HARDWARE PER TUTTI #1
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Il computer, un mezzo che usiamo ogni giorno pur non conoscendo il reale funzionamento della macchina.
In questa rubrica “Hardware per tutti“, tratteremo la composizione e il funzionamento generale dell’hardware a partire dai più basilari computer moderni fino a macchine ed elettronica di vario tipo come console, macchine fotografiche, tv, monitor, cellulari, audio, ecc.; il tutto con un approccio semplice per chi non conosce la materia.
Il computer è una macchina che potremmo semplificare in un singolo componente, il Processore anche detto in lingua originale CPU – central processing unit:
Questa componente è il cervello della macchina che si occupa di fare tutto ciò che gli chiedete quotidianamente, dall’aprire la posta, usare office, lavorare, giocare; insomma è la parte fondamentale del vostro computer.
Avere un processore non è sufficiente per utilizzare un computer perché questo deve essere collegato proprio come il nostro cervello, al resto del corpo che è composto principalmente da :
CPU, GPU (scheda video), RAM, MotherBoard (comunemente abbreviata in MoBo o in italiano scheda madre), disco rigido, PSU (alimentatore) e una base dove montare il tutto comunemente detta Case o Châssis.
Andiamo con ordine, a cosa servono tutte queste componenti esattamente?
Dovete sapere che qualsiasi chip per elaborare una qualsiasi mansione richiesta, consuma dell’energia e per questo deve essere alimentato, da cui deduciamo facilmente lo scopo dell’alimentatore (PSU – Power Supply Unit), fornire energia alla macchina.
In questo caso per fornire energia al processore, non basterà alimentarlo, non solo perché non ha uno spazio dove lo si può collegare ma per motivi più complessi che spiegheremo più avanti nella rubrica.
Quindi, come alimento il mio processore?
Per alimentarlo abbiamo bisogno di un tramite, un supporto che faccia passare la corrente al processore, cioè la scheda madre, componente che non si limita però a fare SOLO da tramite per l’alimentazione delle componenti ma svolgerà parecchie funzioni che tratteremo in un paio di articoli più avanti.
Ora abbiamo un processore collegato ad una scheda madre pronta a fare da tramite per l’alimentazione, funzionerà?
Purtroppo no, perché le componenti restanti compongono lo stretto necessario per far funzionare la macchina e nell’immagine di sopra ne vediamo un’altra presente oltre al blocco composto da scheda madre e processore, quelle 2 in alto, le RAM:
Le RAM (Random Access Memory) non sono altro che moduli per immagazzinare temporaneamente dei dati durante un processo svolto dal computer, qualsiasi esso sia.
Di che processi parliamo?
Quando il computer esegue una qualsiasi operazione, compreso accendersi e spegnersi, svolge un’azione, un processo per essere più precisi e questo crea quello che potremmo definire come uno spostamento di dati che il computer, senza una componente che si occupa di registrare quei dati, perderebbe in maniera definitiva ad ogni azione, in questo modo i dati vengono temporaneamente spostati nella ram e cancellati quando non necessari (o in realtà messi altrove come vedremo a breve).
Quindi… Cosa manca per far funzionare la nostra macchina?
Allo stato teorico e con le basi trattate fino adesso, è sufficiente un disco rigido ma come detto prima ci sono altre 2 componenti.
Il disco rigido del computer, come la RAM, è un’unità con lo scopo principale di immagazzinare dati ma, anziché eliminarli quando non necessari, li mantiene al suo interno finché noi decideremmo di tenerli e insieme sempre alla RAM, svolge un importante compito anche se in maniera differente, cioè dare velocità al computer:
Processore, scheda video (GPU), Disco rigido, RAM sono tutte componenti che hanno in comune oltre la richiesta di energia, anche una velocità a cui operano anche se in modo diverso e per scopi differenti, quindi cosa hanno esattamente in comune disco e RAM?
Io scrivo di immagazzinare i dati ma in realtà non si tratta di prendere una scatola e metterla nell’altra stanza, si tratta di prendere migliaia, milioni, miliardi di scatole; i dati nel nostro computer sono moltissimi e si misurano in unità di misura immense, quindi come facciamo?
