Cos’è l’Hardware?
Il termine Hardware deriva dall’inglese e nasce dall’unione di due parole “hard”, traducibile con duro o pesante, e “ware”, che rappresenta un componente o un oggetto. Questa parola viene generalmente associata a tutte quelle componenti del PC (e non solo) che rappresentano la “struttura fisica” della macchina. Il compito di questi strumenti è quello di consentire al computer di svolgere determinate operazioni, che siano legate ai calcoli, come avviene per il processore o la scheda video, o di “semplice” immissioni di dati da parte dell’utente, come ad esempio la tastiera o il mouse.
Col progredire della tecnologia il termine Hardware ha coinvolto anche altri tipi di dispositivi come quelli mobile (smartphone e tablet), le console per i videogiochi e tutto ciò che ruota attorno a questo mondo digitale.
Unità Centrale di Elaborazione (CPU)
L’unità di elaborazione centrale (in acronimo CPU, dall’inglese Central Processing Unit), colloquialmente nota semplicemente come processore, nelle architetture degli elaboratori è il sottosistema che implementa la maggioranza delle funzionalità fondamentali dell’elaboratore e che in generale coordina l’esecuzione delle operazioni tra gli eventuali sottosistemi periferici.
La maggioranza delle CPU contemporanee è realizzata sotto forma di microprocessore digitale ed utilizza un’architettura a registri generali.
Una CPU ha il compito di eseguire le istruzioni di un programma presente nella ROM in fase di boot, nella memoria centrale (o primaria, es. RAM) dopo averlo prelevato dalla memoria secondaria (o di massa) o da altri dispositivi.
Memoria
La memorizzazione di informazioni in memoria e il loro successivo recupero sono funzioni fondamentali nei processi di elaborazione dei dati. La capacità dei supporti di memoria elettronici di immagazzinare grandi quantità di dati in poco spazio e la velocità con cui è possibile prelevare un’informazione fa parte delle motivazioni chiave per lo sviluppo dell’elettronica, portando per esempio alla nascita dei database moderni. È anche possibile inserire ed eliminare programmi da una stessa memoria. Ciò fa sì che un computer possa teoricamente eseguire infiniti programmi nell’arco della sua esistenza, rendendo possibile una macchina di Turing con una memoria di capienza finita. Una memoria può essere considerata astrattamente come una sequenza finita di celle in cui ogni cella contiene una sequenza finita di bit.
Scheda Madre
Una scheda madre(mainboard),in elettronica e informatica, è un tipo di scheda elettronica principale, raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica e i collegamenti di interfaccia tra i vari componenti interni principali di un personal computer come memoria e le altre schede elettroniche montate o alloggiate sopra, comprendendo anche i bus di espansione e le interfacce verso le periferiche esterne.
È responsabile dunque della trasmissione e temporizzazione corretta di centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e sensibili ai disturbi, tra processore e RAM, schede di espansione e periferiche esterne attraverso i vari bus di sistema. La sua buona realizzazione è quindi un fattore chiave per le prestazioni e l’affidabilità dell’intero computer.
È composta da un circuito stampato estremamente complesso, ricavato da un sandwich di strati di vetronite e rame: generalmente una scheda madre può avere dai quattro a sei strati di rame. In questi sono ricavate le piste che collegano i componenti, che devono essere calcolate con molta cura: dalle frequenze normalmente adoperate nelle CPU alle memorie RAM in uso oggi, infatti, la trasmissione dei segnali elettrici non si può più considerare istantanea, ma deve tenere conto dell’impedenza propria della pista di rame e delle impedenze d’ingresso e di uscita dei componenti connessi, che influenzano il tempo di volo dei segnali da un punto all’altro del circuito.
Su questo circuito stampato vengono saldati una serie di circuiti integrati, di zoccoli e di connettori; gli integrati più importanti sono il chipset che svolge la gran parte del lavoro di interfaccia fra i componenti principali e i bus di espansione, la ROM (o PROM, EEPROM o simile), il Socket per il processore e i connettori necessari per il montaggio degli altri componenti del PC.
GPU
Le GPU moderne, sebbene operino a frequenze più basse delle CPU, sono molto più veloci di esse nell’eseguire i compiti in cui sono specializzate.
La GPU attualmente entra pesantemente in funzione solo nell’accelerazione 3D; nell’accelerazione 2D i dati vengono elaborati dalla CPU e allocati dalla GPU in una parte della memoria chiamata frame buffer; da lì, il RAMDAC (random access memory digital-to-analog converter) legge i valori di colore da assegnare ai singoli pixel e genera il segnale per lo schermo.
