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Placa-Mãe

Placa-mãe, também denominada mainboard ou motherboard, é uma placa de circuito impresso eletrônico/electrónico. É considerado o elemento mais importante de um computador, pois tem como função permitir que o processador se comunique com todos os periféricos instalados. Na placa-mãe encontramos não só o processador, mas também a memória RAM, os circuitos de apoio, as placas controladoras, os conectores do barramento PCI e os chipset, que são os principais circuitos integrados da placa-mãe e são responsáveis pelas comunicações entre o processador e os demais componentes.

Tipos de placa mãe AT AT é a sigla para (Advanced Technology). Trata-se de um tipo de placa-mãe já antiga. Seu uso foi constante de 1983 até 1996. Um dos fatos que contribuíram para que o padrão AT deixasse de ser usado (e o ATX fosse criado), é o espaço interno reduzido, que com a instalação dos vários cabos do computador (flat cable, alimentação), dificultavam a circulação de ar, acarretando, em alguns casos danos permanentes à máquina devido ao super aquecimento. Isso exigia grande habilidade do técnico montador para aproveitar o espaço disponível da melhor maneira. Além disso, o conector de alimentação da fonte AT, que é ligado à placa-mãe, é composto por dois plugs semelhantes (cada um com seis pinos), que devem ser encaixados lado a lado, sendo que os fios de cor preta de cada um devem ficar localizados no meio. Caso esses conectores sejam invertidos e a fonte de alimentação seja ligada, a placa-mãe será fatalmente queimada. Com o padrão AT, é necessário desligar o computador pelo sistema operacional, aguardar um aviso de que o computador já pode ser desligado e clicar no botão "Power" presente na parte frontal do gabinete. Somente assim o equipamento é desligado. Isso se deve a uma limitação das fontes AT, que não foram projetadas para fazer uso do recurso de desligamento automático. Os modelos AT geralmente são encontrados com slots ISA, EISA, VESA nos primeiro modelos e, ISA

e PCI nos mais novos AT (chamando de baby AT quando a placa-mãe apresenta um tamanho mais reduzido que os dos primeiros modelos AT). Somente um conector "soldado" na própria placa-mãe, que no caso, é o do teclado que segue o padrão DIN e o mouse utiliza a conexão serial. Posição dos slots de memória RAM e socket de CPU sempre em uma mesma região na placa-mãe, mesmo quando placas de fabricantes diferentes. Nas placas AT são comuns os slots de memória SIMM ou SDRAM, podendo vir com mais de um dos padrões na mesma placa-mãe.

AT e ATX (simultaneamente) Modelo de transição entre o AT e o ATX uma vez que as duas tecnologias são encontradas simultaneamente. Esta é uma estratégia criada pelos fabricantes para obterem maior flexibilidade comercial

ATX

Conectores PS/2 ATX é a sigla para (Advanced Technology Extended). Pelo nome, é possível notar que trata-se do padrão AT aperfeiçoado. Um dos principais desenvolvedores do ATX foi a Intel. O objetivo do ATX foi de solucionar os problemas do padrão AT (citados anteriormente), o padrão apresenta uma série de melhoras em relação ao anterior. Atualmente todos os computadores novos vêm baseados neste padrão. Entre as principais características do ATX, estão: • • • •

o maior espaço interno, proporcionando uma ventilação adequada, conectores de teclado e mouse no formato mini-DIM PS/2 (conectores menores) conectores serial e paralelo ligados diretamente na placa-mãe, sem a necessidade de cabos, melhor posicionamento do processador, evitando que o mesmo impeça a instalação de placas de

expansão por falta de espaço.

Quanto à fonte de alimentação, encontramos melhoras significativas. A começar pelo conector de energia ligado à placa-mãe. Ao contrário do padrão AT, não é possível encaixar o plug de forma invertida. Cada orifício do conector possui um formato, que dificulta o encaixe errado. A posição dos slots de memória RAM e socket de CPU variam a posição conforme o fabricante. Nestas placas serão encontrados slots de memória SDRAM, Rambus, DDR, DDR-II ou DDR-III, podendo vir com mais de um dos padrões na mesma placa-mãe. Geralmente os slots de

expansão mais encontrados são os PCI, AGP, AMR/CNR e PCI-Express. As placas mais novas vêm com entrada na própria placa-mãe para padrões de disco rígido IDE ou Serial ATA. Gerenciamento de energia quando desligado o micro, suporta o uso do comando "shutdown", que permite o desligamento automático do micro sem o uso da chave de desligamento encontrada no gabinete. Se a placa mãe for alimentada por uma fonte com padrão ATX é possível ligar o computador utilizando um sinal externo como, por exemplo, uma chamada telefônica recebida pelo modem instalado.