Le due componenti prendono i dati e li “leggono” in maniera differente, le RAM hanno una loro “velocità di clock” e un quantitativo di memoria con cui prendono questi dati e li spostano finché la componente permette, per poi eliminarli direttamente.
Invece il disco rigido ha due velocità differenti e cioè di scrittura dei dati e di lettura dei dati in base al tipo di operazione che si esegue.
Per esempio, quando sul nostro cellulare apriamo la fotocamera, quando scattiamo una foto, non stiamo facendo altro che passare i dati raccolti dal sensore al telefono trascrivendoli sul disco del cellulare, quando invece apriamo la galleria, il telefono eseguirà un’operazione di lettura dei dati già trascritti per permettervi di utilizzarla; lo stesso procedimento avviene in ogni macchina con un disco rigido (o scheda SD e simili).
Tutte le operazioni che facciamo al computer, le eseguiamo tramite software o funzioni del sistema operativo e tutte e 3 le cose (compreso il sistema operativo, OS – Operating System) per utilizzarle, dovremmo scriverle sul disco per averle sul computer e leggerle ogni volta che le useremo.
Quindi ora mancano due punti che affronteremo in modo minimale in questo articolo ed uno è la scheda video, detta “GPU“:
GPU, acronimo di “Graphics Processing Unit“, traducendo è un’unità di elaborazione grafica, cioè si occupa di tutti quelli che sono i processi grafici del computer.
Perché le diamo così poca importanza? Si tratta di una componente molto complessa e prima di trattarla in modo importante, bisogna avere un’idea molto precisa del resto delle componenti, quindi la affronteremo in un altro articolo; limitiamoci per ora a dire che senza questa, non avrete un segnale video, rendendo all’atto pratico il PC utilizzabile da ciechi (non elaborerebbe nessuna immagine), però questa può essere integrata in alcune CPU in base al modello specifico, facendo degli esempi con le attuali generazioni consumer di CPU :
Tutti i processori AMD ryzen di serie 7000 e tutti i processori intel senza lettera “f” alla fine del nome come 12400 (non 12400f), 13700k (non 13700kf) o 14900 (non 14900f o kf)
Ultima componente, il Case:
Il Case altro non è che il corpo esterno su cui montare le componenti, ma sicuramente molti penseranno “ma non posso usarle così una volta montate?” Beh si e no, teoricamente potete farlo, praticamente si ritorna a quanto ho scritto all’inizio, ogni componente richiede energia e come spiega anche “l’effetto Joule” in fisica, ogni circuito deve dissipare un calore pari alla potenza (intesa come energia/watt) generata, quindi ogni componente genererà un proprio calore che non solo è decisamente pericoloso se lasciato senza un case (con componenti che generano anche più di 100 gradi di calore) ma non è neanche gestibile dal computer stesso.
I computer e tutta l’elettronica, sono fatti per essere utilizzati entro certe temperature e raggiungendo temperature troppo alte o basse, porta prima al netto rallentamento delle componenti, poi lentamente al danneggiamento di queste ultime e poi alla rottura.
Come evitare il problema? Per far rientrare le componenti nelle temperature ottimali e per dirlo nella terminologia corretta, dissipatele (si, raffreddare è sbagliato perché non potreste comunque raggiungere temperature molto più basse in uno stato attivo, senza una dissipazione, cioè un sistema di dispersione del calore).
Per questo vengono costruiti Case che suddividono il calore e creano un ricircolo d’aria utilizzandolo sistemi di raffreddamento/dissipazione del calore, come : ventole, camere d’aria, camere di vapore, alle volte troveremo anche case a doppia camera, dissipatori di vario genere ed altre soluzioni simili.
Esistono per dei test anche Case aperti per capire le reali temperature dei componenti senza essere avvantaggiate da questi sistemi di dissipazione ma non sono fatti per usi normali, non li consiglieremo e non li tratteremo in questo articolo.
Il discorso delle temperature lo affronteremo nei prossimi articoli in modo separato, dove parleremo anche di eventuali dissipatori e metodi di dissipazione.