Introdução aos computadores
Introdução aos Computadores
Este manual sistematiza vários conceitos fundamentais relativos a computadores pessoais sem entrar em muitos pormenores técnicos.
Os componentes principais num computador são o processador, a memória, o disco rígido e a placa de vídeo.
São indicadas referências para explicações mais detalhadas.
Os Componentes de um Computador Pessoal
Na imagem abaixo pode ver-se uma indicação esquemática das ligações entre os principais componentes de um computador.
No coração de um computador está o “chipset” que é o que determina qual o processador, memórias e diverso tipo de hardware que o sistema pode ter.
Actualmente este é dividido em duas partes. Uma parte está ligada ao processador, memória e placa de vídeo estando a outra parte ligada a todos os restantes periféricos. Por vezes chama-se “North Bridge” e “South Bridge” a estas 2 partes.
Componentes internos
A Memória
A memória de um computador é onde se armazena a informação. Existem várias classificações para a memória. Tem-se a memória volátil, cujo conteúdo desaparece quando se desliga o computador, e memória não volátil que permite ter informação armazenada permanentemente. Tem-se ainda memória ROM e memória RAM assim como outros tipo de memória intermédios. A capacidade da memória traduz-se na quantidade de informação que nela se consegue armazenar.
A memória pode-se encontrar na forma de:
Existem ainda sistemas de arquivação tipo “Jukebox” para grandes quantidades de informação.
Capacidade da Memória
A capacidade da memória corresponde à quantidade de informação equivalente. A mais pequena unidade de memória é o bit (BInary digiT – dígito binário) que corresponde a um 0 ou um 1. As medidas mais utilizadas e a sua equivalência física são:
Em gíria usam-se os termos “kapas”, “megas” e “gigas”.
Circuitos integrados – Memória
Os circuitos integrados são componentes electrónicos sem partes móveis. O acesso é quase instantâneo e a transferência de informação deste tipo de memória é muito mais rápida do que num disco.
O desempenho do computador depende, além de outros factores, da quantidade de memória que o sistema possui porque os programas, quando arrancam, são lidos do disco para memória RAM e correm a partir desta. Se o programa e os nossos dados não couberem todos na memória, parte destes continuam em disco e são carregados à medida que forem necessários, pelo que existe um processo de leitura e de escrita no disco rígido que baixa as performances gerais do computador.
Quantidade de Memória
A quantidade de memória RAM que um computador deve ter depende dos programas com que se pretende trabalhar e do seu orçamento. A quantidade de memória habitual ou necessária tem, mais ou menos, duplicado a cada 2 ou 3 anos.
O Windows 7 é o sistema operativo mais vendido em 2012 e são recomendáveis 4 Gb de RAM para o seu uso. Os sistemas Windows a 32 bits só conseguem usar no máximo 3,3 Gb de RAM.
Os sistemas Linux como o Ubuntu exigem habitualmente muito menos memória.
As novas versões de memória exigindo novos tipos de ligações costumam surgir a cada 2 ou 3 anos pelo que durante esse tempo é normal que encontre à venda memórias e que possa aumentar a capacidade do seu computador. Após isso terá que mudar o próprio computador. Os sistemas mais recentes usam memórias DDR3.
É normal, mesmo em portáteis, poder aumentar a capacidade de memória bastando colocar novos módulos ou substituindo os existentes.
Os tipos de Memória RAM
Comercializam-se vários tipos de memória RAM.
A memória é cerca de 1000 vezes mais rápida que o disco pelo que se um sistema tiver pouca memória ficará extremamente lento. A memória é a parte do computador mais fácil de actualizar.
É necessário que a motherboard esteja preparada para o tipo de memória. Uma memória mais rápida pode fazer que o computador seja 5 a 10% mais rápido. Em especial se utilizar muitos programas ao mesmo tempo.
Os Mhz estão relacionados com o número de vezes que o computador consegue aceder à memória num segundo.
