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quinta-feira, 14 de julho de 2011
terça-feira, 5 de abril de 2011
Como funcionam os monitores de computador
Introdução
Nós usamos monitores todos os dias. Talvez tenhamos uma série de dúvidas sobre eles e nem nos damos conta disso. O que significa "proporção de pixels"? O que é um dot pitch? Quanta energia elétrica um monitor utiliza? Qual a diferença entre CRT e LCD? O que significa "taxa de atualização"?
Neste artigo, vamos responder estas e muitas outras perguntas. Ao terminar de ler este artigo, você será capaz de entender o seu monitor e também tomar uma decisão mais acertada quando for comprar um novo.
Tecnologia dos monitores
O dispositivo de exibição é o dispositivo de saída mais utilizado de um computador. Quando ele é colocado em um gabinete separado, é chamado de monitor. O monitor fornece retorno instantâneo ao exibir texto e gráficos quando você trabalha ou joga. A maioria dos monitores de computador de mesa utiliza tecnologia de tela de cristal líquido (LCD) ou tubo de raios catódicos (CRT). Praticamente todos os computadores portáteis, como os laptops, utilizam tecnologia LCD. Devido ao design mais elegante e menor consumo de energia, os monitores com tecnologia LCD (também conhecidos como monitores de tela plana) estão substituindo os CRTs na maioria dos computadores de mesa.Padrões e resoluçãoResolução se refere ao número de pontos coloridos individuais, conhecidos como pixels, contidos em um visor. A resolução é expressa por meio do número de pixels no eixo horizontal (linhas) e no eixo vertical (colunas). Por exemplo, 800x600. A resolução depende de uma série de fatores, inclusive do tamanho da tela.
Com o passar dos anos, os monitores se tornaram cada vez maiores e os padrões e resoluções mudaram. Alguns fabricantes também produzem monitores de tela plana projetados para a exibição de filmes em DVD.
| Padrão | Resolução | Uso geral |
| XGA (Extended Graphics Array) | 1024x768 | monitores CRT de 15 e 17 polegadas monitores LCD de 15 polegadas |
| SXGA (Super XGA) | 1280x1024 | monitores CRT de 15 e 17 polegadas monitores LCD de 17 e 19 polegadas |
| UXGA (Ultra XGA) | 1600x1200 | monitores CRT de 19, 20 e 21 polegadas monitores LCD de 20 polegadas |
| QXGA (Quad XGA) | 2048x1536 | monitores CRT de 21 polegadas ou mais |
| WXGA (Wide XGA) | 1280x800 | monitores de tela plana de 15,4 polegadas em laptops monitores LCD |
| WSXGA+ (Wide SXGA plus) | 1680x1050 | monitores LCD de tela plana de 20 polegadas |
| WUXGA (Wide Ultra XGA) | 1920x1200 | monitores LCD de tela plana de 22 polegadas ou maiores |
Proporção de pixels e área visível
Duas medidas descrevem o tamanho do seu monitor: a proporção de pixels e o tamanho da tela. Os monitores de computador, assim como da maioria das televisões, tinham uma proporção de 4:3. Isto significa que a proporção da largura do visor em relação à sua altura é de 4 para 3. Nos monitores LCD de tela plana, a proporção é de 16:9 (às vezes, 16:10 ou 15:9). Os monitores LCD de tela plana são ideais para filmes em DVD, jogos e exibição de múltiplas janelas lado a lado. As televisões de alta definição (HDTV) também usam a proporção de pixels de tela plana.Todos os tipos de monitor têm uma superfície de projeção, chamada tela. O tamanho da tela é normalmente medido em polegadas de um canto ao outro diagonalmente. Este sistema de medida diagonal surgiu porque os primeiros fabricantes de TVs queriam que o tamanho das suas telas soasse imponente.
A maneira como se mede as telas CRT é diferente de como se mede os monitores LCD. Nos monitores CRT, o tamanho da tela é medido diagonalmente partindo das bordas externas da caixa do monitor. Ou seja, a caixa também está inclusa na medição do tamanho, como podemos ver a seguir.
 Tamanho de uma tela CRT |
 Tamanho de uma tela LCD |
Os tamanhos de tela mais populares são 15, 17, 19 e 21 polegadas. As telas de notebook são menores, e medem de 12 a 17 polegadas. A tecnologia avança tanto nos monitores de computadores de mesa como nos laptops. Telas cada vez maiores estão disponíveis. Para aplicações comerciais, como consultórios médicos ou exibição de informações ao público, existem monitores LCD de 40 polegadas ou mais.
Obviamente, o tamanho da tela afeta diretamente a resolução. A mesma resolução de pixels é melhor em um monitor menor e pior em um monitor maior. Isto acontece porque o mesmo número de pixels se espalha para ocupar um espaço físico maior. Uma imagem com resolução de 800x600 em um monitor de 21 polegadas vai parecer menos definida do que se estivesse sendo exibida em um monitor de 15 polegadas com esta mesma resolução.
Conexões
Para exibir informações em um monitor, o seu computador envia um sinal para ele. O sinal pode ser analógico ou digital. Conexão analógica (VGA)A maioria dos monitores CRT requer informações de sinal analógico (ondas ou sinais elétricos contínuos) e não digital (pulsos equivalentes aos dígitos binários 0 e 1) e por isso utiliza uma conexão analógica.
Entretanto, os computadores funcionam no mundo digital. O computador e um adaptador de vídeo convertem os dados digitais para o formato analógico. Um adaptador de vídeo é uma placa de expansão ou componente que converte as informações em um sinal que é enviado para o monitor. Ele também é conhecido como adaptador gráfico, placa de vídeo ou placa gráfica.
