Scheda Madre

Matteo ImprovolaAlessio RomeleMirko Misciagna

che cos’è la scheda madreLa scheda madre è il componente hardware più importante di tutto il PC, infatti è proprio la scheda madre che "comanda" tutte le componenti del PC. Nella scheda madre è presente la CPU ( Central Processing Unit ) che permette di elaborare i dati necessari al funzionamento del PC, poi sempre nella scheda madre sono presenti vari tipi di memoria, che sono:

la Cache: che svolge un compito di memorizzazione temporanea dei dati

la RAM: ( Random Access Memory ) che è una memoria volatile che contiene i dati e i programmi in corso di esecuzione

la ROM: ( Read Only Memory ) contiene solamente il programma che fa partire il PC, ovvero il BIOS. Nella scheda madre inoltre sono presenti degli slot per montarci delle schede ( come quella video ).

La cacheCache (Processore).

La cache del processore e' una piccola memoria alla quale il processore puo' accedere con estrema velocita'. E' infatti provato che il processore necessita frequentemente delle informazioni appena elaborate. In generale queste memorie sono di piccole dimensioni (256 - 512 Kb) e hanno diversi livelli (con velocita' decrescente e capacita' crescente al crescere di livello). Quando il processore necessita di una informazione guarda innanzitutto nella cache di primo livello, poi in quelle di secondo e terzo livello (se disponibili), quindi nella memoria RAM e infine nei supporti rigidi (i cosiddetti "Swapfile" o "File di Paging").

i tipi di cacheGeocache tradizionale, traditional cache: E' il tipo di geocache più diffuso e concettualmente più semplice. Consiste in un

contenitore nascosto alle coordinate indicate. Il contenitore può avere diverse forme o dimensioni e deve contenere obbligatoriamente almeno il registro o logbook da firmare. Oltre al logbook possono essere presenti altri oggetti che il visitatore può scambiare.

Geocache mystery, mystery cache: E' un tipo di geocache che prevede la soluzione di un rompicapo. Le coordinate indicate generalmente non contengono indizi e sono indicative della posizione approssimativa del contenitore

Geocache multipla, multi cache: E' un tipo di geocache che si svolge in più passaggi o stadi o stage, almeno due. Il primo stadio si trova alle coordinate indicate e lì si trovano gli indizi per raggiungere gli stadi successivi. Lo stadio finale o final è costituito da un contenitore che deve contenere obbligatoriamente almeno il logbook.

Geocache where I go, werigo: E' un tipo di multi cache interattivo che si svolge ulizzando un apposito software, chiamato cartuccia, installato sul GPS o sullo smartphone. Il primo stadio si trova alle coordinate indicate ed in base agli indizi trovati e l'interazione con la cartuccia si raggiungono diversi stadi successivi fino al final costituito da un contenitore con logbook.

Letterbox hybrid cache

Earthcache

Geocache virtuale, virtualcache

Webcam cache

Cache In Trash Off, CITO

Mega event

La ramLa memoria ad accesso casuale (RAM) è il miglior tipo di memoria disponibile oggi per i computers. La RAM è considerata ad "accesso casuale" perché è possibile accedere direttamente ad ogni singola cella di memoria semplicemente conoscendo la riga e la colonna che la intersecano. L'opposto delle memoria ad accesso casuale è quella ad accesso seriale (SAM). In questo tipo di memorie è possibile accedere ad una cella solamente scorrendo tutte le celle che la precedono (come in un nastro su cassetta).

i tipi di ramSram: Nelle sram,ovvero ram statica ogni cella è costituita da un latch realizzato da due porte logiche. Le celle sono disposte a

matrice e l’accesso avviene specificando la riga e la colonna. Consentono di mantenere le informazioni per un tempo infinito, sono molto veloci, consumano poco e quindi dissipano poco calore. La necessità di usare molti componenti, però, le rende molto costose, difficili da impacchettare e con una scarsa capienza.

Dram: La dram, ovvero ram dinamica, è costituita, a livello concettuale, da un transistor che separa un condensatore, il quale mantiene l'informazione, dai fili di dati. A livello pratico non viene usato un vero condensatore ma si sfruttano le proprietà elettrico/capacitive dei semiconduttori. È così possibile usare un solo componente per ogni cella di memoria, con costi molto ridotti e la possibilità di aumentare notevolmente la densità di memoria.

