Appunti di Hardware

Ilcomputereisuoicomponenti
Chipset (Southbridge)
ROM
PCI
Connettore IDE
AGP o PCI Express
Chipset (Northbridge)
RAM
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, MiniATX, 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
Figura 2. Scheda madre di un pc
fisso(sopra) e di un notebook
(sotto)
tipicamente orizzontale.
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
Figura 4. Memorie RAM di PC
fisso (sopra) e Notebook
(sotto)
misurata in Gbyte (miliardi di Byte).
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 Figura 6. Memoria ROM
dei componenti di base (CPU, Ram, tastiera, etc) chiamato BIOS (Basic
Input/Output System)
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
Figura 8(b). Scheda PCI per
aggiungere le porte USB disponibili
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:
•
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.
•
Figura 9. Connettore IDE sulla
motherboard
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
Figura 10. Connettore SATA
è molto più veloce rispetto al PATA.
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)
1.0 – 0.1
Dimensione
Tempo di accesso
10-100 ns
Cache (1-8 Mb)
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