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Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração - 1.º Capítulo

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  1. 1. Curso Profissional Técnico de Informática de GestãoAISE – Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração 10.º Ano – Módulo 1 Componentes Informáticos Professora Susana Cascais Notas Explicativas 2007/2008
  2. 2. Introdução às Tecnologias de Informação e Comunicação Índice1 INTRODUÇÃO.................................................................................................................................42 CONCEITOS BÁSICOS...................................................................................................................52.1 TECNOLOGIA.........................................................................................................................................52.1.1 TÉCNICAS............................................................................................................................................52.1.2 TIPOS DE TECNOLOGIAS........................................................................................................................52.2 INFORMAÇÃO.........................................................................................................................................62.2.1 O QUE É A INFORMAÇÃO?......................................................................................................................62.2.2 TIPO DE INFORMAÇÃO...........................................................................................................................72.2.3 CARACTERÍSTICAS................................................................................................................................72.2.4 TRATAMENTO DA INFORMAÇÃO..............................................................................................................72.3 COMUNICAÇÃO......................................................................................................................................82.3.1 TELECOMUNICAÇÕES.............................................................................................................................92.3.1.1 Meios de Transmissão à distância...............................................................................................92.3.1.2 Aplicações das Telecomunicações............................................................................................102.4 TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO (TIC)........................................................................102.4.1 TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO............................................................................................................102.4.2 TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO....................................................................................102.4.3 PRINCIPAIS ÁREAS DAS TIC.................................................................................................................113 APLICAÇÃO DAS TECNOLOGIAS DE INFORMAÇÃO E COMUNICAÇÃO.....................123.1 INFORMÁTICA......................................................................................................................................123.1.1 O QUE É INFORMÁTICA?.............................................................................................................123.1.2 ÁREAS DE APLICAÇÃO........................................................................................................................123.1.3 CÓDIGO BINÁRIO...............................................................................................................................133.1.3.1 Medidas mais frequentes..........................................................................................................133.2 BURÓTICA...........................................................................................................................................143.3 TELEMÁTICA.......................................................................................................................................143.3.1 SERVIÇOS DISPONÍVEIS........................................................................................................................153.4 CONTROLO E AUTOMAÇÃO ..................................................................................................................163.4.1 TECNOLOGIAS MAIS CONHECIDAS..........................................................................................................173.4.1.1 Sistema de Aquisição e Tratamento de Dados (SATD’s) ........................................................173.4.1.2 Controlo de Processos por Computador (CPC).........................................................................173.4.1.3 Computer Assisted Design (CAD)............................................................................................173.4.1.4 Computer Aided Manufacturing (CAM)...................................................................................183.4.1.5 Computer Integrated Manufacturing (CIM)..............................................................................183.4.1.6 Robótica....................................................................................................................................183.4.2 CONSEQUÊNCIAS DA UTILIZAÇÃO DE TECNOLOGIAS DE CONTROLO............................................................184 ESTRUTURA BÁSICA DE UM COMPUTADOR.......................................................................204.1 DEFINIÇÃO DE COMPUTADOR................................................................................................................204.2 HARDWARE VERSUS SOFTWARE.............................................................................................................204.2.1 FUNÇÕES PRINCIPAIS DO HARDWARE.....................................................................................................204.2.2 EXEMPLOS DE HARDWARE E SOFTWARE................................................................................................214.2.3 TIPOS DE SOFTWARE...........................................................................................................................21 Índice SRCC© 2
  3. 3. Introdução às Tecnologias de Informação e Comunicação4.2.3.1 Software de Sistema.................................................................................................................214.2.3.2 Software de Aplicação..............................................................................................................224.3 CONSTITUIÇÃO DE UM COMPUTADOR.....................................................................................................234.3.1 DISPOSITIVOS DE ENTRADA E DE SAÍDA.................................................................................................234.3.1.1 Dispositivos de Entrada............................................................................................................244.3.1.2 Dispositivos de Saída................................................................................................................274.3.1.3 Dispositivos Mistos..................................................................................................................354.4 A CAIXA “CHASSIS” DO HARDWARE ....................................................................................................364.4.1 O STANDARD ATX...........................................................................................................................374.4.1.1 Circulação de Ar numa caixa ATX...........................................................................................374.4.2 FONTES DE ALIMENTAÇÃO...................................................................................................................385 ESTRUTURA GERAL DE UM SISTEMA INFORMÁTICO.....................................................395.1 CPU – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO....................................................................................395.1.1 ORGANIZAÇÃO INTERNA DA CPU.........................................................................................................405.1.2 CRITÉRIOS DE CARACTERIZAÇÃO..........................................................................................................415.2 MEMÓRIAS..........................................................................................................................................415.2.1 PARÂMETROS DE CLASSIFICAÇÃO DAS MEMÓRIAS...................................................................................425.2.2 TIPOS DE MEMÓRIA............................................................................................................................425.2.2.1 Memórias Primárias .................................................................................................................435.2.2.2 Hierarquia das Memórias..........................................................................................................505.2.2.3 Memórias