Componenti di una scheda madre - I blogs dell`ISIS Leonardo da Vinci

Componenti di una scheda madre
I componenti di una scheda madre possono variare molto a seconda di che tipo di
computer si sta considerando: nel seguito di questa descrizione faremo riferimento a
una generica scheda madre per personal computer.
• CPU Socket: è uno zoccolo ZIF (Zero Insertion Force) che accoglie la CPU. Nelle
schede embedded (o in quelle vecchie e molto economiche) è assente, e il processore è
saldato direttamente sullo stampato.
• La ROM (può essere PROM, EEPROM, flash o altro) che contiene il BIOS della
scheda madre; è un tipo di firmware dalle funzionalità molto limitate. Le sue funzioni
sono essenzialmente tre: eseguire il controllo dell'hardware all'accensione (il POST,
Power On Self Test), caricare il sistema operativo e mettere a disposizione di questi
alcune primitive (routine software) per il controllo dell'hardware stesso.
• Northbridge: un circuito integrato che connette il processore con la memoria RAM e
con i bus di espansione principali (PCI, PCI express e AGP); i modelli più recenti
incorporano anche le interfacce ATA e/o SATA per gli hard disk, che sono i
componenti più critici per le prestazioni di un personal computer. È l'elemento più
importante del chipset e il suo buon funzionamento è cruciale per la stabilità e la
velocità della macchina. Le CPU AMD a 64 bit, integrando al loro interno il controller
della RAM a cui quindi si collegano direttamente, hanno bisogno di un north bridge
meno complesso e costoso.
• Southbridge: è il secondo componente del chipset e il suo compito è quello di gestire
tutte le interfacce a bassa velocità: è connesso al north bridge tramite il bus di
espansione e gestisce le porte seriali e parallele, l'interfaccia per la tastiera e il
mouse, l'interfaccia Ethernet, le porte USB e il bus SMB.
• Una batteria al litio in grado di alimentare per anni l'orologio di sistema e una piccola
quantità di memoria RAM in tecnologia CMOS in cui il BIOS memorizza alcuni
parametri di configurazione dell'hardware.
• Gli slot d'alloggiamento della Memoria RAM (Random Access Memory) che possono
essere di diversi tipi
• Il bus di espansione. Si tratta di un collegamento dati generico punto-multipunto,
progettato per permettere di collegare alla scheda madre delle altre schede di
espansione alloggiate su connettori (slot), che ne estendono le capacità. Attualmente il
tipo di bus più diffuso è il bus PCI, destinato nel tempo a lasciare strada alla sua
estensione PCI Express, più veloce e più semplice elettricamente. In linea di principio
ad un bus può essere collegato hardware di ogni tipo: schede video aggiuntive,
schede audio professionali, schede acquisizione dati, unità di calcolo specializzate,
coprocessori: nella pratica si ricorre ad una scheda di espansione su slot interno solo
per hardware che ha bisogno di una collaborazione estremamente stretta con la CPU o
con la memoria RAM; per le espansioni hardware meno critiche si sfruttano le
connessioni "lente" (USB, seriali ecc.). Fa parte del bus PCI anche lo slot AGP,
dedicato alla scheda video, che è uno slot PCI dotato di alcuni comandi aggiuntivi
separati e di una trasmissione dati privilegiata; anche le interfacce AGP sono
destinate ad essere sostituite dagli slot PCI Express, perfettamente in grado di fare
da ponte fra la scheda grafica e il resto del sistema.
• Una serie di interfacce standard: seriali RS232 (raramente), PS/2 per mouse e
tastiera, USB per altri dispositivi; sono solitamente tutte raggruppate sul lato
posteriore alto della scheda madre.
• Interfacce ATA, SATA e/o SCSI per la gestione delle unità a disco (Disco rigido,
CD e DVD).
In molte schede madri, specie se compatte, possono essere incluse la scheda video, la
scheda audio, interfacce di rete Ethernet e porte Firewire e USB.
Northbridge
Struttura ad albero di un Chipset, si notano il Northbridge ed il Southbridge.
Il northbridge (dall'inglese ponte nord, vedi etimologia), 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'
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
southbridg è legato alla CPU tramite il northbridge, il quale invece dialoga
direttamente col processore.
DDR SDRAM
La DDR SDRAM, acronimo di Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access
Memory (in italiano "memoria dinamica ad accesso casuale sincrona a doppia velocità"),
è un tipo di memoria RAM per circuiti integrati.
