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Aula 00 Curso: Informática – Teoria e Questões comentadas p/ TRF Professor: Gustavo Cavalcante Hardware e Software (Teoria) Professor: Ramon Souza

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Curso: Informática – Teoria e Questões

comentadas p/ TRF

Professor: Gustavo Cavalcante Hardware e Software

(Teoria)

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ASSUNTOS PÁGINA

1. CONCEITOS BÁSICOS ................................................................... 4

1.1 Conceitos fundamentais sobre processamento de dados ........................ 4

1.2 Organização, arquitetura e componentes funcionais (hardware e software)

de computadores. ................................................................................ 5

2. REPRESENTAÇÃO E ARMAZENAMENTO DA INFORMAÇÃO .................... 7

3. COMPONENTES DO COMPUTADOR (HARDWARE) ............................. 10

3.1 Placa mãe ................................................................................... 13

3.2 Unidade Central de Processamento .................................................. 18

3.3 Memória e dispositivos de armazenamento ....................................... 30

3.4 Dispositivos de Entrada e Saída (E/S) ou periféricos ........................... 50

3.5 Barramentos ................................................................................ 59

3.6 Entendendo as configurações de um computador ............................... 69

4. SOFTWARE ............................................................................... 71

5. REFERÊNCIAS ........................................................................... 76

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Para facilitar sua referência, abaixo listamos as esquematizações desta aula:

Esquema 1 – Processamento de Dados. ............................................................................. 4 Esquema 2 – Organização x Arquitetura de computadores. .................................................. 5 Esquema 3 – Componentes funcionais dos computadores. ................................................... 6 Esquema 4 – Representação de caracteres por valores de tensão. ........................................ 7 Esquema 5 – Representação de um bit. ............................................................................. 7 Esquema 6 – Unidades de armazenamento e transferência. ................................................. 8 Esquema 7 - Componentes básicos de um computador. ...................................................... 10 Esquema 8 – Barramento (BUS). ..................................................................................... 11 Esquema 9 – Anatomia de uma placa mãe. ....................................................................... 13 Esquema 10 – Componentes da placa mãe. ....................................................................... 16 Esquema 11 – Ciclo de instrução básico. ........................................................................... 18 Esquema 12 - Principais componentes do processador. ....................................................... 19 Esquema 13 – RISC x CISC. ............................................................................................ 20 Esquema 14 – Processadores 32 e 64 bits. ........................................................................ 21 Esquema 15 – Processadores multinúcleo. ........................................................................ 23 Esquema 16 - Outras características dos processadores. ..................................................... 26 Esquema 17 – Memória. ................................................................................................. 30 Esquema 18 – Hierarquia de memória. ............................................................................. 30 Esquema 19 – Características das memórias. .................................................................... 32 Esquema 20 – Registradores. .......................................................................................... 34 Esquema 21 – Memória cache. ........................................................................................ 35 Esquema 22 – Níveis de Cache. ....................................................................................... 36 Esquema 23 – Busca de dado ou instrução em sistema com cache. ...................................... 37 Esquema 24 – Memória Principal (RAM). ........................................................................... 38 Esquema 25 – SRAM x DRAM. ......................................................................................... 39 Esquema 26 – Classificações da DDR Comercial. ................................................................ 40 Esquema 27 – Memórias DDR. ......................................................................................... 41 Esquema 28 – Memórias ROM. ........................................................................................ 42 Esquema 29 – Tipos de ROMs. ......................................................................................... 42 Esquema 30 – Memória secundária x memória terciária. ..................................................... 43 Esquema 31 – Memória Secundária (e terciária). ............................................................... 44 Esquema 32 – HDD x SSD. ............................................................................................. 46 Esquema 33 – Discos óticos. ........................................................................................... 48 Esquema 34 – Dispositivos de Entrada e Saída (E/S, I/O ou periféricos). .............................. 50 Esquema 35 – Dispositivos em bloco ou em caractere. ....................................................... 52 Esquema 36 – Tipos de Impressoras. ............................................................................... 56 Esquema 37 – Projeção multimídia. .................................................................................. 58 Esquema 38 – Barramentos de entrada e saída. ................................................................ 64 Esquema 39 – Padrões USB. ........................................................................................... 66 Esquema 40 – Conectores USB. ....................................................................................... 67 Esquema 41 - Entendendo as configurações do computador. ............................................... 69 Esquema 42 - Tipos de softwares quanto as finalidades. ..................................................... 71 Esquema 43 – Licenças de software. ................................................................................ 73 Esquema 44 – Drivers. ................................................................................................... 75

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1. CONCEITOS BÁSICOS

Nesta aula, nós vamos aprender um pouco sobre os computadores e seus

componentes. Antes disso, no entanto, é importante conhecer alguns conceitos

básicos que são úteis para o entendimento da matéria.

1.1 Conceitos fundamentais sobre processamento de dados

Um computador é uma máquina (conjunto de

partes eletrônicas e eletromecânicas) capaz de

sistematicamente coletar, manipular e fornecer os

resultados da manipulação de informações para

um ou mais objetivos. Por ser uma máquina composta

de vários circuitos e componentes eletrônicos, também

foi chamado durante algum tempo de equipamento de

processamento eletrônico de dados.

O processamento de dados consiste em uma série de atividades

ordenadamente realizadas, com o objetivo de produzir um arranjo

determinado de informações a partir de outras obtidas inicialmente.

O processamento eletrônico de dados (executado por computadores)

é demonstrado no esquema seguinte:

Esquema 1 – Processamento de Dados.

Atualmente, com a imensa quantidade de informações que precisam ser

conhecidas e atualizadas rapidamente pelas empresas, a utilidade dos

computadores deixou de ser apenas importante para se tornar essencial, quase

imprescindível em praticamente todo tipo de atividade.

É fácil perceber a importância dos computadores não é? Inclusive para

você ter acesso a este material para trilhar o caminho rumo a sua aprovação

você precisou (e precisa) de um!!! Além do mais, os smartphones, televisores

inteligentes, videogames são também computadores.

Dados

(entrada)Processamento

Informação (saída)

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1.2 Organização, arquitetura e componentes funcionais (hardware e

software) de computadores.

Organização e arquitetura de computadores

Quando se estuda ou analisa um computador, podemos tratar o assunto

sob dois pontos de vista diferentes: da organização ou da arquitetura.

A organização (implementação) de um computador é a parte que

trata dos aspectos relativos aos componentes físicos específicos, como a

tecnologia utilizada na construção da memória, a frequência do relógio, os sinais

de controle para iniciar as microoperações nas diversas unidades da máquina.

Esta parte interessa mais aos especialistas que construíram o computador.

A arquitetura do mesmo computador trata de aspectos que têm

impacto direto na elaboração de um programa de computador como o

conjunto de instruções de um processador, o tamanho de uma palavra, os

modos de endereçamento das instruções, o tipo e o tamanho dos dados

manipulados pelo processador. Esta parte é de maior interesse dos

programadores.

Esquema 2 – Organização x Arquitetura de computadores.

Componentes funcionais (hardware e software) de computadores.

Sendo uma máquina, o computador é constituído por diversos

componentes físicos, desde os menores, na escala dos nanômetros, como os

transistores, resistores e capacitores, a outras maiores, como os monitores de

vídeo, o teclado, o mouse, a fiação elétrica. Os componentes físicos formam

a parte do computador conhecida como hardware.

No entanto, apenas o hardware não é capaz de sozinho realizar uma

atividade específica útil para o processamento eletrônico de dados. Ele requer

uma instrução ou comando para realizar uma atividade qualquer. Essas

instruções, que podem ser ordenadas de formas diferentes, são chamadas

software (muitas vezes chamados de programas de computador). É o software

que mostra a versatilidade e a “inteligência” do computador. Os componentes

lógicos de um computador formam o software.

Organização

•Aspectos relativos aos componentes físicos específicos.

•Interesse dos especialistas que construíram o computador.

Arquitetura

•Aspectos que têm impacto direto na elaboração de um programa.

•Interesse dos programadores.

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Outro termo associado ao universo dos computadores é peopleware.

Este termo refere-se a parte humana que se utiliza das diversas

funcionalidades dos sistemas computacionais, seja este usuário um

Analista de sistema ou, até mesmo, um simples cliente que faz uma consulta

em um caixa eletrônico da Rede Bancária.

Vamos esquematizar estes termos:

Esquema 3 – Componentes funcionais dos computadores.

Computador

Hardware Software

Parte física.

São todos componentes físicos

do computador, em conjunto ou

em parte.

Exemplos: gabinete, teclado,

monitor, CPU, placa de vídeo,

placa mãe, etc.

Parte lógica.

São mais conhecidos como

programas de computadores. São

um conjunto de instruções a

serem seguidas/executadas

pelo hardware ou por outro

software.

Exemplos: sistemas operacionais,

jogos, Internet Explorer, etc.

Peopleware

Parte humana.

Pessoas que se utilizam das diversas

funcionalidades dos sistemas computacionais.

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2. REPRESENTAÇÃO E ARMAZENAMENTO DA INFORMAÇÃO

Um computador precisa ter um processo qualquer para representar

não só os dados que irá manipular (processar), mas também as instruções

ou ordens dadas aos seus componentes.

Tratando-se de uma máquina, que é constituída por sinais elétricos, seja

de tensão ou de corrente e cuja habilidade é a manipulação de valores

numéricos, os criadores dos computadores escolheram algarismos ou dígitos

para representar e manipular os dados. Esses dígitos são internamente

representados por valores de tensão, um para cada símbolo diferente.

Esquema 4 – Representação de caracteres por valores de tensão.

Como seria muito difícil para os engenheiros criarem um nível de tensão

para cada um dos caracteres da linguagem humana, além de inconvenientes de

custo e confiabilidade, optou-se por uma menor quantidade de dígitos.

Atualmente só temos máquinas usando o sistema binário, com dois dígitos

apenas (0 e 1).

Dizemos então, que a menor unidade de informação armazenável

em um computador é o algarismo binário ou dígito binário, conhecido

como bit (BInary digiT). O bit pode ter, então, somente dois valores: 0 e 1.

Esquema 5 – Representação de um bit.

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Um bit isolado pouco pode representar. Por essa razão, as

informações manipuladas por um computador são codificadas em grupos

ordenados de bits, de modo a terem um significado útil.

O menor grupo ordenado de bits que pode representar uma informação

em computadores é o caractere da linguagem dos humanos. Qualquer

caractere a ser armazenado e m um sistema de computação é convertido

em um conjunto de bits previamente definido por um sistema de

caracteres (como ASCII).

O grupo de bits mais conhecido e utilizado é o byte. Um byte é um grupo

ordenados de 8 bits, tratados de forma individual, como unidade de

armazenamento e transferência.

Como os principais sistemas de representação utilizam grupos de 8 bits

por caractere, os conceitos de byte e caractere tornam-se semelhantes. Porém,

o caractere é uma unidade de representação e o byte é unidade de

armazenamento e transferência.

As cada vez maiores capacidades de armazenamento dos computadores

requerem a utilização de unidades abreviadas para informar o total de bits

(como KB, MB, TB).

A tabela a seguir demonstra um resumo das unidades:

Unidade Valor Valor em potência de 2

Bit (b) 0 ou 1 -

1 byte (B) 8 bits -

1 kilobyte (KB ou Kbytes) 1024 bytes 210 bytes

1 megabyte (MB ou Mbytes) 1024 kilobytes 220 bytes

1 gigabyte (GB ou Gbytes) 1024 megabytes 230 bytes

1 terabyte (TB ou Tbytes) 1024 gigabytes 240 bytes

1 petabyte (PB ou Pbytes) 1024 terabytes 250 bytes

1 exabyte (EB ou Ebytes) 1024 petabytes 260 bytes

1 zettabyte (ZB ou Zbytes) 1024 exabytes 270 bytes

1 yottabyte (YB ou Ybytes) 1024 zettabytes 280 bytes Esquema 6 – Unidades de armazenamento e transferência.

É importante ressaltar que as questões, por vezes, arredondam estes

valores, afirmando que um megabyte tem 1 milhão de bytes ou que um gigabyte

tem 1 bilhão de bytes. Assim para resolver as questões mais rapidamente

sempre tente fazer um arredondamento. Calcule facilmente da seguinte forma:

▪ Para converter para unidades maiores, ande 3 casas decimais para

trás para cada unidade. Ex.: 1.000 megabytes para gigabytes =

1000 gigabyte.

▪ Para converter para unidades menores, acrescente 3 casas

decimais para cada unidade. Ex.: 5.000 megabytes para bytes =

5.000.000 kilobytes = 5.000.000.000 bytes.

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1- (FCC - 2018 - TRT - 14ª Região (RO e AC) - Analista

Judiciário - Estatística) No Explorador de Arquivos do Windows 10, um

profissional observou a existência de um pen drive conectado ao computador,

onde, dos 64 GB de capacidade total, há apenas 3,2 GB livres. Nessas

condições, será possível armazenar nesse pen drive

a) um arquivo de vídeo de 4294967296 bytes.

b) um arquivo compactado de 3686 MB.

c) vários arquivos de texto que totalizam 3704409292 bytes.

d) vários arquivos de imagem que totalizam 0,0038 TB.

e) um arquivo de vídeo de 3290443 KB.

Resolução:

Questão requer a transformação das unidades de armazenamento. Vamos

transformar todas capacidades para uma mesma unidade. Por ser a menor

unidade e necessitar apenas de multiplicações vamos usar bytes. Além do mais,

duas alternativas estão nessa unidade.

Espaço livre no pendrive:

3,2 GB = 3,2 x 1024 (MB) x 1024 (KB) x 1024 (byte) = 3.435.973.836 bytes.

Vejamos agora os itens:

a) Incorreto: um arquivo de vídeo de 4.294.967.296 bytes

(maior que 3.435.973.836 bytes).

b) Incorreto: um arquivo compactado de 3686 MB.

3686 MB = 3068 x 1024 (KB) x 1024 (byte) = 3.774.464.000 bytes

(maior que 3.435.973.836 bytes).

c) Incorreto: vários arquivos de texto que totalizam 3704409292 bytes.

(maior que 3.435.973.836 bytes).

d) Incorreto: vários arquivos de imagem que totalizam 0,0038 TB.

0,0038 TB = 0,0038 x 1024 (GB) x 1024 (MB) x 1024 (KB) x 1024 (byte) =

4.178.144.185 bytes.

(maior que 3.435.973.836 bytes).

e) Correto: um arquivo de vídeo de 3290443 KB.

3290443 KB = 3290443 x 1024 (byte) = 3.369.413.632 bytes.

(menor que 3.435.973.836 bytes).

Gabarito: Letra E.

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3. COMPONENTES DO COMPUTADOR (HARDWARE)

Um sistema de computação é um conjunto de componentes que são

integrados para funcionar como se fossem um único elemento e que têm por

objetivo realizar manipulações com dados, isto é, realizar algum tipo de

operações com os dados de modo a obter uma informação útil.

John von Neumann idealizou a arquitetura básica dos computadores, que

embora seja da década de 40, é, ainda, a base para os computadores modernos.

O esquema a seguir representa esta arquitetura.

Esquema 7 - Componentes básicos de um computador.

De modo geral, segundo a arquitetura de Von Neumann, temos:

▪ Dispositivos de entrada responsáveis pelo fornecimento de dados

ao sistema computacional e dispositivos de saída responsáveis por

apresentar o resultado do processamento. Esses dispositivos, em

conjunto, são chamados de dispositivos de entrada/saída ou

dispositivos I/O.

