| Con il lemma computer (mutuato dalla lingua inglese, ma di origine latina, e tradotto talvolta in italiano con le parole calcolatore, ordinatore, elaboratore elettronico o cervello elettronico) si intende un dispositivo fisico che implementa il funzionamento di una macchina di Turing.
Questa definizione, anche se rigorosa, non dice molto su quello che in pratica un computer è o può fare: in effetti esistono molti tipi diversi di computer, costruiti e specializzati per vari compiti: da macchine che riempiono intere sale, capaci di qualunque tipo di elaborazione a circuiti integrati grandi pochi millimetri che controllano un minirobot o un orologio da polso. Ma a prescindere da quanto sono grandi e da che cosa fanno, possiedono tutti due cose: (almeno) una memoria e (almeno) una CPU, o processore.
Una macchina di Turing (e quindi un computer) nasce per eseguire programmi: un computer senza un programma da eseguire è inutile. Tutti i computer hanno quindi bisogno di programmi: il programma di gran lunga più importante per un computer è il suo sistema operativo, che si occupa di gestire la macchina, le sue risorse e i programmi che vi sono eseguiti, e fornisce all'utente un mezzo per inserire ed eseguire gli altri programmi, comunemente chiamati applicazioni o software, in contrapposizione all'hardware che è la parte fisica degli elaboratori.
Come già detto, un computer non è altro che l'implementazione fisica, pratica, di una macchina di Turing, secondo l'architettura ideata da Von Neumann: quindi tutti i computer hanno almeno una CPU, una certa quantità di memoria RAM di lavoro e una certa quantità di memoria non volatile (ROM, PROM, EPROM, EEPROM o Flash) in cui è scritto il primo programma da eseguire all'avvio del computer stesso: a seconda dei casi, questo programma può essere l'unico che la macchina eseguirà (firmware) oppure fare da trampolino di lancio per caricare il sistema operativo vero e proprio in memoria di lavoro: in questo caso si parla di loader (o di BIOS se assolve anche altre funzioni oltre a questa). In genere questi tre componenti si trovano fisicamente insieme nello stesso circuito integrato o sulla stessa scheda elettronica, che in questo caso viene detta scheda madre o mainboard. Importante ricordare che, attualmente, vi è una piccola quantità di memoria detta Cache all'interno della CPU; questo perché la velocità del Bus di collegamento fra CPU e Memoria è troppo bassa, quindi si avrebbe che in questi casi la CPU è "frenata" dal collo di bottiglia della RAM, ciò non avviene naturalmente se si ha una piccola quantità di memoria all'interno della CPU stessa, nella quale vengono caricate le informazioni che vengono elaborate più spesso.
Oltre ad eseguire programmi, un computer deve anche poter comunicare con l'esterno: per questo sono sempre presenti anche un certo numero di interfacce verso vari dispositivi. Quasi sempre, tranne i casi di microcontroller molto semplici, è prevista la possibilità di collegare una tastiera e un dispositivo di visualizzazione (monitor, stampante, display). Inoltre in genere un computer fa uso di memorie di massa per registrare i dati e i programmi liberando la memoria RAM, e quasi sempre è possibile collegare ad esso periferiche esterne e schede di espansione.
Una delle schede di espansione più importanti è la scheda vga, o scheda video. Questa scheda si occupa di gestire tutte le immagini e di visualizzarle sul computer,le schede video di ultima generazione hanno un potenza eccezionale e permettono delle nuove esperienze con il computer
Il fulcro del computer è la scheda madre (detta anche scheda di sistema, motherboard o mainboard), sulla quale sono collocati tutti gli altri componenti (eccetto l'alimentatore). Questo circuito stampato è dotato di svariate "piste" (le "strade" in cui le informazioni viaggiano ad elevatissime velocità) e di circuiti integrati (i "palazzi" dove sono dirette, elaborate e conservate tutte le informazioni).
Il computer possiede una memoria (distinta in temporanea, RAM, e di lunga permanenza a tempo indeterminato, il Disco Fisso o Hard Disk) ed un centro di elaborazione finale (la CPU o Unità di Processione Centrale), e quindi l'ALU ("aritmetic-logical-unit", unita logico aritmetica) in cui vengono eseguite tutte le operazioni logico-matematiche e che restituisce i risultati di queste operazioni.
I costituenti principali di una scheda madre sono i seguenti:
* CPU Socket: è lo zoccolo d'alloggiamento dell'Unità di Processione Centrale (CPU); è costituito di materiale plastico e presenta alla base minuscoli forellini dove vanno ad inserirsi i piedini (pin) del processore. Un congegno meccanico azionabile tramite una levetta provvede al corretto fissaggio e al collegamento del Processore col Sistema.
* Central Processing Unit: l'Unità di Processione Centrale rappresenta il fulcro del Sistema, senza di essa non è possibile neppure avviare l'accensione dell'apparecchio. Essa è costituita da una piastrina di forma quadrata in vetroresina sulla cui superficie si trova montato il core (nucleo) del processore, contenente svariate centinaia di migliaia (o milioni come nel caso dei moderni processori) di transistor. Nella parte inferiore del dispositivo sono evidenti solitamente delle piccolissime resistenze di forma rettangolare lungo le quali sono disposti in forma radiale i piedini dorati che servono al collegamento col Sistema. Un sensore termico, in grado di interfacciarsi col programma di configurazione del BIOS si trova invece posizionato in prossimità del nucleo del processore.
