Hardware - Tecnologias e Soluções

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ÍNDICE 1. O COMPUTADOR ............................................................................................... 1 1.1. As primeiras máquinas de computação ........................................................................................... 1 1.2. Cinco gerações de computadores ..................................................................................................... 4 1.2.1. Primeira geração (1945‐1955) .................................................................................................. 4 1.2.2. Segunda geração (1956‐1963) .................................................................................................. 6 1.2.3. Terceira geração (1964‐1970) ................................................................................................... 7 1.2.4. Quarta geração (1971‐anos 1990) ............................................................................................ 9 1.2.5. Quinta geração (anos 90‐presente ou futuro?) .................................................................... 14 2. DO TRANSÍSTOR AO DIGITAL............................................................................. 17 2.1. Como funciona o transístor ............................................................................................................. 17 2.1.1. Fluxo de informação ............................................................................................................... 17 2.1.2. Anatomia do transístor .......................................................................................................... 18 2.1.2.1. Tipos de transístores ................................................................................................. 19 2.2. Bits e bytes ......................................................................................................................................... 23 2.2.1. O bit .......................................................................................................................................... 23 2.2.2. O byte ....................................................................................................................................... 23 2.2.2.1. Múltiplos do byte ...................................................................................................... 24 2.3. Sistemas numéricos .......................................................................................................................... 25 2.3.1. Sistema numérico decimal ..................................................................................................... 25 2.3.2. Sistema numérico binário ...................................................................................................... 25 2.3.3. Sistema numérico hexadecimal ............................................................................................ 27 2.3.4. Código binário de Grey refletido ......................................................................................... 29 2.4. Matemática binária ........................................................................................................................... 32 2.5. Álgebra de Boole ............................................................................................................................... 33 2.5.1. Axiomas e teoremas ............................................................................................................... 33 2.5.1.1. Teorema de De Morgan ............................................................................................ 35 2.5.2. Gates básicas ............................................................................................................................ 39 2.5.3. Mapas de Karnaugh ............................................................................................................... 42 2.5.3.1. Minitermos e maxitermos ........................................................................................ 42 2.5.3.2. Representação de funções lógicas através de mapas de Karnaugh .................... 44 2.5.3.3. Mapas de Karnaugh para duas, três e quatro variáveis ....................................... 46 2.5.3.4. Simplificação de funções lógicas com mapas de Karnaugh ................................ 48 2.5.4. Adders ....................................................................................................................................... 52 2.5.5. Flip‐flops ................................................................................................................................... 55 3. MICROPROCESSADOR....................................................................................... 61 3.1. Cronologia ......................................................................................................................................... 61 3.2. No interior do microprocessador .................................................................................................... 67 3.3. Como funciona o processador ......................................................................................................... 70 3.4. Especificações e características dos processadores ....................................................................... 75 © FCA

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

3.4.1. Barramentos ............................................................................................................................ 75 3.4.1.1. Barramento de endereços ......................................................................................... 76 3.4.1.2. Barramento de dados ................................................................................................ 77 3.4.1.3. Barramento de controlo ............................................................................................ 79 3.4.2. Registos internos ..................................................................................................................... 79 3.4.3. Unidade de interface de barramentos .................................................................................. 80 3.4.4. Unidade de controlo ............................................................................................................... 80 3.4.5. Coprocessador matemático ................................................................................................... 81 3.4.6. Unidade aritmética e lógica ................................................................................................... 81 3.4.7. Velocidade do processador ................................................................................................... 82 3.4.7.1. Overclocking ................................................................................................................ 84 3.4.8. Cache interna ............................................................................................................................ 85 3.4.9. Arquitetura superescalar ....................................................................................................... 86 3.4.10. Processadores RISC, CISC e EPIC ...................................................................................... 88 3.4.11. Passos da execução nativa ................................................................................................... 90 3.4.12. Speculative execution e branch prediction .............................................................................. 91 3.4.13. Tecnologia MMX .................................................................................................................. 92 3.5. Processadores Intel ........................................................................................................................... 94 3.5.1. 8086 e 8088 ............................................................................................................................... 94 3.5.2. 80286 ......................................................................................................................................... 94 3.5.3. 80386 ......................................................................................................................................... 95 3.5.3.1. i386DX......................................................................................................................... 96 3.5.3.2. i386SX ......................................................................................................................... 96 3.5.3.3. i386SL .......................................................................................................................... 96 3.5.4. 80486 ......................................................................................................................................... 96 3.5.4.1. Cache interna (L1) do i486 ......................................................................................... 98 3.5.4.2. i486DX......................................................................................................................... 98 3.5.4.3. i486SX ......................................................................................................................... 99 3.5.4.4. i486DX2 e i486DX4 .................................................................................................... 99 3.5.5. Pentium .................................................................................................................................. 100 3.5.5.1. Pentium MMX ......................................................................................................... 102 3.5.5.2. Pentium Pro ............................................................................................................. 103 3.5.5.3. Pentium II ................................................................................................................. 105 3.5.5.4. Celeron...................................................................................................................... 109 3.5.5.5. Pentium II Xeon ....................................................................................................... 112 3.5.5.6. Pentium III ............................................................................................................... 114 3.5.5.7. Pentium III Xeon ..................................................................................................... 117 3.5.5.8. Pentium 4 ................................................................................................................. 118 3.5.5.9. Pentium 4 HT ........................................................................................................... 120 3.5.5.10. Pentium D .............................................................................................................. 120 3.5.5.11. Pentium Extreme Edition ..................................................................................... 121 3.5.5.12. Pentium M .............................................................................................................. 121 3.5.5.13. Pentium Centrino Duo ......................................................................................... 122 3.5.5.14. Intel Core 2 Duo .................................................................................................... 122 3.5.5.15. Intel Core 2 Extreme ............................................................................................. 123 3.5.5.16. Itanium ................................................................................................................... 123 © FCA