Uma vez que as informações estão no formato analógico, elas são enviadas para o monitor através de um cabo VGA. O cabo se conecta atrás do computador a um conector analógico (também conhecido como um conector D-Sub) que tem 15 pinos em 3 linhas. Veja o diagrama abaixo:
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| 1: Saída vermelha | 6: Retorno vermelho (aterramento) | 11: Entrada ID 0 do monitor |
| 2: Saída verde | 7: Retorno verde (aterramento) | 12: Entrada ID 1 do monitor ou dados do monitor |
| 3: Saída azul | 8: Volta azul (aterramento) | 13: Saída de sincronismo horizontal |
| 4: Não utilizado | 9: Não utilizado | 14: Sincronismo vertical |
| 5: Aterramento | 10: Retorno de sincronismo (aterramento) | 15: Entrada ID 3 do monitor ou clock de dados |
O conector VGA (analógico) não é compatível com os monitores digitais, por isso o padrão DVI (Interface de Vídeo Digital - Digital Video Interface) foi desenvolvido.
Conexão DVI
A conexão DVI mantém os dados no formato digital para enviá-los do computador para o monitor. Não é necessário converter os dados do formato digital para o formato analógico. Os monitores LCD funcionam no modo digital e suportam o formato DVI. (Alguns também aceitam informação analógica, que depois é convertida para o formato digital.) No passado, o sinal digital oferecia melhor qualidade de imagem, em comparação à tecnologia analógica. Entretanto, a tecnologia de processamento do sinal analógico se desenvolveu nos últimos anos e hoje a diferença é mínima.
A especificação DVI é baseada em uma tecnologia da Silicon Image chamada Transition Minimized Differential Signaling (TMDS) e oferece uma interface digital de alta velocidade. Um transmissor no adaptador de vídeo envia as informações digitais para um receptor no monitor. A TDMS capta o sinal do adaptador de vídeo, determina a resolução e a taxa de atualização que o monitor está usando e espalha o sinal para a largura de banda disponível para otimizar a transferência de dados do computador para o monitor.
Os cabos DVI podem ser únicos (que utilizam 1 transmissor TMDS) ou duplos (que utilizam 2 transmissores). Um cabo e conexão DVI único suporta uma imagem de 1920x1080 e um cabo/conexão duplo suporta uma imagem de até 2048x1536.
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- DVI-digital (DVI-D) é um sinal somente digital. Ele requer um adaptador de vídeo com uma conexão DVI-D e um monitor com entrada DVI-D. O conector tem 24 pinos (3 linhas de 8) e mais um slot de aterramento que suporta ligação dupla. Para suportar ligação única, o conector contém 18 pinos.
- DVI-integrated (DVI-I) suporta transmissões analógicas e digitais. Você pode conectar um monitor que aceita sinal digital ou analógico. Além dos pinos encontrados no conector DVI-D para suporte digital, um conector DVI-I tem 4 pinos adicionais para carregar o sinal analógico.
 Os conectores DVI-D transmitem somente sinal digital e o DVI-I tem 4 pinos a mais para o sinal analógico. Os dois conectores podem ser utilizados com um cabo de ligação única ou ligação dupla, dependendo do monitor. |
Profundidade de cor
A combinação dos modos de exibição suportados pelo seu adaptador de vídeo e a capacidade de cores do seu monitor determina quantas cores serão exibidas. Por exemplo, um monitor que opera no modo SuperVGA (SVGA) pode exibir até 16.777.216 (valor arredondado para 16.8 milhões) cores, porque ele pode processar uma descrição de pixel com 24 bits. O número de bits utilizados para descrever um pixel é conhecido como sua profundidade em bit (bit depth). Em um bit depth de 24 bits, 8 bits são dedicados para cada uma das 3 cores primárias: vermelho, verde e azul. Este bit depth também é chamado cor verdadeira porque ele pode produzir as 10 milhões de cores que o olho humano é capaz de perceber. Em 16 bits, o monitor só consegue gerar 65.536 cores. Os monitores passaram de 16 bits para 24 bits por trabalhar com acréscimos de 8 bits facilita a vida dos desenvolvedores e programadores.Em resumo, bit depth se refere ao número de bits utilizados para descrever a cor de um único pixel. O bit depth determina o número de cores que pode ser exibido ao mesmo tempo. A tabela a seguir mostra o número de cores que os diferentes bit depths podem produzir.
(monocromático) | |
(CGA) | |
(EGA) | |
(VGA) | |
(High Color, XGA) | |
(True Color, SVGA) | |
(True color + Canal alfa) |
Para criar um único pixel colorido, um monitor LCD utiliza três subpixels com filtros vermelhos, verdes e azuis. Através de um controle cuidadoso e da variação da voltagem aplicada, a intensidade de cada subpixel pode chegar a 256 variações. Ao combinar os subpixels, a paleta de cores possíveis aumenta para 16,8 milhões (256 variações de vermelho x 256 variações de verde x 256 variações de azul).
Agora que você tem uma idéia geral da tecnologia por trás dos monitores de computador, vamos conhecer um pouco mais sobre monitores LCD, CRT e as dicas de compras para cada um deles.
Monitores LCD
Informações básicasA tecnologia de monitores de cristal líquido funciona através do bloqueio da luz. Um monitor LCD é formado por duas peças de vidro polarizado (também chamado de substrato) preenchidas com material de cristal líquido. Uma luz de fundo passa pelo primeiro substrato. Ao mesmo tempo, correntes elétricas fazem com que as moléculas de cristal líquido se alinhem para formar as variações de luz que passam para o segundo substrato e assim, formem as cores e imagens que você vê.
A maioria dos monitores LCD utiliza tecnologia de matriz ativa. Um transistor de película fina (TFT - Thin Film Transistor) distribui pequenos transistores e capacitores em uma matriz no vidro do monitor. Para selecionar um pixel específico, a linha em questão é acionada e uma carga é enviada para a coluna correta. Como todas as outras linhas que a coluna intercepta estão desligadas, somente o capacitor no pixel designado recebe uma carga. O capacitor é capaz de reter a carga até o próximo ciclo de atualização.
 Foto cedida Sony Um monitor de tela plana da Sony |
Agora que você sabe como a tecnologia LCD funciona, vamos ver alguns recursos exclusivos dos monitores LCD.
