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HardWear

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Informazioni approfondite su alcuni componenti hardware del pc

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MotherboardScheda madre

scheda elettronica principale, raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica e i collegamenti di interfaccia tra i vari componenti interni principali di un PC

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Cavi/DissipatoreVentole/Alimentatore

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Le ventole

DIversi tipi di connetori e standard

Le ventole di un PC servono a raffreddare i componenti interni, In questo modo garantiscono prestazioni stabili

funzione di collegare elettricamente due o più componenti e/o dispositivi elettrici

Power supply, Alimentatore del pc

Dissipatore del processore

L’alimentatore serve a fornire energia elettrica al PC, trasformando la corrente alternata della presa in corrente continua. Distribuisce poi la giusta tensione a ogni componente

Il dissipatore del processore serve a smaltire il calore generato dalla CPU durante il funzionamento.

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sono un componente essenziale che memorizza dati e risultati intermedi durante l'esecuzione dei programmi. La memoria del computer è suddivisa in due tipologie principali: Memoria RAM (Random Access Memory) e memoria di archiviazione.

Memoria di archiviazione e RAM

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Processore / Scheda videoChipset / Bus

Bus / canale di comunicazione

Chipset

GPU / Scheda video

CPU / Processore

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Alessandro Angelini

Classe Terza E

Sistemi e Reti

Grazie per l'attenzione

Ora che conosciamo questi componenti, possiamo capire meglio come funziona un computer nel suo insieme.

Connettori del PC

Cavi del PC Servono a trasportare dati e alimentazione tra i componenti interni del computer. Tipi principali: Alimentazione: collegano PSU, scheda madre, GPU, HDD/SSD. Dati: PATA, SATA, NVMe, USB interni per trasferire informazioni tra dispositivi. Una buona gestione dei cavi (cable management) migliora il flusso d’aria e semplifica manutenzione e upgrade.Esistono anche diversi connettori per ogni standard, come per esempio l'USB ha 5 tipi di connettori diversi (A, B, C, micro-usb, mini-usb)

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Lo standard PCI Express (PCIe) offre velocità molto superiori ai vecchi PCI, con diverse linee (x1, x4, x8, x16) a seconda della larghezza di banda richiesta. Consentono di potenziare o personalizzare il computer senza sostituire la scheda madre.

Connettori Superiori

Connettori Superiori (Slot PCI / PCIe) Sono slot di espansione per aggiungere schede aggiuntive: Schede video (GPU) per grafica avanzata o gaming. Schede audio, schede di rete o SSD NVMe.

Scheda Video

GPU (Graphics Processing Unit) Processore specializzato nella gestione e calcolo della grafica. Funziona in parallelo con la CPU, scaricando gran parte dei calcoli grafici e 3D. Tipi: Integrata: inclusa nella CPU, adatta a operazioni leggere. Dedicata (scheda video): separata, con memoria propria (VRAM) e maggiore potenza. Essenziale per videogiochi, rendering video e applicazioni di intelligenza artificiale.

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Memorie flash e chiavette USB portatili e resistenti agli urti. Utilizzate per salvare sistemi operativi, programmi, file e documenti. Velocità di lettura/scrittura più bassa della RAM, ma capacità molto maggiore.

Le memorie di massa persistenti

(Storage) Memorie non volatili dove i dati vengono conservati a lungo termine. Tipi principali: HDD (Hard Disk Drive) meccanico, più lento ma economico. SSD (Solid State Drive) veloce, senza parti meccaniche, maggiore durata.

Il Processore

CPU (Central Processing Unit) È il cervello del computer, responsabile dell’esecuzione delle istruzioni dei programmi. Funzioni principali: ALU (Arithmetic Logic Unit): esegue operazioni aritmetiche e logiche. CU (Control Unit): coordina le operazioni dei componenti del PC e gestisce il flusso di dati. Registri e cache: memorie velocissime per dati temporanei. Le prestazioni dipendono da frequenza (GHz), numero di core e thread, e dalla dimensione della cache.

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Alcune schede madri moderne includono anche porte USB-C e slot per Thunderbolt, per trasferimenti dati ad alta velocità.

Connetori Laterali

Connettori Laterali (I/O Panel) Situati sul bordo della scheda madre, verso il retro del case. Comprendono porte di vario tipo: USB, HDMI, DisplayPort, Ethernet, jack audio, PS/2, porte seriali o parallele. Consentono il collegamento di periferiche esterne, come monitor, tastiere, mouse, dispositivi di rete e altoparlanti.

Chipset

Circuito della scheda madre che gestisce la comunicazione tra CPU, memoria, GPU e periferiche. Funzioni principali: Coordina il flusso di dati tra componenti ad alta velocità. Gestisce porte di I/O, slot PCIe, RAM e storage. Moderni chipset sono divisi in: Northbridge: gestisce CPU, RAM e GPU (nelle architetture più vecchie). Southbridge: gestisce periferiche e porte I/O. Nei PC moderni, molte funzioni del Northbridge sono integrate direttamente nella CPU.

