Il computer e i suoi componenti Connettore IDE ROM Chipset (Southbridge) PCI AGP o PCI Express RAM Chipset (Northbridge) CPU Connettori di I/O
1. La scheda madre La scheda madre (in inglese mother board o main board) conosciuta anche come M/B o Mobo, è la scheda elettronica principale di un moderno PC e fornisce varie interfaccie di connessione (dette anche socket) con i principali componenti informatici. In un PC fisso la scheda ha una forma tipicamente rettangolare (le cui dimensioni sono disciplinate da formati standard come AT, ATX, Mini- ATX, Micro-ATX, BTX, Mini-ITX, etc.), mentre su un PC portatile (o notebook) le dimensioni non sono standard per ovvio motivi di progettazione e di spazio. Nei pc fissi, la scheda madre è fissata a un contenitore chiamato case o cabinet composto da materiale metallico e plastico la cui dimensione è legata alla formato della scheda madre. Si va dai modelli più piccoli (micro-tower e mini-tower) fino ai modelli più grandi (bigtower) passando per il modello desktop con la sua forma tipicamente orizzontale. Figura 2. Scheda madre di un pc fisso(sopra) e di un notebook (sotto) Figura 1. Varie misure di Case. Da sinistra: desktop, minitower, middle-tower, big-tower Nella parte posteriore del PC troviamo i connettori di I/O (input/output) che permettono di collegare l unità centrale con tutte le periferiche di comunicazione (monitor, tastiera, mouse, stampante, etc.) 2. La CPU, la RAM, la ROM e il Northbridge La CPU (Central Processing Unit) o in italiano Processore viene spesso definito il cervello del PC per via della sua funzione, ovvero svolgere calcoli e operazioni aritmetiche. La bontà di una CPU viene espressa da una serie di caratteristiche: Figura 3. CPU Intel Core i7
La frequenza di lavoro interna del core della CPU espressa in Hz (Hertz) e recentemente con il suo multiplo GHz (Giga Hetz, ovvero in miliardi di Hertz). La frequenza di lavoro ci fornisce l informazione su quanti cicli macchina (ovvero calcoli semplici) vengono eseguiti in un secondo (es. un core che gira a 2,5 GHz ci dice che esso compie 2,5 miliardi di calcoli semplici al secondo); La memoria cache di 1, 2 e 3 livello che si misura in Byte oppure in Kbyte (migliaia di Byte) o Mbyte (milioni di Byte). La memoria cache permette al processore di parcheggiare in un posto vicino dei dati che altrimenti dovrebbe prendere da altre memorie più lente. Il Front side bus (FSB) è la frequenza (espressa in Hz) con cui la CPU comunica con la scheda madre. Tale frequenza deve essere concorde con quella fornita d alla scheda madre, altrimenti la comunicazione verrà adeguata (al ribasso) a un FSB tale da permette la comunicazione tra i due componenti. Più è alto questo valore, più la comunicazione tra i componenti del PC sarà veloce. I contatti del processore sono ricoperti in oro o altro materiale nobile per evitare che quest ultimi si ossidino. La memora RAM (Random Access Memory Memoria ad accesso casuale) o memoria centrale è una memoria in cui stanno i dati delle applicazioni che vengono eseguite sul PC (compreso il sistema operativo) e viene considerata la memoria di lavoro della CPU. Essa viene generalmente misurata in Gbyte (miliardi di Byte). Figura 4. Memorie RAM di PC fisso (sopra) e Notebook (sotto) La memoria ROM (Read Only Memory Memoria di sola lettura) è una piccola memoria di tipo FLASH ( 256Kbyte 512Kbyte) saldata o inserita in uno zoccoletto sulla scheda madre (in genere nella parte bassa); in questa memoria vi si trova un piccolo software (firmware) che avvia il pc e controlla la presenza dei componenti di base (CPU, Ram, tastiera, etc) chiamato BIOS (Basic Input/Output System) Figura 6. Memoria ROM Per gestire tutto questo traffico dati (più veloce rispetto alle altre parti del PC) c è un vigile speciale: il Chipset Northbridge (ponte di nord). Esso è un sub processore che controlla le vie di comunicazione (ovvero il Bus dati) tra CPU e RAM e rende disponibili tali dati al Southbridge. Figura 5. Northbridge Intel
3. I connettori PCI, IDE, SATA, I/O e il South Bridge L interfaccia di comunicazione PCI (Peripheral Component Interconnect) permette di aggiungere ulteriori porte di I/O non incluse tra le porte presenti nei connettori I/O della scheda madre o di espandere quelle esistenti. Alcune schede aggiuntive note sono: Modem 56k o ISDN, Porte USB aggiuntive, schede di acquisizione audio, schede video, schede per la video sorveglianza, schede Ethernet, etc. Figura 7(a). Prese PCI presenti sulla Motherboard Oltre alle memorie principali (cache, RAM e ROM) abbiamo memorie di massa (Disco fisso o Hard Disk, Lettori CD/DVD, etc). A questi il pc si collega tramite varie porte che negli anni sono cambiate. Queste interfacce di comunicazione sono: Figura 8(b). Scheda PCI per aggiungere le porte USB disponibili P-ATA (Parallel ATA) meglio conosciuto come IDE (Integrated Drive Electronics) a cui si collegavano gli Hard Disk e Lettori CD/DVD fino a 5-7 anni fa. Il cavo, chiamato anche piattina per via della sua forma, era formato da tante piste di rame che trasmettevano i segnali in parallelo (ovvero tanti segnali che percorrono strade differenti, ma parallele in contemporanea. S-ATA (Serial ATA) è la tecnologia attuale per la comunicazione con le periferiche di memoria di massa. La presa è molto più minuta rispetto al PATA cosi come il cavo, contraddistinto dal colore rosso. Sebbene la comunicazione è in Seriale (ovvero i segnali viaggiano su un canale solo) questo mezzo trasmissivo è molto più veloce rispetto al PATA. Figura 9. Connettore IDE sulla motherboard Figura 10. Connettore SATA Esattamente come tra la comunicazione tra CPU e RAM, per permettere la comunicazione tra il blocco elaborativo e le periferiche troviamo un altro vigile : il Chipset Southbridge (ponte di sud). Figura 11. Southbridge VIA
4. Classificazione delle memorie Costo ( cents/bit) Dimensione Tempo di accesso 1.0 0.1 Cache (1-8 Mb) 10-100 ns 0.0001 0.00001 200-500 ns Memoria Centrale (1-16 Gb) 10-5 10-6 10 ms Disco fisso Memorie USB (8 1024 Gb) 10-8 1-5 sec CD DVD- Floppy