BTX BTX é um formato de placas-mãe criado pela intel e lançado em 2003 para substituir o formato ATX. O objetivo do BTX foi otimizar o desempenho do sistema e melhorar a ventilação interna. Atualmente, o desenvolvimento desse padrão está parado.

LPX Formato de placas-mãe usado por alguns PCs "de marca" como por exemplo Compaq. Seu principal diferencial é não ter slots. Os slots estão localizados em uma placa a parte, também chamada "backplane", que é encaixada à placa-mãe através de um conector especial. Seu tamanho padrão é de 22 cm x 33 cm. Existe ainda um padrão menor, chamado Mini LPX, que mede 25,4 cm x 21,8 cm.

Esse padrão foi criado para permitir PCs mais "finos", já que as placas de expansão em vez de ficarem perpendiculares à placa-mãe, como é o normal, ficam paralelas. Após o padrão de placas-mãe ATX ter sido lançado, uma versão do LPX baseada no ATX foi lançada, chamada NLX. Visualmente falando é fácil diferenciar uma placa-mãe LPX de uma NLX. No padrão LPX o conector para a placa de expansão (backplane) está localizado no centro da placa-mãe e este é um conector parecido com um slot (conector "fêmea"). Já no padrão NLX o conector para a placa de expansão está localizado em uma das laterais da placa, e é um contato de borda contendo 340 pinos, similar ao usado por placas de expansão (ou seja, é um conector "macho").

Funcionamento A placa-mãe realiza a interconexão das peças componentes do microcomputador. Assim, processador, memória, placa de vídeo, HD, teclado, mouse, etc. estão ligados diretamente à placa-mãe. Ela possui diversos componentes eletrônicos (circuitos integrados, capacitores, resistores, etc) e entradas especiais (slots) para que seja possível conectar os vários dispositivos.

PCI (1) Peripheral Component Interconnect - Interconexão de Componentes Periféricos Tipo de slot criado pela Intel para a instalação de periféricos no PC. Atualmente é o tipo de slot mais popular. O slot PCI padrão trabalha a 33 MHz transferindo dados a 32 bits por vez, obtendo uma taxa de transferência de 132 MB/s (33 MHz x 32 bits / 8). Outros padrões de slot PCI com desempenho maior foram criados, entretanto sem aceitação no mercado: 33 MHz x 64 bits (264 MB/s), 66 MHz x 32 bits (264 MB/s) e 66 MHz x 64 bits (528 MB/s). Servidores de rede normalmente usam, além dos slots PCI, slots PCI-X, que são slots PCI de alto desempenho, usando conectores maiores. Recentemente foi lançado um novo tipo de slot PCI chamado PCI Express. O PCI Express trabalha com comunicação em série (os slots PCI tradicionais operam com comunicação paralela) e sua taxa de transferência básica é de 250 MB/s para slots "1x". Slots "4x" operam a 2.000 MB/s e slots "16x" operam a 4.000 MB/s. Para cada velocidade (1x, 4x, 16x) o conector usado é diferente, ver Figura 1. Os slots PCI Express mais comuns são o 16x, para placas de vídeo, e 1x, para demais placas periféricas.

AGP

Accelerated Graphics Port - Porta Gráfica Acelerada Tipo de slot criado pela Intel exclusivamente para a instalação de placas de vídeo ao micro. O barramento AGP trabalha a 66 MHz transferindo 32 bits por vez. Com isso, sua taxa de transferência é de 264 MB/s (66 MHz x 32 bits / 8). Este barramento pode operar em modos chamados x2, x4 e x8 que transferem 2, 4 ou 8 dados por pulso de clock, aumentando a taxa de transferência para 528 MB/s, 1 GB/s e 2 GB/s, respectivamente. Infelizmente não é possível diferenciar visualmente se um slot AGP é 1x, 2x, 4x ou 8x. Para saber qual é a taxa máxima que o slot AGP suporta, você precisará saber qual é o chipset da placa-mãe e observar, nas especificações do chipset, quais são os modos AGP por ele suportados. Uma maneira fácil de se fazer isto é olhar no manual da placa-mãe ou no site do fabricante da sua placa-mãe. Placas de vídeo AGP podem usar a memória RAM do sistema para armazenarem elementos de textura e z-buffering. A idéia era fazer com que, ao usar a RAM do sistema, a placa de vídeo tivesse menos memória de vídeo e, com isto, fosse mais barata. Este recurso é chamado DIME (Dynamic Memory Execution) ou AGP Texturing. Apesar de as placas de vídeo AGP terem esta capacidade, nem todas usam este recurso. Existe um tipo de slot AGP maior, chamado AGP Pro, que tem mais linhas de alimentação, para a instalação de placas de vídeo de alto consumo.

