Hardware

O hardware pode ser definido como um termo geral para equipamentos como chaves, fechaduras, dobradiças, trincos, puxadores, fios, correntes, material de canalização, ferramentas, utensílios, talheres e peças de máquinas. No âmbito eletrônico o termo hardware é bastante utilizado, principalmente na área de computação, e se aplica a unidade central de processamento, a memória e aos dispositivos de entrada e saída. O termo hardware é usado para fazer referência a detalhes específicos de uma dada máquina, incluindo-se seu projeto lógico pormenorizado bem como a tecnologia de embalagem da máquina.

Em complemento ao hardware, o software é a parte lógica, ou seja, o conjunto de instruções e dados processado pelos circuitos eletrônicos do hardware. Toda interação dos usuários de computadores modernos é realizada através do software, que é a camada, colocada sobre o hardware, que transforma o computador em algo útil para o ser humano.

O termo hardware não se refere apenas aos computadores pessoais, mas também aos equipamentos embarcados em produtos que necessitam de processamento computacional, como os dispositivos encontrados em equipamentos hospitalares, automóveis, aparelhos celulares (em Portugal portáteis), entre outros.

Na ciência da computação a disciplina que trata das soluções de projeto de hardware é conhecida como arquitetura de computadores.

Para fins contábeis e financeiros, o hardware é considerado um bem de capital.

História do Hardware

Ábaco

A Humanidade tem utilizado dispositivos para auxiliar a computação há milênios. Pode se considerar que o ábaco, utilizado para fazer cálculos, tenha sido um dos primeiros hardwares usados pela humanidade. A partir do século 17 surgem as primeiras calculadoreas mecânicas. Em 1623 Wilhelm Schickard construiu a primeira calculadora mecânica. A Pascalina de Blaise Pascal (1642) e a calculadora de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1670) vieram a seguir.

Em 1822 Charles Babbage apresenta sua Máquina diferencial e em 1835 descreve sua Máquina Analítica. Esta máquina tratava-se de um projeto de um computador programável de propósito geral, empregando cartões perfurados para entrada e uma máquina de vapor para fornecer energia. Babbage é considerado o pioneiro e pai da computação. Ada Lovelace, filha de Lord Byron, traduziu e adicionou anotações ao Desenho da Máquina Analítica.

A partir disto a tecnologia foi evoluindo passando pela criação de calculadoras valvuladas, leitores de cartões perfurados, máquinas a vapor e elétrica, até que se cria o primeiro computador digital durante a segunda guerra mundial. Após isso a evolução dos hardwares vem sendo muita rápida e sofisticada. O grande impulso da indústria do hardware foi a criação da internet e a criação de dispositivos portáteis como celulares, mp3 players.

Sistema binário

Os computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário (aceso, apagado).

Um exemplo simples do sistema binário:

Para realizar a conversão utilizamos método de Divisão Repetida.

Para converter por exemplo, o número decimal 1985 em binário procedemos como segue:

- Divida o número decimal por 2 (dois), se o resultado for exato anote o valor 0 (zero), se não for exato anote o valor 1 (um), lembrando que esse valor deve ser anotado da direita para a esquerda ou como explicado abaixo do exemplo;

- Pegue a parte inteira do resultado e repita a operação sucessivamente até se obter 0 (zero) como parte inteira, como segue o exemplo abaixo:

    1985 / 2 = 992,5 = 1
     992 / 2 = 496   = 0
     496 / 2 = 248   = 0
     248 / 2 = 124   = 0
     124 / 2 =  62   = 0
      62 / 2 =  31   = 0
      31 / 2 =  15,5 = 1
      15 / 2 =   7,5 = 1
       7 / 2 =   3,5 = 1
       3 / 2 =   1,5 = 1
       1 / 2 =   0,5 = 1

Observe que o resultado é obtido juntando o resultado da última para a primeira divisão, ou seja de baixo para cima, onde o resultado é o seguinte número binário 11111000001.