Tipi di reti
Esiste una grande varietà di tecnologie di rete e di modelli organizzativi, che possono
essere classificati secondo diversi aspetti:
Classificazione sulla base dell'estensione geografica
A seconda dell'estensione geografica, si distinguono diversi tipi di reti:
• si parla di rete corporea o BAN (Body Area Network) se la rete si estende intorno al
corpo dell'utilizzatore con una estensione dell'ordine del metro
• si parla di rete personale o PAN (Personal Area Network) se la rete si estende
intorno all'utilizzatore con una estensione di alcuni metri
• si parla di rete locale o LAN (Local Area Network) se la rete si estende all'interno di
un edificio o di un comprensorio, con una estensione entro alcuni chilometri si parla di
rete universitaria o CAN (Campus Area Network), intendendo la rete interna ad un
campus universitario, o comunque ad un insieme di edifici adiacenti, separati
tipicamente da terreno di proprietà dello stesso ente, che possono essere collegati
con cavi propri senza far ricorso ai servizi di operatori di telecomunicazioni. Tale
condizione facilita la realizzazione di una rete di interconnessione ad alte prestazioni
ed a costi contenuti
. si parla di rete metropolitana o MAN (Metropolitan Area Network) se la rete si
estende all'interno di una città si parla di rete geografica o WAN (Wide Area
Network) se la rete ricopre un'area geografica molto estesa e che intercorre nelle
reti precedenti si parla di rete globale o GAN (Global Area Network) se la rete
collega calcolatori dislocati in tutto il mondo, anche via satellite
Classificazione in base al canale trasmissivo
• cavo in rame
• le fibre ottiche:
• le infrastrutture della TV via cavo (diffusa soprattutto negli USA)
• il trasporto di dati sulla rete elettrica (es. powerline) o nelle condutture del gas.
• le reti wireless
• le reti satellitari (che però sono tipicamente unidirezionali, dal satellite alla casa
dell'utente, mentre il canale di ritorno deve essere realizzato con altre tecnologie,
spesso su doppino telefonico).
Internet
Internet (contrazione della locuzione inglese interconnected networks, ovvero "reti
interconnesse") è una rete mondiale di reti di computer ad accesso pubblico,
attualmente rappresentante il principale mezzo di comunicazione di massa, che offre
all'utente una vasta serie di contenuti potenzialmente informativi e servizi. Si tratta
di un'interconnessione globale tra reti informatiche di natura ed estensione diversa,
resa possibile da una suite di protocolli di rete comune chiamata "TCP/IP" dal nome
dei due protocolli principali, il TCP e l'IP, che costituiscono la "lingua" comune con cui i
computer connessi ad Internet (gli host) sono interconnessi e comunicano tra loro
indipendentemente dalla loro architettura hardware e software, garantendo
l'interoperabilità tra sistemi e sottoreti fisiche diverse.
Il progenitore e precursore della rete Internet è considerato il progetto ARPANET,
finanziato dalla Defence Advanced Research Projects Agency (inglese: DARPA,
Agenzia per i Progetti di ricerca avanzata per la Difesa), una agenzia dipendente dal
Ministero della Difesa statunitense (Department of Defense o DoD degli Stati Uniti
d'America). In una nota del 25 aprile 1963, Joseph C.R. Licklider aveva espresso
l'intenzione di collegare tutti i computer e i sistemi di time-sharing in una rete
continentale. Avendo lasciato l'ARPA per un posto all'IBM l'anno seguente, furono i
suoi successori che si dedicarono al progetto ARPANET.
Nascita del World Wide Web (1991)
Nel 1991 presso il CERN di Ginevra il ricercatore Tim Berners-Lee definì il protocollo
HTTP (HyperText Transfer Protocol), un sistema che permette una lettura
ipertestuale, non-sequenziale dei documenti, saltando da un punto all'altro mediante
l'utilizzo di rimandi (link o, più propriamente, hyperlink). Il primo browser con
caratteristiche simili a quelle attuali, il Mosaic, venne realizzato nel 1993. Esso
rivoluzionò profondamente il modo di effettuare le ricerche e di comunicare in rete.
Nacque così il World Wide Web.
Nel World Wide Web (WWW), le risorse disponibili sono organizzate secondo un
sistema di pagine, a cui si può accedere utilizzando appositi programmi detti web
browser con cui è possibile navigare visualizzando file, testi, ipertesti, suoni, immagini,
animazioni, filmati. Nel 1993 il CERN, l'istituzione europea dove nasce il World Wide
Web, decide di rendere pubblica la tecnologia alla base del World Wide Web in modo
che sia liberamente implementabile da chiunque.