O que é mais exigente em termos de memória é usar máquinas virtuais onde cada máquina virtual funciona como se fosse um computador diferente. Com 4 gb de RAM poderá ser difícil ter mais que uma máquina virtual em simultâneo.
Circuitos Integrados – Outras Memórias
Existem vários tipos de memória em circuitos integrados:
“Motherboard”, Placa Principal ou Placa mãe
O “chipset” está integrado na “Motherboard” que é onde todas as outras placas serão ligadas. Os “bancos de memória” nela existentes determinam o tipo e a quantidade máxima de memória RAM que se pode utilizar, enquanto os “slots” de expansão determinam o número de placas que se podem ligar e de que tipo. Algumas já trazem incluida placas de vídeo, placas de som, placas de rede, etc.
Estas placas permitem funcionar com vários processadores do mesmo tipo. Mas regra geral abrangem só uma geração de processadores.
Nos portáteis e mini-computadores a “Motherboard” já vêm incluída no sistema.
Para uma explicação mais detalhada ver www.motherboards.org
Barramentos e Tipos de Ligações
A comunicação de dados dentro do computador é feita através dos barramentos existentes na placa principal. Os barramentos estão colocados entre o processador, a memória e os “slots” de comunicação com os periféricos.
Estes barramentos distinguem-se na sua capacidade de transferência de informação. Os tipos de barramentos e ligações mais normais são:
Ver Barramento FireWire (IEEE 1394) – Clube do Hardware
A quantidade de informação trocada entre os periféricos e para o processador varia muito. Por exemplo, o teclado só passa um ou dois bytes por tecla carregada enquanto que mostrar um video implica a passagem da cor de todos os pontos do ecrã pelo menos 25 vezes por segundo.
Uma das grandes diferenças entre os PC’s e os grandes sistemas está no desempenho dos barramentos. Por exemplo um computador Sun E10 000 apresenta velocidades de transferência interna de dados na ordem dos 80 gigabytes por segundo enquanto um Pentium IV se fica por 3,2 gigabyte por segundo (RDRAM 400MHz).
Caixa
A caixa é um dos elementos que determina o aspecto exterior do computador. O seu tamanho não tem nada a ver com as capacidades e performances do computador e a na grande maioria dos casos, o seu espaço interior encontra-se vazio.
Só nos computadores portáteis é que o espaço é todo aproveitado, para facilitar o seu transporte.
Em relação ao tamanho das caixas, estas podem ser essencialmente de 3 tipos de caixa: tower (torre), mini-tower (mini-torre) e desktop (caixa horizontal). A diferença entre elas está no espaço que contém para colocar discos, leitores de cassetes, CD-ROM e entre outro hardware. A escolha do tamanho da caixa deve ter em consideração a quantidade de hardware com que se pretende equipar o computador.
A caixa tem, normalmente, uma fonte de alimentação, um altifalante, alguns botões externos e LED’s.
Actualmente começam a surgir caixas muito pequenas que ocupam menos espaço e que já trazem quase todos os componentes bastando acrescentar o disco, a memória e o processador.
Pode ver o que o espera aqui http://www.mini-itx.com/
Actualmente a venda de computadores portáteis é o dobro da venda de computadores “normais”.
No caso dos computadores portáteis estes apresentam todas as características dos outros computadores numa forma mais compacta.
Além das características dos diversos componentes que são apresentadas abaixo no caso dos portáteis existem outras características a ter em conta que são o peso, o tamanho e a autonomia da bateria.
Os principais problemas são o ecrã e teclado menores e o preço mais elevado para a mesma capacidade do sistema, a expansibilidade reduzida e a maior dificuldade em substituir ou reparar componentes. Como vantagem têm a facilidade de poderem ser usados em qualquer local.