Conversão de Binário para Decimal

 1         1        1       1        1        0        0        0        0        0        1

2¹⁰ * 1 + 2⁹ * 1 + 2⁸ *1 + 2⁷ * 1 + 2⁶ * 1 + 2⁵ * 0 + 2⁴ * 0 + 2³ * 0 + 2² * 0 + 2¹ * 0 + 2⁰ * 1

        +        +       +        +        +        +        +        +        +        +
1024      512      256     128      64       0        0        0        0        0        1
                                             =
                                            1985

Da direita para a esquerda elevamos 2 à potência do índice e multiplicamos pelo dígito binário identificado por esse índice. Desta forma o primeiro dígito binário que encontramos é o 1 no índice 0, assim temos: 2⁰ * 1. Após realizarmos essa operação para todos os zeros para todos os dígitos, somamos o resultado. O resultado desta soma é o número que estamos buscando.

Hexadecimal

Conversão de Decimal para Hexadecimal

Para converter de decimal para hexadecimal, procede-se do mesmo modo que na conversão decimal-binário. Basta agora dividir por 16 e não mais por 2.

       1985 | 16
        385   124 | 16
          1   112    7
               12

       7 12 1 = 7 C 1 ? 7C1

Para obter o resultado juntamos o resultado da última divisão com o resto das divisões anteriores na sequência, aqui temos que transformar qualquer número maior que 9 em suas respectivas representações alfabéticas. Como em nosso exemplo temo os respectivos resultados, 7, 12 e 1, temos que transformar 12 em C, seu correspondente alfabético. Assim o resultado é igual a 1985 decimal é igual a 7C1 em hexadecimal.

Conversão de Hexadecimal para Decimal Para realizar a conversão realizamos os seguintes passos:

Primeiro transformamos cada dígito alfabético em número. assim o C será convertido para 12 e os números ficarão 7, 12 e 1.

Agora multiplicamos cada número por 16^m, onde m é casa decimal onde ele se encontra, sendo que o dígito mais a direita é 0.

(7 * 16²) + (12 * 16¹) + (1 * 16⁰) = (7 * 256) + (12 * 16) + (1) = 1792 + 192 + 1 = 1985

Obtemos assim o resultado esperado. O número 7C1 convertido para 1985.

Octal

Conversão de Decimal para Octal Utiliza-se divisão sucessiva para encontrar o valor octal a partir o número decimal. Dividimos sucessivamente o número 1985 até encontrarmos restos que sejam menores ou iguais a oito.

      1985 | 8
        385   248 | 8
         65    08   31 | 8
          1     0    7   3

Resultado da divisão 3701. Obtemos esse número juntando o resultado da última divisão e o resto das divisões anteriores.

Conversão de Octal para Decimal

       3         7        0        1
     83 * 3   8² * 7  8¹ * 0  80 * 1
              +        +        +
      1536      448      0        1
                   =
                  1985

Conexões do hardware

Uma conexão para comunicação em série é feita através de um cabo ou grupo de cabos utilizados para transferir informações entre a CPU e um dispositivo externo como o mouse e o teclado, um modem, um digitalizador (scanner) e alguns tipos de impressora. Esse tipo de conexão transfere um bit de dado de cada vez, muitas vezes de forma lenta. A vantagem de transmissão em série é que é mais eficaz a longas distâncias.

Uma conexão para comunicação em paralelo é feita através de um cabo ou grupo de cabos utilizados para transferir informações entre a CPU e um periférico como modem externo, utilizado em conexões discadas de acesso a rede, alguns tipos de impressoras, um disco rigido externo dentre outros. Essa conexão transfere oito bits de dado de cada vez, ainda assim hoje em dia sendo uma conexão mais lenta quea as demais.

Uma conexão para comunicação USB é feita através de um cabou ou um conjunto de cabos que são utilizados para trocar informações entre a CPU e um periférico como webcams, um teclado (computador, um mouse, uma camera digital, um pda, um mp3 player. Ou que se utilizam da conexão para armazenar dados como por exemplo um pen drive. As conexões USBs se tornaram muito populares devido ao grande número de dispositivos que podiam ser conectadas a ela e a utilização do padrão PnP (Plug and Play). A conexão USB também permite prover a alimentação elétrica do dispositivo conectada a ela.

Arquitecturas de computadores

A arquitectura dos computadores pode ser definida como "as diferenças na forma de fabricação dos computadores".