SATA Serial Advanced Technology Attachment - Ligação Tecnologia Avançada Serial Abreviação de Serial ATA, padrão de conexão de discos rígidos que usa comunicação em série em vez de paralela. Este padrão transfere dados a 1,5 Gbps (150 MB/s). Uma segunda versão atinge 3 Gbps (300 MB/s). Outra vantagem do padrão Serial ATA II é um recurso chamado "fila de comandos", que re-ordena os comandos de leitura de dados enviados pelo computador de forma a colocá-los na ordem que for mais rápido ler os dados do disco. Em cada porta Serial ATA só é possível conectar um disco rígido. Importante notar que há duas maneiras de se construir portas e discos Serial ATA. A porta pode ser nativamente Serial ATA ou então pode ser usado um chip conversor (o mais conhecido é o Marvell 88i8030), que converte uma porta IDE comum (paralela) em Serial ATA. O mesmo ocorre com discos rígidos, que podem ser nativamente Serial ATA ou podem ser IDE comuns (comunicação paralela) com um chip conversor em sua placa controladora. Discos Serial ATA são hot swap, isto é, podem ser trocados mesmo com o micro ligado. Mas, para isso, é necessário usar o conector de alimentação Serial ATA, que é diferente do conector de alimentação para discos rígidos tradicional.

Processador

O processador fica encaixado no soquete devendo observar que uma placa-mãe não aceita qualquer tipo de processador, pois é desenvolvida para modelos específicos. Cada tipo de processador tem características que o diferenciam de outros modelos, a quantidade de pinos, por exemplo, ou o barramento da ponte norte. Assim sendo, a placa-mãe deve ser desenvolvida para aceitar determinados processadores. A freqüência é um dos itens que determinam a velocidade de processamento, entretanto a quantidade de memória cache e o seu barramento é fundamental para a agilidade do processador.

Memória

As placas-mãe mais antigas trabalhavam com tecnologia conhecida com SDR SDRAM e a DDR, atualmente o padrão mais usado é o DDR2. Com relação à capacidade de instalação de memória RAM nas placas-mãe mais antigas chegavam a 32Mb ou 64Mb, entretanto hoje não é dificil achar micros com pentes de memória com 1 Gb (1024 Mb) ou 2 Gb (2048 Mb) e podendo expandir (dependendo da placa-mãe) até 8 Gb (8192 Mb).

DIMM Dual in Line Memory Module - Módulo de Memória Duplo em Linha Módulo de memória de 168 pinos que normalmente usa circuitos de memória do tipo SDRAM (importante notar que os primeiros módulos DIMM usavam memórias do tipo EDO). Os módulos DIMM são classificados de acordo com a freqüência de operação máxima que podem trabalhar: PC66 (até 66 MHz), PC100 (até 100 MHz) e PC133 (até 133 MHz).

DDR Dual in Line Memory Module - Módulo de Memória Duplo em Linha Módulo de memória de 168 pinos que normalmente usa circuitos de memória do tipo SDRAM (importante notar que os primeiros módulos DIMM usavam memórias do tipo EDO). Os módulos DIMM são classificados de acordo com a freqüência de operação máxima que podem trabalhar: PC66 (até 66 MHz), PC100 (até 100 MHz) e PC133 (até 133 MHz).

DDR2

Bateria

Bateria de Lítio CR2032 3V A bateria interna do tipo Lítio(bateria de lítio) CR2032 tem a função de manter as informações da Flash-ROM (EEPROM) armazenadas enquanto o computador está desligado (somente em placas-mãe antigas, nas atuais sua principal função é manter o relógio interno funcionando).

Chipset Ver artigo principal: Chipset Chipset é o chip responsável pelo controle de diversos dispositivos de entrada (input) e saída (output) como o barramento, o acesso à memória, o acesso ao HD, periféricos on-board e off-board, comunicação do processador com a memória RAM e entre outros componentes da placa-mãe. O chipset sul ou (south Bridge) geralmente é responsável pelo controle de dispositivos de entrada ou saída (I/O) como as interfaces IDE que ligam os HDs, os drives de CD-ROM, drives de DVD-ROM e drives de disquete ao processador. Controlam também as interfaces Serial ATA. Geralmente cuidam também do controle de dispositivos on-board como o som. O chipset norte ou (north Bridge) faz o trabalho mais pesado e por isso geralmente requer um dissipador de calor devido ao seu aquecimento elevado. Cabe ao chipset norte as tarefas de controle do FSB (Front Side Bus).