* Un integrato di tipo EEPROM contenente il BIOS della scheda madre. È un componente cruciale per il Sistema come la CPU. Senza di esso il Sistema non può neppure avviare l'accensione. Dall'acronimo americano Basic Input Output System deriva la sua funzione di dispositivo volto al monitoraggio e al rilevamento dei componenti e della loro funzione. Il BIOS provvede, durante l'accensione, ad avviare la cosiddetta fase di POST (Power On Self Test) durante la quale avviene una verifica dei componenti e della loro integrità: si tratta di un momento cruciale in cui la macchina letteralmente "prende vita", cominciando a funzionare.Da qui il termine Bios di derivazione greca che significa vita, soffio vitale.
* North Bridge: è un integrato solitamente inglobato in una speciale capsula di forma ottagonale montata in rilievo sulla scheda madre. Solitamente la sua posizione nella motherboard è a nord rispetto alla CPU, e per questo è detto in inglese North Bridge (ponte nord), proprio perché funge da "ponte" per le informazioni. Come in una grande città moderna il traffico delle automobili viene equilibrato da ponti e sottopassaggi posti lungo palazzi e grattacieli, così nel cuore elaborativo del computer i dati vanno ordinati e il loro traffico lungo i grandi integrati regolato e disciplinato. La sua funzione è quella di dirigere il traffico di dati proveniente dalla CPU e diretto alle periferiche del Sistema (compresi Hard Disk ed eventuali lettori ottici di compact disc). Fa parte insieme al BIOS e al South Bridge del Chipset.
* South Bridge: è un altro integrato di posizione centrale nel Sistema. Si trova vicinissimo alla CPU e a sud rispetto a questa, stabilisce col suo funzionamento la frequenza del [bus] di Sistema e presenta un dissipatore di calore che ne copre interamente la superficie per prevenire eventuali surriscaldamenti. È detto in inglese South Bridge (ponte sud) perché la sua funzione anche se diversa è analoga a quella svolta dal North Bridge. È importantissimo il ruolo che occupa nella struttura del Sistema ed è per questo che si trova così vicino alla CPU: provvede infatti a gestire i trasferimenti di informazioni che avvengono direttamente dalla CPU alla Memoria (RAM) e dalla Memoria verso la CPU. In alcune schede madri progettate per processori AMD questo componente non era presente, perché integrato direttamente sulla CPU. Così si poteva ottenere una velocità di bus molto maggiore rispetto al sistema tradizionale perché il South Bridge "virtuale" presente all'interno della CPU di fatto poteva utilizzare la frequenza di clock dello stesso core del processore. Si tratta di una tecnologia piuttosto vecchia (comparsa negli anni 1997-1998) che è stata subito abbandonata perché non ha riscosso molto successo.
* Una Batteria a bottone al Litio a lunga carica in grado di alimentare per anni la piccola memoria volatile del BIOS in cui rimangono memorizzati tutti i parametri di configurazione del Sistema. La batteria provvede anche al mantenimento dell'ora esatta e della data dell'orologio di Sistema. Durante l'accensione del Computer, e per tutto il tempo in cui l'alimentazione di rete resta attiva il circuito provvede automaticamente a disattivare l'alimentazione della batteria, che viene riattivata nuovamente quando si spegne il Computer.
* Gli slot d'alloggiamento della Memoria RAM (Random Access Memory-Memoria ad Accesso Casuale) che possono essere di diversi tipi quanti sono i tipi di RAM diffusi dalle industrie sin dai primi anni ottanta. I più moderni slot sono compatibili con le velocissime memorie DDR2, decisamente più affidabili delle vecchie ma diffusissime SDRAM.
* Gli slot d'espansione PCI per schede a 32-bit. Grazie a questi ingressi è possibile aggiungere quanti più microprocessori si vogliono per trasformare il computer in una macchina multifunzione adatta alle esigenze più disparate. Ad esempio è possibile montare più schede audio appositamente realizzate per funzionare in contemporanea con particolari programmi per far diventare il Computer un vero e proprio strumento musicale in grado di interfacciarsi magari con una tastiera professionale per concerti o piano bar. Allo stesso modo è possibile fare con la grafica per studi televisivi o più semplicemente per fare videoconferenze.
* Uno slot PCI Express necessario per l'immissione nel Sistema di una scheda grafica (detta anche scheda video) contenente una GPU (Graphic Processing Unit-Unità di Processione Grafica) e una memoria video (solitamente di moltissimi Megabyte) necessari per la decodifica delle immagini e per poter vedere sul monitor il desktop del Computer e i programmi. Le schede madri di alcuni anni fa montano ancora il vecchio slot AGP (accelerated Grafic Port-Porta Grafica Accelerata) a 32-bit che però fornisce velocità di trasmissione dati non superiori al Gigabyte per secondo, mentre colle schede grafiche moderne PCI Express si possono toccare, con ambienti grafici tridimensionali molto complessi (come quelli dei nuovi videogiochi) anche i 20 Gigabyte al secondo. Nei vecchi Computer degli anni settanta non era presente (né peraltro prevista) una interfaccia a schermo; per comunicare con la macchina si utilizzavano sistemi meccanici (come le vecchissime schede perforate). Per questo i Computer moderni sono detti ad "interfaccia grafica", perché la comunicazione con l'utente avviene tramite l'inserimento di caratteri grafici o (come nei computer della nostra epoca) grazie a icone e disegni che vanno selezionati con un puntatore (mouse o di altro tipo, come schermi tattili o penne elettroniche).
Fonte:Wikipedia
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