ÍNDICE

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3.5.5.17. Intel Quad‐Core ............................................................................................................... 130 3.5.5.18. Intel Atom ......................................................................................................................... 131 3.5.5.19. Intel Core .......................................................................................................................... 132 3.6. Processadores compatíveis Intel ................................................................................................... 137 3.6.1. Processadores AMD ............................................................................................................. 137 3.6.1.1. K5 .............................................................................................................................. 137 3.6.1.2. K6 .............................................................................................................................. 138 3.6.1.3. K6‐2 ........................................................................................................................... 139 3.6.1.4. K6‐III ......................................................................................................................... 140 3.6.1.5. Athlon ....................................................................................................................... 140 3.6.1.6. Athlon 64 FX ............................................................................................................ 143 3.6.1.7. Athlon 64 X2 ............................................................................................................ 143 3.6.1.8. Athlon II ................................................................................................................... 143 3.6.1.9. Duron ........................................................................................................................ 144 3.6.1.10. Phenom II X6 .......................................................................................................... 144 3.6.1.11. Sempron ................................................................................................................. 144 3.6.1.12. Opteron ................................................................................................................... 145 3.6.1.13. Ryzen ...................................................................................................................... 146 3.6.2. Processadores Cyrix ............................................................................................................. 147 4. BARRAMENTOS E PORTAS ............................................................................... 149 4.1. O que é um barramento ................................................................................................................. 149 4.1.1. Barramento ISA .................................................................................................................... 151 4.1.2. Barramento MicroChannel Architecture (MCA) .................................................................. 152 4.1.3. Barramento Extended Industry Standard Architecture (EISA) ............................................ 153 4.1.4. Barramento VLB ................................................................................................................... 153 4.1.5. Barramento PCI .................................................................................................................... 154 4.1.5.1. Plug and Play (PnP) .................................................................................................. 155 4.1.5.2. Bus mastering ............................................................................................................ 156 4.1.6. Barramento PCI Extended (PCI‐X) ..................................................................................... 157 4.1.7. Barramento PCI Express ...................................................................................................... 158 4.1.7.1. Camada física ........................................................................................................... 159 4.1.7.2. Camada de dados .................................................................................................... 160 4.1.7.3. Camada de transações ............................................................................................ 160 4.1.7.4. Comparativo dos vários modelos PCI .................................................................. 161 4.1.8. Barramento Accelerated Graphics Port (AGP) ..................................................................... 162 4.1.9. Barramento PC Card (PCMCIA) e CardBus ..................................................................... 165 4.1.10. Barramento Universal Serial Bus (USB) ............................................................................. 166 4.1.10.1. USB 3.0 ................................................................................................................... 169 4.1.10.2. USB 3.1 ................................................................................................................... 170 4.1.11. FireWire (High Performance Serial Bus) ............................................................................. 171 4.1.12. Small Computer System Interface (SCSI) ............................................................................. 173 4.1.13. Integrated Drive Electronics (IDE) ....................................................................................... 176 4.1.14. Serial ATA (SATA) ............................................................................................................. 179 4.2. Portas ................................................................................................................................................ 181 4.2.1. Porta série .............................................................................................................................. 181 © FCA

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES 4.2.2. Porta paralela ........................................................................................................................ 185

5. MEMÓRIAS.................................................................................................. 189 5.1. Memória de sistema ........................................................................................................................ 189 5.1.1. Acesso à memória e tempos de acesso ............................................................................... 190 5.2. Vários tipos de memória ................................................................................................................ 193 5.2.1. Random Access Memory (RAM) ............................................................................................ 193 5.2.1.1. Dynamic RAM (DRAM) .......................................................................................... 193 5.2.1.2. Fast Page Mode RAM (FPM RAM) ......................................................................... 193 5.2.1.3. Extended Data Out RAM (EDO RAM) ................................................................... 194 5.2.1.4. Burst Extended Data Out RAM (BEDO RAM) ...................................................... 195 5.2.1.5. Synchronous Dynamic RAM (SDRAM) .................................................................. 195 5.2.1.6. Rambus RAM (RDRAM) ......................................................................................... 195 5.2.1.7. Double Data Rate (DDR) .......................................................................................... 196 5.2.1.8. DDR2 ......................................................................................................................... 197 5.2.1.9. DDR3 ......................................................................................................................... 198 5.2.1.10. DDR4 ....................................................................................................................... 198 5.2.1.11. Static Random Access Memory (SRAM) ................................................................ 198 5.2.1.12. Video RAM (VRAM) .............................................................................................. 199 5.2.1.13. Windows RAM (WRAM) ....................................................................................... 199 5.2.1.14. Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) ........................................... 199 5.2.2. Read Only Memory (ROM) .................................................................................................... 200 5.2.2.1. Programable ROM (PROM) ..................................................................................... 200 5.2.2.2. Erasable Programable ROM (EPROM) .................................................................... 200 5.2.2.3. Electrically Erasable PROM (EEPROM) .................................................................. 200 5.3. Sistemas da cache ............................................................................................................................. 201 5.3.1. Controlador da cache ............................................................................................................ 202 5.3.2. Cache hit .................................................................................................................................. 203 5.3.3. Cache miss ............................................................................................................................... 203 5.3.4. Hit rate .................................................................................................................................... 204 5.3.5. Técnicas de pesquisa ............................................................................................................ 204 5.3.5.1. Técnica look aside ...................................................................................................... 204 5.3.5.2. Técnica look through ................................................................................................. 204 6. ARMAZENAMENTO ......................................................................................... 207 6.1. Disco rígido ...................................................................................................................................... 207 6.1.1. Construção e operação de um disco rígido ....................................................................... 208 6.1.1.1. Pratos ........................................................................................................................ 209 6.1.1.2. Superfície magnética ............................................................................................... 210 6.1.1.3. Pistas e setores ......................................................................................................... 210 6.1.1.4. Cabeças de leitura/escrita ....................................................................................... 211 6.2. Compact Disc – Read Only Memory (CD‐ROM) ............................................................................. 212 6.2.1. Disco CD ................................................................................................................................ 212 6.2.2. Leitor de CD .......................................................................................................................... 214 6.3. CD‐Recordable (CD‐R) e CD‐Rewritable (CD‐RW) ................................................................... 215 6.3.1. Gravador de CD‐R ................................................................................................................ 215 © FCA

