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# Apostila fundamentos de hardware gelber x freitas

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Apostila Fundamentos de Hardware - por Gelber Xavier de Freitas

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### Apostila fundamentos de hardware gelber x freitas

1. 1. FUNDAMENTOS DE HARDWARE
2. 2. ________________________________________________________________________________ ÍNDICE INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 1 1. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS COMPUTADORES................................................................... 2 1.1 Ábaco (aproximadamente 3500 a.c)............................................................................... 2 1.2 Bastões de Napier (1610 - 1614)..................................................................................... 2 1.3 Réguas de Cálculo (1621)................................................................................................ 3 1.4 Calculadora de Pascal (1642) .......................................................................................... 3 1.5 Calculadora de Leibnitz (1671)........................................................................................ 4 1.6 Placa Perfurada (1801).................................................................................................... 4 1.7 Arithmometer (1820) ...................................................................................................... 5 1.8 Máquina diferencial de Babbage (1823)......................................................................... 5 1.9 Máquina Analítica ........................................................................................................... 6 1.10 Máquina de Hollerith (1886)........................................................................................... 6 1.11 Mark I .............................................................................................................................. 7 1.12 ABC (Atanasoff Berry Computer) .................................................................................... 7 1.13 ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Calculator)................................................... 8 1.14 John Von Newman .......................................................................................................... 8 1.15 ALTAIR 8800 .................................................................................................................... 9 1.16 Apple ............................................................................................................................. 10 2. Hardware Básico ............................................................................................................... 10 2.1 Definição de computador................................................................................................... 11 2.2 Arquitetura de Von Neumann............................................................................................ 12 3. Conceitos básicos de eletrônica........................................................................................ 12 3.1 Principais grandezas elétricas ............................................................................................ 12 3.2 Lei de Ohm ......................................................................................................................... 13 3.3 Tipos de corrente ............................................................................................................... 13 3.4 Resistores ........................................................................................................................... 13 3.5 Capacitores......................................................................................................................... 14 3.6 Diodos.................................................................................................................................14 3.7 Transistores........................................................................................................................ 15 3.8 CI’s ...................................................................................................................................... 15 3.9 Outros componentes importantes em hardware.............................................................. 15 4. Ferramentas básicas recomendadas ................................................................................16 4.1 Alguns softwares ................................................................................................................ 17 4.2 Ter um local estruturado para fazer a manutenção é essencial........................................17 5. Usando o multímetro digital............................................................................................. 17 5.1 Padronização de Cores e Tensões da Fonte de Computadores......................................... 19 6. Placa-mãe.......................................................................................................................... 20 6.1 Tipos de placas ...................................................................................................................20
3. 3. ________________________________________________________________________________ 6.2 Alguns dispositivos contidos na placa................................................................................ 22 6.3 Diagrama em bloco de uma placa-mãe ............................................................................. 30 6.3.1 Exemplo placa-mãe Gigabyte.................................................................................... 31 7. Memórias.......................................................................................................................... 32 7.1 MEMÓRIA VIRTUAL............................................................................................................ 32 7.2 Encapsulamentos ............................................................................................................... 32 7.3 Instalação de memórias .....................................................................................................36 8. Outros dispositivos de hardware...................................................................................... 37 8.1 Hard disk.............................................................................................................................37 8.2 Conector de dados ............................................................................................................. 38 8.3 Drives de CD/DVD............................................................................................................... 39 8.4 Placas e conexões diversas................................................................................................. 40 9. Processadores................................................................................................................... 43 9.1 Arquitetura da CPU ............................................................................................................ 