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Arquitetura de Computadores
Professores autores
Marcio Kreutz
Madiel Filho
Aula 8 – Placa-mãe e componentes de computadores
Apresentação

Nesta aula, iremos verificar como os elementos anteriormente estudados, tais como processadores e memórias1, estão localizados fisicamente dentro do computador e quais componentes contribuem para que a comunicação entre eles possam ocorrer da maneira correta. Isso ocorre através da placa-mãe, responsável por armazenar esses componentes e por realizar a troca de informações entre eles. Além disso, nesta aula você deve relembrar os principais elementos que podem ser comercializados pela indústria e que são acoplados em uma placa-mãe, tais como HD´s (hard-disks; discos rígidos), placas de rede, placas de vídeo e USB (Universal Serial Bus; barramento de conexão de periféricos com o computador). Lembre-se de que durante todo o curso foram explorados esses componentes em relação às suas funcionalidades. Agora, para finalizar o nosso curso, iremos explorar alguns desses componentes como são encontrados em placas-mãe comerciais, para que você possa ter uma visão geral de alguns modelos que compõem os computadores atuais.

1 Tais elementos foram vistos nas aulas 4 e 5, respectivamente.
 
Objetivos
  Nesta aula você será capaz de:
  • compreender como os elementos responsáveis pelo funcionamento do computador são organizados;
  • identificar os componentes de uma placa-mãe.

   
 
Placa-mãe

Uma placa-mãe, também conhecida como motherboard, é o componente mais importante de um computador, sendo formada por circuitos que servem de base para a instalação e interconexão de todos os componentes que formam um computador como o processador, a memória, os slots de barramento, os dispositivos de entrada e saída, como o teclado, mouse, entre outros. Esses elementos devem ser conectados à placa-mãe para formar o computador e esse possa realizar suas funções com o gerenciamento da placa-mãe.

As placas-mãe foram desenvolvidas para proporcionar que seja possível que todos os dispositivos que compõem o computador possam ser conectados em um único local, ou seja, na placa-mãe. A fim de que isso seja possível, elas oferecem conexões para o processador, memória RAM, HD, dispositivos de entrada e saída.  Ela permite que todas as partes de computador recebam energia e assim realize a comunicação entre os componentes.

Pela figura a seguir, podemos observar de uma maneira geral como é formada uma placa-mãe.

 

Figura 1 - Visão geral de uma placa-mãe
Fonte: <http://www.morguefile.com>. Acesso em: 2 mar. 2010.

 

As placas-mãe podem ser divididas em alguns tipos. O tipo AT, não mais utilizado atualmente, foi bastante utilizado por volta dos anos 80 e 90. Mas, devido ao pouco espaço interno que a placa possui dificultando a circulação do ar, isso fez com que esse padrão fosse substituído por um novo formato. O novo tipo desenvolvido foi o ATX, que é um aperfeiçoamento do tipo AT, solucionando os problemas encontrados no AT. O ATX apresenta um maior espaço interno, proporcionando uma ventilação adequada para todos os elementos. A principal diferença entre esses tipos é o conector de alimentação da fonte da placa. No AT, esse conector é composto por dois plugs semelhantes, cada um com seis pinos. Já no ATX, existe apenas um conector com 24 pinos.

            Na figura a seguir, podemos observar onde os principais componentes de um computador são conectados. Cada número representa um elemento.
 
Figura 2 - Representação dos componentes
Fonte: <http://www.guiadohardware.net/dicas/placa-mae.html>. Acesso em: 2 mar. 2010.
 

O número 1 representa o local onde o processador deve ser conectado. O número 2 mostra os encaixes existentes para a memória RAM. Esse conector varia conforme o tipo. No item 3, podemos observar o local onde deve-se encaixar o cabo da fonte que leva energia elétrica à placa-mãe. Para isso, tanto a placa-mãe como a fonte de alimentação devem ser do mesmo tipo. Nesse local, diferenciamos qual é o tipo da placa-mãe, como já discutimos anteriormente.

O número 4 apresenta a parte de onde ficam localizados as entradas para os conectores dos dispositivos de entrada e saída, como teclado, mouse, portas USB. O número 5 representa o local que permite que placas adicionais possam ser conectadas, tais como, placas de som, placas de vídeo e redes. Esses conectores são chamados de slots de expansão já que essas placas podem ou não fazer parte do computador. Os principais slots são o PCI e o AGP. 