▪ O Processador ou Unidade Central de Processamento (UCP ou

CPU) formado por milhões de minúsculos circuitos e componentes

eletrônicos capaz de ler e interpretar as instruções de máquina e

realizar as operações. A CPU é formada por:

o Uma Unidade Lógica e Aritmética (ULA), responsável por

realizar os cálculos matemáticos.

o Uma Unidade de Controle (UC), responsável por coordenar a

comunicação do processador com os demais componentes do

sistema de computação.

o Um conjunto de registradores que funcionam como pequenas

unidades de memória, permitindo à CPU realizar seus cálculos

internamente.

▪ Unidades de memória para o armazenamento dos dados e

instruções.

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Em um sistema computacional, temos ainda a figura do barramento. O

barramento é o mecanismo de interconexão entre os componentes do

sistema de computação. Ele consiste no conjunto de fios que conduzem os

sinais elétricos entres os diversos componentes do computador.

Esquema 8 – Barramento (BUS).

2- (CESPE - 2015 - TRE-RS - Conhecimentos Básicos

para os Cargos 1 a 5) Com relação aos componentes básicos de um

computador, assinale a opção correta.

a) A memória do computador é composta por um conjunto de registradores,

sendo o tamanho de cada um calculado em bits.

b) Para melhorar o desempenho do processador, cada registrador é

responsável por armazenar vários endereços, compostos de radicais, que, na

prática, são as três primeiras letras de uma palavra, associadas a um número

único gerado pelo sistema.

c) A UCP é a parte mais importante de um computador, a qual é formada por

três outras unidades principais: a unidade lógica (UL), a unidade aritmética

(UA) e a unidade de controle (UC).

d) Conceitualmente, um processador é diferente de uma unidade central de

processamento (UCP). Enquanto o primeiro é responsável por executar

operações de adição e subtração, o segundo é responsável por transferir o

resultado dessas operações para a memória principal.

e) Os barramentos servem para interligar os componentes da memória

secundária, área responsável por armazenar e processar os dados no

computador.

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Resolução:

Vamos analisar e aprender com as alternativas:

a) Correto: A memória do computador é na verdade um subsistema formado

por vários tipos de memória. Em uma hierarquia de cinco níveis temos os

registradores, a memória cache, a memória RAM, as memórias secundárias e

as memórias terciárias.

b) Incorreto: Cada registrador pode armazenar somente um endereço.

c) Incorreto: A UCP é formada por Unidade Lógica e Aritmética (ULA), Unidade

de Controle (UC) e registradores.

d) Incorreto: os termos processador e unidade central de processamento são

usados como sinônimos.

e) Incorreto: os barramentos interligam os diversos componentes do

computador, no entanto a memória secundária não é responsável por processar

as informações.

Gabarito: Letra A.

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3.1 Placa mãe

Os componentes e barramentos

computacionais ficam interligados fisicamente na

chamada placa mãe. Sendo assim, dizemos que

a placa mãe é a principal placa do computador e

tem a função de conectar e interligar todos os

componentes do computador, ou seja,

processador com memória RAM, disco rígido,

placa gráfica, entre outros. Além de permitir o

tráfego de informação, a placa mãe também

alimenta alguns periféricos com a energia

elétrica que recebe da fonte de alimentação.

Os componentes computacionais são interligados na placa mãe através

dos soquetes, slots e conectores. É importante ressaltar que as placas

podem variar conforme o fabricante, mas podemos destacar alguns

componentes básicos destas placas apresentados no esquema a seguir e

descritos na sequência.

Esquema 9 – Anatomia de uma placa mãe.

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▪ Soquete do processador: espaço com contatos elétricos onde o

processador será encaixado. Função de realizar a transmissão de

dados entre a CPU e os demais componentes da placa, além de

transmitir energia para o chip do processador. Esse componente tem

diversas trilhas que conectam a CPU aos módulos de memória, ao

chipset e aos demais dispositivos.

▪ Slot de memória: espaços para instalar os módulos de

memória. As atuais placas podem trazer dois, quatro, seis ou até oito

slots para instalação dos dispositivos. O tamanho do slot e a

quantidade de pinos definem qual tipo (DDR2 ou DDR3) de peça pode

ser instalado. A capacidade máxima suportada depende somente da

placa mãe e do processador. A velocidade é limitada ao tipo de

memória. Esses slots são ligados a trilhas que conectam os módulos

à unidade central de processamento ou, em alguns casos, ao chipset.

▪ Slots PCI-Express: encaixe para placas de extensão. É possível

instalar placas de rede, de som, modem e outras controladoras. A

quantidade de espaços varia conforme a placa mãe.

▪ Conectores de energia: há diversos tipos de espaços para transmitir

energia aos tantos componentes que se conectam à placa mãe. Os

dois principais são os conectores de energia ATX, os quais servem

para alimentar a placa mãe. Geralmente, as placas mãe trazem

múltiplos espaços para você ligar soluções de refrigeração

adicionais. Cada cooler necessita de energia própria. As placas mãe

não oferecem energia suficiente para alimentar placas de vídeo, assim

estas devem receber tensão e corrente diretamente da fonte.

▪ Conectores de expansão: servem para expandir a quantidade e

a posição das portas de áudio e USB. Apesar de ampliar as

conexões, esses conectores costumam ser usados para colocar atalhos

na parte frontal do gabinete.

▪ Conectores do painel frontal e TPM: servem para você conectar

os cabos que interligaram os botões e LEDs do gabinete à placa

mãe. O encaixe para o TPM (Trusted Platform Module, em

português Módulo de Plataforma Confiável) é raro na maioria das

placas. Nele, você deve encaixar um pequeno módulo (o TPM) para

garantir a segurança do computador.

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▪ Painel traseiro: quase todos os periféricos de um computador são

conectados ao painel traseiro da placa mãe. As principais conexões

são:

o Portas de comunicação: PS2, USB 2.0 e USB 3.0;

o Vídeo: D-Sub (VGA), DVI-D e HDMI;

o Áudio: óptica, S/PDIF-Out e pinos P2 (Line-in, Line-out);

o Rede: LAN.

▪ CMOS e bateria: a CMOS — Complementary Metal-Oxide-

Semiconductor, em português Semicondutor Metal-Óxido

Complementar — é a parte física na qual as instruções

fundamentais (para funcionamento básico dos itens de hardware)

do computador são armazenadas. A CMOS precisa de energia a

todo tempo, por isso uma bateria é usada para alimentá-la quando

o PC está desligado. A CMOS é utilizada para armazenar as

configurações da BIOS.

o BIOS: é um sistema que, em um microcomputador, executa

as funções necessárias para a inicialização do hardware

do sistema quando o equipamento é ligado, controla rotinas

de entrada e saída e permite ao usuário a modificação de

detalhes da configuração do hardware.

o CMOS é o hardware, BIOS é o software.

▪ Chipset: controla os barramentos, acesso à memória, dentre

outros. O Chipset é também uma espécie de delimitador de

capacidade nas placas mãe. É ele quem vai definir qual a

quantidade e tipo de memória suportada, quantos e quais tipos de

HDs serão suportados (por exemplo, HDs SATA), qual a velocidade

máxima que o processador que será ligado à placa mãe poderá ter,

dentre outros.

Hoje em dia, ele é divido em dois:

o Ponte Norte (North Bridge): controla a memória,

barramento de vídeo (slot AGP ou slot PCI-Express) e fornece

comunicação com a Ponte Sul.

o Ponte Sul (South Bridge): controla componentes,

periféricos, tais como HDs, portas USB, barramentos PCI,

dispositivos de som e rede.

Quando o componente ou dispositivo já vem integrado a placa mãe

dizemos que ele é onboard. Quando ele vem separado da placa mãe, falamos

em offboard. Assim, temos, por exemplo, placa de vídeo onboard ou offboard.

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Vamos esquematizar os principais componentes de uma placa mãe.

Esquema 10 – Componentes da placa mãe.

Placa mãe

Conectar e interligar todos os

componentes do computador.

Alimentar alguns periféricos com a

energia elétrica que recebe da fonte de

alimentação.

Principais componentes (soquetes, slots e conectores)

Soquete do processador

Funções

Realizar a transmissão de dados entre a

CPU e os demais componentes

Slots de memória

Instalar módulos de memória

Slots PCI-Express

Instalar placas de expansão

Conectores de energia

ATX: alimenta

a própria placa

mãe

Demais:

alimenta outros

componentes

Conectores de expansão

Expandir a quantidade e a posição das

portas de áudio e USB.

Conectores do painel frontal

Conectar os cabos

que interligaram os

botões e LEDs do

gabinete.

TPM:

dispositivo

de

segurança.

Conectores do painel traseiro

Portas de comunicação: PS2, USB 2.0 e

USB 3.0;

Vídeo: D-Sub (VGA), DVI-D e

HDMI

Áudio: óptica,

S/PDIF-Out e pinos P2 (Line-in,

Line-out);

Rede: LAN.

CMOS

Parte física na qual as instruções fundamentais do computador são armazenadas.

Precisa de energia a todo

tempo.

Chipset

Controla os barramentos.

Ponte norte: memória, barramento de vídeo e comunicação com Ponte Sul.

Ponte sul: componentes e periféricos.

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3- (FCC - 2015 - TRE-AP - Técnico Judiciário -

Operação de Computadores) Quando se liga um computador do tipo PC ele

busca na memória ROM um firmware que contém instruções para a

inicialização do computador. Esse firmware é conhecido como

a) Assembly.

b) Setup.

c) Bootstrap.

d) BIOS.

e) BOOT.

Resolução:

BIOS é um sistema que, em um microcomputador, executa as funções

necessárias para a inicialização do hardware do sistema quando o

equipamento é ligado, controla rotinas de entrada e saída e permite ao

usuário a modificação de detalhes da configuração do hardware.

Gabarito: Letra D.

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3.2 Unidade Central de Processamento

A Unidade Central de Processamento

(CPU) ou processador é responsável pela atividade-

fim do sistema, isto é, computar, calcular,

processar. O processador comanda não somente

as ações efetuadas internamente, como também,

em decorrência da interpretação de uma determinada

instrução, ele emite os sinais de controle para os

demais componentes do computador agirem e

realizarem alguma tarefa.

Um processador tem, por propósito, realizar operações com dados

normalmente numéricos. O processador não somente realiza o

processamento (executa a operação com os dados) como também controla

todo o funcionamento do sistema, ou seja, busca a descrição da operação a

ser realizada, interpreta que tipo de operação deverá ser realizado, localiza e

busca os dados que serão processados.

A função do processador (CPU) pode ser esquematizada pelo chamado

ciclo de instrução básico ou ciclo de CPU demonstrado a seguir:

Esquema 11 – Ciclo de instrução básico.

O ciclo de instrução se repete indefinidamente até que o sistema seja

desligado ou reiniciado ou ocorra algum tipo de erro ou, ainda, que seja

encontrada uma instrução de parada. Dito de outra forma, o processador é

projetado e criado para executar sucessivas operações, na ordem e na

sequência definidas pela organização do programa.

Início

Término

Buscar a instrução na memória

Interpretar a operação a ser realizada

Buscar operandos (se houver)

Executar a operação

Escrever resultado

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Funções e componentes do processador

As atividades realizadas por um processador podem ser divididas em duas

grandes categorias: a função processamento e a função controle.

A função processamento se encarrega de realizar as atividades

relacionadas com a efetiva execução de uma operação. Esta função é

realizada pela Unidade Lógico Aritmética (ULA) e com o auxílio de alguns

registradores.

A função controle é exercida pelos componentes do processador que se

encarregam das atividades de busca, interpretação e controle da

execução das instruções, bem como do controle da ação dos demais

componentes do sistema de computação (memória, entrada/saída). Esta função

é exercida pela Unidade de Controle (UC) e apoiada por um conjunto de

registradores e pelo relógio (clock).

Vamos esquematizar as funções realizadas pelos principais componentes

de um processador: a ULA, a UC e os registradores.

Esquema 12 - Principais componentes do processador.

Clock

O clock ou relógio da CPU age como se marcasse períodos de

tempo, gerando pulsos, cuja duração é denominada ciclo. O ciclo do clock

serve justamente para sincronizar as atividades do computador. Em cada pulso

os dispositivos executam suas tarefas, param e vão para o próximo ciclo do

clock.

O clock, muitas vezes referido como frequência do processador,

define a velocidade com o que processamento ocorre, funcionando como

um verdadeiro indicador de desempenho dos processadores, embora não seja

o único. Essa velocidade é medida em ciclos/segundo ou Hertz. Assim, um

processador com frequência de 3 GHz é, teoricamente (se os demais fatores

forem iguais), mais rápido que um de 2 GHz.

ULA

•Função processamento.

•Executa as operações lógicas (E, OU, complemento) e aritméticas (soma, subtração, multiplicação, divisão) com os dados.

UC

•Função controle.

•Atividades de busca, interpretação e controle da execução das instruções.

Registradores

•Função processamento e controle.

•Armazenam temporariamente informações, sendo extremamente rápidos.

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Arquitetura dos processadores

O conjunto de instruções de um processador define as operações

primitivas que essa máquina irá executar, bem como a natureza do

desempenho de suas atividades. Além disso, irá determinar a especificação

dos demais componentes, já que a instrução interfere com praticamente todos

os componentes do processador, visto que ela estabelece a operação que será

realizada. Neste contexto, surgem duas arquiteturas: CISC e RISC.

A RISC (em inglês: Reduced Instruction Set Computing, Computador

com um Conjunto Reduzido de Instruções) usada em processadores PowerPC

(da Apple, Motorola e IBM) e SPARC (SUN); suporta menos instruções, e

com isso executa com mais rapidez o conjunto de instruções que são

combinadas.

A CISC (em inglês: Complex Instruction Set Computing, Computador

com um Conjunto Complexo de Instruções), usada em processadores Intel e

AMD; suporta mais instruções, no entanto, com isso, mais lenta fica a

execução delas.

Para facilitar a diferenciação entre as características destas duas

arquiteturas vamos utilizar um quadro comparativo.

RISC CISC

Instruções simples e em número reduzido Muitas instruções complexas

Três operandos de registradores permitidos por instrução

Um ou dois operandos de registradores permitidos por instrução

Instruções de um único ciclo

(ex. load e store) Instruções de múltiplos ciclos

Instruções de tamanho fixo Instruções de tamanho variável

Apenas instruções load e store podem acessar a memória

Muitas instruções podem acessar a memória

Múltiplos conjuntos de registradores,

muitas vezes superando 256

Único conjunto de registradores, tipicamente

entre 6 e 16 registradores

Passagem eficiente de parâmetros por

registradores no chip (processador)

Passagem de parâmetros ineficiente através

da memória

Controle hardwired (embutido no hardware)

Controle microprogramado

Altamente paralelizado (pipelined) Fracamente paralelizado

Complexidade no compilador Complexidade no código

Poucos modos de endereçamento Muitos modos de endereçamento

Usadas em processadores PowerPC e Spark.

Usadas em processadores Intel e AMD.

Esquema 13 – RISC x CISC.

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Tamanho das palavras nos processadores (32 e 64 bits)

Um processador pode trabalhar com diferentes tamanhos de blocos de

bits. Uma palavra é a unidade natural de informação usada por cada tipo

de computador em particular. A palavra é uma sequência de bits de

tamanho fixo que é processado em conjunto numa máquina.

Um maior valor de palavra pode representar a possibilidade de o

processador operar, de uma só vez, com valores muito grandes, requeridos

atualmente em processamento científico avançado, bem como para valores

comerciais de grande porte.