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Il loro corretto funzionamento è fondamentale per: Prevenire sovratensioni che possono danneggiare i componenti. Garantire prestazioni stabili anche sotto carico elevato. Consentire l’overclocking sicuro, aumentando la frequenza della CPU senza rischi.

Condensatori e Bobine

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Condensatori e Bobine (VRM – Voltage Regulator Module) I condensatori accumulano energia e la rilasciano gradualmente, contribuendo a stabilizzare la tensione fornita alla CPU e agli altri componenti. Le bobine o induttori filtrano i disturbi elettrici e lavorano insieme ai condensatori nei circuiti di alimentazione (VRM).

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Supporta vari socket e slot per CPU, RAM e schede aggiuntive, oltre a gestire le porte di I/O (Input/Output). Coordina il funzionamento del computer tramite il chipset, che controlla il traffico di dati tra CPU, memoria e periferiche.

La Scheda Madre (Motherboard)

È il componente centrale del PC, che collega tutti gli altri dispositivi hardware e permette la loro comunicazione. Contiene tracce elettriche (circuiti stampati) che trasmettono segnali dati e alimentazione tra CPU, RAM, schede di espansione e periferiche.

Dissipatore e raffreddamento

Serve a smaltire il calore prodotto da CPU, GPU o altri chip ad alta temperatura. È composto principalmente da lamelle di metallo (rame o alluminio) che aumentano la superficie di dissipazione. Funziona trasferendo il calore dal componente al metallo, che poi viene raffreddato da aria o liquido.Tipi principali:Passivo: solo lamelle metalliche, silenzioso ma meno efficace ad alte temperature.Attivo: include una ventola sopra il dissipatore per aumentare il flusso d’aria e migliorare il raffreddamento. È fondamentale per prevenire il surriscaldamento e garantire prestazioni stabili e lunga vita al componente.

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La Memoria ROM

Garantisce che il PC possa avviarsi correttamente anche in assenza di RAM o altri dispositivi.

ROM (Read-Only Memory) Memoria non volatile, che conserva dati anche senza corrente. Contiene istruzioni fisse necessarie all’avvio del computer (firmware, BIOS/UEFI). Non può essere modificata facilmente dall’utente (alcune versioni moderne sono riscrivibili: EEPROM, Flash).

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Registro program counter (PC) indica l’indirizzo della prossima istruzione. Fondamentali per aumentare la velocità di elaborazione, poiché accedere ai registri è molto più rapido rispetto alla RAM.

I Registri

Registri (Registers) Sono memorie velocissime integrate nella CPU. Conservano dati e istruzioni temporanei mentre la CPU esegue i calcoli. Registro accumulator memorizza risultati intermedi. Registro istruzioni (IR) contiene l’istruzione in esecuzione.

Le Ventole e il funzionamento

Servono a muovere l’aria all’interno del case o sopra un dissipatore, espellendo il calore. Ventole del case, creano flusso d’aria generale, raffreddando tutto il PC. Ventole della CPU/GPU, collegate al dissipatore o al waterblock, raffreddano direttamente il chip. RPM (giri/minuto), determina quanta aria viene spostata e il rumore prodotto. Flusso d’aria vs pressione statica, scegliere la ventola giusta a seconda della posizione e ostacoli interni. Una corretta combinazione di dissipatore e ventole permette: Funzionamento silenzioso e maggiore efficienza energetica.

I Bus e i diversi tipi:

Sono canali di comunicazione che trasportano dati tra CPU, memoria e periferiche. Tipi principali: Bus dati: trasferisce i dati tra componenti. Bus indirizzi: indica dove leggere/scrivere i dati. Bus di controllo: invia segnali di comando per coordinare le operazioni. Bus moderni: PCIe, SATA, USB, PCI → velocità e larghezza di banda variano a seconda del tipo e dell’uso. Il corretto funzionamento dei bus è fondamentale per ottimizzare le prestazioni del sistema.

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SRAM (Static RAM) più veloce e costosa, usata nei cache. Velocità elevata e accesso casuale permettono alla CPU di leggere/scrivere dati rapidamente. Tutti i dati in RAM vengono persi quando il PC viene spento.

La memoria RAM

RAM (Random Access Memory) È la memoria volatile del computer, usata per archiviare dati e programmi temporaneamente durante l’esecuzione. Tipi principali: DRAM (Dynamic RAM) deve essere continuamente rinfrescata.

Alimentatore (PSU)

Alimentatore (Power Supply Unit – PSU) Fornisce energia elettrica stabile a tutti i componenti del PC. Trasforma la corrente alternata (AC) dalla presa in corrente continua (DC) a varie tensioni: 12V, 5V, 3,3V a seconda delle esigenze dei componenti. Può essere modulare (cavi rimovibili), semi-modulare o non modulare. Gli alimentatori di qualità proteggono da: Sovratensioni (overvoltage) Cortocircuiti (short-circuit) Surriscaldamenti (overheating) La potenza (Wattaggio) deve essere adeguata ai componenti installati per garantire stabilità e sicurezza.