SCHEDA MADRE La scheda madre o scheda di sistema, anche

SCHEDA MADRE
La scheda madre o scheda di sistema, anche conosciuta come motherboard o
mainboard è una parte fondamentale di un moderno personal computer: raccoglie in sé
tutta la circuiteria elettronica di interfaccia fra i vari componenti principali e fra questi e i
bus di espansione e le interfacce verso l'esterno. È responsabile della trasmissione e
temporizzazione corretta di molte centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e tutti
sensibili ai disturbi: per questo la sua buona realizzazione è un fattore chiave per la qualità
e l'affidabilità dell'intero computer. È composta di un circuito stampato estremamente
complesso, ricavato da un sandwich di strati di vetronite e rame: generalmente una
scheda madre può avere da quattro a sei strati di rame.
NORTHBRIDGE
Il northbridge (dall'inglese ponte nord), conosciuto anche come Memory Controller Hub
(MCH), costituisce, insieme al Southbridge, la parte logica (chipset) di una scheda madre.
Il chipset montato sulla scheda madre, viene quindi separato in due parti: Southbridge e
Northbridge; sebbene ci siano delle istanze che collegano i due bridge è comodo dividere
in due parti il chipset per ridurre al minimo effetti di 'collo di bottiglia'. Il northbridge
comunica con CPU, RAM, AGP o PCI Express e con il Southbridge; è il fattore che
determina tipologia, numero e velocità della (delle) CPU(s) e tipologia, quantità e velocità
della RAM che può essere utilizzata. Inoltre svolge il ruolo di regolazione del voltaggio e
del numero di connessioni con le altre periferiche.
CPU
L'unità centrale di elaborazione, in sigla CPU (dal corrispondente termine inglese central
processing unit), anche chiamata nella sua implementazione fisica processore, è uno dei
due componenti principali della macchina di von Neumann, il modello su cui sono basati la
maggior parte dei moderni computer. Compito della CPU è quello di leggere i dati dalla
memoria ed eseguirne le istruzioni; il risultato dell'esecuzione dipende dal dato su cui
opera e dallo stato interno della CPU stessa, che tiene traccia delle passate operazioni.
Una CPU è un circuito digitale sincrono: vale a dire che il suo stato cambia ogni volta che
riceve un impulso da un segnale di sincronismo detto clock, che ne determina di
conseguenza la velocità operativa, detta velocità di clock: quindi il tempo di esecuzione di
una istruzione si misura in cicli di clock, cioè in quanti impulsi di clock sono necessari
perché la CPU la completi (misurabile in Hertz).
CACHE
La CPU cache è la cache utilizzata dalla CPU di un computer per ridurre il tempo medio
d'accesso alla memoria. La cache è un tipo di memoria piccola, ma molto veloce, che
mantiene copie dei dati ai quali si fa più frequentemente accesso in memoria principale.
Finché la maggior parte degli accessi alla memoria avviene su dati caricati nella cache, la
latenza media dell'accesso alla memoria sarà più vicina alla latenza della cache piuttosto
che a quella della memoria principale.
PORTE LOGICHE
In elettronica e informatica, per porta logica si intende un circuito elettronico molto
semplice che ha il compito di eseguire una delle operazioni logiche booleane elementari
quali NOT, AND, OR, XOR, NOR, NAND, XNOR. Queste costituiscono le operazioni più
comuni per esprimere una funzione logica.
AND
AND è una porta logica che riceve in ingresso almeno due valori
e restituisce 1 solo se tutti i valori di ingresso hanno valore 1.
INPUT
OR
OR è una porta logica che riceve in ingresso almeno 2 valori e
restituisce 1 se almeno un valore di ingresso ha valore 1.
NOT
Porta logica che inverte il segnale in ingresso. Questa porta
logica ha un solo ingresso ed una uscita che sarà 1 se l'ingresso
è 0 o 0 altrimenti.
