I computer funzionano mediante un rapidissimo e continuo trasferimento di segnali elettrici fra i componenti interni e fra questi e le periferiche esterne.
Propagandosi fra i milioni di circuiti che compongono il computer questi segnali attivano o disattivano continuamente altri circuiti producendo nuovi segnali che vanno a comandare altre parti, per centinaia di milioni di volte ogni secondo.
PRINCIPALI COMPONENTI INTERNI DEL COMPUTER
I COMPONENTI INTERNI sono i principali costituenti di un computer che ne permettono il funzionamento.
Scheda Madre (Motherboard)
La scheda madre fa da supporto e connessione per tutti i componenti interni del computer e contiene inoltre una serie di circuiti adibiti al controllo delle varie parti. In alcuni casi svolgono anche le funzioni audio, video e di rete.
Sulla scheda madre si inseriscono come componenti separati il Microprocessore (o CPU), la RAM e le varie schede di espansione; vi si trovano inoltre le prese per il collegamento dell'hard disk e dei drive per i dischi mobili (floppy, CD e DVD).
Un componente che fa parte integrante della scheda madre è il BIOS (Basic Input/Output System). Il suo scopo è quello di gestire la fase di accensione del computer.
Il BIOS conserva in una ROM la sequenza di istruzioni di avvio che viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del computer. L'operazione di avvio è detta boot che comprende 3 fasi:
- Verifica dell'hardware
- Attivazione dell'hardware installato
- Verifica della presenza del sistema operativo e suo caricamento.
In una piccola memoria RAM (alimentata da una batteria interna) sono conservate le informazioni relative all'hardware installato ed alcuni parametri che possono essere impostati dall'utente.
Microprocessore o CPU (Central Processing Unit)
Parte fondamentale dell'hardware del computer.
Questo componente esegue tutti i calcoli, gestisce il trasferimento di dati attraverso la memoria e i dischi, attiva o disattiva i componenti della macchina.
Il ritmo di lavoro della CPU è cadenzato da un segnale elettrico detto clock, costituito da rapidissimi impulsi che si ripetono centinaia di milioni di volte per secondo. La velocità del clock (e quindi della CPU) si misura in MegaHertz (MHz: milioni di impulsi per secondo) o in GigaHertz (GHz: miliardi di impulsi per secondo).
In alcuni computer questo componente può essere direttamente integrato sulla scheda madre, ma di solito viene tenuto come componente separato e comunque dotato di un dissipatore di calore e una ventola di raffreddamento (il lavoro della CPU produce molto, molto calore).
I BUS sono set di conduttori (fili, connessioni in un circuito integrato, ecc.) che connettono le varie unità funzionali di un computer. Ci sono bus all’interno della CPU e bus che connettono la CPU con le periferiche e la memoria. L’ampiezza del bus, come per esempio il numero di fili che lo compongono, determina la quantità di dati che questo può trasportare. La maggior parte dei microprocessori attuali ha bus interni ed esterni a 32 o a 64 bit.
Memoria centrale o RAM (Random Access Memory)
Memoria temporanea dove vengono conservati i dati in corso di elaborazione e le istruzioni del programma in esecuzione. Si cancella completamente
Quando si interrompe l'alimentazione elettrica (es: spegnendo il computer) essa si cancella completamente. Quindi i calcolatori sono dotati anche di altri tipi di memoria (memoria di massa) verso cui, la RAM trasferisce i dati memorizzati per una memorizzazione permanente.
Attualmente la capacità della RAM si misura in MegaByte (Mbyte) o Gigabyte (Gbyte).
Se la RAM non è sufficiente per contenere tutti i dati necessari ad una elaborazione, il computer esegue un'operazione detta swap (baratto) che consiste nel liberare spazio dalla RAM copiando temporaneamente informazioni su disco rigido (memoria di massa) per essere recuperate in un secondo tempo.
Questa operazione tende a rallentare ogni elaborazione del calcolatore perchè la lettura/scrittura su disco è enormemente più lenta rispetto alla lettura/scrittura su RAM.
La ROM (Read Only Memory): contrariamente alla RAM, la memoria ROM non esiste in forma di componente separato e individuale, esistono invece numerose piccole ROM incorporate all'interno dei vari circuiti integrati (sulla scheda madre, sulle schede d'espansione, ecc.) come nel BIOS.
Aree di memoria usate per immagazzinare temporaneamente dati
- Cache
Quando un'applicazione richiede informazioni, controlla prima l'area cache per vedere se quei dati sono già disponibili e in caso positivo li preleva velocizzando il caricamento.
- Buffer
Memoria tampone nel trasferimento dati (es: ad una stampante)
Disco Fisso (Hard Disk)
Memoria permanente del computer, in cui si conservano tutti i documenti, i dati e i programmi. La sua capacità si misura in GigaByte (Gbyte: miliardi di byte).
