Com'è fatto un computer:Componenti interni di un Computer

Aprendo la cassa di un computer si possono vedere i suoi componenti interni, collegati fra loro con una grande quantità di cavi e fili:

- fissate a delle staffe sulla parte anteriore del PC si trovano le scatole metalliche dell'hard disk e dei drive per floppy e CD;
- nella parte posteriore si trova la scatola dell'alimentazione con il trasformatore elettrico e relativa ventola di raffreddamento;

- al centro si trova un grande circuito stampato chiamato Scheda Madre, che contiene una grande quantità di componenti (fra cui altre schede più piccole, incastrate su degli appositi supporti).

Scheda Madre (Motherboard)

La scheda madre fa da supporto econnessione per tutti i componenti interni del computer e contiene inoltre una serie di circuiti (chipset, cache, BIOS) adibiti al controllo delle varie parti.

I modelli in commercio sono molte decine e ne escono sempre di nuovi.
Spesso nei computer di marca le schede madri svolgono anche le funzioni audio, video e rete (che nei PC assemblati si trovano invece sempre su schede separate).

 

Sulla scheda madre si inseriscono come componenti separati il microprocessore, la RAM e le varie schede di espansione; vi si trovano inoltre le prese per il collegamento dell'hard disk e dei drive per i dischi mobili (floppy e CD).

CPU

Microprocessore: spesso identificato con la CPU, è il nucleo del computer, si tratta del componente che esegue le istruzioni dei vari programmi e sovrintende al funzionamento dell’intera macchina.

È il microprocessore che esegue tutti i calcoli, gestisce il trasferimento di dati attraverso la memoria e i dischi e attiva/disattiva i componenti della macchina.

Il ritmo di lavoro del microprocessore (e di gran parte dei circuiti del computer) è cadenzato da un segnale elettrico (detto clock) generato internamente al computer e costituito da rapidissimi impulsi che si ripetono centinaia di milioni di volte per secondo; se il microprocessore è il cuore del computer, il clock è il suo pacemaker.

La velocità del clock (e quindi del microprocessore) si misura in MegaHertz (MHz, ovvero milioni di impulsi per secondo) o, recentemente, in GigaHertz (GHz, miliardi di impulsi per secondo).
I processori più potenti attualmente in commercio per computer assemblati (autunno 2001) funzionano a 1,7 GHz, ciò significa che sono in grado di compiere quasi 2 miliardi di operazioni elementari ogni secondo; comunque escono di continuo processori sempre più veloci.
Talvolta nei computer di marca il processore è direttamente integrato sulla scheda madre, ma di solito viene tenuto come componente separato per dare all'acquirente la possibilità di sceglierne la potenza.

È quasi sempre nascosto sotto un dissipatore di calore o sotto una piccola ventola di raffreddamento.

Oggi i processori più diffusi fra i PC sono quelli della famiglia Pentium Intel.

RAM

Memoria RAM (Random Access Memory): è la memoria dove vengono conservati i dati in corso di elaborazione (i documenti aperti) e le istruzioni del programma in esecuzione; si tratta di una memoria temporanea che si cancella completamente quando si spegne il computer. I documenti che si creano lavorando al computer (per esempio scrivendo un testo) vengono posti all'interno della RAM e sono trasferiti sul disco (che, contrariamente alla RAM, costituisce una memoria permanente) solo quando l'utente ne richiede espressamente il salvataggio.
Per questo motivo, se salta la corrente mentre si sta ancora lavorando, tutto il lavoro fatto dopo l'ultimo salvataggio viene irrimediabilmente perduto con lo svuotamento della RAM.

Ma allora perché non lavorare direttamente sul disco facendo a meno della RAM? 

Dopotutto il disco è pur sempre una memoria.
Il fatto è che la lettura/scrittura da disco è enormemente più lenta rispetto alla lettura/scrittura su RAM (sull'ordine delle centinaia di migliaia di volte), perciò se si usasse solo l'hard disk non sarebbe possibile eseguire nessuna operazione in tempi ragionevoli.
La capacità della RAM si misura in MegaByte (Mbyte), ovvero milioni di byte (essendo il byte lo spazio richiesto per la memorizzazione di un carattere da tastiera).
I computer oggi in commercio partono tipicamente da 64 o 128 Mbyte di RAM.
Se la RAM non è sufficiente per contenere tutti i dati necessari, il computer esegue un'operazione detta swap (baratto), per cui, per liberare spazio, una parte del contenuto della RAM viene temporaneamente ricopiata sul disco e recuperata successivamente in caso di necessità.
È chiaro però che questo tende a rallentare tutte le operazioni.
Per limitare lo swap è sufficiente aggiungere più RAM.
La capacità della RAM e la velocità del microprocessore sono appunto i due parametri che influiscono maggiormente sulle prestazioni della macchina.                                                                  

HARD DISK

Hard Disk: o Disco Fisso è la memoria permanente del computer, in cui si conservano tutti i documenti, i dati e i programmi.

