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Índice
Ligando o Equipamento e Verificando o Funcionamento
Periféricos para Gravação e Leitura de Dados
Dispositivos de Entrada e Saída de Dados
A motherboard é possivelmente a parte mais importante do computador. Ela gerencia toda a transação de dados entre a CPU e os periféricos. Mantém a CPU, sua memória cache secundária, o chipset, BIOS, memória principal, chips I/O, portas de teclado, serial, paralela, discos e placas plug-in.
Os microcomputadores diferenciam-se principalmente pelo processador instalado na motherboard e pelos padrões dos barramentos de expansão: ISA, EISA, MCA (proprietária IBM), VLBUS e PCI em ordem crescente de performance.
Como anualmente tem-se o lançamento de um novo processador com novas tecnologias para acelerar o processamento (duplo cache interno, maior velocidade de clock, etc.), muitas motherboards permitem o upgrade (atualização do processador sem a troca de qualquer outro componente do microcomputador). A grande maioria tem jumpers de configuração onde podemos modificar a velocidade do clock, tipo de processador, etc.
Os dados são transmitidos em 8 ou 16 bits dependendo do tipo de placa adaptadora que está sendo utilizada. Normalmente este barramento opera a 8 MHz e apesar de ser o mais utilizado padrão de barramento de expansão, suas origens remontam o PC XT com processador 8086/8 e atualmente é uma limitação dos mais recentes programas, especialmente em multimídia, servidores de rede, CAD/CAM. Daí a necessidade do desenvolvimento de novos projetos de barramento. Apesar disso, este padrão ainda é viável para a conexão de placas de áudio, modems e outros dispositivos que não demandam grandes pré-requisitos de desempenho.
Os slots são de 32 bits. No caso do EISA, que é uma modificação do ISA, podemos também conectar placas padrão ISA pois a filosofia do EISA é justamente manter a compatibilidade e preservar investimentos em placas já feitos. O MCA, desenvolvido pela IBM e de pouca aceitação no mecado, apenas aceita placas do mesmo padrão.
Devido ao maior custo das motherboards, geralmente esses padrões são utilizados em servidores de rede e em situações onde necessita-se uma alta taxa de transferência dos dados. As configurações são feitas via software e tem muitas vantagens técnicas com relação ao padrão ISA.
O barramento VESA Local Bus é uma extensão física do barramento ISA capaz de executar transferência de dados de 32 bits, podendo ainda aceitar placas adaptadoras de 8 ou 16 bits ISA. Desenvolvido principalmente para os processadores 486, não permitem mais que 3 slots VLBUS nas motherboards, ou seja, o micro somente poderá ter no máximo 3 placas Local Bus em seu microcomputador.
Além disso, existe uma limitação quanto ao clock da motherboard. Sem a utilização de circuitos adicionais (buffers), a 50 MHz podemos conectar apenas uma placa VLBUS no micro.
Apesar de recente, este barramento vem sendo substituído pelo padrão PCI.
Desenvolvido inicialmente pela Intel, os slots são de 32 bits e só aceitam placas desenvolvidas para esse padrão sendo uma mudança radical no projeto dos barramentos de expansão, abolindo totalmente a dependência de slot ISA. Permite as melhores taxas de transferência estando presente principalmente nos micros com chips Pentium.
Este barramento é independente do processador podendo ser implementado em qualquer
arquitetura de processamento, ao contrário do VESA Local Bus, que foi desenvolvido
especialmente para os 486.
