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Motherboard
Placa-mãe, ou motherboard, é uma placa de circuitos impressos que permite a integração e controlo de todos os componentes e dispositivos vitais ao funcionamento de um sistema informático. A primeira motherboard apareceu em um computador da IBM em 1982. É uma placa de circuitos impressos que consiste numa lâmina de resina epóxica bastante fina composta por várias camadas muito finas de cobre que integram circuitos electrónicos por onde circulam sinais eléctricos. Esta placa encarrega-se de fornecer os meios para que o processador possa comunicar com a memória, unidades de disco rígido e em geral com qualquer dispositivo que se queira utilizar num no computador. Serve como base para a instalação dos demais componentes de um computador, como o processador, memória RAM, os circuitos de apoio, as placas controladoras, os slots do barramento e o chipset.
De todos os componentes, a motherboard é de longe aquela que influencia o rendimento do computador. Resumindo a motherboard é onde se ligam todos os componentes de um computador e é por ela que passa toda a informação gerada.
Importância de Uma Motherboard
Para percebemos a sua real importância podemos compará-la com uma cidade de média dimensão, em termos de número de habitantes e que para além disso tinha sido bem estruturada e bem planeada, ao nível das suas infra-estruturas (rede viária, lojas, centro comerciais, habitações, e.t.c.). Tal como esta cidade que possui as infra-estruturas rodoviárias (ruas, avenidas, vias rápidas, e.t.c.) necessárias para a ligar entre si, uma placa-mãe integra um eficaz sistema de transporte de informação e de dados que é denominado “sistema de barramentos”.
Tal como a cidade, que utiliza um sistema de sinalização com sinais de trânsito e semáforos para que não haja acidentes de viação, engarrafamentos e problemas com o tráfego, uma motherboard tem incorporado um sistema semelhante de forma a garantir o fluxo de informação e de dados, sem erros, entre os diversos componentes que a integram.
Para além de servir como suporte a todos os componentes que definem um computador, a motherboard determina algumas características que um computador pode apresentar, como por exemplo:
- Tipo de Organização
- Tipo de Sistema de Controlo
- Tipo de Processador Suportado
- Tipo de Periféricos Suportados
- Desempenho
- Grau de Expansibilidade
Na motherboard estão inseridos a unidade central de processamento (CPU), memórias e periféricos de entrada e saída. A motherboard constitui o suporte físico de um vasto conjunto de componentes. Comparando uma motherboards do início da era do computador pessoal com outra actual, verifica-se que as duas possuem diversos tipos de componentes. Contudo, apesar das diferenças que possam existir quanto ao número, formato, tipo e posicionamento de componentes, nessas duas placas podem-se sempre ver afinidades ao nível das suas estruturas, isto porque, ambas apresentam um formato genérico apropriado para a ligação ou integração de componentes básicos e fundamentais de um computador pessoal.
Numa motherboard podem ser identificados os seguintes componentes básicos:
- Conector para o processador;
- Conectores para as memórias;
- Slots de expansão;
- Chipset;
- Conectores e controladores diversos;
- BIOS;
- Jumper’s e DIP (Dual In-Line Package) switches;
- Memória RAM.
O conector para o processador é um dos componentes fundamentais das placas-mãe, actuais, uma vez que constitui o local de encaixe. Nas motherboards que suportam processadores anteriores ao 80486 (são uma família de microprocessadores CISC da Intel que fazem parte da família de processadores x86), tal não se revelava necessário, uma vez que os relativos chips já se encontravam inseridos na própria placa. Como se pode imaginar não se podia trocar facilmente de processador. As placas posteriores ao 80486, já traziam um conector em forma de socket para o encaixe deste chip, o que permitia que o conector do processador fosse desprendido facilmente.
Por altura do Pentium II e do Athlon o socket é abandonado e passa-se a utilizar slots para os encaixes dos processadores em forma de cartucho. Nas placas actuais para processadores de 32 bits voltaram-se a utilizar sockets mas nas de 64 bits são utilizados novos tipos de encaixes. Actualmente todas as motherboards integram um socket do tipo ZIF no qual é utilizada uma alavanca que facilita a colocação e a remoção do processador no respectivo conector.
