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| Esta pesquisa deve fornecer um conteúdo atualizado sobre o tema acima. Não esqueça de incluir as
| | = Apresentação = |
| referëncias (fontes) no último item, reforçando que não deve ser um Copy/Paste e sim uma síntese
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| das pesquisas que fizer.
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| = Conceito =
| | * Faça aqui o upload do vídeo, ppt, pdf ou imagem relativa ao funcionamento de um computador envolvendo os temas abordados na linha de hardware |
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| Hardware pode ser definido a grosso modo como a parte física de um computador, ou seja, o conjunto de equipamento eletrônicos, circuitos integrados e placas que utilizam barramentos para se comunicarem, ele é responsável por diversas funções entre processamento até armazenamento de dados como por exemplo: processadores, memorias (RAM, ROM), HDs (Hard Disk). Porém o conceito de hardware vai muito além do que apenas dispositivos dentro do gabinete de um PC, muitos dos dispositivos encontrados em nosso dia a dia também podem ser chamados de Hardware com por exemplo: sensores, scanners, leitores de códigos de barra. Um hardware se comunica comumente com um software este funciona com funções logicas que manda informações em códigos binários que seriam um alfabeto digitalizado afim de garantir maior segurança nos dados enviados, esses códigos são compostos por dois dígitos por isso recebem o nome de código binário tendo como resposta “0” ou “1”, a partir desse código um hardware executa funções pré-determinadas por um software transformando assim o computador em algo útil.
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| = Componentes de um PC = | | = Funcionamento = |
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| Um PC é composto por diversos Hardwares os quais recebem funções únicas e fundamentais para o funcionamento de um computador serão listados a seguir os principais componentes de um PC.
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| • Placa-mãe: Responsável por interligar todos os hardwares dentro de um PC como processador, memorias, placas de vídeo e demais componentes sejam eles componentes internos ou componentes externos, é na placa mãe que todos os hardwares de um computador são conectados. O desempenho de uma placa mãe está diretamente ligado ao chipset este por sua vez é o responsável pela comunicação entre os dispositivos do PC. Um Chipset é divido em duas pontes: Ponte Norte também denominada controladora de sistema, essa ponte integra o controlador de memória, a ponte de barramento local-PCI, ponte de barramento local-AGP, e em chipsets mais antigos está integrado ao controlador de memória cache L2. Ponte Sul também denominada controlador de periféricos, funciona diferentemente da primeira ponte ao invés de integrar componentes de processamento a ponte sul faz o interfaceamento básico de periféricos integrados a placa mãe, possui também barramentos de expansão como USB, nele estão integrados o controlador de interrupções, o controlador de DMA, o relógio de tempo real e a memória de configuração, além do circuito super I/O que é integrado ao chipset interagindo com controlador e teclados portas serias entre outros. Uma placa mãe também possui um circuito integrado denominado gerador de clock responsável por gerar clocks de processamento.
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| | | * Descreva o funcionamento de um computador envolvendo suas várias partes |
| • Processador: Também denominado como CPU (Central Processing Unit), é um circuito programável afim de executar uma determinada tarefa, a grosso modo pode-se dizer que o papel do processador é receber dados, processando-os conforme a sua programação e dar uma saída ao processamento, nos microprocessadores usados em PCs têm uma capacidade muito elevada de processamento podendo fazer uma infinidade de coisas. Um processador se comunica diretamente com o controlador de memória visto que muitas vezes as tarefas executadas são demasiadamente grandes para serem armazenadas nos caches de memória do processador, então as informações de processamento são passadas para a memória RAM e são posteriormente “chamadas” pelo processador para serem executadas, vale destacar que o processador não se comunica diretamente com a memória e sim com o chipset da placa-mãe (Ponte-norte).Essa conexão é feita através de barramentos que é caminho para troca de dados entre dois ou mais circuitos utilizando em geral uma comunicação paralela, o barramento que liga o processador à memória e chamado de barramento local e pode ser dividido em três grupos : Barramento de dados por onde os dados circulam, Barramento de endereços por onde são fornecidas as informações de endereço, Barramento de controle informa situações adicionais como se operação é de leitura ou escrita. Sendo assim o processador é um dos principais hardwares de um computador porque por ele passam todas as tarefas executadas por um usuário.