O padrão ATX de placa-mãe e gabinete foi proposto pela Intel em 1995 como
melhoramento do antigo padrão AT (ou Baby AT). Esse padrão se tornou comum com a chegada
do Pentium II. Segue abaixo algumas vantagens desse padrão:
Conectores de entrada e saida integrados à placa
Conector PS/2 para mouse integrado
O processador e os slots de memória foram reposicionados, permitindo a instalação de
placas de expansão de longo comprimento
Os conectotes para drives e discos rígidos estão mais proximos dos compartimentos de
drives. A fonte padrão ATX pode ligar ou desligar a força através de um sinal da
placa-mãe, permitindo ligar ou desligar o computador por controle do software (fonte
inteligente)
Suporte a tensão de 3.3V (usada pelos novos processadores)
Melhor ventilação, agora de fora para dentro do gabinete
Acesso eficiente aos componentes da placa permitindo uma fácil atualização
Com o padrão ATX, o botão Turbo e o display Turbo LED não existem mais nos computadores atuais. O botão liga/desliga não é mais ligado a fonte e sim a placa-mãe, permitindo que o computador fique em stand by assim como ocorre nos aparelhos de TV.
Maiores detalhes sobre placas padrão ATX podem ser encontrados na página do Laércio Vasconcelos, artigo 31.
Toda placa tem um cristal piezoelétrico (ou um circuito integrado) para a geração dos sinais de sincronismo e determinação da velocidade de processamento. O cristal fornece um pulso de alta precisão cuja frequência depende do processador em uso.
Assim como o processador, outros sinais são obtidos do clock para os circuitos da
motherboard via divisão de frequência. Exceção feita ao barramento de expansão que
tem um cristal de 14,31818 MHz independente para seu funcionamento.
| Microprocessador | Clock |
| Pentium 75 | 50 MHz (x1,5) |
| Pentium 90 | 60 MHz (x1,5) |
| Pentium 100 | 66 MHz ou 50 MHz (x1,5 ou x2,0) |
| Pentium 120 | 60 MHz (x2,0) |
| Pentium 133 | 66 MHz (x2,0) |
| Pentium 150 | 60 MHz (x2,5) |
| Pentium 166 | 66 MHz (x2,5) |
| Pentium 200 | 66 MHz (x3,0) |
| AMD K5 PR75 | 50 MHz (x1,5) |
| AMD K5 PR90 | 60 MHz (x1,5) |
| AMD K5 PR100 | 66 MHz (x1,5) |
| AMD K5 PR120 | 60 MHz (x2,0) |
| AMD K5 PR133 | 66 MHz (x2,0) |
| AMD K5 PR166 | 66 MHz (x2,5) |
| Cyrix 6x86 PR120+ (100 MHz) | 50 MHz (x2,0) |
| Cyrix 6x86 PR133+ (110 MHz) | 55 MHz (x2,0) |
| Cyrix 6x86 PR150+ (120 MHz) | 60 MHz (x2,0) |
| Cyrix 6x86 PR166+ (133 MHz) | 66MHz (x2,0) |
| Cyrix 6x86 PR200+ (150 MHz) | 75 MHz (x2,0) |
| Cyrix 6x86MX PR233+ (188 MHz) | 75 MHz (x2,5) |
| Cyrix 6x86MX PR266+ (208 MHz) | 83 MHz (x2,5) |
OBS: A AMD e a Cyrix utilizam a
classificação "P" (performance rating) para medir o nível de performance dos
processadores, dentro do sistema operacional Windows. A classificação "P" é
baseada em testes de desempenho extremamente rigorosos e reproduzíveis, realizados pelo
benchmark Ziff-Davis Winstone 96 geralmente utilizado pela indústria. O sistema de
avaliação relaciona os resultados dos testes com o que é alcançado pelo processador Pentium (da Intel) de uma dada frequência.
Como exemplo, o processador AMD K5-PR166 recebe uma classificação de "PR166"
tomando-se por base um processador Pentium 166 MHz. Ou seja, este processador AMD-K5
oferece um desempenho igual ou superior ao Pentium 166 MHz. Concentrando no desempenho do
sistema em lugar da velocidade do CPU, a classificação "P" é a maneira mais
precisa e constante para comparar o verdadeiro nível de performance do sistema dos
processadores alternativos.
O termo microprocessador não é o mesmo que CPU. Para os microcomputadores porém, pode-se dizer que o microprocessador é a sua CPU. Antes da existência dos microcomputadores, as CPUs dos computadores eram formadas por um grande número de chips, distribuídos ao longo de uma ou diversas placas. O microprocessador é uma CPU inteira dentro de um único chip.