44 9.2 Sinais de controle ............................................................................................................... 44 9.3 Encapsulamentos ............................................................................................................... 45 9.4 Arquitetura RISC, CISC e Híbrida ........................................................................................ 46 10. Montagem..................................................................................................................... 46 10.1 Acabamento do gabinete................................................................................................. 47 10.2 Ventilação do gabinete .................................................................................................... 48 10.3 Ligação do painel frontal do Gabinete ............................................................................. 48 11. Procedimentos para configuração do SETUP................................................................ 49 11.1 O que é BIOS ?.................................................................................................................. 49 11.2 O Setup............................................................................................................................. 49 12. Reparação...................................................................................................................... 50 12.1 Códigos de erro da BIOS...................................................................................................50 12.2 Sintomas de defeitos comuns.......................................................................................... 53 12.2.1 Tela escura, sem sons....................................................................................................53 12.2.2 Tela escura com beeps.................................................................................................. 56 12.2.3 No ROM Basic, System Halted......................................................................................56 12.2.4 Teclado troca caracteres............................................................................................... 59 12.2.5 “Keyboard Error” durante o boot.................................................................................60 12.2.6 Sistema operacional inválido ........................................................................................ 60 12.2.7 HDD Controller Failure ................................................................................................. 61 12.2.8 Mouse inativo............................................................................................................... 61 12.2.9 Imagem sem sincronismo, desde que o PC é ligado....................................................62 12.2.10 Imagem sem sincronismo no Windows ...................................................................... 63 12.2.11 CMOS Ckecksum Error – Defaults Loaded ..................................................................63 12.2.12 Cursor do mouse não caminha direito na tela............................................................ 63 12.2.13 Erros na memória durante o uso normal do PC.......................................................... 63
4. 4. ________________________________________________________________________________ 12.2.14 Travamentos e falhas no Windows............................................................................. 66 12.2.15 Erros de leitura no disco rígido ................................................................................... 68 12.2.16 PC reseta sozinho ........................................................................................................ 69 12.2.17 Travamento na finalização do Windows..................................................................... 70 12.2.18 Windows trava na inicialização................................................................................... 70 12.2.19 Limpeza de contatos ................................................................................................... 72 Limpando a poeira ............................................................................................................ 72 Limpando os contatos ....................................................................................................... 72 Limpeza rápida.................................................................................................................. 74 Mau contato em cabos............................................................................................74 Consertando o cabo........................................................................................................... 76 12.2.20 Problemas com o drive de CD-ROM............................................................................ 76 Limpeza na cabeça............................................................................................................ 76 Abrindo o drive de CD-ROM ........................................................................................... 77 13. Referências.................................................................................................................... 79 COMPLEMENTO: 14. Os principais cuidados com os programas ao montar um PC .................................................. 80
5. 5. ________________________________________________________________________________ 1 INTRODUÇÃO AO ESTUDO DE HARDWARE Como tudo funciona? Para um leigo, um computador pode parecer uma máquina misteriosa, uma “caixa preta” onde de alguma forma mística são guardadas e processadas informações. Porém, de misterioso os computadores não têm nada. Tudo funciona de maneira ordenada, e até certo ponto simples. O objetivo principal deste trabalho é dar uma visão geral sobre os componentes que formam um microcomputador, e como tudo funciona. No decorrer deste trabalho você conhecerá mais a fundo cada componente, aprenderá a montar e configurar micros padrão PC e a solucionar problemas de funcionamento, estando pronto para resolver seus próprios problemas, ajudar amigos, ou mesmo trabalhar na área de manutenção. Bons estudos! Gelber Xavier de Freitas Abril 2014
6. 6. ________________________________________________________________________________ 2 1. EVOLUÇÃO HISTÓRICA DOS COMPUTADORES 1.1 Ábaco (aproximadamente 3500 a.c) Um instrumento para auxiliar nos cálculos. Conhecido em chinês como Suan-pan e em japonês como Soroban, ainda é muito utilizado nos países asiáticos e em alguns centros de ensino pelo mundo. Fig. 1 – Ábaco 1.2 Bastões de Napier (1610 - 1614) Passaram-se séculos sem que qualquer invenção ficasse registrada até que fossem criados tais bastões. Eram tabelas móveis de multiplicação e divisão feitas de marfim. O responsável foi um nobre escocês chamado John Napier, inventor também dos logaritmos. Fig. 2 – Bastões de Napier