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| • Memória RAM: Muito utilizada pelo processador, tem grande influência na velocidade de funcionamento de um PC, ou seja, uma máquina com uma grande quantidade de memória RAM consequentemente terá um melhor desempenho, sendo assim também um dos principais componentes do computador. A memória RAM (Random Access Memory) é um circuito eletrônico de memória que permite leitura e escrita de dados em seu interior, é uma memória de acesso rápido, porem depende de alimentação elétrica para o seu funcionamento, sendo assim quando se desliga o computador todos os dados contidos nesse tipo de memória são apagados e iniciado a partir do zero quando uma máquina for ligada novamente.
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| • Memoria ROM: Fundamental para iniciação de um sistema, a memória ROM (Read Only Memory) diferentemente da memória RAM que é volátil, ou seja, tem seus dados apagados quando cortada sua alimentação elétrica, a memória ROM tem seus dados mantidos e não podem ser modificados independente de alimentação elétrica ou não. Dentro dessa memoria estão armazenados softwares denominados firmwares existem três tipos de firmwares dentro da memória ROM são eles:
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| BIOS (Basic Input/Output System): Indica ao processador como ele deve trabalhar com os periféricos básicos do sistema como circuitos de apoio.
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| POST (Power-On Self-Test): É um auto teste dos dispositivos presentes na máquina, ele faz todas as verificações necessárias para a inicialização do sistema tais como inicialização de vídeo, teste de memória, teste do teclado, até que por fim ele entrega o microprocessador ao sistema operacional.
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| Setup: Responsável pela configurações dos hardwares presentes na máquina.
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| • HD (Hard Disk): O HD é um unidade de armazenamento de dados permanente, ao contrário da memória RAM que descarta os dados a cada vez que desligamos uma máquina, o HD mantem dados salvos em discos magnéticos mantendo a gravação por vários anos, esses discos giram em alta velocidade e são lidos e acessados por cabeças de leitura ligados a braços moveis que tem o trabalho e ler e acessar dados em qualquer posição dos discos. Existem maneira de otimizar HDs utilizando RAID 0 onde dois ou mais HDs são utilizados como se fossem um só aumentando assim a velocidade de leitura e gravação, outro tipo de RAID é o RAID 1 que utiliza dois HDs e cria uma cópia exata do primeiro no segundo HD tornando os dados mais seguros em casos de falhas mecânicas. No HD comumente é instalado o sistema operacional do computador, visto que ele armazena dados permanentes e tem durabilidade em média de 5 anos.
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| • Leitor e gravador de CD/DVD: É uma unidade responsável pro ler dados, grava-los ou até mesmo fazer ambos simultaneamente. Essa unidade reconhece diferentes tipos CDs ou DVDs tais como:
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| CD/DVD-ROM: Tipo de mídia utilizada para leitura de dados.
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| CD/DVD-R: Tipo de mídia similar ao CD-ROM que vem de fábrica vazia, podendo ser gravada com dados apenas uma vez.
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| CD/DVD-RW: Mídia que permite gravação e regravação de dados.
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| • Placa de rede: Componente fundamental para conexões de rede entre computadores, a partir deles podemos configurar ligações de rede entre dois ou mais micros através de cabos de rede. Ela preparas os dados para que ele possam ser enviadas para o cabo de rede e depois ser transferido para outro computador, a placa de rede utiliza um transceiver que transforma os dados paralelos em dados em série.
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| • Placas de vídeo: Um dos principais componentes do um PC, é responsável por toda parte de vídeo e imagem do computador. Pode ser encontrado embutido numa placa-mãe (onboard), ou mesmo pode ser adquirido a parte (offboard). Nos casos em que a placa de vídeo vem embutida ela terá uma GPU (Graphics Processing Unit) integrada ao chipset, com isso a placa de vídeo tomara parte da memória RAM para a execução de tarefas. Já as placas offboard tem uma GPU exclusiva aumentando o seu desempenho gráfico, visto que ela terá um processador exclusivo para a execução de tarefas. Graças a inserção dos barramentos PCI- Express hoje um computador que dispõem desse barramento pode conter mais de uma placa de vídeo em alguns casos podendo até quadriplicar o desempenho gráfico de um PC.
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| • Placa de Som: Dispositivo composto por um ou mais chips responsáveis por receber ou enviar emissões de áudio. Uma placa de vídeo recebe sinais analógicos e os transforma em sinais digitais para que o Hardware possa ler e interpretar esses dados, o responsável por isso é o ADC ( Analog to Digital
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| Converter) que recebe dados analógicos e converte em dados digitais.