Recursos e atributos dos monitores LCD
Para avaliar as especificações dos monitores LCD, você precisa saber de mais algumas coisas. Resolução nativaAo contrário dos monitores CRT, os monitores LCD exibem as informações com eficácia somente na resolução em que foram desenvolvidos, também chamada de resolução nativa. Os monitores digitais exibem cada pixel individual utilizando uma matriz fixa de pontos horizontais e verticais. Se você muda as configurações de resolução, o LCD redimensiona a imagem e a qualidade piora um pouco. As resoluções nativas mais comuns são:
- 17 polegadas = 1024x768
- 19 polegadas = 1280x1024
- 20 polegadas = 1600x1200
Quando você olha lateralmente para um monitor LCD, a imagem pode aparecer parcialmente ou até desaparecer. As cores também podem estar trocadas. Para compensar este problema, os fabricantes de monitores LCD criaram ângulos de visão maiores. (Não confunda isto com um monitor de tela plana, que é um monitor fisicamente maior.) Os fabricantes medem o ângulo de visão em graus (quanto mais graus, melhor). Procure por monitores com ângulo de visão entre 120 e 170 graus. Os fabricantes medem os ângulos de visualização de maneira diferente. A melhor forma de avaliá-los é testá-los você mesmo. Verifique o ângulo superior e inferior, assim como os ângulos laterais. Pense na maneira como você vai utilizar o monitor.
Brilho ou luminosidade
Esta é a medida para a quantidade de luz que o monitor LCD produz. Ela é medida em nits ou candelas por metro quadrado (cd/m2). Um nit equivale a uma candela por m2. As taxas de brilho típicas para um monitor convencional variam de 250 a 350 cd/m2. Para exibir filmes, uma taxa de luminância de 500 cd/m2 é desejável.
Contraste
A taxa de contraste classifica o grau de diferença entre um branco brilhante e um preto escuro que um monitor produz. Esta medida é geralmente expressa através de uma taxa, como por exemplo, 500:1. Geralmente, as taxas de contraste variam de 450:1 a 600:1 e podem chegar a até 1000:1. As taxas maiores do que 600:1 são pouco perceptíveis em relação às taxas mais baixas.
Taxa de resposta
A taxa de resposta indica a velocidade com que os pixels do monitor podem mudar de cor. Quanto mais rápido, melhor. Isso ajuda a reduzir o efeito "fantasma" que acontece quando uma imagem se move e deixa um rastro, em vídeos ou jogos.
Ajustabilidade
Ao contrário dos monitores CRT, os monitores LCD têm muito mais flexibilidade e você pode posicionar a tela da maneira como quiser. Os monitores LCD podem girar, se inclinar para cima e para baixo e até mesmo mudar do formato paisagem (o plano horizontal é mais longo que o vertical) para o modo retrato (o plano vertical é mais longo que o horizontal). Além disso, como os monitores LCD são leves e finos, a maioria tem suportes para parede ou para montagem com apoio.
Além dos recursos básicos, alguns monitores LCD têm outras conveniências como alto-falantes integrados, portas USB e travas anti-roubo.
Monitores CRT
Um monitor CRT contém milhões de pequenos pontos de fósforo vermelhos, verdes e azuis que brilham quando são atingidos por um feixe de elétrons que viaja através da tela para criar uma imagem visível. A ilustração a seguir mostra como isso funciona dentro do CRT. |
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Existem 3 maneiras de filtrar o feixe de elétrons para obter uma imagem correta na tela do monitor: máscara de sombra, grade de abertura e máscara de fenda. Estas tecnologias também causam impacto na definição da exibição do monitor. Vamos ver de perto cada uma delas
Recursos e atributos dos monitores CRT
Para avaliar as especificações dos monitores CRT, você precisa saber de mais algumas coisas. Máscara de sombraUma máscara de sombra é uma tela de metal fina cheia de buracos pequenos. Três feixes de elétrons passam pelos buracos para focar em um único ponto na superfície de fósforo do monitor CRT. A máscara de sombra ajuda a controlar os feixes de elétrons para que atinjam o fósforo correto com a intensidade correta para criar a cor desejada e formar a imagem no monitor. Os feixes indesejados são bloqueados ou "sombreados".
Grade de abertura
Os monitores baseados na tecnologia Trinitron, criada pela Sony, utilizam uma grade de abertura em vez de um tubo tipo máscara de sombra. A grade de abertura é formada por pequenos fios verticais. Os feixes de elétrons passam pela grade de abertura para iluminar o fósforo na placa frontal. A maioria dos monitores que utiliza esta grade tem uma placa frontal plana. Isso ajuda a exibir uma imagem menos distorcida em toda a superfície do monitor, em relação aos monitores CRT que utilizam máscara de sombra. Entretanto, os monitores que utilizam grade de abertura são um pouco mais caros.
Máscara de fenda
Um tipo menos comum de monitor CRT é o de tubos slot mask que utiliza uma combinação das tecnologias máscaras de sombra e grade de abertura. Em vez das perfurações arredondadas em monitores CRT de máscara de sombra, um monitor de máscara de fenda utiliza fendas alinhadas verticalmente. Este design gera mais brilho através das transmissões aumentadas de elétrons combinada com a disposição dos pontos de fósforo.
Dot pitchDot pitch é um indicador da nitidez da imagem exibida. Ele é medido em milímetros (mm). Quanto menor o número, mais nítida é a imagem. A medição do dot pitch depende da tecnologia utilizada.
- Em um monitor CRT de máscara de sombra, você mede o dot pich através da distância diagonal entre dois fósforos de cor igual. Alguns fabricantes também podem citar o dot pich horizontal, que é a distância horizontal entre dois fósforos de cor igual.
- O dot pitch de um monitor de grade de abertura é medido através da distância horizontal entre dois fósforos de cor igual. Também é conhecido como stripe pitch.