Diversamente, quando viene elaborata un’immagine 3D, la CPU del computer si occupa solo del calcolo delle coordinate geometriche dei vertici dei poligoni che compongono gli oggetti della scena, e lascia alla GPU il compito di riempire le facce formate da questi vertici (mesh) e del calcolo delle ombre e degli effetti grafici.
Alimentatore
Un alimentatore elettrico, comunemente detto alimentatore, è la parte principale di ogni strumentazione elettronica, poiché funge da generatore di energia elettrica necessaria al funzionamento. In genere è posto internamente agli apparecchi di utilizzo comune (elettrodomestici e vari altri, come TV, PC, HI-FI, ecc.), ma può essere anche esterno (specifico per l’apparecchio o di tipo universale). Solitamente è costituito da tre blocchi, detti di trasformazione, raddrizzamento e livellamento, per convertire (in modo elettrico o elettronico) la comune tensione di rete, fornita in modalità alternata dagli impianti civili (in Europa è, 240 V a 50 Hz), ad una o più basse tensioni continue, a volte stabilizzate (a dei valori precisi), in base alle esigenze del apparecchio che dovrà alimentare. Ad esempio, gli alimentatori per le incubatrici forniscono solitamente tensioni di 9,3 V, ±32 V, ±100 V, mentre quelli per i computer più potenti (foto a fianco) forniscono tensioni di +3,3 V, ±5 V e ±12V, spesso stabilizzate.
Gli alimentatori in generale differiscono ampiamente in funzione della potenza elettrica gestita (voltaggio e amperaggio) e per le caratteristiche di qualità della corrente elettrica fornita, dove la complessità e il costo aumentano in base a quanto più la tensione fornita è precisa e stabile, e quanto maggiore è l’affidabilità dell’alimentazione stessa. A questo proposito (soprattutto per gli alimentatori del PC), un crescente numero di case costruttrici ha adottato la certificazione 80 Plus, per verificare la stabilità della tensione in uscita e la quantità di energia dissipata in calore, sotto varie condizioni di carico dell’alimentatore.
Scheda di rete
Una scheda di rete wireless è una scheda che permette la connessione ad una rete tramite collegamento senza fili a mezzo di onde radio. Appartengono a questo tipo di scheda la scheda Wi-Fi e la scheda Bluetooth e ne sono dotati tutti i PC portatili (laptop), i tablet e gli smartphone moderni, mentre non è una dotazione tipica di base per i PC fissi, per i quali risulta però installabile a posteriori. La scheda di rete e l’antenna ad essa associata comunicano con il punto di accesso della rete wireless o direttamente.
- Wi-Fi
- Bluetooth
- Produttori
- 3Com
- Broadcom
- D-Link
Case
Case (termine mutuato dall’inglese computer case),cabinet o chassis (anche telaio), in informatica indica il contenitore dentro cui sono montati i componenti principali di un computer.
L’alimentatore è generalmente alloggiato in un’area angolare del case; nella parte centrale sono presenti diversi alloggi atti a contenere le periferiche di archiviazione di massa e di lettura. Nei computer desktop a torre verticali la scheda madre è ancorata sul pannello destro – da un punto di vista frontale – del case. In genere un case ha diversi vani per drive da 5,25″ e da 3,5″ che permettono l’installazione di dischi rigidi, lettori floppy, lettori e masterizzatori CD/DVD e lettori di schede di memoria. Il pulsante d’accensione e di reset (che permette di riavviare il PC) sono normalmente situati in una posizione accessibile all’utente. Nei pressi dei due pulsanti possono esserci due piccole spie, alimentate da appositi connettori collegati direttamente alla scheda madre, per indicare lo stato di accensione del computer e l’attività del disco rigido. Sul frontale possono essere presenti i cassetti scorrevoli per l’inserimento ed il disinserimento di CD e dischetti floppy.
Anche le porte di comunicazione USB “frontali” e le prese per cuffie e microfono sono normalmente installate in una posizione accessibile all’utente, così da agevolarlo nell’inserimento dei relativi dispositivi. Sul retro sono accessibili tutte le porte e interfacce di connessione con le altre periferiche presenti sulla scheda madre, come per esempio la tastiera, il mouse, il monitor e altri. Nei case di un computer può essere presente un sistema di raffreddamento ad aria mediante uso di apposite ventole (raffreddamento attivo], anche tramite dei fori posti sulle pareti laterali o sulla parete posteriore.