Os fabricantes utilizam a palavra como um elemento de definição das

características dos processadores. É comum na indústria de processadores

manter a mesma largura do valor de palavra e de endereços, assim:

▪ Processadores de 32-bits conseguem guardar um total de 232, ou

4.294.967.295 endereços diferentes. Esses endereços apontam para

a memória RAM, onde as informações de que o processador precisa ficam

armazenadas. Por esse motivo, processadores de 32 bits só conseguem

aproveitar, no máximo, 4GB de RAM. A máquina pode até ter mais

memória instalada, mas o processador não conseguirá acessá-la, pois só

consegue distribuir endereços para os primeiros 4 GB.

▪ Processadores de 64 bits, por sua vez, conseguem guardar 264, ou

18.446.744.073.709.551.616 endereços diferentes. Por esse

motivo, podem acessar muito mais RAM do que seus companheiros mais

novos. Eles conseguiriam distribuir endereços para 16 exabytes de RAM,

mas computadores atuais raramente suportam mais que 64GB. Além de

ser capaz de acessar mais RAM, os processadores de 64-bits também

conseguem acessá-la de maneira mais rápida e eficiente, o que

acaba deixando o computador mais rápido também.

Vamos esquematizar as diferenças entre esses processadores:

Esquema 14 – Processadores 32 e 64 bits.

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4- (FCC - 2017 - TRT - 11ª Região (AM e RR) -

Analista Judiciário - Tecnologia da Informação) Um computador

a) com sistema operacional de 64 bits é capaz de reconhecer uma quantidade

maior de memória RAM do que um de 32 bits, o qual suporta o máximo de

32 GB de RAM.

b) que consiga reconhecer memória RAM acima de 2 GB tem que

necessariamente ser de 64 bits.

c) com sistema operacional de 64 bits pode não inicializar um processador de

64 bits se não houver suporte para o BIOS. O BIOS da placa mãe deve ter

suporte para processador de 64 bits.

d) com um sistema operacional de 64 bits, vai operar em modo de 64 bits ou

de 32 bits, o que é chamado de modo de compatibilidade. Neste caso todos

os drivers do sistema devem ter 32 bits.

e) que consiga trabalhar com processadores de 64 bits não aceita drivers e

aplicativos de 32 bits. Assim todos eles devem ser substituídos pelas versões

64 bits, senão ocorrerão erros de compatibilidade.

Resolução:

Vamos analisar item a item:

a) Incorreto: com sistema operacional de 64 bits é capaz de reconhecer uma

quantidade maior de memória RAM do que um de 32 bits, o qual suporta o

máximo de 32 4 GB de RAM.

b) Incorreto: que consiga reconhecer memória RAM acima de 2 GB tem que

necessariamente ser de 64 bits pode ser de 32 ou 64 bits.

c) Correto: com sistema operacional de 64 bits pode não inicializar um

processador de 64 bits se não houver suporte para o BIOS. O BIOS da placa

mãe deve ter suporte para processador de 64 bits.

d) Incorreto: com um sistema operacional de 64 bits, vai operar em modo de

64 bits ou de 32 bits, podendo executar programas de 32 bits, o que é

chamado de modo de compatibilidade. Neste caso todos os drivers do sistema

devem ter 32 64 bits, pois adotar drivers de 32 bits em sistemas de 64

bits - e vice-versa - poderá acarretar no mau funcionamento do

dispositivo e até mesmo em erros.

e) Incorreto: que consiga trabalhar com processadores de 64 bits não aceita

drivers e aplicativos de 32 bits. Assim todos eles devem ser substituídos pelas

versões 64 bits, senão ocorrerão erros de compatibilidade. Isto é permitido

pela compatibilidade.

Gabarito: Letra C.

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Processadores multinúcleo (multicore)

O aumento do desempenho dos processadores através do aumento dos

seus clocks encontrou barreiras no calor e consumo de energia gerado pelas

altas frequências. Assim, outras estratégias tiveram que ser usadas como o

aumento do número de núcleos do processador.

Um processador multinúcleo funciona como se em vez de um

processador você tivesse dois ou mais processadores trabalhando em

conjunto. Como os múltiplos núcleos estão em um mesmo socket, a conexão

entre eles é realizada mais rapidamente do que se tivéssemos mais de um

processador.

Processadores multinúcleo oferecem tecnologia imediata e de baixo

custo para solucionar os desafios da indústria de processadores, aliviando os

picos de geração de calor e consumo de energia. Estes processadores

multinúcleo possuem maior potencial para rodar aplicações com mais

eficiência, permitindo aos usuários rodarem em segundo plano uma carga

intensa de aplicativos enquanto trabalham sem perda de eficiência e, por

permitirem a execução de múltiplas tarefas e processos, são

extremamente indicados para serviços de internet, análises matemáticas,

mineração de dados, entre outros.

O uso de processadores multinúcleo também dão mais segurança

ao usuário, pois se houver problema em alguns dos núcleos o

processador funcionará normalmente com os núcleos restantes.

Além de núcleos físicos, os processadores podem simular núcleos

através da tecnologia Hyper Threading.

Vamos esquematizar as informações sobre os processadores multinúcleo.

Esquema 15 – Processadores multinúcleo.

Hyper Threading: simula núcleos por

software.

Processador multinúcleo

Núcleos trabalham em conjunto em um

mesmo socket

Maior potencial para rodar aplicações

com mais eficiência

Capacidade para rodar em segundo plano uma carga

intensa de aplicativos

Processador funciona com alguns núcleos

mesmo com falhas em alguns deles.

Execução de múltiplas tarefas

e processos

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5- (FCC - 2017 - TRE-SP - Técnico Judiciário –

Operação de Computadores) Foi solicitado a um Técnico realizar a

manutenção de um computador de 64 bits com processador quad core. Essa

máquina

a) tem 32 bits no barramento de dados e 32 bits no barramento de endereços.

b) tem um processador cujo cache L1 é de 64MB.

c) pode ter um processo grande dividido em 4 partes para serem executadas

nos 4 núcleos do processador.

d) consome muita energia, pois os núcleos do processador ficam funcionando

sempre e ao mesmo tempo.

e) tem 2⁶⁴ de memória RAM, ou seja, 32GB.

Resolução:

Vamos analisar cada uma das alternativas:

a) Incorreto: tem 32 64 bits no barramento de dados e 32 64 bits no

barramento de endereços.

b) Incorreto: tem um processador cujo cache L1 é de 64MB.

Não é possível afirmar exatamente qual o tamanho da memória cache L1 deste

computador, mas deve ser de aproximadamente 8KB a 64KB. Como esta

memória é muito cara, não é viável utilizar 64Mb para ela.

c) Correto: pode ter um processo grande dividido em 4 partes para serem

executadas nos 4 núcleos do processador.

Como o processador é quad core, possui 4 núcleos. Temos ainda os dual core

com 2 núcleos e os octa core com 8 núcleos. Outros números de núcleos

também podem ser utilizados.

d) Incorreto: consome muita energia, pois os núcleos do processador ficam

funcionando sempre e ao mesmo tempo.

Os núcleos não funcionam sem parar, podendo um ou mais núcleos estarem

ociosos em dados momentos. Dadas tarefas podem requerer somente o

processamento por parte dos núcleo, e não de todos eles. Além disso, a

utilização de mais de um núcleo foi uma estratégia para reduzir o consumo de

energia ao invés de utilizar o aumento das frequências.

e) Incorreto: tem 2⁶⁴ de memória RAM, ou seja, 32GB.

Essa máquina pode até ter 32 GB de memória, mas com os dados da questão

não podemos afirmar isso categoricamente. Teoricamente um computador com

processador de 64 bits pode ter até 16 exabytes de memória RAM. No entanto,

raramente temos computadores com mais de 64 GB de RAM.

Gabarito: Letra C.

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Outras características dos processadores

Vamos falar brevemente sobre outras características e conceitos

importantes sobre os processadores.

A memória cache é um tipo de memória auxiliar que faz diminuir o

tempo de transmissão de informações entre o processador e outros

componentes. Os processadores atuais geralmente possuem mais de um nível

de memória cache (L1, L2, L3). O nível de memória cache L1 é subdivido em

duas partes, sendo um dedicado para instruções e outro para dados. A

memória cache L2 é programada para salvar dados e informações. Já a

memória cache L3 é uma memória de maior tamanho para salvar conteúdos

“genéricos”, que supostamente podem ser requisitados por quaisquer núcleos

para dar continuidade às tarefas.

O Thermal Design Power (TDP) serve para indicar a quantidade

máxima de energia que um sistema de refrigeração deve dissipar para

garantir o seu bom funcionamento.

O Thermal Throttling ou controle térmico permite que a fabricante

do processador defina um limite de temperatura para o mesmo, fazendo

com que ao se chegar a esta temperatura, o processador reduza

automaticamente sua carga, baixando em torno de 70% a frequência

(velocidade) do processador por alguns segundos para que a temperatura baixe.

Se a temperatura não baixar e continuar subindo, o processador enviará uma

mensagem à placa mãe para que desligue o computador.

A potência é a quantidade de energia consumida por segundo. Ela

é medida em Watts (W).

É possível aumentar a velocidade (clock) de um processador através do

chamado overclock. Overclocking ou overclok é o nome que se dá ao

processo de forçar um componente de um computador a rodar numa

frequência mais alta do que a especificada pelo fabricante. Essa prática pode

trazer sérios riscos para o hardware (aumento de temperatura, danos aos

componentes, erros nos sistemas).

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Esquematizando, temos:

Esquema 16 - Outras características dos processadores.

•Memória auxiliar que faz diminuir o tempo de transmissão de informações entre o processador e outros componentes

Memória cache

•Quantidade máxima de energia que um sistema de refrigeração deve dissipar para garantir o seu bom funcionamento.

Thermal Design Power (TDP)

•Fabricante pode definir um limite de temperatura para o processador. Ao chegar ao limite há redução na carga e se não baixar a temperatura desliga o computador.

Thermal Throttling ou controle térmico

•Quantidade de energia consumida por segundo medida em Watts (W).

Potência

•Processo de forçar um componente de um computador a rodar numa frequência mais alta do que a especificada pelo fabricante.

Overclocking

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Principais processadores do mercado

O mercado de processadores é diverso e conta com inúmeros exemplares

de microchips para serem utilizados nos computadores que variam conforme as

capacidades de processamento, quantidade de núcleos, frequências de clocks e

arquiteturas.

Duas empresas disputam este mercado: a Intel (mais famosa) e a AMD.

Vamos a seguir explorar os principais modelos de cada uma destas

fabricantes. Mas deixo claro, que essa lista não é extensiva, pois existem

inúmeros modelos e muito menos estática, pois surgem novos modelos. As

especificações dos processadores da Intel podem ser visualizadas em

https://ark.intel.com/pt-br#@Processors e os da AMD em www.amd.com/pt-

br/products/processors.

A Intel é uma das marcas mais famosas no ramo dos computadores

e você provavelmente já ouviu falar muito dela.

Para computadores pessoais podemos falar nas seguintes linhas:

▪ Intel Atom (obsoleto): essa era até 2016 (quando foi

descontinuada) a linha de processadores de mais baixo custo que

a Intel produzia. Quase todos os processadores Atom tinham 4

núcleos (cores) com potência extremamente baixa,

proporcionando excelente autonomia de bateria, porém baixa

performance de processamento. O uso desses processadores era

recomendado para dispositivos usados como segundo equipamento,

para navegar na internet, assistir a vídeos ou tarefas de produtividade

eventuais.

▪ Intel Celeron: com a descontinuidade da linha Atom tornou-se o

modelo mais básico da Intel. As gerações atuais trabalham com 2

ou 4 núcleos, comumente com clocks mais baixos, assim como

TDPs menores. Essas características fazem do Celeron uma opção

ideal para máquinas mais simples e baratas, assim como mais

finas, como os Chromebooks. As características que fazem do Celeron

um bom processador são também as suas limitações internas. Ele

pode endereçar apenas 8 GB de memória RAM em algumas

versões, além de trazer os gráficos mais básicos da Intel. O

próprio chipset também é bastante limitado, suportando menos portas

USB, SATA e linhas PCI Express.

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▪ Intel Pentium: essencialmente, o Pentium é um Celeron um pouco

mais potente. Os clocks são consideravelmente maiores, assim

como o cache, o que se traduz em um desempenho final

perceptivelmente maior. Ainda mantendo uma boa relação custo-

benefício, o Pentium suporta mais memória RAM (chegando até

64 GB), possui gráficos integrados superiores (telas até 4K) e

trabalha com as APIs mais recentes, como o DiectX 12.

▪ Core: vamos falar sobre os principais modelos da linha e mais

utilizados nos computadores e notebooks pessoais atuais.

o Core i3: limitado a 2 núcleos, mas executa Hyper-

Threading (simula outros dois núcleos). O Core i3 é a opção

mais balanceada da Intel, voltado para quem busca uma

máquina equilibrada para as tarefas do dia a dia e jogos

ocasionais.

o Core i5: pode ter 2 (com Hyper-Threading) ou 4 núcleos

(sem Hyper-Threading). Possui a tecnologia Turbo Boost,

que aumenta a frequência de operação dos núcleos se o

processador está bem refrigerado. É uma espécie de overclock

controlado de fábrica, e o resultado é um ganho de performance

perceptível na grande maioria das aplicações.

o Core i7: está disponível em versões de dois núcleos (versões

de baixa voltagem) até 10 núcleos. Independentemente

disso, todos os modelos trazem Turbo Boost e

Hyperthreading. Ou seja, podem chegar até 20 threads, como

é o caso do Core i7-6950X.

o Core i9: faz parte da linha Extreme de processadores da Intel

(também chamada de Série X), que compreende apenas as

CPUs mais poderosas da marca voltada para o consumidor

doméstico. São processadores poderosos e caros,

desenvolvidos para rodar em PCs de alto desempenho e sujeitos

a overclock. As versões deste processador possuem de 10 a 18

núcleos e ainda podem executar Hyper Threading e Turbo

Boost.

o Core M: com clocks bastante reduzidos, mas um Turbo

Boost poderoso, ele é voltado para máquinas extremamente

finas, como o Macbook. Seu foco está longe de ser

desempenho, mas sim uma experiência de uso equilibrada em

modelos que não exigem coolers ativos.

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A AMD (Advanced Micro Devices) é a fabricante de processadores

concorrente direta da Intel.

Para computadores pessoais podemos falar nas seguintes linhas:

▪ K5, K6, Atlhon (K7) e Duron (obsoletos): mais antigos e

descontinuados.

▪ Sempron: O Sempron substituiu o AMD Duron e compete com o Intel

Celeron. Os últimos modelos foram lançados em 2007 com um

núcleo, tem TDP de 45 W e cache L2 de até 1 MB em alguns modelos.

O clock deles várias de 1,9 GHz, até 2,4 GHz.

▪ Athlon:

o Athlon X2: processadores de 2 núcleos. Possuem a tecnologia

Hyper Transport que é um barramento que faz a

comunicação direta entre o processador e os demais

dispositivos da placa mãe.

o Athlon X4: processadores de 4 núcleos. Permite o overclock.

Os novos refrigeradores praticamente silenciosos da AMD para

alguns processadores de desktop oferecem opções de 65 W, 95

W e 125 W, que geram menos de 39 dBa de ruído, mesmo

quando carregados.

▪ Phenom: atualmente se encontra no mercado processadores de 2, 3,

4 e 6 núcleos, conhecidos como Phenom X3 e X4, e Phenom IIX2,

Phenom IIX3, Phenom IIX4, Phenom IIX6. Diferente das outras linhas

de chips, como o Athlon 64 e 64 X2, possui cache L3 de 2MB, 4MB ou

6MB. Teve sua plataforma e arquitetura drasticamente modificadas, e

já possui sua versão FX, com multiplicador destravado.

▪ FX: processadores com 6 ou 8 núcleos. Tecnologia Max Boost Clock.