Constituem a interface disponibilizada pelas placas-mãe de forma a integrarem vários tipos de slots, aos quais podem-se ligar uma infinidade de placas de expansão, nomeadamente placas gráficas, placas de som, placas de TV, placas de rede, placas controladoras de dispositivos SCSI, e.t.c…Os mais utilizados são os PCI, AGP, e PCI- Express.
O slot de expansão AGP é um barramento de computador ponto-a-ponto de alta velocidade, cujo o padrão serve para ligar um determinado tipo de periférico a uma motherboard. Geralmente é conectado a este slot uma aceleradora gráfica, que tem a função de acelerar o processamento de imagens em terceira dimensão).
O AGP faz com que a memória RAM do sistema armazene a imagem do ecrã e suporte o mapeamento de textura, z-buffering e alpha blending.
O slot de expansão PCI Express é o padrão de slots para placas de expansão mais utilizadas em computadores, hoje em dia. Criado e introduzido pela Intel em 2004, o PCI Express foi concebido para substituir os padrões AGP e PCI. Pode ser 32 vezes mais rápido que o AGP e o PCI. A tecnologia utilizada no PCI Express permite o uso de uma ou mais conexões para transferência de dados. Quando um determinado dispositivo usa no mínimo uma conexão além que o PCI comum permite, então diz-se que este dispositivo utiliza um slot de expansão PCI Express.
CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) que é um semicondutor metal-óxido complementar. É um tipo de circuito integrado onde se incluem elementos de lógica digital como por exemplo portas lógicas, flip-flops, contadores, descodificadores, microprocessadores, micro controladores, memórias RAM, e.t.c…
A principal vantagem dos circuitos integrados CMOS é o baixíssimo consumo de energia, embora não sejam capazes de operar tão rapidamente como circuitos integrados de outras tecnologias. Por isso, são muito utilizados em calculadoras, relógios digitais, e outros dispositivos alimentados por pequenas baterias. Na área dos computadores, é comum usar o termo "CMOS" para nos referirmos a uma determinada área de memória, onde ficam guardadas informações sobre os periféricos instalados e a configuração inicial do computador, além do relógio e calendário. Como a memória e o relógio precisam ser preservados mesmo com o computador desligado, são alimentados por uma pequena bateria de lítio, e somente a tecnologia CMOS pode produzir dispositivos com um consumo baixo, mas ao mesmo tempo suficiente para este propósito. A memória e relógio estão embutidos num circuito integrado fabricado com tecnologia CMOS, levando ao uso errado do nome.
BIOS (Basic Input Output System) é um tipo de chip (Flash-ROM) que contém um pequeno software (256k) responsável por controlar o uso dos dispositivos e mantém informações de data e hora. A BIOS trabalha com o POST. Podemos alterar as configurações do hardware através do Setup, uma interface também presente na Flash-ROM.
O chipset (Fig. 7) tem um papel fulcral no funcionamento do computador. É um chip (ou conjunto de chips) responsável pelo controlo de diversos dispositivos de entrada (input) e saída (output) como o barramento, o acesso ao disco duro, o acesso à memória, periféricos on-board e off-board, comunicação do processador com a memória RAM e entre outros componentes da placa-mãe.
Geralmente, é dividido em southbridge e northbridge.
- O northbridge faz a comunicação do processador com as memórias, através do FSB, e com os barramentos de alta velocidade AGP e PCI Express. Como ele faz o trabalho mais pesado, geralmente requer um dissipador de calor devido ao seu aquecimento elevado.
- O southbridge geralmente é responsável pelo controlo de dispositivos de entrada ou saída (I/O) como as interfaces IDE que ligam os HDs, os drives de CD-ROM, drives de DVD-ROM ao processador. Controlam também as interfaces Serial ATA. Geralmente cuidam também do controlo de dispositivos on-board como o som.