Arquitetura de um computador
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Arquitetura de um computador
Prof. Filipe GonçalvesDisciplina de IMC
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Introdução
• Neste PowerPoint pretendo demonstrar com mais pormenor algumas das características físicas do Hardware de uma torre
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Principais componentes de um computador:
• Caixa• Fonte de alimentação• Motherboard• Memória• CPU• Dispositivos de armazenamento• Placas de expansão• Placa gráfica• Portas de entrada e saída• Cabos de Interligação• Dispositivos de entrada e saída de dados
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ARQUITETURA BÁSICA
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Caixa
• É uma estrutura de suporte de todos os componentes eletrónicos e dispositivos que fazem parte do computador;
• É fabricada em formatos diferentes e com diferentes tipos de material;
• Tem vários formatos e tamanhos, de acordo com o tipo de máquina pretendido e o parque informático de destino;
• Pode ser vertical ou horizontal(desktop)
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Caixa(Tunning)
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Fonte de Alimentação
• Dispositivo que converte a corrente de sector(110/220) em corrente contínua necessária ao funcionamento do computador
• Para escolher uma boa fonte de alimentação é importante saber a potência disponível nas vias de 12V
• As fontes podem ter uma ou duas vias. As fontes de duas vias dividem a potência. Logo o ideal é uma fonte de uma via
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MOTHERBOARD
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MotherBoard
• Sistema Integrado
• Sistema não integrado
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Motherboard
• Sistema Integrado– Mais Barata– A maioria dos componentes faz parte da própria
placa– A avaria de um componente obriga à substituição
da placa
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Motherboard
• Sistema não Integrado– A maioria dos componentes é instalado à medida– Existência de Slots disponíveis;– Permite uma configuração total à medida do
utilizador
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MotherBoard
•AT (Primeira a surgir)
•ATX (Melhora a AT)
•BTX (Ao contrário da ATX)
•NLX (Mais recente e muitas vezes mais pequena)
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MotherBoard
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Chipset
• É um grupo de circuitos integrados ou chips, que são projetados para trabalhar em conjunto e que são geralmente comercializados como um produto único.
• Set significa “conjunto”, daí o seu nome.
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Chipset (SouthBridge)
É a ponte sul que determina a quantidade (e velocidade) das portas USB e a quantidade e tipo (ATA ou Serial ATA) das portas do disco rígido que a placa mãe possui, por exemplo.
A ponte sul tem mais a ver com as funcionalidades da placa mãe do que com o desempenho.
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Chipset (NorthBridge)
•A ponte norte faz a comunicação do processador com as memórias e em alguns casos com os barramentos de alta velocidade.•Se um chip de ponte norte tem um controlador de memória melhor do que outro, o desempenho geral do computador será melhor.Ela tem influência direta no desempenho do computador.•É a ponte norte que funciona como intermediário no acesso do processador a estes dispositivos.
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Chipset
Numa placa mãe há dois chipsets:
• Northbridge (ponte norte) • Southbridge (ponte sul)
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MotherBoard(Arquitetura)
• Ligação à fonte de alimentação
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Expansão: • São ranhuras que fazem parte integrante da
placa-mãe e servem para expandir as suas capacidades
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Expansão:
• ISA(Habitualmente Preta, anterior a 1997)• PCI(Encaixe Curto de cor branca)• AGP(Ligação direta da placa de vídeo)• PCI-E (Sucessora da AGP, mas permite a
ligação de outras placas)
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Expansão:ISA
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Expansão:PCI
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Expansão:AGP
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Expansão:PCI
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MotherBoard(Arquitetura)
• Slots de Memória: • Permitem a ligação de memória RAM
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MotherBoard(Arquitetura)
• BIOS CHIP• Parte da motherboard onde está a BIOS
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MotherBoard(Arquitetura)
• Bateria CMOS
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MotherBoard(Arquitetura)
• Portas de comunicação:1.Conector PS2 do mouse.2.Conector PS2 do teclado.3.Porta Paralela LTP1, utilizada para conectar impressoras antigas.4.Porta Serial COM1, utilizada para conectar mouse antigo e impressoras fiscais (aquelas que ficam em terminais de vendas).5.Porta VGA, utilizada para conectar o monitor.6.,7.,9.,10. Portas USB, utilizada para conectar pen drives, impressoras, web-cams e qualquer outro dispositivo que tenha o padrão USB.8.Porta de Rede, utilizada para conectar o cabo de uma rede (cabo UTP, aquele cabinho azul).11.Conexão auxiliar, utilizada para entrada de som.12.Conexão de saída de áudio, utilizada para plugar caixas de som.13.Conexão do microfone, Utilizada para conectar o microfone.