Desde o advento do processador Intel 8088 (Linha PC-XT) até o atual Pentium
II passando pelos 80286, 80386 e 80486, apresentam sempre uma evolução
exponencial em relação ao seu antecessor, medido atualmente em milhões de transistores
e paradoxalmente em mícrons de espessura de trilha. Confira os dados abaixo a respeito
dos chips Intel.
| Processador | Ano de lançamento | Transistores |
| 8088 | 1978 | 29 mil |
| 286 | 1982 | 134 mil |
| 386DX | 1985 | 275 mil |
| 486DX | 1989 | 1,2 milhões |
| Pentium | 1993 | 3,3 milhões |
| Pentium Pro | 1995 | 5,5 milhões |
| Pentium MMX | 1996 | 4,5 milhões |
| Pentium II | 1997 | 7,5 milhões |
| Ano | Processador | Comentário |
| 1978 | 8088 (8/16 bits, 5 MHz) | O processador inicial dos PCs rodava DOS e manipulava textos e números, mas os gráficos eram muito pobres. |
| 1982 | 80286 (16 bits, 6 a 12 MHz) | De três a seis vezes mais rápido que o 8088, foi a plataforma básica para as primeiras redes de micros. |
| 1985 | 386 (16/32 bits, 16 a 33 MHz) | O 386 já tinha potência suficiente para suportar uma interface gráfica - foi o início da era Windows. |
| 1989 | 486 (32 bits, 25 a 100 MHz) | Rodando DOS e Windows 3.x, o 486 possibilitou o desenvolvimento das aplicações multimídia. |
| 1993 | Pentium (64 bits, 60 a 233 MHz) | Com o Windows 95, facilitou a popularização da Internet e permitiu rodar aplicativos de 32 bits. |
| 1995 | Pentium Pro (64 bits, 150 a 200 MHz) | Criado para o Windows NT, permitiu a montagem de grandes bancos de dados em servidores PC. |
| 1997 | Pentium II (64 bits, 233 a 450 MHz) | A promessa é que esse chip vai impulsionar a computação 3D e a videoconferência. |
Cabe lembrar que estes processadores Intel são de tecnologia CISC (Complex Instruction Set Computer). O processador mantém compatibilidade do microcódigo (sub-rotinas internas ao próprio chip) com toda a linha de processadores anteriores a ele, isto é, um programa feito para o 8088 dos micros XT deve rodar num Pentium sem problemas (obviamente muito mais rápido). O inverso não é possível.
O microcódigo deve analisar todas as instruções de outros processadores além de incorporar as suas próprias que não são poucas.
Além disso, os programas compilados nesses processadores tem instruções de comprimento em bytes variável.
Esse processo gera atrasos que são totalmente eliminados com os chips de tecnologia RISC (Reduced Instruction Set Computing) onde o próprio software em execução faz o trabalho pesado. Acontece que o aumento de performance do chip compensa em muito esse trabalho extra do programa.
Os chips RISC dissipam menos calor e rodam a frequências de clock maiores que os chips CICS (Complex Instruction Set Computing). Estes últimos são usados em PCs da Intel, mainframes IBM e a maioria das outras plataformas.
Os chips RISC são utilizados em Workstations, um tipo de computador mais caro e com muito maior performance rodando normalmente sob o UNIX e utilizados em processamento científico, grandes bases de dados e aplicações que exijam proteção absoluta dos dados e processamento Real-Time (tipo transações da Bolsa de Valores).
A IBM foi a pioneira dessa tecnologia na década de 1970, o que resultou numa arquitetura de processador chamada POWER (Performance Optimized With Enhanced RISC), a qual foi inicialmente implementada na primeira Workstation IBM RS/6000 (RISC System/6000) introduzida em Fevereiro de 1990, e eventualmente formou a base para os processadores PowerPC da Apple/IBM/Motorola.
