Cosa c`è in un computer

Cosa c’è in un computer
di Brunello de Castiglione
Costruzione: i computer, di qualsiasi tipologia e categoria, sono basati sui seguenti principali
componenti:
- PROCESSORE ( o CPU, Central Processing Unit).
Processa i comandi o istruzioni forniti dal software. Questo processo è sincronizzato temporalmente
con gli altri componenti del sistema, per cui il processore opera (ed è qualificato da) ad una data
frequenza (clock) di ciclo operativo, frequenza espressa in MHz (milioni di cicli al secondo) o GHz
(miliardi di cicli al secondo). Ovviamente, più è elevata la frequenza di funzionamento, a parità di
altri parametri, più il processore è ‘veloce’ o ‘potente’. Il processore è anche uno dei componenti
più ‘voraci’ di energia, arrivando a dissipazioni termiche da 10-40 W (tipiche per le CPU per NB),
agli oltre 100 W per alcune tipologie di CPU – un tipico processore attuale (Dual Core), dissipa
mediamente sui 35 – 65 W.
Dato che i processori sono molto piccoli (ca. 10 x 10 mm di area), per evitare che l’energia dissipata
fondi letteralmente questo piccolo quadratino a base di silicio, occorre dissipare questo calore
tramite dei radiatori a alette che si appoggiano a stretto contatto del processore e devono essere
corredati di ventilatori.
- CHIPSET
E’ una specie di processore che ha il compito di regolare il flusso dei dati tra il processore e tutti gli
altri componenti del sistema. Dopo la CPU, è il componente più importante in quanto assicura tutte
le funzionalità del sistema, dal controllo delle memorie a quello dei collegamenti esterni del
sistema. Regola anche la velocità del trasporto dei dati tra le varie unità del sistema, cioè la velocità
del Front Side Bus (FSB), espressa anche lei in MHz.
Le frequenza operativa del FSB dei PC più recenti è compresa tra i 533 e i 1000 MHz.
- “RAM” (Random Access Memory), MEMORIA DINAMICA NON PERMANENTE AD
ACCESSO CASUALE:consiste in moduli con dei chip di memoria che vengono alloggiati in
appositi zoccoli (da 1 a 4) sulla scheda-madre.
I moduli correntemente in uso sono in tagli da 256 o 512 o 1024 MByte (Byte: unità di
memorizzazione dei dati, composta da 8 bit elementari di informazione). I dati memorizzati sono
quelli ’scaricati’ dal disco fisso all’avvio di qualsiasi programma, quindi ‘processati’ dalla CPU,
ricaricati in questa memoria e da qui spediti al monitor, al disco fisso o alla stampante, ecc..
Quindi, i dati sono memorizzati nella RAM solo temporaneamente, e tutto il contenuto di questa
memoria viene azzerato ad ogni spegnimento del PC.
Il tipo di modulo RAM da impiegare è indicato nel manuale della scheda- madre.
I costi variano da 40 a 100 € ed oltre a modulo, a seconda delle capacità e prestazioni assicurate. I
moderni sistemi operativi e applicazioni richiedono, per funzionare in modo ottimale, memorie
RAM da 512 a 2048 MB.
- HDD (Hard Disk), MEMORIA DINAMICA PERMANENTE A ACCESSO CASUALE
Memorizza in modo permanente i dati che vengono ’scritti’ dalle testine magnetiche sui suoi
piattelli rotanti rivestiti di uno strato magnetico simile a quello dei nastri di registrazione audio e
video.
Questi dati possono quindi essere ‘letti’ dalle stesse testine e inviati alla RAM per gli ulteriori
processi.
A differenza dei nastri dove la lettura e scrittura sono sequenziali (e quindi per accedere a uno
specifico dato occorre far scorrere il nastro fino al punto di memorizzazione, le operazioni di lettura
e scrittura su HDD sono
praticamente immediate in quanto il posizionamento della testina sul punto di memorizzazione
richiede solo 10-20 millisecondi (i piattelli ruotano a 5400 – 7200 giri al minuto).
Gli HDD si distinguono principalmente per il formato (larghezza) dell’involucro, pari a 1,8″ e 2,5″
per i NB, e a 3,5″ per i normali PC, e poi per la capacità di memorizzazione, attualmente espressa in
GB e variante da 40 a 160 GB per i formati per NB, agli 80 – 500 GB per i PC. Nei PC, è possibile
impiegare più di un HDD.
In tutti i casi, è possibile aumentare la capacità di memoria fissa attraverso il collegamento a HDD
esterni.
Il costo degli HDD è grandemente diminuito (in termini di costo per GB), in parallelo al vertiginoso
aumento delle loro capacità; attualmente, è possibile comprare un HDD da 400 GB con soli circa
100 € (il mio primo HDD del 1992 aveva una larghezza di 5,25″, una capacità di 40 MB, e costava
ca. 500.000 L. !).
