03 Componenti principali di un personal computer

La struttura hardware di un Personal Computer può essere costituita da un certo numero di componenti fondamentali per il suo funzionamento e da altre apparecchiature la cui utilità è legata alle esigenze dell'utente.
Le componenti hardware di un PC sono contenute all'interno di una scatola metallica, l'unità centrale, detta case o cabinet, di solito posta (a seconda delle sue dimensioni) sotto il tavolo o sotto il monitor. Nei computer portatili l'unità centrale è posizionata nel vano sotto la tastiera.

Le parti essenziali di un computer sono:
- il microprocessore,
- la memoria centrale,
- la scheda madre,
- le unità disco,
- i connettori per collegare altri dispositivi esterni, come le unità di Input/Output: tastiera, mouse, monitor, stampanti, ecc…

La CPU (Central Processing Unit o microprocessore)

è l’unità centrale di elaborazione. E’ costituita dal microprocessore, un insieme di circuiti miniaturizzati, racchiusi in un unico chip detto circuito integrato e fissati sulla scheda madre. Questo microprocessore effettua tutte le operazioni logiche, aritmetiche e di trasferimento dei dati, scambia informazioni con la memoria centrale tramite circuiti stampati presenti sulla scheda madre, visibili come delle piste in rilievo. Su queste “strade” viaggiano i dati sotto forma di segnali binari. Tramite passaggio di corrente 1 e mancato passaggio 0 vengono rappresentati i valori numerici e tutti i caratteri alfanumerici, grazie ad opportuni sistemi di codifica.

Sulla memoria centrale (o memoria RAM)

vengono registrate le singole istruzioni di un programma e i dati sui quali operare. Questi dati vengono memorizzati temporaneamente nella memoria RAM e in una sorta di ping-pong, il processore preleva li preleva, li elabora eseguendo le istruzioni del software, quindi trasferisce nuovamente alla RAM i risultati dell'elaborazione. A questo i software del sistema operativo memorizzano questi risultati sulla memoria fissa, oppure vengono comunicati all'esterno.

La scheda madre (detta anche mainboard o motherboard)

è il componente più grande all’interno dell'unità centrale. È una scheda a circuito stampato che ha il compito di collegare, meccanicamente ed elettricamente, tutti i componenti ad essa connessi: la CPU, le interfacce per le unità disco, la memoria RAM, i connettori necessari per la gestione delle unità periferiche (tastiera e mouse), le porte parallele e seriali, e gli slot di espansione.

I connettori

della scheda madre non entrano direttamente in contatto con le periferiche, ma si interfacciano per mezzo di alcune schede (definite controller) in grado di convertire o tradurre le informazioni della CPU in segnali specifici come ad esempio l’audio e il video.
Le interfacce di collegamento utilizzate dagli slot di espansione nei PC possono essere di vario tipo:
- ISA (Industry Standard Architecture): è il primo e più vecchio connettore. Nel 1993 Intel e Microsoft ne hanno introdotta una nuova tipologia denominata Plug and Play, che consente al sistema operativo di riconoscere e configurare automaticamente la scheda che viene inserita.
- PCI (Peripheral Component Interconnect): è il connettore più diffuso nei PC, utilizzato anche dai computer più recenti costruiti da Apple.
- AGP (Accelerated Graphics Port): sviluppato da Intel, per la gestione di schede grafiche dalle prestazioni molto elevate.

Le memorie di massa sono dispositivi che permettono la memorizzazione permanente di programmi e dati. I parametri che misurano la qualità di una memoria di massa sono tre: la capacità di immagazzinare i dati (tale parametro si misura in byte, KiloBite, MegaByte oppure GigaByte); il tempo di accesso (cioè il tempo impiegato per iniziare a leggere i dati sul dispositivo); e infine la velocità di lettura e scrittura dei dati (che individua la velocità con cui si trasferiscono e prelevano dati nella memoria centrale).

Le principali memorie di massa attualmente in uso nei computer sono di due tipi:
Memorie magnetiche (floppy disk, hard disk);
Memorie ottiche (CD-ROM, DVD).

Il disco fisso o disco rigido (in inglese hard disk)

è la memoria di massa di tipo magnetico più diffusa. Si trova all'interno di ogni personal computer, generalmente fisso, ha una grande capacità di memorizzazione che può superare i 500 GByte e un tempo di accesso ai dati molto ridotto.
I bit sono registrati sotto forma di segnali binari “magnetizzando” o “smagnetizzando” piccole aree dello strato superficiale del disco. In questo modo le informazioni sono conservate (anche in assenza di alimentazione elettrica) fino a quando non si modifica nuovamente tale magnetizzazione.

Il Floppy disk

è un altro dispositivo di memorizzazione magnetica, con una capacità di memoria molto bassa (1.44 MegaByte).

Il supporto di memorizzazione ottica più diffuso è il (Compact Disc Read-Only Memory), detto comunemente CD.

È di un disco di plastica con un diametro di 12 centimetri che può contenere fino a 700 MegaByte di dati. Per essere scritto o letto necessita di un dispositivo (il masterizzatore) e può essere anche riscrivibile (CD-RW). Il DVD (Digital Versatile Disc) è un dispositivo di memorizzazione ottica che può contenere una maggior quantità di dati pari ad alcuni alcuni GigaByte.

Con il termine periferiche si identificano tutti i dispositivi che possono essere collegati all’unità centrale. Le periferiche sono di due tipi principali: quelle che: inseriscono i dati nel computer (dati di input) oppure quelle che mettono a disposizione dell’utente i risultati delle elaborazioni che il sistema fornisce in uscita (dati di output).
Siccome le periferiche non fanno propriamente parte del nucleo principale del computer, è necessario utilizzare alcuni software chiamati driver, che hanno il compito di rendere perfettamente compatibili computer e periferica.
In funzione della loro capacità di trasmettere dati dal computer all’esterno o viceversa le unità periferiche si dividono in periferiche di input e di output. In inglese chiamate I/O devices.
Tramite le periferiche di input il computer acquisisce le informazioni digitali. Ad esempio usando la tastiera si immettono caratteri, con lo scanner fotografie, con un microfono suoni, ecc.

Al contrario invece, le periferiche di output trasformano le informazioni destinate all’utente dal formato digitale: una stampante scrive testi conservati su un supporto di memoria, le casse riproducono i suoni.