ÍNDICE

IX

6.3.2. Gravador de CD‐RW ............................................................................................................ 216 6.4. Digital Versatile Disc (DVD) ............................................................................................................ 217 6.4.1. Leitor de DVD ....................................................................................................................... 218 6.5. Pen drive ............................................................................................................................................ 220 6.6. Disco SSD ......................................................................................................................................... 220 7. MONTAGEM DE UM PC .................................................................................... 225 7.1. Como escolher a caixa do PC ........................................................................................................ 225 7.1.1. Fonte de alimentação ........................................................................................................... 227 7.1.2. Fluxo do ar ............................................................................................................................. 229 7.1.3. Fatores a considerar ............................................................................................................. 230 7.2. Como escolher a placa principal ................................................................................................... 230 7.3. Montagem do computador ............................................................................................................ 235 7.3.1. Preparar a placa principal ................................................................................................... 236 7.3.2. Instalação do processador ................................................................................................... 237 7.3.3. Instalação da RAM ............................................................................................................... 239 7.3.4. Colocação da placa na caixa ................................................................................................ 241 7.3.5. Ligação do disco rígido ........................................................................................................ 243 7.3.6. LED e switches ....................................................................................................................... 246 7.3.7. Refrigeração do processador ............................................................................................... 246 8. PORTÁTEIS ................................................................................................. 249 8.1. Ferramentas necessárias ................................................................................................................. 249 8.2. Desmontagem do portátil .............................................................................................................. 250 8.2.1. Remoção da tampa traseira ................................................................................................. 250 8.2.2. Remoção da tampa frontal superior ................................................................................... 253 8.2.3. Remoção do teclado ............................................................................................................. 255 8.2.4. Remoção da placa de rede wireless ..................................................................................... 256 8.2.5. Remoção do monitor ............................................................................................................ 257 8.2.6. Remoção da tampa superior ............................................................................................... 258 8.2.7. Remoção do processador ..................................................................................................... 259 8.3. Manutenção ..................................................................................................................................... 262 8.4. Upgrades ............................................................................................................................................ 264 8.4.1. Processador ........................................................................................................................... 264 8.4.2. Memória RAM ...................................................................................................................... 264 8.4.3. Disco rígido ........................................................................................................................... 265 8.4.4. Bateria .................................................................................................................................... 266 9. MINI PC RASPBERRY PI ................................................................................ 267 9.1. A história do Raspberry Pi ............................................................................................................. 267 9.2. Modelos ............................................................................................................................................ 268 9.2.1. Raspberry Pi 1B ..................................................................................................................... 268 9.2.2. Raspberry Pi 1A .................................................................................................................... 269 9.2.3. Raspberry Pi 1A+ .................................................................................................................. 270 9.2.4. Raspberry Pi 1B+ ................................................................................................................... 271 9.2.5. Raspberry Pi 2B ..................................................................................................................... 272 © FCA

