1.2 Componentes de um computador (hardware e software).

Question 1

O que é hardware?

Answer 1

Hardware é toda a parte física do computador, ele é dividido em quatro elementos:

Dispositivos de entrada: são os componentes que o usuário conecta, como teclado e mouse.
Dispositivos de saída: são os componentes que traduzem os dados recebidos para uma linguagem acessível ao usuário, como o monitor e as caixas de som.
Componentes internos: são as peças que se conectam entre si para que o computador funcione.
Dispositivos de armazenamento secundário: são os componentes responsáveis por armazenar os dados de forma permanente no computador.

Question 2

O que é software?

Answer 2

Os softwares representam todas as instruções que o computador recebe pelo usuário para que uma determinada tarefa seja executada. Para isso, ele utiliza códigos e linguagem de programação.

Eles são classificados de duas formas:

Software de sistema: são programas que permitem a interação do usuário com a máquina. Como exemplo podemos citar o Windows, que é um software pago; e o Linux, que é um software livre.
Software de aplicativo: são programas de uso cotidiano do usuário, permitindo a realização de tarefas, como o editores de texto, planilhas, navegador de internet, etc.

Question 3

O que é informática?

Answer 3

É a “informação automática”, ou seja, é a utilização de algumas técnicas para o tratamento de informações por meio de um computador.

Question 4

Princípio do funcionamento de um computador:

Answer 4

O Computador recebe os dados por meio dos dispositivos de entrada, realiza o processamento necessário, e tem como saída a informação, que são os dados processados.

Question 5

Software Utilitário:

Answer 5

São responsáveis pela manutenção do computador, como desfragmentadores de disco, gerenciadores de memória, etc. Servem para agilizar a execução de determinadas tarefas.

Question 6

Software Aplicativo:

Answer 6

São programas voltados aos usuários, como editores de texto, planilhas, tocadores de áudio e vídeo etc.

Question 7

Software Livre:

Answer 7

Trata-se de um software que vem com permissão para copiar, usar e distribuir gratuitamente, como por exemplo o LibreOffice.

Question 8

Software Proprietário:

Answer 8

Seu uso requer a aquisição da licença de uso, como o Microsoft Office.

Question 9

Arquitetura de von Neumann

Answer 9

Os computadores, como os conhecemos HOJE, são estruturados em cima da Arquitetura de von Neumann.
John von Neumann (1903-1957), matemático húngaro, idealizou, nos
anos 40, o que viria a ser a arquitetura básica de funcionamento dos
computadores. Embora um pouco antiga, e a despeito do avanço
tecnológico, tal arquitetura permanece sendo o fundamento básico para a
constituição dos mais modernos computadores atuais.

Question 10

Essencialmente, von Neumann idealizou os seguintes componentes:

Answer 10

1) Dispositivos de entrada (teclado, mouse) fornecerão
informações ao computador, ou dispararão processos, e seus
resultados serão percebidos pelos dispositivos de saída (monitor,
impressora);
2) Uma unidade de memória, na qual dados e instruções são
armazenados; e
3) Uma CPU (Central Processing Unit, ou Unidade Central de
Processamento), que será o cérebro do sistema; dentro dela,
existirá uma
4) ULA (Unidade Lógica e Aritmética), capaz de realizar cálculos; e
uma
5) Unidade de Controle, para coordenar a comunicação da CPU com
os componentes externos a ela.

Question 11

O que são registradores?

Answer 11

São circuitos digitais que armazenam e deslocam informações binárias, e são usados como um dispositivo de armazenamento temporário. Eles são uma área dentro do processador que armazena valores intermediários, endereços de memória e dados temporários.

Question 12

Os registradores são responsáveis por:

Answer 12

Guardar os resultados das operações, Armazenar dados operacionais, Armazenar a instrução que está sendo processada, Contar todas as repetições e deslocamentos, Passar instruções ao processador diretamente.
Os registradores são pequenos locais de armazenamento de memória de alta velocidade dentro da CPU. Eles facilitam o acesso rápido aos dados.

Question 13

Existem vários tipos de registradores, como:

Answer 13

Registradores de uso geral, Registradores de instrução, Contador de programa, Registrador EIP (Extended Instruction Pointer), Registrador de Instruções (IR).

Question 14

O que são barramentos?

