Hardware
Placa Mãe e Memória.
Professor
Wagner Gadêa Lorenz
wagnerglorenz@gmail.com
Disciplina: Introdução a Computação
Cu...
Introdução
Já estudamos sobre o desenvolvimento dos
processadores e chipsets, indo do 386 aos chips atuais.
Naturalmente, ...
Placa mãe
No meio de tudo isso, temos a placa-mãe, que não é
apenas o hardware que agrupa mais interfaces e
componentes, m...
Placa mãe
No início, as placas-mãe serviam simplesmente como
uma interface entre os demais componentes, uma
placa de circu...
Placa mãe
Com a introdução dos processadores da linha Core i5 e
i3 (que incorporaram a ponte norte do chipset e o
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Placa mãe
Inicialmente, as placas “tudo onboard” enfrentaram
preconceito, mas no final acabaram virando norma.
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Placa mãe
Ninguém compra “o melhor PC possível”, mas simplesmente
procurar a melhor configuração dentro de um determinado
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Componentes da Placa mãe
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circuito impresso onde são soldados os demai...
Componentes da Placa mãe
Cada uma das placas possui parte das trilhas
necessárias, e elas são unidas através de pontos de ...
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Introdução a Computação
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resistores, MOSFETs e chips em geral, utiliz...
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Você pode diferenciar os resistores dos capacitores que aparecem na
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Outros componentes, como os slots, capacitores e a maior parte dos
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Uma fonte ATX fornece tensões de 12V, 5V e 3.3V, sendo que a
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Parte da energia é transformada em calor, de forma que os
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Existe uma regra geral de que, quanto mais baixa for a
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Naturalmente, existem exceções, já que no mundo real entram
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O principal motivo disso são os capacitores
eletrolíticos, que são usados em profusão em placas-
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Vídeos
Placa mãe, "tudo a mesma coisa!"
Mais "balela" a respeito de placas mãe.
Introdução a Computação
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Memórias
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Hardware: Dispositivos de Armazenamento. Tipos de
Computadores.
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Introdução a Computação Prof. Wagner Gadêa...
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• Conteúdo
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• (http://wagnerglorenz.com.br/moodle/)
• Dúvidas
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Introdução a Co...
Referências Bibliográficas
• TANENBAUM, Andrew. S.. Organização Estruturada de
Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001.
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Aula 6 hardware - placa mãe, memória

  1. 1. Hardware Placa Mãe e Memória. Professor Wagner Gadêa Lorenz wagnerglorenz@gmail.com Disciplina: Introdução a Computação Curso de Sistemas de Informação Cachoeira do Sul, 24 de Março de 2015.
  2. 2. Introdução Já estudamos sobre o desenvolvimento dos processadores e chipsets, indo do 386 aos chips atuais. Naturalmente, o processador não é o único componente (e possivelmente nem mesmo o mais importante) em um PC atual, já que ele trabalha em conjunto com a GPU, o HD ou SSD, módulos de memória e outros componentes. Introdução a Computação 2 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  3. 3. Placa mãe No meio de tudo isso, temos a placa-mãe, que não é apenas o hardware que agrupa mais interfaces e componentes, mas também o que mais influencia a estabilidade e as possibilidades de expansão do sistema. Introdução a Computação 3 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  4. 4. Placa mãe No início, as placas-mãe serviam simplesmente como uma interface entre os demais componentes, uma placa de circuito sem vida própria. Com o passar do tempo, mais e mais componentes passaram a ser integrados à placa-mãe, dando origem às placas atuais, que incluem vídeo, som, rede e outros periféricos onboard. Introdução a Computação 4 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  5. 5. Placa mãe Com a introdução dos processadores da linha Core i5 e i3 (que incorporaram a ponte norte do chipset e o chipset de vídeo integrado), a placa-mãe perdeu parte de seu prestígio, mas apesar de tudo ainda continua sendo importante. Introdução a Computação 5 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  6. 6. Placa mãe Inicialmente, as placas “tudo onboard” enfrentaram preconceito, mas no final acabaram virando norma. Naturalmente, componentes dedicados de boa qualidade quase sempre superam os componentes onboard em desempenho, mas eles ganham na questão do custo, que acaba sendo o fator mais importante para a maioria. Introdução a Computação 6 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  7. 7. Placa mãe Ninguém compra “o melhor PC possível”, mas simplesmente procurar a melhor configuração dentro de um determinado orçamento. Para quem não pode gastar muito (a grande maioria), acaba fazendo mais sentido procurar uma placa-mãe de boa qualidade, aproveitando os componentes onboard e investindo o restante em mais memória, um HD de maior capacidade, uma placa 3D dedicada, ou mesmo um processador um pouco mais rápido, de acordo com o perfil de uso. Introdução a Computação 7 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  8. 8. Componentes da Placa mãe O componente básico da placa-mãe é o PCB, a placa de circuito impresso onde são soldados os demais componentes. Embora apenas duas faces sejam visíveis, o PCB da placa-mãe é composto por um total de 4 a 10 placas (totalizando de 8 a 20 faces). Introdução a Computação 8 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  9. 9. Componentes da Placa mãe Cada uma das placas possui parte das trilhas necessárias, e elas são unidas através de pontos de solda estrategicamente posicionados. Ou seja, embora depois de unidas elas aparentem ser uma única placa, temos na verdade um sanduíche de várias placas. Introdução a Computação 9 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  10. 10. Componentes da Placa mãe Introdução a Computação 10 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 1. PCB antes da colocação dos componentes.