Secundárias..............................................................................................................515.2.2.4 Relação Velocidade/Preço das Memórias de Armazenamento.................................................615.3 MOTHERBOARD (PLACA-MÃE, PLACA PRINCIPAL).................................................................................615.3.1 DEFINIÇÃO........................................................................................................................................615.3.2 CONSTITUIÇÃO DE UMA PLACA-MÃE.......................................................................................................625.3.3 EXEMPLO ILUSTRATIVO DE UMA PLACA-MÃE...........................................................................................625.3.3.1 Secções.....................................................................................................................................635.4 SLOTS DE EXPANSÃO E ARQUITECTURA DE BUS....................................................................................635.4.1 DEFINIÇÃO........................................................................................................................................635.4.1.1 O que é o BUS (Barramento)?..................................................................................................645.4.2 TIPOS E ARQUITECTURAS.....................................................................................................................646 DECISÕES: O QUE ADQUIRIR/REMODELAR?......................................................................696.1 O QUE LEVAR EM CONSIDERAÇÃO?.......................................................................................................696.1.1 MOTHERBOARD..................................................................................................................................696.1.2 PROCESSADOR....................................................................................................................................706.1.3 MEMÓRIA RAM ..............................................................................................................................706.1.4 CAPACIDADE E VELOCIDADE DE DISCO RÍGIDO......................................................................................706.1.5 PLACA GRÁFICA................................................................................................................................706.1.6 PLACA DE SOM..................................................................................................................................707 BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................................71 Índice SRCC© 3
  4. 4. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração1 IntroduçãoNeste documento serão apresentados conteúdos – conceitos introdutórios – relacionados com adisciplina de as TECNOLOGIAS de INFORMAÇÃO e COMUNICAÇÃO (TIC): – Conceitos Básicos – Tecnologia – Informação – Comunicação – Tecnologias de Informação e Comunicação – Áreas de Aplicação das TIC – Informática – Burótica – Telemática – Controlo e Automação – Estrutura Básica de um Computador – Noções básicas de funcionamento de um computador Estrutura Geral de um Sistema Informático 4 ©SRCC
  5. 5. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração2 Conceitos Básicos2.1 Tecnologia Tecnologia deriva de duas palavras gregas: Donde derivou a palavra Significa CONHECIMENTO ORGANIZADO TÉCNICA que significa e que deu origem à terminação de muitas disciplinas SABER FAZER científicas (p.e. Biologia, Geologia, Ecologia, Arqueologia, Sociologia, Teologia, Antropologia – estas 3 últimas não são tecnologias porque são teóricas e não práticas) Conhecimento voltado para a prática (Saber Fazer), adquirido e organizado em relação a uma determinada área de intervenção do ser humano na realidade que o rodeia2.1.1 TécnicasTénicas são:Meios e processos de actuar sobre objectos reais, com base em conhecimentos adequados(geralmente fundamentados na ciência). Enquanto as TÉCNICAS são os meios e os processos de actuar na realidade, as TECNOLOGIAS são os conhecimentos em que esses meios e processos de actuação se baseiam.2.1.2 Tipos de TecnologiasTecnologias repartem-se por áreas muito diversificadas. Estrutura Geral de um Sistema Informático 5 ©SRCC
  6. 6. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração Produção de substâncias químicas, máquinas e utensílios, meios energéticos Transformação de produtos minerais Joalharia, Vidreira, Cerâmica, Técnicas: éolica, hidroeléctrica, solar, Serralheira nuclear Tecnologias relacionadas com a medicina ou produção de alimentos, electrodomésticos ou obras de transformação da natureza e da paisagem, etc.As Tecnologias relacionadas com a informação estão voltadas para um plano menos material do queas anteriores, pois orientam-se para um plano simbólico, de códigos ou sinais com significado, planoesse inteiramente criado e manipulado pelo ser humano.No entanto, estas tecnologias da informação têm como suportes de desenvolvimento certos meiosmateriais ou físicos produzidos com base em algumas das tecnologias referidas em primeiro lugar,nomeadamente certo tipo de equipamentos electrónicos.Orientam-se para um:2.2 Informação2.2.1 O que é a Informação?Provém da palavra italiana Informatióne, que significa Informar.É tudo o que recebemos através dos meios de comunicação: rádio, jornais, televisão, internet, vídeos,fotografias, etc.Significa o conhecimento acerca de um indivíduo, facto ou objecto. Estrutura Geral de um Sistema Informático 6 ©SRCC
  7. 7. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração “É um conjunto de dados articulados entre si, devidamente ordenados e organizados de forma a terem significado.” Designações de entidades (objectos, pessoas, etc.), factos, valores numéricos, representações simbólicas de entidades, “É tudo o que é alvo de conhecimento humano e, como tal, pode ser comunicado, tratado e armazenado/guardado.”2.2.2 Tipo de Informação  Visual (Texto e Imagem, gráficos, cores)  Audição (Som)  Palativa/Oral (Som/Fala e Paladar/Sabor)  Olfacto (Cheiro)  Tacto (Gestos e Sensações. P.e. texturas) Num computador apenas temos Texto, Som e Imagem (Gráficos e Cores)2.2.3 CaracterísticasToda a informação deve ser:  Útil – importante, necessária para a nossa vida, para o nosso trabalho, dá para utilizarmos;  Actual – corresponde aos dias de hoje, não é antiga, é recente;  Precisa e Clara – simples, não pode ser complicada e difícil de explicar;  Exacta – corresponde à verdade.2.2.4 Tratamento da InformaçãoO TRATAMENTO de Informação tem os seguintes passos: Estrutura Geral de um Sistema Informático 7 ©SRCC
  8. 8. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – Tomar conhecimento dos dados  Um dado é todo e qualquer conhecimento sobre um objecto, acontecimento ou indivíduo – Transformar os dados (cálculos, análise de dados, estatísticas, interpretação, sínteses,...) – Comunicar os resultados dessa transformaçãoO Tratamento da Informação pode ser um de 3 tipos: o Automático (o utilizado em Informática) o Mecânico (exemplo: fazer contas com um ábaco) o Manual2.3 ComunicaçãoA Comunicação é: – O acto de transmitir informaçãoA COMUNICAÇÃO de Informação pode ser entre: – Homens – Homens e Máquinas – Máquinas Estrutura Geral de um Sistema Informático 8 ©SRCC
  9. 9. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração Prefixo de origem grega que exprime Acto de transmitir informação a ideia de ‘longe’, ‘ao longe’ ou ‘à distância’ “Serviço de transmissão de informação à distância” que envolve a integração de sistemas, tais como: televisão, vídeo, linhas telefónicas, satélites, etc.2.3.1 Telecomunicações2.3.1.1 MEIOS DE TRANSMISSÃO À DISTÂNCIA– Linha telefónica convencional Sinal analógico (X.25). Em termos de velocidade de transmissão, atinge aproximadamente 54 Kbits/segundo.– RDIS – Rede Digital com Integração de Serviços Linha digital que proporciona comunicações telefónicas com maior qualidade, rapidez e fiabilidade. Velocidade de transmissão de 64 Kbits/segundo, permitindo o acesso à Internet a uma velocidade superior à analógica.– Cabo de fibra óptica Segurança e Capacidade de transmissão fazem deste meio de transmissão o preferido para a comunicação a longa distância ou que requeira grandes taxas de transmissão.– ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line Nova tecnologia de transmissão de dados em banda larga sobre as linhas telefónicas convencionais que permite transmitir e receber sinais digitais em alta velocidade.– FWA – Fixed Wireless Access Acesso via rádio a uma rede de telecomunicações. Acesso aos clientes sem ser necessária a construção de infra-estruturas de subsolo, diminuindo o tempo de instalação da rede. Estrutura Geral de um Sistema Informático 9 ©SRCC