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O dot pitch está intimamente ligado à resolução de tela. Se você pudesse colocar uma régua no monitor para medir uma polegada, você veria um certo número de pontos, dependendo do dot pitch. Aqui está uma tabela que mostra o número de pontos por centímetro quadrado e por polegada quadrada em cada um destes dot pitches mais comuns.
pixels/cm2 | pixels/polegada2 | |
Nos monitores baseados na tecnologia CRT, a taxa de atualização é o número de vezes que a imagem é exibida no monitor a cada segundo. Se o seu monitor CRT tiver uma taxa de atualização de 72 Hertz (Hz), então ele faz uma varredura de todos os pixels de cima para baixo 72 vezes por segundo. As taxas de atualização são muito importantes porque elas controlam o flicker (cintilação luminosa) e você verá que quanto mais alta for a taxa de atualização, melhor. Se forem realizados poucos ciclos por segundo, você vai perceber o cintilar da tela, que pode causar dores de cabeça e cansaço nos olhos.
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Resoluções múltiplas
Como um monitor CRT utiliza feixes de elétrons para criar imagens em uma tela de fósforo, ele suporta a resolução que coincide com o seu tamanho físico dos pontos (pixels) como também com resoluções inferiores. Por exemplo, um monitor com uma grade física de 1280 linhas por 1024 colunas pode, obviamente, exibir uma resolução máxima de 1280x1024 pixels. Ele também suporta resoluções menores como 1024x768, 800x600 e 640x480. Como dito antes, um monitor LCD funciona bem somente em sua resolução nativa.
LCDs x CRTs
Se você está pensando em comprar um monitor novo, analise as diferenças entre o CRT e o LCD. Escolha o monitor que atenda melhor às suas necessidades específicas, seus aplicativos e seu orçamento. Vantagens dos monitores LCD- Precisam de menos energia - o consumo de energia varia muito entre as diferentes tecnologias. Os monitores CRT precisam de muita energia, algo em torno de 100 watts para um monitor de 19 polegadas. Já um monitor LCD do mesmo tamanho consome 45 watts. Os monitores LCD também geram menos calor.
- Menores e mais leves - um monitor LCD é significativamente mais fino e tem a metade do peso de um monitor CRT. Além disso, você pode instalar um monitor LCD em um suporte ou na parede, o que aumenta a área livre de trabalho.
- Ajustável - os monitores LCD são muito mais ajustáveis do que os CRT. Nos LCDs, você pode ajustar a inclinação, altura, rotação e orientação a partir do modo horizontal para o vertical. Como foi dito antes, você também pode instalá-lo na parede ou em um suporte.
- Menor cansaço visual - os monitores LCD lidam com cada pixel individualmente, por isso não produzem cintilação como os monitores CRT. Além disso, os monitores LCD exibem melhor o texto.
- Mais baratos. Os preços dos LCDs estão baixando, mas os CRTs ainda são mais baratos.
- Melhor representação das cores. Os monitores CRT exibem as cores e diferentes gradações de cor com mais precisão do que os monitores LCD. Entretanto, os monitores LCD estão avançando neste aspecto, especialmente os modelos mais novos que utilizam tecnologia de calibração de cor.
- Melhor resposta. Os monitores CRT têm menos problemas com o efeito fantasma e borrões porque eles redesenham a tela mais rápido do que os monitores LCD. Mais uma vez, os fabricantes de monitores LCD estão avançando nesta área e os monitores têm respostas cada vez mais rápidas.
- Resoluções múltiplas. Se você precisa mudar sua resolução para diferentes aplicativos, escolha um monitor CRT. Os monitores LCD ainda não funcionam tão bem em múltiplas resoluções.
- Mais resistentes. Eles são maiores e mais pesados do que os LCDs, mas também são menos frágeis.
Monitores duplos
Uma maneira de expandir a visualização do seu computador é adicionar um segundo monitor. Utilizar dois monitores aumenta a produtividade e acrescenta muito à sua experiência com computadores. Com 2 monitores, você pode:- visualizar planilhas maiores
- fazer alterações no código de uma página da Web em um monitor e visualizar os resultados no segundo monitor
- abrir 2 aplicativos diferentes, como um documento do Word em um monitor e o navegador da Web no segundo
Além do hardware, você também deve verificar o sistema operacional para saber se ele suporta o uso de 2 monitores. Os Windows 98 SE, ME, 2000 e XP suportam múltiplos monitores.
Se você quer aumentar a sua área de trabalho, especialmente para aplicativos financeiros ou de design 3D, você pode até implementar 3 ou mais monitores.
Outras tecnologias
Monitores de toque de telaOs monitores com tecnologia de toque de tela permitem que você utilize o computador e os aplicativos tocando na superfície do monitor. A tecnologia é implementada através de uma série de métodos, incluindo sensores infra-vermelhos, resistores sensíveis à pressão e capacitores eletrônicos.
Monitores sem fios
Semelhantes em aparência aos Tablets PC, os monitores sem fios utilizam tecnologia como 802,11b/g para se conectar ao seu computador sem usar um cabo. Muitos têm botões e controles para o mouse e navegação na Web e alguns até têm teclados. Os monitores são alimentados por baterias e são relativamente leves. A maioria também é sensível ao toque.
Integração com televisões e HDTV
Alguns monitores têm seletores de canal para que você possa assistir TV a cabo no seu computador. Também existem monitores que aceitam conexão S-video de dispositivos de vídeo. Alguns recursos adicionais: picture-in-picture, picture-on-picture, controle remoto e suporte à televisão de alta definição (HDTV).
Hoje, a VESA é uma organização internacional que promove e desenvolve padrões de interface que visam a interoperabilidade entre os monitores. A VESA incentiva a indústria dos PCs e colabora para o aprimoramento das tecnologias de monitores de tela plana, monitores, gráficos, softwares, sistemas e até redes domésticas e PC theater.
Tendências dos monitores
Padrão DisplayPortA VESA está criando uma nova interface de visor digital para monitores LCD, plasma, CRT e monitores de projeção. Esta nova tecnologia, chamada DisplayPort (em inglês), suporta saída digital protegida para alta definição e outros conteúdos, além de desempenho melhorado.