Answer 14

Barramentos são sistemas de comunicação que podem ter diferentes funções, dependendo do contexto:
Em eletricidade, um barramento é um elemento de um quadro de distribuição que distribui tensão e corrente.
Na arquitetura de computadores, um barramento é um caminho comum que permite a comunicação entre os componentes de um computador, ou entre computadores. O tamanho do barramento determina a quantidade de dados que podem ser transferidos de uma vez.
Em redes, um barramento é uma rede construída com uma única fibra óptica que interliga splitters desbalanceados.
Em software, um barramento de serviços corporativo (ESB) é um padrão arquitetural que integra aplicações através de um componente de software centralizado.

Question 15

Ao longo da história da computação, foram criados diversos modelos de barramentos, como:

Answer 15

o ISA, MCA, EISA, VLB, PCMCIA, AGP, PCI EXPRESS, USB e FIREWIRE.

Question 16

Placa-mãe

Answer 16

Se, por um lado, o processador é reconhecidamente o “cérebro” de um
computador, eu me atrevo a dizer que a placa-mãe é o componente mais
importante de uma máquina. Esta é apenas uma opinião pessoal, mas
quero que você preste atenção especial a este dispositivo.
A placa-mãe é um conjunto de circuitos integrados, organizados em uma placa, que permite a integração entre a CPU e todos os componentes, principais e/ou acessórios, que um computador venha a possuir.

Question 17

Chipset:

Answer 17

o chipset desempenha um papel essencial para a placa-mãe,
auxiliando no controle de tráfego que passa por ela. Via de regra, são dois
estes controladores: ponte norte e ponte sul.

Question 18

O chipset ponte norte é responsável por?

Answer 18

controlar o tráfego que ocorre entre o
processador, a placa de vídeo e a memória RAM, além de fornecer canal para a comunicação com o chipset ponte sul. É componente essencial para a performance do computador, uma vez que liga os dispositivos que exigem maior velocidade de comunicação.

Question 19

Front Side Bus (FSB):

Answer 19

É o barramento que intercomunica a CPU à NorthBridge. É peça chave para
a performance da máquina!

Question 20

O chipset ponte sul é responsávell por?

Answer 20

Controlar o acesso ao disco rígido, aos
componentes onboard da placa-mãe e aos demais dispositivos conectados nos slots da placa. Este chipset não determina o desempenho da máquina, mas dirá qual é a sua capacidade de
conexão (nº de portas USB, conexões SATA, PCI, etc…).

Question 21

Placa-mãe onboard

Answer 21

é a placa-mãe que possui alguns componentes integrados à própria placa. Para reduzir custos, alguns computadores podem possuir placas de vídeo, placas de modem, placas de rede ou placas de som integradas. Normalmente são componentes de qualidade inferior àqueles que são colocados em placas-mãe offboard. Sobrecarregam o processador, diminuindo a performance
da máquina como um todo.

Question 22

Placas-mãe offboard:

Answer 22

São placas-mãe que precisam que placas acessórias sejam conectadas à ela.

Question 23

Placa de vídeo onboard

Answer 23

É o único componente onboard que pode se conectar à ponte norte. Costuma roubar memória RAM e ocasionar perda de performance.

Question 24

As principais fabricantes do mercado de placas-mãe para desktops
atualmente são:

Answer 24

 Asus
 ESC/PCChips
 Gigabyte
 MSI

Question 25

BIOS (Basic Input/ Output System – Sistema Básico de Entrada
e Saída):

Answer 25

é um programa (software) pré-gravado pelo fabricante da placa-mãe e colocado em uma memória ROM (permanente), na placa-mãe do computador. Quando um computador é ligado, é a BIOS que inicializa a máquina, verificando as memórias, discos rígidos e dispositivos de entrada
e saída. Somente depois do “OK” da BIOS que o sistema operacional do
computador é inicializado.

Question 26

CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor – Semicondutor Complementar de óxido-metal):

Answer 26

é uma memória complementar, que guarda as informações configuradas para a BIOS funcionar. Justamente por isso, o CMOS precisa de uma bateria de relógio, para manter estas informações ativas, mesmo que o computador esteja desligado.

