LEZ. N. 3 - Viaggio all'interno del PC
Viaggio all'interno del PC by Winola on web
La scheda madre (motherboard) è un circuito stampato molto complesso, fissato al case del PC, ed ha la duplice funzione di ancoraggio dei vari componenti del PC e di interconnessione elettrica dei componenti stessi tra loro per lo scambio di segnali. Sulla scheda madre, infatti, troviamo:
Sulla scheda madre è alloggiata la CPU tramite appositi connettori detti socket. Il socket è un connettore piano di forma quadrata con contatti (pin) che accolgono circuiti che dialogano ad altissima frequenza con gli altri componenti del PC. Poiché il socket ospita un componente di fondamentale importanza, quale la CPU, è dotato di un dispositivo meccanico (levette, ganci ecc.) per evitare che il chip ospitato possa sganciarsi accidentalmente.
La CPU o Unità Centrale di Elaborazione (Central Processing Unit) esegue le operazioni di calcolo e di confronto, prende decisioni, ripete le istruzioni: iterazione, dà ordini alle altre componenti del PC affinché esse memorizzino, visualizzino, ricevano o trasmettano i dati. La CPU esegue inoltre le istruzioni che compongono i programmi, ad altissima velocità.
Sulla scheda madre è presente anche la memoria cache di secondo livello o L2 cache, la cache L1 o di primo livello è compresa nel processore ed opera a frequenza più elevata rispetto alla cache L2. La memoria cache (cache memory) è una memoria veloce che contiene i dati ed i programmi utilizzati più frequentemente dalla CPU, per non recuperarli dalla RAM, che è più lenta.
La scheda madre ospita inoltre non più di quattro slot per la RAM: Memoria ad Accesso Casuale (Random Access Memory). La RAM è la memoria di lavoro nella quale sono caricati i dati ed i programmi affinché la CPU possa utilizzarli. Il sistema operativo viene caricato nella RAM all'accensione del PC.
L'interconnessione tra la CPU e la RAM avviene tramite bus o percorsi di interconnessione, detti FSB (Front Side Bus), che operano a frequenze di 400 - 1.000 MHz ed oltre. I bus interconnettono tra loro tutti i dispositivi del PC.
Il coordinamento delle informazioni sulla scheda madre avviene attraverso un componente detto chipset. Il chipset è formato da due o più componenti, nei PC comuni il chipset è formato da due componenti: NorthBridge e SouthBridge. Il NorthBridge si interfaccia con la CPU o processore, con la memoria e con l'interfaccia grafica AGP, componenti che comunicano alla velocità maggiore nel PC. Il Southbridge si interfaccia con i componenti più lenti: slot PCI, canali IDE, porte USB, sistemi audio e interfacce di rete. Il chipset determina le caratteristiche della scheda madre, condiziona la scelta del processore supportato dalla scheda madre, il tipo di RAM, il bus utilizzato e gli standard AGP e USB.
Sulla scheda madre è presente il chip di memoria ROM (Read Only Memory) che contiene il BIOS e la batteria al Litio, della forma di una moneta, per mantenere le impostazioni del BIOS anche a PC spento. Il BIOS è il primo codice che viene eseguito all'accensione del PC ed ha il compito di eseguire dei test diagnostici per verificare il funzionamento dell'hardware e segnalare errori con una serie di beep (beep code).
Il BIOS esegue il cosiddetto POST (Power-On Self Test), una verifica del corretto funzionamento
delle componenti hardware, delle quali il BIOS deve conoscere la configurazione; il POST comprende
il test della memoria per escludere eventuali guasti, il riconoscimento delle unità disco collegate,
il controllo di presenza della tastiera, il riconoscimento e l'attivazione alla giusta frequenza della CPU
e della scheda grafica ecc. In presenza di un inconveniente il POST si arresta e segnala il guasto,
permettendo di entrare nell'utility di configurazione del BIOS (BIOS Setup), porre rimedio al guasto segnalato
(ad esempio se l'errore è dato dalla tastiera scollegata, collegarla e riavviare il PC).
Il BIOS poi carica il sistema operativo nella RAM.
Il BIOS è detto anche Firmware perché è una parte integrante dell'hardware anche se composta
da istruzioni software.
La scheda madre è connessa con speciali cavi all'alimentatore e alle memorie di massa.
Memoria di massa: Hard Disk e CD / DVD sono collegate con cavi piatti IDE o SCSI.
L'Alimentatore converte l'elettricità, proveniente dalla rete elettrica a 220 V, 50 Hz,
in tensioni stabilizzate (12 V, 5 V, 3,3 V ecc.) necessarie ai vari componenti del PC.
L'alimentatore è collegato con un fascio di cavi alla scheda madre ed ai vari componenti:
Hard Disk, Floppy disk, Lettore CD / DVD e Masterizzatore CD / DVD.
La scheda video permette la visualizzazione delle immagini sullo schermo; può essere integrata sulla scheda madre, per ridurre i costi, ed utilizzare la memoria di lavoro, oppure è inserita in uno slot PCI ed è dotata di una sua CPU e memoria e ventola per la dissipazione del calore.
La scheda audio può essere anch'essa integrata sulla scheda madre o inserita in uno slot PCI; presenta prese per collegare altoparlanti e cuffie, ingressi audio e microfono.
La scheda di rete serve per collegare il PC ad altri PC di una rete, per condividere stampanti, documenti ecc.; può essere integrata sulla scheda madre o è alloggiata in slot separati; può essere presente anche una scheda di rete wireless ed in tal caso è visibile l'antenna wireless che fuoriesce dal case del PC.
Il PC ha dispositivi di Input: tastiera e mouse, scanner, macchine fotografiche digitali ecc.
e dispositivi di output: monitor, stampanti ecc.
I dati sono inseriti con le operazioni di input, sono elaborati (processing) ed i risultati sono
visualizzati o stampati, e memorizzati sulle memorie di massa (storage) con operazioni di output;
durante l'elaborazione dei dati si utilizza
la memoria di lavoro: RAM e cache, mentre le memorie permanenti: Hard Disk, pen drive, masterizzatori ecc.
sono utilizzate per salvare in modo permanente i dati.
Le memorie di massa sono considerate unità di Input e di Output.
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