De acordo com a VESA, o padrão DisplayPort vai fornecer uma interface digital de alta qualidade para conteúdo de áudio e vídeo com proteção opcional de conteúdo. O objetivo é permitir suporte para uma ampla variedade de dispositivos de exibição, além de combinar tecnologias. As saídas de áudio e vídeo estarão disponíveis em um mesmo cabo. Existirá um conector menor de vídeo para dispositivos menores, como os notebooks, e o padrão de distribuição de conteúdo de áudio e vídeo será transmitido em alta definição.
Diodos orgânicos emissores de luz
Os diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs) são visores LEDs (diodos emissores de luz) com uma fina camada que não requer uma luz de fundo para funcionar. O material emite luz quando é estimulado por uma corrente elétrica, conhecida como eletroluminescência. Os OLEDs são formados por elementos vermelhos, verdes e azuis que se combinam para criar as cores desejadas. As vantagens dos OLEDs são: baixo consumo de energia, processo de produção barato, melhorias no contraste e cor e a possibilidade de se dobrar.
SED (Visores emissores de elétrons de superfície condutora)
É uma nova tecnologia que está sendo desenvolvida por uma parceria entre a Canon e a Toshiba. Assim como os monitores CRT, os SEDs também geram imagens por meio de elétrons que colidem com uma película revestida de fósforo para emitir luz. A diferença é que, ao invés de utilizar um longo tubo com um canhão de elétrons, o SED utiliza pequenos emissores de elétrons e um monitor de tela plana.
Como funciona a conexão de rede doméstica
Introdução
Até recentemente, as redes domésticas eram domínio quase que exclusivo dos tecnófilos: a maioria das famílias ou não precisava ou não podia adquirir mais que um computador. Mas agora, um único computador não é mais suficiente para muitas famílias. Em um lar com vários computadores, uma rede caseira torna-se uma necessidade mais do que um brinquedo tecnológico.Se estiver pensando em colocar os computadores da sua casa em rede, você tem várias opções para explorar. Neste artigo, você vai aprender sobre os diferentes tipos de redes de computador domésticas, como elas funcionam e o que você deve saber se estiver planejando criar uma.
- arquivos e documentos;
- uma conexão com a Internet;
- impressoras, scanners e outros aparelhos.
- mais do que um computador;
- hardware (como um roteador) e software (tanto embutido no sistema operacional quanto como um aplicativo separado) para coordenar a troca de informações;
- um caminho para as informações seguirem de um computador para outro.
 O roteador conecta os computadores uns aos outros. Se você conectá-lo ao seu modem, ele também vai conectar a sua rede à Internet. |
Se decidir construir uma rede sem fio, vai precisar realizar algumas etapas para protegê-la (você não quer que seus vizinhos peguem carona no seu sinal sem fio). As opções de segurança sem fio incluem:
- Wired Equivalency Privacy (WEP) (privacidade equivalente à rede com fio);
- WiFi Protected Access (WPA)(acesso protegido Wi-Fi);
- filtragem de endereço MAC (Media Access Control - controle de acesso à mídia).
Se planeja conectar somente dois computadores, tudo o que vai precisar é de um cartão de interface de rede (NIC) em cada computador e um cabo para ligá-los. O cabo mais comumente usado é o UTP (cabo de par trançado sem blindagem de categoria 5) Se quiser conectar vários computadores ou outros dispositivos, você precisará de um equipamento adicional: um roteador Ethernet. Também vai precisar de um cabo para conectar cada computador ou dispositivo ao roteador.
 Foto cedida HowStuffWorks Shopper Este roteador Belkin fornece conexões sem fio e Ethernet e age como um firewall |
As etapas que você precisará seguir para configurar seus computadores também vão variar dependendo do hardware e do sistema operacional. Estes links (em inglês) incluem mais detalhes sobre como fazer os computadores conversarem uns com os outros.
- A Microsoft usando Windows 98: rede doméstica
- Rede Small Office e Home da Microsoft com Windows XP
- AirPort Express da Apple
- Colocando um Mac em rede com um PC com Windows
- Redes e compartilhamento: Mac OSX Tiger
Como funciona o FireWire
Introdução
Se você gosta de vídeo digital, provavelmente já ouviu o termo FireWire. Talvez o conheça como o i.LinkIEEE 1394, seu nome oficial. O FireWire é uma maneira de conectar diferentes partes de um equipamento, de forma que possam transmitir informações de forma fácil e rápida. da Sony ou então como
Porta Firewire de um Notebook
- alta taxa de transferência
- capacidade de colocar vários dispositivos no barramento
- facilidade de uso
- função hot-pluggable (conectar os equipamentos sem os desenergizar)
- fornecimento de energia pelo cabo
- desempenho plug-and-play
- baixo custo de cabeamento
- baixo custo de implementação
O que é FireWire
 Soquetes FireWire 400 |
Digamos que a sua filmadora digital esteja conectada ao seu computador. Quando ele é iniciado, cria uma fila de dispositivos conectados ao barramento e distribui um endereço a cada um deles, em um processo chamado de enumeração. O FireWire é plug-and-play, ou seja, se você conectar um dispositivo FireWire, ele será detectado automaticamente pelo sistema operacional, que pedirá o disco com o driver do dispositivo. Se ele já tiver sido instalado anteriormente, o computador simplesmente o ativa e comunica-se com ele. Os dispositivos FireWire são hot pluggable, o que significa que podem ser conectados e desconectados a qualquer momento, mesmo que o fornecimento de energia esteja ligado.
