Curso EFA Tecnológico
- Técnico de Informática e Sistemas -
- Arquitetura Interna do Computador João Leitão
INSTITUTO DO EMPREGO E FORMAÇÃO PROFISSIONAL – I.E.F.P
CENTRO DE FORMAÇÃO PROFISSIONAL DE ÉVORA
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1-Hardware: Introdução
• Um computador é composto por diferentes
subcomponentes que todos juntos
permitem ao sistema efectuar cálculos e
executar tarefas variadas.
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1-Hardware: Introdução
• A modularidade é a característica que
melhor define o hardware do computador
pessoal.
• Pode evoluir em:
– Velocidade de Processamento
– Capacidade de Armazenamento
– Etc.
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1-Hardware: Introdução
• Sistema Binário: Forma como os
componentes comunicam entre si
• A linguagem que os computadores usam é
a linguagem máquina e esta baseia-se na
utilização do Sistema Binário.
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1-Hardware: Introdução
• O sistema binário usa somente dois
símbolos, ou estados, o 0 (desligado) e o
1(ligado).
• Em qual dos estados é que passa
corrente?
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1-Hardware: Introdução
• O sistema de contagem usado pelo
Homem é o Sistema Decimal, ou de base
10.
• Neste caso temos 10 símbolos ou dígitos
(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) com os quais
conseguimos representar qualquer
número.
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1-Hardware: Introdução
• Em qualquer dos sistemas, os dígitos
quanto mais à esquerda estiverem
representam maiores ordens de grandeza,
ou seja, têm maior peso.
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1-Hardware: Introdução
• Por exemplo, na base 10, o número 2281:
2281  2 1000  2 100  8 10  1
ou
2281 2 103  2 102  8 101  1
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1-Hardware: Introdução
• O computador só dispõe de dois dígitos, 0
e 1 (dígito binário - binary digit ou bit) ,
para representar números ou códigos (um
número representa um caractere - ASCII).
• Como fazer então?
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1-Hardware: Introdução
• Lembrando exemplo anterior:
2281 2 10  2 10  8 10  1
3
2
1
que número na base 10 será o seguinte na base 2
01101?
Base 2
Base 10
A resposta será:
011012  0  24 1 23 1 22  0  21 1  1310
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1-Hardware: Introdução
Então como representaremos 2281 na base 2?
2281:2=1140 resto 1
1140:2=570 resto 0
570:2=285 resto 0
285:2=142 resto 1
142:2=71 resto10
0
2
71:2=35 resto 1
35:2=17 resto 1
17:2=8 resto 1
8:2=4 resto 0
4:2=2 resto 0
- Técnico0
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2:2=1EFAresto
2281  1000111010
01
100011101001
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1-Hardware: Introdução
• Ao conjunto de 8 bits chama-se byte. Esta
é a unidade mais pequena de medida da
informação armazenada (ficheiros) em
computador.
• Assim, um byte pode representar quantos
números inteiros???
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1-Hardware: Introdução
• Um byte pode representar números até
255 (256 números inteiros):
111111112  1 27 1 26 1 25 1 24 1 23 1 22 1 21 1  25510
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1-Hardware: Introdução
• Um computador é constituído pelos
seguintes componentes típicos:
Monitor
Unidade principal
Rato
Teclado
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação
• Responsável pela alimentação de energia
dos componentes
• Necessário efectuar teste quando existe
suspeita de mau funcionamento (ATX)
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Necessário (1/2):
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Necessário (2/2):
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Ligar fio condutor / clip entre o pino verde (PS_ON) e
qualquer um fio terra preto (GND)
A Fonte de Alimentação
só estará conectada à
corrente eléctrica
quando
mencionado!
Pino 13
Pino 14
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• O resultado deverá ser algo do tipo:
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Programar o multímetro para medir tensão contínua
(identificada no multímetro pelo símbolo V—) numa
escala de 20v.
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Para medir a tensão de cada uma das saídas, basta:
• Conectar o pólo negativo (preto) do multímetro a um dos
fios pretos e conectar o pólo positivo (vermelho) a fios de
cada uma das três cores, sempre com muito cuidado.