  10. 10. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração Particularmente utilizado nos telefones celulares e nos sistemas de captação de rádio dos automóveis.– Satélite Utiliza ondas aéreas para efectuar uplinks (emissões da Terra para o satélite) e downlinks (recepções na Terra vindas do satélite) através de antenas parabólicas e de satélites. O canal mais rápido e dispendioso.2.3.1.2 APLICAÇÕES DAS TELECOMUNICAÇÕES– EDI – Electronics Data Interchange  Redes de telecomunicações entre empresas  Permitem a comunicação de computador a computador  Aumento da Rapidez e Precisão das trocas de informação– Videoconferência  Sistema interactivo de comunicação áudio e vídeo, em tempo real  Numa videoconferência, os participantes comunicam entre si como se estivessem numa mesma mesa de reuniões ou sala de conferências, apesar de situados em locais geograficamente distintos. Podem ver e ouvir os seus interlocutores, intervir em qualquer momento, partilhar documentos de trabalho, projectar apresentações, etc.2.4 Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC)2.4.1 Tecnologias de Informação  Processos de Tratamento, Controlo e Comunicação (transmissão) de Informação,  Baseados fundamentalmente em meios electrónicos, portanto, computadores ou sistemas informáticos.2.4.2 Tecnologias de Informação e Comunicação  Processos de Tratamento, Controlo e Comunicação (transmissão) de Informação,  Recorrendo aos meios de comunicação à distância (telecomunicações). Estrutura Geral de um Sistema Informático 10 ©SRCC
  11. 11. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração2.4.3 Principais áreas das TICPrincipais áreas de aplicação das Tecnologias de Informação são:  Informática;  Burótica;  Telemática;  Controlo e Automação Estrutura Geral de um Sistema Informático 11 ©SRCC
  12. 12. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração3 Aplicação das Tecnologias de Informação e Comunicação3.1 Informática Tratamento e Transmissão da Informação Por Meios Automáticos Dispositivos Electrónicos Computadores Sistemas Informáticos3.1.1 O que é INFORMÁTICA?Deriva das 2 palavras:3.1.2 Áreas de AplicaçãoA Informática é uma área bastante extensa, podendo ser subdividida em áreas mais específicas,nomeadamente: – Concepção e implementação dos componentes de hardware (componentes electrónicos, circuitos, etc.); – Desenvolvimento de aplicações informáticas; – Aplicação de sistemas informáticos para o tratamento e transmissão da informação de uns locais para outros; – Etc.Com o surgimento das áreas referidas, também surgiram áreas profissionais para cada uma delas.Assim temos: – Engenharia de Hardware; Estrutura Geral de um Sistema Informático 12 ©SRCC
  13. 13. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – Engenharia de Software; – Engenharia de Redes; – Gestão e implementação de sistemas informáticos; – Etc.3.1.3 Código BinárioToda a Informação, qualquer caracter (algarismo, letra, sinais, pontuação, etc.) em Informática édefinida/convertida por uma codificação binária (em 0 e 1) para ser interpretada pelo computador. – O registo deste codificação binária, no seu elemento mais simples, é o BIT - Bynary Digit – quer isto dizer que assume um de 2 valores: ZERO ou UM. – No entanto, como podem verificar um 0 ou um 1 somente não daria para codificar muita informação. Então foi criado o BYTE que é um conjunto de 8 bits (permite codificar 2 8, isto é, 1024 combinações diferentes de 0 e 1  logo 1024 é medida utilizada para definir as unidades informáticas). Cada caracter na linguagem informática é representado por 8 bits.  Por exemplo, quando vocês escreverem um E (maiúsculo), o computador irá ler a combinação 01000101.3.1.3.1 MEDIDAS MAIS FREQUENTESAs medidas mais frequentes são: o BYTE – 8 Bits o KBYTE (KiloByte ou KapaByte) – 1024 Bytes  A informação é representada no PC em 1024 Bytes o MBYTE (MegaByte) – 1024*1024 Bytes ou 1024 KBytes  A informação é representada no PC em 1024 Kbytes (mais ou menos 1 milhão de bytes) o GBYTE (GigaByte) – 1024*1024*1024 Bytes ou 1024 MBytes  A informação é representada no PC em 1024 Mbytes (mais ou menos 1 bilião de bytes) o TBYTE (TeraByte) – 1024*1024*1024*1024 Bytes ou 1024 Gbytes Estrutura Geral de um Sistema Informático 13 ©SRCC
  14. 14. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoSendo a relação entre medidas a seguinte:3.2 BuróticaCom a crescente necessidade de optimização do tratamento da informação nos escritórios, também aestes chegou a informática. Assim, a utilização dos sistemas informáticos no tratamento, armazenamento e transmissão dos dados dentro de um escritório chamamos Burótica, ou escritório electrónico. Deriva da seguinte palavra francesa: Designa a aplicação de meios informáticos no tratamento e circulação da informação num escritório. Também conhecido por Escritório Electrónico. Escritório Trata-se de conceber, adaptar e utilizar meios informáticos, devidamente articulados, em escritórios de instituições (empresas, departamentos da Administração Pública, etc.). Estas instituições necessitam de montar redes de computadores, instalar e articular devidamente o software necessário para manipulação da informação em questão, utilizar modems, faxes ou modem-faxes para trocar informação com o exterior, etc.3.3 TelemáticaDeriva da conjunção de duas palavras: Estrutura Geral de um Sistema Informático 14 ©SRCC
  15. 15. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração A Telemática conjuga os meios informáticos (computadores, modems, etc.) com meios de comunicação à distância ou telecomunicações (linhas telefónicas, satélites, etc.)A forma mais simples de efectuar uma comunicação telemática é utilizar um modem, ligando umcomputador pessoal à rede telefónica; assim, pode-se entrar em contacto com outro computador igualao nosso ou com um sistema informático diferente.Para que seja possível colocar dois sistemas informáticos a comunicar à distância, necessitamos deuma linha telefónica e de dois modems, um em cada lado da linha.O modem é o dispositivo de hardware que é colocado entre o computador e a linha telefónica. Estedispositivo tem como função transformar os sinais digitais do computador em sinais analógicospossíveis de transmitir pela linha telefónica e vice-versa.O browser é o programa (software) que permite aceder à informação disponível na web.Actualmente, existem redes de computadores que nos permitem entrar em contacto com vastas áreasgeográficas onde existem sistemas apropriados para tal. O caso mais conhecido é o da Internet, umarede de âmbito mundial.3.3.1 Serviços DisponíveisA grande variedade de serviços disponibilizados faz com que a Internet seja um meio versátil dedivulgação e acesso a todo o tipo de informação e um óptimo exemplo da aplicação das TIC à área daComunicação.Nos últimos tempos, graças principalmente ao desenvolvimento das Redes Digitais com Integração deServiços (RDIS) e às chamadas ‘Auto-estradas electrónicas’, encontram-se em grande expansãooutros tipos de serviços telemáticos, tais como: – www (world wide web), – e-mail (correio electrónico) e v-mail (video mail), – listas de correio (mailing lists), – ftp (file transfer protocol, transferência de ficheiros), – news (fóruns telemáticos de discussão), – teletexto, videotexto, televisão digital, telefone 3G (3.º Geração), – video-conferência, Estrutura Geral de um Sistema Informático 15 ©SRCC
  16. 16. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – GPS (Global Positioning System), – etc.3.4 Controlo e AutomaçãoAs Tecnologias de Controlo (mecânica, indústria) estão directamente relacionadas com as Tecnologiasde Informação, visto que cada vez mais se utilizam os sistemas informáticos para o controlo demecanismos e processos industriais, tais como: – Controlo de Sistemas, – Controlo de Processos Químicos, – Autómatos Programáveis, – Domótica, – Robótica, – Instrumentação Industrial, – Instrumentação Analítica, – Instrumentação de Teste e Medida, – Instrumentação em Rede, – Sistemas de Treino (simuladores), – Processamento de Sinais e – Processamento de Imagem.Automatização dos processos industriais e/ou mecânicos. Estrutura Geral de um Sistema Informático 16 ©SRCC
  17. 17. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração3.4.1 Tecnologias mais Conhecidas Isto permite: MELHORAR a PRODUTIVIDADE e a QUALIDADE do PRODUTO final.Dos anteriormente mencionados, os mais conhecidos são os seguintes:Normalmente, os softwares utilizados são bastantes exigentes, quer em termos de espaço em disco,quer em termos de memória disponível para serem executados.Daí que os computadores utilizados para este tipo de trabalhos tenham características especiais.3.4.1.1 SISTEMA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DE DADOS (SATD’S)Sistemas constituídos por sensores e outros dispositivos electrónicos que captam dados do mundoexterior e canalizam-nos para computadores, onde determinados programas fazem o tratamentodesses dados.Exemplos: Via Verde, Sistemas de Alarme ligados a centrais de segurança3.4.1.2 CONTROLO DE PROCESSOS POR COMPUTADOR (CPC)Sistemas também baseados em sensores, mas em que intervêm outros dispositivos capazes decontrolar processos de produção industrial (p.e. um dispositivo típico usado nesta área é o PLC –Programme Logic Controler – Controlador de Programação Lógica).Exemplos: Engarrafamento ou Embalagem de Vinho3.4.1.3 COMPUTER ASSISTED DESIGN (CAD)Projecto ou desenho realizado com a utilização de computadores e softwares específicos. Estrutura Geral de um Sistema Informático 17 ©SRCC