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| • Fontes de Alimentação: Dispositivo elétrico responsável por prover eletricidade para o PC, uma fonte converte tensões alternadas 110 V ou 220 V em tensões contínuas de 3 V, +5 V, +12 V, - 12 V que serão utilizadas por componentes do PC, como por exemplo processador. As fontes de alimentação são conectadas a placa mãe através de conectores ATX12V 1.X para 20 pinos, ATX12V 2.X para 24 pinos, ATX12V para 4 pinos esse conector é utilizado para alimentar o processador EPS 12V tem a mesma função do ATX12V porém utiliza 8 pinos e portanto fornece maior corrente elétrica para o processador.
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| • Modem : Equipamento utilizado para fazer a conexão de um computador em uma rede, o modem trabalha para modular o sinal recebido e enviar um sinal correto de modulação, esses sinais são enviados através da rede telefônica sendo assim um modem de conexão ADSL que é comumente mais utilizado funciona em conjunto com a rede de telefonia e quando configurado adequadamente permite o funcionamento de ambas as partes.
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| = Conexões =
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| <br> | | <br> |
| 3. Um PC pode fazer diversas conexões com o meio externo, para tanto são utilizadas portas que se conectam a outros dispositivos enviando ou recebendo dados necessários, essa conexões são possíveis porque todas as portas de um computador estão ligadas a placa-mãe esta por sua vez quem vai fazer com que o hardware conectado funcione corretamente, serão listadas as principais conexões:
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| • Portas PS/2: São portas relativamente antigas, visto que hoje caíram e desuso, essa porta é utiliza pra conexão de mouses e teclados essa porta também é denominada mini-DIN de 6 pinos devido as portas utilizadas antigamente chamadas de portas DIN compostas por 5 pinos, já as PS/2 são compostas por 6 pinos, normalmente numa placa-mãe encontramos 2 dessas portas de conexão.
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| • Portas seriais: Assim como as portas PS/2 e DIN, as serias atualmente não são muito utilizadas devido a velocidade de envio dos bytes de uma porta serial ser mais baixa os bytes nesse tipo de porta são enviados um por vez tornando assim a conexão um pouco mais lenta em relação a outras portas de conexão dentro de um computador. As portas seriais são compostas por 9 ou 25 pinos, sendo que elas tem como vantagem o fato de serem bidirecionais, ou seja, recebem e enviam dados durante a conexão, também proporciona a utilização de cabos maiores, utilizada em impressoras, scanners, modens mais antigos, ainda é possível encontrar PCs com essa porta, porém tal utilização caiu em desuso.
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| • Porta paralela: É composta por 25 pinos e diferentemente das seriais os bytes são enviados simultaneamente através de 8 vias separadas paralelamente, isso faz com que a porta paralela se torne um opção mais rentável do que as portas seriais por sua velocidade, tendo em vista que as duas são bidirecionais.
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| • FireWire: Porta que é usada para filmadoras antigas, atualmente não tem muitas funções mas ainda existem maquinas que dispõem desse tipo de conexão.
| | * Descreva de forma que fique claro para os leitores, sobre a dinâmica interna de um computador quanto à interação entre as várias partes |
| | | * Pode-se usar (mas pode ser outro exemplo) a apresentação como base para essa descrição. |
| • Porta USB (Universal Serial Bus): A porta USB revolucionou as conexões entre periféricos e placa mãe resolvendo inúmeros problemas e se tornando uma entrada padrão para dispositivos. Esse tipo de porta se tornou muito útil devido a sua capacidade de reconhecer dispositivos sem ter que reiniciar a máquina, além do aumento da velocidade na transmissão de dados. Na sua primeira versão USB 1.0 a transmissão de dados alcançava 12 Mbps o que podia ser considerado inovador, logo depois essa versão foi substituída pelo USB 2.0 que transmitia dados a 480 Mbps, depois dessa versão tivemos o USB 3.0 ou também chamada de SuperSpeed USB ela recebeu esse nome por causa da sua capacidade de tráfego de dados de 625 MB.
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| • eSATA: Portas de conexão desenvolvida pouco antes da chegada do USB 3.0, devido a necessidade de alternativa mais rápida que o USB 2.0, essa porta consegue trafegar até 6 gigabits por segundo.
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| • Porta Ethernet: A forma mais comum de conexão de rede em um PC, essa porta é conectada por um cabo de rede TJ45, uma porta Ethernet pode alcançar um velocidade de até 128 MB por segundo quando utilizada a interface Gigabit Ethernet.