• Variações de 5% são perfeitamente normais
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Para medir a tensão de cada uma das saídas, basta:
• Ligar Fonte de Alimentação
• Conectar o pólo negativo (preto) do multímetro a um dos
fios pretos e conecta o pólo positivo (vermelho) a fios de
cada uma das três cores, sempre com muito cuidado.
• Variações de 5% são perfeitamente normais
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Exemplo: Verificação do Pino 1 (LARANJA)
Valor de tabela:
+3,3VDC
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Computadores - Hardware
• Fonte de alimentação – Teste ATX
• Verificar para as restantes cores
Tensão
Nominal
Fio
Tensão mínima
Tensão máxima
+5 V
Vermelho
4,75 V
5,25 V
-5 V
Branco
-4,75 V
-5,25 V
+12 V
Amarelo
11,4 V
12,6 V
-12 V
Azul
-11,4 V
-12,6 V
+3,3 V
Laranja
3,135 V
3,465 V
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Computadores - Hardware
• Placa Mãe - Motherboard
• Espinha dorsal do computador
• Responsável pela ligação e interacção de
todos os componentes
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Computadores - Hardware
• Unidade de processamento ou CPU
(central processing unit)
• Memórias (RAM ou random access
memory; ROM-BIOS ou read only
memory-basic input output system; ...)
• I/O BUS
• Slots de expansão
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Computadores - Hardware
• CPU
• A Unidade de processamento ou CPU
(central processing unit) é o cérebro do
computador. É um micro-processador
(chip) que executa as instruções dos
programas.
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Computadores - Hardware
• CPU responsável por:
• Transferir dados entre si e a memória
• Processar dados armazenados
internamente ou na memória
• Transferir dados entre si e os devices de
input/output
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Computadores - Hardware
• CPU constituída por:
• Unidade de comando
• Unidade aritmética e lógica (ALU)
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Computadores - Hardware
• CPU – Unidade de Comando:
• A Unidade de comando, cuja função é
receber instruções e convertê-las em
sinais que sejam entendidos pelos outros
componentes do PC, é constituída por:
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Computadores - Hardware
• CPU – Unidade de Comando:
• Registo contador de instruções (endereço da
próxima instrução a executar)
• Registo de instruções (instrução em execução)
• Registo sequenciador (descodifica a instrução e
envia as ordens)
• Registos de armazenamento (armazenamento
temporário de dados a processar)
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Computadores - Hardware
• CPU – ALU:
• A Unidade aritmética e lógica é o componente
responsável pelas operações aritmétricas e
decisões lógicas.
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Computadores - Hardware
• CPU :
A eficiência de um PC depende do processador
que por sua vez depende:
• Nº de bits que processa de cada vez (ex: 8, 16,
32, 64)
• Frequência de relógio em MHz ou nº de milhões
de impulsos eléctricos por segundo (ex: 350
MHz, 2.0 GHz)
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Computadores - Hardware
• SOCKETS:
-Socket 0
-Nº de Pinos: 168
-Processadores compatíveis: 486 DX
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Computadores - Hardware
• SOCKETS :
-Socket 1
-Nº de Pinos: 169
-Processadores compatíveis:
• 486 DX2
• 486 SX
• 486 SX2
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35
Computadores - Hardware
• SOCKETS:
-Socket 2
-Nº de Pinos: 238
-Processadores compatíveis:
• 486 DX2
• 486 SX
• 486 SX2
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36
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 3
-Nº de Pinos: 237
-Processadores compatíveis:
• 5x86
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37
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 4
-Nº de Pinos: 273
-Processadores compatíveis:
• Pentium-60 e Pentium-66
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38
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 5
-Nº de Pinos: 320
-Processadores compatíveis:
• Pentium-75 até Pentium-133
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39
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 6
-Nº de Pinos: 235
-Não utilizado
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40
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 7
-Nº de Pinos: 321
-Pentium-75 até Pentium-200
-Pentium MMX
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41
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 8
-Nº de Pinos: 387
-Processadores compatíveis:
• Pentium Pro
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42
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 370
-Nº de Pinos: 370
-Processadores compatíveis:
• Celeron
• Pentium III
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43
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 423
-Nº de Pinos: 423
-Processadores compatíveis:
• Pentium IV
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44
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 478/479
-Nº de Pinos: 478/479
-Processadores compatíveis:
• Pentium IV, Celeron D, Core Duo
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45
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 775
-Nº de Pinos: 775
-Processadores compatíveis:
• Core 2 Duo
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46
Computadores - Hardware
• Sockets:
-Socket 603
-Nº de Pinos: 603
-Processadores compatíveis:
• Xeon
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47
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket 754
-Nº de Pinos: 754
-Processadores compatíveis:
• Athlon 64
• Sempron
• Turion 64
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48
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket 939
-Nº de Pinos: 939
-Processadores compatíveis:
• Opteron
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49
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket AM2
-Nº de Pinos: 940
-Processadores compatíveis:
• Sempron
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50
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket AM3
-Nº de Pinos: 941
-Processadores compatíveis:
• Phenom II X3, X4
O Mais Recente!