Slots de expansão: Algumas tecnologias foram desenvolvidas para dar maior flexibilidade aos computadores pessoais uma vez que cada cliente pretende utiliza-lo para um fim específico. O barramento PCI ou (Peripheral Component Interconnect) é uma tecnologia para conectar diferentes periféricos na Placa-mãe. Veja maiores detalhes no artigo Peripheral Component Interconnect. As placas-mãe mais antigas dispunham de outras tecnologias leia os artigos para saber mais: barramento ISA, barramento EISA, barramento VESA. O barramento AGP ou (Accelerated Graphics Port) é uma tecnologia de grande desempenho para processamento de imagens. As placas AGP excedem um pouco em tamanho as placas PCI. A tecnologia AGP já está sendo substituída pelo barramento PCI Express. A tecnologia PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais. Veja mais no artigo PCI Express.

On-board e Off-board:

On-board: como o próprio nome diz, o componente on-board vem diretamente conectado aos circuitos da placa mãe, funcionando em sincronia e usando capacidade do processador e memória RAM quando se trata de vídeo, som, modem e rede. Tem como maior objetivo diminuir o preço das placas ou componentes mas, em caso de defeito o dispositivo não será recuperável, no caso de modem AMR, basta trocar a "placa" do modem AMR com defeito por outra funcionando, pois, este é colocado em um slot AMR na placa-mãe. São exemplos de circuitos onboard: vídeo, modem, som e rede. Off-board: são os componentes ou circuitos que funcionam independentemente da placa mãe e por isso, são separados, tendo sua própria forma de trabalhar e não usando o processador, geralmente, quando vídeo, som, modem ou rede, o dipositivo é "ligado" a placa-mãe usando os slots de expansão para isso, têm um preço mais elevado que os dispositivos on-board, sendo quase que totalmente o contrário em todos os aspectos do tipo on-board, ou seja, praticamente todo o processamento é realizado pelo próprio chipset encontrado na placa do dispositivo.

BIOS Basic Input Output System - Sistema Básico de Entrada e Saída Programa que ensina ao processador da máquina a operar com os dispositivos básicos do PC, como o vídeo em modo texto, o disco rígido e a unidade de disquete. Este programa está gravado dentro da memória ROM do computador, que fisicamente está localizada na placa-mãe do micro. Com isto, com o passar do tempo, muita gente passou a chamar a memória ROM do micro de "BIOS", muito embora isto esteja errado. Dentro da memória ROM do micro estão gravados três programas: BIOS, POST e Setup. O POST (Power On Self Test) é o autoteste que o micro executa sempre em que é ligado (contagem de memória, etc). O setup é o programa de configuração da máquina, e é através dele que configuramos o tipo de disco rígido e outras opções relacionadas à configuração de hardware do sistema. Da mesma forma que a maioria das pessoas confunde "ROM" com "BIOS", a maioria das pessoas chama "setup" de "BIOS", enquanto o setup e o BIOS são dois programas distintos. Ou seja, BIOS é o programa que está gravado dentro da memória ROM (que é um chip) do micro. Setup e POST são outros dois programas que estão gravados no mesmo chip. Na foto abaixo vemos o chip de memória ROM de um PC, que popularmente as pessoas chamam de "BIOS" - quando, na verdade, BIOS é um dos programas que estão gravados dentro deste chip, como vimos

Figura 1: Chip da memória ROM do micro, que as pessoas popularmente chamam de "BIOS", enquanto BIOS é somente um dos três programas armazenados dentro deste chip

Figura 2: Um outro exemplo de chip de memória ROM usado no PC.