Actualmente tem surgidos os netbooks que são computadores portáteis com capacidades mais fracas mas que mesmo assim servem para trabalhar com editores de texto, folhas de cálculo e muitos dos programas habituais.Para uma lista de recomendações de portáteis ver http://www.techzonept.com/showpost.php?p=2342280&postcount=206
Por vezes há falhas de corrente e todo o trabalho que se esteve a fazer desde a última vez que se mandou guardar desaparece. Essas falhas podem ser causadas por tropeçar num fio ou por um relâmpago. As unidades de alimentação contínua ou UPS, permitem não ser afectado por estas falhas e são importantes, em especial, para computadores que funcionem como servidores de uma rede. Os portáteis como têm bateria não são afectados por esta situação.
Os Periféricos
Os periféricos são todos os componentes que permitem que o computador comunique com o exterior. Podem-se classificar como sendo:
A comunicação com periféricos que não estejam dentro da caixa do computador pode ser feita por fios ou por raios infra-vermelhos. Os que estiverem dentro da caixa consistem numa placa que se insere num “slot” de expansão.
Periféricos de entrada
Teclado
O teclado serve para escrever e introduzir comandos e dados no computador. Tem teclas à semelhança de uma máquina de escrever e tem ainda teclas especiais e um teclado numérico auxiliar à direita. Por vezes é necessário utilizar combinações de teclas para efectuar certos comandos.
Os teclados ergonómicos permitem ter um menor cansaço ao trabalhar com o computador.
Existem teclados sem fios que permitem que a pessoa possa trabalhar mais afastado do computador.
Nos teclados melhores existem algumas teclas extra que permitem aceder a funções multimédias ou outras directamente.
Ratos e “Trackball”
O rato é a forma mais habitual de controlar um cursor que existe no ecrã. Com o rato pode-se marcar pontos ou dar comandos. Os ratos podem ter 2 ou 3 botões sendo mais usado o do lado esquerdo. A “Trackball” é como um rato invertido onde o utilizador desloca directamente a esfera.
Os ratos ópticos não necessitam de manutenção como os ratos anteriores com bola pelo que são os mais usados.
Os sistemas mais avançados usam ratos laser que tem uma melhor definição e funcionam em cima de quase qualquer superfície.
Em telemóveis e vários sistemas começam a surgir acelarometros incorporados que através da inclinação do aparelho, ou dos comandos, fazem funções que antes eram feitas pelo rato.
Existem ainda “Trackpad” que são tapetes sensíveis ao toque, sem partes móveis, e que tem a mesma funcionalidade do rato. Os ratos sem fios facilitam o trabalho.
Um “Joystick” é uma espécie de manípulo que costuma ser utilizado nas máquinas de jogos. No entanto a sua utilização foi adaptada para os computadores pessoais. Permitem substituir as teclas direccionais do teclado, e mais algumas. Em simuladores de vôo funciona como a “manche” dos aviões enquanto noutros jogos permite indicar as direcções em que o jogador se movimenta. Outra característica é permitir definir botões para tiros automáticos evitando a necessidade de estar constantemente a carregar nalgumas teclas.
Também existem volantes, pedais, luvas e outros tipos de acessórios para simular jogos.
“TouchScreen”
Existem ecrãs especiais que permitem que se faça indicações, carregando ou colocando o dedo, na zona pretendida. Este tipo de écrã é utilizado, por exemplo, em postos de informação ao público e permitem que uma pessoa vá carregando em várias partes do écrã por forma a obter mais informações.
Os ecrãs sensíveis ao toque fazem com os nossos dedos substituam os ratos. Em telemóveis e Tablets é mas habitual ter este tipo de ecrãs.
Mesas digitalizadoras
As mesas digitilizadoras são usadas, especialmente, em programas gráficos. Uma mesa digitalizadora permite marcar pontos sobre um desenho de forma a passá-lo para o computador. Alguns programas permitem configurar a mesa digitalizadora definindo comandos associados a determinadas zonas da mesa. Na imagem tem-se 4 botões e uma mira. Existem outros modelos com 16 botões ou mais. Estes botões também podem ser definidos para efectuar várias operações.
Existem mesas digitalizadoras de tamanho até A0. As maiores destinam-se à digitalização de mapas obtidos de fotografia aérea.