Question 27

Unidade Central de Processamento (CPU)

Answer 27

A Unidade Central de Processamento (CPU), doravante chamada de
processador, é o “cérebro” de um computador. É um chip (circuito
integrado), acoplado à placa-mãe, responsável por todos os cálculos
do computador, processando dados, executando as instruções em
memória e integragindo com todos os componentes da máquina.
Não raro, é o componente mais complexo (e caro) de um computador.
A busca das instruções contidas em memória é realizada pela Unidade
de Controle, e o cálculo propriamente dito (decodificação, interpretação)
das instruções é realizada pela Unidade Lógica e Aritmética, com o auxílio
dos Registradores.

Question 28

Arquitetura dos processadores:

Answer 28

Por mais complexos que sejam os programas e sistemas operacionais,
quando os dados são manipulados dentro da ULA do processador, com o
auxílio dos registradores, os processadores trabalham com um conjunto limitado de instruções.
Tais instruções podem ser formuladas segundo duas filosofias, que
acabam por implicar na arquitetura dos processadores: a RISC e a CISC.

Question 29

Os processadores RISC – Reduced Instruction Set Computer:

Answer 29

trabalham com um conjunto muito pequeno de instruções. Como
consequência, os programadores possuem mais trabalho para desenvolver
os seus programas, pois precisam combinar as instruções simples para
realizar tarefas complexas.

Question 30

Os processadores CISC – Complex Instruction Set Computer

Answer 30

por sua vez, possuem um conjunto complexo de instruções guardado em seu interior. Como consequência, o trabalho do programador é facilitado, pois já existem instruções mais complexas para realizar algumas tarefas.
Na prática, os processadores modernos utilizam um “misto” de ambas as filosofias, o chamado RCISC. Os processadores considerados RISC utilizam algumas instruções complexas, bem como os rocessadores CISC utilizam algumas instruções reduzidas.

Question 31

Arquiterua x86

Answer 31

A arquitetura x86 é uma família de processadores para computadores pessoais e servidores, que se caracteriza por ter um conjunto complexo de instruções (CISC), processador de 32bits e pode operar com RAM de até 4Gb.

Question 32

Arquitetura x64

Answer 32

A arquitetura x64, também conhecida como AMD 64 ou Intel 64, é uma arquitetura de processador de 64 bits que permite que os sistemas acessem mais memória RAM (até 16TB).

Question 33

Processadores comerciais

Answer 33

A indústria de processadores para computadores e notebooks
domésticos, nos dias atuais, é dominada pela Intel, com a AMD “correndo por fora”, ocupando uma pequena fatia do mercado. Não focaremos na indústria para smartphones e tablets, nem no universo Apple, que possui
arquitetura própria para seus produtos (a Apple fabrica seu próprio
hardware e software).

Question 34

Não é apenas a velocidade do processador que dita o desempenho da máquina, podemos elencar alguns outros fatores relevantes, tais como:

Answer 34

 O clock da memória (velocidade com a qual o processador troca dados com a memória RAM);
O tamanho da memória cache (memória de alta performance,
troca dados com o processador na velocidade do próprio processador);
 Tamanho da memória RAM, velocidade do disco rígido, etc…

Question 35

Dicas sobre desempenho do computador:

Answer 35

Quanto maior o clock do processador, mais rápida é a máquina;
Quanto mais núcleos tiver o processador, melhor é a sua
performance;
Quanto maior for a memória cache, mais rápido será o processador;
Quanto maior for o clock do FSB (Front Side Bus), melhor é o
desempenho da máquina;
Quanto maior for o clock da memória, melhor é o desempenho da
máquina;

Question 36

Processadores ARM

Answer 36

Os processadores ARM (Advanced RISC Machine) são a categoria
de processadores utilizadas atualmente por smartphones e tablets. Embora
esses processadores não possuam a mesma performance que um x86 ou
x64 podem oferecer, esses dispositivos são muito menores e consomem
muito menos energia. Podem ser 32 ou 64 bits, e também podem ser
multicore.

Question 37

Processamento paralelo e distribuído

Answer 37

O processamento distribuído, sem delongas, é realizado com
múltiplos computadores, operando em conjunto sobre uma mesma tarefa.
E, quando dizemos computadores, estamos falando de múltiplas
plataformas, cada qual com seus processadores e suas memórias.
O processamento paralelo, por seu turno, tem duas formas gerais,
a saber: paralelismo de instrução e paralelismo de processador.