CMOS

Complementary Metal Oxide Semiconductor - Semicondutor de Óxido Metálico Complementar CMOS é uma tecnologia de construção de cicuitos integrados. Esta tecnologia subdivide-se em PMOS (se for usado semicondutor do tipo P, isto é, com cargas positivas) e em NMOS (se for usado semicondutor do tipo N, isto é, com cargas negativas). Vários tipos de circuitos integrados são construídos usando esta tecnologia. No PC CMOS é sinônimo da memória de configuração, pois esta memória é fabricada com a tecnologia CMOS. Na memória de configuração dados sobre a configuração de hardware do sistema são gravados, tais como o tipo do disco rígido e a ordem de boot. A memória de configuração (ou CMOS, como preferir) é uma memória do tipo RAM, significando que o seu conteúdo é apagado quando a sua alimentação é cortada. Para que isto não ocorra, ela é alimentada por uma bateria, que também alimenta o relógio de tempo real (RTC) do sistema. O conteúdo da memória de configuração é normalmente alterado através de um programa chamado setup. Atualmente a memória de configuração está integrada no chipset da placa-mãe, em um circuito chamado pontel sul.

HD Hard Disk ou High Definition - Disco Rígido ou Alta Definição (1) Sistema lacrado contendo discos magnéticos de alta capacidade, onde dados e programas são armazenados. Este sistema é necessário porque o conteúdo da memória RAM é apagado quando o micro é desligado. Desta forma, temos um meio de executar novamente programas e carregar arquivos contendo os dados da próxima vez em que o computador for ligado. O disco rígido é também chamado de memória de massa ou ainda de memória secundária. (2) Áudio HD ou HD Audio (áudio de alta definiçao) é o sistema de áudio on-board usado a partir dos chipsets Alderwood (Intel 925) e Grantsdale (Intel 915), lançados em 2004, e anteriormente conhecido pelo nomecódigo Azalia.

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A maioria dos microcomputadores são mais ou menos parecidos. Provavelmente o computador que você está usando agora tem um gabinete, um monitor, um teclado e um mouse, como o que mostramos na figura ao lado. Poderão existir algumas diferenças, como o tipo e tamanho do gabinete, e o tipo e tamanho do monitor. O gabinete do computador da figura ao lado é chamado de vertical ou torre. Muitos computadores possuem um gabinete horizontal ou desktop. Alguns gabinetes horizontais são relativamente grandes, outros são bastante compactos. O mostrado na figura ao lado pode ser considerado bem compacto, e é também chamado de slim. Muitos gabinetes slim podem ser usados tanto na posição horizontal como na posição vertical. Uma desvantagem dos gabinetes compactos é que normalmente não oferecem espaço para expansões internas. Como dissemos, muitos gabinetes slim podem ser instalados também na posição vertical. A figura ao lado mostra, apenas para efeito de comparação, os tamanhos de um gabinete torre típico e de um gabinete slim montado na posição vertical. Aproveitamos para mostrar também um tipo de monitor que está se tornando cada vez mais comum: o monitor LCD (Liquid Crystal Display), ou monitor de cristal líquido.

Gabientes horizontais também são chamados de desktop. Modelos ultra compactos são chamados de slim. Os gabinetes verticais podem ser classificados, de acordo com o tamanho, em: Mini torre (mini tower) Midi torre (midi tower) Torre grande (full tower) Gabinetes grandes são indicados para computadores com um número muito grande de acessórios internos.

A rigor o computador é formado pelo gabinete e os circuitos e dispositivos existentes no seu interior. Outras partes como monitor, teclado, mouse, impressora e caixas de som são chamados periféricos do computador. Muitos chamam esta parte de CPU, mas esta é uma imprecisão técnica. A CPU é na verdade um circuito existente no interior do gabinete, e não o gabinete inteiro. Muitos chamam de computador o conjunto formado pelo gabinete, monitor, teclado e mouse. A maioria dos monitores são bem parecidos com televisores. Utilizam uma tecnologia parecida com a usada pelas TVs, mas a qualidade da imagem é muito melhor. Existem monitores de vários tamanhos. Podemos citar por exemplo os monitores com telas de 14" (14 polegadas), 15", 17", 19", etc. Quanto maior é o tamanho de um monitor, maior é o seu preço, assim como ocorre com os televisores. Ainda são muito caros os monitores de cristal líquido. Possuem uma qualidade de imagem ainda melhor, e são extremamente compactos e leves. Infelizmente seu custo ainda é muito alto, mas com a redução dos preços, certamente esses modelos substituirão os monitores convencionais.

Antigamente os computadores eram grandes e difíceis de usar. Eram usados principalmente para fazer cálculos, ou seja, computar, por isso eram chamados de computadores. Atualmente a maioria das pessoas não usam computadores para fazer cálculos, mas para lazer, ouvir música, enviar e receber mensagens, escrever textos, etc. Fazer cálculos é hoje apenas uma das inúmeras tarefas possíveis. A foto ao lado mostra um computador da década de 1960.