Personal Computer

Il personal computer o PC è costituito da un unità centrale, con struttura metallica a forma di parallelepipedo in cui si trova il tasto di accensione, o di power on, del sistema e una serie di componenti tramite cavi.
Il computer si divide in hardware e software.
L'hardware, che è la parte fisica del PC, è soggetto alla forza di gravità, ( schermo, stampanti, ecc.)

Mentre il software costituisce il contenuto informatico del sistema, cioè i programmi.

Tipi di software: programmi applicativi e sistemi operativi. Gli applicativi sono programmi che risolvono un determinato problema(ad esempio Word o Excel) mentre i sistemi operativi sono programmi che gestiscono tutti gli altri programmi(esempio DOS,Windows,Linux,Macintosh o UNIX e via dicendo).

• Il microprocessore o CPU costituisce il cervello del PC, le capacità di calcolo e di elaborazione del sistema dipendono da questa componente che ha dimensioni pari a pochi centimetri quadrati.: il sistema deve essere dotato di un orologio interno , un clock capace di scandire le operazioni e determinarne la sequenza. Questo clock è un segnale binario periodico. La velocità di elaborazione di un microprocessore dipende dalla frequenza del clock, misurato in MegaHertz (MHz). La velocità dipende anche dallo sforzo con cui è sottoposto il MP. La velocità con cui i dati vanno fuori e dentro il chip dipende dalla velocità massima del bus del PC. La velocità del bus è tuttavia inferiore alla velocità del MP e quindi lo frena. Per ridurre il tempo di un'operazione nel MP sono state introdotte 2 memorie cache. La 1prima riceve i dati dal bus alla sua velocità ma li mette a disposizione del MP con una frequenza pari a quella del clock interno, quindi molto superiore. I dati richiesti vengono inviati alla BIU che smista i dati su due memorie cache L1:1 che contiene i dati, l'altra l'istruzione per il MP. Quindi la velocità di un sistema dipende dalle dimensioni delle memorie cache.

• La memoria, noi ne abbiamo di due tipi: la memoria principale o di lavoro di cui fanno parte la RAM e la ROM, la RAM è un dispositivo che consente la maggior velocità del lavoro. Questo sono volatili e hanno capacità di memoria limitata. Mentre l altra è la memoria secondaria, di cui fanno parte l'hard disk, floppy, cd, dvd; essi sono in grado di salvare grandi quantità di dati e infatti non sono volatili.

• Come viene avviato il PC: premendo il pulsante di accensione, viene eseguita la procedura di avviamento o bootup, il computer effettua un controllo dei suoi componenti e li attiva in modo di poter caricare il Sistema Operativo. (SO). Questo regola l utilizzo delle memorie, dei dischi e delle altre risorse del PC. Prima che il PC carichi il SO è necessario controllare se la CPU e la memoria funzionino correttamente, questo compito è affidato al POST; una volta completato con successo si ricercano nelle unità di memoria a disco la presenza di un SO caricandolo nella RAM del PC per consentirne l esecuzione. Nei PC il SO viene caricato da disco per due motivi:
1. è più facile aggiornarlo e anche perché è piu facile per gli utenti installare un nuovo SO da dico che sostituirà un chip di memoria.
2. gli utenti possono scegliere il proprio SO come: MS-DOS, Windows. OS/2, DR DOS, UNIX, LINUX. Il SO lavora insieme al BIOS. Esso comunemente chiamato FIRMWARE risiede nella memoria principale. È il BIOS che definisce i segnali elettrici che arrivano al PC e traduce i segnali dal computer in istruzioni per il software. Nel PC esistono altri pezzetti di software che sono i driver di dispositivi, essi traducono le istruzioni che provengono da un SO o dal BIOS in istruzioni per componenti hardware; sono installati in un apposita cartella del SO e vedono trasferite nella memoria principale e aggiunti al BIOS quando il SO richiede la chiamata della periferica. BIOS,driver e SO svolgono gran parte delle funzioni del PC.

