dentro do canal por meio do jumper de configuração.

13.9. Rapidez e Capacidade O padrão ATA melhorou, de forma paulatina, graças a sucessivas revisões feitas a partir da especificação original ATA IDE. O aperfeiçoamento mais substancial ocorreu no campo do desempenho, graças ao acréscimo de uma




série de novas características, como os modos de transferência PIO (Parallel Input/Output, modo de entrada/saída paralela) e DMA ( Direct Memory Access, modo de acesso direto à memória). O modo de tranferência PIO era aquele que o padrão ATA empregava no princípio. Seu desempenho depende, em grande medida, do microprocessador, já que ele utiliza seus registros internos para indicar os endereços e posições da informação que deve ser transferida. Entre os diversos modos PIO existentes, o 0 é o mais lento, com um tempo mínimo de transferência de 600 ns por ciclo. Em um ciclo são transferidos 16 bits à (ou da) unidade de disco, situando a razão máxima de transferência do modo PIO 0 (600 ns por ciclo) em 3,3 MB/s. O modo de acesso PIO mais rápido é o 4, que alcança um máximo de 16,67 MB/s por conta com um tempo de 120 ns por ciclo. O padrão ATA-2 implicou a introdução de um comando de identificação automática das unidades que é, junto com os modos de transferência DMA, imprescindível para o funcionamento dos sistemas plug & play. Esse comando é usado pelo BIOS para detectar e configurar as unidades de disco conectadas e, entre outros parâmetros, retorna dados acerca dos modos de transferência que cada unidade pode empregar. Quando se ajusta uma unidade IDE com um modo de transferência por ela não suportado, os dados transmitidos se corrompem. Diferentemente do que ocorre nos modos PIO, quando se emprega um modo DMA a transferência entre a memória do PC e o disco rígido se realiza diretamente, sem necessidade da intervenção do processador. No modo DMA-2 a razão de transferência alcança um máximo de 16 MB/s. O modo ATA-3 não trouxe nenhuma melhora substancial em relação à capacidade de transferência, mas incorporou nos discos IDE algumas funções de segurança e gerenciamento. A razão de transferência máxima do ATA-3 é igual à do ATA-2, mas ele melhora o desempenho e a eficiência dos modos DMA mais rápidos. A especificação ATA-4 significou grande mudança em relação às revisões anteriores desse padrão. A principal inovação consiste na incorporação de um modo de transferência DMA conhecido como Ultra DMA ou DMA-33, que dobra a capacidade do modo DMA-2 ao utilizar cada ciclo de relógio para transmitir duas vezes. O ATA-4 incorpora, além disso, suporte para filas de comandos, o que melhora o desempenho das unidades IDE com sistemas operacionais do tipo multitarefa. Cada vez que precisa realizar uma operação de envio para o disco rígido ou de recepção a partir dele, o sistema operacional envia um comando pela interface IDE. Os modos de transferência DMA permitem que, após o envio desse comando, o disco possa executá-lo e acessar diretamente a memória, aliviando o trabalho do processador. As filas de comandos melhoram essa característica ao permitir que o sistema operacional envie vários comandos, que o disco rígido armazena para ir executando-os e transferindo dados para a memória, sem necessidade da intervenção do processador.

CARACTERÍSTICAS DAS ESPECIFICAÇÕES ANSI ATA Especificação ATA ATA-2 ATA-3 ATA-4 ATA-5 Nomes IDE EIDE

Extended IDE Fast ATA-2

EIDE Extended IDE

ATAPI Ultra ATA-3 Ultra DMA-33

Ultra ATA-66 Ultra DMA-66

Modos de Transferência

PIO1 PIO 3, 4 DMA 0, 1, 2

PIO 3, 4 DMA 0, 1, 2

PIO 3, 4 DMA 0, 1, 2 Ultra DMA

PIO 3, 4 DMA 0, 1, 2 SDMA

Razão Máxima de transferência (MB/s)