Novo e silencioso sistema de dissipação (AMD Wraith Cooler). Com

alto desempenho, os modelos são baseados na arquiteturas Piledriver,

atingindo velocidades de até 4,7 GHz.

▪ Ryzen: possuem de 4 a 16 núcleos, mas podem simular outros

processadores chegando a executar até 32 tarefas de processamento.

Estes processadores usam a tecnologia SenseMI, um conjunto de

tecnologias que racionaliza o consumo de energia e eleva a

performance do processador. Há o Extended Frequency Range

(XFR), função de aceleração que eleva a velocidade acima do limite

teórico do chip, caso o usuário tenha um sistema de refrigeração bem

robusto. Conta com o Neural Net Prediction e Smart Prefetch, funções

que servem para mover dados em processamento pela CPU de forma

mais eficiente.

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3.3 Memória e dispositivos de armazenamento

A memória é o componente de um sistema de computação cuja função

é armazenar as informações que são (ou serão) manipuladas por esse

sistema, para que elas possam ser prontamente recuperadas.

Em um sistema de computação, o que existe na verdade não é um único

dispositivo de memória, mas um verdadeiro subsistema de memória formado

por vários tipos de memória interligados e integrados. Os vários tipos de

memórias existem devido principalmente ao tempo de acesso e a capacidade

de armazenamento.

As duas principais ações realizadas em uma memória são o

armazenamento (escrita ou gravação) e a recuperação (leitura) de

informações.

A localização de informações nas memórias ocorre através do

denominado endereço de memória que indica um conjunto de bits e

dependendo do dispositivo pode ser chamado célula, bloco, setor, etc. O

endereço de memória é o elemento que indica a unidade de

armazenamento, ou seja, toda e qualquer memória é organizada em partes

iguais, cada uma delas identificada e localizada por um endereço.

Esquema 17 – Memória.

O subsistema de memória é representado por uma pirâmide hierárquica

em termos de custo, capacidade de armazenamento e tempo de acesso.

Esquema 18 – Hierarquia de memória.

Memória

Função de armazenar

informações

Forma um subsistema com

vários tipos

Operações de armazenamento e

recuperação

Formada por uma série de endereços

Memória

principal

Memórias

secundárias

Memórias terciárias

ou 5º nível:

semelhantes a

memórias secundárias,

mas requerem uma

operação de

montagem e

desmontagem.

Ex.: mídias

removíveis.

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Antes de estudarmos cada uma destas memórias da nossa pirâmide, vamos

atentar para algumas características:

▪ Tempo de acesso: indica quanto tempo a memória gasta para

colocar uma informação na barra de dados após uma

determinada posição ter sido endereçada. O tempo de acesso das

memórias eletrônicas (RAM, ROM) não varia com a distância física, o

que ocorre com os dispositivos eletromecânicos (discos, CDs).

▪ Ciclo de memória: período decorrido entre duas operações

sucessivas de acesso à memória.

▪ Capacidade: quantidade de informação que pode ser

armazenada em uma memória. Geralmente medida em bytes, mas

podem ser utilizadas medidas como células (RAM e cache), setores

(discos) e bits (registradores).

▪ Volatilidade: capacidade de retenção da informação quando a

energia é desligada.

o Memória não-volátil: retém a informação armazenada

quando a energia elétrica é desligada.

o Memória volátil: aquela que perde a informação

armazenada quando a energia elétrica desaparece.

▪ Tecnologia de fabricação: podem ser diversas:

o Memórias de semicondutores: dispositivos fabricados com

circuitos eletrônicos. São rápidas e relativamente caras.

Ex.: Registradores, RAM e cache.

o Memórias de meio magnético: armazenamento das

informações via campos magnéticos, formadas por

componentes eletromecânicos. É um tipo mais barato e

permite grande capacidade de armazenamento. Ex.: discos

e fitas magnéticas.

o Memórias de meio ótico: utilizam um feixe de luz para o

armazenamento de informações. Ex.: CD-ROMs, DVD-ROMs.

o Memórias flash: utiliza um chip eletrônico que podem ser

reescritos e preservam o seu conteúdo mesmo sem

energia. Ex.: Pen Drives, cartões e discos SSD.

▪ Temporariedade: indica o tempo de permanência da

informação na memória.

o Permanente: informações armazenadas por tempo

“indefinido” (considerável período). Ex.: discos, CD-ROM.

o Transitório: informações armazenadas por um curto

período. Ex.: registradores, cache e RAM.

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▪ Custo: varia em função de diversos fatores como a tecnologia de

fabricação, tempo de acesso, ciclo de memória e capacidade.

Geralmente mede-se em preço por byte armazenado.

De maneira esquemática, temos:

Esquema 19 – Características das memórias.

Caracte

rís

ticas d

as M

em

ória

s

Tempo de acesso Tempo para recuperar uma informação

Ciclo de memória Período entre duas operações

Capacidade Quantidade de informação que pode ser armazenada

Volatilidade

Não volátil: retém a informação quando a energia é desligada.

Volátil: não retém a informação quando a energia é desligada.

Tecnologia de fabricação

Semicondutores: formadas por circuitos eletrônicos. Ex.: registradores, RAM e Cache.

Meio magnético: campos magnéticos e componentes eletromecânicos. Ex.: discos e fitas.

Meio ótico: feixes de luz. Ex.: CD-ROM, DVD-ROM.

FLASH: chip eletrônicos regraváveis. Ex.: Pen-drives, SSD.

Temporariedade

Permanente: Armazenaemnto por tempo indefinido.

Transitório: Armazenaemnto por curto período.

Custo Varia em função das demais características.

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6- (IBFC - 2014 - TRE-AM - Técnico Judiciário -

Operação de Computador) O termo ‘Hierarquia de Memória’ se refere a uma

classificação de tipos de memória em função de desempenho. Selecione a

alternativa que estiverem ordenadas as memórias abaixo, pela velocidade de

acesso e custo (da mais alta para a mais baixa):

(1) memória RAM.

(2) hard drive.

(3) memória cache.

(4) memória flash.

a) 3 - 4 -1 - 2

b) 2 -1 - 4 - 3

c) 3 -1 - 4 - 2

d) 4 -1 - 3 -2

Resolução:

O subsistema de memória é representado por uma pirâmide hierárquica em

termos de custo, capacidade de armazenamento e tempo de acesso.

Ordenando as memórias, temos que:

(3) memória cache. (2º nível)

(1) memória RAM. (3º nível)

(4) memória flash. (4º ou 5º nível)

(2) hard drive. (4º ou 5º nível, porém mais lento que a memória flash)

Gabarito: Letra C.

Memória

principal

Memórias

secundárias

Memórias terciárias

ou 5º nível:

semelhantes a

memórias secundárias,

mas requerem uma

operação de

montagem e

desmontagem.

Ex.: mídias

removíveis.

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Registradores

Os registradores são os elementos superiores da

pirâmide de memória, por possuírem a maior velocidade de

transferência dentro do sistema, menor capacidade de

armazenamento e maior custo.

Os registradores são utilizados na execução de programas de

computadores, disponibilizando um local para armazenar dados. Na maioria dos

computadores modernos, quando da execução das instruções de um programa,

os dados são deslocados da memória principal para os registradores. Então, as

instruções que utilizam estes dados são executadas pelo processador e,

finalmente, os dados são movidos de volta para a memória principal.

Vamos analisar as características dos registradores:

▪ Tempo de acesso: por serem construídos com a mesma tecnologia

do processador, possuem o menor tempo de acesso (da ordem dos

nanossegundos).

▪ Capacidade: os registradores são fabricados com a capacidade de

armazenar um único dado, uma única instrução ou até mesmo um

único endereço. Sua capacidade, portanto, é da ordem dos bits

(geralmente de 8 a 128 bits).

▪ Volatilidade: por serem memórias de semicondutores necessitam de

energia para funcionar, assim não memórias voláteis.

▪ Tecnologia: memórias de semicondutores.

▪ Temporariedade: são memórias auxiliares internas ao processador

e, portanto, tendem a guardar informação de forma mais temporária

possível. São, então, transitórias.

▪ Custo: maior custo entre os diversos tipos de memória.

Esquema 20 – Registradores.

Registradores

Tempo de acesso: menor (mesma tecnologia dos processadores).

Capacidade: único dado, instrução ou endereço.

Volatilidade: voláteis

Tecnologia: semicondutores.

Temporariedade: transitórias.

Custo: maior custo.

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Memória cache

Na pirâmide de memória, abaixo dos registradores, encontra-se o

conjunto cache-memória principal. Em sistemas de computação mais antigos a

pirâmide não possuía memória cache e, desse modo, os registradores eram

ligados diretamente à memória principal. No entanto, as velocidades distintas

entre o processador e a memória RAM causavam grandes perdas de

desempenho. Na busca de uma solução para este problema, criou-se um

mecanismo, que consiste na inclusão de um dispositivo de memória entre o

processador e a memória principal, denominado memória cache, cuja função

é acelerar a velocidade de transferência das informações entre

processador e memória principal e, com isso, aumentar o desempenho.

Vamos analisar as características da memória cache:

▪ Tempo de acesso: altas velocidades de transferência (da ordem das

poucas dezenas de nanossegundos).

▪ Capacidade: é importante que a cache tenha capacidade adequada

para armazenar uma apreciável quantidade de informações, de modo

que o sistema não sofra atrasos. Varia conforme o nível de cache (indo

da ordem dos kilobytes até uns poucos megabytes).

▪ Volatilidade: por serem construídas com circuitos eletrônicos,

requerem energia elétrica para seu funcionamento. São voláteis.

▪ Tecnologia: fabricadas com circuitos eletrônicos de alta velocidade.

São em geral memórias estáticas.

▪ Temporariedade: o tempo de permanência de uma instrução ou

dado nas memórias cache é relativamente pequeno, menor que a

duração da execução do programa em que estão inseridos.

▪ Custo: o custo de fabricação é alto, sendo que as internas ao

processador são mais caras que as externas.

Esquema 21 – Memória cache.

Memória Cache

Tempo de acesso: baixa (poucas dezenas de nanossegundos)

Capacidade: baixa (ordem dos kilobytes até poucos megabytes)

Volatilidade: volátil.

Tecnologia: circuitos eletrônicos de alta velocidade.

Temporariedade: transitórias.

Custo: alto custo.

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A memória cache armazena dados e instruções que o processador

precisa recorrentemente ou precisará em breve. É importante ressaltar

que as memórias cache podem ser inseridas em até três níveis:

▪ Cache L1: memória cache inserida internamente no processador,

encapsulada na mesma pastilha. A memória cache L1 é subdivida em

duas partes, sendo uma dedicada para instruções e outra para

dados. Com isso, o processador vai direto à memória de instrução, se

estiver buscando uma instrução, ou vai direto à memória de dados, se

estiver buscando um dado.

o Intel Core i9-7980XE: 576 KB de cache L1.

o AMD Ryzen™ Threadripper 1950X: 1,5 MB de cache L1.

▪ Cache L2: cache secundária. Pode estar dentro ou fora do

processador. Maior e mais lenta que a L1.

o Intel Core i9-7980XE: 18 MB de cache L2.

o AMD Ryzen™ Threadripper 1950X: 8 MB de cache L2.

▪ Cache L3: cache localizada fora do processador, instalada na placa

mãe. Maior e mais lenta que a L2. Em processadores multinúcleo,

é compartilhada por todos os núcleos.

o Intel Core i9-7980XE: 24,75 MB de cache L3.

o AMD Ryzen™ Threadripper 1950X: 32 MB de cache L3.

De forma esquemática, os níveis de cache são:

Esquema 22 – Níveis de Cache.

Cache L1 - 1º nível, mais próximo da CPU, localizada dentro da CPU.

Subdividida em cache para instruções e cache para dados.

Cache L2 - 2º nível, pode estar localizada dentro ou fora da CPU.

Maior e mais lenta que a L1.

Cache L3 - 3º nível, utilizado em alguns processadores, sempre

externo à CPU. Maior e mais lenta que a L2. Compartilhada por todos

os núcleos.

Intel Core i9-

7980XE

576 KB

AMD Ryzen™

Threadripper 1950X

18 MB

24,75 MB

1,5 MB

8 MB

32 MB

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Sempre que a unidade de busca do processador precisa de um novo dado

ou instrução, ela procura inicialmente no cache L1. Se não encontrar, parte para

o L2 e depois para o L3. Se a informação não estiver em nenhum dos níveis de

memória cache, ela terá de ir até a memória RAM. Quando um dado é

encontrado em cache temos um cache hit, e quando o dado não é encontrado

em cache temos um cache miss.

O funcionamento de uma busca de instrução ou dado em um sistema com

cache ocorre conforme demonstrado no esquema a seguir:

Esquema 23 – Busca de dado ou instrução em sistema com cache.

Processador Cache L1

Cache L2

Cache L3

Memória

Principal

Cache

Hit

Busca dado ou instrução

Encontrou?

Não

Encontrou?

Encontrou?

Realiza

processamento

Não

Não Cache

Miss

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Memória principal

A memória principal é a memória

básica de um sistema de computação

desde seus primórdios. É o dispositivo

onde o programa (e seus dados) que

vai ser executado é armazenado para

que o processador busque as instruções.

Geralmente, a memória principal é

sinônimo para a memória RAM, embora,

por vezes, o termo englobe também os

registradores e memória cache.

Vamos analisar as características da memória principal:

▪ Tempo de acesso: constituída com elementos cuja velocidade

operacional se situa abaixo das memórias cache, embora sejam muito

mais rápidas que a memória secundária. Operam na ordem das

dezenas de nanossegundos.

▪ Capacidade: sempre bem superior a memória cache, podendo ser

limitada pela definição do tamanho máximo na arquitetura do

processador e pela tecnologia da placa mãe. Os processadores de 64

bits suportam até 16 exabytes de memória principal, no entanto,

comercialmente é comum as memórias principais serem da ordem de

alguns gigabytes (2GB a 16 GB).

▪ Volatilidade: por serem construídas com semicondutores e circuitos

eletrônicos, são voláteis.

▪ Tecnologia: fabricadas com circuitos eletrônicos e semicondutores.

▪ Temporariedade: as instruções e os dados ficam temporariamente

na memória principal. São, portanto, memórias transitórias.

▪ Custo: custo intermediário (R$ 0,80 a R$ 5,00 por megabyte).

Esquema 24 – Memória Principal (RAM).

Memória Principal

Tempo de acesso: intermediária (dezenas de nanossegundos)

Capacidade: intermediária (ordem dos gygabytes)

Volatilidade: volátil.

Tecnologia: circuitos eletrônicos e semicondutores.

Temporariedade: transitórias.

Custo: custo intermediário.

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A memória principal é a memória de trabalho do processador, seu

grande “bloco de rascunho”, onde os programas (e seus dados) se sucedem

em execução, uns após os outros. Ou seja, para que um programa seja

executado é necessário que suas instruções e os dados por ela manipulados

estejam armazenados, ainda que temporariamente, na memória principal.

Atualmente, não é mais requerido que o programa inteiro esteja

armazenado na memória principal, bastando que ele seja dividido em

“pedaços”, chamados páginas, e o sistema transfere apenas algumas das

páginas de cada vez (as que estão ou irão ser usadas em breve).

A memória principal dos microcomputadores é comercial e

popularmente denominada memória RAM (Random Access Memory – Memória

de Acesso Aleatório).

A tecnologia RAM tem variações que podem ser agrupadas em dois

grandes grupos:

▪ SRAM (Static RAM): conseguem manter os bytes mesmo sem

atualização contínua, perdidos somente após a interrupção da fonte

de energia. É mais econômica e entrega mais performance, porém é

mais cara. Geralmente utilizada para as memórias cache.