A
B
OUTPUT
A+B
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
INPUT
OUTPUT
A
NOT A
0
1
1
0
RAM
La memoria ad accesso casuale, acronimo RAM (del corrispondente termine inglese
Random-Access Memory), è una tipologia di memoria informatica caratterizzata dal
permettere l'accesso diretto a qualunque indirizzo di memoria con lo stesso tempo di
accesso. La memoria ad accesso casuale si contrappone alla memoria ad accesso
sequenziale e alla memoria ad accesso diretto rispetto alle quali presenta tempi di
accesso sensibilmente inferiori motivo per cui è utilizzata come memoria primaria. L'uso
della memoria RAM è comune a tutte le architetture hardware, sia a singolo processore
che multiprocessore e costituisce la memoria primaria dell'elaboratore. A seconda
dell'architettura usata, la CPU può accedere direttamente alla memoria oppure accedervi
tramite appositi controller. Nel caso di sistemi multiprocessore, la memoria primaria può
essere condivisa da più processori oppure può essere partizionata, nel qual caso ogni
processore dispone di una memoria privata. Esistono anche architetture miste dove è
presente sia una memoria primaria condivisa da tutti i processori che una memoria privata
dedicata ad ognuno di essi. Il processore carica dalla RAM, quando non presenti nella
propria cache interna, le istruzioni da eseguire e i dati da elaborare per poi riscriverli
nuovamente in RAM. Poiché generalmente è più lenta del processore, la sua velocità è un
fattore determinante per le prestazioni dell'intero calcolatore. Caratteristica comune a tutti i
tipi di RAM utilizzati per la memoria principale è quella di perdere il proprio contenuto nel
momento in cui viene a mancare l'alimentazione elettrica. Sono allo studio altri tipi di
memoria, basati su altri principi, che in futuro potrebbero consentire di superare questa
limitazione.
ROM
La memoria a sola lettura, acronimo ROM (del corrispondente termine inglese ReadOnly Memory), è una tipologia di memoria informatica, in particolare una tipologia di
memoria non volatile (memoria informatica in grado di mantenere memorizzati i dati anche
se non è alimentata elettricamente) in cui i dati sono memorizzati nella sua fase di
costruzione e non possono essere più modificati per l'intera durata della sua vita. In
informatica, il Basic Input-Output System o BIOS è un insieme di routine software,
generalmente scritte sulla ROM, che fornisce una serie di funzioni di base per l'accesso
all'hardware e alle periferiche integrate nella scheda madre da parte del sistema operativo
e dei programmi.
SLOT
AGP
La connessione Accelerated Graphics Port (AGP) è stata sviluppata da Intel nel 1996
come soluzione per aumentare prestazioni e velocità delle schede grafiche connesse ai
PC. L'idea con cui viene creata è quella di permettere un accesso diretto alla memoria
fisica del computer da parte della scheda grafica, in modo da poter gestire texture e
oggetti 3D molto voluminosi.
PCI Express
Il PCI Express è l'evoluzione del bus di espansione PCI, introdotto con i primi Pentium
che sta anche prendendo il posto della vecchia interfaccia per schede grafiche, l'AGP. È
basato su un trasferimento dei dati seriale, a differenza di quello parallelo del PCI: ciò
consente una notevole modularità, in quanto possono essere aggregati più canali per
aumentare la banda passante disponibile o per supportare particolari configurazioni come
l'utilizzo di due o più schede video.
PCI
Peripheral Component Interconnect (PCI), (interconnessione componente periferica), è
l'interfaccia sviluppata da Intel intorno agli anni Novanta per collegare al computer le più
svariate periferiche. La larghezza di banda dell'interfaccia PCI è rimasta negli anni
ancorata a 133 MBytes/s. Sebbene l'interfaccia PCI abbia fatto segnare un notevole passo
avanti nell'evoluzione dei pc, sia per il costo contenuto sia per le buone (e inizialmente
sufficienti) prestazioni che ne hanno decretato la diffusione di massa, i primi limiti si sono
fatti sentire poco dopo in sistemi come server e workstation, dove vi è bisogno di
un'enorme larghezza di banda per la trasmissione dei dati.
SOUTHBRIDGE
Il Southbridge è un chip che implementa le capacità più "lente" di una scheda madre in
un'architettura basata su un chipset northbrige/southbridge. Generalmente il southbridge è
legato alla CPU tramite il northbridge, il quale invece dialoga direttamente col processore.
La CPU, situata in cima, quindi a nord, è connessa al chipset con un ponte "rapido" (il
northbridge) situato appunto, a nord rispetto alle altre periferiche di sistema, mentre il
southbridge connette il northbridge al resto dei sistemi tramite un ponte "lento" situato a
"sud".