AMD
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51
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket 775
-Nº de Pinos: 775
-Processadores compatíveis:
• Core 2 Quad
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52
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket 1366
-Nº de Pinos: 1366
-Processadores compatíveis:
• Core i5, Core i7, Xeon
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53
Computadores - Hardware
• Sockets:
(…)
-Socket 1156
-Nº de Pinos: 1156
-Processadores compatíveis:
• Core i5, Core i7, Xeon
O Mais Recente!
INTEL
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Computadores - Hardware
• CPU :
Que tipos de Barramento existem?
Porque é importante o Barramento do CPU?
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Computadores - Hardware
• BUS:
O Bus é a ligação física entre o processador e os
devices de input/output incluindo a memória.
O Bus divide-se em 3 secções principais.
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Computadores - Hardware
• BUS:
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Computadores - Hardware
• BUS:
• Address bus - este endereço é usado pelo
processador para seleccionar uma localização
de memória específica (unidireccional)
• Data bus - é usado para transferência de dados
entre o processador e a memória ou devices
(bidireccional)
• Control bus - providencia sinais para controlo
das operações de transferência de dados
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Computadores - Hardware
• BUS:
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Computadores - Hardware
• BUS - CPU:
Nº de Bits que processa de cada vez!
Conceito de Processador - Cache
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Computadores - Hardware
• Memórias:
• A memória de um computador é um espaço que
contém dados ou instruções para o processador
executar.
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Computadores - Hardware
• Memórias:
Características:
• Endereço de localização
• Tempo de acesso
• Volatilidade
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Computadores - Hardware
• Memórias - Endereço:
• A memória consiste num número sequencial de
localizações, cada uma delas de determinada
largura ou nº de bits:
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63
Computadores - Hardware
• Memórias - Endereço:
• Quanto maior for a largura de um endereço de
memória, maior a velocidade do computador.
• O endereço é normalmente referenciado em
notação hexadecimal (base 16).
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64
Computadores - Hardware
• Memórias - Endereço:
• A soma de todos os endereços de memória é o
que se costuma chamar de capacidade de
memória. Costuma ser apresentada em
Megabytes (1024x1024 bytes) ou Gigabytes
(1024 Megabytes) ou em bits address bus:
• 32 bits=2^32=4 Gb (4x1024x1024x1024)
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65
Computadores - Hardware
• Memórias – Tempo de Acesso:
• O Tempo de acesso é o tempo que o
processador demora a ler ou escrever numa
memória específica do chip.
• O factor limitativo é o tipo de tecnologia usada
para implementar as células de memórias no
chip.
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66
Computadores - Hardware
• Memórias – Volatilidade:
• Esta característica refere-se quando conteúdo
da memória é ou não perdido, i.e., quando o
computador é desligado da alimentação.
• A memória é dita de volátil caso o seu conteúdo
se perca, e não-volátil no caso contrário.