Esistono in commercio diversi modelli, più o meno veloci e capienti. In più, oltre ad essere i principale componente interno per la memorizzazione permanente del computer, è disponibile anche in versioni estraibili o come periferica esterna mobile per la memorizzazione.
Drive per unità ottiche o magnetiche
I componenti hardware definiti Drive permettono la lettura o la lettura/scrittura di supporti di memorizzazione come:
- Floppy: dischi magnetici oggi in disuso.
- CD e DVD: dischi ottici in materiale plastico letti e scritti mediante laser.
Scheda d'espansione
Espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni.
Tali componenti possono essere già integrati nella scheda madre.
Le più importanti sono:
- La scheda video (su cui si connette il monitor) da cui dipende tutto ciò che riguarda in generale le prestazioni grafiche;
- La scheda audio, attraverso cui il computer è in grado di produrre o registrare suoni.
- La scheda di rete, per le connessioni alla rete o tra elaboratori.
- Altri tipi di schede, per funzioni particolari (es: acquisizione video o audio).
DISPOSITIVI PERIFERICI
LE PERIFERICHE (o dispositivi periferici di Input/Output o di I/O, o di Ingresso/Uscita) sono tutti i dispositivi che mettono in comunicazione il computer con l’esterno.
Possono essere:
- Solo di ingresso: inviano dati al computer senza riceverne (es: mouse, tastiera)
- Solo di uscita: ricevono dati dal computer senza inviarne (es: monitor e casse audio)
- Di ingresso e di uscita: inviano e ricevono dati (es: dischi e memorie).
I dispositivi di I/O più comuni sono:
Tastiera, Monitor, Masterizzatori, Modem, Mouse, Stampanti, Videocamera, Casse, Scanner, Tavoletta grafica , ecc.
MEMORIE DI MASSA
Sono tutti i supporti (dischi e nastri) su cui vengono registrati i dati da conservare, sono quindi memorie di massa i DVD e i CD come gli hard disk.
Lo spazio di memoria, come abbiamo già accennato in precedenza, viene espresso in Byte (memoria richiesta da un carattere) e i sui multipli.
Le principali memorie di massa sono:
- Dischi magnetici: Floppy, Hard Disk e Zip
- Dischi ottici: CD e DVD
- Dischi magneto-ottici: MOD (Magneto Optical Disk)
- Nastri magnetici: DAT (Digital Audio Tape)
Propagandosi fra i milioni di circuiti che compongono il computer questi segnali attivano o disattivano continuamente altri circuiti producendo nuovi segnali che vanno a comandare altre parti, per centinaia di milioni di volte ogni secondo.
PRINCIPALI COMPONENTI INTERNI DEL COMPUTER
I COMPONENTI INTERNI sono i principali costituenti di un computer che ne permettono il funzionamento.
Scheda Madre (Motherboard)
La scheda madre fa da supporto e connessione per tutti i componenti interni del computer e contiene inoltre una serie di circuiti adibiti al controllo delle varie parti. In alcuni casi svolgono anche le funzioni audio, video e di rete.
Sulla scheda madre si inseriscono come componenti separati il Microprocessore (o CPU), la RAM e le varie schede di espansione; vi si trovano inoltre le prese per il collegamento dell'hard disk e dei drive per i dischi mobili (floppy, CD e DVD).
Un componente che fa parte integrante della scheda madre è il BIOS (Basic Input/Output System). Il suo scopo è quello di gestire la fase di accensione del computer.
Il BIOS conserva in una ROM la sequenza di istruzioni di avvio che viene eseguita automaticamente ad ogni accensione del computer. L'operazione di avvio è detta boot che comprende 3 fasi:
- Verifica dell'hardware
- Attivazione dell'hardware installato
- Verifica della presenza del sistema operativo e suo caricamento.
In una piccola memoria RAM (alimentata da una batteria interna) sono conservate le informazioni relative all'hardware installato ed alcuni parametri che possono essere impostati dall'utente.
Microprocessore o CPU (Central Processing Unit)
Parte fondamentale dell'hardware del computer.
Questo componente esegue tutti i calcoli, gestisce il trasferimento di dati attraverso la memoria e i dischi, attiva o disattiva i componenti della macchina.
Il ritmo di lavoro della CPU è cadenzato da un segnale elettrico detto clock, costituito da rapidissimi impulsi che si ripetono centinaia di milioni di volte per secondo. La velocità del clock (e quindi della CPU) si misura in MegaHertz (MHz: milioni di impulsi per secondo) o in GigaHertz (GHz: miliardi di impulsi per secondo).
In alcuni computer questo componente può essere direttamente integrato sulla scheda madre, ma di solito viene tenuto come componente separato e comunque dotato di un dissipatore di calore e una ventola di raffreddamento (il lavoro della CPU produce molto, molto calore).