• Come Windows 98 utilizza la memoria. I microprocessori INTEL e PENTIUM sono processori a 32 bit. La quantità tipica di RAM nei PC da tavolo dei PENTIUM è di 128Mbyte. questa è una memoria fisica perché è fisicamente presente nel sistema. Il SO Windows utilizza si ala memoria virtuale che quella fisica, per consentire di aprire più applicazioni contemporaneamente. Il DOS e Windows 3.1 accedono alla RAM con segmenti di 16 bit. In tale area di memoria, detta memoria convenzionale, devono risiedere il SO, i BIOS, i driver e gli applicativi. Quando vengono eseguiti più programmi contemporaneamente ( ciascun programma è detta task e il PC opera in multitask), Windows assegna parti di memoria diversa a ciascuna delle applicazioni. In Windows NT ogni task viene eseguito in un blocco separato di memoria protetta, quindi il sistema operativo è più robusto.

• Evoluzione della RAM . la memoria Ram può contenere una notevole quantità di dati binari in funzione della propria estensione. Quando il PC viene spento, tutto quello che è contenuto nella RAM scompare. Il tipo più comune di RAM è quella dinamica, (DRAM). Attualmente i moderni PC utilizzano RAM dette SDRAM che dispongono di un clock di sincronizzazione tra processore e memoria. Attualmente l'evoluzione aumenta cercando di trasferire un bit sia quando il segnale del clock è in fase discendente sia in fase ascendente. Questo tipo di memorie sono chiamate SDRAM II che permette di arrivare a 400Mbps utilizzando un protocollo di trasferimento più efficiente. La RDRAM è un tipo di memoria utilizzato per le consolle dei videogiochi. Il tempo di latenza tiene conto del meccanismo di ricerca del singolo dato all'interno dei milioni di bit ospitanti dal chip di memoria, mentre la velocità di trasferimento misura l efficienza con cui il chip trasferisce un gruppo di bit contigui.

• Memorizzazione su un disco. Inizialmente il disco deve essere formattato, cioè una divisione del disco in tracce e settori. Ciascun settore o traccia è contrassegnato da codici magnetici inseriti nel disco stesso. Permette una registrazione cosicché le testine di lettura/scrittura si muovano avanti indietro. Le combinazioni di due o più settori su un'unica traccia costituisce un cluster o blocco. Il cluster è l unità minima utilizzata dal DOS e da Windows per memorizzare le informazioni. Nel settore zero del disco, il SO memorizza una tabella di allocazione dei file, qui vengono memorizzate le informazioni relative alla struttura delle directory del disco. La VFAT è una tabella che mette in corrispondenza un nome di file o directory con un cluster. Un file può occupare un numero di byte superiore a quello contenuto in un singolo cluster.

• Dischi rigidi e dischi array. È possibile accoppiare più dischi rigidi tra loro in gruppi sincronizzati, detti driver array, in modo da trarre vantaggi di velocità e di affidabilità. Il driver array più comune e denominato è il RAID. Esistono tipologie di driver array più complesse e sicure che permettono di ottenere prestazioni migliori. Esse comportano però costi maggiori.

• Floppy drive. Il floppy è un unità di memoria secondaria che utilizza dischetti rimovibili e che ha una capacità max di 1.4 Mbyte; sufficiente per salvare piccole dimensioni quali file di testo. Il vantaggio è quello di poter trasportare con facilità.

• Tastiera. Esso permette di inserire i dati e i programmi nella memoria del calcolatore, di digitare comandi e interagire con il sistema. In funzione del tasto premuto, il microcontrollore (MC) genera un numero, denominato codice di scansione. Per ogni tasto ci sono due codici di scansione: uno quando viene premuto e l’altro quando viene rilasciato. Il microcontrollore memorizza il numero letto e lo inserisce in una porta letta dal BIOS. Successivamente il MC invia un carattere speciale al MP del PC. Il BIOS legge il codice di scansione e modifica due byte. Per gli altri tasti, il BIOS controlla i due byte relativi ai caratteri speciali e quello dei tasti commutatori rendendo disponibile al programmatore il codice ASCII del tasto premuto.