  18. 18. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoExemplos: arquitectura, cozinhas Míele3.4.1.4 COMPUTER AIDED MANUFACTURING (CAM)Sistemas de fabrico (normalmente de peças) controlados por computador (por vezes fala-se deCAD/CAM, referindo-se a sistemas de conjugação de desenho e fabrico baseados em computador).Fabrico personalizado. Exemplo: um móvel feito à medida de acordo com os desenhos do CAD.3.4.1.5 COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING (CIM)Nível mais avançado de fabrico baseado em computadores com total integração dos processos deprodução, graças aos sistemas informáticos.Fabrico em série. Exemplo: linha de montagem de um automóvel3.4.1.6 ROBÓTICAÁrea que estuda o desenvolvimento de sistemas electromecânicos (robôs) nos quais intervêm meios eprocessos informáticos.Revelou-se muito importante sempre que surge a necessidade de: – Realizar tarefas com o máximo de eficiência e precisão – Aceder a lugares onde a presença humana se torna difícil, arriscada e até mesmo impossível. Por exemplo: ida a Marte.Exemplo: linha de montagem de um automóvel 3.4.1.6.1 Tipo de RobôsDiferenciam-se pelas suas aplicações e formas de trabalhar: – Inteligentes o Manipulados por sistemas multifuncionais e controlados por computador. o Capazes de interagir com o ambiente através de sensores e de tomar decisões em tempo real. – Controlo por Computador o Semelhantes aos inteligentes mas não têm a capacidade de interagir com o ambiente.Actualmente, intensificam-se esforços no sentido de desenvolver o robô inteligente.3.4.2 Consequências da Utilização de Tecnologias de Controlo Estrutura Geral de um Sistema Informático 18 ©SRCC
  19. 19. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração Utilização de Sistemas Informáticos no controlo de processos industriais. Maior dependência das tecnologias Estrutura Geral de um Sistema Informático 19 ©SRCC
  20. 20. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração4 Estrutura Básica de um Computador4.1 Definição de ComputadorÉ um conjunto de objectos físicos (dispositivos mecânicos, electromecânicos e electrónicos) ligados entre sique permitem o processamento (tratamento automático) da informação, isto é, capaz de aceitar dados einstruções, executar essas instruções para processar os dados e apresentar os resultados. PC (computador pessoal)4.2 Hardware versus Software Qualquer sistema informático resulta, obrigatoriamente, da interacção entre 2 – Hard componentes fundamentais – Hardware e Software. ware Refere-se aos dispositivos físicos (electrónicos, mecânicos e electromecânicos) que constituem um sistema informático (computadores e outros dispositivos relacionados). Mas o Hardware ou dispositivos físicos de um sistema informático por si só são – Softw incapazes de comunicar, pelo que se torna necessária a intervenção de uma are componente lógica – o Software. Programas de computador, ou seja, conjuntos de instruções, escritos em diversas linguagens de programação, que determinam a actividade e o comportamento de um sistema informático desde os dados a serem processados até ao funcionamento de um periférico. Permitem colocar todos os componentes do hardware em funcionamento com um objectivo previamente definido, sob uma intervenção mais ou menos activa (ou interactiva) do utilizador.4.2.1 Funções Principais do HardwareO hardware é responsável pelas 4 funções principais do computador: o Entrada de Dados (input): o Comunicação (aceitação) dos dados e dos programas a serem processados. o Responsabilidade: dispositivos de entrada. o Processamento: o Manipulação dos dados para obter informação. o Responsabilidade: processador (CPU). Estrutura Geral de um Sistema Informático 20 ©SRCC
  21. 21. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração o Armazenamento: o Armazenamento de informação para posterior reutilização e transporte. o Responsabilidade: memórias e dispositivos de armazenamento. o Saída de Dados (output): o Visualização e obtenção da informação produzida. o Responsabilidade: dispositivos de saída.4.2.2 Exemplos de Hardware e Software Hardware Software Teclado MS-DOS Rato Windows NT Placa-Mãe MS-Word Placa de Vídeo Corel Draw Monitor Turbo C++4.2.3 Tipos de Software O software subdivide-se em 2 categorias fundamentais: Software de Sistema e 4.2.3.1 S Software de Aplicação O F TWARE DE SISTEMAConsiste numa 1ª camada de software ou conjunto de instruções que transformam o hardware ou a máquinanum sistema funcional, ou seja, com o qual o utilizador pode efectuar determinadas tarefas ou fazer funcionaros seus programas.Conjunto de programas fundamentais para o funcionamento do computador.Essencialmente é o sistema operativo. 4.2.3.1.1 O que é um Sistema Operativo?Desempenha a função fundamental de servir de intermediário (ou interface) entre o hardware e o utilizador eos seus programas de aplicação. Permite a comunicação entre os diversos componentes físicos docomputador. Estrutura Geral de um Sistema Informático 21 ©SRCC
  22. 22. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração 4.2.3.1.2 ExemplosSistemas Operativos e Interfaces Gráficos: o MS-Dos, o Unix, o Linux, o MS-Windows4.2.3.2 SOFTWARE DE APLICAÇÃOEngloba todo o tipo de programas de computador com que o utilizador pode realizar determinadas tarefasespecíficas ou genéricas, como: processar documentos, efectuar cálculos, criar ou consultar bases de dados,elaborar e manipular desenhos ou imagens, etc.Estes programas, por vezes, são designados apenas por aplicações. 4.2.3.2.1 ExemplosConsoante o objectivo a atingir, podemos utilizar diferentes Aplicações Informáticas: Processamento de texto - MS-Word,  MS-Outlook (email) Folhas de cálculo - MS-Excel,  FrontPage (páginas Internet) Criar e gerir apresentações - MS-PowerPoint,  Calculadora (fazer cálculos) Criar e gerir bases de dados - MS-Access,  Paint (fazer desenhos) Tratamento de imagem – CAD Estrutura Geral de um Sistema Informático 22 ©SRCC
  23. 23. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração4.3 Constituição de um Computador Placas de Memória RAM4.3.1 Dispositivos de Entrada e de SaídaA entrada e saída de informação efectuam-se através de dispositivos específicos, externos ou periféricos aosistema.Existem vários dispositivos que veiculam a comunicação entre o computador e o utilizador. Estes dispositivospodem ser agrupados em três grandes grupos: - Dispositivo de Entrada o Sistema que permite introduzir dados do exterior num sistema informático. - Dispositivo de Saída o Sistema que permite ao computador disponibilizar informação para o exterior, para que a possamos utilizar. - Dispositivo Misto o Dispositivo que é simultaneamente um sistema de entrada e saída de informação no/do computador. Estrutura Geral de um Sistema Informático 23 ©SRCC
  24. 24. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração4.3.1.1 DISPOSITIVOS DE ENTRADAConvertem a informação introduzida pelo utilizador em sequências próprias de bits, capazes de sereminterpretadas pelo processador.Exemplos: o Teclado o Rato o Scanner o Canetas ópticas o Leitor de códigos de barras o Câmaras digitais (fotográficas e de filmar) o Joystick 4.3.1.1.1 TecladoÉ um periférico de entrada INDISPENSÁVEL num computador, pois é principalmente através dele que osutilizadores podem introduzir informação (dados) no sistema. 4.3.1.1.1.1 SecçõesO teclado encontra-se dividido em algumas secções: o Secção Principal: Constituída pelas teclas de letras e números, sinais de pontuação, barra de espaços, etc. o Secção de teclas de função: Podem ser utilizadas para funções específicas, dependendo do sistema operativo utilizado e/ou dos ambientes de trabalho dos programas. As teclas F1, F2, etc. o Secção de teclado numérico: Estrutura Geral de um Sistema Informático 24 ©SRCC
  25. 25. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração Teclas que facilitam a introdução de dados numéricos. o Secção de teclas de navegação: Setas; teclas Home, End, Page Up, Page Down, etc. 4.3.1.1.1.2 Teclas com Funções EspeciaisExistem ainda algumas teclas com funções especiais, nomeadamente: o Caps Lock – escrever sempre em maísculas ou em mínusculas o Shift – actua em conjunto com outra tecla. Para tal prime-se a tecla shift e, sem largar, prime-se a outra tecla. Se utilizada com uma tecla que tenha uma letra, desempenha uma função semelhante à da tecla Caps Lock, escrevendo em maísculas ou mínusculas. Se utilizada com uma tecla que tenha um símbolo na parte superior, é assumido o símbolo da respectiva tecla. o Ctrl – tem uma função diferente quando accionamos juntamente com outra tecla e depende do programa que se está a utilizar. É muitas vezes utilizado para accionar atalhos de comandos dos programas. o Alt – utilizada em combinação com outras teclas, permite, p.e., aceder a menus de certos programas. o Backspace – para apagar caracteres da direita para a esquerda. o Enter – utilizada para confirmar uma instrução ou ordem ou, p.e., para seleccionar opções de um menu. Quando utilizada num processador de texto, representa muitas vezes a mudança de linha num texto. o Tab – em ambiente Windows permite a movimentação entre opções de janela. No entanto, a sua função pode variar conforme o programa que se está a utilizar. o Esc – normalmente é utilizada para cancelar uma ordem dada. o Alt Gr – permite aceder aos terceiros caracteres das teclas (identificados no canto inferior direito). 4.3.1.1.1.3 Tipos de TecladoExistem os dois tipos de teclados: o Regular/Normal – o já demonstrado. o Ergonómico – actualmente é o mais indicado para trabalhar, pois não são tão cansativos e previnem lesões por esforços repetitivos (doença conhecida por LER). No entanto, é mais caro que o Regular e difícil de encontrar no mercado. 4.3.1.1.2 RatoEm ambientes gráficos, como o Windows, o rato é um dispositivo fundamental pois permite: o Controlar o cursor no ecrã, Estrutura Geral de um Sistema Informático 25 ©SRCC