Configurazione di rete
Un host può essere configurato in due modi alternativi:
1- configurazione automatica, tutte le informazioni vengono fornite da un server
DHCP (dynamic host configuration protocol) . L'host invia una richiesta
broadcast sulla rete, il server dhcp risponde inviando le informazioni necessarie
(ip, netmask, default gw, dns)
2- configurazione manuale, tutte le informazioni necessarie vengono fornite
dall'amministratore della macchina (eventualmente dopo averle ricevuto
dall'amministratore di rete) che provvede ad inserirle nei campi appropriati
Le informazioni che il sistema deve avere per navigare in rete sono:
1- INDIRIZZO IP (indirizzo univoco che identifica l'host)
2- NET MASK (maschera di rete che determina insieme all'ip l'indirizzo di rete,
esempio: IP=192.168.1.5, NETMASK 255.255.255.0 facendo l'AND a bit dei due
indirizzi l'indirizzo di rete risulterà 192.168.1.0)
3- DNS (indirizzo del server di risoluzione dei nomi, converte i nomi tipo
www.google.it in numerici come 173.194.40.88)
4- GW (default gateway, l'indirizzo del router a cui inviare i dati qualora il
destinatario non sia sulla stessa rete fisica dell' host mittente)
L' indirizzo ip con cui configurare un host deve essere coerente con la rete in cui è
inserito. Gli indirizzi ip non possono essere duplicati (nella stessa rete non ci possono
essere due host con lo stesso indirizzo ip)
Indirizzi particolari
1. Gl' indirizzi che terminano con 1 o 254 sono riservati generalmente ai default
gateway, non è obbligatorio ma prassi comune.
2. Non si può per un host usare l'indirizzo di rete
3. Non si può per un host usare l'indirizzo broadcast (indirizzo di rete + 255 per
ogni ottetto restante)
4. L' indirizzo 127.0.0.1 identifica sempre la macchina locale (localhost) e non può
essere usato come indirizzo di rete
Indirizzi privati
Per risparmiare indirizzi ip, e garantire maggiore sicurezza, se un host non deve
essere visibile dall' esterno della rete, gli viene dato un indirizzo privato. Gli indirizzi
privati sono quelli compresi fra
10.0.0.0
10.255.255.255
172.16.0.0
172.31.255.255
192.168.0.0
192.168.255.255
In pratica l'host si mostra all'esterno della rete con l'IP del router tramite il
meccanismo del NAT (Network address translation)
Cablaggio connettore RJ45 (B)
Sigle
IP : dall'inglese Internet Protocol address è un'etichetta numerica che identifica
univocamente un dispositivo (host) collegato a una rete informatica che
utilizza ‘’internet protocol’’ come protocollo di comunicazione.
TCP : il Transmission Control Protocol gestisce l'organizzazione dei dati e il controllo
della trasmissione. Ridimensiona la grandezza dei dati da inviare, li spezzetta in
pacchetti più piccoli e li ricompone nel momento in cui arrivano al computer di
destinazione.
DNS : Domain Name System è un sistema utilizzato per la risoluzione di nomi dei
nodi della rete (in inglese host) in indirizzi IP e viceversa. Il servizio è realizzato
tramite un database distribuito, costituito dai server DNS.
NET MASK : insieme ad un indirizzo IP c'è sempre una Maschera di sottorete.
Questa maschera (Netmask) insieme con l'indirizzo IP definisce la rete TCP/IP a cui
il computer appartiene, ovvero quali altri indirizzi IP possono essere direttamente
raggiunti nell'ambito della stessa rete.
HTTP : L'Hyper Text Transfer Protocol (HTTP) e' un protocollo di comunicazione
generalmente utilizzato per il trasferimento delle pagine web in internet. Esso
viene ampiamente utilizzato durante la navigazione in rete attraverso i più comuni
browser (Internet Explorer, Firefox, Safari e simili). I dati che passano tramite http
non sono crittati e quindi facilmente intercettabili e leggibili da parte di chiunque, a
differenza di quanto avviene con la sua variante più sicura denominata HTTPS.
HTTPS : è una variante del più comune protocollo HTTP utilizzato per il
trasferimento delle pagine web in internet. A differenza di quest'ultimo, nel quale
tutte le comunicazioni avvengono "in chiaro" senz'alcun genere di sicurezza,
nell'HTTPS viene creato un canale di comunicazione criptato attraverso lo scambio
di certificati in modo da garantire l'identità delle parti e la riservatezza dei dati.