Especificações FireWire
A especificação FireWire original, FireWire 400 (1394a), era mais rápida que o USB quando foi lançada. O FireWire 400 ainda é usada e apresenta:- taxas de transferência de até 400 Mbps
- distância máxima entre dispositivos de 4,5 m (comprimento do cabo)
HD externo firewire
O lançamento do USB 2.0, que apresenta velocidades de transferência de até 480 Mbps e até 5 m de distância entre dispositivos, acabou com a diferença entre esses dois padrões concorrentes. Porém, em 2002, o FireWire 800 (1394b) começou a aparecer nos dispositivos à venda. Assim, o USB 2.0 foi esquecido. O FireWire é capaz de:
- taxas de transferência de até 800 Mbps
- distância máxima entre dispositivos de 100 m (comprimento do cabo)
FireWire contra USB
A principal diferença entre o FireWire e o USB é que o primeiro é destinado a dispositivos que trabalham com muito mais dados, como filmadoras, DVD players e equipamentos de áudio digital. Ambos compartilham várias características, mas se diferem em alguns pontos importantes. Abaixo, um resumo:| Característica | ||||
| 1.1 | 2.0 | 400 | 800 | |
| Taxa de transferência de dados | 12 Mbps | 480 Mbps | 400 Mbps | 800 Mbps |
| Número de dispositivos | 127 | 127 | 63 | 63 |
| Plug and play | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Hot-pluggable | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Dispositivos isócronos | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Energia fornecida pelo barramento | Sim | Sim | Sim | Sim |
| Requerida terminação do barramento | Não | Não | Não | Não |
| Tipo de barramento | Serial | Serial | Serial | Serial |
| Tipo de cabo | Par trançado (4 fios: 2 de energia, 1 conjunto de par trançado) | Par trançado (4 fios: 2 de energia, 1 conjunto de par trançado) | Par trançado (6 fios: 2 de energia, 2 conjuntos de pares trançados) | Par trançado (8 fios: 2 de energia, 2 conjunto de pares trançados, 2 terra) |
| Compartilhável | Sim - baseado no host | Sim - baseado no host | Sim - ponto a ponto | Sim - ponto a ponto |
| Topologia de rede | Cadeia | Cadeia | Hub | Hub |
Velocidade à parte, a grande diferença entre o FireWire e o USB 2.0 é que este último é baseado no host, o que significa que o dispositivo tem que estar conectado a um computador para realizar a comunicação. O FireWire é peer-to-peer (ponto a ponto), o que significa que duas câmeras FireWire podem se comunicar entre si sem passar por um computador.
Cabos e conectores FireWire
Os dispositivos FireWire podem ser alimentados ou não por energia elétrica. O FireWire permite que os dispositivos obtenham energia pela conexão. Dois condutores de energia no cabo podem fornecer energia (máximo de 8 a 30 volts e 1,5 ampères) do computador a um dispositivo sem energia. Dois jogos de pares trançados transportam os dados em um cabo FireWire 400 utilizando uma configuração de 6 pinos. |
 Cabo adaptador FireWire (configuração de 9 pinos à esquerda) |
Enviando dados via FireWire
O FireWire utiliza endereçamento fixo de 64 bits, baseado no padrão IEEE 1212 (em inglês). Existem três partes para cada pacote de informações enviado por um dispositivo via FireWire:- um ID de barramento de 10 bits, que é usada para determinar de qual barramento FireWire os dados vieram;
- um ID físico de 6 bits, que identifica qual dispositivo no barramento enviou os dados;
- uma área de armazenamento de 48 bits, que é capaz de endereçar 256 terabytes de informação em cada nó.
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Agora que vimos como funciona o protocolo de conexão FireWire, vamos dar uma olhada mais de perto em uma das aplicações mais populares: a transmissão de vídeo digital.
FireWire e o vídeo digital
O FireWire realmente se destaca quando se trata de aplicações de vídeo digital. A maioria das câmeras digitais ou filmadoras possuem hoje um conector FireWire. Quando você liga uma filmadora ao computador usando o FireWire, a conexão é fantástica. |
Você pode facilmente criar e editar projetos de vídeos personalizados usando discos rígidos rápidos, uma filmadora digital e um computador. Com o software adequado, o computador e a câmera se comunicam. O computador pode baixar todos os vídeos automaticamente e com clareza digital perfeita. Como o conteúdo é digital do início ao fim, não há perda de qualidade quando se trabalha com sucessivas produções.
Como funcionam as portas USB
Introdução
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Qualquer pessoa envolvida com computadores nos últimos anos conhece os problemas que o Universal Serial Bus (USB) está tentando solucionar. No passado, a conexão de dispositivos a um computador costumava ser uma dor de cabeça.
- As impressoras eram conectadas às portas paralelas e a maioria dos computadores continham apenas uma porta. Dispositivos como Zip drives externos, que necessitam de uma conexão de alta velocidade no computador, podem utilizar a porta paralela da mesma forma, geralmente com pouco sucesso e baixa velocidade.
- Os modems utilizavam a porta serial, da mesma forma que muitas impressoras e uma variedade de dispositivos, tais como os computadores portáteis Palm Pilots e câmeras digitais. A maioria dos computadores possuem, no máximo, duas portas seriais, e quase sempre são muito lentas.
- Os dispositivos que antes necessitavam de conexões mais rápidas possuíam suas próprias placas, que se encaixam em slots de expansão dentro do gabinete do computador. Infelizmente o número de slots de expansão é limitado e, em alguns casos, é necessário um técnico experiente para instalar o software.
Atualmente, quase todos os periféricos estão disponíveis em uma versão para USB. Um exemplo de dispositivos USB que podem ser adquiridos hoje incluem:
- impressoras
- scanners
- mouse
- joysticks
- consoles para simuladores de vôo
- câmeras digitais
- Webcams
- dispositivos para aquisição de dados científicos
- modems
- caixas de som
- telefones
- vídeo fones
- dispositivos de armazenamento
- conexões de rede
 A abertura retangular é uma porta USB, geralmente localizada na parte de trás do PC |
 Um conector USB típico, conhecido como conector "A" |
Muitos dispositivos USB já vêm acompanhados de cabo próprio e este cabo possui uma conexão USB do tipo "A". Caso contrário, o dispositivo possui um soquete acoplado que aceita um conector USB do tipo "B".
 Uma conexão típica do tipo "B" |
- "A" - ponta do conector "upstream" para conectar no computador.