  11. 11. Componentes da Placa mãe A maior parte dos componentes da placa, incluindo os resistores, MOSFETs e chips em geral, utilizam solda de superfície, por isso é muito difícil substituí-los manualmente, mesmo que você saiba quais são os componentes defeituosos. Introdução a Computação 11 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  12. 12. Componentes da Placa mãe Os menores componentes da placa são os resistores e os capacitores cerâmicos. Eles são muito pequenos, medindo pouco menos de um milímetro quadrado e por isso são instalados de forma automatizada (e com grande precisão). Introdução a Computação 12 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  13. 13. Componentes da Placa mãe As máquinas que fazem a instalação utilizam um conjunto de braços mecânicos e, por causa da velocidade, fazem um barulho muito similar ao de uma metralhadora. A “munição” (os componentes) também é fornecida na forma de rolos, onde os componentes são pre posicionados entre duas folhas plásticas. Introdução a Computação 13 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  14. 14. Componentes da Placa mãe Introdução a Computação 14 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 2. Rolos com resistores e outros componentes.
  15. 15. Componentes da Placa mãe Depois que todos os componentes são encaixados, a placa passa por uma câmara de vapor, que faz com que os pontos de solda derretam e os componentes sejam fixados, todos de uma vez. Introdução a Computação 15 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  16. 16. Componentes da Placa mãe Introdução a Computação 16 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 3. Resistores, capacitores cerâmicos e cristal de clock.
  17. 17. Componentes da Placa mãe Você pode diferenciar os resistores dos capacitores que aparecem na foto pela cor. Os resistores são escuros e possuem números decalcados, enquanto os capacitores são de uma cor clara. Estes pequenos capacitores são sólidos, compostos de um tipo de cerâmica. Eles são muito diferentes dos capacitores eletrolíticos (que veremos em detalhes a seguir) e possuem uma capacitância muito mais baixa. Introdução a Computação 17 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  18. 18. Componentes da Placa mãe Outros componentes, como os slots, capacitores e a maior parte dos conectores, utilizam o sistema tradicional, onde os contatos são encaixados em perfurações feitas na placa e a solda é feita na parte inferior. Na maioria dos casos, eles são instalados manualmente, por operários. É por isso que a maioria das fábricas de placas são instaladas em países da Ásia, onde a mão de obra é barata. No final da produção, a placa-mãe passa por mais uma máquina de solda, que fixa todos os componentes com contatos na parte inferior de uma só vez. Introdução a Computação 18 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  19. 19. Componentes da Placa mãe Uma fonte ATX fornece tensões de 12V, 5V e 3.3V, sendo que a maioria dos componentes em um PC atual utilizam tensões mais baixas, como no caso dos processadores (que atualmente trabalham com tensões muito baixas, como 1.1 ou 1.25V) e dos módulos de memória, que usam 1.5V (DDR3) ou 1.8V (DDR2). Os reguladores são os responsáveis por reduzir e estabilizar as tensões fornecidas pela fonte, gerando as tensões usadas pelos diversos componentes. Introdução a Computação 19 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  20. 20. Componentes da Placa mãe Parte da energia é transformada em calor, de forma que os reguladores estão entre os componentes que mais esquentam numa placa atual. Em muitas placas, eles recebem dissipadores de alumínio e, em alguns casos, até mesmo coolers ativos. O volume e a capacidade dos reguladores de tensão são um quesito importante nas placas “premium”, destinadas a suportarem grandes overclocks. Introdução a Computação 20 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  21. 21. Componentes da Placa mãe Existe uma regra geral de que, quanto mais baixa for a temperatura de funcionamento, mais tempo os componentes dos PCs tendem a durar. De uma forma geral, um PC em que a temperatura dentro do gabinete fique em torno dos 35°C, tende a apresentar menos defeitos e problemas de instabilidade e durar mais do que um onde a temperatura fique em torno dos 45°C, por exemplo. Introdução a Computação 21 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  22. 22. Componentes da Placa mãe Naturalmente, existem exceções, já que no mundo real entram em cena os imprevistos do dia a dia e até mesmo falhas na produção dos componentes que abreviem sua vida útil. Mas, se você fizer um teste de maior escala, monitorando o funcionamento de 100 PCs de configuração similar ao longo de 5 anos, por exemplo, vai ver que uma diferença de 10 graus na temperatura influencia de forma significativa a vida útil. Introdução a Computação 22 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  23. 23. Componentes da Placa mãe O principal motivo disso são os capacitores eletrolíticos, que são usados em profusão em placas- mãe, placas de vídeo e em diversos outros componentes. Introdução a Computação 23 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  24. 24. Componentes da Placa mãe Introdução a Computação 24 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 4. Capacitores eletrolíticos.