▪ DRAM (Dynamic RAM): precisa que a informação seja

atualizada o tempo todo para que permaneça armazenada. Com

isso gasta mais energia que a SRAM. Geralmente utilizada na memória

principal comercial (memória RAM).

Esquema 25 – SRAM x DRAM.

SRAM

Estática

Mantem os bytes sem atualização

Menos energia

Mais performance

Ex.: memórias cache

DRAM

Dinâmica

Precisa de atualização da informação

Mais energia

Depempenho mais baixo

Ex.: memória principal

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É importante ressaltar também que houve uma evolução do padrão

DRAM, para o chamado SDRAM (Synchronous dynamic RAM), que é o

padrão DRAM sincronizado com o barramento do sistema. Isso quer dizer

que a memória aguarda por um pulso de sinal antes de responder. Com isso,

ela pode operar em conjunto com os demais dispositivos e, em consequência,

ter velocidade consideravelmente superior.

Além disso, é importante destacar que os módulos de memória podem

ser do tipo SIMM (Single In-Line Memory Module) com uma única via de

contatos ou DIMM (Double In-Line Memory Module) com vias de contatos

dos lados do pente. O padrão DIMM é o que perdura nas memórias atuais.

Outra classificação importante é a que divide as memórias em SDR

(Single Data Rate) e DDR (Double Data Rate). As memórias SDR eram capazes

de trabalhar sincronizadas com os ciclos da placa-mãe, sem tempos de espera,

mas realizando apenas uma transferência por ciclo. Já as memórias DDR

superaram as memórias SDR por sua capacidade de realizar duas transferências

por ciclo. As memórias adotadas atualmente são do tipo DDR.

Em síntese, atualmente as memórias mais comuns utilizadas em

microcomputadores são do tipo DDR-SDRAM-DIMM, mas são comercialmente

divulgadas simplesmente como DDR.

De maneira esquemática, as características das memórias comerciais

atuais estão apresentadas a seguir:

Esquema 26 – Classificações da DDR Comercial.

DDR-SDRAM-DIMM

(DDR comercial)

Número de transferências por

ciclo

SDR: apenas uma transferência por

ciclo.

DDR: duas transferências por

ciclo.

Número de vias de contatos

SIMM: única via de contatos.

DIMM: via de contatos de ambos

os lados.

Dinamicidade

SDRAM: DRAM sincronizada com o barramento do

sistema.

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As memórias DDR (DDR-SDRAM-DIMM) estão evoluindo com o passar

dos anos, sendo numeradas sequencialmente DDR, DDR2, DDR3, DDR4 e a

DDR5 prometida para até 2020 e ganhando cada vez mais velocidade

(frequência) e realizando mais operações por ciclo, além de buscarem um menor

consumo de energia.

Vejamos um quadro comparativo entre elas.

TIPO Clock base Operações por ciclo

Clock efetivo Voltagem

DDR 100 a 250 MHz 2 200 a 500 MHz 2.5/2.6 V

DDR2 133 a 233 MHz 4 533 a 1333 MHz 1.8 V

DDR3 100 a 300 MHz 8 800 a 2400 MHz 1.35/1.5 V

DDR4 133 a 200 MHz 16 2133 a 3200 MHz 1.2 V

DDR5

Esquema 27 – Memórias DDR.

DMA (Direct Memory Access)

Normalmente para acessar a memória, os dispositivos conectados ao

computador precisam do processador. No entanto, com o uso do DMA (Direct

Memory Access) é possível que certos dispositivos de hardware num

computador acessem a memória do sistema para leitura e escrita

independentemente da CPU. Com DMA, o processador apenas inicia o

processo de transferência de dados, mas a execução fica a cargo dos próprios

dispositivos.

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Memória ROM

Falamos até agora das memórias RAM que permitem leitura e escrita,

pois o mercado associou o termo memória RAM apenas para estes tipos de

memória. Todavia, existem memórias RAM que permitem apenas a

leitura, as chamadas memórias ROM (Read Only Memory).

As memórias ROM são, portanto, memórias RAM que

permitem apenas leitura, isto é, os dados não podem ser

alterados e com a particularidade de serem não voláteis, ou seja,

e não são perdidos quando há desconexão da fonte de energia.

Normalmente, a ROM é utilizada para armazenar firmwares, pequenos

softwares que funcionam apenas no hardware para o qual foram desenvolvidos

e que controlam as funções mais básicas do dispositivo.

Com o advento das novas tecnologias para memórias ROM, a

característica de ser apenas leitura deixou de ser totalmente verdadeira,

sendo possível alterar o conteúdo gravado.

Esquema 28 – Memórias ROM.

Os principais tipos de ROM existentes são a Mask ROM, a PROM, a EPROM

e a EEPROM que são descritas no quadro a seguir.

Mask ROM Primeiras ROMs desenvolvidas constituídas de chips

integrados que guardam o software ou os dados gravados

durante sua criação.

PROM

(Programmable ROM)

O conteúdo pode ser modificado por meio de um dispositivo

conhecido como programador PROM, mas somente uma vez.

EPROM

(Erasable

Programmable ROM)

Permite a regravação de dados. O conteúdo do chip pode ser

apagado expondo-o à luz ultravioleta por cerca de 10

minutos. Já o processo de reescrita dos dados requer uma

voltagem cada vez maior e, com isso, a número de

reprogramações acaba sendo limitado.

EEPROM

(Eletronic Erasable

Programmable ROM)

Permite que os dados sejam apagados e gravados com o uso

de eletricidade.

Esquema 29 – Tipos de ROMs.

Memória ROM

RAM

Somente leitura

Não voláteis

Utilizadas em

firmwares

Com as

novas

tecnologias,

deixou de

ser

totalmente

verdade.

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Memória Secundária e Memória Terciária

A memória secundária (auxiliar ou de massa) é a que apresenta a

maior capacidade de armazenamento na pirâmide, menor custo por byte e

tempos de acesso superiores. Esta memória tem por objetivo garantir um

armazenamento mais permanente a toda a estrutura de dados e

programas do usuário.

A memória secundária pode ser constituída por diferentes tipos de

dispositivos, alguns diretamente ligados ao sistema para acesso

imediato (discos rígidos, por exemplo), e outros que podem ser conectados

quando desejado (CD-ROMs, pendrives, etc.).

Na pirâmide de cinco níveis, os dispositivos que podem ser

conectados quando desejado (ou montados) estão classificados como

memória terciária. Porém, lembre-se que estes são um tipo de memória

secundária. Assim, se estivermos em um contexto com quatro níveis,

considere-os como memória secundária, se, por outro lado, estivermos tratando

da hierarquia de cinco níveis, considere-os como memória terciária.

Esquema 30 – Memória secundária x memória terciária.

Memória Secundária

•Diretamente ligadas ao sistema para acesso imediato.

•Não dependem de operações de montagem.

•Ex.: discos rígidos.

Memória terciária

•Conectados ao sistema quando desejado.

•Dependem de operações de montagem.

•Ex.: discos óticos, fitas magnéticas e mídias removíveis.

•São um tipo de memória secundária.

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Vamos analisar as características destas memórias ou também chamados

dispositivos de armazenamento em massa:

▪ Tempo de acesso: por serem, em geral, constituídos por dispositivos

eletromecânicos possuem tempo de acesso mais altos. Aqui saímos da

ordem dos nanossegundos e entramos na ordem dos milissegundos

para discos rígidos dos segundos para fitas magnéticas. Vale ressaltar,

que os discos rígidos SSD, mais modernos, já possuem tempos de

acesso bem mais rápidos, da ordem dos décimos de milissegundos.

▪ Capacidade: são os dispositivos que possuem as maiores

capacidades de armazenamento. Os discos rígidos e fitas magnéticas

são da ordem dos terabytes. Os discos óticos têm sua capacidade

variável deste centenas de megabytes até uns pouco gigabytes.

▪ Volatilidade: como estes dispositivos armazenam as informações de

forma magnética ou ótica, elas não se perdem nem desaparecem

quando não há alimentação elétrica. São, portanto, não voláteis.

▪ Tecnologia: variado para cada tipo de dispositivo. Os dispositivos

serão analisados em tópicos específicos quando necessário.

▪ Temporariedade: são de caráter permanente ou, pelo menos, de

longo período de armazenamento.

▪ Custo: custo mais baixo, variando dependendo do dispositivo.

Esquema 31 – Memória Secundária (e terciária).

Memória Secundária (e terciária)

Tempo de acesso: mais alto (milissegundos ou segundos)

Capacidade: mais alta (até terabytes)

Volatilidade: não volátil.

Tecnologia: discos magnéticos ou óticos. Flash para os SSDs.

Temporariedade: permanentes.

Custo: mais baixo.

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HDDs e SSDs

O disco rígido (HD ou HDD, Hard

Drive Disk) é uma memória não volátil,

o que significa que as informações são

mantidas mesmo após o aparelho ser

desligado. Por isso, o componente é usado

para armazenar arquivos, programas e o

próprio sistema operacional, sendo

empregado principalmente em desktops,

notebooks, all-in-one e servidores.

Os HDs atuais possuem capacidades de armazenamento da ordem de

alguns terabytes, embora ainda existam capacidades medidas em gigabytes.

Sua nomenclatura se deve à presença de discos duros, geralmente de

alumínio, vidro ou cerâmica, onde as informações são guardadas. Chamada

platter, a peça é coberta por uma fina película de material magnético. No centro,

fica um eixo que faz os discos girarem em alta velocidade – os modelos atuais

mais comuns variam entre 5.400 e 7.200 RPMs (Rotações Por Minuto).

Outra parte importante do HD é o braço mecânico, em cuja extremidade

se encontra uma cabeça com um conjunto de ímãs. Eles ficam a nanômetros de

distância da película magnética, detectando e/ou modificando a magnetização

do material conforme os platters giram. É assim que cabeça magnética realiza

o processo de leitura e gravação dos dados.

O HDD é dividido em setores e trilhas conforme a figura a seguir.

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O SSD (Solid State Driver), por sua vez, é

formado por circuitos integrados e em seu interior não

há partes móveis, o que o torna absolutamente

silencioso, mais rápido e menos propenso a danos físicos

do que o HD. A maior parte dos SSDs atuais armazena

os dados em células de memória flash, que também

são do tipo não volátil. Para gravar informações, uma

carga elétrica é aplicada ao controlador.

É importante destacar que tanto os HDDs quanto os SSDs possuem o

mesmo propósito, mas diferem em tecnologias de funcionamento e custo.

Vamos consolidar as diferenças entre esses dois dispositivos com um esquema.

Esquema 32 – HDD x SSD.

7- (CESPE - 2016 - TRE-PE - Técnico Judiciário -

Operação de Computadores) O dispositivo responsável por armazenar

dados, mas que, diferentemente dos sistemas magnéticos, não possui partes

móveis e é construído em torno de um circuito integrado semicondutor é o(a)

a) DVD.

b) SSD.

c) DDS.

d) HDD.

e) disquete.

Resolução:

O SSD (Solid State Driver), por sua vez, é formado por circuitos integrados

e em seu interior não há partes móveis, o que o torna absolutamente silencioso,

mais rápido e menos propenso a danos físicos do que o HD.

Gabarito: Letra B.

HDDDisco magnético

Armazenamento em setores e trilhas.

Leitura e gravação por braço mecânico.

Emitem ruído.

Mais pesados.

Maior consumo de energia.

Menor desempenho.

Mais baratos.

SSDCircuitos integrados

Armazenamento em células

Leitura e gravação nas memórias flash.

Sem ruído.

Mais leves.

Menor consumo de energia.

Maior desempenho.

Mais caros.

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Discos óticos

Embora não sejam mais tão utilizados, vamos falar

um pouco sobre os discos óticos. Os discos óticos utilizam

feixes de luz para leitura e gravação de informações. Os

principais discos são sintetizados no quadro a seguir.

MÍDIA DESCRIÇÃO CAPACIDADE

CD (Compact Disc)

CD-ROM (Read Only Memory)

Gravado diretamente pelos

fabricantes e, portanto, usado somente para leitura, não permitindo

a gravação.

650 MB ou 700 MB

CD-R (Recordable)

Não permite que nenhum dado seja

apagado do CD. Após adicionados, os dados que lá estão são permanentes. Se não for utilizada toda a capacidade

na primeira gravação, pode-se gravar outras sessões, até que o CD esteja

completamente cheio.

CD-RW (Rewritable)

Permite que você grave, apague os

dados e grave novamente. Sua vida útil é de aproximadamente mil ciclos

Mini-cd

Possui tamanho reduzido e

capacidade menor que o CD. 180 MB

DVD (Digital Versatile Disk)

DVD-ROM Semelhante ao CD-ROM. Somente

leitura.

Existem vários

padrões, mas os comuns possuem 4.7

GB e os dual layer 8.5 GB.

DVD-R Semelhante ao CD-R. Gravável.

DVD-RW Semelhante ao CD-RW. Regragável.

DVD+R e DVD+RW

Praticamente idênticos ao DVD-R e o

DVD-RW, respectivamente. A diferença básica entre eles é o desempenho na hora de queimá-los,

devido ao modo com que os dois tipos realizam a gravação. As mídias com o

sinal de menos (-) são gravadas do centro para fora, em uma única linha, formando uma espiral. Já os discos

com um sinal de adição (+) são gravados em vários círculos

concêntricos. Isso dá uma maior rapidez aos DVD+R e DVD+RW tanto

na leitura quanto na gravação. Porém, essa diferença é quase imperceptível.

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Blu-Ray

BD-ROM Semelhante ao CD-ROM. Somente leitura.

25 GB e 50 GB para os dual layer.

128 GB para

BD-XL R e 100 GB para BD-XL RE.

BD-R Semelhante ao CD-R. Gravável.

BD-RE Semelhante ao CD-RW. Regragável.

BD-XL Formato em multicamadas par o BR-R ou BD-RE.

Mini Blu-Ray

Blu-ray de tamanho e capacidades reduzidas.

7.8 GB.

Esquema 33 – Discos óticos.

8- (CESPE - 2016 - TRE-PI - Conhecimentos Gerais

para os Cargos 5, 6 e 7) Um usuário necessita realizar uma cópia de

segurança do disco rígido do computador, cujo tamanho total é de 4 GB. Para

atender a essa demanda de becape, ele deve utilizar um

a) CD-RW virgem.

b) disquete de alta densidade formatado.

c) pendrive que contenha 3.800 MB de espaço livre.

d) smartphone com cartão SD que tenha 3.800 MB de espaço livre.

e) DVD-RW virgem.

Resolução:

a) Incorreto: o CD-RW virgem possuem capacidade apenas de 700 MB.

b) Incorreto: o disquete de alta densidade formatado é capaz de armazenar

somente 1,7 MB.

c) Incorreto: independe da mídia, pois 3.800 MB é menor que 4 GB.

d) Incorreto: independe da mídia, pois 3.800 MB é menor que 4 GB.

e) Correto: o DVD-RW virgem tem capacidades comuns de 4.7 GB e 8.5 GB

para os dual layer.

Gabarito: Letra E.

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Mídias removíveis

Temos ainda as chamadas mídias removíveis que podem ser

representadas pelos pendrives, cartões SD e HDs externos. Os pendrives e

cartões SD utilizam a memória flash. Os HDs externos, por sua vez, não utilizam

memória flash.

A memória Flash refere-se a um tipo particular de EEPROM (siga em

inglês para "Memória Somente de Leitura Programável Apagável

Eletricamente"). É nada mais que um chip de memória de computador que

mantém informações armazenadas sem a necessidade de uma fonte de energia.