  26. 26. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração o Marcar pontos (pointing device) ou o Executar comandos.Normalmente tem dois botões. Contudo, os mais recentes têm também umbotão de rodar, que se destina a movimentar mais facilmente janelas oupáginas de texto com barras de rolamento (scrolling).Nos portáteis existem dispositivos de apontar com funções idênticas àsde um rato mas com um formato bastante diferente, incorporado no próprio portátil e que pode assumir a formade touch point, track ball ou touch pad. 4.3.1.1.3 ScannerTambém chamado de digitalizador.Faz a leitura óptica de um documento, tal como uma fotocopiadora mas com ajuda de um software, criandouma imagem digital – ‘mapa de pontos de cor’ (ou de graus/tons de cinzento) – correspondente à imagemobservada.Esta leitura é visualizada no monitor, podendo ser ou não gravada num ficheiro. 4.3.1.1.3.1 Tipos de ScannerOs scanners mais comuns são: o De mão – que devem ser deslocados manualmente pelo utilizador ao longo da imagem que pretende digitalizar; o De mesa – onde a página a ser digitalizada é colocada sobre uma superfície transparente e a leitura ou varrimento (scan) da imagem é feita pelo próprio scanner. 4.3.1.1.4 Leitor de Código de BarrasTem um funcionamento semelhante ao do scanner.Usado, geralmente, em pontos de venda, a sua utilização é muito simples e substitui, em muitas situações, opróprio teclado.Pode ter vários formatos: o Caneta o Pistola o Ecrã – o mais sofisticado pois lê códigos em diversas posições devido ao uso de espelhos e vários feixes emissores. 4.3.1.1.5 JoystickTem um funcionamento semelhante ao de um rato.Serve essencialmente como um dispositivo de indicação. Estrutura Geral de um Sistema Informático 26 ©SRCC
  27. 27. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoExistem vários modelos onde são incorporados diversos botões, de uso simples e intuitivo.Geralmente são utilizados em softwares de diversão (jogos). 4.3.1.1.5.1 Joystick como dispositivo mistoO Joystick poderá ser considerado um dispositivo misto quando, além da introdução de informação nocomputador, este tem feedback (recebe informação do computador), quando o utilizador sente resposta docomputador no joystick como por exemplo vibrações. Alguns desses joysticks são representados porcomandos, volante e pedais, etc. 4.3.1.1.6 Câmara Fotográfica DigitalPermite a captura digital de imagens.Possui as características de uma máquina fotográfica normal mas também incorporam hardware que lhespermite digitalizar as imagens capturadas, armazenando-as em dispositivos amovíveis (p.e. Cartões dememória).Posteriormente, as imagens podem ser transferidas para o computador através desses dispositivos amovíveis.Não é considerado também um dispositivo de saída visto que as câmaras fotográficas digitais não reconhecemos ficheiros de imagem que saem do computador. 4.3.1.1.6.1 Cartões de Memória como dispositivos mistosNo entanto, os cartões de memória alimentados por este tipo de câmaras são considerados dispositivos mistospois conseguem armazenar os ficheiros digitais gravados pela câmara fotográfica digital e ficheiros de imagemretirados do computador.4.3.1.2 DISPOSITIVOS DE SAÍDAÉ através destes dispositivos/periféricos que os dados processados são transmitidos para o exterior.Exemplos: o Monitor o Impressora o Plotters o Colunas de Som o Projector de Imagem/Vídeo 4.3.1.2.1 MonitorEcrã, é o principal meio de comunicação entre o computador e o utilizador.Transmite visualmente a informação do computador. 4.3.1.2.1.1 Interior de um Monitor Estrutura Geral de um Sistema Informático 27 ©SRCC
  28. 28. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoInterior de um Computador e esquema dos seus principais componentes: 4.3.1.2.1.2 Dimensão do EcrãA dimensão do ecrã do monitor é definida pela diagonal da tela (do canto superior esquerdo ao contado inferiordireito do ecrã), representada em polegadas (14”, 15”. 17”, 19”, 21”). 4.3.1.2.1.3 Placa Gráfica/VídeoLigada à motherboard existe uma placa, chamada placa gráfica/vídeo: - Traduz a informação vinda do CPU ou da RAM e envia-a, de forma perceptível, para o monitor (É o dispositivo que permite visualizar as imagens no monitor, convertendo os sinais digitais em sinais analógicos interpretados pelo monitor através do chip DAC – Digital to Analog Converter). - Resolução gráfica da imagem que sai do monitor é definida: • Pelo n.º de pontos (píxeis) no ecrã – A unidade mais pequena que pode ser criada e visualizada num monitor dá-se o nome de pixel e é esta a unidade utilizada para definir a resolução. “Tamanho dos pontos (Dot Pitch) Se examinarmos com uma lupa o ecrã vemos que a imagem é formada por pontos verdes, azuis e vermelhos. Cada conjunto de três pontos é chamado píxel. A distância medida na diagonal entre dois pontos da mesma cor é designada por dot pitch. O mais comum é encontrarmos monitores com dot pitch de 0,29mm.”11 In http://hugojcb.no.sapo.pt/conteudos/monitor.pdf, página 2 Estrutura Geral de um Sistema Informático 28 ©SRCC
  29. 29. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – Actualmente todos os monitores suportam uma resolução de 1024x768, o que significa suportar 1024 píxeis na horizontal e 768 na vertical. 1024 píxeis Pixel 768 píxeis – Se o ecrã tiver uma resolução gráfica de 800x600 pixéis não deverá ter uma placa gráfica superior, por exemplo, com uma resolução gráfica mínima de 1024x768. • Pela velocidade de reposição da imagem (frequência de varrimento medida em MHz - Megahertz) . “Taxa de actualização (Refresh Rate)  A taxa máxima de actualização da imagem é a frequência da actualização da imagem.  A imagem no monitor não é toda formada em simultâneo, mas por um varrimento na superfície do ecrã, linha a linha.  A velocidade de varrimento é medida em hertz (Hz) ou em número de vezes que é realizado o varrimento ou o refrescamento da imagem por segundo.  Actualmente, a maioria dos monitores têm taxas na ordem dos 60 Hz a 85 Hz.  Quanto maior a velocidade de refrescamento, maior a estabilidade da imagem.  A frequência de refrescamento desejável para se obter uma boa imagem deve ser de pelo menos 75 Hz.  Se aumentarmos a resolução do monitor, poderá acontecer que o monitor ou a placa gráfica não consigam manter o refrescamento, isto é, a variação do refrescamento altera os limites da resolução e vice-versa.  Para se conseguir tirar partido de todas as características de um bom monitor temos que ter uma placa gráfica de igual qualidade.” 2Resolução gráfica da imagem tem evoluído bastante pelo que temos monitores: – MDA (Monochrome Display Adapter) – Não dispõe de recursos gráficos e funciona apenas com uma cor (Sistema monocromático) que suporta 25 linhas e 80 colunas num total de 2000 caracteres por ecrã.2 In http://hugojcb.no.sapo.pt/conteudos/monitor.pdf, página 2,3 Estrutura Geral de um Sistema Informático 29 ©SRCC
  30. 30. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – CGA (Color Graphics Adapter) – a mais antiga para monitores policromáticos. Suporta gráficos e tem uma resolução de 320 colunas e 200 linhas. O número de cores é de 16, mas só suporta 4 cores em simultâneo. – EGA (Enhanced Graphics Adapter) - Suporta a exibição de gráficos com resolução até 640x350, com a exibição de 16 cores diferentes em simultâneo, que poderiam ser seleccionadas num conjunto de 64 cores diferentes. – VGA (Video Graphics Array) – memória de 256 KBytes, permite uma resolução de 640x480 pixéis e 16 cores ou 320x200 pixéis e 256 cores. – SVGA (Super VGA) – permite resoluções acima dos 800*600 pixéis, sendo o normal com memória de 32 Mbytes para placas 3D e 60 MHz de velocidade. Este tipo de monitor pode ultrapassar bastante a resolução de 1024x768 pixéis. Este é a resolução mais actual. 4.3.1.2.1.4 Tipos de MonitoresPodem ser definidos pela sua cor: o Monocromáticos – só com uma cor (branco, verde, âmbar, etc.) sobre um fundo preto (os chamados preto e branco) o Policromáticos – com várias coresMas, essencialmente, existem dois tipos de monitores, definidos pelo tipo de ecrã que apresentam: o CRT – Monitores de Raios Catódicos - Do mesmo género dos aparelhos de televisão o Ecrã Plano – os vulgares TFT ou LCD (Monitores de Cristais Líquidos) - Mais caro que um CRT - São menos cansativos para a vista que um CRT - Ocupam menos espaço que um CRT pois é relativamente fino.Podemos agrupar os monitores da seguinte forma: Estrutura Geral de um Sistema Informático 30 ©SRCC