SCHEDA VIDEO
Una scheda video è un componente del computer che ha lo scopo di generare un
segnale elettrico (output) che possa essere mostrato a video (display). A seconda del tipo
di computer questo dispositivo può essere più o meno potente: i primi modelli di scheda
video potevano visualizzare solo testo; successivamente si sono diffuse anche schede
video in grado di mostrare output grafici (immagini non testuali) e, recentemente, anche
modelli tridimensionali texturizzati in movimento e in tempo reale. Questi ultimi tipi di
scheda provvedono anche ad elaborare e modificare l'immagine nella propria memoria
interna, mentre le schede 2D possono mostrare immagini 3D solo con l'aiuto della CPU
che deve eseguire da sola tutti i calcoli necessari.
Le schede video possono essere collegate in diverso modo alla scheda madre:
* Integrate, la scheda video è ricavata direttamente sulla scheda madre, questa soluzione
viene utilizzata sulle console e su alcuni PC, per quest'ultimi, si può avere o no la
possibilità di utilizzare una scheda video esterna;
* PCI, porta parallela;
* AGP, porta parallela;
* PCI Express, porta seriale.
SCHEDA AUDIO
Una scheda audio è una scheda di espansione che si occupa di trasformare un flusso
audio digitale in un segnale analogico (o anche digitale nelle configurazioni più recenti),
riprodotto da un set di altoparlanti. La maggior parte delle schede audio attuali è anche in
grado di ricevere input (da microfoni o strumenti musicali) che invia all'unità di
elaborazione centrale. Una scheda audio tipica include un chip sonoro solitamente
equipaggiato con un convertitore digitale-analogico che converte onde sonore registrate o
generate in digitale in un segnale analogico. Questo segnale è indirizzato a un connettore
al quale può essere connesso un amplificatore o un'apparecchiatura simile.
HARD DISK
L'hard disk drive (termine di origine inglese), anche chiamato disco rigido o disco fisso,
è una tipologia di dispositivo di memoria di massa che utilizza uno o più dischi magnetici
per l'archiviazione dei dati. E’costituito fondamentalmente da uno o più dischi in alluminio
o vetro, rivestiti di materiale ferromagnetico in rapida rotazione e da due testine per ogni
disco (una per lato), le quali, durante il funzionamento "volano" alla distanza di poche
decine di nanometri dalla superficie del disco leggendo e scrivendo i dati. La testina è
tenuta sollevata dall'aria mossa dalla rotazione stessa dei dischi che può superare i
15.000 giri al minuto; attualmente i valori standard di rotazione sono 5.400, 7.200, 10.000
e 15.000 giri al minuto.
Piatto: un disco rigido si compone di uno o più dischi paralleli, di cui ogni superficie, detta
"piatto" e identificata da un numero univoco, è destinata alla memorizzazione dei dati.
Traccia: ogni piatto si compone di numerosi anelli concentrici numerati, detti tracce,
ciascuna identificata da un numero univoco.
Cilindro: l'insieme di tracce alla stessa distanza dal centro presenti su tutti i dischi è detto
cilindro. Corrisponde a tutte le tracce aventi il medesimo numero, ma diverso piatto.
Settore: ogni piatto è suddiviso in settori circolari, ovvero in "spicchi" radiali uguali
ciascuno identificato da un numero univoco.
Blocco: l'insieme di settori posti nella stessa posizione in tutti i piatti.
Testina: su ogni piatto è presente una testina per accedere in scrittura o in lettura ai dati
memorizzati sul piatto; la posizione di tale testina è solidale con tutte le altre sugli altri
piatti. In altre parole, se una testina è posizionata sopra una traccia, tutte le testine
saranno posizionate nel cilindro a cui la traccia appartiene.
SCHEDA DI RETE
La scheda di rete è un'interfaccia digitale che viene inserita solitamente all'interno di un
Personal Computer, Server, Stampante, Router ecc., per consentire la connessione ad
una rete informatica. Altri nomi per questa interfaccia possono essere:


NIC (Network Interface Controller)
Scheda LAN (Local Area Network)
Esistono diverse tecnologie di rete, la più diffusa oggi è sicuramente la tecnologia
Ethernet.