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MotherBoard(Arquitetura)
• Socket CPU:É um encaixe dedicado À fixação da CPU
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MotherBoard(Arquitetura)• Controladores:• são fichas destinadas à ligação de discos rígidos e
unidades de DVD/CD
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MotherBoard(Arquitetura)• Controladores:• são fichas destinadas à ligação de discos rígidos e
unidades de DVD/CD
IDE
SATA
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MotherBoard(Arquitetura)• Jumpers e Dip Switches:• são fichas destinadas à ligação de discos rígidos e
unidades de DVD/CD
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MotherBoard(Arquitetura)• Firmware:• É software específico de um dispositivo
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Conclusão
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MEMÓRIA
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O que são as memórias?
• São dispositivos de armazenamento de dados num PC
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Tipos de Memórias
• CMOS – circuito que guarda as configurações da BIOS
• ROM- Memória Só de leitura que armazena o software da BIOS
• RAM- Memória Volátil
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Tipos de Memória RAM
• SRAM – Memória RAM muito Rápida utilizada como cache da CPU
• DRAM – Memória RAM mais lenta utilizada como auxiliar do processamento
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Tipos de Memória DRAM
• RIMM – Marca da RAMBUS considerada obsoleta
• DIMM – Memória mais usada hoje em dia nas torres (ex: DDR, DDR2, DD3)
• soDIMM e soMicroDIMM – Memória destinada a computadores portateis
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Tipos de Memória RAM
• DDR – 184 contactos com uma frequência de trabalho de 226, 333 e 400 MHz
• DDR2 – 240 contactos com uma frequência de trabalho de 533 e 1066 Mhz
• DD3 – 240 contactos com uma frequência de trabalho de 1066 e 2000 Mhz
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Comparação entre as várias RAM
Memória RAM
Família Contactos Frequência(Mhz) Custo Parque
Informático
SDRAM 168 133 Ind. ObsoletoDDR 184 266-400 Alto Reduzido
DDR2 240 533-1066 Médio Grande
DD3 240 1066-1999 Muito Alto Expansão
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Estrutura Física da memória RAM
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Estrutura Física da memória RAM
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soDIMM
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Conclusões
• ROM – Memória que pode ser lida e não escrita. A sua informação tem carater permanente (EX: BIOS)
• RAM- Memória Volátil, cuja informação se perde depois de desligar
• DRAM- Memória usada como auxiliar dos programas(Ex: DDR, DDR2 e DDR3)
• SRAM – Memória usada como auxiliar do processamento do processador(ex:Cache)
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PLACAS DE EXPANSÃO
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Placas de Expansão
• São placas destinadas a aumentar as capacidades do computador
• Tipos de Encaixe: PCI, AGP e PCI-E• Exemplos:– Modem– Placa de Rede– Placa de Som– Placa Gráfica
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PLACA GRÁFICA
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Placa Gráfica
• Inicialmente era instalada no mesmo encaixe das outras placas. Passou a partir da geração AGP um encaixe próprio para ter maior qualidade e velocidade.
• Para escolher uma placa gráfica devemos ter em atenção o barramento, a GPU e a memória
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Função da placa gráfica
• A função das placas gráficas é construir as imagens que são apresentadas nos monitores dos computadores.
• O conteúdo dessa memória está sempre a ser atualizado pela placa gráfica e por ordem do processador. Quanto mais memória de vídeo existir no sistema, melhor é a resolução e mais cores são possíveis de representar.
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Principais fabricantes de GPUs
• ATI Technologies• nVidia• S3 Graphics• Matrox• SiS/XGI• PowerVR
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Principais fabricantes de placas gráficas
• Sapphire• VIA Technologies• ASUS• ELSA• Galaxy• Zotac• Sparkle• MSI• SapphireTech• BFG• Gigabyte• PowerColor• PNY
PhitronicseVGAXFXINNO3DZogisElite Group (ECS)GainwardnVidiaIntelRadeonATI
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Caracteristicas das placas de vídeo• As placas de vídeo modernas são as do tipo SVGA (Super
VGA), que por sua vez derivam das placas VGA.
• A diferença entre as atuais placas SVGA e as antigas placas VGA é o maior número de cores e maiores resoluções que podem utilizar.
• Além disso, as placas SVGA modernas possuem recursos avançados, como aceleração de vídeo, aceleração 2D e aceleração 3D.