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67
Computadores - Hardware
• Memórias – 3 Principais Tipos:
• ROM (read only memory)
• RAM (random access memory)
• Cache
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68
Computadores - Hardware
• Memórias – ROM:
• A memória ROM contém programas que não
podem ser alterados ou apagados (ex: rotinas
de inicialização do PC quando este é ligado,
rom-bios).
• A ROM é não-volátil.
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69
Computadores - Hardware
• Memórias – RAM:
• A RAM é memória operacional do PC. É uma
memória de leitura e escrita, podendo portanto
ser modificada.
• É uma memória volátil.
• Antes do processamento de dados é necessário
carregar primeiro para a memória RAM.
• SIMM, DIMM, DDR, DDR2, DDR3, DDR4, …
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Computadores - Hardware
• Memórias – CACHE:
• A memória Cache é uma memória de alta
velocidade que faz de interface entre o
processador e a RAM ou entre esta e o disco.
• Esta memória tornou-se necessária a partir do
momento em que os processadores ficaram
mais rápidos do que a própria RAM.
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71
Computadores - Hardware
• Memórias – CACHE:
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72
Computadores - Hardware
• Armazenamento:
• Os sistemas de armazenamento são devices
que permitem o arquivo permanente de dados,
programas e sistemas operativos.
Fita Magnética -> Disco Magnético -> Disco Óptico
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73
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido:
• Os discos baseiam-se nas propriedades
magnéticas. São feitos de alumínio ou cerâmica
e cobertos com uma camada fina de partículas
magnéticas.
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74
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido:
• Os dados num disco são organizados numa
série de aneis concêntricos. Cada anel ou pista
(track) é subdividido num determinado nº de
sectores, assegurando cada sector um número
específico de bytes.
• A capacidade de um disco é calculada por:
nº de pistas x nº de sectores x bytes por sector x nº de
cabeças de escrita/leitura
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Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido:
• Um disco pode ser dividido numa ou mais áreas
(partições).
• Cada partição pode ser usada para colocar um
sistema operativo diferente.
• O computador no arranque carrega sempre a
partição activa.
• Software pode mudar a escolha!
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Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido:
• Um disco pode ser dividido numa ou mais áreas
(partições).
• Cada partição pode ser usada para colocar um
sistema operativo diferente.
• O computador no arranque carrega sempre a
partição activa.
• Software pode mudar a escolha!
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77
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• IDE (integrated disk electronics)
• SATA (Serial Advanced Technology Attachment)
• (…)
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78
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• Sata vs IDE
• Diferenças?
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79
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• IDE: Transferência de Dados de forma paralela
(“vários bits de uma só vez”)
• SATA: Transferência de dados em série (bits
“um atrás do outro”)
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80
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• Logo:
IDE É MELHOR?
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81
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• Transmissão em paralelo causa: ruído.
• Ruído = perda de dados por interferência
• SATA quase não apresenta ruído.
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Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• SATA – tecnologia hot-swap
• Troca de disco rigido sem desligar o computador
• Muito útil em servidores
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83
Computadores - Hardware
• Armazenamento – Disco Rígido - Tipos:
• IDE: 133MByte por segundo
• SATA I: 150MBytes por segundo
• SATA II: 300MBytes por segundo
• SATA III: 768MBytes por segundo (2009)
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Computadores - Hardware
• PORTAS:
•
•
•
•
•
•
•
Serial: Impressoras em série, ratos (antigos)
Paralela: Impressoras paralelas
PS/2: Teclado e Rato
PCMCIA: Ligação Modem para portáteis
VGA: Ligação ao Monitor
SVIDEO: Ligação por Separate Video (TV, etc)
DVI: Ligação a Monitores, LCD’s (Melhor que VGA)
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85
Computadores - Hardware
• PORTAS:
• HDMI: DVI + Audio Digital
• USB: “Ligar e Usar”
• Infrared: Transferência por Infravermelhos
• (…)
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86
Computadores - Hardware
Montagem de Computador
“Step-by-Step”
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