DRIVE MAGNETICI
Il drive (termine mutuato dall'inglese) è una tipologia di componente hardware che si
contraddistingue per essere destinato alla lettura e/o scrittura di un supporto di memoria. l
floppy disk drive (termine di origine inglese), è il dispositivo atto alla lettura e scrittura del
floppy disk. È presente sulla maggior parte dei personal computer anche se negli ultimi
anni, per le operazioni di salvataggio e trasferimento dati, vengono utilizzati molto più
spesso i CD-R, i DVD e i pendrive USB.Attualmente l'unico formato di floppy disk ancora
utilizzato è quello da 3½ pollici mentre negli anni 80, prima della disponibilità di tale
formato, la maggior parte dei PC usava floppy da 5¼ pollici.
DRIVE OTTICI
Il drive (termine mutuato dall'inglese) è una tipologia di componente hardware che si
contraddistingue per essere destinato alla lettura e/o scrittura di un supporto di memoria. I
drive ottici odierni sono in grado leggere e scrivere su supporti ottici come CD, DVD e
BluRay, differenti per capienza.
OUTSIDE
INPUT
In Informatica viene definito Input, dall'Inglese immettere, uno o una sequenza di dati o
informazioni, emessi per mezzo di una "Periferica di Input", successivamente elaborati.
Nei primi elaboratori il più semplice dato di input era il bit, che conteneva un'informazione
binaria: zero oppure uno. Era fornito con l'impostazione di un interruttore (switch) o un
pulsante.
MOUSE
Il mouse è un dispositivo in grado di inviare un input ad un computer in modo tale che ad
un suo movimento ne corrisponda uno analogo di un indicatore sullo schermo detto
puntatore. È inoltre dotato di uno o più tasti ai quali possono essere assegnate varie
funzioni.
Le tecnologie utilizzate nei mouse hanno essenzialmente tre finalità:
1. rilevare il movimento del mouse
2. inviare il dato al dispositivo a cui il mouse è collegato
3. permettere l'attivazione di funzioni
TASTIERA
In ambito informatico la tastiera è un dispositivo di input del computer atto all'inserimento
manuale di dati nella memoria del computer e al controllo del computer. La tastiera si
presenta come una serie ordinata di tasti la cui pressione permette l'inserimento, nella
memoria del computer, di un particolare carattere, oppure l'esecuzione di un particolare
comando da parte del computer. A tal fine, su ogni tasto, è presente una serigrafia che
ricorda all'utente a quale carattere o comando corrisponde il tasto.
SCANNER
Lo scanner (termine mutuato dall'inglese), raramente anche chiamato scansionatore, è
una periferica in grado di acquisire in modalità ottica una superficie piana (fogli stampati,
pagine di libri e riviste, fotografie, diapositive, ecc.), di interpretarla come un insieme di
pixel e, quindi, di restituirne la copia fotografica sotto forma di immagine digitale.
Successivamente, l'utente potrà modificarla mediante appositi programmi di fotoritocco o,
nel caso di una scansione di un testo, di convertirla in un file di testo mediante
riconoscimento ottico dei caratteri (OCR).
OUTPUT
Output, dall'inglese messo fuori, indica in senso stretto il risultato di una elaborazione ed
in senso più ampio il risultato o l'insieme dei risultati prodotti. Agli inizi erano dati
elementari forniti dall'elaboratore mediante l'accensione o meno di mini lampadine (i led
non esistevano) organizzate in file orizzontali sul pannello di controllo dell'elaboratore.
Erano in pratica file di bit, da interpretare in esadecimale oppure ottale, secondo la casa
costruttrice dell'elaboratore.
MONITOR
Il monitor è un apparecchio elettronico che consente la valutazione dei dati in uscita da
diverse tipologie di strumentazione sotto l'aspetto di immagini visibili. Le immagini video
possono essere statiche o in movimento. In ambito informatico, collegato ad un computer,
viene considerato una periferica. Può eventualmente essere dotato di casse per la
riproduzione dell'audio e di connettori vari. Il monitor viene anche chiamato
videoterminale o, più semplicemente, video. Il componente principale di un monitor è il
display, cioè il dispositivo elettronico per la visualizzazione. In base alla tecnologia usata si
distinguono le seguenti tipologie di display:




display a tubo catodico
display al plasma
display a cristalli liquidi
display OLED
PERIFERICHE AUDIO
L'altoparlante è un attuatore che converte un segnale elettrico in onde sonore. Nei PC, è
direttamente collegato alla scheda audio montata sulla scheda madre, e permette
all’elaboratore di emettere suoni.