Canetas
Existem vários tipos de canetas que podem ser ligadas e utilizadas em conjunção com os computadores. Este equipamento costuma ser utilizado para desenhar à mão livre com o auxílio de uma mesa digitalizadora ou no ecrã. Existem canetas com sensores de pressão o que permite simular a pressão do lápis ou do pincel, estando portanto dirigidas especialmente para designers e artistas gráficos. Uma assinatura feita com uma caneta deste tipo possibilita a sua fácil duplicação e falsificação com todos os problemas daí decorrentes.
São especialmente indicadas para quem trabalhe todo o dia com o rato por oferecerem menos riscos de lesões dos pulsos.
Outros periféricos
Comunicação Sem Fios
Os computadores utilizam várias tecnologias para comunicar sem fios.
A mais antiga são os infravermelhos. As portas IRDA permitem ligações até 4 mbps mas os equipamentos necessitam de estar em linha de vista.
As comunicações Bluetooth são capazes de atrevessar paredes e de se fazerem até 10 a 30 metros de distância mas a ligação é a 730 kbps. Muitos telemóveis tem este tipo de ligação.
A comunicação Wifi que serve para ligar em rede PC’s ou dar acesso à internet permitem trabalhar com velocidades nominais até 54/108/150/300 mbps mas na realidade o acesso é a cerca de metade da velocidade anunciada. Neste tipo de tecnologia deve-se ter atenção à segurança dado que arrisca-se a que a vizinhança possa aceder à sua rede.
Acesso à Internet
Cada vez mais o acesso à Internet é fundamental e é muitas vezes a componente mais importante para determinar a velocidade com que se consegue trabalhar.
O upload é a velocidade com que se consegue enviar dados para a internet e é sempre muito mais baixo que a velocidade de download com que se tiram dados da internet.Dentro da vária oferta existente as mais concorrenciais em Portugal parecem-me ser as seguintes. No entanto fora dos grandes centros existe por vezes monopólio da PT e não existe acesso a velocidades tão elevadas.
A ligação à internet pode ser em ADSL ou em Fibra tendo habitualmente a fibra velocidades de acesso mais elevadas.
A Vodafone, a Optimus-Clix, a MEO e o Sapo têm as principais ofertas. A ligação fixa tem sempre maiores velocidades e menores custos que a ligação móvel.
Os limites de tráfego e as velocidades de acesso têm tendência a ir aumentando ao longo do tempo. Ter atenção às campanhas que ofereçem tráfego ilimitado. No entanto numa utilização normal de internet sem fazer downloads de músicas e vídeos 1 gb por mês é suficiente.
Existe ainda a hipótese de se ligar sem fios via rede de telemóveis o que permite ter internet em qualquer ponto onde haja rede de telemóveis. Neste momento existem habitualmente 3 velocidades de acesso. Em zonas urbanas chega a 7,2 Mbbps, em zonas com cobertura 3 G garantem 384 kbps e em zonas só com cobertura 2 G permitem 56 kbps. Os custos de tráfego adicional nesta tecnologia são muito altos ainda. Existem ofertas pela TMN, Vodafone, Kanguru e ZAPP sendo que os preços normais começam em 12,50 euros por mês.Existem ainda planos onde só se paga quando se está ligado.
A tecnologia 4G permite velocidades até 50 Mbps mas só começa a ser lançada agora.Atenção que a velocidade anunciada é habitualmente a velocidade máxima mas não a real. Em ADSL a velocidade máxima depende da distância à central. A 2 kilometros da central telefónica já poderá ter só 15 megabytes em vez dos 24 anunciados.
Não esquecer que os servidores na Internet estão espalhados por todo o mundo e ligação a outros continentes raramente ultrapassam os 300 kb/s. Apenas com várias ligações simultâneas ou para servidores mais próximos é possível tirar proveito da velocidade máxima contratada.