7. 7. ________________________________________________________________________________ 3 1.3 Réguas de Cálculo (1621) As tabelas de Napier influenciaram diretamente a invenção da régua de cálculo, concretizada pelo matemático inglês William Oughtred com uma forma circular considerada como um dos primeiros dispositivos analógicos de computação. A Régua de Cálculo e as calculadoras mecânicas foram largamente utilizadas até 1970, quando surgiram as calculadoras eletrônicas. Fig. 3 – Régua de cálculo 1.4 Calculadora de Pascal (1642) Inventada por Blaise Pascal, matemático francês; construída com rodas dentadas, seu intuito era simplificar o ofício do pai, que era contador; Conhecida como Pascaline. Fig. 4- Pascaline
8. 8. ________________________________________________________________________________ 4 1.5 Calculadora de Leibnitz (1671) Inventada pelo filósofo e matemático alemão de Leipzig, Gottfried Wilhelm von Leibnitz , introduziu o conceito de realizar multiplicações e divisões através de adições e subtrações sucessivas. Em 1694, a máquina foi construída e apresentava certa evolução em relação à Calculadora de Pascal. Fig. 5 – Calculadora de Leibnitz 1.6 Placa Perfurada (1801) Joseph Marie Jacquard introduziu o conceito de armazenamento de informações em placas perfuradas, que não eram usadas especificamente em processamento de dados, mas para controlar uma máquina de tecelagem. Esse processo despertou já nessa época, temor pelo desemprego, provocando uma grande reação popular contra essa espécie de pré-automação. Fig. 6 – Máquina perfuradora
9. 9. ________________________________________________________________________________ 5 1.7 Arithmometer (1820) Charles Xavier Thomas, projetou e construiu uma máquina capaz de efetuar as 4 operações aritméticas básicas: a Arithmometer. Esta foi a primeira calculadora realmente comercializada com sucesso: até 1850 vendeu-se cerca de 1500 Arithmometers. Ela fazia multiplicações com o mesmo princípio da calculadora de Leibnitz e com a assistência do usuário efetuava as divisões. Fig. 7 – Máquina para operações matemáticas básicas 1.8 Máquina diferencial de Babbage (1823) Charles Babbage, um matemático e engenheiro britânico, construiu uma máquina - a máquina de diferenças — que baseava se também no princípio de discos giratórios e era operada por uma simples manivela. Babbage é considerado o precursor dos modernos computadores eletrônicos digitais. Fig. 8 – Máquina diferencial
10. 10. ________________________________________________________________________________ 6 1.9 Máquina Analítica Em 1833, Babbage projetou uma máquina bastante aperfeiçoada (com o auxílio de Ada Lovelace), que chamou de Máquina Analítica. Ada é uma das poucas mulheres a figurar na história do computador. Fig. 9 – Máquina analítica 1.10 Máquina de Hollerith (1886) Aproximadamente em 1885, Herman Hellerith, funcionário do Departamento de Recenseamento dos E.U.A., percebeu que a realização do censo anual demorava cerca de 10 anos para ser concluído e que a maioria das perguntas tinha como resposta sim ou não. Em 1886 idealizou um cartão perfurado que guardaria as informações coletadas no censo e uma máquina capaz de tabular essas informações. Construiu então a Máquina de Recenseamento ou Máquina Tabuladora, perfurando-se cerca de 56 milhões de cartões. Fig. 10 – Máquina de Hollerith
11. 11. ________________________________________________________________________________ 7 1.11 Mark I Foi criado entre 1937 e 1944, durante a II Guerra Mundial. Uma calculadora eletromecânica muito grande, idealizada por H. Aiken na Universidade de Harvard, foi considerado o primeiro projeto de computador. Utilizava muitas válvulas, as operações internas eram controladas por relés e os cálculos eram realizados mecanicamente. Integrava conceitos de computadores digitais e analógicos, pois tinha sistema eletrônico e mecânico na mesma máquina. Media 2,5 m de altura e 18 m de comprimento. Fig. 11 – Mark I 1.12 ABC (Atanasoff Berry Computer) Criado em 1939. Foi o primeiro a usar válvulas para circuitos lógicos e o primeiro a ter memória para armazenar dados, princípio no qual se baseiam os computadores digitais. Fig. 12 – Computador ABC
12. 12. ________________________________________________________________________________ 8 1.13 ENIAC (Electronic Numeric Integrator and Calculator) Criado entre 1943 e 1946. Foi considerado o primeiro grande computador digital. Não usava um programa de armazenamento interno. Os programas eram introduzidos por meio de cabos, o que fazia sua preparação para cálculos demorar semanas. Ocupava 170 m², pesava 30 toneladas, funcionava com 18 mil válvulas e 10 mil capacitores, além de milhares de resistores a relé, consumindo uma potência de 150 kW. Como tinha vários componentes discretos, não funcionava por muitos minutos seguidos sem que um deles quebrasse. Chega a ser em algumas operações, mil vezes mais rápido que o MARK I. Fig. 13 - ENIAC 1.14 John Von Newman Matemático húngaro formula nos Estados Unidos a proposição prática para computadores universais, que armazenam programas em memórias, melhorando o método inicialmente utilizado pelo ENIAC. Esse princípio é utilizado nos computadores até hoje. Em 1951 se inicia a produção em série de computadores (IBM/UNIVAC). Em 1961 chegou o primeiro computador no Brasil: um UNIVAC 1105, ainda com válvulas, para o IBGE.
13. 13. ________________________________________________________________________________ 9 Fig. 14 – IBM/UNIVAC 1.15 ALTAIR 8800 Na década de 80, nasceu a Intel, que começou a desenvolver o primeiro microprocessador, o Intel 4004 de 4 bits, um circuito integrado com 2250 transistores, equivalente ao ENIAC. O 4004 foi seguido pelo Intel 8008 de 8 bits e, mais tarde, pelo Intel 8080. O primeiro microcomputador da história foi o Altair 8800, que usava o chip Intel 8088, tornou-se padrão mundial da época para os microcomputadores de uso pessoal, abrindo uma nova era na história da informática. Fig. 15 – Altair 8800
14. 14. ________________________________________________________________________________ 10 1.16 Apple Sthephen Wozniak e Steve Jobs formaram em 1976 uma pequena empresa, a Apple, onde construíram, numa garagem de fundo de quintal, o Apple I. Um ano depois, com um novo e melhor projeto, surge o Apple II, primeiro microcomputador com grande sucesso comercial e, mais tarde, o Apple III. Em 1983 entra no mercado o Lisa e em 1984 o Macintosh, com tecnologia de 32 bits. Fig. 16 – Apple I Em 1981, a IBM entrou no mercado de micros, introduzindo o PC, um microcomputador com tecnologia de 16 bits (Intel 8088) que em pouco tempo se tornou um padrão. E a partir desta época, até os dias de hoje, a evolução é constante, com processadores cada vez mais rápidos e eficientes. 2. Hardware Básico Fig. 17 – Periféricos de entrada e saída
15. 15. ________________________________________________________________________________ 11 Conjunto de dispositivos elétricos/eletrônicos que englobam a CPU, a memória e os dispositivos de entrada/saída de um sistema de computador. Composto de objetos tangíveis: circuitos integrados, placas de circuito impresso, cabos, fontes de alimentação, memórias, impressoras, monitores, teclados etc. Parte física, aquela com a qual temos contato. Fig. 18 – Algumas partes físicas 2.1 Definição de computador Fig. 19 - Estrutura básica de um processo computacional Conjunto de dispositivos eletrônicos interligados, que conseguem executar um determinado trabalho, orientado por um programa e em grande velocidade.