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| • Portas de áudio analógicas: A maioria das placas mães já vem integradas com sistemas de som padrão com entradas de 3,5 mm (muito conhecida com P2), a partir dessas entradas são conectados os dispositivos de áudio de uma máquina possuindo entradas padronizada. Como portas de entrada, portas de saída e até mesmo portas de microfone.
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| • Toslink SPDIF: Entrada de som digital desenvolvida pela Toshiba. Essa entrada proporciona melhora qualidade de áudio, visto que trabalha com trafego de dados digitais, ou seja sequência de 0 e 1, fazendo com que o áudio fique imune a interferências eletromagnéticas.
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| • VGA (Video Graphics Array): Conector de vídeo que aos poucos tem sido substituído por outras portas de conexão. O VGA usa um conector de 15 pinos, e tem como ponto fraco a transmissão de vídeo analógico, porém ainda sim é utilizada hoje.
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| • DVI (Digital Visual Interface): Porta de vídeo criada logo após as portas VGAs, enquanto a tecnologia VGA utiliza transmissão de sinal analógico, as portas DVI transmitem sinais digitais e analógicos sendo divididos em DVI-A responsável por uma conexão analógica, DVI-D que transmite sinais digitais e também DVI-I que transmite ambos os sinais.
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| • HDMI: Conector de vídeo capaz de transmitir sinais digitais tanto de áudio como vídeo, está presente em PCs atuais, porém é uma tecnologia voltada para eletrônicos em geral como televisões e consoles de vídeo game com alta definição. A transmissão HDMI possui resoluções mais altas que uma transmissão DVI podendo chegar em sua versão 2.0 em 4096x2160 a 60 Hz.
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| • DisplayPort: Similar a porta HDMI essa porta também transmite vídeo e áudio a principal diferença entre os dois é que o HDMI é voltado para utilização em eletrônicos em geral, enquanto que o DisplayPort restringe seu uso para PCs, a versão 1.3 desse conector chega a 7689x4320 a 30 Hz.
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| = FPGA =
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| É um circuito que contem milhares de unidades lógicas reconfiguráveis. O FPGA configura o que são chamadas de células logicas programáveis, através dessa programação o FPGA transforma em hardware a função logica implementada em software. A forma de leitura de um FPGA é diferente de um processador enquanto este executa uma leitura sequencial do programa descrito dentro dele, o FPGA faz leituras em paralelo das funções logicas implementadas, tornando assim o FPGA muito mais potente do que um processador, em outras palavras, o FPGA pode rodar inúmeras funções lógicas simultaneamente. Na arquitetura desse hardware podemos enfatizar a presença de blocos lógicos que possuem tabelas logicas, são neles que a função será gravada, dentro do FPGA existem milhares de blocos lógicos, podendo cada um deles serem interligados através das funções descritas. Os blocos lógicos implementam funções simples o que torna um FPGA poderoso, visto que é possível criar milhares de funções lógicas em um único dispositivo, estas por sua vez serão implementadas em paralelo, por isso um FPGA é tão, potente quando falamos de alta capacidade de dados e transmissão em tempo real. A arquitetura deste dispositivo conta com Switch box que são chaveadores que se conectam a outros através de fios de cobre em formato de matriz, assim os blocos lógicos podem fazer inúmeras ligações entre si. Esse hardware tem ganhado espaço em sistemas embarcados, na área de telecomunicações e na área eletrônica.
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| = Exemplos = | | = Configuração = |
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| Scanners : Basicamente a função do scanner é transformar imagens lidas em sinais digitais os quais serão interpretados pelo computador. Esse processo ocorre porque o scanner emite uma fonte de luz dentro de si mesmo, a parir disso os sensores captam a figura formada e através desse processo criam uma imagem digitalizada.
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| Sensores: Utiliza um transdutor especifico que é capaz de transformar um energia seja ela qual for em energia elétrica. Podem existir sensores analógicos e digitais sendo que o que os diferencia é que os digitais tem apenas saídas de “0” e “1”, enquanto que os analógicos que são os mais utilizados podem ter infinitas variações como por exemplo um sensor de velocidade que pode partir de 0 e pode ter inúmeras velocidades.