A idéia do chip RISC é que, por simplificar a lógica necessária para implementar um processador (fazendo este capaz de executar apenas simples instruções e modos de endereçamento), o processador pode ser menor, menos caro, e mais rápido, usando inclusive menos energia.
Através do uso de um compilador eficiente, o processador pode ainda processar qualquer tarefa requerida (por combinar simples instruções em tempo de compilação).
Exemplos de chips RISC: Intel i860, i960, Digital Alpha 21064, HPPA-RISC, MIPS, Sun Sparc PC (Macintosh), etc.
Muitas modificações implantadas atualmente no Pentium são oriundas dos chips RISC tornando-se na verdade um chip CRISC.
É a velocidade pela à qual um microprocessador executa instruções. Quanto mais rápido o clock, mais instruções uma CPU pode executar por segundo. A velocidade de clock é expressada em megahertz (MHz), 1 MHz sendo igual a 1 milhão de ciclos por segundo.
Usualmente, a taxa de clock é uma característica fixa do processador. Porém, alguns computadores tem uma "chave" que permite 2 ou mais diferentes velocidades de clock. Isto é útil porque programas desenvolvidos para trabalhar em uma máquina com alta velocidade de clock pode não trabalhar corretamente em uma máquina com velocidade de clock mais lenta, e vice versa. Além disso, alguns componentes de expansão podem não ser capazes de trabalhar a alta velocidade de clock.
Assim como a velocidade de clock, a arquitetura interna de um microprocessador tem influência na sua performance. Dessa forma, 2 CPU´s com a mesma velocidade de clock não necessariamente trabalham igualmente. Enquanto um processador Intel 80286 requer 20 ciclos para multiplicar 2 números, um Intel 80486 (ou superior) pode fazer o mesmo cálculo em um simples ciclo. Por essa razão, estes novos processadores poderiam ser 20 vezes mais rápido que os antigos mesmo se a velocidade de clock fosse a mesma. Além disso, alguns microprocessadores são superescalar, o que significa que eles podem executar mais de uma instrução por ciclo.
Como as CPU´s, os barramentos de expansão também têm a sua velocidade de clock.
Seria ideal que as velocidades de clock da CPU e dos barramentos fossem a mesma para que
um componente não deixe o outro mais lento. Na prática, a velocidade de clock dos
barramentos é mais lenta que a velocidade da CPU.
Overclock é o aumento da frequência do processador para que ele trabalhe mais rapidamente.
A frequência de operação dos computadores domésticos é determinada por dois fatores:
A velocidade de operação da placa-mãe, conhecida também como velocidade de barramento, que nos computadores Pentium pode ser de 50, 60 e 66 MHz.
O multiplicador de clock, criado a partir dos 486 que permite ao processador trabalhar internamente a uma velocidade maior que a da placa-mãe. Vale lembrar que os outros periféricos do computador (memória RAM, cache L2, placa de vídeo, etc.) continuam trabalhando na velocidade de barramento.
Como exemplo, um computador Pentium 166 trabalha com velocidade de barramento de 66 MHz e multiplicador de 2,5x. Fazendo o cálculo, 66 x 2,5 = 166, ou seja, o processador trabalha a 166 MHz mas se comunica com os demais componentes do micro à 66 MHz.
Tendo um processador Pentium 166 (como o do exemplo acima), pode-se fazê-lo trabalhar a 200 MHz, simplesmente aumentando o multiplicador de clock de 2,5x para 3x. Caso a placa-mãe permita, pode-se usar um barramento de 75 ou até mesmo 83 MHz (algumas placas mais modernas suportam essa velocidade de barramento). Neste caso, mantendo o multiplicador de clock de 2,5x, o Pentium 166 poderia trabalhar a 187 MHz (2,5 x 75) ou a 208 MHz (2,5 x 83). As frequências de barramento e do multiplicador podem ser alteradas simplesmente através de jumpers de configuração da placa-mãe, o que torna indispensável o manual da mesma. O aumento da velocidade de barramento da placa-mãe pode criar problemas caso algum periférico (como memória RAM, cache L2, etc.) não suporte essa velocidade.