16. 16. ________________________________________________________________________________ 12 2.2 Arquitetura de Von Neumann Uma unidade central de processamento recebe informações através de uma unidade de entrada de dados, processa estas informações segundo as especificações de um programa armazenado em uma unidade de memória, e devolve os resultados através de uma unidade de saída de dados. Fig. 20 – arquitetura de Von Neumann 3. Conceitos básicos de eletrônica 3.1 Principais grandezas elétricas - Tensão: é a diferença de potencial (d.d.p.) elétrico entre dois pontos de um condutor; unidade de medida: Volts (V) - Corrente elétrica: é a carga elétrica em movimento ao longo de um condutor; unidade de medida: Ampére (A) - Resistência: é a dificuldade que um condutor oferece à passagem de uma corrente elétrica, ou a perda de energia que uma carga sofre ao atravessar um condutor. unidade de medida: ohms (Ω)
17. 17. ________________________________________________________________________________ 13 3.2 Lei de Ohm Quanto maior a tensão maior será a corrente, e quanto maior a resistência menor será a corrente. Podemos traduzir isto na seguinte equação: V = R * I 3.3 Tipos de corrente - alternada: caracterizados pelos pólos fase (127 a 220V) e neutro. Exemplo: a tomada - contínua: caracterizado por pólos positivo e negativo, e não variam no tempo. Exemplo: baterias, pilhas, saída de fonte Fig. 21 – Exemplo de corrente alternada e contínua em uma fonte de PC 3.4 Resistores Componente que tem como característica diminuir a corrente ou tensão para uma determinada aplicação. Fig. 22 – Simbologia e aspecto de um resistor
18. 18. ________________________________________________________________________________ 14 Tabela 1 – Código de cores dos resistores 3.5 Capacitores Componente eletrônico com capacidade de armazenar cargas. Fig. 23 – Tipos de capacitores 3.6 Diodos É um componente elétrico que permite que a corrente atravesse-o num sentido com muito mais facilidade do que no outro. O tipo mais comum de diodo é o diodo semicondutor, no entanto, existem outras tecnologias de diodo. Fig. 24 – Aspecto e símbolo de um diodo
19. 19. ________________________________________________________________________________ 15 3.7 Transistores Fig. 25 – símbolo e aspecto de um transistor 3.8 CI’s Fig. 26 – Aspecto de um circuito integrado 3.9 Outros componentes importantes em hardware - Reguladores de tensão: imagem semelhante ao transistor, veja fig. 25. - Fusível: utilizado por fontes, estabilizadores e filtros, na maioria dos casos este fusível é de 5A; Fig. 27 – Fusível de vidro
20. 20. ________________________________________________________________________________ 16 4. Ferramentas básicas recomendadas KIT FERRAMENTAS: - Chaves de fenda pequena e média; - Chaves Philips pequena e média; - Pinças curvas e retas; - Alicates de bico e de corte; Multímetro digital Estação de solda Sugador de solda Chave teste Lupa pequena ou de bancada
21. 21. ________________________________________________________________________________ 17 Soprador de ar - Pincel pequeno e grande; - Lanterna. Tabela 2 – Ferramentas básicas 4.1 Alguns softwares - Windows (XP, Server, Seven, Vista); - Linux; - CD de testes e drivers; - Office; - E outros softwares. 4.2 Ter um local estruturado para fazer a manutenção é essencial - Bancada ou mesa com gavetas; - Ambiente com boa iluminação; - Local para colocar os equipamentos (prateleira, armário, etc); - Computador; 5. Usando o multímetro digital Um multímetro digital pode ajudar bastante nas atividades de hardware, principalmente em manutenção. Com ele você pode checar as tensões da fonte de alimentação e da rede elétrica, checar o estado da bateria da placa de CPU, etc. Seu custo é menor do que você pensa. Com cerca de 20 reais, você compra um modelo simples.
22. 22. ________________________________________________________________________________ 18 Fig. 28 – Multímetro digital Um multímetro possui duas pontas de prova, uma vermelha e uma preta. A preta deve ser conectada no ponto do multímetro indicado com GND ou COM (este é o chamado ―terra‖). A ponta de prova vermelha pode ser ligada em outras entradas, mas para a maioria das medidas realizadas, a ligação é feita no ponto indicado com V--mA. Uma chave rotativa é usada para selecionar o tipo de medida elétrica a ser feita: V para voltagem,  para resistência e mA para corrente. Uma chave é usada para a medição de voltagens em AC (corrente alternada) ou DC (corrente contínua). Por exemplo, para medir as tensões da fonte de alimentação, ou a tensão da bateria, usamos a chave em DC. Para medir as tensões da rede elétrica, utilizamos a escala AC. Para cada grandeza elétrica existem várias escalas. Por exemplo, entre as várias posições da chave rotativa, podem existir algumas específicas para as seguintes faixas de voltagem: 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V e 2000 V. Se você pretende medir a tensão da bateria da placa de CPU (em torno de 3 volts), não use a escala de 2V, pois tensões acima de 2V serão indicadas como 1,9999 V. Escolha então a escala de 20V, pois terá condições de fazer a medida esperada. Da mesma forma, para medir a tensão de uma rede elétrica de 220 volts (use AC, pois trata-se de tensão alternada), não escolha a escala de 200 volts, pois a máxima tensão medida será de 199,99 volts. Escolha então a escala de 2.000 volts ou outra para tensões elevadas. Como regra geral, sempre que a leitura indicada tem valor máximo ou outra indicação que esteja fora da escala, devemos utilizar uma escala maior. Quando não temos idéia aproximada da tensão que vamos medir, devemos começar com a escala de maior valor possível, pois se medirmos uma tensão muito elevada usando uma escala baixa, podemos danificar o aparelho. Para medir a tensão entre dois pontos, selecione a escala e encoste as pontas de prova nos terminais nos quais a tensão deve ser medida. Muitas vezes queremos fazer medidas de