  31. 31. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração 34.3.1.2.1.4.1 Monitor CRT vs LCD“Existem maus monitores LCD e bons CRT, pelo que é importante consultar as especificações na base dedados Energy Star.No entanto, os monitores LCD (ecrã de cristais líquidos) consomem, em média, 50% a 70% menos energia doque os monitores convencionais CRT (tubo de raios catódicos). Um recente estudo LBNL sobre uma amostrade novos monitores e computadores pessoais revela que os monitores LCD de 15 consomem 30% da energiados monitores CRT de 15 e que os LCD de 17 consomem aproximadamente 50% dos CRT de 17. Avantagem tende a reduzir-se com o aumento das dimensões dos ecrãs LCD.Dimensão do ecrãE tenha em atenção que as dimensões de um monitor nem sempre são o que parecem. Um ecrã LCD dedimensão nominal 16 tem aproximadamente a mesma superfície útil de um CRT de dimensão nominal 17.Se compararmos os CRT e os LCD em modo de desligado (quando o interruptor apenas desliga o aparelho dafonte de alimentação), verificamos que o consumo de energia é semelhante: cerca de 2 W (máximo de 15kWh/ano; ver também fontes de alimentação). No entanto, muitos CRT têm a vantagem de possuir uminterruptor que desliga a fonte de alimentação da rede, enquanto na maioria dos LCD a fonte de alimentação éexterna. No modo de latência, o estudo LBNL constatou que o consumo de energia é idêntico - cerca de 2 W -no LCD e no CRT. Em suma, com uma média de 8 horas de trabalho por dia, a poupança de energia obtida aoescolher um monitor LCD em vez de um CRT de igual dimensão deverá ser superior a 100 kWh/ano.A poupançaDependendo da sua tarifa local de electricidade, isto pode representar uma poupança de até 20 euros/ano emenergia e de até 100 euros durante toda a vida útil do produto. Se a esta juntarmos outras vantagens -economia de espaço, maior estabilidade de imagem e, eventualmente, economia no ar condicionado - o3 In http://hugojcb.no.sapo.pt/conteudos/monitor.pdf, página 3 Estrutura Geral de um Sistema Informático 31 ©SRCC
  32. 32. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploraçãomonitor LCD pode ser, portanto, não só a opção mais ecológica mas também a mais económica, em termos deutilização a longo prazo, para trabalhadores de escritório e consumidores domésticos de energia.Especialmente agora, após a eliminação de alguns dos pontos fracos da tecnologia LCD, dificilmente haveráalgum aspecto em que esta fique a perder: a última geração de monitores LCD pode agora igualar e muitasvezes superar as especificações do CRT em termos de luminosidade, brilho, etc.” 4 4.3.1.2.2 ImpressoraIndispensável sempre que se quiser passar para o papel a informação do computador.Existem 3 tipos de impressoras: - Matriciais (ou Agulhas) - Jacto de Tinta - Laser 4.3.1.2.2.1 Impressora Matricial (ou de Agulhas)Funcionam através de uma cabeça que contém um conjunto de agulhas (9 ou 24, conforme a qualidade daimpressora) – são essas agulhas que imprimem pontos contra o papel, através de uma fita impregnada detinta.Cada letra é impressa com 24 ou 9 pontinhos (matriz de pontos).Estas impressoras são lentas e muito ruidosas, tendo caído em desuso.A sua principal vantagem é a de conseguirem os mais baixos custos por folha impressa, graças ao preço baixodas fitas e à possibilidade de poderem imprimir muitas folhas com a mesma fita. 4.3.1.2.2.2 Impressora Jacto de TintaFunciona com base num dispositivo que projecta jactos de tinta contra a folha de papel, através de umacabeça com um circuito electrónico específico.4 In “http://eu-energystar.org/pt/pt_023c.shtml” Estrutura Geral de um Sistema Informático 32 ©SRCC
  33. 33. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoCada letra é impressa com um pequeno jacto de tinta que pode ser mais ou menos forte mediante a resoluçãoque se peça na impressão.Podem ser monocromáticas (só funciona com um tinteiro a preto) ou a cores (funciona com um tinteiro a pretoe mais um com 3 cores). Quando uma das 3 cores do tinteiro a cores termina, a impressora deixa de imprimirdeterminadas tonalidades/cores, pelo que terá de se comprar um tinteiro novo, desperdiçando as 2 cores quesobram no tinteiro a cores desta impressora.A qualidade de impressão é muito boa (melhor que a da impressora matricial e inferior à do laser) e o ruído ébastante baixo.É mais barata que a impressora a laser quando falamos na impressão em série a preto. Quando pretendemosimprimir a cores, e frequentemente, um elevado n.º de folhas a cores deveremos investir numa impressora alaser. 4.3.1.2.2.3 Impressora a LaserCada letra é impressa com um raio de laser de fraca potência que incide sobre a folha de papel e à suapassagem borrifa tinta em forma de pó.Estas impressoras funcionam com um tinteiro preto mais 3 tinteiros (1 Azul, 1 Amarelo e 1 Vermelho). Quandouma das cores termina basta comprar o tinteiro correspondente a essa cor, não havendo desperdício! Esta éuma das razões apontadas para se escolher uma impressora a laser em vez da jacto de tinta quando sepretende imprimir a cores e frequentemente um elevado n.º de folhas. Estrutura Geral de um Sistema Informático 33 ©SRCC
  34. 34. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoA qualidade de impressão é óptima e o ruído é praticamente nulo.Embora possuam uma boa relação qualidade/preço e sejam muito rápidas, continuam a não ser acessíveis aoutilizador comum. São mais dispendiosas, quer no seu preço quer na manutenção e nos consumíveis queutilizam.Existem impressoras a laser a cores mas as monocromáticas são bastante mais acessíveis a nível monetário. 4.3.1.2.3 Plotter (Traçador Gráfico)Semelhante à impressora mas que se destina a imprimir desenhos de grandes dimensões, com elevadaprecisão e rigor. P.e. plantas arquitéctonicas, mapas cartográficos, etc.Existem 2 formatos: - Prancha rectangular – sobre a qual se desloca um braço mecânico com uma caneta na ponta, que efectua sobre o papel o traçado determinado pelo computador; - Suporte Vertical – no topo do qual desliza a folha de papel, sobre a qual se desloca, em sentido contrário a caneta que regista o traçado. 4.3.1.2.4 Colunas de SomÉ um periférico de saída do PC que nos permite ouvir o som que sai do PC.Em vez de colunas podemos ter o PC-Speaker que é um pequeno altifalante instalado na Mini-Tower do PCque tem uma fraca capacidade sonora. 4.3.1.2.4.1 Placa de SomA placa de som é uma componente que transforma a informação contida nos ficheiros digitais de música emsom que é transmitido pelas colunas.É normalmente instalada na porta de expansão do PC designada por MIDI – Musical Instrument DigitalInterface. 4.3.1.2.5 Projector de Imagem/VídeoUm projector de imagem é um dispositivo que se liga ao computador através do mesmo conector do monitor,permitindo assim projectar o conteúdo do ecrã para uma tela proporcionando uma imagem de grandesdimensões. Estrutura Geral de um Sistema Informático 34 ©SRCC
  35. 35. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoServe para fazer a apresentação de um tema numa conferência ou numa aula, a exposição de um produtocomercial, um projecto ou um protótipo, etc.4.3.1.3 DISPOSITIVOS MISTOSOs dispositivos mistos, de entrada e saída (input/output), são aqueles que tanto permitem efectuar a entradacomo, também, a saída de dados.São dispositivos capazes de canalizar informação do exterior para o interior do computador e vice-versa.Exemplos:  Drives  Modems  Monitores Tácteis (Touch Screen)  Placas de Rede 4.3.1.3.1 ModemsPermite ligar um computador a outros através de um meio de comunicação não digital, como, p.e., a linhatelefónica. 4.3.1.3.1.1 Funções do modemNo emissor, a função é modelar, ou seja, é a de converter os sinais do computador (sinais digitais) em sinaisque possam ser transmitidos pela linha telefónica normal (sinais analógicos).No receptor, a função é desmodelar, ou seja, é a de converter os sinais recebidos através de uma linhatelefónica (sinais analógicos) em sinais que o computador reconheça (sinais digitais). 4.3.1.3.1.2 Tipos de modemExistem 2 tipos de modem: - Internos – sob a forma de placas que são encaixadas na motherboard; - Externos – como apresentado na figura que se segue. 4.3.1.3.2 DrivesSão os dispositivos responsáveis pela comunicação entre a CPU ou a RAM e os suportes de armazenamentoexterno (drives de disquetes, discos rígidos, portas USB, pens, gravadores CD/DVD, etc.).São consideradas periféricos porque são externas ao processador. 4.3.1.3.2.1 Drives de CD/DVD que são dispositivos apenas de entrada Estrutura Geral de um Sistema Informático 35 ©SRCC