A ligação em fibra mantêm a mesma velocidade independentemente da distância do local mas depende de existir na sua área de residência. É normal em muitos casos ter a internet num pacote que inclui a televisão.
Placas de Rede
Se no mesmo local tiver mais que um computador uma boa opção é ligá-los em rede. Através desta pode enviar mensagens a outros utilizadores, aceder a ficheiros e utilizar impressoras de outros computadores. Para funcionar com uma rede precisa de ter fios de ligação entre eles e uma placa de rede em cada computador.
A nível de uma empresa terá computadores designados por servidores que controlam a rede e os serviços nela existentes e são quase obrigatórios para qualquer rede com mais de 10 computadores.
A maior parte dos sistemas operativos actualmente existente suportam a utilização de funcionalidades de redes. Existem ainda versões dos sistemas operativos que foram concebidas para funcionarem como servidores em rede. Já existem ligações por infra-vermelhos, rádio e outras tecnologias que dispensam a necessidade de fios de ligação. Os portáteis e mesmo telemóveis e tablets costumam ter vários tipos de ligação sem fios.
A ligação à internet por exemplo também pode ser feita através de uma placa de rede. As placas de rede têm velocidades de 10, 100 ou 1000 mbps (megabits por segundo). Para conseguir passar informação entre o disco de dois computadores sem ter um constrangimento na placa de rede deverá ter 1000 mbps dado que a 100 mbps só consegue passar dados a menos de um quarto da velocidade típica de um disco rígido. Um edifício para funcionar com as ligações internas a 1000 mbps tem que estar pensado de raiz a infraestrutura para que isso seja possível. Actualmente praticamente todos os computadores trazem uma placa de rede incorporada ou mesmo duas.
HUB – Concentrador
No caso de ter mais que 2 PC’s que pretende ligar é conveniente usar um HUB. Estes permitem ligar 8 ou 16 computadores e dependendo do modelo podem fazer com que as avarias na ligação a um PC não afecte os outros. Nas novas ofertas de ligação à internet é habitual vir incluido um router que permite ligar e partilhar a ligação à internet entre os vários computadores.Neste momento com um router sem fios é possível fazer as funções do concentrador e estabelecer ligações à internet sem ter que passar cabos.
Modem-Fax
Modem-Fax é um periférico que permite receber e enviar informação através de uma linha telefónica ligada ao computador. O seu preço é muito inferior ao de um fax mas, no caso dos modelos internos, é necessário ter o computador ligado para funcionar com esta placa. Um fax pode ser enviado directamente a partir dum processador de texto e é recebido sob a forma de um ficheiro de imagem que pode ser guardado em disco ou impresso. Pode-se enviar FAX a cores.
Já o modem permite enviar ficheiros dum computador para outro. Um modem a 28 800 bits por segundo demorará cerca de 5 minutos a passar um ficheiro de 1 megabyte enquanto um de 14 400 bits por segundo demorará o dobro. Os modem mais evoluidos funcionam também como gravadores de chamadas, atendedores de voz e caixas de mensagens de voz.
Os modem de 56 Kilobites por segundo são neste momento os mais comuns e dado o seu preço reduzido prevê-se que continuem durante alguns anos.
Um modem mais rápido pode não significar um acesso à internet mais rápida se o servidor ao qual se pretender aceder estiver congestionado.
Está a ficar obsoleto. Existem neste momento serviços que permitem receber FAX directamente na caixa de correio sem ter telefone.
Placas RDIS
Uma placa RDIS permite a comunicação entre 2 computadores a 64 ou 128 kilobits por segundo. Nessa ligação pode-se ter simultaneamente dados, voz, texto e imagem. Permite utilizar caixas de voz, fazer ligação directa a extensões de números de telefone, video-conferências, saber o número de telefone de quem está a ligar antes de atender, etc. O estabelecimento da chamada telefónica é quase instantâneo o que com a maior velocidade de transferência de informação é útil para chamadas não locais.