– DRIVE PER DISCHETTI, O MEGLIO, PER MASTERIZZATORI-LETTORI DI DVD E CDROM
uno di questi dispositivi è indispensabile per permettere l’avvio del PC nel caso di assenza o rottura
dell’HDD o di corruzione del sistema operativo. Con un dischetto o CD di avvio e ripristino sarà
possibile diagnosticare i problemi, riparare alcuni guasti o reinstallare il sistema operativo, ed
eventualmente ricuperare dei dati altrimenti persi. Il costo di questi driver varia dai 10 ai 40 €.
- CHIPSET o SCHEDA GRAFICA
specializzato nell’elaborazione grafica il cui compito è quello di permettere la visualizzazione dei
dati sul monitor. E’ un chipset grafico quando integrato nella scheda-madre; una scheda grafica
quando inserito come scheda singola in un apposito zoccolo della scheda-madre. Utilizza una
propria memoria RAM, sia installata sulla scheda stessa che ‘prelevata’ dalla RAM del sistema, in
quantità da 32 a 512 MB a seconda delle prestazioni grafiche richieste (le più elevate sono quelle
per i giochi da PC). Una scheda grafica ad alte prestazioni può costare anche oltre 500 €.
- BIOS (Basic Input Output System)
E’ costituito da uno o due chip programmabili a sola lettura (ROM) che contengono un sottoinsieme
del kernel (nucleo) del sistema operativo. In effetti, il sistema operativo (come ad es. Windows XP)
si puo’ pensare come diviso in due parti: una molto piccola e permanente memorizzata in ROM, il
BIOS appunto, e una su HDD; in assenza di HDD o in caso di HDD guasto si utilizzera’ un disco di
avvio qualsiasi,
generalmente il floppy disk o un CD-ROM autoavviante.
In fase di avvio del PC, il BIOS effettua dei test diagnostici di base dell’hardware e controlla lo
stato delle periferiche collegate (il cosidetto POST), per permettere il caricamento del sistema
operativo (processo
di bootstrap, detto anche di boot).
- SCHEDA-MADRE (MainBoard o MotherBoard, abbr. MB)
Complesso circuito stampato che alloggia gli zoccoli per la CPU, la RAM, la scheda grafica e altre
eventuali schede, i collegamenti agli HDD e ai lettori/masterizzatori ottici e ad un eventuale lettore
di dischetti, più le porte di collegamento alle periferiche esterne (tastiera, mouse, monitor, HDD
esterni, stampante, schedine di memoria flash, ecc. ecc..
Provvede inoltre ai collegamenti di alimentazione delle ventole di raffreddamento e delle varie spie;
incorpora i vari chipset e controller, più il BIOS e numerosi altri circuiti elettronici essenziali al
sistema.
Il costo può variare, aseconda dei tipi, da 70 a 220 €.
– TELAIO (Case) e ALIMENTATORE
Sono parte integrante del sistema. L’alimentatore/adattore è incluso nel telaio nel caso dei PC, ed
offre una potenza in uscita, a seconda dei modelli, da 300 a 700 W per le diverse esigenze di
alimentazione. E’ dotato di propria ventola di raffreddamento.
– La tensione in entrata è di 220 V CA, mentre quelle in uscita sono di 3, 5 e 12 V DC.
– I NB vengono alimentati con un adattore esterno 220 V CA / 19 V DC da 65 – 90 W.
Il costo di un telaio può variare dai 30 € per i modelli più economici ai 200 € per modelli
esteticamente più raffinati e con alimentatori di maggiore potenza, dotati anche di ventole di
aerazione supplementari.
- TASTIERA e MOUSE: dispositivi di input standard e indispensabili. Hanno un costo da 5 a 50 €
cd, a seconda dei modelli, necessità e gusti. Si consiglia l’uso di un mouse a dispositivo ottico e
senza fili, del costo di ca. 20 €.
- MONITOR: può essere del tipo a tubo catodico (OCR, stanno scomparendo dal mercato) o a
pannello a transistor e cristalli liquidi (TTF o LCD). Il costo di un buon pannello TTF da 19″ può
scendere oggi fino a ca. 150 €.
Quanto sopra descritto include i componenti hardware minimi e assolutamente necessari per il
funzionamento di un sistema. Già la funzione di collegamento a Internet richiederebbe l’addizione
di almeno un modem analogico. Praticamente sempre necessari sono una stampante,
masterizzatori/lettori DVD e CD-ROM, lettore di dischetti, ecc..
Questa è una vista dell’interno di un tipico PC moderno (febbraio 2007) equipaggiato con
l’hardware necessario per supportare il sistema operativo Vista.
E’ un PC Fujitsu-Siemens con ottime prestazioni, silenzioso e costato 600 €; è equipaggiato con
tastiera, mouse, modem, rete Ethernet, lettore di schedine di memorie e tutti i componenti e
collegamenti necessari:
Altre periferiche ‘esterne’ normalmente in uso presso un utente ‘casalingo’ sono stampante,
scanner, memorie rimuovibili come le moderne ‘penne’ USB, ecc..
Rimando ad altre successive note o a specifiche richieste ulteriori approfondimenti o dettagli.