Architettura del Personal Computer
Un computer è composto da vari componenti elettronici che, messi tutti assieme, fanno in modo che il nostro pc funzioni in modo adeguato, svolgendo ogni componente il suo compito.
Un computer è un insieme di componenti che svolgono ognuno dei proprio compiti diversi; è formato da:
ALIMENTATORE: è un elemento essenziale per qualsiasi computer, dato che fornisce l’adeguata energia a tutti i suoi componenti; senza di esso, non funzionerebbe nulla. In realtà è proprio un trasformatore, perché al suo interno le entra una corrente di 220 V, mentre la trasforma, facendola uscire dai suoi connettori, che a sua volta sarà collegato alla scheda madre del pc, ad una corrente continua di 5 e 12V. la tensione a 5V viene utilizzata in tutte le piastre, dato che i circuiti integrati vengono alimentati proprio a questa tensione; quella invece di 12 V viene utilizzata dai componenti in cui sono presenti motori come drive, dischi fissi ecc.
PIASTRA PRINCIPALE: la piastra principale, conosciuta anche come BOARD, costituisce il nucleo dell’elaboratore. La piastra, percorsa da un gran numero di circuiti stampati, è realizzata con un materiale non conduttore, la fibra di vetro. Si possono vedere alcune sottili linee nelle zone in cui circola la corrente elettrica; tali linee, o meglio BUS, mettono in comunicazione io diversi chip della piastra principale. CPU: è il cervello dell’elaboratore, dato che controlla il funzionamento degli altri elementi dell’apparecchiatura posti sia sulla piastra principale che al di fuori. Il chip del microprocessore è diverso a seconda del computer. Da pensare che i primi PC avevano un microprocessore 8088, con un bus dei dati a 8 linee. Allo scopo di aumentare la velocità del processo, è stato installato il microprocessore 8086, che aveva un bus dati a 16 bit, alla quale consentiva di accedere a due posizioni di memoria in un'unica operazione, aumentando la velocità di trasferimento dei dati tra la memoria e il microprocessore.
COPROCESSORE MATEMATICO: la CPU è strutturata per realizzare rapidamente le 4 operazioni matematiche fondamentali: sommare, sottrarre, moltiplicare e dividere; può inoltre effettuare calcoli abbastanza complessi, come la radice quadrata, il seno di un angolo, ma impiegherà più tempo. In applicazioni composte da calcoli complessi, la velocità di esecuzione della CPU lascia molto a desiderare. Per questi task, essa avrebbe bisogno di un “Collaboratore, motivo per il quale sulla piastra di molti computer si trova un altro chip, il “COPROCESSORE MATEMATICO, addetto proprio a queste operazioni complesse. Il coprocessore matematico in effetti è proprio un “aiutante”, perché solleva la CPU dai compiti matematici, permettendole di continuare a lavorare in parallelo. Molti elaboratori escono dalla fabbrica senza coprocessore; in questi casi la piastra principale è dotata di un connettore o zoccolo in cui si deve inserire il chip del coprocessore. Il modello del coprocessore adeguato ad un elaboratore dipende dal tipo di CPU installata sulla piastra principale. I vantaggio di un coprocessore possono essere sfruttati soltanto se il software che si sta eseguendo è stato sviluppato appositamente, e se quindi utilizza istruzioni specifiche che la CPU si fa carico di passare al coprocessore.
MEMORIA RAM: con il termine RAM si indica la parte della memoria in cui si possono memorizzare e recuperare le informazioni; una parte di questa memoria è occupata dal sistema operativo, che viene caricato quando viene acceso il computer, ma fondamentalmente essa viene utilizzata dai programmi applicativi, che devono essere eseguiti obbligatoriamente dalla RAM. Sulla piastra principale si trovano i chip di memoria RAM, che generalmente sono riconosciuti perché sono chip uguali raggruppati in una matrice di 9 righe e in un numero variabili di colonne. Ciascuna delle colonne riceve il nome di BANCO; normalmente i banchi sono 4, è il numero massimo di chip di memoria RAM che si possono trovare sulla piastra principale è di 36. I chip che formano un banco sono in totale di 9, per il fatto che ciascuno di essi memorizza un unico bit per ciascuna posizione di memoria. Il nono chip si utilizza per sicurezza: quando si memorizza un byte in una posizione di memoria, in 8 dei chip si memorizzano i bit, mentre nel nono chip si memorizza il CHIP DI PARITA’. E’ possibile espandere la memoria comprando nuovi chip di memoria e inserendoli negli appositi connettori, ma a condizione che ciascun banco sia occupato completamente.
GLI SLOT DI ESPANSIONE: sono dei zoccoli o connettori posti sulla piastra principale, che consentono la connessione di una scheda di espansione di memoria, una scheda grafica ecc. Nei connettori esistono dei piccoli contatti metallici che consentono la connessione elettrica tra le componenti delle schede e il bus del sistema posto sulla piastra principale. In questo modo la CPU può controllare i circuiti elettronici esistenti, nella scheda. Altri contatti sono utilizzati perché la scheda riceva energia proveniente dalla fonte di alimentazione dell’elaboratore. Il numero di connessioni esistenti nelle scanalature di espansione dipende dal bus di sistema, che a sua volta dipende dal modello del computer. Sono presenti nel connettore, anche le linee di bus di controllo (MEMW, MEMR, IOW, IOR), mentre abbiamo anche le linee di alimentazione delle schede (5, 12, -12, GND). Il collegamento delle scanalature di espansione del PC – AT costituisce lo Standard Bus ISA (Integrated System Architecture); viene chiamato Standard Bus, poiché è la norma che le case produttrici di schede debbono seguire affinchè le schede possano essere collegate agli slot di espansione. Esiste anche un altro standard per i bus, il MCA (Micro Channel Architecture), introdotto nel 1987 dalla famosa IBM, per i sistemi PS/2, questo standard non è compatibile con l’ISA, e quindi kle schede di espansione ISA, non possono essere installate in una porta PS/2, e anche viceversa; il bus MCA è stato creato con 16 bit e in seguito ampliato. La configurazione del sistema in un IBM- PS/2, non si effettua per mezzo del programma SETUP, ma bisogna accedere al sistema, un disco di riferimento; i programmi di questo disco riconoscono la configurazione del sistema, e qualunque scheda installata nelle scanalature di espansione. Il bus MCA fa si che la velocità di trasmissione dei dati attraverso il bus, sia superiore rispetto all’ISA. La IBM introdusse nel mercato un procedimento di trasmissione dei dati a blocchi, che consentiva di raggiungere la velocità di 160 Mbyte/sec. Lo standard EISA (Extended Integrated System Architecture) rappresenta, invece, un evoluzione del bus ISA, che permette di utilizzare i 32 bit dei bus dati, il che aumenta la velocità di trasmissione dei dati, e inoltre consente anche di utilizzare le schede ISA da 8 e 16 bit.