9- (VUNESP - 2014 - TJ-PA - Analista Judiciário -

Análise de Sistema - Desenvolvimento) O pen drive é um dispositivo de

armazenamento de dados que se popularizou muito nos últimos anos. Sobre as

suas características, é correto afirmar que

a) utilizam um tipo de memória conhecida como flash

b) a capacidade máxima de armazenamento que um pen drive pode atingir é

de 64 GB

c) a velocidade de transferência de dados entre um pen drive e um computador

independe da versão do padrão USB utilizado.

d) eles foram concebidos para suportar o padrão USB 2.0 ou inferiores, não

suportando o novo padrão USB 3.0

e) não existe limitação no número de escritas e apagamentos para um pen

drive, o que lhe confere uma durabilidade superior a 30 anos.

Resolução:

Vamos analisar cada uma das assertivas:

a) Correto: utilizam um tipo de memória conhecida como flash

b) Incorreto: existem pen drives com capacidades superiores a 64GB.

c) Incorreto: a velocidade de transferência de dados entre um pen drive e um

computador independe da versão do padrão USB utilizado.

d) Incorreto: o padrão 3.0 é compatível com os anteriores.

e) Incorreto: existe certa limitação para gravações, embora alta e não

previamente conhecida.

Gabarito: Letra A.

USB 1.0

1,5 Mbit/s em banda estreita e de 12 Mbit/s na banda larga

USB 1.1: correções relacionadas ao uso de hubs, mas mantendo as velocidades

USB 2.0

A taxa máxima na banda larga é de 480 Mbit/s.

USB 3.0SuperSpeed, dada à impressionante

velocidade de 5 Gbit/s

Envia e recebe dados ao mesmo tempo

USB 3.1: dobro de taxa de transferência: 10 Gbit/s

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3.4 Dispositivos de Entrada e Saída (E/S) ou periféricos

Os dispositivos de entrada e saída (E/S) ou input/output (I/O)

são também denominados periféricos. Eles permitem a interação do

processador com o homem, possibilitando a entrada e/ou a saída de dados.

Os dispositivos de entrada codificam a informação que entra em

dados que possam ser processados pelo sistema digital do computador.

Os principais dispositivos de entrada de informações são: teclado, mouse,

scanner, microfone, joystick, câmera filmadora, câmera digital, mesa gráfica e

caneta ótica.

Os dispositivos de saída decodificam os dados em informação que

pode ser entendida pelo usuário. Os principais dispositivos de saída de

informações são: monitor de vídeo, caixa de som, impressora, plotter, sensores

(movimento, temperatura etc) e óculos (para realidade virtual).

Há dispositivos que funcionam tanto como dispositivos de entrada

quanto de saída, são os dispositivos mistos. Os principais dispositivos

tanto de entrada como de saída de informações são: modem, tela sensível

ao toque, multifuncional, controle com vibra, drive de disquete, gravador de CD

/ DVD, disco rígido, pendrives e outros dispositivos de armazenamento.

Esquematicamente temos:

Esquema 34 – Dispositivos de Entrada e Saída (E/S, I/O ou periféricos).

Dis

positiv

os E

/S Entrada

Codificam a informação que entra em dados que possam ser processados pelo sistema digital.

Ex.: teclado, mouse, scanner, microfone, joystick, câmera filmadora, câmera digital, mesa gráfica e caneta ótica.

Saída

Decodificam os dados em informação que pode ser entendida pelo usuário.

Ex.: monitor de vídeo, caixa de som, impressora, plotter, sensores (movimento, temperatura etc) e óculos (para

realidade virtual).

Entrada e Saída

Funcionam tanto como dispositivos de entrada quanto de saída.

Ex.: modem, tela sensível ao toque, multifuncional, controle com vibra, drive de disquete, gravador de CD /

DVD, disco rígido, pendrives e outros dispositivos de armazenamento.

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10- (INSTITUTO AOCP - 2018 - TRT - 1ª REGIÃO (RJ) -

Analista Judiciário - Oficial de Justiça Avaliador Federal) Os periféricos

de um computador podem ser classificados como sendo de entrada ou de

saída. Qual das alternativas a seguir possui um exemplo de cada?

a) Mouse e teclado.

b) Monitor e impressora matricial.

c) Microfone e caixa de som.

d) Teclado e leitor de digitais.

e) Touch pad e teclado.

Resolução:

Vejamos as classificações desses dispositivos:

a) Incorreto: Mouse (entrada) e teclado (entrada).

b) Incorreto: Monitor (saída) e impressora matricial (saída).

c) Correto: Microfone (entrada) e caixa de som (saída).

d) Incorreto: Teclado (entrada) e leitor de digitais (entrada).

e) Incorreto: Touch pad (entrada) e teclado (entrada).

Gabarito: Letra C.

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Dispositivos de bloco x dispositivos de caractere

Os dispositivos de entrada e saída podem ser divididos em um modo

genérico como dispositivos de bloco e caractere.

Um dispositivo de bloco ou estruturado armazena as informações

em blocos de tamanho fixo, cada qual com seu endereço.

Fundamentalmente, em um dispositivo de bloco pode-se ler ou escrever em

qualquer bloco, de maneira independente dos demais blocos. Os discos rígidos,

fitas e drivers ópticos são exemplos de dispositivos em bloco.

O dispositivo de caractere ou não estruturado não utiliza estrutura de

blocos nem posicionamento. No dispositivo de caractere ele recebe um fluxo

de caracteres e armazena em um buffer para processar

sequencialmente e não é endereçável. São os terminais, impressoras,

interfaces de rede, mouses.

Esquema 35 – Dispositivos em bloco ou em caractere.

•Informações em blocos de tamanho fixo.

•Posiocionamento permite ler ou escrever em qualquer bloco.

•Não usa buffer.

•Ex.: discos rígidos, fitas e drivers ópticos.

Bloco ou estruturado

•Não utiliza estrutura de blocos.

•Não possui endereçamento, portano leitura e gravação é sequencial.

•Usa buffer.

•Ex.: Impressoras, interfaces de rede, mouses.

Caractere ou não estruturado

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Impressoras

Desde a criação da primeira impressora, este periférico vem evoluindo

e mostrando do que é capaz. Da matricial à impressora 3D, a diversidade de

tipos e modelos deste importante componente é cada dia maior.

Vejamos quais são os principais tipos de impressoras:

▪ Impressora de impacto: bastante utilizado para a impressão de

folhas de pagamento, e também por lojas e transportadoras, para

emissão de notas fiscais. Podem ser de dois tipos:

o Matriz de pontos (matricial): mecanismo

de agulhas para formar a letra e imprimir.

o Margaridas: possui um mecanismo de

impressão semelhante ao da máquina de escrever,

no qual uma fita é pressionada no papel a fim

de imprimir a letra, daí o nome “de impacto”.

▪ Impressora de jato de tinta e jato de cera:

a impressão é feita por meio de centenas de

gotas muito pequenas de tintas, as quais

são liberadas a partir de uma minúscula

abertura existente nos cartuchos de tintas.

O esquema de cores empregado por estes

equipamentos é o CMYK, sigla que identifica as

cores Ciano, Magenta, amarelo (Yellow) e preto

(Black). Estas impressoras são muito comuns

em ambientes domésticos e também escritórios,

uma vez que oferecem uma impressão de boa

qualid ade e também fidelidade às cores, além

de serem mais baratas que as demais.

▪ Impressora a laser: mais comum em

ambientes corporativos, as impressoras a

laser oferecem impressões de excelente

qualidade e em velocidade bem superior

às “jato de tinta”. Elas utilizam um

toner no lugar do cartucho da

impressora a jato de tinta, o qual contém

um pó extremamente fino que, quando

aquecido, gruda no papel e permite que

a imagem, ou texto, seja “fixado” na

folha. Existem dois tipos de impressoras

a laser, as coloridas e monocromáticas.

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▪ Impressora LED: é um tipo de impressora

a laser só que mais econômica, ao invés de

utilizar laser, ela utiliza díodos emissores

de luz (LEDs). Seu funcionamento começa

com a transferência da imagem. Uma carga

eletrostática impulsiona o tambor sensível à

luz em forma de rolo através de uma faixa

com milhares de LEDs. Durante a

iluminação, enquanto o tambor gira, as

áreas com cargas atraem o toner com

carga elétrica, fixando a imagem no

papel através de calor e pressão.

▪ Impressora térmica: requer um tipo

de papel especial também, chamado

papel térmico. O seu funcionamento é

simples: quando a cabeça térmica

passa sobre o papel, este fica

escuro nas regiões onde é

aquecido, produzindo assim a

imagem, ou texto.

▪ Plotter: existem dois tipos de plotter:

o Plotter de corte: apenas recorta os desenhos em papéis

especiais, muito úteis para criar adesivos, por exemplo.

o Plotter de impressão: trabalham

com impressões em grande escala

e alta qualidade. Elas são as

responsáveis pelos banners e faixas

que vemos pela rua. Obviamente, este

tipo de máquina é destinado a

empresas de plotagem. Normalmente,

fazem uso da tecnologia jato de tinta

adaptada para a dimensão das

máquinas, permitindo a criação dos

banners e faixas.

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▪ Impressoras de cera térmica: utiliza

cilindros de cera, no esquema de cores

CMYK. Uma cabeça contendo diversos pinos

derrete a cera e também é responsável pela

fixação deste material no papel. Apesar de

não ser muito conhecida dos usuários, esta

impressora ainda é bastante utilizada,

principalmente para a impressão de

transparências e slides profissionais.

▪ Impressoras dye-sublimation:

funcionamento similar ao das

impressoras de cera térmica, com a

diferença que ao invés de cera elas

utilizam o filme dye plástico difusivo.

A cabeça de impressão esquenta o

filme e vaporiza a imagem no papel.

▪ Impressoras de tinta sólida: utiliza um

bloco sólido de tintas, as quais passam

por um processo de mudança de fase no

momento da impressão. Neste processo, o

bloco de tintas é derretido para ser aplicado

no papel e, em seguida, um fusor se

encarrega de fazer a fixação do material ao

papel. Um processo bem similar ao das

impressoras de cera térmica.

▪ Impressora de sublimação: trabalha com a

sublimação do material que substitui o cartucho

de tinta. Este material é um filme no jogo de

cores CMYK que, quando aquecido, se

transforma em gás e é aderido pelo papel, no

qual é então fixo. Em geral estas impressoras

utilizam papéis especiais, mas há modelos que

trabalham com folhas comuns também.

Obviamente, o papel utilizado influencia

diretamente no resultado da impressão.

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▪ Impressora 3D: capazes de criar desde objetos mais simples até os

mais complexos. Os materiais utilizados mais comuns são os plásticos,

porém, há impressoras que possuem fusão a laser, nessas usam-se

até metais como insumo. Os objetos são impressos com camadas

sobrepostas até serem moldados em sua forma final. Todo

objeto impresso deve ter sido criado com um modelador 3D em um

computador.

Esquematizando,

Tipo de Impressora Descrição

Impressora de impacto

Matriz de pontos (matricial): mecanismo de agulhas.

Margaridas: fita é pressionada no papel.

Impressora jato de tinta

Centenas de gotas muito pequenas de tintas, as quais são

liberadas a partir de uma minúscula abertura existente nos

cartuchos de tintas.

Esquema de cores CMYK (Ciano, Magenta, amarelo (Yellow)

e preto (Black)).

Impressora a laser Utilizam um toner no lugar do cartucho.

Impressora a LED Utiliza díodos emissores de luz (LEDs).

Impressora térmica Cabeça térmica passa sobre o papel, este fica escuro nas

regiões onde é aquecido.

Plotter

Plotter de corte: recorta os desenhos em papéis especiais.

Plotter de impressão: impressões em grande escala e alta

qualidade.

Impressoras de cera

térmica Utiliza cilindros de cera, no esquema de cores CMYK.

Impressoras dye-

sublimation

Cabeça de impressão esquenta o filme dye plástico e

vaporiza a imagem no papel.

Impressoras de tinta

sólida

Bloco sólido de tintas, as quais passam por um processo de

mudança de fase no momento da impressão.

Impressora de sublimação Filme no jogo de cores CMYK que, quando aquecido, se

transforma em gás e é aderido pelo papel, no qual é então fixo

Impressora 3D Criação de objetos, que são impressos com camadas sobrepostas até serem moldados em sua forma final.

Esquema 36 – Tipos de Impressoras.

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11- (CESPE - 2016 - TRE-PE - Técnico Judiciário -

Operação de Computadores) O dispositivo de impressão dotado de agulhas

constitui parte do modelo de impressora

a) de sublimação.

b) com tecnologia digital LED.

c) a jato de tinta.

d) matricial.

e) a laser.

Resolução:

As impressoras que são dotadas de agulhas são as matriciais. Vejamos como

funciona cada uma das impressoras:

a) Incorreto: de sublimação. Trabalha com a sublimação do material que

substitui o cartucho de tinta. Este material é um filme no jogo de cores CMYK

que, quando aquecido, se transforma em gás e é aderido pelo papel, no

qual é então fixo.

b) Incorreto: com tecnologia digital LED. É um tipo de impressora a laser

só que mais econômica, ao invés de utilizar laser, ela utiliza díodos emissores

de luz (LEDs). Seu funcionamento começa com a transferência da imagem.

Uma carga eletrostática impulsiona o tambor sensível à luz em forma de rolo

através de uma faixa com milhares de LEDs. Durante a iluminação, enquanto

o tambor gira, as áreas com cargas atraem o toner com carga elétrica,

fixando a imagem no papel através de calor e pressão.

c) Incorreto: a jato de tinta. A impressão é feita por meio de centenas de

gotas muito pequenas de tintas, as quais são liberadas a partir de uma

minúscula abertura existente nos cartuchos de tintas. O esquema de

cores empregado por estes equipamentos é o CMYK, sigla que identifica as cores

Ciano, Magenta, amarelo (Yellow) e preto (Black).

d) Correto: matricial. Mecanismo de agulhas para formar a letra e

imprimir.

e) Incorreto: a laser. Utilizam um toner no lugar do cartucho da

impressora a jato de tinta, o qual contém um pó extremamente fino que, quando

aquecido, gruda no papel e permite que a imagem, ou texto, seja “fixado” na

folha.

Gabarito: Letra D.

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Equipamentos de Projeção

Um equipamento de projeção multimídia é um equipamento utilizado

com objetivo de transmitir imagem e som para diversas pessoas ao

mesmo tempo, de forma nítida e com qualidade.

É considerado um equipamento de projeção multimídia: projetor,

equipamento de automação, equipamento para áudio e videoconferência, tela,

cabo, entre outros.

Esse uso pode ser doméstico e para lazer, sendo possível criar um cinema

dentro da residência ou transmitir fotos para amigos e familiares. No uso

profissional, um equipamento de projeção multimídia colabora e facilita a

comunicação com funcionários em salas de reuniões e auditórios e com alunos

em salas de aula de escolas ou faculdades.

A escolha do tamanho e da capacidade desse equipamento depende do

local onde será instalado e da quantidade de pessoas que verão a projeção.

Existem basicamente dois tipos de projetores: os LCD e os DLP. A

principal diferença entre eles é a luminosidade de cada um.

▪ O projetor LCD (Liquid Cristal Display) possui imagens mais

nítidas, porém deixam a desejar no quesito qualidade de imagem

quando há luminosidade no ambiente de projeção. Os projetores com a

tecnologia LCD separam a luz branca da lâmpada em vermelho, verde e

azul e enviam essa luz através do painel LCD, que "abre" ou "fecha"

determinados pixels, gerando as outras cores e projetando a imagem no

anteparo.

▪ O projetor do tipo DLP (Digital Light Processing), por sua vez, é

mais favorável nos ambientes em que é impossível bloquear a entrada de

luz, pois possui maior luminosidade. A tecnologia DLP utiliza um chip

com espelhos microscópicos para refletir a luz da lâmpada, gerando uma

imagem monocromática, e um disco de cores para colorir a imagem.

