CHE COS’È UN COMPUTER?
Un computer è una macchina elettronica capace di ricevere, trasmettere, immagazzinare ed elaborare informazioni, risolvendo i più svariati problemi con straordinaria velocità ed affidabilità. Tutte quelle parti meccaniche ed elettroniche che compongono fisicamente il computer s’indicano genericamente con il termine inglese HARDWARE. Definizione: Il computer, in generale, riceve le informazioni, cioè i dati, al suo ingresso (INPUT) e, dopo averli elaborati in base ad un prestabilito PROGRAMMA, li restituisce in uscita (OUTPUT) trasformati in risultati.
CLASSIFICAZIONE DEI COMPUTERS
Il termine computer, nel senso moderno-elettronico, ha ormai assunto un significato sempre più vasto comprendendo la semplice calcolatrice fino ai grandi sistemi di calcolo e venendo dunque ad assumere il significato più generale di sistemi di elaborazione dati. Tuttavia i computer possono essere idealmente divisi in alcune categorie molto generali, a seconda delle loro caratteristiche salienti, dell’uso che in generale se ne fa, del software e dei sistemi operativi che fanno girare e dell’epoca in cui sono comparsi. Le definizioni nel tempo sono molto cambiate e i confini non sono mai così netti. 2 Una prima classificazione in base all’uso distingue tra computer general purpose ovvero riprogrammabili per svariate applicazioni dall’utente e computer special purpose ovvero sistemi embedded dedicati ad una sola applicazione specifica come ad esempio i microcontrollori. Ci limitiamo ad osservare che i computer presenti sui diversi dispositivi (ad esempio un telefonino, un videogioco o un personal computer) sono molto simili tra loro e si differenziano essenzialmente per dimensioni, velocità, potenza di elaborazione, e prezzo ma sono molto simili per quanto riguarda le tecnologie e i criteri di progettazione e i linguaggi di programmazione utilizzabili.
1) Computer dedicati: Sono realizzati per specifiche applicazioni, quali possono essere le console per i videogiochi o i dispositivi utilizzati nell’automazione industriale.
2) Personal Computer: (espressione inglese che significa letteralmente calcolatore personale), solitamente abbreviato in PC, è un qualsiasi computer di uso generico le cui dimensioni, prestazioni e prezzo di acquisto lo rendono adatto alle esigenze del singolo individuo nell’uso quotidiano.
3) Personal Digital Assistant e smartphone: il PDA è un computer nato dall’evoluzione delle agende elettroniche, dispositivi che integrano una rubrica, un calendario, un orologio e un’agenda che dà la possibilità di memorizzare note e appuntamenti. La caratteristica principale è la sua dimensione contenuta, tanto da poter essere racchiusa nel palmo di una mano, da cui palmare. Lo smartphone è il telefono intelligente sul quale si possono installare applicazioni, navigare in internet riprodurre audio e video.
4) Mainframe: realizzano lo schema di elaborazione centralizzato, secondo il quale a un elaboratore centralizzato, secondo il quale a un elaboratore centrale sono collegati un grande numero di terminali (postazioni che hanno solamente monitor e tastiera e mouse), 500 e oltre, non dotati di capacità di calcolo autonoma, che devono interagire con la macchina centrale per l’esecuzione dei programmi e la fruizione delle risorse.
5) Supercomputer: Il supercomputer è un tipo di sistema di elaborazione progettato per ottenere potenze di calcolo estremamente elevate, dedicato ad eseguire calcoli ad elevate prestazioni. Usualmente si ritiene che i supercomputer siano i più potenti computer del pianeta, questa classificazione comprende tutti i primi computer a partire dalla macchina analitica di Babbage passando per i vari modelli di Zuse (i primi computer funzionanti) fino ad arrivare ai supercomputer dei giorni nostri. La velocità dei supercomputer viene generalmente misurato in “FLOPS” (FLoating Point Operations Per Second) o in suoi multipli come il TeraFLOPS (10 ) FLOPS.
Come è fatto un computer
Componenti interni
Il nostro viaggio all’interno del computer inizia proprio con lo studiare cosa sono e a cosa servono tutti quei pezzi che sono dentro la scatola. Nelle righe di seguito, ti spiegherò cosa sono e a cosa servono il processore, la scheda grafica, la memoria RAM e tutti quegli altri componenti caratteristici di queste affascinanti macchine. Vedrai, alla fine di questa lettura sarai perfettamente in grado di distinguerli a occhio e comprenderai alla perfezione la loro utilità.