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

9.2.6. Raspberry Pi Zero ................................................................................................................. 272 9.2.7. Raspberry Pi 3B ..................................................................................................................... 273 9.2.8. Raspberry Pi Zero W ............................................................................................................ 274 9.2.9. Raspberry Pi 3B+ ................................................................................................................... 275 9.3. Hardware ........................................................................................................................................... 276 9.3.1. Processador ........................................................................................................................... 276 9.3.2. Processador gráfico (GPU) .................................................................................................. 277 9.3.3. RAM ....................................................................................................................................... 277 9.3.4. Vídeo ...................................................................................................................................... 278 9.3.5. Rede ........................................................................................................................................ 278 9.3.6. Periféricos .............................................................................................................................. 278 9.3.7. General Purpose Input/Output (GPIO) ................................................................................. 280 9.3.8. Hardware Attached on Top (HAT) ......................................................................................... 283 9.4. Software ............................................................................................................................................. 284 10. CONFIGURAÇÃO DO BIOS ............................................................................ 287 10.1. Menu inicial ............................................................................................................................... 287 10.2. Menu Main ................................................................................................................................. 288 10.3. Menu Ai Tweaker ........................................................................................................................ 290 10.4. Menu Advanced .......................................................................................................................... 292 10.4.1. CPU Configuration ......................................................................................................... 292 10.4.1.1. Intel Adaptative Thermal Monitor ................................................................... 292 10.4.1.2. Active Processor Cores ..................................................................................... 293 10.4.1.3. Intel Virtualization Technology ....................................................................... 294 10.4.1.4. Hardware Prefetcher ......................................................................................... 294 10.4.1.5. CPU Ratio ........................................................................................................ 295 10.4.1.6. Enhanced Intel SpeedStep Technology ............................................................. 295 10.4.1.7. CPU C‐Modes ou C‐States .............................................................................. 296 10.4.2. High Precision Timer ...................................................................................................... 297 10.4.3. SATA Configuration ....................................................................................................... 298 10.4.4. Graphics Configuration ................................................................................................... 299 10.4.4.1. iGPU Memory .................................................................................................. 299 10.4.4.2. Intel Graphics Render Standby ........................................................................ 300 10.4.4.3. iGPU Multi‐Monitor ....................................................................................... 301 10.4.5. USB Configuration .......................................................................................................... 301 10.4.6. Onboard Devices Configuration ...................................................................................... 302 10.4.7. Advanced Power Management (APM) ........................................................................... 303 10.5. Monitor ........................................................................................................................................ 303 10.5.1. CPU Fan Speed Low Limit .............................................................................................. 304 10.5.2. CPU Fan Profile .............................................................................................................. 304 10.5.3. Anti Surge Support ......................................................................................................... 305 10.6. Menu Boot ................................................................................................................................... 306 10.7. Menu Tool ................................................................................................................................... 308 11. DIAGNÓSTICO DE ERROS E MANUTENÇÃO .......................................................... 311 11.1. Diagnóstico de erros .................................................................................................................. 311 © FCA

ÍNDICE

XI

11.1.1. Phase LED........................................................................................................................ 311 11.1.2. Mensagens de erro ......................................................................................................... 312 11.1.3. Códigos de beeps ............................................................................................................ 314 11.2. Avarias mais comuns ................................................................................................................ 314 11.2.1. O computador não liga ................................................................................................. 314 11.2.2. O computador liga, mas não arranca ou arranca parcialmente ............................... 314 11.2.3. Não aparece imagem no monitor ................................................................................ 315 11.2.4. Aparecem caracteres aleatórios no ecrã ...................................................................... 315 11.2.5. Problemas com a placa principal ................................................................................. 315 11.2.6. A placa principal está estalada .................................................................................... 316 11.2.7. Keyboard error ou keyboard not found ............................................................................. 316 11.2.8. Esqueceu‐se da password do CMOS ............................................................................. 316 11.2.9. O sistema perde a hora ................................................................................................. 317 11.2.10. O sistema perde a hora, as informações de setup ou dá erro de bateria ............... 317 11.2.11. A bateria só trabalha às vezes .................................................................................... 317 11.2.12. O upgrade da RAM parece não funcionar ................................................................. 317 11.2.13. O disco rígido não funciona ....................................................................................... 318 11.2.14. O disco não arranca e aparece a mensagem ”C: drive failure insert boot disk” . 318 11.2.15. O disco rígido trabalhava bem, mas deixou de funcionar quando a placa prin‐ cipal foi mudada .......................................................................................................... 318 11.2.16. Problemas com portas USB ........................................................................................ 318 11.3. Hardware de diagnóstico ........................................................................................................... 320 11.3.1. Teste à fonte de alimentação ........................................................................................ 320 11.3.2. Teste à placa principal................................................................................................... 321 11.4. Software de diagnóstico ............................................................................................................. 322 11.4.1. CPU‐Z ............................................................................................................................. 322 11.4.2. SiSoftware Sandra .......................................................................................................... 327 11.4.3. Speccy .............................................................................................................................. 332 11.5. Manutenção ................................................................................................................................ 334 12. MONITORES .............................................................................................. 337 12.1. Introdução .................................................................................................................................. 337 12.2. Características dos monitores .................................................................................................. 338 12.2.1. Resolução ....................................................................................................................... 338 12.2.2. Taxa de refrescamento .................................................................................................. 338 12.2.3. Taxa de varrimento horizontal .................................................................................... 338 12.2.4. Monitor colorido ou monocromático ......................................................................... 338 12.2.5. Sinal digital ou analógico ............................................................................................. 339 12.2.6. Dot pitch .......................................................................................................................... 339 12.2.7. Entrelaçamento .............................................................................................................. 339 12.2.8. Qualidade ....................................................................................................................... 340 12.3. Reparação dos monitores CRT ................................................................................................ 340 12.4. Problemas mais comuns ........................................................................................................... 342 12.5. Reparar ou substituir? .............................................................................................................. 343 12.6. Subsistemas dos monitores CRT ............................................................................................. 343 12.6.1. Alimentação de baixa tensão ....................................................................................... 344 © FCA