4 MB/s 16 MB/s 16 MB/s 33 MB/s 66 MB/s

Conexão Cabo e conector de 40 pios

Cabo e conector de 40 pios



Cabo de 80 fios e conector de 40 pinos

MODOS DE TRANSFERÊNCIA PIO Modo PIO Tempo por ciclo (ns) Razão de transferência

(MB/s) Espcificação

0 600 3,33 ATA 1 383 5,22 ATA 2 240 8,33 ATA 3 180 11,11 ATA-2 4 120 16,67 ATA-2




MODOS DE TRANSFERÊNCIA DMA Modo DMA Tempo por ciclo (ns) Razão de transferência

(MB/s) Espcificação

0 480 4,16 ATA-2 1 150 3,33 ATA-2 2 120 16,67 ATA-2

Ultra-33 60 33,3 ATA-4 Ultra-66 60 66,6 ATA-5

13.10. Geometria e Capacidade A capacidade dos primeiros discos IDE ATA era de somente 504 MB. Essa limitação derivada basicamente da falta de previsão de incorporação, no BIOS, do suporte para as unidades IDE. A geometria física de um disco rígido possibilita a divisão e o gerenciamento de toda a sua capacidade por intermédio de pequenos blocos de informação. Cada bloco mínimo de informação localiza-se na superfície magnética dos pratos. Além dos setores por trilha, outros parâmetros geométricos com os quais um disco rígido é organizado são as cabeças e os cilindros (esses três parâmetros são identificado pela sigla SCC). Os números que acompanham os atuais discos não correspondem a suas verdadeiras estruturas físicas. A lógica incorporada no disco rígido é encarregada de adaptar os parâmetros SCC lógicos, que o BIOS empregará para configurá-lo e trabalhar com ele, e acomodá-lo à sua verdadeira estrutura física. Dessa forma, é possível mudar a relação entre os valores SCC sem que seja necessário modificar o número total de setores do disco. A relação entre os valores SCC dos primeiros discos rígidos, de pouca capacidade, podia ser ampliada com facilidade no sistema operacional. O notável aumento de capacidade experimentado pelos discos rígidos foi possível graças a um substancial incremento da densidade da informação que é armazenada nos pratos magnéticos. Um disco rígido atual de grande capacidade pode ser formado por um par de pratos magnético; anos atrás, um disco com capacidade em torno de 1 MB podia conter oito ou mesmo dez pratos. Quando se traduz em valores SCC a estrutura de um disco rígidos atual de 8 GB, constituído por apenas três pratos e seis cabeças, a quantidade de cilindros resultante é tão grande que dificulta seu gerenciamento. A tradução dos valores SCC físicos em valores lógicos, que contam com o mesmo número total de setores, permite a manutenção da compatibilidade do sistema operacional, aumentado a capacidade dos discos. Inicialmente, para que se pudesse gerenciar o mapa de setores dos primeiros discos IDE, definiram-se determinados limites que foram superados em pouco tempo. O mapa de setores dessas unidades era de 18 bits e, portanto, a capacidade máxima delas ficava limitada a 512 MB. O padrão ATA-2 implicou a introdução de mudanças destinadas a superar essa capacidade, por meio de BIOS melhorados e capacitados a traduzir a geometria dos discos rígidos, de modo que estes mantivessem a compatibilidade com o sistema operacional. Os BIOS aumentaram o tamanho do mapa de setores, que, com 512 bytes por setor, podia gerenciar um disco com uma capacidade máxima de 8 GB. Esse número também se mostrou insuficiente com o passar do tempo. A lógica de um disco rígido traduz os valores lógicos de cilindros, cabeças e setores (SCC ou, em inglês, CHS, de Cylinder-Head-Sector) que ele recebe com cada comando, obtendo os valores CHS ou SCC físico que lhe indicam a localização de um determinado setor. Com resultado, o disco traduz os valores CHS que recebe (e que provêm da tradução, no BIOS, dos valores CHS gerenciados pelo sistema operacional). A necessidade de todos esse processos de tradução ou de adaptação de corre da rápida evolução das capacidades e dos desempenhos dos dispositivos de armazenamento, da necessidade de assimilação dessas características e da obrigação de manter-se a compatibilidade com os sistemas anteriores.




Antes do surgimento dos microprocessadores Pentium, os controladores IDE situavam-se em placas de expansão, e não na placa-mãe

Quando se configura um disco rígido no BIOS, um dos parâmetros indicados é o modo de tradução a empregar no acesso ao disco por meio da interrupção 13h. Essa interrupção gerencia todos os acessos do sistema operacional ao disco, permitindo aplicar a tradução ou conversão de geometria entre ambos. Em modo Normal ou CHS, o sistema operacional fornece os parâmetros lógicos ao BIOS, que envia diretamente à unidade de disco. Para aumentar a capacidade dos discos rígidos, a norma ATA-2 introduziu dois modos de tradução no BIOS, o ECHS (Extended CHS, CHS estendido) e o LBA (Logical Block Addressing, Endereçamento lógicos de blocos) ao que acrescentou o aumento do tamanho do mapa de setores, que, de 18 bits, passou a 24 bits de endereçamento, o que permite gerenciar um máximo de 16. 777. 216 setores, cada um com tamanho de 512 bytes. O modo ECHS intercepta as transações entre o sistema operacional e o disco rígido a partir da interrupção 13h, e as reenvia alterando os valores SCC do sistema, adaptando-os a dois parâmetros lógicos que o disco fornece ao BIOS. Quando recebe os comandos do BIOS , a lógica do disco aplica a tradução dentro da estrutura SCC real. Os discos que empregam o ECHS têm tamanho máximo de 8 GB. O modo LBA trabalho de forma diferente: em vez de fazer a localização de cada setor por meio de endereços SCC de tipo geométrico, numera todos os setores do disco começando pelo 0. A tabela de localização física dos setores que compõe um disco LBA tem tamanho de 28 bits. Um disco LBA pode conter um máximo de 268.435.436 setores de 512 bytes, o que implica um a capacidade de 128 GB. Quando se emprega a interrupção 13h do BIOS para traduzir os valores SCC do sistema operacional ao LBA, limita-se o tamanho do disco a 8 GB. Essa limitação deriva do fato de que o BIOS, com o surgimento do ATA-2, aumentou o tamanho do mapa de endereçamento para poder gerenciar 8 GB de dados, e não pode traduzir endereços geométricos que superem essa capacidade. O aproveitamento ótimo do endereçamento LBA exige a eliminação de todos os processos de tradução geométrica entre o sistema operacional, o BIOS e a lógica do disco rígido. Isso é possível em PCs equipados com discos rígidos LBA e Windows 95/98 ou NT, porque esses sistemas operacionais de 32 bits trabalham em modo protegido e podem acessar diretamente as unidades de disco sem precisar recorrer à interrupção 13h do BIOS . Desse modo, todas as transações ocorridas entre o disco rígido e o sistema operacional realizam-se diretamente com endereços de setores em modo LBA . Isso possibilita uma notável melhora no desempenho do sistema.