Esquema 37 – Projeção multimídia.

Equip

am

ento

de

pro

jeção m

ultim

ídia

Visa transmitir imagem e som para diversas pessoas ao mesmo tempo, de forma nítida e com qualidade.

Dois tipos

LCD (Liquid Cristal Display)

Imagens mais nítidas

DLP (Digital Light Processing)

Maior luminosidade

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3.5 Barramentos

Barramentos são componentes eletrônicos, presentes na placa-mãe,

que conectam os componentes do computador entre si. São responsáveis

pela conexão entre o processador e a memória, e a componentes de entrada e

saída.

As principais funções dos barramentos são transportar dados, endereços

e controlar outros componentes do computador. Os barramentos podem ser de

sistema e de entrada e saída.

Os barramentos de sistema são os barramentos princiapis e podem ser

de três tipos de acordo com suas funções: barramento de dados (transporta

dados entre os componentes), barramentos de endereço (indica os

endereços de memória em que os dados que o processador deseja acessar

estão), barramento de controle (regula outras funções dos barramentos

anteriores, além de controlar solicitações e confirmações).

Os barramentos de entrada e saída comunicam o processador e aos

demais componentes do computador. Podem ser: internos ou slots (ligação

interna dos componentes), ou externos ou portas (conexão a componentes

externos ao computador.

Vamos estudar os principais tipos de barramento de entrada/ saída,

que são os que normalmente caem na prova. Para os externos, temos:

▪ Barramento ISA (Industry Standard Architecture): Este padrão não

mais utilizado, tendo sido substituído pelo PCI. As placas conectadas

neste barramento eram grandes, apesar de poderem não utilizar todo

o espaço do barramento. Trabalhava com transferência de 8 bits e 16

bits e com clock de 8,33 MHz. A versão de 16 bits é capaz de

proporcionar transferência de dados na casa dos 8 MB por segundo.

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▪ Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect): suas

principais características são a capacidade de transferir dados a 32

bits e clock de 33 MHz, especificações estas que tornaram o padrão

capaz de transmitir dados a uma taxa de até 132 MB por segundo.

Uma versão não muito comum de 64 bits com clock de 66 MHz foi

lançada permitindo transferência de dados em até 512 MB/s, mas não

se tornou muito popular. Os slots são menores que os ISA.

Além disso, estes barramentos possuem os seguintes recuros:

o Bus Mastering, que se trata de um sistema que permite a

dispositivos que fazem uso do barramento ler e gravar dados

direto na memória RAM, sem que o processador tenha que

"parar" e interferir para tornar isso possível.

o Plug and Play (PnP), reconhecendo automaticamente

dispositivos que são conectados a esses barramentos.

▪ Barramento AGP (Accelerated Graphics Port): foi lançado para lidar

com o grande volume de dados gerados pelos processadores gráficos,

permitindo a evolução de uma tela escura para imagens de altíssima

qualidade. Este padrão oferece alta taxa de transferência e pode

operar sempre em sua máxima capacidade, pois como só é usada para

placas de vídeo, não possui interferência de outros dispositivos. O AGP

também permite que a placa de vídeo faça uso de parte da memória

RAM do computador como um incremento de sua própria memória,

um recurso chamado Direct Memory Execute.

Foi lançado nas seguintes versões:

o AGP 1.0: trabalha a 32 bits, clock 66 MHz, taxa de

transferência de 266 MB. Utilizando o AGP 2X são feitas duas

transferências de dados por ciclo de clock, possibilitando uma

frequência na prática de 133 MHz e taxa de 532 MB por

segundo.

o AGP 2.0: continua operando a 66 MHz, mas utiliza 4x, em que

são feitas quatro transferências de dados por ciclo de clock,

equivalendo na prática, a uma frequência de 266 MHz e

pemitindo taxa de transferência de até 1.066 MB por segundo.

o AGP 3.0: opera a 66 MHz, mas com 8x funcionando como se

operasse 528 MHz e possibilitando taxas de até 2.133 MB/s.

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▪ PCI Express: utiliza uma frequência da ordem de 2,5 GHz podendo

variar entre os modelos. Substituiu ao mesmo tempo o PCI e o AGP.

Isso acontece porque o PCI Express está disponível em vários

segmentos: 1x, 2x, 4x, 8x, 16x e 32x. Quanto maior esse número,

maior é a taxa de transferência de dados. O PCI Express 16x, por

exemplo, é capaz de trabalhar com taxa de transferência de cerca de

4 GB por segundo, característica que o faz ser utilizado por placas de

vídeo, um dos dispositivos que mais geram dados em um computador.

Possui as seguintes versões:

o PCI Express 1.0: Contando com 16 caminhos de transmissão

de dados (16x), um slot PCI-Express pode realizar o tráfego de

até 4 GB/s.

o PCI Express 2.0: mostrou um aumento de desempenho e

envio de dados. Com 16x, alcançam até 8 GB/s, podendo

chegar até 16 GB/s caso seja um conector 32x.

o PCI Express 3.0: alcança a largura de banda de 32 GB/s

quando utilizada em configuração 16x. Adicionalmente, foi

modelado para melhor utilização de energia.

▪ SATA (Serial ATA): é uma tecnologia para discos rígidos, unidades

ópticas e outros dispositivos de armazenamento de dados que surgiu

para substituir a tradicional interface PATA

(Paralell ATA, somente ATA ou, ainda, IDE).

Fornece melhor velocidade de transferênca

dos dados, cabos menores e mais finos que

permitem o resfriamento mais eficiente,

ocupam menos espaço que os antigos IDEs.

Além disso, possuem os seguintes recursos:

o Hot swap ou hot plug: permitem remover ou adicionar

hardwares com a máquina em funcionamento.

o NCQ (Native Command Queuing): permite ao HD organizar

as solicitações de gravação ou leitura de dados em uma ordem

que faz com que as cabeças se movimentem o mínimo possível,

aumentando (pelo menos teoricamente) o desempenho do

dispositivo e a sua vida útil.

o Link Power Management: permite consumir menos energia,

fazendo com que o HD assuma 3 estados possíveis: ativo,

parcialmente ativo ou inativo.

o Stagged Spin-Up: permite ativar ou desativar os discos que

estão trabalhando em conjunto, sem que haja interferência no

restante dos discos.

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As portas normalmente são de 4 tipos diferentes: portas seriais, portas

paralelas, portas USB e portas Fireware.

▪ Portas seriais: transmitem um bit por vez. As portas

seriais eram amplamente utilizadas para conectar mouses,

modems e impressoras.

▪ Portas paralelas: transmistem 8 bits por vez. Eram

utilizadas para conectar impressoras. A velocidade de

transmissão de uma porta paralela podia chegar a 1.2

MB por segundo. Isso gerou uma limitação, que fez com

que novas tecnologias como o USB e o Fireware fossem

criadas.

▪ Portas USB: são muito utilizadas atualmente. A

vantagem da porta USB é que ela é mais rápida

que as seriais e paralelas tradicionais, e de menor

custo. Além disso, os computadores atuais

normalmente possuem várias portas USB.

Possuem os seguintes recursos:

o Plug and Play (PnP).

o Hot swap ou hot plug.

▪ Firewire: criado pela Apple. Possui velocidade superior

ao USB e foi adotado por várias empresas como a Sony

e a Apple. Contudo, os altos royalties que os possuidores

da patente exigiram e o seu custo superior impediram

que este tomasse o lugar do USB.

Além dessas portas, temos ainda as chamadas portas PS/2, um

conector mini-DIN de 6 pinos usado para conectar alguns teclados e mouses a

um sistema de computador compatível com PC. Por

convenção o teclado é plugado na porta roxa, e o mouse

na verde. Estas portas estão atualmente em desuso, pois

os mouses e teclados geralmente são USB.

A porta RJ-45 (porta Ethernet, adaptador de rede ou

tomada de rede) é a porta de rede em um computador. A porta

RJ45 é ligada diretamente na placa de rede interna do computador.

É um plugue do tipo 8P8C que possui 8 posições onde são

encaixados 8 fios.

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As portas analógicas ou portas de áudio servem

para conectar dispositivos de áudio. As cores de cada

conector têm funções diferentes: verde (caixas

frontais/fone), azul (entrada de linha), rosa (microfone),

laranja (subwoofer e central) e cinza (caixas laterais).

O VGA ou Video Graphics Array é um padrão de

gráficos de computadores introduzido em 1987 pela IBM,

também usado vulgarmente para designar o conector

associado ao padrão. Está presente em computadores com

gráficos integrados e em alguns dos monitores que ainda

estão no mercado – embora o padrão esteja mudando.

O High-Definition Multimedia Interface (HDMI) é

uma interface condutiva totalmente digital de áudio e

vídeo capaz de transmitir dados não comprimidos. O

HDMI fornece uma interface de comunicação entre

qualquer fonte de áudio/vídeo digital. O HDMI 1.4

trouxe suporte a resoluções de 4.096 por 2.160 pixels

(4K), e o HDMI 2.0 passou a aceitar essa resolução em

até 60 quadros por segundo, ideal para transmissões

excelentes de esportes ou games de última geração.

De forma mais esquemática e resumida temos:

Barramentos internos ou slot

ISA (Industry

Standard

Architecture)

Não mais usado. Grandes. 8 ou 16 bits. Clock de 8,33 MHz.

PCI (Peripheral

Component

Interconnect)

Menores que os ISA. 32 bits e clock de 33 MHz ou 64 bits e clock

de 66 MHz. Bus Mastering. Plug and Play (PnP).

AGP

(Accelerated

Graphics Port)

Lançado para processadores gráficos. Direct Memory Execute. ▪ AGP 1.0: 32 bits, clock 66 MHz, taxa de 266 MB/s. Versão 2x com

clock de 133 MHz e taxa de 532 MB/s. ▪ AGP 2.0: clock base de 66 MHz, mas com 4x, operando a 266 MHz

e taxa de 1066 MB/s. ▪ AGP 3.0: clock base de 66 MHz, mas com 8x, operando a 528 MHz

e taxa de 2133 MB/s.

PCI Express

Frequência da ordem de 2,5 GHz. Substituiu o AGP e o PCI.

Segmentos 1x, 2x, 4x, 8x, 16x e 32x. ▪ PCI Express 1.0: com 16x taxas de 4GB/s.

▪ PCI Express 2.0: taxas de 8GB/s com 16x e de 16 GB/s com 32x. ▪ PCI Express 3.0: taxa de 32GB/s com 16x. Melhor uso da energia

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SATA

(Serial ATA)

Usado para discos rígidos, unidades ópticas e outros dispositivos de

armazenamento. Melhor velocidade de transferência, cabos

menores e mais finos que o antecessor IDE (ou PATA). Hot swap

ou hot plug. NCQ (Native Command Queuing). Link Power

Management. Stagged Spin-Up.

Barramentos externos ou portas

Serial Transmitem um bit por vez. Eram amplamente utilizadas para

conectar mouses, modems e impressoras.

Paralela Transmitem 8 bits por vez. Eram utilizadas para conectar

impressoras.

USB Muito utilizadas e existem várias. Mais rápidas que seriais e

paralelas. Plug and Play. Hot swap ou hot plug.

Fireware Criado pela Apple. Velocidade superior a USB. Custo muito alto por

conta dos royaltes.

PS/2 Conector de 6 pinos para mouses e teclados. Atualmente em

desuso.

RJ-45 Conector para a rede. 8 pinos.

Analógicas ou

de áudio Dispositivos de áudio. Cores tem funções diferentes.

VGA Padrão gráfico. Usado para conectar monitores.

HDMI Conexão digital de áudio e vídeo. 19 pinos. Esquema 38 – Barramentos de entrada e saída.

12- (CESPE - 2016 - TRE-PE - Técnico Judiciário -

Operação de Computadores) Assinale a opção que apresenta dispositivo de

conexão que suporta, por meio de um único cabo, formatos de imagens de

televisão ou de computador, incluindo resoluções padrão, alta definição e 4k.

a) EGA

b) HDMI

c) VGA

d) videocomponente

e) DVI

Resolução:

O High-Definition Multimedia Interface (HDMI) é uma interface condutiva

totalmente digital de áudio e vídeo capaz de transmitir dados não comprimidos.

O HDMI fornece uma interface de comunicação entre qualquer fonte de

áudio/vídeo digital.

O HDMI 1.4 trouxe suporte a resoluções de 4.096 por 2.160 pixels (4K), e o

HDMI 2.0 passou a aceitar essa resolução em até 60 quadros por segundo,

ideal para transmissões excelentes de esportes ou games de última geração.

Gabarito: Letra B.

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Padrões ou portas USB

Vamos abordar agora em um pouco mais de detalhes as portas USB, pois

são as mais cobradas em prova. O padrão USB evolui com o tempo,

aumentando as taxas de transferência e melhorando alguns outros aspectos.

Vamos estudar estes padrões USB:

▪ USB 1.0 ou USB original: foi lançado em 1996 com taxa de

transferência de dados é de 1,5 Mbit/s em banda estreita e de

12 Mbit/s na banda larga.

▪ USB 1.1: a versão 1.1 chegou dois anos depois com correções

relacionadas ao uso de hubs, mas mantendo as velocidades.

▪ USB 2.0: foi lançado no ano 2000, apresentando velocidade de

transferência 40 vezes maior que a geração anterior. A taxa máxima

na banda larga é de 480 Mbit/s, cerca de 60 MB/s. As portas são

compatíveis com cabos USB 1.1, mas a velocidade é reduzida aos 12

Mbit/s do modelo mais antigo.

O novo padrão implementou mudanças importantes que auxiliaram a

popularização. Uma delas foi a liberação do pagamento da licença

de uso da tecnologia para a USB Implementers Forum,

desenvolvedora do USB, motivando as fabricantes a adotarem o

padrão em larga escala.

Também foi na segunda geração que surgiram os plugues e portas

mini e micro USB (tipos A e B). Esses conectores menores

permitiram utilizar o USB em dispositivos pequenos, como celulares e

tablets. O cabo USB 2.0 ainda é o mais comum atualmente.

▪ USB 3.0 (USB 3.2 Gen 1): em 2008, foi lançado o USB 3.0. A taxa

de transferência recebeu o nome de SuperSpeed, dada à

impressionante velocidade de 5 Gbit/s (ou 625 MB/s, 10 vezes

superior a do USB 2.0). Outro avanço da tecnologia foi a capacidade

de enviar e receber dados ao mesmo tempo, ao contrário da

comunicação em única via das gerações anteriores.

A USB Implementers Forum recomenda que as fabricantes adotem a

cor azul no interior das conexões USB 3.0 em diante, além de colocar

as iniciais SS (de SuperSpeed). Com lançamento da versão 3.2 a USB-

IF mudou o nome desse padrão para USB 3.2 Gen 1.

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▪ USB 3.1 (USB 3.2 Gen 2): cinco anos mais tarde, em 2013, a USB

Implementers Forum lançou o USB 3.1, que trouxe o dobro de taxa

de transferência: 10 Gbit/s.

▪ USB 3.2 (USB 3.2 Gen 2x2): em 2019, a USB-IF lançou a USB 3.2

com taxa de transferência de 20 Gbits/s. Pessoal, o detalhe aqui

é que a USB-IF fez uma confusão na nomenclatura passado a

renomear também os padrões anteriores.

Em resumo, o que foi feito foi:

▪ USB 3.0 passou a se chamar USB 3.2 Gen 1;

▪ USB 3.1 passou a se chamar USB 3.2 Gen 2;

▪ USB 3.2 passou a se chamar USB 3.2 Gen 2x2;

Esquema 39 – Padrões USB.