XII

HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

12.6.2. Circuito de Degauss ...................................................................................................... 345 12.6.3. Circuito de deflexão horizontal ................................................................................... 346 12.6.4. Circuito drive horizontal ............................................................................................... 347 12.6.5. Circuito de saída horizontal ........................................................................................ 348 12.6.6. Circuito de deflexão vertical ........................................................................................ 348 12.6.7. Circuito de deteção de modo ....................................................................................... 349 12.6.8. Circuito de vídeo ........................................................................................................... 350 12.6.9. Amplificadores RGB ..................................................................................................... 351 12.6.10. Processamento de sinal sync‐on‐green ....................................................................... 352 12.6.11. CRT, ou cinescópio ..................................................................................................... 353 12.7. Monitores Liquid Crystal Display (LCD) .................................................................................. 356 12.7.1. Retroiluminação ............................................................................................................ 358 12.7.1.1. CCFL ............................................................................................................... 359 12.7.1.2. Light Emiting Diode (LED) ............................................................................. 359 12.7.2. Píxel ................................................................................................................................ 360 12.7.3. Principais tecnologias de LCD .................................................................................... 361 13. BACKUPS .................................................................................................. 363 13.1. Quando se deve planear um estratégia de backup? ............................................................... 363 13.2. Agendamento e administração dos backups ........................................................................... 363 13.2.1. Backups diferenciais e incrementais ............................................................................ 364 13.2.2. Rotação dos dispositivos de armazenamento ........................................................... 364 13.2.2.1. Estratégia do backup ”filho” .......................................................................... 365 13.2.2.2. Estratégia do backup ”pai/filho” ................................................................... 366 13.2.2.3. Estratégia do backup ”avô” ........................................................................... 366 13.2.3. Restauro e testes às cópias de segurança ................................................................... 368 13.3. Hardware para cópias de segurança ........................................................................................ 368 13.4. Backups remotos ou na cloud .................................................................................................... 371 13.5. Vantagens e desvantagens das várias soluções ..................................................................... 372 13.6. Software de backup ...................................................................................................................... 373 ÍNDICE REMISSIVO ........................................................................................... 377

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PORTÁTEIS

1

Foi longo o caminho que os computadores portáteis percorreram até serem considerados uma ferramenta de trabalho produtiva. Comparando com os computadores de secretária, os portáteis eram limitados no seu hardware: monitores com baixa resolução, processadores mais lentos e memória reduzida, juntando o facto de que a expansão dos seus componentes, quando permitida pelo fabricante, era dispendiosa. Hoje em dia, um portátil é quase equiparável a um computador de secretária e os seus componentes são mais acessíveis, embora ainda sejam limitados a nível de expansão ou de upgrades, e a desmontagem do mesmo possa ser complicada. Neste capítulo iremos ver como desmontar um portátil e quais os componentes que podem ser atualizados e substituídos.

8.1

FERRAMENTAS NECESSÁRIAS

Vamos começar esta explicação com as ferramentas necessárias para procedermos à desmontagem de um portátil. A Figura 8.1 mostra um estojo de ferramentas, como vários existentes no mercado, com um conjunto de chaves e ferramentas. As mais utilizadas são as chaves de estrela, embora haja parafusos com outros formatos, dependendo do fabricante.

FIGURA 8.1 – Estojo de ferramentas © FCA

250

HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

As pinças são ferramentas úteis para extrair parafusos que caiam para recantos de difícil acesso.

Os pequenos recipientes são de extrema importância, pois, na desmontagem de um portátil, podem existir vários formatos de parafusos, com comprimentos diferentes.

Contudo, o mais importante é que nenhuma das ferramentas seja magnetizada, pois o seu campo magnético pode danificar componentes mais sensíveis.

8.2

DESMONTAGEM DO PORTÁTIL

Ao procedermos à desmontagem de um portátil, devemos tirar-lhe fotos e estipular uma ordem de desmontagem. O ideal será tirar uma foto por cada passo, termos um documento onde vamos escrevendo o procedimento realizado e anotando quais os parafusos que retiramos e a sua localização. Pode parecer inútil anotar tanta informação, mas quem não tem experiência neste procedimento vai achar bastante útil quando tiver de voltar a montar tudo.

A remoção dos componentes pode tornar-se complicada, caso existam encaixes ou parafusos que não sejam detetados de forma simples. Por isso, nunca se deve forçar a remoção dos mesmos.

8.2.1

REMOÇÃO DA TAMPA TRASEIRA

O primeiro passo será a remoção da bateria e da tampa traseira do equipamento.

Como mostra a Figura 8.2, podemos verificar a localização dos parafusos da tampa em formato de “L” invertido. A remoção dessa tampa dará acesso a alguns componentes que poderão ser substituídos em caso de avaria, ou aos quais poderá ser feito um upgrade.

FIGURA 8.2 – Tampa traseira de um portátil © FCA

PORTÁTEIS

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Após a remoção da bateria (Figura 8.3), devemos verificar se existem parafusos nalgum local, pois teremos de os remover mais tarde. É importante anotar essa informação, pois poderá facilitar-nos o procedimento.

FIGURA 8.3 – Bateria removida

A Figura 8.4 mostra-nos o equipamento sem a tampa traseira e os componentes a que temos acesso. Neste caso, podemos remover as memórias RAM, o disco e, eventualmente, a pilha do BIOS.

FIGURA 8.4 – Equipamento sem a tampa traseira

Na eventualidade de prodecermos a um upgrade dos componentes, deveremos sempre consultar o sítio do fabricante e ver quais os limites de hardware. Por exemplo, se o fabricante definiu que o equipamento suporta um tamanho máximo de 8 GB de memória RAM, e só tem dois slots de expansão, deveremos adquirir dois SODIMM de 4 GB cada, tendo em consideração se são DDR3 ou DDR4.