- "B" - ponta do conector "downstream" para conectar no dispositivo.
Hub USB
Computadores novos vêem, por exemplo, com duas ou mais portas USB. E, com tantos dispositivos USB no mercado, geralmente não há portas suficientes. Suponhamos que em um computador existe uma impressora, um scanner, uma webcam e uma conexão de rede, todos com parão USB. Se o computador possui apenas duas conexões, então a questão óbvia é "como conectar todos esses dispositivos?"
A solução mais fácil para o problema é comprar um hub USB barato. O padrão USB suporta até 127 dispositivos, sendo o hub UBS parte deste padrão.
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 Um hub USB típico de quatro portas aceita até 4 conexões do tipo "A" |
Há hubs que funcionam com energia ou sem energia. Como veremos na próxima página, o padrão USB permite aos dispositivos que obtenham a sua energia a partir da conexão USB. Obviamente, um dispositivo de alta-potência, como uma impressora ou scanner, terá a sua própria fonte de alimentação. No entanto, dispositivos de baixa potência, como o mouse e as câmeras digitais, obtêm a energia a partir do barramento, de forma a simplificá-los. A energia (de até 500 milliampères a 5 volts) é gerada pelo computador. Caso possua muitos dispositivos com energia própria (como impressoras e scanners), então seu hub não necessita ser alimentado se nenhum dos dispositivos conectados ao hub necessita de energia adicional. Caso tenha vários dispositivos que não possuem energia própria, como mouse e câmeras, então será necessário um hub com alimentação de energia. Neste caso, o hub possui um transformador próprio que fornece energia ao barramento, de forma que os dispositivos não sobrecarregam o fornecimento de energia do computador.
O processo USB
Quando o host (computador) é iniciado, ele interroga todos os dispositivos conectados ao barramento e designa um endereço para cada um. Esse processo é chamado de enumeração. Os dispositivos são também enumerados ao se conectarem ao barramento. O host também encontra, a partir de cada dispositivo, o tipo de transferência de dados que o mesmo deseja realizar:- Interrupção - usado em dispositivos como o mouse ou teclado, que enviarão pouquíssimos dados.
- Bulk - um dispositivo como uma impressora, que recebe dados em grandes pacotes, utiliza esse modo de transferência. Um bloco de dados é enviado à impressora (em 64 fragmentos de bytes) e verificado para garantir se está correto.
- Isócrono - um dispositivo de transmissão contínua (como alto-falantes) utiliza esse modo. Os dados fluem entre o dispositivo e o host em tempo real e não há correção de erros.
O USB divide a largura de banda disponível em frames e o host controla os frames. Os frames contêm 1.500 bytes e um novo frame tem início a cada milissegundo. Durante um frame, dispositivos isócronos e de interrupção obterão um slot, assim as larguras de banda necessárias serão garantidas. As transferências de pacotes de dados e de controle utilizam qualquer espaço deixado. Os links técnicos presentes no final desse artigo contém maiores detalhes se você quiser aprender mais sobre esse assunto.
Características do USB
O Universal Serial Bus possui as seguintes características:
- O computador atua como um host.
- Podem ser conectados ao host até 127 dispositivos, diretamente ou através de hubs USB.
- Cabos individuais USB podem ter até 5 metros; com hubs, os dispositivos podem ficar até 30 metros de distância do host (o equivalente a seis cabos).
- Com o USB 2.0, o barramento possui uma taxa máxima de transferência de dados de 480 megabits por segundo.
- Um cabo USB possui dois fios para energia (+5 volts e o fio terra) e um par trançado para a condução dos dados.
- Nos cabos de energia, o computador poderá fornecer até 500 milliampères de energia a 5 volts.
- Os dispositivos de baixa-potência (como o mouse) poderão puxar a energia diretamente do barramento. Os dispositivos de alta-potência (como impressoras) possuem fonte própria de alimentação e exigem mínima energia do barramento. Os hubs podem ter suas próprias fontes de energia para fornecer energia aos dispositivos conectados a ele.
- Os dispositivos USB são hot-swappable (conectáveis "a quente"), ou seja, podem ser conectados e desconectados a qualquer momento.
- Os diversos dispositivos USB podem ser colocados no modo sleep (hibernar) pelo computador host, quando o computador entrar no modo de economia de energia.
 Interior de um cabo USB: existem dois fios para a energia, +5 volts (vermelho) e o fio terra (marrom), e um par trançado (amarelo e azul) de fios para a condução dos dados. O cabo é blindado. |
O padrão para o USB 2.0 foi lançado em abril de 2000, como uma versão atualizada do USB 1.1.
USB 2.0 (USB de alta velocidade) fornece uma largura de banda adicional para as aplicações de multimídia e de armazenamento e possui uma transmissão de dados 40 vezes mais rápida do que a do USB 1.1. Para possibilitar uma transição suave, tanto aos consumidores quanto aos fabricantes, o USB 2.0 possui plena compatibilidade com os dispositivos USB originais, além de funcionar com os mesmos cabos e conectores fabricados para a UBS original.
