Christopher Kent Mineman - Didattica in rete

Hardware
scheda madre

Diciamo subito che la scheda madre (in inglese motherboard - system board - mainboard ) e' il componente principale del nostro personal computer, elemento assolutamente indispensabile ; senza scheda madre non si puo' allestire un pc. Sulla scheda madre sono collegati tutti i componenti hardware (CPU, HARD DISK, RAM, ecc) che rendono possibile il funzionamento del nostro computer. Attualmente esistono diversi tipi di schede madri.

La scheda riceve tutte le periferiche e ne dirige il funzionamento attraverso attraverso una frequenza di sistema (frequenza del bus) Questa frequenza e generata da un componente denominato PLL(Phase locked loop)Solitamente oggi si va da frequenze di 300 a 1500 Mhz. Le C.P.U. funzionano a frequenze iù elevate a seconda di un fattore di moltiplicazione; le porte seriali trasmettono 1 bit per volta,le porte parallele da 4 a 8 bit per volta.

ATX

La sigla ATX non e' un'abbreviazione. E' un marchio registrato dalla Intel. Ecco le caratteristiche di una scheda madre tipo ATX :un'area destinata ai dispositivi I/O (Input/Output) dove i connettori sono allineati sul bordo della scheda madre (vedi foto sotto) e porte seriali e la parallela, i nuovi connettori USB (Universal Serial Bus), il connettore mouse del tipo PS/2 ed il connettore tastiera PS/2 sono montati tutti sulla scheda madre (onboard). Sulle schede madri ATX , la CPU e' generalmente lontana dagli slot di espansione.
Mentre i connettori del DVD e degli hard disk sono molto piu' vicini agli alloggiamenti per loro disponibili sul case. Anche la posizione dei banchi della memoria e' stata ridisegnata, ora sono meno "nascosti" e quindi e' piu' facile effettuare un eventuale upgrade. Anche l'alimentazione e' cambiata : e' stata aggiunta l'opzione di una connessione a 3.3 volt in combinata con quelle +/-5V and +/-12V. Queste sono combinate in un unico connettore detto "a chiave" che impedisce l'inserimento nella posizione sbagliata. E' anche possibile aggiungere un'altra ventola : spesso consigliata quando si usano CPU che scaldano notevolmente.

Funzionamento

Accendendo il nostro personal computer cosa accade ? La corrente inviata dall'alimentatore, la scatola metallica con dentro la ventola,arriva alla scheda madre e agli altri componenti hardware ('HARD DISK, scheda video, DVD-ROM, ecc). Sulla scheda madre vi sono vari componenti il cui lavoro e' fondamentale :

- La FLASH ROM :

e' un chip che contiene delle istruzioni (specifiche per quella determinata scheda madre) che rimangono inalterate per tutta la vita del computer. Come prima operazione il chip ROM invia le istruzione, una per una, per lo attivare la fase di avvio (start-up) :

- POST (Power On Self Test)
- Le istruzioni di Setup, che si occupano di "dialogare" con il CMOS
- Le istruzioni del BIOS (Basic Input/Output System) , che si occupano di collegare le varie periferiche hardware del nostro computer
- Le istruzioni per l'avvio (Boot), che chiamano il sistema operativo (DOS, OS/2, Windows);

rom

- Il BIOS (BASIC INPUT OUTPUT SYSTEM) e' il programma che usa la CPU del nostro Personal Computer per gestire il funzionamento del computer nel momento della sua accensione. Il BIOS sovraintende al flusso dei dati tra il sistema operativo e le periferiche attaccate come l'HARD DISK, la SCHEDA VIDEO, TASTIERA, MOUSE e STAMPANTE. Il BIOS e' un programma che rende accessibile alla CPU la memoria EPROM (un altro chip montato sulla nostra scheda madre). Quando accendiamo il computer la CPU passa il controllo al programma del BIOS che si trova sempre nel medesimo punto nella EPROM. Quando il BIOS avvia il computer per prima cosa determina quali periferiche sono connesse e operative e quindi carica il sistema operativo (o parti di esso) nella memoria di lavoro del pc (la RAM - Random Access Memory - memoria ad accesso casuale) dall'HARD DISK (dispositivo destinato a memorizzare in modo permanente i dati e le applicazioni, a differenza della memoria RAM che li conserva solo fino a quando il computer non viene spento) o dal FLOPPY DISK (il dischetto che viene inserito nel FLOPPY DRIVE).

un BIOS

- La CACHE viene usata per velocizzare l'esecuzione dei calcoli della CPU, contiene i dati utilizzati piu' frequentemente. Esistono due tipi di memoria CACHE, memoria super-veloce, una integrata direttamente sulla CPU (chiamata L1, di primo livello) ed una sulla scheda madre (L2, di secondo livello). La CACHE puo' essere gestita in due modi differenti, write through (memoria di sola lettura) write back (piu' veloce della precedente perche' permette di leggere e scrivere i dati) . Naturalmente la quantita' e la velocita' di RAM e di CACHE sono fondamentali per le prestazioni generali del nostro computer.