O item 6 mostra os dois chipsets, responsáveis pelo controle de vários itens da placa-mãe, como o acesso à memória, ao processador. Eles são divididos em Norte e Sul, na nossa figura o da cor branca representa a Ponte Norte e o outro, a Ponte Sul. A Ponte Norte é responsável por dissipar o calor para que a placa não fique muito quente, bem como controlar a comunicação do processador com a memória e com os outros componentes da placa-mãe. Já a Ponte Sul tem por função o controle dos dispositivos de entrada e saída.

 

Componentes

Os principais componentes que podem ser comercializados pela indústria e que sempre estão em constante evolução são os HD´s, placa de rede, placas de vídeo,  e componente de conexão USB.

O HD – disco rígido – é a parte do computador onde são armazenados os dados. O HD é o principal meio de armazenamento de dados de um computador. O disco rígido é uma memória não-volátil, ou seja, as informações não são perdidas quando o computador é desligado. Atualmente, existem diversos tipos de discos rígidos diferentes: Serial ATA, SSD, IDE/ATA.

A capacidade de armazenamento de um disco rígido varia muito. Antigamente, eram fabricados HD´s de 20 GB, hoje em dia já existem HD com capacidade de armazenamento na casa dos terabytes.

Uma novidade em termos de HD´s é o desenvolvimento de um HD externo, ou seja, não é colocado dentro do computador, só é necessário utilizar um cabo USB para conectar ao computador. Com isso, é possível para onde for levar o HD externo.  

 

Figura 3 – Visão interna de um HD
Fonte: <http://www.pccomp.com.br/loja/images/hd%20seagate.gif>. Acesso em: 2 mar. 2010.

 

Figura 4 – HD externo
Fonte: <http://www.bondfaro.com.br/hd.html>. Acesso em: 2 mar. 2010.

 

A placa de rede serve de interface entre o cabo de rede e o computador, ou seja, é responsável pela comunicação entre uma rede (por exemplo, a internet) e os computadores. A função de uma placa de rede é controlar o envio e o recebimento de informações através da rede.

Para que possamos acessar a internet, é necessário que nosso computador tenha uma placa de rede.

Atualmente, foram desenvolvidas as placas de redes sem fio que possibilitam acessar uma rede de computadores sem ter que conectar nenhum cabo. Elas apresentam as mesmas funções que as placas de redes convencionais.

Figura 5 – Placa de rede
Fonte: <http://preco2.buscape.com.br/placa-de-rede.html>. Acesso em: 2 mar. 2010.

Figura 6 – Placa de rede sem fio
Fonte: <http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-127737937-pci-wireless-wimacmax-atheros-hipower-pc-e-mikrotik-200mw-nf-_JM>. Acesso em: 13 jan 2009.

 

A placa de vídeo é responsável por disponibilizar as imagens na tela do computador. Em alguns computadores, as placas de vídeo já vêm instaladas na placa-mãe, mas para melhorar ainda mais a qualidade da imagem, alguns usuários optam por utilizar uma placa de vídeo adicional.

As placas de vídeo, atualmente, de melhor desempenho são desenvolvidas pela empresa NVIDEA, em especial pela série GeForce. Elas proporcionam uma melhor qualidade da imagem, bem como possibilita que o computador seja capaz de fornecer imagens em 3 dimensões (3D).

Figura 7 – Placa de vídeo GeForce
Fonte: <http://compare.buscape.com.br/xfx-geforce-9500-gt-1024-mbytes-ddr2-pci-express.html?pos=1>. Acesso em: 13 jan. 2009.

 

Há algum tempo, para que fosse possível conectar dispositivos ao computador, era necessário ter que abrir o computador para conectar o dispositivo diretamente na placa-mãe, mas com o surgimento do barramento USB, esse conceito mudou, facilitando a vida dos usuários de computadores.

O USB é um tipo de conexão através da qual os periféricos podem ser conectados ao computador sem a necessidade do computador ser desligado. Com isso, tornou-se bastante fácil e rápido a utilização de dispositivos que possuem o padrão USB de conexão com o computador. Os principais dispositivos atualmente que utilizam USB são: Hd´s externos, mouses, teclados, câmeras digitais, pen drives, impressoras, scanners, entre outros.

