Personal computerModifica
Il personal computer è uno dei tipi più comuni di computer grazie alla sua versatilità e al prezzo relativamente basso. I personal computer desktop hanno un monitor, una tastiera, un mouse e un case. Il case del computer contiene la scheda madre, unità disco fisse o rimovibili per la memorizzazione dei dati, l’alimentazione e può contenere altre periferiche come modem o interfacce di rete. Alcuni modelli di computer desktop hanno integrato il monitor e la tastiera nello stesso case del processore e dell’alimentazione. La separazione degli elementi permette all’utente di disporre i componenti in una disposizione piacevole e comoda, al costo di gestire i cavi di alimentazione e dati tra di loro.
I laptop sono progettati per la portabilità ma funzionano in modo simile ai PC desktop. Possono usare componenti di potenza inferiore o di dimensioni ridotte, con prestazioni inferiori a quelle di un computer desktop di prezzo simile. I laptop contengono la tastiera, il display e il processore in un unico contenitore. Il monitor nel coperchio superiore pieghevole del case può essere chiuso per il trasporto, per proteggere lo schermo e la tastiera. Invece di un mouse, i computer portatili possono avere un touchpad o uno stick di puntamento.
I tablet sono computer portatili che usano un touch screen come dispositivo di input primario. I tablet generalmente pesano meno e sono più piccoli dei portatili.
Alcuni tablet includono tastiere pieghevoli, o offrono connessioni a tastiere esterne separate. Alcuni modelli di computer portatili hanno una tastiera staccabile, che permette al sistema di essere configurato come un tablet touch-screen. Sono talvolta chiamati “computer portatili staccabili 2-in-1” o “ibridi tablet-laptop”.
CaseEdit
Il case del computer racchiude la maggior parte dei componenti del sistema. Fornisce supporto meccanico e protezione agli elementi interni come la scheda madre, le unità disco e gli alimentatori, e controlla e dirige il flusso dell’aria di raffreddamento sui componenti interni. Il case è anche parte del sistema per controllare le interferenze elettromagnetiche irradiate dal computer e protegge le parti interne dalle scariche elettrostatiche. I grandi case tower forniscono spazio per più unità disco o altre periferiche e di solito stanno sul pavimento, mentre i casi desktop forniscono meno spazio di espansione. I design in stile all-in-one includono un display video incorporato nello stesso case. I computer portatili e laptop richiedono casi che forniscono protezione dagli urti per l’unità. Gli hobbisti possono decorare i case con luci colorate, vernice o altre caratteristiche, in un’attività chiamata case modding.
AlimentazioneModifica
Un alimentatore (PSU) converte la corrente alternata (AC) in corrente continua (DC) a basso voltaggio per il computer. I computer portatili possono funzionare con una batteria ricaricabile integrata. Il PSU tipicamente usa un alimentatore a modalità commutata (SMPS), con i MOSFET di potenza (transistor di campo a semiconduttore metallo-ossido di potenza) usati nei convertitori e nei circuiti regolatori del SMPS.
MotherboardEdit
La scheda madre è il componente principale di un computer. Si tratta di una scheda con circuiti integrati che collega le altre parti del computer tra cui la CPU, la RAM, le unità disco (CD, DVD, hard disk, o qualsiasi altro) così come qualsiasi periferica collegata tramite le porte o gli slot di espansione. I chip dei circuiti integrati (IC) in un computer contengono tipicamente miliardi di minuscoli transistor ad effetto di campo a semiconduttori metallo-ossidi (MOSFET).