GEOMETRIA APLICADA Limites que provocaram problemas com o progressivo aumento da capacidade de armazenamento dos discos rígidos

Bits empregados (ATA BIOS)

Limite (ATA BIOS)

Bits empregados (ATA-2 BIOS)

Limite (ATA-2 BIOS)

Cilindros (trilhas) 10 1.024 10 1.024 Cabeças 2 16 8 256



Número máximo de setores

1.048.576 16.777.216

Capacidade Máxima

512 MB 8.192 MB

13.11. Estrutura lógica Os sistemas operacionais estruturam a informação gerenciada pelo computador, de modo a agir como intermediários entre o usuário e a máquina. Uma das partes mais de armazenamento, que opera como interface com o disco rígido e facilita o trabalho com arquivos e pastas, evitando a necessidade do uso de trilhas e setores para armazenar a informação. A capacidade total de um disco rígido pode ser dividida em partições, que se comportam como unidades de disco individuais. A estrutura de cada participação compõe-se de um sistema de armazenamento de arquivos. O modelo de armazenamento mais difundido entre os sistemas operacionais de PCs denomina-se FAT (File Allocation Table, tabela de alocação de arquivos). Para poder armazenar arquivos de dados de tamanhos variados, o disco rígido é dividido em unidades de pequeno tamanho, entre as quais os arquivos são distribuídos para facilitar o armazenamento deles. Essas unidades, que recebem nome de clusters, são formadas por vários setores físicos de 512 bytes do disco rígido. O sistema FAT utiliza um índice ou tabela de alocação de arquivos (do qual, como vimos, deriva seu nome) . Ele registra ali a posição dos diversos clusters correspondentes a cada arquivo armazenado. As diferentes versões dos sistemas operacionais MS-DOS e Windows empregam um sistema de arquivos FAT . Na versão OSR2 do Windows 95 e do Windows 98 incorporou-se o sistema de arquivos FAT-32. A diferença entre os sistemas FAT e FAT-32 limita-se ao tamanho da tabela de alocação dos clusters. No sistema de armazenamento FAT ela tem 16 bits, o que significa que é possível endereçar 65.536 posições ou clusters com tamanho máximo de um estrutura FAT é de 2 GB (65.536 clusters x 32 KB = 2.097.152 KB ) Uma estrutura FAT de 16 bits, além de possuir uma capacidade extremamente limitada, conta com um tamanho de cluster de 32 KB, o que significa que ela desperdiça considerável quantidade de espaço no disco rígido ao gerenciar arquivos de pequeno tamanho. As partições FAT-32 duplicam o tamanho da tabela de alocação de arquivos, que passa a poder endereçar 268.435.456 clusters por posição. Os limites teóricos do tamanho de uma partição FAT –32 pode endereçar permite que eles sejam usados em tamanhos muito pequenos, de modo que o espaço é aproveitado ao máximo. Mas deve-se levar em conta que uma partição desse tipo com clusters muito pequenos mão oferece desempenho ótimo quando tem de gerenciar grande quantidade deles nas operações. O ajuste da quantidade e do tamanho dos clusters condiciona, em boa medida, o desempenho de uma unidade de disco com sistema FAT-32.

SEQÜÊNCIAS DE TRADUÇÃO DA GEOMETRIA





A interrupção 13h do BIOS se encarrega de traduzir os valores correspondentes a cilindro-cabeça-setor (CHS), os que o sistema operacional usa para acessar os dados armazenados no disco rígido, em valores de endereçamento de bloco lógico, que são os

exigidos por esse disco.

montagem de microcomputadores de micro... · as placas de vídeo possuem também um conector...

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