Esso viene spesso utilizzato in tutte quelle situazioni in cui e' richiesto un certo grado
di sicurezza come transazioni elettroniche, acquisti online e lettura di messaggi di
posta elettronica.
POP3 : il Post Office Protocol (detto anche POP) è un protocollo di livello applicativo
di tipo client-server che ha il compito di permettere, mediante autenticazione,
l'accesso da parte del client ad un account di posta elettronica presente su di un
host server e scaricare le e-mail dell'account stesso. Il POP (nella versione 3) rimane
in attesa sulla porta 110 dell'host (di default, ma può anche essere diversa) per una
connessione TCP da parte di un client.
IMAP: Internet Message Access Protocol, un alternativa più recente al POP3
LDAP : il Lightweight Directory Access Protocol è un protocollo standard per
l'interrogazione e la modifica dei servizi di directory. Le directory sono dei
programmi che provvedono ad organizzare e memorizzare informazioni riguardanti
reti di computer e risorse condivise disponibili tramite la rete.
ROUTER : dall'inglese instradatore è un dispositivo elettronico che, in una rete
informatica a commutazione di pacchetto, si occupa di instradare i dati, suddivisi in
pacchetti, fra reti diverse.
DEFAULT GATEWAY : in informatica e telecomunicazioni il default gateway è un
router o altro dispositivo di routing che collega una rete ad un altra.
Quando un host richiede il collegamento ad un indirizzo IP esterno alla
rete locale, la richiesta viene girata automaticamente al un gateway incaricato.
Quando non ne esiste uno appositamente configurato per la richiesta questa passa
automaticamente al default gateway. Il parametro "Default Gateway" è proprio
del sistema TCP/IP ed è una indicazione importante per la realizzazione del routing,
ovvero l'instradamento dei pacchetti di dati nella rete Internet. Ogni macchina (pc o
altro) collegata ad Internet, deve avere un default gateway di riferimento nelle sue
impostazioni se deve avere la possibilità di inviare dati sulla Rete.
SWITCH : è un dispositivo di rete o nodo interno di rete che si occupa di
commutazione a livello 2 cioè livello datalink del modello ISO/OSI cioè di
indirizzamento e instradamento all'interno di reti locali attraverso indirizzi MAC,
inoltrando selettivamente i frame ricevuti verso una porta di uscita cioè verso un
preciso destinatario.
FIREWALL:Il firewall è una risorsa software o hardware che controlla le informazioni
provenienti da Internet o da un altro tipo di rete, bloccandole o consentendone
l'accesso al computer, a seconda delle opzioni impostate. Un firewall consente di
impedire a pirati informatici o malware di accedere al computer tramite una rete o
Internet, nonché di bloccare l'invio di malware ad altri computer.
RJ45 :Connettore usato per collegare le prese ethernet con i cavi (Register Jack 45)
UTP: Unshielded Twisted Pair. Doppino telefonico a quattro fili utilizzato
nell'implementazione di molti tipi di rete. Il cavo UTP non è schermato (unshielded) e
questo non permette di ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI). Esistono
varis tipi di cavi UTP: categoria 1, categoria 2, categoria 3, categoria 4
STP: è l'acronimo di Shielded Twisted Pair e identifica un cavo schermato utilizzato
comunemente per il collegamento nelle reti ethernet.
File system di un sistema Gnu/Linux
File e directory
Un file e' essenzialmente un contenitore di dati omogenei e puo' contenere del testo
(una lettera) o dati binari (un file musicale, un' immagine, un video, un programma). Il
nome di un file puo' contenere caratteri alfabetici, numeri, caratteri di sottolineatura
o di punteggiatura.
E' preferibile però usare solo il carattere di sottolineatura, oltre a numeri e lettere,
perchè alcuni caratteri di punteggiatura hanno significati ed un uso particolare.
Linux e' un sistema case sensitive, cioe' sensibile ai caratteri minuscoli e maiuscoli.
Cio' significa che per Linux 'CIAO', 'ciao', 'CiAo' e 'ciAO' sono 4 file diversi. Questo
non e' vero per altri sistemi come Windows, dove 'CIAO' o 'ciao' rappresentano
sempre lo stesso file.