  36. 36. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoQuando estamos perante um leitor de CD/DVD que não permite gravar os respectivos CDs ou DVDs, em queapenas é permitido a leitura da informação que neles está armazenada, então estes leitores são apenasdispositivos de entrada. 4.3.1.3.3 Monitor Táctil (Touch Screen)Idêntico ao monitor que normalmente se utiliza, mas permite também a introdução de dados através de toquesna área do ecrã. 4.3.1.3.4 Placa de RedePermite ligar vários computadores em rede.Esta funcionalidade possibilita a partilha de recursos bem como a troca de informação entre os várioscomputadores que se encontram ligados entre si.4.4 A Caixa “Chassis” do HardwareUma caixa que acondiciona os principais componentes de Hardware de um sistema informático (Unidade deComunicação, Tratamento e Armazenamento de Informação, é um conjunto de periféricos de saída e entradado PC, assim como de outro tipo de objectos físicos). Ao ser rígida evita a torção dasplacas de circuito e o chocalhar solto das peças mecânicas.É constituída pelos seguintes dispositivos básicos: Processador; Placas Gráfica, de Som;Disco Rígido; Drives de Disquetes, CD-ROM, DVD; Motherboard; Placas de Memória RAM.Pode ser vertical (a mais comum e que usualmente é identificada por Torre) ouhorizontal (frequentemente chamada de desktop). Caixa tipo“A caixa serve como um chassis que suporta todas as peças, tendo o seu design vindo a Torrenormalizar-se. A única vantagem da normalização é a possibilidade de troca de peças ao escolher-se uma caixa do tipo-A7 (6 por 21 por 16,5 polegadas), obtém-se a maior escolha possível de Caixa tipo A7 ou fontes de alimentação e placas de sistema. As caixas mini-AT (6 por 19 por mini-AT 16,5 polegadas) mantêm a altura do AT para acomodar placas de expansão mais altas. Ambas as caixas podem acomodar 2 dispositivos dearmazenamento lado a lado.Alguns dos grandes fabricantes de PC desenvolveram as suas próprias caixas estilizadas de menoresdimensões – small fooprint cases (caixas de PC de pequenas dimensões) – que medem 6 por 16 por 16polegadas ou menos; os sistemas de linha estreita (ou de baixo perfil) têm as mesmas dimensões reduzidasmas apenas 4 polegadas de altura. Esta linha estreita impõe a colocação na caixa de placas adaptadoras coma posição horizontal, com uma barra em forma de “T” ligada à placa de sistema. Ambos os tipos de sistemaspoderão ter lugar para 3 dispositivos de armazenamento.As caixas do tipo torre (24 por 6 por 17 polegadas) (…) são essenciais para os que procuram um servidor deficheiros. Muitas torres existentes no mercado utilizam fontes de alimentação e outros componentesnormalizados, e podem frequentemente levar entre 8 a 10 dispositivos de armazenamento de meia altura ede 5,25 polegadas.”55 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores, pág. 29-30 Estrutura Geral de um Sistema Informático 36 ©SRCC
  37. 37. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração“Ao optar-se estritamente por uma caixa do tipo AT, proporciona-se o acesso a peças de substituição debaixo custo (incluindo fontes de alimentação e placas de sistema. ”6Dimensões não normalizadas das caixas de pequenas dimensões e de linha estreitaVantagens: disponibilidade de dispositivos que poupam espaço.Desvantagens: complicação do processo de pesquisa e aquisição de fontes de alimentação normalizadas.Caixas do tipo TorreVantagens: podem aumentar as opções de expansão, proporcionando mais espaço para a inclusão deranhuras.Desvantagens: ocupam fisicamente mais espaço.Caixas feitas à medida“Os projectos exclusivos, por vezes, constituem escolhas atraentes porque proporcionam mais opções deinstalação para diversos tipos de unidades ou um conjunto mais harmonioso e conveniente.”74.4.1 O Standard ATXO ATX é definido para abranger 4 áreas principais de aperfeiçoamento: facilidade de utilização, melhor suportepara I/O actuais e futuros, melhor suporte para processadores actuais e futuros e uma redução no preço totaldo sistema.Aqui o processador é colocado distanciado dos slots de expansão, permitindo que possam ser colocadas, emtodos os slots, placas mais compridas (full lenght) e placas que incluam características multimédia. Tambémpoderá albergar um maior n.º de dispositivos de I/O e posicionar melhor os conectores de disquetes e discosduros, permitindo a utilização de cabos mais curtos. Estes aspectos geram uma redução de custos significativaem cabos e placas.“Usando uma fonte de alimentação que foi especialmente optimizada para o ATX, é possível reduzir oscustos de refrigeração e baixar o nível de ruído. Uma fonte de alimentação ATX tem uma ventoinha,montada lateralmente, o que permite o arrefecimento directo do processador e placas de expansão,tornando desnecessária a utilização de uma ventoinha secundária.”8 4.4.1.1CIRCULAÇÃO DE 4.4.1.1CIRCULAÇÃO AR NUMA CAIXA ATXA fonte de alimentaçãopuxa o ar através das aberturas traseiras dacaixa e empurra-o para o processador, o qual está colocado perto da6 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores, pág. 307 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores, pág. 308 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores, pág. 31 Estrutura Geral de um Sistema Informático 37 ©SRCC
  38. 38. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploraçãoventoinha. Seguidamente, o ar é empurrado para fora através das aberturas situadas à frente e aos lados dacaixa.A combinação do dissipador com a ventoinha fornecidos com o CPU e a circulação consistente do ar dasfontes ATX são uma óptima solução para a dissipação térmica.4.4.2 Fontes de Alimentação“As fontes de alimentação convertem a corrente eléctrica alterna da rede de distribuição (AC) em correntecontínua utilizável pelos circuitos lógicos dos nossos PC.As fontes de alimentação estão normalizadas em 2 tamanhos físicos: 1 que se adequa ao chassis AT normal eoutro que cabe numa caixa mini-AT. Algumas caixas, principalmente torres e computadores de pequenasdimensões usam fontes de alimentação com uma potência especialmente adequada. A desvantagem destasfontes é o preço da sua manutenção.A quantidade de potência que poderá necessitar depende de até que ponto se pretende expandir umsistema e/ou do próprio sistema já existente. (…) Por exemplo, um Pentium III não puxa mais do que 30W; amaior parte das placas de expansão normais e os modernos discos rígidos consomem menos de 10W. A nãoser que se planeie adicionar vários dispositivos de armazenamento de grande capacidade, as fontes dealimentação de 200W ou 250 W incorporadas na maior parte dos PC e nas caixas comercializadasseparadamente são bastante generosas, embora possam ir até 500W.A maior parte das fontes de alimentação inclui uma ventoinha que arrefece não apenas os dissipadores decalor existentes no interior da fonte de alimentação, como também activa a circulação do ar que baixa atemperatura interior do seu PC. Uma ventoinha de alto débito movimentará uma quantidade maior de ar eproporcionará um maior arrefecimento potencial. A ventoinha da fonte de alimentação, a parte maisbarulhenta do PC, torna algumas destas máquinas tão ruidosas como aspiradores mal afinados.(…) A maior parte das fontes de alimentação utlizam um interruptor deslizante que acomoda tanto os220/230 V usados ao longo da Europa, como os 110/117 V estilo EUA. As fontes de alimentação auto-ajustáveisque, como o nome indica, se ajustam sozinhas à tensão que recebem do sector, permitem-lhe ligar o seucomputador sem problemas para onde quer que vá.”99 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores, pág. 32-33 Estrutura Geral de um Sistema Informático 38 ©SRCC
  39. 39. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração5 Estrutura Geral de um Sistema Informático Dados Informação Informação (introduz dados no (recebe os dados PC que são do PC depois de enviados para a (armazenamento/depósito processados pela de informação) CPU) Entrada para o CPU5.1 CPU – Unidade Central de Processamento“O processador é a componente mais importante da placa principal, fazendo o processamento dainformação e determinando qual a capacidade do processamento de todo o sistema e a velocidade com quetoda a informação é processada. É ele também que nos vai dizer que tipo de linguagem, ou melhor, que tipode programas podemos utilizar no sistema.”1010 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores Estrutura Geral de um Sistema Informático 39 ©SRCC
  40. 40. Aplicações Informáticas e Sistemas de ExploraçãoTambém conhecida por processador, a CPU: – Central Processing Unity (Unidade Central de Processamento) – Unidade – porque é apenas um componente (chip) – Central – porque é a unidade fundamental e a mais complexa de todo o sistema – Processamento – porque é neste elemento que se realiza todo o processamento, funcionamento e desempenho do computador. Organiza, trata e faz a gestão da entrada e saída da informação do PC. Também é aqui que é guardada a informação dentro do PC (na memória). A memória interna do PC pode ser a ROM (Read Only Memory) e a RAM (Random Access Memory). A ROM é a memória só de leitura contém sempre a mesma informação que foi introduzida a 1ª vez que o PC foi ligado. A RAM é a memória temporária de leitura, escrita e de apagar que sempre que o PC é desligado é esvaziada/limpa. – Corresponde ao microprocessador nos computadores pessoais – Constitui o coração ou o cérebro do computador à volta do qual tudo o resto funciona5.1.1 Organização interna da CPUA CPU tem uma organização interna muito complexa.– Unidade de Controlo – envia sinais aos diferentes componentes, controlando ou determinando as operações a realizar pela CPU. Assim, é responsável pela correcta indicação das instruções a executar, pela leitura/escrita da informação armazenada na memória, pela descodificação das instruções e pelo controlo de todos os outros dispositivos do computador.– Unidade Aritmética e Lógica (ALU) – ou Arithmetic and Logic Unit ou UAL, para além de um conjunto de tarefas específicas, é a responsável pela execução das operações aritméticas (adição, subtracção, multiplicação, etc.) e lógicas (‘e’ – and -, ‘ou’ – OR – lógicos). Estrutura Geral de um Sistema Informático 40 ©SRCC