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Componentes da Placa Gráfica
• GPU
• BIOS VGA (32k)
• Memória de vídeo
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Número de cores
256Kb 512Kb 1024Kb 1Mb 2Mb 4Mb
640X480 16 cores
256 cores
256 cores
16.777.21cores
16.777.21cores
16.777.21cores
800X600 16 cores
256 cores
256 cores
65.536cores
16.777.21cores
16.777.21cores
1024X768 4 cores 16
cores256
cores256
cores65.536cores
16.777.21cores
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Evolução das placas gráficas
• Aceleradoras gráficas 2D (bidimensionais) • Aceleradoras gráficas 3D (tridimensionais) • Exibição de vídeo, saída para TV e captura de
vídeo
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Como consigo descorbrir qual a minha placa gráfica?• Abra a Resolução de Ecrã clicando no botão Iniciar,
clicando em Painel de Controlo e, em Aspecto e Personalização, clicando em Ajustar a resolução do ecrã.
• Clique em Definições avançadas e clique no separador Placa.
• É aqui que é possível consultar os detalhes da placa gráfica, incluindo o tipo de placa gráfica que o computador tem.
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MONITOR
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O que é um monitor
• É um periférico de saída, que permite ao utilizador visualizar o trabalho produzido pelo computador
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Tipos de monitor
• CRT – Baseia-se no “bombardeamento” de eletrões que percorrem o ecrã da esquerda para a direita e de cima para baixo
• LCD – baseia-se na circulação de corrente por um liquido semi-cristalizado provocando o alinhamento de cristais
• LED – Igual ao LCD mas utiliza LEDs garantindo um menor uso de energia
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DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO
![Page 62: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/62.jpg)
O que é um dispositivo de armazenamento?
• São suportes capazes de guardar informação com carater permanente.
![Page 63: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/63.jpg)
O que é um dispositivo de armazenamento?
• Tipos de dispositivos:– Disquete– Disco rígido– CD-ROM– DVD
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CPU(PROCESSADOR)
![Page 65: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/65.jpg)
O que é o processador?
• É o “cérebro” do computador;
• Responsável pela totalidade dos cálculos;
• Equipado com uma ventoinha de refrigeração;
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Esquema de Von Neumann
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Como identificar o CPU
1. Fisicamente abrindo a caixa, removendo o dissipador de calor e lendo a nomenclatura;
2. Através da informação fornecida pelo sistema operativo;
3. Provocando um reinicio e observando as informações de arranque;
4. Através de programas de diagnóstico;
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Tipos de encaixe(Socket)
• É o encaixe físico da CPU na motherboard;• A CPU tem de corresponder em tamanho,
formato e número de contatos ao encaixe da motherboard
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Overclocking
• É forçar um componente de um computador a rodar numa frequência, definida em hertz mais alta do que a especificada pelo fabricante.
• Apesar de haver diferentes razões pelas quais o overclock é realizado, a mais comum é para aumentar o desempenho do hardware.
• O overclock pode resultar em super aquecimento do processador;
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Overclocking
![Page 71: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/71.jpg)
Arrefecimento do processador
• Utilização de pasta térmica;• Ventoinha/cooler
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Processadores com vários núcleos• A palavra “core” significa “núcleo” em inglês e é exatamente isso
que os prefixos de multiplicação implicam: múltiplos núcleos.
• A necessidade de se unir várias unidades de processamento dentro do mesmo chip surgiu por causa da dificuldade que as fabricantes encontravam em extrair mais velocidade usando apenas um núcleo.
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Processadores com vários núcleos
• As tarefas são divididas em duas ou mais células diferentes, cada uma trabalhando em cooperação com as demais para entregar um resultado no final.
• Todos os núcleos possuem a sua própria unidade lógica aritmética, conjunto de registradores e memória cache — quase como se fossem quatro processadores em um.
![Page 74: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/74.jpg)
Processadores com vários núcleos
![Page 75: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/75.jpg)
Lei de Moore
• A lei de Moore é a observação de que, ao longo da história do hardware de computação, o número de transístores em circuitos integrados duplicada a cada a cada dois anos.
• A lei de Moore apareceu em 1965 e têm se mantido até hoje.
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Lei de Moore
![Page 77: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/77.jpg)
Principais marcas de processadores
• Intel – Melhor performance, Mais caro
• AMD – Melhor Relação qualidade/preço
![Page 78: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/78.jpg)
Evolução dos processadores
![Page 79: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/79.jpg)
Qual é o melhor processador do mercado?
Intel Core i7 ou o
AMD Phenom II X6
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Qual é o melhor processador do mercado?