O USB 2.0 suporta três velocidades (1.5, 12 e 480 megabits por segundo), suporta também dispositivos com baixa largura de banda, tais como teclados e mouses, bem como os dispositivos de largura de banda alta, como: Webcams, scanners, impressoras e sistemas de armazenamento de alta capacidade. O desenvolvimento da interface USB 2.0 permitiu que os fabricantes, líderes da indústria de PCs, planejassem muito rapidamente ao desenvolverem uma nova geração de periféricos para complementar os PCs de alto desempenho já existentes. A velocidade de transmissão do USB 2.0 também facilitou o desenvolvimento de novos PCs e seus aplicativos. Além do aumento da funcionalidade e do estímulo à inovação, o USB 2.0 aumenta a produtividade das aplicações de usuário e permite ao mesmo trabalhar com múltiplos aplicativos para PCs de uma única vez ou diversos periféricos de alto desempenho de modo simultâneo
Como funcionam as portas seriais
Introdução
Considerada uma das conexões externas mais básicas para um computador, a porta serial é parte integrante da maioria dos computadores há mais de 20 anos. Embora muitos sistemas novos tenham abolido a porta serial completamente, colocando em seu lugar conexões USB, a maioria dos modens ainda utiliza a porta serial, assim como algumas impressoras, PDAs e câmeras digitais. Poucos computadores possuem mais de duas portas seriais. Duas portas seriais na parte de trás de um PC |
Precisa-se de UART
Todos os sistemas operacionais em uso atualmente suportam portas seriais. Isso porque elas estão presentes há décadas. As portas paralelas são uma criação mais recente e são muito mais rápidas que as portas seriais. As portas USB têm apenas alguns anos de vida e provavelmente irão substituir completamente as portas seriais e paralelas dentro de alguns anos. O nome "serial" vem do fato de que uma porta serial "serializa" os dados. Isto é, ela pega um byte de dado e transmite os 8 bits de byte, um por vez. A vantagem é que uma porta serial necessita de apenas um fio para transmitir os 8 bits (uma porta paralela necessita de 8). A desvantagem é que ela leva 8 vezes mais tempo para transmitir os dados do que se tivesse 8 fios. As portas seriais tornam os cabos menores, diminuindo seu custo.Antes de cada byte de dado, uma porta serial envia um bit de partida (start bit), que é um bit único com o valor 0. Após cada byte de dado, ela envia um bit de parada (stop bit) que indica que o byte está completo. Ela pode enviar também um bit de paridade.
As portas seriais, também chamadas de portas de comunicação (COM), são bidirecionais. A comunicação bidirecional permite que cada dispositivo receba e envie dados. Dispositivos seriais utilizam diferentes pinos para receber e transmitir dados, pois a utilização dos mesmos pinos limitaria a comunicação a uma conexão do tipo half-duplex, o que significa que a informação poderia trafegar em apenas uma direção por vez. A utilização de pinos diferentes permite a comunicação full-duplex, em que a informação pode trafegar nas duas direções ao mesmo tempo.
 Este chip Dual Inline Package (DIP) de 40 pinos é uma variação do chip UART NS16550D da National Semiconductor |
A conexão serial
O conector externo para uma porta serial pode ser tanto de 9 como de 25 pinos. Originalmente, a utilização principal de uma porta serial era conectar um modem ao computador. As funções dos pinos refletem isso. Vejamos o que acontece em cada pino quando um modem é conectado. Conectores seriais de 9 e de 25 pinos |
1. Detector de portadora (carrier detect) - determina se o modem está conectado a uma linha telefônica em operação.Conector de 25 pinos:
2. Recebimento de dados (receive data) - o computador recebe as informações enviadas pelo modem.
3. Transmissão de dados (transmit data) - o computador envia informações ao modem.
4. Terminal pronto (data terminal ready) - o computador avisa ao modem que está pronto para se comunicar.
5. Sinal de terra (signal ground) - pino ligado a terra.
6. Modem pronto (data set ready) - o modem avisa ao computador que está pronto para se comunicar.
7. Solicitação de envio (request to send) - o computador pergunta ao modem se pode enviar informações.
8. Pronto para enviar (clear to send) - o modem avisa ao computador que as informações podem ser enviadas.
9. Indicador de sinal (ring indicator) - assim que a ligação é estabelecida, o computador reconhece o aviso (enviado pelo modem) que indica que o sinal foi detectado.
1. Não utilizado.A tensão nos pinos do conector pode estar em dois estados: ligada ou desligada. Ligado (valor binário "1") significa que o pino está transmitindo um sinal entre -3 e -25 volts, enquanto desligado (valor binário "0") significa que ele está transmitindo um sinal entre +3 e +25 volts.
2. Transmissão de dados (transmit data) - o computador envia informações ao modem.
3. Recebimento de dados (receive data) - o computador recebe as informações enviadas pelo modem.
4. Solicitação de envio (request to send) - o computador pergunta ao modem se pode enviar informações.
5. Pronto para enviar (clear to send) - o modem avisa ao computador que as informações podem ser enviadas.
6. Modem pronto (data set ready) - o modem avisa ao computador que está pronto para se comunicar.
7. Sinal de terra (signal ground) - o pino está ligado à terra.
8. Detector do sinal de linha recebida (received line signal detector) - determina se o modem está conectado a uma linha funcional.
9. Não utilizado: loop de corrente de tansmissão - retorno (+).
10. Não utilizado.
11. Não utilizado: loop de corrente de tansmissão - dados (-).
12. Não utilizado.
13. Não utilizado.
14. Não utilizado.
15. Não utilizado.
16. Não utilizado.
17. Não utilizado.
18. Não utilizado: loop de corrente de recepção - dados (+).
19. Não utilizado.
20. Terminal de dados pronto (data terminal ready) - o computador avisa ao modem que está pronto para se comunicar.
21. Não utilizado.
22. Indicador de sinal (ring indicator) - assim que a ligação é estabelecida, o computador reconhece o aviso (enviado pelo modem) que indica que o sinal foi detectado.
23. Não utilizado.
24. Não utilizado.
25. Não utilizado: loop de corrente de recepção - retorno (-).
Controle de fluxo
Um importante aspecto da comunicação serial é o conceito de controle de fluxo. Trata-se da habilidade de um dispositivo em ordenar que outro pare de enviar dados por um momento. Os comandos Solicitação de envio (RTS), Pronto para enviar (CTS), Terminal pronto (DTR) e Modem pronto (DSR) são utilizados para habilitar o controle de fluxo. Placa com duas portas seriais |
Com o controle de fluxo, o modem pode parar o fluxo de dados provenientes do computador antes que ele ultrapasse o buffer do modem. O computador envia constantemente um sinal no pino RTS e verifica se há sinal no pino CTS. Se não houver resposta do pino, o computador pára de enviar os dados, aguardando a resposta do pino CTS antes de reiniciar. Isso permite que o modem mantenha o fluxo de transferência de dados sem maiores problemas.
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