Existem centrais telefónicas com base nesta tecnologia mais avançadas que substistuem as antigas oferecendo ligação aos computadores. As ligações RDIS estão a entrar em desuso com a difusão da banda larga.
Placas de Som
As placas de som permitem ouvir e gravar som no computador. O som gravado é digitalizado e gravado no disco. Dependendo da qualidade da gravação e da taxa de compressão, 1 minuto de música pode ocupar 2 megabytes de espaço em disco.As placas de som evoluiram sendo a maior parte capaz de oferecer uma qualidade de som equivalente ao de um CD. As placas mais avançadas permitem com um conjunto de colunas adequado dar uma envolvência tri-dimensional ao utilizador ou reproduzir música em sistema Dolby Pro Logic.
As placas da Creative Audigy são as mais difundidas e a maior parte das placas dos outros fabricantes permitem simular estas. As placas de som são importantes para jogos e para ouvir música no PC.
O formato de compressão de dados MP3 permite comprimir o espaço ocupado pelo som para cerca de um décimo do espaço original. No entanto existe uma ligeira perda de qualidade e é necessário ter um computador, um leitor de DVD ou um CD apropriado para conseguir ouvir as músicas neste formato. Algumas placas de som tem hardware específico para isto.
A maior parte das motherboards já trazem incluida uma placa de som. Neste momento as placas de som já permitem suportar até 6 colunas em simultâneo estando a concorrêcia a ser feita neste nível de funcionalidade.
Colunas de Som
As colunas de som são o que permite ouvir o som que saí do computador. Pode-se ligar o computador a uma aparelhagem ou outras colunas já existentes ou pode-se comprar colunas para o computador. Os modelos mais habituais têm 2, 3 e 5 colunas.
A terceira coluna costuma ser maior e destinada a reproduzir os baixos enquanto que com 5 colunas pretende-se criar um som involvente para sons vindos de trás de onde se está. Isto será mais importante no caso de jogos.
Conversores de Vídeo
Tem surgido vários componentes para trabalhar com vídeo em computador. Esses componentes vão desde placas para ver televisão no ecrã do computador a placas de captura de imagem do ecrã para vídeo ou de vídeo para o computador. Este equipamento depende da placa de vídeo utilizada. A manipulação de vídeo em tempo real necessita de quantidades massivas de memória e de capacidade de processamento. A imagem é sempre comprimida e mesmo assim com compressão MPEG um CD-ROM de 600 megabytes só é capaz de levar cerca de 20 minutos de video a ocupar o ecrã inteiro. Os DVDs vídeo guardam um filme inteiro no formato MPEG 2 em 5.2 Gigabytes.
Neste momento começa a surgir o formato MPEG 4 que permite colocar um filme num CD mas que necessita de um maior poder de cálculo do computador. Os processadores mais rápidos conseguem converter vídeos do formato MPEG 2 para MPEG 4 em tempo real.
Câmeras de Vídeo
As câmaras de vídeo para computador permitem estabelecer video conferência entre pontos distantes existindo no entanto sistemas com características diferentes. Algumas câmaras podem ser usadas também como máquinas fotográficas digitais.As câmaras de vídeo dos formatos Digital 8 e mini DV guardam as imagens já num formato digital pelo que com uma placa própria podem ser passadas as imagens para o computador ocupando cerca de 12 gigabytes por hora.
Existem modelos que permitem gravar para mini DVD podendo-se passar o filme directamente no leitor de DVD e existem modelos que incluem um disco rígido.
Webcam
As “webcam” são as pequenas câmaras que permitem estabelecer ligações vídeo entre duas pessoas através de programas como sejam o MSN ou o Skype.
Desde que ambos os lados tenham banda larga é possível estabelecer video conferências na Internet com uma qualidade razoável.Uma boa webcam deve ser capaz de mostrar 30 imagens por segundo a 640×480 e ter ajuste para a luz existente.
Qualquer coisa abaixo disto ofereçe qualidade de imagem notavelmente pior.Vários portáteis trazem actualmente a webcam incorporada no próprio portátil.