![Page 81: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/81.jpg)
O melhor processador é:
Intel Core I7 975 Extreme Edition
e o mais caro também
![Page 82: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/82.jpg)
Mais recentes processadores IntelNúmero do processador Cache Velocidade do
clockNo. de núcleos/No. de threads
Tipos de memória
Intel® Core™ i7-4860HQ Processor (6M Cache, up to 3.60 GHz)
6.0 MB 2.40 GHz 4 / 8 DDR3L-1333/1600
Intel® Core™ i7-4810MQ Processor (6M Cache, up to 3.80 GHz)
6.0 MB 2.80 GHz 4 / 8 DDR3L-1333,1600
Intel® Core™ i7-4910MQ Processor (8M Cache, up to 3.90 GHz)
8.0 MB 2.90 GHz 4 / 8 DDR3L-1333,1600
Intel® Core™ i7-4610M Processor (4M Cache, up to 3.70 GHz)
4.0 MB 3.00 GHz 2 / 4 DDR3L-1333,1600
![Page 83: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/83.jpg)
Mais recentes processadores Intel
![Page 84: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/84.jpg)
INTERFACES DE DISCOS
![Page 85: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/85.jpg)
Tipos de Interface
• Interface IDE
• Interface SCSI
• Interface SATA
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O que é a Interface IDE?
• Foi a primeira interface de discos• Inicialmente exista como placa de expansão• Cada controlador IDE suporta dois
dispositivos: um master e um slave;
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Configuração da Interface IDE
• IDE1– Disco Master – Disco rígido primário para a instalação
do Sistema Operativo;– Disco Slave – Disco rígido secundário ou drive de
CD/DVD• IDE2– Disco Master - Disco rígido secundário ou drive de
CD/DVD – Disco Slave - Disco rígido secundário ou drive de
CD/DVD
![Page 88: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/88.jpg)
Configurar um disco em IDE
![Page 89: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/89.jpg)
O que é a interface SCSI?
• Interface técnica usada em meios profissionais;
• Mais rápida que a IDE
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O que é a Interface SATA
• Mais rápida que a interface IDE;• Dispositivo muito fiável;• Cada Cabo suporta um e um só
dispositivo• Rendimento semelhante ao SCSI
mas maior facilidade de instalação, configuração e custo;
![Page 91: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/91.jpg)
Velocidade dos cabos SATA
Características SATA1 SATA2 SATA3
Frequência 1500Hz 3000Hz 6000Hz
Velocidade 1,5Gbps 3 Gbps 6 Gbps
![Page 92: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/92.jpg)
SISTEMA RAID
![Page 93: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/93.jpg)
O que é o Sistema RAID
• É uma forma de combinar o armazenamento de vários discos.
• Só é possível desde que a motherboard o permita
![Page 94: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/94.jpg)
RAID 0(striping)
• Utiliza , sendo os dados repartidos pelo espaço disponível;
• Incapaz de garantir a integridade dos dados em caso de falha de um dos discos;
• A capacidade total é igual à soma da capacidade dos dois discos;
• É destinado ao aumento de rendimento, diminuindo tempo de acesso de dados armazenados;
![Page 95: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/95.jpg)
RAID 1(Mirror)
• Utiliza dois discos sendo os dados gravados duplicados em cada um;
• Os dados são gravados simultaneamente em dois discos. Se um falhar o outro garante a informação;
• A capacidade total é igual à capacidade do menor dos discos;
![Page 96: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/96.jpg)
RAID 5• Utiliza no mínimo três discos, sendo
o mais habitual a utilização de cinco discos;
• A capacidade total é igual ao somatório de dois deles(no caso de um sistema de três discos);
• Constitui uma combinação dos sistemas RAID 0 e RAID 1, incrementando o rendimento e garantindo os dados em falha num dos discos;
![Page 97: Arquitetura de um computador](https://reader031.fdocumentos.tips/reader031/viewer/2022013117/589b465c1a28ab4a398b4c95/html5/thumbnails/97.jpg)
Conclusão
• Através desta apresentação conseguimos explorar em maior detalhe a arquitetura do computador e de cada um dos seu componentes. Podemos ver as diferentes tecnologias as vantagens e desvantagens de cada uma.
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Bibliografia
• http://www.prof2000.pt/USERS/AFARIA2004/placas.htm
• http://www.taringa.net/posts/info/4921549/Diferentes-tipos-de-memorias-ram.html
• http://www.intel.com.br/• Manual de Instalação e reparação de
Computadores – FCA• http://www.tecmundo.com.br/intel/266-o-qu
e-e-quad-core-.htm• http://www.zoom.com.br/pc-computador/de
umzoom/intel-core-i7-x-amd-phenom-ii-x6-qual-melhor-processador-do-mercado