Un auricolare è un piccolo altoparlante che si appoggia all'orecchio, o si inserisce in parte
nell'orecchio (in questo caso si parla di auricolare in-ear) per ascoltare la fonte alla quale è
collegato. Normalmente gli auricolari sono a coppie, così da permettere anche l'ascolto
stereofonico. Sono comunque ancora usati anche auricolari singoli. Una cuffia è costituita
da una coppia di altoparlanti, generalmente (ma non sempre) più grandi degli auricolari,
uniti da un supporto, e ha la stessa funzione di una coppia di auricolari. Entrambi i
dispositivi sono collegato con la scheda audio del PC.
STAMPANTE
La stampante è una periferica di output atta alla stampa, generalmente su carta ma
anche su materiali di altra natura, di informazioni digitali contenute in un computer.
L'operazione informatica di stampa comporta una perdita di informazioni, in quanto, una
volta stampati, un testo oppure un'immagine, sarà molto difficile ricostruire perfettamente il
documento originale con il processo inverso, ovvero la scansione o il riconoscimento ottico
dei caratteri (OCR). Molteplici sono le tecnologie sviluppate per stampare informazioni su
carta. Alcune sono state rese obsolete dall'arrivo di altre, ma spesso non del tutto estinte,
semplicemente relegate ad applicazioni particolari.
PERIFERICHE INPUT/OUTPUT
MODEM
Il modem è un dispositivo elettronico che rende possibile la comunicazione di più sistemi
informatici (ad esempio dei computer) utilizzando un canale di comunicazione composto
tipicamente da un doppino telefonico. Questo dispositivo permette la MOdulazione e la
DEModulazione dei segnali contenenti le informazioni, dal nome di queste due funzioni
principali il dispositivo prende appunto il nome di MODEM. In altre parole, sequenze di bit
vengono ricodificate come segnali elettrici. In pratica il Modem attua tutte quelle procedure
di conversione e codifica del segnale elettrico informativo da analogico a digitale
(demodulazione numerica) e da digitale ad analogico (modulazione numerica).
HARDWARE
Con hardware, in ingegneria elettronica e informatica si indica la parte fisica di un
personal computer, ovvero tutte quelle parti magnetiche, ottiche, meccaniche ed
elettroniche che ne consentono il funzionamento (dette anche strumentario). Più in
generale il termine si riferisce a qualsiasi componente fisico di una periferica o di una
apparecchiatura elettronica. L'etimologia del vocabolo nasce dalla fusione di due termini
della lingua inglese, hard (duro) e ware (manufatto, oggetto), in contrapposizione con il
software, la parte logica (e perciò soft, "morbida") che compone il personal computer.
PORTE
In informatica, una porta è un punto fisico (hardware) o logico (software), sul quale fare
delle connessioni, cioè il canale attraverso il quale i dati vengono trasferiti tra un
dispositivo di Input ed il processore o tra il processore e un dispositivo di Output.
Alcuni tipi di porte sono:
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-
Porte PS/2: per l’input di dati da mouse e tastiera;
Porta Seriale (COM): porta di I/O, utilizzata in passato per dispostivi come scanner
e penne ottiche;
Porta Parallela (LPT): porta di output, adibita alla comunicazione con la
stampante;
Porta USB: porta di I/O, possono esservi collegate fino a 127 periferiche in
cascata, con velocità di trasmissione dati molto elevate, la più diffusa in quanto
supporta la tecnologia Plug and Play;
Porta SCSI: porta ad altissime prestazioni usata di solito in ambito professionale;
Porta a infrarossi (IRDA): porta seriale senza fili, dalle velocità di trasferimento
ridotte;
Porta Bluetooth: porta wireless, sicura ed affidabile, dalle prestazioni accettabili.
Valida alternativa alla porta IRDA;
Porta Firewire: porta ad altissime prestazioni (800Mb/sec), sviluppata da Apple;
Porta di rete (RJ54): consente di collegare più computer tra loro direttamente o
mediante HUB;
Porte Video: in ordine crescente di qualità, abbiamo VGA, DVI e HDMI.
Porte Audio: veicolano i segnali audio provenienti dalla scheda audio alle casse.
By Rosa Mirco
V A MERCURIO
Anno Scolastico 2009-2010