  25. 25. Componentes da Placa mãe Os capacitores permitem armazenar pequenas quantidades de energia, absorvendo variações na corrente e entregando um fluxo estável para os componentes ligados a ele. Você pode imaginar que eles atuam como pequenas represas, armazenando o excesso de água na época das chuvas e entregando a água armazenada durante as secas. Introdução a Computação 25 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  26. 26. Componentes da Placa mãe Imagine por exemplo uma situação em que o processador está em um estado de baixo consumo de energia e subitamente “acorda”, passando a operar na frequência máxima. Temos então um aumento imediato e brutal no consumo, que demora algumas frações de segundo para ser compensado. Durante esse período, são os capacitores que fornecem a maior parte da energia, utilizando a carga armazenada. Introdução a Computação 26 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  27. 27. Componentes da Placa mãe Tanto o processador principal quanto a GPU da placa de vídeo e os controladores responsáveis por barramentos diversos (PCI Express, AGP, PCI, etc.) são especialmente suscetíveis a variações de tensão, que podem causar travamentos e até mesmo danos. Basicamente, é graças aos capacitores que um PC pode funcionar de forma estável. Introdução a Computação 27 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  28. 28. Componentes da Placa mãe Aqui temos um caso dramático, de uma placa com diversos capacitores estufados, três deles já apresentando sinais de vazamento. Introdução a Computação 28 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  29. 29. Componentes da Placa mãe Introdução a Computação 29 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 5. Capacitores estufados e com sinais de vazamento.
  30. 30. Componentes da Placa mãe A partir de 2006 os capacitores eletrolíticos começaram a dar lugar aos capacitores de estado sólido (chamados de Conductive Polymer Aluminum), onde a folha de alumínio banhada no líquido eletrolítico é substituída por uma folha de material plástico (um polímero) contendo um eletrolítico sólido de alumínio. Por não conterem nenhum tipo de líquido corrosivo, estes capacitores não são suscetíveis aos problemas de durabilidade que caracterizam os capacitores eletrolíticos. Introdução a Computação 30 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  31. 31. Componentes da Placa mãe Introdução a Computação 31 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 6. Capacitores de estado sólido.
  32. 32. Vídeos Placa mãe, "tudo a mesma coisa!" Mais "balela" a respeito de placas mãe. Introdução a Computação 32 Prof. Wagner Gadêa Lorenz Figura 6. Capacitores de estado sólido.
  33. 33. Memórias Ver apresentação Memórias. Introdução a Computação 33 Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  34. 34. Próxima Aula Hardware: Dispositivos de Armazenamento. Tipos de Computadores. 34 Introdução a Computação Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  35. 35. Dúvidas • Conteúdo • Moodle • (http://wagnerglorenz.com.br/moodle/) • Dúvidas • wagnerglorenz@gmail.com 35 Introdução a Computação Prof. Wagner Gadêa Lorenz
  36. 36. Referências Bibliográficas • TANENBAUM, Andrew. S.. Organização Estruturada de Computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2001. • MONTEIRO, Mario A. Introdução a Organização de Computadores. 5ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007 • STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 8ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2010. • Hardware - O Guia Definitivo Vol. 2, Morimoto. Carlos E. Editora Sulina, 2010, pag. 1086. 36 Introdução a Computação Prof. Wagner Gadêa Lorenz

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