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| Leitores biométricos: A utilização desse dispositivo pode varia sendo encontrados dispositivos de diversos tipos de leitura sendo os principais os de reconhecimento facial e digital. A escolha de cada um deles pode variar de acordo com o contexto de as utilização, dentro os tipos de reconhecimento os digitais são os mais utilizados ,nesses dispositivos no processo de digitalização ocorre reconhecimento de bifurcações e pontos característicos que são transformados em algoritmos matemáticos que em seguida serão guardados em um banco de dados, esse sistema não é muito fiel, porque existe uma grande facilidade de falsificar uma digital porque o sistema não é capaz de distinguir ao certo um dedo vivo de um morto por exemplo, a partir disso é possível pegar a digital de alguém através de algum objeto contendo uma digital. Já os de reconhecimento facial são mais seguros e comumente são utilizados em cassinos, nos departamentos de policia e empresas de grande porte a leitura facial é feita a partir de pontos de medida do rosto identificando todas as singularidades dos indivíduos.
| | * Especifique aqui, uma configuração completa de computador qualquer, relacionando com os temas acima. |
| | | ** Exemplo de um tema relacionado entre os vários de um computador: |
| | | *** HD 1 TB => Disco rígido com capacidade para 1 TeraBytes, interface SATA, transferência de 3 GB/s, 5400 RPM, 8 GB de cache |
| CLP (Controlador logico programável): Um clp é como se fosse o cérebro de algum equipamento de automação, seu uso está diretamente ligado a processos industriais. Esse hardware é capaz de ler códigos programados por algum programador e executar tarefas, para isso ele utiliza cartões de entrada e saída que serão associadas a tarefas predeterminadas, um único clp pode executar várias tarefas porque contém diversas entradas e saídas que podem ser interligas. Um clp é composto por componentes como memoria que é responsável por guardar informações necessárias das atividades, cartões de entrada e saída: responsáveis respectivamente por receber e enviar sinais elétricos que acionarão outros dispositivos. Além de um processador, fonte de alimentação e um barramento que vai fazer a comunicação de todos esses componentes.
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| = Estado da Arte =
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| Micro controlador pulpino: Este dispositivo é um sistema totalmente open source, ou seja, de código aberto nele o usuário pode programar sem restrições tudo dentro do processador. O que faz essa tecnologia inovadora é o fato de ter sido projetado com uma otimização no consumo de energia, por isso a sigla PULP que remete para Parallel Ultra Low Power, sendo assim ele é um micro processador paralelo que utiliza uma baixa potência além do contar com uma arquitetura totalmente feita de código aberto. Esse micro controlador foi criado recentemente na Universidade de Bolonha, juntamente com estudioso de ETH de Zurique, na Suíça. Esse controlador é baseado na arquitetura RISC-V, que por terem um menor circuito interno podem trabalhar em uma frequência mais alta.
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| = Referências bibliográficas =
| | * Suporte para qualquer dúvida: |
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| | ** luiz.theodoro@ufu.br |
| http://imasters.com.br/noticia/pesquisadores-constroem-processador-open-source/
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| https://www.oficinadanet.com.br/artigo/tecnologia/reconhecimento-biometrico-saiba-como-funciona
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| http://ambitojuridico.com.br/site/index.php?n_link=revista_artigos_leitura&artigo_id=13076&revista_caderno=9
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| http://phys.org/news/2016-03-open-source-microprocessor.html
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| http://www.electronicspecifier.com.br/micros-1/pulpino-microprocessador-integralmente-open-source
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| http://www.up.edu.br/blogs/engenharia-da-computacao/2016/04/05/processador-de-codigo-aberto/
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| http://jose-jardel.weebly.com/hardware.html
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| http://jose-jardel.weebly.com/dispositivos-io.html
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| Livro : Gabriel Torres - Hardware Curso Completo
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| https://prezi.com/rojdinsmopsx/o-hardware1-pode-ser-definido-como-um-termo-geral-para-equip/
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| http://imasters.com.br/noticia/pesquisadores-constroem-processador-open-source/
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| http://phys.org/news/2016-03-open-source-microprocessor.html
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| http://www.electronicspecifier.com.br/micros-1/pulpino-microprocessador-integralmente-open-source
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| http://www.up.edu.br/blogs/engenharia-da-computacao/2016/04/05/processador-de-codigo-aberto/
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| http://www.lee.eng.uerj.br/downloads/cursos/clp/clp.pdf
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| http://www.ni.com/white-paper/6984/pt/
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| http://www.sabereletronica.com.br/artigos-2/3454-controle-baseado-em-fpga-milhoes-de-transistores-ao-seu-comando
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| http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/12365/12365_4.PDF
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| https://tecnoblog.net
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| http://pcworld.com.br
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| http://www.ehow.com.br
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| http://www.clubedohardware.com.br
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