23. 23. ________________________________________________________________________________ 19 tensão relativas ao terra (o terminal ―negativo‖ da fonte de alimentação). Você pode então fixar a ponta de prova preta em um ponto ligado ao terra (por exemplo, os fios pretos do conector de alimentação da placa de CPU) e usar a outra ponta de prova para medir a tensão no ponto desejado. 5.1 Padronização de Cores e Tensões da Fonte de Computadores Antes de tentar medir as tensões da fonte deveremos saber que as tensões e cores dos fios são padronizadas, assim sendo todo o fio vermelho será 5V, amarelo 12V e assim por diante. Note que os conectores poderão ser diferentes, mas as cores nunca. Para ficar mais fácil aqui uma lista com as cores dos fios e suas tensões: Vermelho (+5V) Branco (-5V) Preto (Terra ou GND) Verde (PSO) Azul (-12V) Laranja (3.3 V) Amarelo (+12V) Roxo (+5VSB) Cinza (Power) Fig. 29 – conectores de uma fonte ATX
25. 25. ________________________________________________________________________________ 21 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. Fig. 30 -Placa tipo AT (antiga) - AT e ATX: 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: 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,
26. 26. ________________________________________________________________________________ 22 - 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, 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. Fig. 31 – placa tipo ATX 6.2 Alguns dispositivos contidos na placa - Jumpers Todas as placas de CPU, mesmo as mais modernas, possuem uma grande quantidade de jumpers (também chamados de "straps"). Tratam-se de pequenas peças plásticas, medindo alguns milímetros, nas quais existem dois contatos ligados internamente. Esses jumpers são encaixados em pinos metálicos existentes nas placas de CPU e nas placas de expansão, e
27. 27. ________________________________________________________________________________ 23 servem para definir determinadas opções de funcionamento a nível de hardware. Em cada par de pinos metálicos, existem duas opções: com jumper ou sem jumper. Existem também trios de pinos metálicos, nos quais existem três opções de encaixe: 1-2, 2-3 ou sem conexão. Cada uma delas possui um significado diferente. Para saber o exato significado de cada jumper, é preciso consultar as instruções existentes no manual da placa em questão. Fig. 32 - jumpers - CMOS e bateria O chip CMOS possui dupla função: - Um relógio-calendário - Uma pequena quantidade de memória RAM Graças à presença da bateria que mantém o chip CMOS em funcionamento permanente, mesmo quando o computador está desligado, o relógio-calendário do chip CMOS passa o tempo todo marcando horas, minutos, segundos, dias, meses e anos. A memória RAM possui uma capacidade muito pequena, em geral apenas 64 bytes, mas é suficiente para armazenar as diversas opções de funcionamento a nível de hardware. Alguns exemplos dessas opções são: - A quantidade de memória RAM - O tipo de microprocessador instalado - O número e os tipos dos drivers de disquete - Parâmetros do disco rígido - Parâmetros relacionados com a velocidade de acesso à memória - Parâmetros relacionados com a velocidade de acesso aos slots - Senhas - Habilitação das interfaces existentes na placa de CPU - Modos de atuação da memória cache Todos esses itens devem ser programados quando é feita a instalação da placa de CPU.
28. 28. ________________________________________________________________________________ 24 Fig. 33 – Cmos e bateria - Barramentos Barramentos são conjuntos de sinais digitais com os quais o microprocessador comunica-se com o seu exterior. Isto inclui: - Memória - Chips da placa de CPU (Ex: VLSI) - Placas de expansão A maior parte dos sinais digitais que compõem os barramentos são originados no próprio microprocessador, a partir dos seus três barramentos básicos: - Barramento de dados - Barramento de endereços - Barramento de controle - ISA Este barramento é formado pelos slots de 8 e 16 bits existentes nas placas de CPU, e também é usado internamente nessas placas, para a comunicação entre o microprocessador e determinados dispositivos da placa de CPU, como a interface de teclado, controladores de interrupção, timers e diversos outros circuitos. Do ponto de vista do usuário, o que interessa é a presença dos slots de 8 e 16 bits, conhecidos como "Slots ISA". Fig. 34 – placa e slot ISA
29. 29. ________________________________________________________________________________ 25 - PCI Ao desenvolver o microprocessador Pentium, a Intel criou também um novo barramento, veloz e muito mais versátil. Trata-se do barramento PCI (Peripheral Component Interconnect), usado já nas primeiras placas de CPU Pentium a serem lançadas no mercado. Possui as seguintes características: - Opera com 32 ou 64 bits - Apresenta taxas de transferência de até 132 MB/s, com 32 bits - Possui suporte para o padrão PnP (Plug and Play) Fig. 35 – placa PCI e slots ISA e PCI - Conector para o teclado (ATX) Placas ATX possuem na sua parte traseira, conectores de suas diversas interfaces. Entre eles, encontramos o conector de teclado, padrão PS/2. Caso seja necessário ligar um teclado com conector DIN (o tradicionalmente usado na maioria dos teclados), será necessário utilizar um adaptador, normalmente fornecido junto com o gabinete, mas que também pode ser comprado em separado, em lojas que revendem produtos de informática. Fig. 36 – conexão com parte traseira da placa
30. 30. ________________________________________________________________________________ 26 - Conector da fonte de alimentação (ATX) As fontes de alimentação ATX utilizam um único conector de 20 vias, que deve ser ligado na placa de CPU. A figura 8 mostra o conector existente na placa de CPU. Observe que além da presença de uma guia plástica na parte lateral, os seus furos possuem formatos diferentes, sendo alguns quadrados e outros pentagonais. Isto evita que o conector da fonte seja ligado de forma invertida. Fig. 37 – conexão com fonte ATX - Conectores para o painel do gabinete Trata-se de um grupo de pinos metálicos, nos quais devem ser encaixados pequenos conectores existentes nas extremidades dos fios que partem dos dispositivos do painel frontal do gabinete. Existem conexões para os LEDs, botão RESET, botão Power, alto falante, etc. Fig. 38 – conectores com painel frontal gabinete - Chipset São muito importantes esses chips, responsáveis por várias tarefas vitais: controle da memória DRAM, controle dos barramentos ISA e PCI, circuitos que formam as interfaces IDE, controladores de DMA e de interrupções, etc.