I componenti direttamente attaccati a o su parte della scheda madre includono:
- La CPU (unità di elaborazione centrale), che esegue la maggior parte dei calcoli che permettono a un computer di funzionare, e viene chiamata il cervello del computer. Prende le istruzioni del programma dalla memoria ad accesso casuale (RAM), le interpreta e le elabora e poi rimanda i risultati in modo che i componenti pertinenti possano eseguire le istruzioni. La CPU è un microprocessore, che è fabbricato su un circuito integrato (IC) a semiconduttori a ossido di metallo (MOS). Di solito è raffreddato da un dissipatore di calore e da una ventola, o da un sistema di raffreddamento ad acqua. La maggior parte delle CPU più recenti include un’unità di elaborazione grafica (GPU) on-die. La velocità di clock della CPU regola la velocità di esecuzione delle istruzioni e si misura in GHz; i valori tipici sono compresi tra 1 GHz e 5 GHz. Molti computer moderni hanno la possibilità di overclockare la CPU che migliora le prestazioni a scapito di una maggiore produzione termica e quindi la necessità di un migliore raffreddamento.
- Il chipset, che include il ponte nord, che media la comunicazione tra la CPU e gli altri componenti del sistema, compresa la memoria principale; così come il ponte sud, che è collegato al ponte nord, e supporta le interfacce e i bus ausiliari; e, infine, un chip Super I/O, collegato attraverso il ponte sud, che supporta i componenti più lenti e legacy come le porte seriali, il monitoraggio hardware e il controllo delle ventole.
- La memoria ad accesso casuale (RAM), che memorizza il codice e i dati a cui la CPU accede attivamente. Per esempio, quando un browser web viene aperto sul computer, occupa memoria; questa viene immagazzinata nella RAM finché il browser web non viene chiuso. È tipicamente un tipo di RAM dinamica (DRAM), come la DRAM sincrona (SDRAM), dove i chip di memoria MOS memorizzano i dati su celle di memoria costituite da MOSFET e condensatori MOS. La RAM di solito viene fornita su moduli di memoria dual in-line (DIMM) nelle dimensioni di 2GB, 4GB e 8GB, ma può essere molto più grande.
- Memoria di sola lettura (ROM), che memorizza il BIOS che viene eseguito quando il computer viene acceso o altrimenti inizia l’esecuzione, un processo noto come Bootstrapping, o “booting” o “booting up”. La ROM è tipicamente un chip di memoria BIOS non volatile, che memorizza i dati su celle di memoria MOSFET a passo variabile.
- Il BIOS (Basic Input Output System) include il firmware di avvio e quello di gestione dell’alimentazione. Le schede madri più recenti usano Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) invece del BIOS.
- Bus che collegano la CPU ai vari componenti interni e alle schede di espansione per la grafica e il suono.
- La batteria CMOS (MOS complementare), che alimenta la memoria CMOS per la data e l’ora nel chip BIOS. Questa batteria è generalmente una batteria da orologio.
- La scheda video (conosciuta anche come scheda grafica), che elabora la grafica del computer. Le schede grafiche più potenti sono più adatte a gestire compiti impegnativi, come giocare a videogiochi intensivi o eseguire software di computer grafica. Una scheda video contiene un’unità di elaborazione grafica (GPU) e una memoria video (tipicamente un tipo di SDRAM), entrambe fabbricate su chip a circuito integrato MOS (MOS IC).
- I MOSFET di potenza costituiscono il modulo regolatore di tensione (VRM), che controlla quanta tensione ricevono gli altri componenti hardware.
Schede di espansioneModifica
Una scheda di espansione in informatica è un circuito stampato che può essere inserito in uno slot di espansione di una scheda madre del computer o backplane per aggiungere funzionalità a un sistema informatico tramite il bus di espansione. Le schede di espansione possono essere utilizzate per ottenere o espandere funzionalità non offerte dalla scheda madre.
Dispositivi di memorizzazioneModifica
Un dispositivo di memorizzazione è qualsiasi hardware informatico e supporto digitale che viene utilizzato per memorizzare, portare ed estrarre file e oggetti di dati. Può contenere e immagazzinare informazioni sia temporaneamente che permanentemente e può essere interno o esterno a un computer, un server o qualsiasi altro dispositivo informatico simile. La memorizzazione dei dati è una funzione centrale e una componente fondamentale dei computer.