Una directory (o cartella o folder, come viene chiamata nei sistemi Windows) e'
essenzialmente un contenitore di file. Un filesystem strutturato secondo un sistema
di directory puo' essere assimilato ad una libreria, dove ogni scaffale che identifica
una categoria (narrativa, umorismo, cucina, storia) rappresenta la directory stessa,
mentre i libri in esso riposti rappresentano i file. Una directory puo' contenere file
ma puo' contenere anche altre directory. Una directory contenuta all'interno di
un'altra directory viene definita subdirectory o sottodirectory. Un filesystem
composto da directory puo' anche essere paragonato ad un albero, dove la directory
principale o root o radice o /, rappresenta il tronco, mentre le sottodirectory
rappresentano i rami dell'albero. Partendo dalla directory radice si puo' arrivare ad
un file qualsiasi all'interno di una qualsiasi directory, cosi' come partendo dal tronco si
puo' arrivare ad una foglia qualsiasi di un ramo qualsiasi dell'albero.
Le directory di Linux
Esiste una struttura gerarchica di directory 'abbastanza' standard. Abbastanza
standard significa che puo' variare leggermente da distribuzione a distribuzione, ma
piu' o meno le directory predefinite di qualsiasi distribuzione Linux sono le seguenti:
/
bin
boot
dev
etc
home
lib
lost+found
media
mnt
proc
opt
root
sbin
tmp
usr
var
/: / e' la directory principale (o di directory root).
bin: In questa directory sono contenuti tutti i programmi per la gestione del sistema.
boot: Qui sono presenti i kernel alternativi ed altri file utilizzati dal boot loader.
dev: dev sta per devices, letteralmente dispositivi. In questa directory sono
contenuti i file di device, ossia i file necessari per l'utilizzo dei vari dispositivi
(monitor, stampanti, dischi etc). I vari dispositivi sono visti da Linux come dei file e
possono essere letti e scritti come normalissimi file.
etc: Qui sono presenti tutti i file di configurazione del sistema
home: E' la directory che contiene tutte le directory personali di tutti gli utenti. Se
un sistema Linux e' accessibile agli utenti Paolo, Rita e Marco, in questa directory
saranno presenti le directory Paolo, Rita e Marco. Quando un utente si collega al
sistema (effettua cioe' il login) potra' accedere unicamente alla propria directory
(Marco accedera' alla directory Marco ma non potra' accedere alla directory Paolo,
cosi' come Rita accedera' alla directory Rita ma non potra' accedere alla directory
Marco e via dicendo)
lib: Contiene tutte le librerie condivise del sistema.
lost+found: In caso di interruzione della corrente elettrica, e' possibile che vengano
persi i dati sui quali si stava lavorando. Al riavvio del sistema viene effettuato un
controllo del disco per verificare la presenza di errori e di dati persi. E' in questa
directory che vengono raccolte le parti di file recuperate.
media: E' la directory dove sono collegate le un'unita' di memorizzazione dati (disco,
CD-Rom, nastro etc)
mnt: E' la directory dove vengono montate le directory di altri sistemi (via rete)
proc: Questa e' un' altra directory particolare: contiene infatti un filesystem
virtuale. Non e' infatti un filesystem vero e proprio, in quanto viene creato dal kernel
dinamicamente istante per istante, in memoria e non sul disco.
opt: Contiene applicazioni particolari (non riferibili alla distribuzione in uso).
root: E' la directory home dell'amministratore del sistema (anche l'amministratore e'
un utente del sistema e possiede una directory personale).
sbin: Contiene programmi di sistema eseguibili solo dall'amministratore del sistema
come ad esempio fdisk o fsck.
tmp: Contiene dei file temporanei.
usr: In questa directory sono contenute tutte le applicazioni ed i file che non servono
per la gestione del sistema.
var: E' la directory dei file variabili, cioe' quei file che non hanno una lunghezza
predefinita e variano nel tempo. Qui sono presenti ad esempio i file di spool (i file di
stampa che sono in coda), i fax, i messaggi da inviare, i file di log, db, etc.
Installazione dei programmi sotto Gnu/Linux
Ci sono 3 sistemi per aggiungere dei programmi ad un sistema Gnu/Linux:
1) Tramite i repository della distribuzione in uso (il più usato)
a) Tramite linea di comando (apt-get install etc., etc. per debian e derivate)
b) Tramite un programma con interfaccia grafica (Synaptic per debian e
derivate)
2) Scaricando direttamente l'eseguibile (non molto usato e pericoloso)
3) Compilando il codice sorgente