31. 31. ________________________________________________________________________________ 27 Chip: pastilha Set: conjunto Um dos circuitos mais importantes da placa-mãe, e todo seu desenvolvimento é feito em paralelo com o processador, então a cada novo processador lançado no mercado, é comum que exista apenas um chipset que o suporte. Ex.: Norte e sul Fig. 39 - chipset - BIOS O BIOS (Basic Input/Output System ou Sistema Básico de Entrada e Saída) é um programa que fica armazenado em um chip de memória ROM, localizado na placa de CPU. Junto com o BIOS, nesta mesma ROM, existe também um software para fazer a programação da configuração de hardware, através da alteração dos dados do chip CMOS. Este programa é chamado de CMOS Setup. Fig. 40 - BIOS
32. 32. ________________________________________________________________________________ 28 - AGP Visando obter maior taxa de transferência entre a placa de CPU e a placa de vídeo (obtendo assim gráficos com movimentos mais rápidos), a Intel desenvolveu um novo barramento, próprio para comunicação com placas de vídeo especiais. Trata-se do AGP (Accelerated Graphics Port). Fig. 41 – Slot AGP - Conectores das interfaces Fig. 42 – conectores IDE e Disquete
33. 33. ________________________________________________________________________________ 29 Fig . 43 - visão geral da placa mãe Tabela 3 – indicações da visão geral da placa-mãe
34. 34. ________________________________________________________________________________ 30 6.3 Diagrama em bloco de uma placa-mãe Fig. 44 – Diagrama em bloco genérico
35. 35. ________________________________________________________________________________ 31 6.3.1Exemplo placa-mãe Gigabyte Fig. 45 – Placa Gigabyte e seu diagrama de bloco
37. 37. ________________________________________________________________________________ 33 - SIPP: esse tipo encapsulamento é uma espécie de evolução do DIP. A principal diferença é que esse tipo de memória possui, na verdade, um conjunto de chips DIP que formavam um pente de memória. O padrão SIPP foi aplicado em placas-mãe de processadores 286 e 386. Fig. 47 – memória SIPP - SIMM/30: Foi o primeiro tipo a usar um slot (um tipo de conector de encaixe) para sua conexão à placa-mãe. Existiram pentes no padrão SIMM com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB. Este tipo foi muito usado nas plataformas 386 e 486 (primeiros modelos). Fig. 48 – memória SIMM/30 - SIMM/72: Usado principalmente nas placas de CPU Pentium com barramento de dados 64 bits. Fig. 49 – comparação entre SIMM/72 e SIMM/30
38. 38. ________________________________________________________________________________ 34 - DIMM/168: Têm um total de 168 terminais, sendo 84 na face frontal e 84 na face posterior. Módulos DIMM/168 operam com 64 bits simultâneos. Fig. 50 – memória DIMM - DIMM/184: Também conhecido como DDR. Tem o mesmo tamanho que o DIMM/168, porém com um corte. Fig. 51 – diferença entre DIMM e DDR - RIMM/184: Encapsulamento RAMBUS, extremamente caras. DESVANTAGEM: Placas que utilizam módulos RIMMs não podem ficar com slots vazios, sendo necessário um módulo de continuidade C-RIMM.
39. 39. ________________________________________________________________________________ 35 Fig. 52 – memória RIMM e C-RIMM - DIMM/240: Também conhecida como DDR2, sendo 120 contatos de cada lado. Fig. 53 – memória DDR2 - DDR3: Os módulos DDR3 utilizam os mesmos 240 contatos dos módulos DDR2 e mantém o mesmo formato. A única diferença visível (fora etiquetas e códigos de identificação) é a mudança na posição do chanfro, que passou a ser posicionado mais próximo do canto do módulo. Fig. 54 – memória DDR3
40. 40. ________________________________________________________________________________ 36 Fig. 55 – comparação entre as 3 DDR’s 7.3 Instalação de memórias Os módulos DIMM/168, DIMM/184, RIMM/184 e DIMM/240 são instalados nos slots de forma idêntica. A principal diferença está na quantidade de cortes de cada módulo, o que impede de ser instalado em um slot não projetado para ele. Veja:
41. 41. ________________________________________________________________________________ 37 Fig. 56 – encaixando e soltando a memória 8. Outros dispositivos de hardware 8.1 Hard disk Também conhecido como winchester, trata-se de um aparelho responsável por armazenar informações permanentemente nos computadores. Fig. 57 – HD por dentro
42. 42. ________________________________________________________________________________ 38 Fig. 58 – Divisão de trilhas e setores Para armazenar e localizar dados em um HD, um dispositivo chamado controlador (ou controladora) se utiliza de informações conhecidas por número de trilhas, setores e cilindros. Fig. 59 – Visão parte de conexões do HD 8.2 Conector de dados Fig. 60 - Cabo Flat IDE de 40 ou 80 Vias
43. 43. ________________________________________________________________________________ 39 - Cabo SATA: trabalha com taxas de transferência superiores ao IDE Fig. 61 – Cabo SATA Antigamente o drive de disquete era de 5 ¼, ―atualmente‖ o drive utilizado é o 3 ½. Fig. 62 - Cabo flat para conexão do disquete 8.3 Drives de CD/DVD Fig. 63 – visão traseira de um drive de CD/DVD com conexão IDE
44. 44. ________________________________________________________________________________ 40 8.4 Placas e conexões diversas - Conector Serial e Paralela: Fig. 64 – Porta serial e paralela - Placa de vídeo: Fig. 65 – Demonstração de conexão do cabo VGA a placa
45. 45. ________________________________________________________________________________ 41 - Placa de áudio: Fig. 66 – placa de áudio PCI - Placa de rede: Fig. 67 – Placa de rede com BNC e RJ-45 - Conector fonte AT: Fig. 68 – ligação de fonte AT a placa-mãe
46. 46. ________________________________________________________________________________ 42 - Saídas da fonte: Fig. 69 – conexões de disquete, CD/DVD e HD - Conexões do cooler: Fig. 70 – Conexão do cooler do processador a placa-mãe - Espaçadores e parafusos:
47. 47. ________________________________________________________________________________ 43 Fig. 71 – Espaçadores e indicação de locais para fixação da placa-mãe Fig. 72 – diferença entre os parafusos do gabinete, placas e drives 9. Processadores Os processadores (ou CPUs, de Central Processing Unit) são chips responsáveis pela execução de cálculos, decisões lógicas e instruções que resultam em todas as tarefas que um computador pode fazer e, por esse motivo, são também referenciados como "cérebros" dessas máquinas.
