Nei posti di lavoro, così come nelle scuole, nei negozi e nei luoghi pubblici in generale, ormai è difficilissimo non incontrare un computer sulla propria strada. Questi piccoli grandi miracoli di tecnologia, notevolmente migliorati nel corso del tempo, sono riusciti a stravolgere il modo di lavorare, insegnare, apprendere e organizzarsi in generale, e lo hanno fatto nell’arco di poco più di vent’anni!
Ma ti sei mai chiesto come è fatto un computer ( e come funge ) ?
Ti è mai venuta la voglia di scoprire cosa ci sia dentro questa grande scatola e come sia possibile farle fare tante cose? Io scommetto di sì, e sono felice di dirti che questo è l’articolo che fa per te! Leggendo le righe seguenti scoprirai cosa c’è dentro un computer e a cosa servono tutti quei pezzi che ti sarà sicuramente capitato di vedere. Ti spiegherò inoltre come il tutto riesce a funzionare in armonia e l’importantissimo ruolo del sistema operativo, che ti permette di compiere le operazioni di cui hai bisogno in totale autonomia e senza dover per forza essere un genio del computer. 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
Scheda madre, CPU, RAM, scheda video, alimentatore e hard dsik sono i componenti principali di un computer.
Ecco quale è il loro compito
Ogni giorno usiamo il computer per compiere moltissime azioni. Dal lavoro al divertimento. Usare un PC ormai è abbastanza semplice. Risulta invece molto più complesso capire come funziona un computer e quali componenti sono presenti al suo interno. Oltre schermo e tastiera, infatti, c’è molto di più. Non si può iniziare una guida su come è fatto un computer senza cominciare dalla scheda madre. La scheda madre è, come dice il nome stesso, una scheda di circuiti integrati che fa da collegamento tra gli altri componenti del computer, mettendoli in comunicazioni. Si tratta quindi del “cuore” del computer al quale ogni altro componente fa riferimento. La scheda madre utilizza un software, chiamato BIOS (Basic Input Output System), che permette la gestione di tutti i vari componenti installati. Il software BIOS si trova in un piccolo chip installato sulla scheda madre.
CPU
Il processore o unità di elaborazione centrale (CPU ossia Central Processing Unit) è un po’ come le gambe e le braccia del dispositivo. Serve per far lavorare il computer. La CPU coordina le altre unità che elaborano dei dati, esegue calcoli matematici e le istruzioni in entrata dai vari software installati sulla macchina. La CPU ha la forma di un chip quadrato, da un lato è caratterizzato da una serie di “piedini” metallici che servono per l’ancoraggio con la scheda madre. Il processore quindi si trova nella scheda madre e solitamente sopra di esso si trova un dissipatore. Questo serve per raffreddare la CPU ed evitare pericolosi surriscaldamenti.
Alimentatore
L’alimentatore è invece l’elemento che permette l’ingresso della giusta quantità di corrente per far funzionare il computer. Esistono diversi modelli di alimentatori in commercio, generalmente più è stabile il controllo della tensione fornita e più è caro il componente. Se dovessimo comprare un alimentatore è sempre consigliabile comprarne uno non troppo economico, meglio un modello con cavi schermati e diverse uscite.
RAM
La RAM, acronimo di Random Access Memory, è una memoria volatile che immagazzina e recupera in tempi brevissimi i dati di cui ha bisogno per far funzionare il PC. Più la RAM è efficiente e di grandi dimensioni e maggiori saranno le prestazioni del PC. Le dimensioni comunque contano fino a un certo punto, le migliori RAM sono quelle costruite da marchi affidabili e conosciuti, con tempi di latenza bassi e dissipatori di calore.
Hard disk
L’hard disk, o disco rigido, è l’elemento di tipo magnetico per l’archiviazione dei file, consente di compiere operazioni di scrittura e di lettura. Sono generalmente realizzati in alluminio o vetro e rivestiti da materiale ferromagnetico e da due testine per ogni disco. Si tratta dei luoghi fisici dove ogni documento viene salvato quando compiamo operazioni come SALVA e SALVA CON NOME. Il loro futuro è messo a rischio dai nuovi dischi a stato solido. Ogni computer può avere uno o più hard disk, sia interni che esterni.
Scheda video
La scheda video è uno dei componenti fondamentali del nostro computer. Ci consente di vedere anche il più piccolo puntino sul nostro schermo. Senza la scheda video, infatti, lo schermo resterebbe nero. Esistono schede video integrate o esterne. Le prime sono integrate nella scheda madre, le altre sono dei componenti che vanno montati all’interno del computer.
Periferiche
Altri componenti fondamentali sono le periferiche. Stiamo parlando di mouse, monitor stampanti e tastiere. Tra le periferiche più utilizzate troviamo anche quelle apposite per la lettura di DVD e CD.
L’architettura di un computer è l’insieme delle caratteristiche hardware e software che ne definiscono il funzionamento e l’organizzazione. Ogni computer, indipendentemente dalla sua potenza o dal suo utilizzo, è basato su alcuni elementi fondamentali che lavorano insieme per eseguire operazioni e processare dati.
