Hardware - rede de computadores

INFORMÁTICA INSTRUMENTAL – APOSTILA 05
Prof. Fernando Santana
Hardware
O Hardware, Material ou Ferramentas é a parte física do computador, ou seja, é o
conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas, que se comunicam através
de barramentos. Em contraposição ao hardware, o software é a parte lógica, ou seja, o
conjunto de instruções e dados que é processado pelos circuitos eletrônicos do hardware. Toda
interação dos usuários de computadores modernos é realizada através do software, que é a
camada, colocada sobre o hardware, que transforma o computador em algo útil para o ser
humano.
O termo "hardware" não se refere apenas aos computadores pessoais, mas também aos
equipamentos embarcados em produtos que necessitam de processamento computacional,
como o dispositivos encontrados em equipamentos hospitalares, automóveis, aparelhos
celulares, dentre outros.
Na ciência da computação a disciplina que trata das soluções de projeto de hardware é
conhecida como arquitetura de computadores.
Arquitetura de Computadores
A arquitetura de computadores é a teoria por detrás do desenho de um computador. Da
mesma maneira que um arquiteto de edifícios define os princípios e os objetivos de um projeto
de edificação como base dos projetos do projetista, assim também um arquiteto de
computadores o faz, definindo a base das especificações do desenho do sistema. A Arquitetura
de computadores pode também ser definida como a estrutura e a organização dos hardwares e
se refere ao funcionamento interno do computador, como está organizada e arranjada a parte
não vista pelo usuário de computador.
Arquitetura aberta
A arquitetura aberta, (atualmente mais utilizada, criada inicialmente pela IBM) é a mais
aceita atualmente, e consiste em permitir que outras empresas fabriquem computadores com a
mesma arquitetura permitindo que o usuário tenha uma gama maior de opções e possa montar
seu próprio computador de acordo com suas necessidades e com custos que se enquadrem
com cada usuário.
Arquitetura fechada
A Arquitetura fechada, consiste em não permitir, ou ter controlo sobre as empresas que
fabricam computadores dessa arquitetura, isso faz com que os conflitos de hardware diminuam
muito fazendo com que o computador funcione mais rápido e aumentando a qualidade do
computador. No entanto, nesse tipo de arquitetura o utilizador está restringido a escolher de
entre os produtos da empresa e não pode montar o seu próprio computador.
Neste momento a Apple não pertence exatamente a uma arquitetura fechada, mas a
ambas as arquiteturas, sendo a única empresa que produz computadores que podem correr o
seu sistema operativo de forma legal, mas também fazendo parte do mercado de compatíveis
IBM.
Principais Componentes
1. Processador
2. Memória RAM
3..Periféricos (impressora, scaner, webcam etc.)
4. Disco rígido (memória de massa não volátil)
Processadores
O processador é a parte mais fundamental para o funcionamento de um computador.
Processadores são circuitos digitais que realizam operações como: cópia de dados, acesso a
memórias e operações lógicas e matemáticas.
Os processadores comuns trabalham apenas com lógica digital binária. Existem
processadores simples, que realizam um número pequeno de tarefas, que podem ser utilizados
em aplicações mais específicas, e também existem processadores mais sofisticados, que
podem ser utilizados para os mais diferentes objetivos, desde que programados
apropriadamente.
Processadores geralmente possuem uma pequena memória interna, portas de entrada e
de saída, e são geralmente ligados a outros circuitos digitais como memórias, multiplexadores
e circuitos lógicos. Muitas vezes também um processador possui uma porta de entrada de
instruções, que determinam a tarefa a ser realizada por ele. Estas seqüências de instruções
geralmente estão armazenadas em memórias, e formam o programa a ser executado pelo
processador.
Em geral, fala-se que um processador é melhor do que outro na medida em que ele
pode realizar uma mesma tarefa em menos tempo, ou com mais eficiência. Processadores
podem ser projetados para tarefas extremamente específicas, realizando-as com eficiência
insuperável. Este é o caso nos processadores que controlam eletrodomésticos e dispositivos
simples como portões eletrônicos e algumas partes de automóveis. Outros visam uma maior
genericidade, como nos processadores em computadores pessoais.São componentes
eletrônicos complexos, construídos a partir de “sanduiches” de sílicio.��Seu funcionamento é
complexo. Ele é responsável pela interpretação de cargas,estas movem um cristal “clock”que
determina a velocidade de processamento,e a sincronia de armazenagem dessas instruções.
Quanto maior essa freqüência, mais rápido será o micro em conversões binárias, cálculos e
gerenciamento de instruções,
Os processadores formam a classe mais elevada de circuitos digitais, precedidos pelas
máquinas de estado e unidades de lógica e aritmética.
Exemplos de processadores
Microprocessadores — São utilizados nos computadores pessoais, onde são chamadas de
Unidade Central de Processamento (CPU), workstations e mainframes. Podem ser
programados para executar as mais variadas tarefas.
Processadores Digitais de Sinal (DSP) — são processadores mais simples, presentes em
aparelhos de CD, DVD e televisores digitais. Em geral, realizam sempre uma mesma tarefas
simples.
Microcontroladores — Processadores relativamente flexíveis, de relativo baixo custo, que
podem ser utilizados em projetos de pequeno tamanho. Podem trazer facilidades como
conversores A/D embutidos, ou um conjunto de instruções próprias para comunicação digital
através de algum protocolo específico.
GPU — ou Unidade de Processamento Gráfico), é um microprocessador especializado em
processar gráficos. São utilizadas em placas de vídeo para fazer computação gráfica.
DSP — do inglês Digital Signal Processor, são microprocessadores especializados em
processamento digital de sinal usados para processar sinais de áudio, vídeo, etc, quer em
tempo real quer em off-line.