I BUS sono set di conduttori (fili, connessioni in un circuito integrato, ecc.) che connettono le varie unità funzionali di un computer. Ci sono bus all’interno della CPU e bus che connettono la CPU con le periferiche e la memoria. L’ampiezza del bus, come per esempio il numero di fili che lo compongono, determina la quantità di dati che questo può trasportare. La maggior parte dei microprocessori attuali ha bus interni ed esterni a 32 o a 64 bit.
Memoria centrale o RAM (Random Access Memory)
Memoria temporanea dove vengono conservati i dati in corso di elaborazione e le istruzioni del programma in esecuzione. Si cancella completamente
Quando si interrompe l'alimentazione elettrica (es: spegnendo il computer) essa si cancella completamente. Quindi i calcolatori sono dotati anche di altri tipi di memoria (memoria di massa) verso cui, la RAM trasferisce i dati memorizzati per una memorizzazione permanente.
Attualmente la capacità della RAM si misura in MegaByte (Mbyte) o Gigabyte (Gbyte).
Se la RAM non è sufficiente per contenere tutti i dati necessari ad una elaborazione, il computer esegue un'operazione detta swap (baratto) che consiste nel liberare spazio dalla RAM copiando temporaneamente informazioni su disco rigido (memoria di massa) per essere recuperate in un secondo tempo.
Questa operazione tende a rallentare ogni elaborazione del calcolatore perchè la lettura/scrittura su disco è enormemente più lenta rispetto alla lettura/scrittura su RAM.
La ROM (Read Only Memory): contrariamente alla RAM, la memoria ROM non esiste in forma di componente separato e individuale, esistono invece numerose piccole ROM incorporate all'interno dei vari circuiti integrati (sulla scheda madre, sulle schede d'espansione, ecc.) come nel BIOS.
Aree di memoria usate per immagazzinare temporaneamente dati
- Cache
Quando un'applicazione richiede informazioni, controlla prima l'area cache per vedere se quei dati sono già disponibili e in caso positivo li preleva velocizzando il caricamento.
- Buffer
Memoria tampone nel trasferimento dati (es: ad una stampante)
Disco Fisso (Hard Disk)
Memoria permanente del computer, in cui si conservano tutti i documenti, i dati e i programmi. La sua capacità si misura in GigaByte (Gbyte: miliardi di byte).
Esistono in commercio diversi modelli, più o meno veloci e capienti. In più, oltre ad essere i principale componente interno per la memorizzazione permanente del computer, è disponibile anche in versioni estraibili o come periferica esterna mobile per la memorizzazione.
Drive per unità ottiche o magnetiche
I componenti hardware definiti Drive permettono la lettura o la lettura/scrittura di supporti di memorizzazione come:
- Floppy: dischi magnetici oggi in disuso.
- CD e DVD: dischi ottici in materiale plastico letti e scritti mediante laser.
Scheda d'espansione
Espandono le funzioni della scheda madre per pilotare dispositivi interni od esterni.
Tali componenti possono essere già integrati nella scheda madre.
Le più importanti sono:
- La scheda video (su cui si connette il monitor) da cui dipende tutto ciò che riguarda in generale le prestazioni grafiche;
- La scheda audio, attraverso cui il computer è in grado di produrre o registrare suoni.
- La scheda di rete, per le connessioni alla rete o tra elaboratori.
- Altri tipi di schede, per funzioni particolari (es: acquisizione video o audio).
DISPOSITIVI PERIFERICI
LE PERIFERICHE (o dispositivi periferici di Input/Output o di I/O, o di Ingresso/Uscita) sono tutti i dispositivi che mettono in comunicazione il computer con l’esterno.
Possono essere:
- Solo di ingresso: inviano dati al computer senza riceverne (es: mouse, tastiera)
- Solo di uscita: ricevono dati dal computer senza inviarne (es: monitor e casse audio)
- Di ingresso e di uscita: inviano e ricevono dati (es: dischi e memorie).
I dispositivi di I/O più comuni sono:
Tastiera, Monitor, Masterizzatori, Modem, Mouse, Stampanti, Videocamera, Casse, Scanner, Tavoletta grafica , ecc.
MEMORIE DI MASSA
Sono tutti i supporti (dischi e nastri) su cui vengono registrati i dati da conservare, sono quindi memorie di massa i DVD e i CD come gli hard disk.
Lo spazio di memoria, come abbiamo già accennato in precedenza, viene espresso in Byte (memoria richiesta da un carattere) e i sui multipli.
Le principali memorie di massa sono:
- Dischi magnetici: Floppy, Hard Disk e Zip
- Dischi ottici: CD e DVD
- Dischi magneto-ottici: MOD (Magneto Optical Disk)
- Nastri magnetici: DAT (Digital Audio Tape)
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