Quando se faz um overclock, o processador passa a trabalhar a uma velocidade maior do que ele foi projetado, fazendo com que haja um maior aquecimento do mesmo. Com isto, reduz-se a vida útil do processador de cerca de 20 para 10 anos (o que não chega a ser um problema já que os processadores rapidamente se tornam obsoletos). Esse aquecimento excessico pode causar também frequentes "crashes" (travamento) do sistema operacional durante o seu uso, obrigando o usuário a reiniciar a máquina.
Ao fazer o overclock, é indispensável a utilização de um cooler (ventilador que fica sobre o processador para reduzir seu aquecimento) de qualidade e, em alguns casos, uma pasta térmica especial que é passada diretamente sobre a superfície do processador.
The Overclocker's FAQ:
perguntas frequentes (em inglês).
O novo processador Pentium II integra os melhores atributos dos processadores Intel, a performance da Dynamic Execution do Pentium Pro além das capacidades da tecnologia MMX, trazendo um novo nível de performance aos consumidores de PCs.
O processador está disponível atualmente em velocidades de 233, 266, 300, 333, 350, 400 e 450 MHz.
As características avançadas alcançadas pela tecnologia MMX são devidas a técnica SIMD (Single Instruction, Multiple Data) que emprega 57 novas instruções, especificamente criadas para manipular e processar vídeo, áudio e dados gráficos mais eficazmente, com oito registros MMX e quatro novos tipos de dados.
Os processadores de 350, 400 e 450 MHz trabalham com barramento de sistema de 100 MHz. Essa evolução sobre o atual barramento de 66 MHz permite uma comunicação mais rápida entre o processador e as outras partes do sistema de computação. O barramento de 100 MHz é atualmente suportado pelo chipset 440BX AGPset.
Possui as vantagens da arquitetura Dual Independent Bus (DIB) com alta largura de banda e performance, cache L1 de 32 KB (16 KB para instruções e 16 KB para dados) e cache L2 de 512 KB com barramento dedicado de 64-bit.
A existência de dois barramentos independentes (o barramento de cache L2 e o barramento do processador à memória principal) permite que o Pentium II acesse dados a partir de qualquer um dos dois barramentos, simultaneamente e de forma paralela, ao invés de em forma única sequencial que é o que ocorre no sistema de barramento único.
O processador está disponível em cartucho do tipo Single Edge Contant (contato de borda única). Se encaixa nos conectores Slot 1 ou Slot 2 das placas-mãe baseadas na arquitetura P6. O conector Socket 7 do Pentium foi abandonado em favor da arquitetura DIB. Os futuros processadores Pentium II para Slot 2 serão destinados a um mercado mais exigente (como servidores e estações de trabalho avançadas).
A velocidade do cache L2 nos Pentium II/Slot 1 equivale a metade da velocidade interna do processador. O cache L2 do Pentium II/Slot 2 trabalhará à mesma velocidade que o processador, além de estar disponível à capacidades de 512 KB, 1 MB e 2 MB.
O processador Pentium II 333 MHz (e superiores) tem 7,5 milhões de transistores e se
baseia no processo de fabricação 0.25µ (mícrons), o que permite maiores velocidades e
baixo consumo de energia.
O processador Celeron da Intel utiliza praticamente a mesma
tecnologia Pentium II com diferença no encapsulamento e no cache L2 disponível. É
fabricado nas versões de 266, 300A, 300 e 333 MHz. Os processadores da versão 300A e 333
MHz incluem um cache L2 integrado de 128 KB, enquanto nos processadores 266 e 300 MHz este
cache não está presente, o que reduz consideravelmente seu desempenho. Os Celerons com
cache L2 possuem 19 milhões de transistores. Veja a tabela de desempenho abaixo.
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O microprocessador deve ser equipado com um
slot AGP (disponível apenas nos Pentium II) ou a placa mãe deve ter um sistema gráfico
AGP integrado.