Viene usato dunque come memoria di immagazzinamento.

L'hard disk tipicamente non è visibile dall'esterno (esistono però modelli di hard disk estraibili come le autoradio).

La sua capacità si misura in GigaByte (Gbyte), ovvero miliardi di byte.

I modelli oggi in commercio superano i 40 Gbyte, ma ne escono continuamente di nuovi e più capienti.

Attualmente gli hard disk vengono prodotti secondo due diverse tecnologie: EIDE (Enhanced Integerated Drive Electronics) e SCSI (Small Computer Systems Interface); i primi sono più economici, i secondi sono più veloci.

La velocità del disco in genere non influisce molto sulle prestazioni della macchina, a meno che questa non venga impiegata per funzioni che richiedono una frequente lettura/scrittura di dati (questo accade ad esempio per macchine che gestiscono alcuni servizi di rete centralizzati, come la posta elettronica); per un normale PC va benissimo un disco EIDE.

La capacità del disco invece ha pochissima influenza sulle prestazioni, a meno che il disco non si riempia completamente (e a quel punto non ci si può scrivere più niente finché non si libera spazio).

DRIVE

Drive: gli sportellini cui si inseriscono il floppy disk, o il CD, o qualsiasi altro tipo di disco, sono detti "drives" (da non confondersi con i "drivers" software!).

Contengono una testina di lettura/scrittura tramite cui avviene il trasferimento dei dati fra disco e macchina.

Il drive per il floppy è ormai un componente standard che non presenta varianti significative, invece i drive per CD esistono in vari modelli che si differenziano soprattutto per la velocità di lettura.

Le sigle 20X, 32X, 52X, ecc.: indicano la velocità con cui i dati vengono letti da disco (essendo 1X la velocità di lettura dei normali CD audio), dunque 32X (si legga "trentadue per") indica che i dati vengono letti ad una velocità 32 volte superiore a quella di un normale CD audio.

Scheda d'espansione di tipo PCI

Schede di Espansione: si tratta di schede che espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni.

La più importante è la scheda video su cui si connette il monitor. Dalla scheda video dipendono il numero di colori del monitor, la risoluzione massima, la velocità grafica (di giochi, filmati, ecc. 

Tutto ciò che riguarda in generale le prestazioni grafiche. Molto diffusa, sebbene non strettamente 

necessaria per il funzionamento della macchina, è anche la scheda audio, attraverso cui il computer è in grado di produrre o registrare suoni.

Per le connessioni dirette alla rete (senza modem) occorre invece dotarsi di una scheda di rete.

Infine la scheda SCSI (letto "scasi") consente di pilotare dispositivi che richiedono una particolare velocità nel trasferimento dei dati.

Esistono poi numerosi altri tipi di schede, create per funzioni particolari, ad esempio la scheda di acquisizione video per collegarsi alla televisione, ad un videoregistratore o ad una videocamera, e molte altre ancora di uso specialistico.

IOS

IOS (Basic Input/Output System): è un componente che fa parte integrante della scheda madre.

Il suo scopo è quello di gestire la fase di accensione del computer. Il BIOS conserva in una ROM la sequenza di istruzioni di avvio che viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del computer. 

L'operazione di avvio è detta boot, cioè "allacciarsi le 

scarpe", e passa per 3 fasi successive:

- Test di funzionamento del sistema (verifica dell'hardware)

- Attivazione dell'hardware installato

- Verifica della presenza del sistema operativo e suo caricamento

In una piccola memoria RAM (alimentata da una batteria interna) sono conservate le informazioni relative all'hardware installato ed alcuni parametri che possono essere impostati dall'utente (occorre un utente esperto! Si evitino esperimenti col BIOS se non si è sicuri di quello che si sta facendo).

ROM

ROM (Read Only Memory): contrariamente alla RAM, la memoria ROM non esiste in forma di componente separato e individuale. 

Esistono invece numerose piccole ROM incorporate all'interno dei vari circuiti integrati sulla scheda madre, sulle schede d'espansione, ecc. Come nel BIOS.