Media fissiModifica
I dati vengono memorizzati da un computer utilizzando una varietà di supporti. Gli hard disk (HDD) si trovano praticamente in tutti i computer più vecchi, grazie alla loro alta capacità e al basso costo, ma le unità a stato solido (SSD) sono più veloci e più efficienti, anche se attualmente più costose degli hard disk in termini di dollari per gigabyte, quindi si trovano spesso nei personal computer costruiti dopo il 2007. Gli SSD usano la memoria flash, che memorizza i dati su chip di memoria MOS che consistono in celle di memoria MOSFET a gate flottante. Alcuni sistemi possono utilizzare un controller di array di dischi per una maggiore prestazione o affidabilità.
Media rimovibiliModifica
Per trasferire dati tra computer, può essere utilizzato un dispositivo esterno di memoria flash (come una scheda di memoria o un flash drive USB) o un disco ottico (come un CD-ROM, DVD-ROM o BD-ROM). La loro utilità dipende dall’essere leggibili da altri sistemi; la maggior parte delle macchine ha un’unità disco ottico (ODD), e praticamente tutte hanno almeno una porta Universal Serial Bus (USB).
Periferiche di ingresso e uscitaModifica
I dispositivi di input e output sono tipicamente alloggiati esternamente allo chassis del computer principale. I seguenti sono standard o molto comuni a molti sistemi informatici.
Dispositivo di inputModifica
I dispositivi di input permettono all’utente di inserire informazioni nel sistema, o di controllarne il funzionamento. La maggior parte dei personal computer ha un mouse e una tastiera, ma i sistemi portatili usano tipicamente un touchpad invece di un mouse. Altri dispositivi di input includono webcam, microfoni, joystick e scanner di immagini.
Dispositivo di outputModifica
I dispositivi di output sono progettati intorno ai sensi degli esseri umani. Per esempio, i monitor visualizzano un testo che può essere letto, gli altoparlanti producono un suono che può essere ascoltato. Tali dispositivi potrebbero anche includere stampanti o un goffratore Braille.
Computer mainframeModifica
Un computer mainframe è un computer molto più grande che in genere riempie una stanza e può costare molte centinaia o migliaia di volte più di un personal computer. Sono progettati per eseguire un gran numero di calcoli per governi e grandi imprese.
Calcolo dipartimentaleModifica
Negli anni ’60 e ’70, sempre più dipartimenti iniziarono ad utilizzare sistemi più economici e dedicati per scopi specifici come il controllo dei processi e l’automazione di laboratorio. Un minicomputer, o colloquialmente mini, è una classe di computer più piccoli che è stata sviluppata a metà degli anni ’60 e venduta per molto meno dei computer mainframe e mid-size di IBM e dei suoi diretti concorrenti.
SupercomputerEdit
Un supercomputer è superficialmente simile a un mainframe, ma è invece destinato a compiti di calcolo estremamente impegnativi. Al giugno 2020, il supercomputer più veloce nella lista dei supercomputer TOP500 è Fugaku, in Giappone, con un punteggio di benchmark LINPACK di 415 PFLOPS, superando il secondo più veloce, Summit, negli Stati Uniti, di circa 294 PFLOPS.
Il termine supercomputer non si riferisce a una tecnologia specifica. Piuttosto indica i calcoli più veloci disponibili in un dato momento. A metà del 2011, i supercomputer più veloci vantavano velocità superiori a un petaflop, o 1 quadrilione (10^15 o 1.000 trilioni) di operazioni in virgola mobile al secondo.I supercomputer sono veloci ma estremamente costosi, quindi sono generalmente utilizzati da grandi organizzazioni per eseguire compiti computazionalmente impegnativi che coinvolgono grandi serie di dati. I supercomputer tipicamente eseguono applicazioni militari e scientifiche. Sebbene siano costosi, vengono utilizzati anche per applicazioni commerciali dove devono essere analizzate enormi quantità di dati. Per esempio, le grandi banche impiegano supercomputer per calcolare i rischi e i rendimenti di varie strategie di investimento, e le organizzazioni sanitarie li usano per analizzare giganteschi database di dati sui pazienti per determinare trattamenti ottimali per varie malattie e problemi che incorrono al paese.