O mesmo acontece no que diz respeito ao disco, seja HDD em portáteis mais antigos ou SSD em modelos mais recentes. Mesmo assim, devemos certificar-nos do formato de SSD que o fabricante inseriu. Não podemos adquirir um SSD SATA de 2,5’’ e o fabricante ter optado por uma arquitetura mSATA ou M.2 SSD, por exemplo.

A remoção dos componentes deverá ser feita com os cuidados exigidos, ou seja, utilizar-se sempre uma pulseira antiestática e nunca recorrer a ferramentas magnetizadas.

Após este procedimento, o resultado será o da Figura 8.5. Desta forma, teremos acesso a encaixes ou parafusos que não veríamos com os componentes colocados. © FCA

252

HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

FIGURA 8.5 – Equipamento com os componentes removidos

Como já foi referido, a facilidade de acesso ao interior do equipamento varia de acordo com o fabricante. Em seguida, apresenta-se o exemplo de um MacBook Pro da Apple. Podemos verificar que só existem parafusos à volta da tampa a prenderem a mesma ao equipamento (Figura 8.6). Portanto, bastará removê-los para termos acesso ao interior do equipamento.

FIGURA 8.6 – Tampa traseira de um MacBook Pro

Ao remover os parafusos, podemos verificar que possuem dois tamanhos diferentes, como mostra a Figura 8.7. Nesta situação, devemos apontar a localização dos parafusos mais compridos. Precedendo à remoção da tampa, temos acesso ao interior do equipamento e aos seus componentes, como mostra a Figura 8.8. Neste caso, à semelhança do portátil anterior, temos acesso ao disco, às memórias RAM e à bateria, pois nos equipamentos desta marca, e à semelhança de outros no mercado, a bateria está dentro do equipamento e não pode ser removida sem retirarmos a tampa traseira. © FCA

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MINI PC RASPBERRY PI 1

Um mini PC está muito longe de ser um simples brinquedo com pouca capacidade de processamento. Existem no mercado vários modelos capazes de rivalizar com bons computadores de secretária, quer em capacidade de processamento quer em velocidade.

Um bom exemplo é o Sapphire Edge HD3, construído pela SAPPHIRE Technology, detentor de um processador AMD APU E-450 de 1,6 GHz, 4 GB de RAM e HDD que pode ir dos 250 GB aos 500 GB. Oferece-nos numa caixa de 19,3 x 14,8 x 2,2 cm toda a capacidade de um PC de secretária. Mas a indústria oferece-nos muito mais, principalmente máquinas baseadas em processadores ARM que podem ser do tamanho de um cartão de crédito ou mesmo de uma pen USB. É sobre um desses mini PC que nos vamos debruçar neste capítulo ‒ o Raspberry Pi, sem dúvida o mais conhecido e utilizado.

9.1

A HISTÓRIA DO RASPBERRY PI

A ideia de criar o Raspberry Pi nasceu da preocupação de Eben Upton, Rob Mullins, Jack Lang e Alan Mycroft, do laboratório de computação da Universidade de Cambridge (Reino Unido), acerca do declínio em número e aptidões que os jovens estudantes apresentavam para as Ciências da Computação. Enquanto nos anos 90 do século XX os jovens demonstravam capacidades e aptidões de programação bastante razoáveis, a partir de 2000 a situação tornou-se muito diferente; grande parte deles tinha somente feito alguns trabalhos em web design e pouco mais. Mais tarde, juntamente com Pete Lomas e David Breben, formaram a Raspberry Foundation, que se tornou a responsável pelo desenvolvimento do Raspberry Pi. Os primeiros modelos a serem produzidos e comercializados foram os modelos A e B, com algumas características comuns; no entanto, o modelo B tinha 512 MB de RAM e porta Ethernet, enquanto o modelo A tinha 256 MB de RAM e não possuía porta Ethernet. Mais tarde, foram lançadas revisões aos modelos originais com melhoramentos, denominadas A+ e B+. Nestes modelos foi aumentado o número de pinos General Purpose Input/Output (GPIO) e foram substituídas as saídas de áudio e vídeo; no modelo B+ foi também aumentado o número de portas USB de duas para quatro.

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

Em 2015, a Raspberry Foundation lançou um novo modelo mais rápido e mais potente ‒ o Raspberry Pi 2. Neste modelo, o CPU passou de uma para quatro cores e tinha 1 GB de RAM, porta HDMI, slot micro USB, conectores para câmara e display. No final desse mesmo ano foi também lançado o Raspberry Pi Zero. Com este modelo, a Raspberry Foundation conseguiu o que parecia impossível: colocar à venda um computador por 5 dólares. O Pi Zero tem um processador Single-Core e 512 MB de RAM, porta mini HDMI e micro USB. No início de 2016 foi lançado o Raspberry Pi 3, um grande avanço sobre os antecessores e, ainda assim, a conseguir manter o preço de 35 dólares do Pi 2. Neste modelo foi colocado um processador de 64 bits com quatro núcleos e 1,2 GHz e 1 GB de RAM, bem como alguns melhoramentos na gestão de energia. Mas não se ficaram por aí, passando a incorporar Bluetooth e Wi-Fi na própria placa.

Após este resumo da história do Raspberry Pi, vamos conhecer mais detalhadamente a oferta da Raspberry Foundation.

9.2

MODELOS

Apresenta-se, em seguida, um resumo das características técnicas de cada um dos modelos suportados pela Raspberry Foundation. A ordem de apresentação é cronológica.