Question 38

PIPELINING (paralelismo de instrução)

Answer 38

visa otimizar as atividades de uma CPU. Grande parte do custo do processamento da CPU reside no ciclo busca instrução -> decodifica instrução (entender a instrução) -> busca operando -> executa instrução -> grava resultado.
No nível de processador, múltiplos cores, compartilhando uma
memória em comum, dividem as tarefas.

Question 39

Memória cache:

Answer 39

A memória cache é uma memória intermediária, situada
logicamente entre o processador e a memória RAM. Sua finalidade é reter
os blocos de instruções mais utilizados próximo ao processador, diminuindo
a necessidade de acesso à memória RAM. Fisicamente, ela pode ficar
dentro ou fora do processador, a depender de seu tipo.

Question 40

Memória de acesso aleatório - Random Access Memory (RAM)

Answer 40

A memória RAM é a memória responsável por armazenar tudo que está em execução, quando o computador está ligado. Ou seja, também é uma memória volátil. Sua principal característica é precisar receber pequenos pulsos elétricos com frequência para preservar os dados. É como se ela fosse “reescrita” o tempo todo.
Existem os seguintes tipos de memória RAM: Dynamic RAM (RAM Dinâmica), Static RAM (RAM Estática) e Vídeo RAM.

Question 41

Dynamic RAM (RAM Dinâmica)

Answer 41

É a memória utilizada como principal, no computador. Aquela à qual
fazemos alusão, quando nos referimos à configuração de uma máquina. Por
exemplo: Computador X, processador i7, 8 GB de memória, 2 TB de disco.

Question 42

Static RAM (RAM Estática)

Answer 42

É o tipo de memória utilizada na memória cache.
Naturalmente, é muito mais veloz (e cara) do que a DRAM.

Question 43

Vídeo RAM

Answer 43

É uma memória própria para placas de vídeo, variante da DRAM. Nas
placas de vídeo onboard, inclusive, esta memória pode ser subtraída da
própria memória DRAM.
Como principal característica, a memória de vídeo consegue jogar
dados para um monitor ao mesmo tempo que troca dados com o
processador.

Question 44

Memória Virtual

Answer 44

Teoricamente, todos os programas em funcionamento, em um
computador ligado, deveriam estar carregados na memória DRAM.
Entretanto, o sistema operacional, “ciente” de que a memória física
nem sempre é suficiente para executar todos os programas, reserva no
disco rígido um espaço que funciona como um prolongamento da memória
RAM.
A essa memória adicional dá-se o nome de memória virtual.
Logo quando o computador inicia, o Sistema Operacional cria a
memória virtual. Por ficar no disco rígido do computador, ela é ainda mais
lenta do que a memória DRAM. Seu objetivo é evitar que a memória DRAM
se esgote e falte memória para o computador trabalhar.

Question 45

Para minimizar a perda de performance, existem algumas técnicas
para a implementação da memória virtual. São elas:

Answer 45

1) Paginação: técnica de gerência de memória onde o espaço de
endereçamento virtual e o espaço de endereçamento real são divididos em blocos do mesmo tamanho chamados páginas. O objetivo é manter as partes (páginas) de um programa mais utilizadas na DRAM, e as menos utilizadas no disco rígido.
2) Segmentação: técnica de gerência de memória onde o espaço de
endereçamento virtual é dividido em blocos de tamanhos diferentes chamados segmentos. Mesma finalidade da paginação.
3) Segmentação com paginação: o espaço de endereçamento é
dividido em segmentos, e estes, por sua vez, por páginas.

Question 46

Memória somente leitura (ROM – Read Only Memory)

Answer 46

A memória ROM é um tipo de armazenamento não-volátil, feito para
preservar a informação mesmo na ausência de alimentação.

Question 47

Memória secundária ou auxiliar

Answer 47

A finalidade deste tipo de memória é o armazenamento não-volátil e
mais extenso de dados e informações.
O armazenamento secundário é muito mais barato e extenso. Como
consequência, o tempo de acesso e a velocidade de fluxo de dados é mais
lenta do que na memória principal, cache e registradores.

Question 48

Podem compor o armazenamento secundário:

Answer 48

 Disco rígido, HDD (hard disk drive), winchester, ou simplesmente HD;
 CDs, DVDs;
 Pendrives, cartões de memória;
 Discos rígidos externos;
 Blu-Ray