Struttura dell'elaboratore

Come è strutturato un elaboratore elettronico e quali sono i suoi componenti principali.

L’elaboratore
o calcolatore elettronico non è un apparato specifico. È un generico
apparato caratterizzato dalla sua struttura fisica e dalla sua funzione, cose
che vedremo subito (ma solo per sommi
capi
).

Il
termine indica una vasta gamma di macchine, dai supercalcolatori per le analisi
del Progetto Genoma o per le simulazioni meteorologiche, fino ai microprocessori
incorporati negli apparecchi domestici (cellulari, televisori, lavatrici e frigoriferi).
Ma noi ci riferiremo in particolare al calcolatore destinato all’uso generale,
per applicazioni “da ufficio” o “da scrivania”, il personal
computer
o PC.

Un
elaboratore (anche il PC più economico) è un apparato complesso, quindi è
costituito da più parti o componenti.

Alcuni
componenti formano il nucleo centrale del calcolatore (il “cuore”).
Essi sono detti componenti centrali.
Nei calcolatori moderni, essi sono tutti ospitati su un’unica scheda di circuito stampato, detta la scheda madre (motherboard).

La
maggior parte di essi trova addirittura spazio all’interno di un unico circuito integrato, il microprocessore.

Questi
componenti sono imprescindibili per il funzionamento del calcolatore.

Altri
componenti sono concettualmente esterni al nucleo centrale del calcolatore, e
sono pertanto detti componenti periferici
o le periferiche.

Ovviamente,
specie nel caso dei portatili, spesso una periferica è in realtà fisicamente
incorporata in unico blocco nel calcolatore.

I
componenti periferici non sono in linea di principio indispensabili per il
funzionamento dell’apparato. In realtà, molti di essi sono necessari per poter
utilizzare il calcolatore (p.es. tastiera e schermo).

Componenti
centrali principali:


Unità centrale di elaborazione/Central Processing Unit/CPU
:
esegue i programmi. È temporizzata da un segnale, detto clock, che imposta il
ritmo di esecuzione delle operazioni ed è generato da un apposito circuito presente
sulla scheda madre. (Quindi la scheda madre impone la frequenza di clock.)

La CPU è il componente principale del microprocessore, che può contenere però
anche parti ausiliarie: memorie temporanee, elaboratori di istruzioni matematiche
o di elaborazione segnali, circuiti di controllo e accesso alla memoria RAM,
ecc.


Memoria di lavoro/RAM:
contiene i programmi in esecuzione e i dati su cui i programmi stanno lavorando.

Periferiche
principali:


Tastiera:
dispositivo di ingresso (input) di caratteri alfanumerici e simboli.


Schermo/monitor:
dispositivo di uscita (output) grafico.


Mouse:
dispositivo di ingresso, usato per il puntamento.


Scheda video:
dispositivo di conversione, codifica l’uscita grafica destinata al monitor per
renderla visualizzabile.


Disco
rigido/Disco fisso/Hard disk
: dispositivo di
ingresso/uscita, per memorizzare le informazioni in modo stabile ma reversibile
(si possono cancellare e modificare). È inamovibile (il disco è fisicamente sigillato all’interno del
lettore, il drive, e nemmeno l’aria
può raggiungerlo). Data la sua velocità, è usato anche come estensione
della memoria di lavoro.


Dischetto/Floppy
disk
: dispositivo di ingresso/uscita, per
memorizzare le informazioni in modo stabile ma reversibile. È amovibile
(posso sostituire un disco con un altro, semplicemente togliendolo dal drive).
È notevolmente più lento di un hard disk.

Altre
periferiche:


Stampante:
dispositivo di uscita su carta.


Lettore dischi
ottici (CD-ROM, DVD-ROM)
: dispositivo di ingresso,
analogo a floppy disk perché amovibile, ma più capace e non scrivibile.


Masterizzatore
dischi ottici
: scrive (tipicamente in modo
irreversibile) i dischi ottici. I dischi usati sono di un tipo apposito. In
lettura è identico al lettore descritto sopra.


Scheda di rete:
dispositivo per il collegamento a una rete locale.


Modem:
dispositivo per il collegamento a una linea telefonica.


Scheda audio:
dispositivo per l’acquisizione, l’elaborazione e l’emissione di informazioni acustiche, memorizzate in forma digitale.

Come già
sottolineato, un calcolatore è un apparato complesso. In passato i compiti di
avviare i programmi, inserire i dati, e leggere i risultati erano affidati a
persone esperte che interagivano direttamente con l’elaboratore.

Un
elaboratore di oggi è ben più complesso di un elaboratore degli anni 50. A
maggior ragione, per utilizzarlo occorre un aiuto, un “esperto” che si
occupi di farlo funzionare in modo pratico e rapido. Tale “esperto” è
un apposito programma speciale, il sistema
operativo
.

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