9.2.1

RASPBERRY PI 1B

Tendo sido lançado em 2012, permite a ligação a uma rede através da porta Ethernet, com 512 MB de RAM, duas portas USB e a possibilidade de ligar um ecrã LCD, permitindo executar muitas das operações de um PC (Figura 9.1).

FIGURA 9.1 – Raspberry Pi 1B

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MINI PC RASPBERRY PI

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CPU – ARM1176JZF-S a 700 MHz Single-Core; SoC1 – Broadcom BCM2835; GPU ‒ VideoCore IV; RAM ‒ 512 MB; GPIO – 26 pinos; USB ‒ 2; Vídeo – RCA, HDMI e display LCD através da porta DSI; Áudio ‒ RCA e HDMI; Rede – Ethernet 10/100; Boot ‒ SD; Alimentação – Micro USB/GPIO.

9.2.2

RASPBERRY PI 1A

Foi colocado à venda pouco depois do Pi 1B, sendo uma versão mais económica, com menos memória e não possuindo porta Ethernet (Figura 9.2).

FIGURA 9.2 – Raspberry Pi 1A

CPU – ARM1176JZF-S a 700 MHz Single-Core; SoC – Broadcom BCM2835;

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System-on-a-Chip (circuito integrado que incorpora todos dos componentes de um computador). © FCA

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES GPU ‒ VideoCore IV; RAM ‒ 256 MB; GPIO – 26 pinos; USB – 1; Vídeo – RCA HDMI; Áudio – Jack 3,5 e HDMI; Boot ‒ SD; Alimentação – Micro USB/GPIO.

9.2.3

RASPBERRY PI 1A+

É uma evolução do Pi 1A, diferindo deste essencialmente pelo facto de possuir um GPIO de 40 pinos, em vez de 26, e de possibilitar a ligação de um ecrã LCD externo através da porta DSI (Display Serial Interface) (Figura 9.3).

FIGURA 9.3 – Raspberry Pi 1A+

CPU – ARM1176JZF-S a 700 MHz Single-Core; SoC – Broadcom BCM2835; GPU ‒ VideoCore IV; RAM ‒ 256 MB; GPIO – 40 pinos; USB – 1; Vídeo – RCA e HDMI; © FCA

13

BACKUPS

1

Um dos aspetos mais importantes a ter em conta num sistema informático são os backups, ou cópias de segurança. No que respeita a este tema, temos de nos lembrar que é essencial fazer cópias de segurança diariamente, um procedimento que é ignorado com bastante frequência. Quando se administra uma rede ou um sistema informático, isso pode ser desastroso. Para minimizar eventuais problemas resultantes de uma avaria ou de outra situação (por exemplo, ataques de ransomware), deve estudar-se cuidadosamente como, quando e quais os dados de que se vai fazer backup.

13.1 QUANDO SE DEVE PLANEAR UM ESTRATÉGIA DE BACKUP? Responder a esta questao é extremamente simples: logo que possível. A melhor altura para planificar uma estratégia de backup é quando a rede, ou o sistema informático, está a ser montado ou atualizado. Ao contrário dos backups individuais, que podem ser criados ou alterados em qualquer altura, o backup a um sistema informático ou uma rede tem de ser projetado de modo a ser completamente integrado no ambiente do sistema ou da rede, particularmente a nível do hardware. Isto deve ser tido em conta para evitar perdas de tempo e dinheiro fazer devido a alterações de última hora, quer a nível do hardware de backup quer do próprio software.

13.2 AGENDAMENTO E ADMINISTRAÇÃO DOS BACKUPS Quando se está a configurar e a agendar os backups para um determinado sistema ou instalação de rede, é muito importante considerar a quantidade de dados que vão ser copiados e compará-los com a capacidade dos dispositivos de armazenamento, bem como o tempo que demora a executar o trabalho. Estes fatores são importantes na altura de decidir o tipo de hardware de backup a selecionar e a hora a que este vai ser efetuado.

Outro fator é a frequência com que os backups devem ser efetuados. Praticamente todos os programas de backup têm esquemas pré-programados, mas, em alternativa, podemos criar um que nos seja mais conveniente.

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

No seu esquema mais simples, uma estratégia de rotação de backups consiste num backup total ao final do dia. Muitos seguem esta prática, mas quando ela é feita por constituir o método mais simples, estamos a desperdiçar tempo e dinheiro, principalmente em dispositivos de armazenamento. No entanto, se for encarado como um método suplementar de segurança, tal pode ser justificável.

13.2.1 BACKUPS DIFERENCIAIS E INCREMENTAIS A ideia base por detrás destes conceitos é fazer um backup completo num determinado dia e copiar somente os ficheiros que foram alterados nos dias subsequentes.

O backup diferencial, como o nome indica, só grava as diferenças entre os dados já gravados e os existentes na unidade a ser copiada – como é lógico, para isso, o primeiro backup deve ser total. Por outras palavras, num primeiro backup devemos gravar todo o conteúdo da unidade de trabalho, bases de dados, documentos, etc.; as cópias subsequentes conterão apenas os ficheiros que foram alterados ou ficheiros novos.

Este método apresenta vantagens e desvantagens: como vantagens, temos o facto de o backup ser, por norma, rápido e ocupar pouco espaço nas unidades de armazenamento; como desvantagem, o facto de perdermos tudo se perdermos o backup total inicial.