A seguir, podemos observar alguns tipos de cabos USB que existem atualmente.

Figura 8 – Web cam com cabo USB
Fonte: <http://pcdrivers.com.br/photos/L/o/g/Logitech--Quick-Cam-USB-Logitech-1-pic.jpg>. Acesso em: 21 jan. 2009.

 

Figura 9 – Pen drive conectado à porta USB do computador
Fonte: <http://www.opresente.com.br/files/1256948036pen_drive01.jpg>. Acesso em: 1 mar. 2010.

 

Para que os componentes do computador possam funcionar de forma adequada, é necessário que exista eletricidade. O dispositivo responsável por distribuir essa energia elétrica aos componentes do computador é a fonte de alimentação. Outra função é a participação no processo de refrigeração do computador.

Existem dois tipos de fontes de alimentação, a AT e a ATX. O tipo AT, que não é mais utilizado atualmente, foi bastante utilizado por volta dos anos 1980 e 1990. O novo tipo desenvolvido foi o ATX, que é um aperfeiçoamento do tipo AT, solucionando os problemas encontrados no AT. O ATX apresenta um maior espaço interno, proporcionando uma ventilação adequada para todos os elementos, bem como trouxe um recurso que permite o desligamento do computador por software.

Nas figuras a seguir, podemos visualizar esses tipos de fontes de alimentação.

Figura 10 – Fonte de alimentação AT
Fonte: <http://www.jsdiversoes.com/loja/index.php?act=viewProd&productId=16>. Acesso em: 21 jan. 2009.

 

Figura 11 – Fonte de alimentação ATX
Fonte: <http://www.di.ufpb.br/raimundo/PCaFundo/placa_mae/placamae.htm>. Acesso em: 21 jan. 2009.

 

Com esta aula, chegamos ao final de nosso curso sobre arquitetura de computadores. Para finalizar este curso, verifique se você consegue lembrar quais as funcionalidades de cada um dos componentes de sistemas computacionais. Preste especial atenção em como esses componentes se relacionam e como esse relacionamento proporciona a execução de algoritmos nos processadores. Além disso, relacione a execução de algoritmos com o armazenamento de dados em discos rígidos, nas memórias e em placas de vídeo.

           

 

           

É muito importante perceber que computadores são compostos como sistemas e isso indica que são compostos por diversos componentes e que esses possuem algum tipo de relacionamento, o que garante o seu funcionamento. Neste momento, você deve ser capaz de compreender qual a importância de cada componente e como esses contribuem para a execução de algoritmos com os quais estamos acostumados a lidar na realização de nossas tarefas, como processadores de texto, jogos, navegação na internet, planilhas de cálculos etc.

 
Resumo
Nesta aula, você estudou as principais características de uma placa-mãe, bem como as diferenças entre os dois principais tipos de placas-mãe. Você estudou também os principais componentes de um computador, onde estão localizados e onde devem ser conectados à placa-mãe.
 
Autoavaliação
Nesta aula, é interessante que você consiga ter uma visão geral da importância que representa uma placa-mãe para a comunicação entre todos os elementos presentes em um computador de forma que possam trabalhar em conjunto. Com base nisto:
1. Quais as principais funções de uma placa-mãe? Por que elas foram desenvolvidas?
2. Quais as diferenças entre os tipos AT e ATX?
3. O que são fontes de alimentação? Para que servem?
4. O que é uma conexão USB? Qual a sua novidade?
Referencias

MORIMOTO, Carlos E. Placas-mãe: uma introdução. Guia do Hardware.net, 27 ago. 2007. Disponível em: <http://www.guiadohardware.net/dicas/placa-mae.html>. Acesso em: 2 mar. 2010.

NÓBREGA FILHO, Raimundo G. A placa-mãe. Disponível em: <http://www.di.ufpb.br/raimundo/PCaFundo/placa_mae/placamae.htm>. Acesso em: 2 mar. 2010.

WILSON, Tracy V. Como funcionam as placas-mãe. Disponível em: <http://informatica.hsw.uol.com.br/placas-mae.htm>. Acesso em: 2 mar. 2010.

 
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