Indice
L’alimentatore è quel componente che dà elettricità a tutti gli altri pezzi del computer. Si collega direttamente alla presa di corrente tramite il cavo di alimentazione e, da esso, vengono fuori diversi cavi da collegare ai componenti del PC che richiedono alimentazione diretta – la scheda madre, i dischi, i lettori ottici e in qualche caso le ventole. Esistono principalmente due tipi di alimentatori: quelli modulari, su cui i cavi sono inizialmente scollegati e possono essere aggiunti all’occorrenza, e quelli non modulari, su cui i cavi sono installati fin dal principio e non scollegabili.
La scheda madre è il componente più importante del computer, quello che ospita tutti gli altri pezzi e che si occupa di smistare loro la corrente ricevuta dall’alimentatore, mettendoli in comunicazione. Sulla scheda madre si trovano numerosi circuiti integrati, connettori, slot di espansione e bus di comunicazione: questi ultimi servono a collegare i componenti attaccati ai connettori o agli slot di espansione e a far passare i dati da una parte all’altra. La scheda madre è installata direttamente sul case e fissata con delle viti.
Praticamente tutto ciò che riguarda l’interno del computer, per funzionare e ricevere dati, deve essere collegato alla scheda madre: dalle porte USB ai LED, passando per gli altoparlanti, le ventole, i dischi, il processore, i banchi di RAM e tutto il resto. Ecco perché ti dicevo che la scheda madre è il pezzo principale del computer: qualora questa dovesse rompersi il computer non funzionerebbe affatto (poiché ci sarebbero problemi nel passaggio dei dati), e bisognerebbe sostituirla.
Il processore è il cuore pulsante del computer: senza di esso tutto il resto sarebbe completamente inutile! È il componente interno che si occupa materialmente di elaborare i dati ricevuti per fornirli a tutte le altre parti del computer, al sistema operativo e a tutti i suoi programmi. Inizialmente, i processori erano formati da diversi “pezzetti” diversi, ognuno adatto a una specifica funzione. Oggi invece tutto quanto riguarda l’elaborazione centrale dei dati è integrato su un unico circuito stampato, che prende il nome di microprocessore.
La piccola unità del microprocessore che si occupa di svolgere i calcoli è la CPU. In alcuni casi, sulla stessa piastra metallica della CPU è possibile trovare anche l’unità che si occupa dei calcoli per la grafica (GPU) – in tal caso, questo componente prende il nome di APU. Inizialmente il processore poteva compiere una sola operazione alla volta (seppur in modo estremamente veloce), tuttavia oggi esistono microprocessori con più core – ossia più unità di elaborazione – che permettono di eseguire tante operazioni contemporanee quanti sono i core presenti.
L’unità di misura per calcolare le prestazioni di un processore è l’hertz o Hz ma, con le velocità che un microprocessore può raggiungere oggi, è ormai d’obbligo parlare di Gigahertz (GHz). Il microprocessore ha un alloggiamento dedicatosulla scheda madre, viene installato direttamente su uno slot preposto e include una piccola memoria per il passaggio veloce dei dati (memoria cache). Il microprocessore può raggiungere temperature davvero elevate, per cui è sempre sovrastato da una ventola collegata a un dissipatore; di conseguenza, per vedere a occhio il processore ci sarà bisogno di smontarla.
I principali produttori di processori per PC sono Intel e AMD, i quali propongono famiglie di processori destinate a vari tipi di utilizzo. Ad esempio, i processori della serie i di Intel (es. i3, i5 e i7) sono destinati ai computer desktop e ai portatili più potenti, mentre i processori della famiglia core m (core m3, m5 ed m7, che nelle generazioni più recenti hanno assunto i nomi di i5 e i7) sono destinati agli ultrabook e ai 2-in-1, che necessitano di consumi energetici ridotti.Per ulteriori dettagli e approfondimenti sui processori ti rimando alla pagina Wikipedia dedicata.
La scheda video è quel componente di un computer che si occupa di elaborare i dati grafici, cioè tutto ciò che si può vedere a schermo, grazie all’unità di elaborazione grafica (GPU) presente su di essa. La GPU riceve dati direttamente dalla CPU e li trasmette alla periferica principale di output video (solitamente il monitor).
Devo però farti una precisazione: non sempre la scheda video è presente in un computer, perché la GPU può essere anche integrata sulla scheda madreoppure nel microprocessore centrale (in questo caso si parla però di APU, te lo spiegherò tra breve). In alcuni computer puoi trovare sia la GPU integrata che una scheda video indipendente – o, in termini tecnici, scheda video discreta. Alcune configurazioni particolarmente potenti possono prevedere anche più schede video insieme, magari collegate tra loro per aumentare le prestazioni.