USB 1.0

1,5 Mbit/s em banda estreita e de 12 Mbit/s

na banda larga

USB 1.1: correçõesrelacionadas ao uso de hubs, mas mantendo as

velocidades

USB 2.0

A taxa máxima na banda larga é de 480

Mbit/s

USB 3.2Envia e recebe dados

ao mesmo tempo

USB 3.2 Gen 1:

5 Gbit/s

USB 3.2 Gen 2:

10 Gbit/s

USB 3.2 Gen 2x2:

20 Gbit/s

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Além dos diferentes padrões, existem também diferentes conectores USB

que são usados para os diversos dispositivos que podem ser conectados por

meio desse padrão. Vamos falar um pouco sobre os principais conectores:

Esquema 40 – Conectores USB.

USB-A

Mais comuns. 4 pinos.

Mini-A

5 pinos.

Micro A

5 pinos, mas menor.

USB-B

4 pinos, mas 2 de cada lado

Mini-B

5 pinos

Micro-B

5 pinos, mas menor

USB-C

24 pinos , 12 de cada lado

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13- (UFMT - 2016 - TJ-MT - Analista Judiciário - Direito)

A principal vantagem do padrão USB 3.0 em relação aos padrões anteriores

de portas USB é:

a) Possibilidade de conectarem-se, sem a necessidade de adaptadores, num

único tipo de porta, dispositivos USB e HDMI.

b) Remoção da compatibilidade com os dispositivos USB 2.0, o que elimina

as restrições do padrão 3.0.

c) Aumento da taxa de transferência de dados entre dispositivos que utilizam

o padrão 3.0.

d) Redução da quantidade de fios utilizados para conectar dois dispositivos,

o que torna o cabo de diâmetro mais reduzido.

Resolução:

O padrão USB evolui com o tempo, aumentando as taxas de transferência e

melhorando alguns outros aspectos. O esquema a seguir representa as

diferenças entre as versões do padrão:

Vamos então à análise dos itens:

a) Incorreto: Portas USB não conectam dispositivos HDMI.

b) Incorreto: O padrão 3.0 não é incompatível com 2.0.

c) Correto: Aumento da taxa de transferência de dados entre dispositivos

que utilizam o padrão 3.0.

d) Incorreto: Não houve redução do cabo.

Gabarito: Letra C.

USB 1.01,5 Mbit/s em banda

estreita e de 12 Mbit/s na banda larga

USB 1.1: correçõesrelacionadas ao uso de hubs, mas mantendo as

velocidades

USB 2.0

A taxa máxima na banda larga é de 480 Mbit/s.

USB 3.0SuperSpeed, dada à

impressionante velocidade de 5 Gbit/s

Envia e recebe dados ao mesmo tempo

USB 3.1: dobro de taxa de transferência: 10 Gbit/s

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3.6 Entendendo as configurações de um computador

Agora que você já conhece os principais componentes do computador,

vamos ver como as configurações dos computadores comerciais são analisadas.

Este conhecimento é importante, pois diversas questões apresentam uma

configuração e pedem que você identifique uma dada característica.

As especificações dos equipamentos de mercado diferem bastante na

forma de apresentação, sendo mais detalhadas ou omitindo certos elementos.

Vamos apresentar um esquema genérico, que pode ser utilizado para ter uma

noção de como analisar estas configurações:

Esquema 41 - Entendendo as configurações do computador.

Intel Core i7-5960X 3.0GHz 20MB LGA 2011 V3 8 GB DDR4 2133MHz 128GB SSD

Marca e modelo Clock

Processador

Memória cache

(geralmente L3)

Soquete

Memória

Capacidade Tipo Clock

Disco rígido

Capacidade Tipo

Outras informações que podem vir são as marcas dos componentes e outras características

específicas deles como a rotação para os HDs, o barramento utilizado ou as polegadas de

um monitor.

Para facilitar o relacionamento por meio das marcas, vamos especificar os principais:

▪ Processadores: Intel e AMD;

▪ Placa mãe: ASUS, Gigabyte, MSI e Intel.

▪ Memória RAM: Kingston, Samsumg, Corsair, OCZ.

▪ HDDs: Seagate, Maxtor, Quantum, Samsumg, Western Digital, IBM;

▪ SSDs: Intel, Samsumg, Hyper X, Kingston, Crucial, Corsair, SanDisk.

▪ Placas de vídeo: ATI Tecnhologies (AMD) e nVidia.

Se vierem somente duas capacidades seguidas, associe a menor delas a memória RAM e a

maior ao disco rígido. Ex.: 8GB 1TB, significa que o computador possui 8GB de memória RAM

e 1TB de HD.

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14- (FCC - 2015 - TRE-AP - Analista Judiciário -

Administrativa) Para comprar um computador que atenda suas

necessidades, um Analista fez uma pesquisa na Internet para conhecer as

configurações dos componentes internos. Nessa pesquisa, concluiu

corretamente que

a) “HyperX FURY 4 GB 1600MHz DDR3 CL10 DIMM Red Series

HX316C10FR/4" refere-se à memória RAM.

b) “GIGABYTE Micro ATX p/ Intel LGA 1155 GA-H61M-S1" refere-se à placa

de vídeo.

c) “Seagate SATA 3 500 GB 7200RPM 6.0 Gb/s ST500DM002" refere-se ao

processador.

d) “AMD A4 7300 Dual Core 3.8 GHz (4.0 GHz Max Turbo) 1MB FM2

AD7300OKHLBOX" refere-se ao disco rígido.

e) “VGA Point of View GeForce GTX650 1 GB GDDR5 128-Bits - VGA-650-C1-

1024" refere-se à placa mãe.

Resolução:

a) Correto: especificação bem completa de uma memória RAM descrevendo a

marca, capacidade, frequência, tipo e modelo.

b) Incorreto: especificação da placa mãe.

c) Incorreto: especificação de HD.

d) Incorreto: especificação de um processador.

e) Incorreto: especificação de uma placa de vídeo.

Gabarito: Letra A.

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4. SOFTWARE

O software é um conjunto de instruções ordenadas e lógicas

fornecidas ao hardware, para a execução de procedimentos necessários à

solução dos problemas e tarefas do processamento de dados.

Quanto as finalidades, os softwares podem ser classificados em

aplicativos, sistemas e utilitários:

▪ Software Aplicativo: programas que tem aplicações práticas para

o usuário. Também não são obrigatórios para o funcionamento do

computador, porém, quando instalados, oferecem praticidade para os

usuários.

▪ Software Básico ou Sistema operacional: é o programa

considerado essencial para o funcionamento de um computador.

Sem ele o computador não funciona.

▪ Software Utilitário: qualquer programa não obrigatório para o

funcionamento do computador, porém, é considerado extremamente

útil para o seu bom funcionamento.

Vamos esquematizar as diferenças entre esses tipos de softwares:

Esquema 42 - Tipos de softwares quanto as finalidades.

Aplicativo

• softwares maissimples, amigáveis;

• normalmente nãose comunicamdiretamente com a máquina;

• há uma interfacecom o usuário.

•Exemplos: Word, planilhas eletrônicas, jogos, navegadores web.

Sistema

• softwares maiscomplexos;

• se comunicam diretamente com a máquina (hardware);

• interface (ligação) entre o usuário, o software aplicativo e o computador;

• Exemplos: sistemasoperacionais.

Utilitários

• permitem aos usuários executarem tarefascomplementaresàs oferecidas pelos sistemasoperacionais.

• Exemplos: antivírus, compactação de arquivos, backup de arquivos, etc.

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Quanto as licenças, os softwares podem ser livres ou proprietários, que

possuem algumas variações.

▪ Software Livre: qualquer programa que tem a liberdade de ser

usado, copiado, modificado e redistribuído. Opõe-se ao conceito de

software proprietário. Pode ser vendido ou disponibilizado gratuitamente.

Um caso é o da Red Hat que comercializa o Red Hat Enterprise Linux. A

possibilidade de modificações implica na abertura de seu código fonte. A

maioria dos softwares livres é licenciada como GNU GPL ou BSD.

o GPL: a Licença Pública Geral GNU acompanha os pacotes

distribuídos pelo Projeto GNU (General Public License). É a mais

utilizada, sendo adotada pelo Linux. Ela impede que o software

seja integrado em um software proprietário e garante os

direitos autorais. Não permite que as liberdades originais sejam

limitadas, nem que sejam impostas restrições que impeçam a

distribuição da mesma forma que foram adquiridos.

o BSD: a licença BSD foi inicialmente utilizada nos softwares da

Berkeley Software Distribution. Ela impõe poucas restrições

sobre as formas de uso, alterações e redistribuição do

software e, por isso, é chamada de copycenter. O programa pode

ser vendido e não precisa incluir o código fonte.

o Software em Domínio Público: o autor do software relega a

propriedade do programa e este se torna bem comum, ou seja,

não possui copyright. Entretanto, o autor pode restringir que

modificações sejam feitas.

o Copyleft: retira barreiras à utilização, difusão e modificação

do software, mas impedem a utilização não-autorizada. Ele

requer que as alterações sejam livres, passando adiante a

liberdade de copiá-lo e modificá-lo novamente.

▪ Software proprietário: é aquele cuja cópia, redistribuição ou

modificação são proibidos pelo autor em determinado grau. É

necessário solicitar permissão ou pagar para utilizar.

o Freeware: software proprietário que é disponibilizado

gratuitamente, mas não pode ser modificado.

o Shareware: é o software disponibilizado gratuitamente por um

período de tempo ou com algumas funções abertas, mas que

implica no posterior pagamento pela sua licença.

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o Trial: versão de teste de vários softwares. É disponibilizada

algumas funções, geralmente por 30 dias, para que o usuário

experimente o programa para saber se ele atende às suas

necessidades.

o Demo: versão de demonstração, semelhante ao Trial. É

possível usar o programa por um tempo ou com apenas

algumas funções disponíveis.

o Software Comercial: é o software desenvolvido com o

objetivo de lucrar.

▪ Open Source: o software de código aberto é aquele que disponibiliza

seu código fonte e restringe-se aos termos técnicos da questão.

Pode ser livre, ou proprietário. Algumas empresas como IBM, HP,

Intel e Nokia investem em software de código aberto.

Esquematizando, temos:

Esquema 43 – Licenças de software.

Lic

enças

Livre

Liberdade de ser usado, copiado, modificado e

redistribuído.

GPL

Impede que o software seja integrado em um software proprietário e garante os direitos autorais.

BSD

Poucas restrições sobre as formas de uso, alterações e redistribuição do software. Pode ser vendido.

Domínio Público

Autor do software relega a propriedade do programa, mas pode restringir algumas alterações.

Copyleft

Retira barreiras à utilização, difusão e modificação do software, mas impedem a utilização não-autorizada.

Proprietário

Cópia, redistribuição ou modificação são

proibidos pelo autor em determinado grau.

Comercial

Desenvolvido com o objetivo de lucrar.

Freeware

Disponibilizado gratuitamente, mas não pode ser modificado.

Shareware

Gratuitamente por um período de tempo ou com algumas funções abertas.

Trial

Versão de testes por alguns dias.

Demo

Demonstração por um tempo ou comalgumas funções.Opensource

Disponibiliza seu código fonte e restringe-se aos

termos técnicos da questão.

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15- (FCC - 2012 - TJ-RJ - Analista Judiciário - Análise

de Sistemas) Para que um programa de computador seja considerado software

livre, este programa

a) pode ser utilizado para fins lucrativos, mas não pode ser, ele próprio,

comercializado.

b) deve ter seu código fonte colocado em domínio público.

c) não pode ser utilizado para fins lucrativos.

d) deve ter seu código fonte disponível para seus usuários.

e) não pode ter seu código fonte modificado.

Resolução:

Vamos analisar as alternativas:

a) Incorreto: é muito natural associar software livre a software gratuito, porém

essa relação não é totalmente verdadeira. Os softwares que tem licença BSD,

por exemplo, podem ser vendidos.

b) Incorreto: o domínio público é apenas uma das subcategorias do software

livre. Assim, não necessariamente o software livre deve ser disponibilizado em

domínio público.

c) Incorreto: vide comentário do item a.

d) Correto: o software livre é qualquer programa que tem a liberdade de

ser usado, copiado, modificado e redistribuído. A possibilidade de

modificações implica na abertura de seu código fonte.

e) Incorreto: a abertura do código fonte é justamente uma das características

que permite a modificação do software livre.

Gabarito: Letra D.

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Driver de dispositivo

Um tipo de software bastante importante para os computadores são os

drivers de dispositivo ou, simplesmente, drivers. Os drivers são pequenos

elementos de software que permitem a comunicação entre o sistema

operacional e o equipamento em si. São eles que, por exemplo, fazem a

conversão dos dados digitais para serem impressos ou regulam o

processamento de uma placa de vídeo.

Os drivers são específicos para os sistemas operacionais sob os quais

executam, portanto, o fabricante deve fornecer um drive para cada sistema

operacional em o dispositivo for compatível.

Esquema 44 – Drivers.

Sistema operacionalDriver ou controlador

de dispositvoHardware

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5. REFERÊNCIAS

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Acesso em: 02 mar. 2018.

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<https://canaltech.com.br/hardware/o-que-e-um-chipset/>. Acesso em: 27 fev. 2018.

CANALTECH. Fique por dentro de todos os modelos de memória RAM. Disponível

em: <https://canaltech.com.br/hardware/fique-por-dentro-de-todos-os-modelos-de-

memoria-ram/>. Acesso em: 05 mar. 2018.

CANALTECH. Entenda as diferenças entre os tipos de DVDs e discos de Blu-Ray.

Disponível em: <https://canaltech.com.br/curiosidades/Entenda-as-diferencas-entre-

os-tipos-de-DVDs-e-discos-de-Blu-Ray/>. Acesso em: 05 mar. 2018.

CANALTECH. O que são os drivers e como eles funcionam?

<https://canaltech.com.br/software/O-que-sao-os-drivers-e-como-eles-funcionam/>.

Acesso em: 08 mar. 2018.

DEVMEDIA. Como funcionam os dispositivos de entrada e saída.

<https://www.devmedia.com.br/como-funcionam-os-dispositivos-de-entrada-e-

saida/28275>. Acesso em: 07 mar. 2018.

HSIN MA, Josué Tzan. Multicore. Instituto de Computação. Unicamp. Disponível em: <

http://www.ic.unicamp.br/~rodolfo/Cursos/mo401/2s2005/Trabalho/049180-

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INFOWESTER. Barramentos: ISA, AGP, PCI, PCI Express, AMR e outros. Disponível

em: <https://www.infowester.com/barramentos.php>. Acesso em: 06 mar. 2018.

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JRMAQ. Equipamento de projeção multimídia. Disponível em:

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MACEDO, Diogo. Arquitetura de processadores: RISC e CISC. A anatomia de uma

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TECMUNDO. Conheça todos os formatos de mídia óptica. Disponível em:

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TECHTUDO. O que é memória cache? Entenda sua importância para o PC.

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TECHTUDO. Memória DRAM e SRAM: entenda as tecnologias e suas diferenças.

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entenda-tecnologias-e-suas-diferencas.html>. Acesso em: 05 mar. 2018.

TECHTUDO. SSD e HD: entenda a diferença entre as tecnologias.

<http://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2011/06/qual-diferenca-entre-hd-e-

ssd.html>. Acesso em: 05 mar. 2018.

TECHTUDO. Conheça todos os tipos de cabos USB do mercado e escolha o seu.

<http://www.techtudo.com.br/listas/noticia/2016/06/conheca-todos-os-tipos-de-

cabos-usb-do-mercado-e-escolha-o-seu.html>. Acesso em: 07 mar. 2018.