48. 48. ________________________________________________________________________________ 44 9.1 Arquitetura da CPU Fig. 73 – CPU internamente  ULA: executa todas as operações aritméticas e lógicas;  Registradores: onde os dados são temporariamente armazenados; Deles, a ULA, extraí as instruções sobre as operações específicas a serem realizadas e sobre o segmento da memória RAM onde esvaziará seus resultados depois de executar todas as instruções;  Controle: controla o fluxo de informações e a ordem de execução do programa;  Relógio: sincroniza perfeitamente a execução das operações. 9.2 Sinais de controle Cada pino do processador tem uma determinada função, ou sinal. O mais importante deles é o clock, que serve para sincronizar todo o funcionamento do processador, ou seja, todos os circuitos do PC trocarão informações no momento em que o clock permitir.
49. 49. ________________________________________________________________________________ 45 Exemplo: Plataforma dos processadores QUAD Core da Intel Fig. 74 – Comunicação entre CPU e RAM com intermédio do chipset norte 9.3 Encapsulamentos Fig. 75 – tipos de CPU’s e soquetes
50. 50. ________________________________________________________________________________ 46 9.4 Arquitetura RISC, CISC e Híbrida  CISC: computador de conjunto de instruções complexo. Possui muitas instruções e é lento.  RISC: computador de conjunto de instruções reduzido. São mais simples, menores e rápidos.  Híbrido: computador de conjunto complexo e reduzido de instruções, ou seja, a junção da CISC e RISC. Obs.: a arquitetura CISC foi usada até os processadores Pentium e Pentium MMX, a partir do Pentium II é usada a arquitetura Híbrida. 10. Montagem Fig. 76 – placas e periféricos acoplados a Placa-mãe
51. 51. ________________________________________________________________________________ 47 10.1 Acabamento do gabinete Ao encaixar a placa-mãe no gabinete, não esquecer de remover a chapa metálica padrão do gabinete e inserir o espelho próprio que acompanha a placa-mãe, conforme ilustra a figura abaixo: Fig. 77 – vista traseira do gabinete
52. 52. ________________________________________________________________________________ 48 10.2 Ventilação do gabinete A temperatura máxima admissível em um gabinete é de 45ºC. Quando terminar de encaixar todas as placas e cabos deve-se organizar toda a fiação interna de modo a não interromper a renovação de ar, conforme ilustra a figura abaixo: Fig. 78 – Processo de refrigeração interna 10.3 Ligação do painel frontal do Gabinete Fig. 79 – parte frontal de um gabinete AT
53. 53. ________________________________________________________________________________ 49 11. Procedimentos para configuração do SETUP 11.1 O que é BIOS ? Bios (Basic Input/Output System) nada mais é que um programa que localiza e identifica os componentes básicos para o funcionamento do computador e para que o sistema possa ser carregado. 11.2 O Setup Já o Setup contém todas as informações para que o sistema reconheça os componentes instalados no computador: se qualquer dispositivo não for identificado ou localizado pelo BIOS, você terá problemas para fazê-lo funcionar no sistema operacional. Para acessar o Setup do computador, quando o mesmo é ligado aparecerá uma mensagem semelhante a esta :"Pressione a tecla <Del> para rodar o Setup". Pressione-a e aparecerá esta tela: (este é um Setup do fabricante do BIOS chamado "Award", sendo que cada placa-mãe tem uma versão de Setup, variando os fabricantes e versões.) Fig. 80 – tela principal de uma BIOS AWARD  Uma dica: nunca altere mais de uma opção ao mesmo tempo no Setup: altere sempre uma opção de cada vez pois se seu computador apresentar problemas, você saberá onde alterou para que volte a opção anterior. Se você alterar várias opções de uma única vez ficará mais difícil saber onde está o problema...
55. 55. ________________________________________________________________________________ 51 *Demais problemas ou condições são mostrados na tela Phoenix BIOS Tone POST Codes - Erros Fatais Apito Condição Nenhum teste de registro de CPU Nenhum teste dos 64K RAM iniciais Nenhum Procedimento de carregamento do vetor de interrupção Nenhum falha de força CMOS/cálculo do checksum Nenhum Procedimento de validação de configuração de vídeo Nenhum vídeo funcionando com vídeo ROM Nenhum vídeo funcional Nenhum vídeo Monocromático funcional Nenhum vídeo CGA funcional 1-1-3 CMOS write/read 1-1-4 ROM BIOS checksum 1-2-1 Timer do Sistema 1-2-2 inicialização do DMA 1-2-3 registro da página de DMA (write/read) 1-3-1 verificação da atualização da memória RAM 1-3-3 chip dos 64K RAM iniciais ou linha de dados 1-3-4 lógica odd/even dos 64K RAM iniciais 1-4-1 endereço de linha dos 64K RAM iniciais 1-4-2 falha de paridade nos 64K RAM iniciais 2-1-1 Bit 0, 64K RAM iniciais 2-1-2 Bit 1, 64K RAM iniciais 2-1-3 Bit 2, 64K RAM iniciais 2-1-4 Bit 3, 64K RAM iniciais 2-2-1 Bit 4, 64K RAM iniciais 2-2-2 Bit 5, 64K RAM iniciais 2-2-3 Bit 6, 64K RAM iniciais 2-2-4 Bit 7, 64K RAM iniciais 2-3-1 Bit 8, 64K RAM iniciais 2-3-2 Bit 9, 64K RAM iniciais 2-3-3 Bit 10, 64K RAM iniciais 2-3-4 Bit 11, 64K RAM iniciais 2-4-1 Bit 12, 64K RAM iniciais 2-4-2 Bit 13, 64K RAM iniciais 2-4-3 Bit 14, 64K RAM iniciais 2-4-4 Bit 15, 64K RAM iniciais 3-1-1 registro de DMA Slave