O backup incremental é ligeiramente diferente do anterior – também necessita do backup total e visa o incremento da informação após a criação do backup total, mas, ao contrário do diferencial, se um backup incremental for feito após outro incremental, o segundo backup não irá conter os dados do primeiro. Caso seja preciso restaurar o backup, será necessário restaurar o total e todos os incrementais na ordem em que foram gravados, isto é, uma vez feito o backup total, o incremental só irá gravar os dados alterados ou criados após o backup anterior, seja este normal ou incremental.

A vantagem é exatamente a mesma do método anterior. A desvantagem reside no facto de, para fazermos o restauro dos dados, necessitarmos do backup total e de todos os incrementais; se tivermos problemas no backup total ou num dos incrementais, poderemos não conseguir restaurar os dados convenientemente.

13.2.2 ROTAÇÃO DOS DISPOSITIVOS DE ARMAZENAMENTO Após determinarmos qual é o método de backup mais conveniente para a nossa rede, a próxima tarefa é criar um processo de trabalho para executar os nossos backups.

Criar um agendamento de rotação é o processo de desenho de um sistema que irá permitir conseguirmos o maior nível possível de proteção, através do uso repetido de um número reduzido de dispositivos. Num sistema deste tipo, um número predeterminado de dispositivos é usado várias vezes durante um período de tempo. © FCA

BACKUPS

365

Há um fator que devemos ter sempre em conta: é extremamente importante etiquetar todas as unidades, principalmente se lidarmos com backups diferenciais ou incrementais. Não devemos esquecer-nos de que o backup que podemos ter de restaurar em determinado momento pode não ser o do dia anterior, mas um com vários dias, e se não o conseguirmos identificar, isso representará horas de trabalho até encontrarmos o backup pretendido.

Agora, temos de decidir quantas unidades vamos usar, onde guardá-las e quem será o responsável por trocá-las regularmente. Existem diversas estratégias de rotação que podem ser usadas para proteger os dados e que diferem, principalmente, no número de unidades necessárias e quanto tempo iremos guardá-las até à sua reutilização.

Vejamos três estratégias standard que, geralmente, vêm pré-configuradas no software de backup. A partir daqui, cada um pode estudar a melhor estratégia a usar ou então criar a sua própria.

13.2.2.1 ESTRATÉGIA DO BACKUP ”FILHO”

Este é o tipo mais simples de backup: envolve fazer diariamente um backup total, utilizando para isso uma ou mais unidades (Figura 13.1). Aconselha-se a utilização de uma por dia. Podemos ver as suas características no Quadro 13.1.

FIGURA 13.1 – Estratégia do backup “filho” NÚMERO DE UNIDADES NECESSÁRIAS HORIZONTE DE BACKUP

1 (mínimo) Último backup

QUADRO 13.1 – Características da estratégia do backup “filho”

Apesar de ser uma estratégia extremamente simples de administrar, não devemos cair na asneira de usar uma unidade porque, por muito boas que sejam, não passam de meios magnéticos de armazenamento que tendem a deteriorar-se com o uso.

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HARDWARE – TECNOLOGIAS E SOLUÇÕES

13.2.2.2 ESTRATÉGIA DO BACKUP ”PAI/FILHO”

Este esquema usa uma combinação de backup total com backup diferencial ou incremental para um agendamento de duas semanas. Podemos ver as suas características no Quadro 13.2.

NÚMERO DE UNIDADES NECESSÁRIAS HORIZONTE DE BACKUP

6 (mínimo) Duas semanas

QUADRO 13.2 – Características da estratégia do backup “pai/filho”

Neste cenário, quatro unidades são usadas para backup incremental ou diferencial (unidades 1 a 4, de segunda a quinta-feira). As outras duas (unidades 5) contêm o backup completo e saem de rotação todas as sextas-feiras, isto é, o backup de sexta-feira é sempre total e a unidade é armazenada em segurança durante duas semanas (Figura 13.2).

FIGURA 13.2 – Estratégia do backup “pai/filho”

Quando esta estratégia é implementada, deve começar-se por um backup total.

Esta estratégia é simples de administrar e permite manter os dados durante mais tempo do que a estratégia “filho”. No entanto, não é a estratégia ideal para as rigorosas necessidades de proteção de dados de muitos ambientes de rede.

13.2.2.3 ESTRATÉGIA DO BACKUP ”AVÔ”

O método “avô” é um dos esquemas de rotação mais comuns. É de simples administração e permite localizar ficheiros com facilidade, caso seja necessário restaurálos. Podemos ver as suas características no Quadro 13.3.

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BACKUPS NÚMERO DE UNIDADES NECESSÁRIAS HORIZONTE DE BACKUP

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19 (mínimo) Um ano

QUADRO 13.3 – Características da estratégia do backup “avô”

Neste cenário, quatro unidades são usadas de segunda a quinta-feira para backups diferenciais ou incrementais (unidades 1 a 4), outras três são usadas à sexta-feira para backups totais (unidades 5) e as restantes 12 são usadas para backups totais mensais e guardadas em local seguro até chegar o fim do mês seguinte (Figura 13.3).

FIGURA 13.3 – Estratégia do backup “avô”

Esta estratégia é a mais recomendada, porque oferece uma boa relação número de unidades/tempo de vida dos backups (19/1 ano). É também fácil de modificar se desejarmos incorporar mais unidades. Por exemplo, podemos querer fazer um backup completo no último sábado de cada mês e guardar essa unidade como um backup mensal.

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