In questo articolo studiamo Le componenti di un Personal Computer e le loro funzioni

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Sommario

Le componenti di un Personal Computer

Introduzione

Il Personal Computer (PC) è un sistema informatico progettato per l’utilizzo individuale, impiegato per eseguire applicazioni software generiche o specifiche. A seconda del contesto d’uso, un PC può presentarsi in due configurazioni principali:

• Desktop: utilizzato in postazione fissa.
• Notebook (o laptop): pensato per l’uso in mobilità. In questo caso, i componenti principali sono integrati in un unico contenitore compatto e leggero, dotato di monitor, tastiera e batteria. Nonostante le differenze strutturali, la logica di funzionamento è sostanzialmente identica a quella dei sistemi desktop.

Le componenti fondamentali di un PC desktop

CASE

Il case è il contenitore, generalmente in metallo e plastica, che ospita i principali componenti hardware del PC:

• Alimentatore, che fornisce l’energia elettrica necessaria;
• Scheda madre, su cui sono montati CPU, RAM, chipset e altre schede;
• Dispositivi di archiviazione e unità ottiche.

Nei sistemi server o professionali, i componenti possono essere montati su blade, schede inserite in un rack che fornisce alimentazione, raffreddamento e connessione in rete. La comunicazione tra blade avviene tramite un backplane, una piastra con connettori paralleli che svolge la funzione di bus.

ALIMENTATORE

L’alimentatore trasforma la tensione alternata di rete (220V) in tensioni continue (es. 24V, 12V, 5V) necessarie per l’alimentazione dei componenti. I cavi in uscita si collegano alla scheda madre e agli altri dispositivi. Le caratteristiche tecniche dell’alimentatore sono definite dallo standard ATX (Advanced Technology eXtended).

MOTHERBOARD

La scheda madre è il cuore del sistema, su cui vengono installati:

• CPU e chipset;
• Moduli di memoria RAM;
• Slot di espansione e interfacce di collegamento.

È realizzata con un circuito stampato multistrato, ottenuto sovrapponendo strati di rame isolati da vetronite (fibra di vetro + resina epossidica). Le piste in rame trasportano segnali ad alta frequenza (GHz), ed è quindi fondamentale un attento progetto per evitare interferenze.

I principali formati della motherboard seguono standard industriali. Il più comune è l’ATX (305 × 244 mm).

CPU

La CPU (Central Processing Unit) è il processore centrale del sistema. È installata nello zoccolo ZIF (Zero Insertion Force) per facilitarne l’inserimento.

Per dissipare il calore generato, la CPU è dotata di un dissipatore con ventola. In configurazioni avanzate si ricorre al raffreddamento a liquido, che utilizza una pompa e un radiatore, simile ai motori termici.

CHIPSET

Il chipset è l’insieme di circuiti che consentono alla CPU di comunicare con le altre componenti. Storicamente è suddiviso in:

• North Bridge: gestisce dispositivi ad alta velocità (RAM, scheda video, rete);
• South Bridge: si occupa delle periferiche a bassa velocità (USB, porte seriali, ecc.).

Nei sistemi moderni, le funzionalità del North Bridge sono spesso integrate direttamente nella CPU.

BUS DI ESPANSIONE

Il bus di espansione consente l’aggiunta di componenti interni attraverso appositi slot:

• PCI (Peripheral Component Interconnect): standard parallelo per schede audio, modem, rete;
• PCI Express (PCIe): bus seriale ad alta velocità, utilizzato soprattutto per schede video;
• SATA (Serial ATA): per collegare dischi fissi e unità ottiche. La variante eSATA consente il collegamento di dispositivi esterni.

INTERFACCE PERIFERICHE

Le interfacce esterne permettono il collegamento di dispositivi come tastiere, mouse, stampanti, monitor:

• USB (Universal Serial Bus): consente il collegamento hot swap fino a 127 dispositivi tramite hub;
• SVGA/UVGA: connettori per la trasmissione di segnali video;
• RJ45: per la connessione Ethernet;
• Wi-Fi e Bluetooth: connessioni wireless per rete locale e dispositivi personali.

MEMORIE

Sulla scheda madre troviamo due principali tipi di memoria:

• DRAM (Dynamic RAM): memoria centrale volatile, installata in moduli DIMM;
• CMOS RAM: memoria a basso consumo, alimentata da una batteria tampone, che conserva i parametri di configurazione del sistema anche a PC spento. Include anche l’orologio di sistema (RTC – Real Time Clock).

SCHEDA GRAFICA E GPU

La scheda grafica elabora immagini tramite una propria memoria e una GPU (Graphics Processing Unit). Le GPU moderne, dotate di centinaia di core, sono fondamentali anche per applicazioni di AI, data mining e criptovalute.

Le GPU possono essere:

• Discrete, inserite nello slot PCIe (più performanti);
• Integrate, all’interno della CPU (meno potenti, ma più efficienti dal punto di vista energetico).

BIOS e UEFI

Il BIOS (Basic Input-Output System) è un firmware che inizializza l’hardware e carica il sistema operativo. Nelle schede madri moderne è sostituito dall’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface), che introduce:

• Avvio protetto (Secure Boot);
• Crittografia dei dati con BitLocker;
• Interfaccia grafica e supporto ai dischi GPT.

Fasi di avvio di un PC

1. Reset hardware: la CPU legge l’istruzione iniziale all’indirizzo FFFF0h.
2. POST (Power-On Self Test): verifica RAM, dischi e periferiche.
3. Caricamento servizi di base.
4. Ricerca del settore di avvio (boot sector).
5. Avvio del sistema operativo (Windows, Linux, ecc.).

Il termine bootstrap deriva dalla metafora inglese “tirarsi su da soli per i lacci degli stivali”, indicante un processo che si avvia autonomamente.