1. La CPU: Il Cervello del Computer
La CPU (Central Processing Unit) è il cuore del sistema, responsabile dell’esecuzione delle istruzioni e della gestione delle operazioni logiche e aritmetiche. Si compone di:
- Unità di controllo: coordina le operazioni del computer, interpreta le istruzioni e gestisce il flusso di dati tra i vari componenti.
- ALU (Arithmetic Logic Unit): esegue le operazioni matematiche e logiche necessarie al funzionamento dei programmi.
- Registri: memorie ultraveloci integrate nella CPU, utilizzate per immagazzinare temporaneamente dati e istruzioni in esecuzione.
- Cache: memoria ad alta velocità che riduce i tempi di accesso ai dati più utilizzati.
Le CPU moderne sono spesso multi-core, il che significa che contengono più unità di elaborazione (core) in grado di eseguire istruzioni simultaneamente, migliorando notevolmente le prestazioni.
2. Memoria e Archiviazione
Per funzionare, un computer ha bisogno di memorie diverse, ciascuna con una funzione specifica:
- RAM (Random Access Memory): memoria volatile usata per immagazzinare temporaneamente i dati e i programmi in esecuzione. Maggiore è la quantità di RAM, più operazioni possono essere gestite in parallelo.
- ROM (Read-Only Memory): memoria non volatile che contiene istruzioni fondamentali per l’avvio del sistema, come il firmware.
- Memoria di massa: comprende dispositivi di archiviazione a lungo termine, come gli HDD (Hard Disk Drive) e gli SSD (Solid State Drive), dove vengono memorizzati il sistema operativo, i programmi e i file dell’utente. Gli SSD sono più veloci rispetto agli HDD, poiché utilizzano memorie flash invece di dischi magnetici rotanti.
3. Il Bus: Il Sistema Nervoso del Computer
Per collegare i vari componenti del computer e permettere il trasferimento delle informazioni, esiste un insieme di canali di comunicazione chiamato bus. I principali tipi di bus sono:
- Bus dati: trasporta le informazioni tra CPU, memoria e periferiche.
- Bus indirizzi: specifica la posizione della memoria o del dispositivo a cui accedere.
- Bus di controllo: gestisce i segnali che sincronizzano le operazioni del sistema.
4. Il Chipset e la Scheda Madre
La scheda madre è il circuito stampato principale del computer, dove sono montati CPU, memoria, schede di espansione e connettori per le periferiche. Un componente chiave della scheda madre è il chipset, che gestisce il flusso di dati tra CPU, RAM, schede di espansione e dispositivi di archiviazione.
Esistono due parti principali nel chipset:
- Northbridge: gestisce la comunicazione con la CPU, la RAM e la scheda video.
- Southbridge: controlla le periferiche di I/O, come porte USB, SATA, e il controller audio.
5. Le Periferiche di Input e Output
I computer comunicano con l’esterno attraverso dispositivi di input e output.
- Periferiche di input: tastiera, mouse, touchscreen, scanner, microfoni, controller di gioco.
- Periferiche di output: monitor, stampante, altoparlanti, cuffie.
- Periferiche di I/O: alcuni dispositivi svolgono entrambe le funzioni, come le chiavette USB, i touchscreen e le schede di rete.
6. La GPU: Elaborazione Grafica
Un componente fondamentale nei moderni computer è la GPU (Graphics Processing Unit), che gestisce la grafica e l’elaborazione video.
- Le GPU integrate sono parte della CPU e condividono la memoria RAM del sistema.
- Le GPU dedicate hanno una loro memoria VRAM e sono molto più potenti, utilizzate per gaming, grafica 3D, modellazione e calcoli scientifici avanzati.
7. Il Sistema Operativo e il Software di Base
L’hardware del computer da solo non basta: il sistema operativo (come Windows, Linux o macOS) è il software che gestisce le risorse del sistema, fornisce un’interfaccia utente e permette l’esecuzione dei programmi.
Oltre al sistema operativo, il computer utilizza:
- Driver: software che permettono la comunicazione tra il sistema e l’hardware.
- Firmware: software di basso livello incorporato nei dispositivi per gestire operazioni di base.
8. Alimentazione e Dissipazione del Calore
Per funzionare, il computer ha bisogno di energia elettrica. L’alimentatore (PSU) converte la corrente alternata in corrente continua adatta ai componenti. I computer generano calore, quindi sono dotati di sistemi di raffreddamento, tra cui:
- Ventole e dissipatori per CPU e GPU.
- Raffreddamento a liquido, utilizzato nei sistemi ad alte prestazioni.
Conclusione
L’architettura di un computer è un equilibrio tra hardware e software, che lavora in sinergia per eseguire operazioni, gestire dati e fornire funzionalità all’utente. Ogni componente ha un ruolo specifico e l’evoluzione tecnologica continua a migliorare le prestazioni e l’efficienza dei moderni sistemi informatici.