Com a popularização dos computadores houve a necessidade de um equipamento interagir com o outro, surgindo a necessidade de se criar um padrão. Em meados da década de 1980, apenas duas "arquitecturas" resistiram ao tempo e se popularizaram foram: o PC (Personal Computer ou em português Computador Pessoal), desenvolvido pela empresa IBM e Macintosh (carinhosamente chamado de Mac) desenvolvido pela empresa Apple.

Como o IBM-PC se tornou a arquitetura "dominante" na época, acabou tornando-se padrão para os computadores que conhecemos hoje.

Arquitetura aberta

A arquitectura aberta (atualmente mais utilizada, criada inicialmente pela IBM) é a mais aceita atualmente, e consiste em permitir que outras empresas fabriquem computadores com a mesma arquitectura, permitindo que o usuário tenha uma gama maior de opções e possa montar seu próprio computador de acordo com suas necessidades e com custos que se enquadrem com cada usuário.

Arquitectura fechada

A arquitectura fechada consiste em não permitir o uso da arquitetura por outras empresas, ou senão ter o controle sobre as empresas que fabricam computadores dessa arquitectura. Isso faz com que os conflitos de hardware diminuam muito, fazendo com que o computador funcione mais rápido e aumentando a qualidade do computador. No entanto, nesse tipo de arquitectura, o utilizador está restringido a escolher de entre os produtos da empresa e não pode montar o seu próprio computador.

Neste momento a Apple não pertence exactamente a uma arquitectura fechada, mas a ambas as arquitecturas, sendo a única empresa que produz computadores que podem correr o seu sistema operativo de forma legal, mas também fazendo parte do mercado de compatíveis IBM.

Principais componentes

• 1 Microprocessador (Intel, AMD e VIA)
• 2 Disco rígido (memória de massa, não volátil, utilizada para escrita e armazenamento dos dados)
• 3 Periféricos (impressora, scanner, webcam, etc.)
• 4 Softwares (sistema operativo, softwares específicos)
• 5 BIOS ou EFI
• 6 Barramento
• 7 Memória RAM
• 8 Dispositivos de multimídia (som, vídeo, etc.)
• 9 Memórias Auxiliares (hd, cdrom, floppy, etc.)
• 10 Memória cache

Redes

Existem alguns hardwares que dependem de redes para que possam ser utilizados, telefones, celulares, maquinas de cartão de crédito, as placas modem, os modems ADSL e Cable, os Acess points, roteadores, entre outros.

A criação de alguns hardwares capazes de conectar dois ou mais hardwares possibilitou a existência de redes de hardware, a criação de redes de computadores e da rede mundial de computadores (internet) é hoje um dos maiores estímulos para que as pessoas adquiram hardwares de computação. [1]

Overclock

Overclock é uma expressão sem tradução (seria algo como sobre-pulso (de disparo) ou ainda aumento do pulso). Pode-se definir o overclock como o ato de aumentar a frequência de operação de um componente (em geral chips) que compõe um dispositivo (VGA ou mesmo CPU) no intuito de obter ganho de desempenho. Existem várias formas de efetuar o overclock, uma delas é por software e outra seria alterando a BIOS do dispositivo.

Exemplos de hardware

• Caixas de som
• Cooler
• Dissipador de calor
• CPU ou Microprocessador
• Dispositivo de armazenamento (CD/DVD/Blu-ray, Disco Rídido (HD), pendrive/cartão de memória)
• Estabilizador
• Gabinete
• Hub ou Concentrador
• Impressora
• Joystick
• Memória RAM
• Microfone
• Modem
• Monitor
• Mouse
• No-Break ou Fonte de alimentação ininterrupta
• Placa de captura
• Placa sintonizadora de TV
• Placa de som
• Placa de vídeo
• Placa-mãe
• Scanner ou Digitalizador
• Teclado
• Webcam

Ligações externas

• Commons
• Wikcionário

• The history of computing project — Hardware (em inglês)
• Apple-History (em inglês)
• Microsoft Corporation — História do Hardware (em inglês)
• Mendes, Douglas Rocha. Redes de Computadores. Em Livraria Cultura (em português)
• Evolução das portas de comunicação (em português)