  41. 41. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração– Registos – componentes onde são armazenados temporariamente os dados intermédios do processamento efectuado pelo processador (pela ALU). Os registos encontram-se na unidade de controlo e na ALU e são designados conforme a sua utilização.– Unidade de Comunicação Interna – permite ligar os diferentes componentes internos do microprocessador aos componentes externos a este. Onde são recebidas as instruções provindas de outros componentes (memórias ou dispositivos de input) para, em seguida, serem descodificadas de modo a que a CPU possa determinar quais as operações a realizar.5.1.2 Critérios de CaracterizaçãoO processador tem 3 critérios de comparação: – Velocidade de processamento, da transferência de dados entre o CPU e a memória externa ou os dispositivos de entrada/saída do PC, é efectuada em períodos de tempo bem determinados e designados como ciclos de máquina (temporizados pelo sinal de relógio do CPU). A rapidez com que funciona a máquina – definido por MHz que indica a rapidez com que funciona o ciclo de máquina, ou seja, o n.º de ciclos por segundo efectuados pelo CPU. O normal é 2400 MHz (2,4 MHz) ou mais. – Comprimento da palavra – nº de bits (corresponde ao nº de ligações em paralelo) passíveis de serem tratados em simultâneo. 32 bits é considerado o normal. – Capacidade de endereçamento – memória de massa. Definição da RAM é feita em Mbytes. O normal é 256 Mbytes.É a combinação destes critérios que distinguem os diversos modelos: 286, 386, 486, Pentium, Pentium II,Pentium III, Pentium IV, etc.Os processadores da Intel são os mais utilizados no mercado português. Na década de 70 foi lançado oprocessador 8086 com um bus interno e um bus externo de dados de 16 bits e outro bus externo de endereçosde 20 bits (1 Mbyte de posições de memória). Mas os processadores sofreram uma evolução ao longo dosanos e, nos dias de hoje, os mais comuns são da família do Pentium (capítulo 3 – Processadores e suaTecnologia do livro “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães).5.2 MemóriasA Memória pode definir-se como capacidade de armazenamento de informação.É aqui que são armazenados: – Os dados para processamento, – Os dados intermédios do processamento, – Os resultados finais, – O programa que, num dado momento, está a ser executado, determinando o processamento. Estrutura Geral de um Sistema Informático 41 ©SRCC
  42. 42. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração5.2.1 Parâmetros de Classificação das MemóriasOs parâmetros que permitem classificar as memórias são os seguintes: – Tempo de acesso: tempo que o processador (CPU) demora a aceder à memória (ler ou gravar informação). – Capacidade de endereçamento: número de bits que podem ser lidos ou escritos, simultaneamente, num determinado instante na memória (medida em bits ou bytes). – Tamanho: espaço, quantidade de informação que a memória permite armazenar (medida em bits ou bytes). – Tipo/Modo de Acesso: sequencial (para aceder a uma posição de memória é necessário aceder a todas as posições anteriores) ou aleatório (o acesso é feito directamente à posição que se pretende aceder). – Capacidade de Leitura e Escrita: todas as memórias permitem que se leia o seu conteúdo, mas nem todas permitem a escrita. – Volatilidade: capacidade, ou não, de a memória reter a informação quando não é alimentada pela corrente eléctrica. É volátil quando perde a informação por não estar alimentada pela corrente eléctrica.5.2.2 Tipos de MemóriaAs memórias podem ser classificadas em: – Primária – Indispensável ao funcionamento de um sistema informático, é a memória que se encontra mais próxima do processador. – Existe sob a forma de circuitos eléctricos, onde estão armazenadas as instruções e os dados com que o processador vai trabalhar, bem como o resultado intermédio e final do processamento. – É Volátil - tem a necessidade de estar constantemente a ser alimentada de corrente eléctrica. Assim, quando o computador se desliga ou é desligado, todo o conteúdo desta memória é perdido. – Exemplos: RAM, ROM (não é volátil porque é alimentada pela bateria da motherboard) e Cache. – Secundária – Surge da necessidade de guardar os dados e a informação para além do tempo de permanência na memória principal. – Permite mudar de aplicação ou mesmo desligar o PC sem que a informação se perca. – Consiste nos dispositivos de armazenamento secundário, como um complemento à memória primária do computador. Estrutura Geral de um Sistema Informático 42 ©SRCC
  43. 43. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – Grande capacidade de armazenamento, frequentemente guarda programas e informação com carácter mais permanente e por isso não é Volátil. – Exemplos: disquetes, CDs, disco rígido, bandas magnéticas5.2.2.1 MEMÓRIAS PRIMÁRIAS 5.2.2.1.1 RAM (Random Access Memory)“A memória principal do computador, ou RAM, é o sistema que vai fornecer ao processador toda ainformação necessária para este executar os programas e aí armazenar os dados relativos a esseprocessamento. Quanto maior a memória residente num sistema, mais determinante vai ser o desempenhodo processador.”11Existem vários tipos de memória RAM (Random Access Memory): – RAM – é aqui que são guardadas temporariamente as várias informações do sistema (instruções que o processador vai executar, dados a processar, bem como os resultados intermédios e finais do processamento) para consulta posterior. O tamanho da RAM condiciona o tamanho e o número de programas que podem ser executados num dado momento. É uma memória de leitura e escrita onde o acesso à informação é feito aleatoriamente. – DRAM (Dynanimc RAM) – memória RAM constituída internamente por transístores e condensadores que lhe conferem maior capacidade de armazenamento. É a mais acessível em termos de preço, mas também é a mais lenta pois necessita de refrescamento de memória (memory refresh).11 In “Hardware – PCs e Periféricos (Curso Completo)” de José Gouveia e Alberto Magalhães, FCA Editores Estrutura Geral de um Sistema Informático 43 ©SRCC
  44. 44. Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração – SRAM – funciona sem o refrescamento da memória, permitindo um tempo de acesso mais rápido. Por ser muito dispendiosa, é usada apenas como memória cache, estando integrada no processador (cache L1) ou na motherboard (cache L2) e com um tamanho reduzido. A necessidade dos computadores terem este tipo de memória vem do facto de que, quando o processador necessita de informação residente na memória principal, tem de esperar que esta lhe forneça os dados, pois a memória RAM é mais lenta que o processador. – RDRAM (Rambus Dynanimc RAM) – é desenvolvida pela empresa Rambus e é baseada numa nova interface eléctrica, o RSL (Rambus Signaling Level). Foi desenvolvida e testada para sistemas que funcionem a mais de 500 MHz. Os módulos de memória são superiores a 16 MBytes. – SDRAM (Static RAM) – memória Cache, constituída internamente por circuitos flip-flop, conferindo-lhe maior rapidez de funcionamento, mas menor capacidade de armazenamento que a DRAM. Actualmente, é a RAM mais cara e a mais rápida que existe no mercado, estando disponível apenas em formato DIMM. Inicialmente funcionava em sistemas a 66 MHz e a 5 V, passando em seguida para 3,3 V. Com o aparecimento das motherboards com bus externo de 100 MHz, estas memórias foram adaptadas para funcionarem e tirarem o melhor partido do barramento de 100 MHz. – VRAM – RAM de vídeo, é mais cara que a DRAM para operações de vídeo. Isto porque permite operações de leitura e escrita em simultâneo. A memória desta RAM varia entre os 512 KBytes até aos 16 MBytes. É utilizada nas placas gráficas e de vídeo, sendo independente da memória RAM do sistema. Quanto maior for a quantidade de VRAM, maior será o n.º de cores disponibilizado para uma determinada resolução da placa gráfica/vídeo. Para além desta memória, as placas gráficas suportavam SIMM de 30 contactos, desde que tivessem um adaptador próprio. Esta memória não ia aumentar a performance da placa mas sim o n.º de cores disponíveis. – WRAM (Windows RAM) – acrescenta um pequeno processador cuja função é a de permitir um mais rápido posicionamento dos gráficos no ecrã. – NVRAM – non-volatile RAM, também conhecida como Flash RAM ou ‘memória Flash’, é um tipo de memória RAM que não perde os dados quando desliga. CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) – pequena memória RAM que mantém a informação sobre a configuração do computador (n.º e tipo de dispositivos de armazenamento externo, quantidade de memória, etc.), além da data e hora do sistema. Embora seja uma memória de leitura e escrita do tipo RAM, é não volátil, mantendo todo o seu conteúdo mesmo quando o computador é desligado da corrente eléctrica. Tem um consumo ínfimo de energia, o que permite que o seu conteúdo seja permanentemente alimentado por uma bateria incluída na motherboard.Também podemos tipificar as memórias RAM pela seguinte classificação: o DIMM (Dual In-line Module Memory) – suporte de 168 contactos, utilizada desde os Pentium II até aos primeiros Pentium 4. Encontra-se a cair em desuso. Estrutura Geral de um Sistema Informático 44 ©SRCC

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