La scheda video è un circuito stampato spesso circondato da una struttura in silicio. Alcune schede video particolarmente potenti hanno in dotazione anche una o più ventole per abbassare le temperature raggiunte. La scheda video può essere dotata di memoria RAM dedicata per l’elaborazione più veloce dei dati, e trova posto nello slot PCI o PCI-e della scheda madre. Una volta montata nel computer, la scheda video permette di accedere alle porte di comunicazione dal retro del case, per il collegamento del monitor o degli altri dispositivi video. Tra queste ci sono:
- la porta VGA (se presente);
- la porta HDMI o micro-HDMI;
- la porta DVI.
I principali produttori di schede video sono Nvidia e AMD, i quali propongono GPU di varie potenze appartenenti a varie fasce di mercato: quelle più avanzate, destinate al gaming di fascia alta e alle applicazioni professionali (es. progettazione 3D), costano svariate centinaia di euro.
Mi stai dicendo che vuoi acquistare una nuova scheda video ma desideri qualche altra informazione in merito? Perfetto: ti consiglio di recarti prima su Wikipediaper un approfondimento, poi di visitare la mia guida all’acquisto della migliore scheda video per trovare ciò che è più consono per te.
La memoria RAM è quel componente di un computer che fa da “tramite” tra il disco fisso e la cache del processore e ha il compito di velocizzare il traffico dei dati, poiché il bus del processore lavora a velocità molto più elevata rispetto a quello del disco. La memoria RAM ha l’aspetto di un rettangolo lungo e assottigliato, è un circuito stampato che contiene dei banchi: questi ultimi si occupano di memorizzare l’informazione. La particolarità della RAM è quella di venire completamente svuotata in mancanza di elettricità: è una memoria “transitoria” su cui passano dati che vengono eliminati allo spegnimento del computer ovvero i dati delle applicazioni in uso e dei processi di sistema in esecuzione.
La memoria RAM si misura in GigaByte: più grande è, più informazioni può contenere, più le prestazioni del computer aumentano, soprattutto in ottica multi-tasking (cioè nell’esecuzione di più programmi in contemporanea). Viene installata in appositi alloggiamenti della scheda madre (spesso dotati di meccanismo a “scatto” per facilitare il montaggio e lo smontaggio) e comunica direttamente con il processore e gli altri supporti di memorizzazione.
I formati di RAM ad oggi più diffusi sono il DIMM (per i computer desktop) e i SO-DIMM (per i computer portatili); le memorie possono avere anche velocità di comunicazione diverse con il resto del computer: questa caratteristica si chiama frequenza del bus e si misura in MHz.Ora che ti ho spiegato a cosa serve e dove si installa la RAM ti è venuta voglia di acquistarne un nuovo banco per velocizzare di più il tuo computer? Ti ho dato tutti i consigli per farlo al meglio, così come spiegazioni approfondite sulle varie caratteristiche di queste memorie, nella mia guida su quale RAM comprare.
Il disco fisso (o hard disk) è la parte del computer che si occupa di memorizzare i dati persistenti, cioè quelli che devono durare nel tempo. È su di esso che puoi trovare il sistema operativo, i programmi installati e tutti i file e le cartelle personali. Il disco fisso comunica direttamente con la memoria RAM: quando il sistema operativo fa richiesta di dati, questi vengono prelevati dal disco e caricati in RAM per poi essere elaborati dal processore.
Esistono principalmente due tipi di dischi fissi: il disco meccanico, che usa braccetti e testine per salvare e prelevare dati, e il disco a stato solido (o SSD), che invece usa una serie di piccole memorie caricate con l’elettricità. Inoltre, puoi trovare in commercio dischi fissi da diversi tagli di spazio di archiviazione; l’unità di misura per misurare lo spazio disponibile è il GigaByte (GB, che equivale a 1000 o 1024 MB, a seconda delle stime del produttore del disco) o il TeraByte (TB, che equivale a 1000 o 1024 GB), e più un disco fisso è grande più dati può contenere.
Inoltre, un disco fisso può avere due dimensioni: da 3.5″ (si legge tre pollici e mezzo), il classico disco meccanico che puoi trovare in un computer, oppure da 2.5″ – che è la dimensione standard degli SSD e dei dischi meccanici per portatili. Il disco fisso è posizionato in uno specifico alloggiamento del case, ed è collegato alla scheda madre tramite cavo dati SATA (I, II, o III). Il disco fisso ha bisogno di ricevere elettricità direttamente dall’alimentatore, a cui è collegato tramite cavo di alimentazione SATA.
Aspetta un attimo: ora ti senti in grado di montare da solo un nuovo hard disk e stavi giusto pensando di avere poca memoria? Allora ti consiglio di dare un’occhiata alle mie guide per l’acquisto di un nuovo hard disk interno e di un SSD: seguendo i miei consigli sceglierai di sicuro quello più adatto a te.
Stely Elettronica/Informatica™ 