56. 56. ________________________________________________________________________________ 52 3-1-2 registro de DMA Master 3-1-3 Registrador da interrupção Master 3-1-4 Registrador da interrupção Slave 3-2-4 controlador de teclado 3-3-4 inicialização do vídeo 3-4-1 retrace do vídeo 3-4-2 procura por ROM de vídeo em processamento 4-2-1 teste da interrupção do Timer 4-2-2 teste de Shutdown 4-2-3 falha na porta A20 4-2-4 interrupção inesperada em modo protegido 4-3-1 teste de RAM (endereço da falha >FFFFh) 4-3-3 Intervalo do timer canal 2 4-3-4 relógio do sistema 4-4-1 porta Serial 4-4-2 porta Paralela 4-4-3 teste do co-processador matemático 1-1-2* seleção da placa de sistema 1-1-3* Extender CMOS RAM *código de áudio precedido por tom mais grave IBM POST Tone Codes Apito Condição Nenhum placa mãe, fonte 1 curto Sistema passou por todos os testes 2 curtos Erro de display contínuo Placa mãe, fonte 1 longo, 1 curto placa mães 1 longo, 2 curtos placa de vídeo 1 longo, 3 curtos EGA 3 longos cartão 3270 Tabela 4 – códigos de erro da BIOS
57. 57. ________________________________________________________________________________ 53 12.2 Sintomas de defeitos comuns Vejamos agora alguns sintomas de problemas típicos que podem ocorrer com um PC. Para cada sintoma, serão indicadas as causas prováveis e as suas soluções: 12.2.1 Tela escura, sem sons Você liga o computador e a tela fica apagada. Nenhum som é emitido pelo alto falante. Parece que o computador está completamente inativo. Faça o seguinte: 1) Cheque se o monitor está ligado e conectado corretamente 2) Verifique se a chave 110/220 na parte traseira da fonte está correta 3) Confira as conexões da fonte 4) Veja se as placas de expansão estão bem encaixadas nos slots 5) Verifique o cabo flat IDE 6) Teste a fonte 7) Verifique os jumpers da placa de CPU 8) Verifique as memórias 9) Desmonte o PC e monte-o por partes 10) Use uma placa de diagnóstico Monitor - A ausência de POST pode ter uma causa bastante simples, um erro gros- seiro, mas também pode ser causada por um problema bastante sério. Comece verificando se o monitor está ligado e se seus cabos estão conectados. Se possível teste o monitor em outro computador. Placa de vídeo - A placa de vídeo pode estar defeituosa ou mal conectada. Quando a placa de vídeo não funciona, não aparece imagem no monitor, e o alto falante emite beeps para indicar o erro. Entretanto, também é possível que durante o teste da placa de vídeo reali- zado no POST, o BIOS apresente um travamento causado pela placa de vídeo defeituosa. Não conseguiria portanto informar o erro através de beeps. Verifique então se a placa de vídeo está encaixada corretamente. Depois de testar a fonte, você pode ainda experimentar colocar uma outra placa de vídeo no PC, apenas para efeito de teste. Observe que se a placa antiga estiver defeituosa, a nova placa enviará imagem ao monitor, você poderá executar um boot no modo
59. 59. ________________________________________________________________________________ 55 Desmontar para testar - Em casos de ausência de POST, é possível que algum componente esteja causando um curto-circuito ou outro efeito que resulte em travamento. Desta forma o processador pode não funcionar, ou o POST pode travar nas suas etapas iniciais. O procedimento recomendável neste caso é desconectar todos os módulos do PC, e conectá-los por partes. Comece retirando todas as placas de expansão. Desconecte todos os cabos flat que estiverem ligados na placa de CPU. Desfaça as conexões do painel frontal do gabinete, deixando apenas o Reset e o PC Speaker. No caso de gabinetes ATX, deixe também conectado o Power Switch. Desconecte o teclado, mouse, impressora, caixas de som e demais dispositivos externos. O PC ficará apenas com a fonte ligada na placa de CPU, que por sua vez estará ligada no Reset e Speaker (e Power Switch no caso de gabinetes ATX). Ligue agora o computador e espere alguns minutos até a emissão de beeps. Se os beeps não ocorrerem, tudo indica que existe um defeito, ou na placa de CPU ou na fonte. Caso você tenha medido as tensões da fonte e esteja tudo OK, é muito provável que o problema esteja na placa de CPU. O ideal nesse caso é substituir a fonte por uma em bom estado, para ter a certeza absoluta de que a fonte original não é a causadora do problema. Você deverá então fazer o conserto da placa de CPU, e se não for possível, fazer a sua troca. Mais adiante neste capítulo mostraremos que tipos de conserto podem ser feitos na placa de CPU. Se depois de deixar o PC quase todo desmontado, você finalmente conseguir ouvir beeps emitidos pelo PC Speaker, temos um bom sinal. Significa que o componente causador do problema é um daqueles que você retirou. O PC está melhor que antes, pois nem estava conseguindo emitir beeps. Consulte a tabela de Beep error codes no manual da placa de CPU para identificar o problema detectado. Monte o PC aos poucos, adicionando os componentes originais, até o problema se manifestar novamente. Recomendamos a seguinte ordem: 1) Conecte a placa de vídeo e o monitor, ligue para testar 2) Conecte o teclado, ligue para testar 3) Conecte o drive de disquetes, tente executar um boot por disquete 4) Conecte o disco rígido, tente executar um boot limpo pelo disco rígido 5) Conecte o mouse e tente executar um boot limpo 6) Conecte a impressora tente executar um boot limpo 7) Conecte cada uma das placas de expansão e tente executar um boot limpo Tabela 5 – Sequência de montagem do PC