Sdram: La sdram, ovvero dram sincrone, si differenzia dalla dram normale per il fatto che l'accesso è sincrono, ovvero governato dal

clock. Tale segnale di clock temporizza e sincronizza le operazioni di scambio di dati con il processore, raggiungendo una velocità almeno tre volte maggiore delle simm con edo ram. Tipicamente saldata in un modulo di tipo dimm, è normalmente impiegata come memoria principale dei Personal Computer di tipo Pentium e successivi.

FeRam: La FeRam, ha la peculiarità di mantenere i dati senza l'ausilio del refresh di sistema. Utilizzano un materiale denominato ferroelettrico che ha la capacità di mantenere la propria polarizzazione anche dopo esser scollegato dalla fonte energetica.

La ROM La ROM è un piccolo chip all'interno del pc dove è contenuto il programma che fa accendere il pc...ovvero quello che appena il pc si accende si occupa di verificare che ci siano tutti i componenti e non ci siano problemi a qualcuno di loro. In particolare il programmino di cui parlo si chiama BIOS che significa proprio Basic Input output system, ovvero le operazioni base che un pc effettua all'avvio.

i tipi di romprom: La PROM a fusibile e' stata la prima memoria a semiconduttore programmabile dall'utente. Al giorno d'oggi sono

prodotti su scala industriale modelli che vanno da poche centinaia di bit a piu' di 64 k. Le PROM sono programmabili una sola volta (one time programmable) in quanto nessuno dei dati programmati puo' essere successivamente cambiato.

eprom: Le memorie EPROM possono essere cancellate con luce ultravioletta (UV), ma occorrono circa 12.5 V per riprogrammarle. Tuttavia, le EPROM hanno bisogno di soli 5 V di tensione per funzionare come ROM. Per una cancellazione completa possono essere necessari fino a 20 minuti di esposizione a raggi UV. Le EPROM possono essere cancellate e riscritte fino a un centinaio di volte. Tipiche EPROM a UV attualmente in commercio hanno una capacita' di 1Mbit e vengono prodotte in CMOS.

eeprom: Le ROM cancellabili elettricamente (EEPROM: Electrically Erasable PROM) possono essere cancellate in modo selettivo oppure totale, a seconda di come si applica la tensione esterna. Diversamente dalle EPROM, le EEPROM non devono essere rimosse dal circuito che le alloggia per essere cancellate: possono infatti essere riprogrammate in loco sul circuito

eaprom: Le EAPROM (Electrically Alterable ROM) sono state le prime ROM modificabili elettricamente. Esse consentono la modifica anche di una sola parola mediante un circuito agguntivo posto sullo stesso elaboratore. Sono delle memorie a lettura e a scrittura come la RAM ma differiscono da esse poichè i tempi di scrittura sono un migliaio di volte superori a quelli di lettura. Questi componenti offrono il vantaggio di non richiedere la loro rimozione fisica dell'elaboratore per introdurre delle piccole modifiche nel programma.

memorie flash: Sono memorie a semiconduttore non volatili ad alta intensita', che garantiscono tempi di accesso particolarmente veloci e possono essere riprogrammate senza essere rimosse dalla sede, come le EEPROM. Si basano sulle tecnologie EPROM ed EEPROM e attualmente costituiscono una specie di compromesso fra questi due tipi di memoria. Le MEMORIE FLASH sono particolarmente indicate per applicazioni che richiedono una programmazione frequente

Le funzioni della scheda madreimportanza scheda madre:

1. organizzazione: direttamente o indirettamente tutti i componenti sono connessi alla scheda madre

2. controllo: su tutti i dati trasmessi

3. comunicazione: attraverso di gerarchie di bus

4. supporto al processore: tramite slot o socket

5. supporto alle periferiche: con slots di diversi standard

6. performance: per i componenti che può ospitare e per le comunicazioni svolte

7. espandibilità: per processore, memoria e periferiche

tutti i componenti hardware della scheda madre

il socket, destinato a ospitare il processore (ovvero la CPU, Central Processing Unit)

gli slot per schede esterne (come la scheda video, la scheda audio, la ram, ecc.)

le varie componenti elettroniche (condensatori, transistor, ecc., oltre ai già citati circuiti stampati)

il chipset e tutti gli ingressi per periferiche esterne (l'ingresso per il monitor, quello per le casse audio, le porte USB, la presa ethernet, ecc.) che interagiscono con il computer.

cmos, piccola memoria RAM, in cui sono memorizzate le impostazioni del BIOS. Il CMOS è un semiconduttore che richiede pochissima energia per funzionare. Quando il Personal Computer viene spento, per mantenere memorizzate le impostazioni del BIOS, utilizza una piccola batteria al litio ( cr2032, output 3v ).

Il bus di espansione: Si tratta di un collegamento dati generico punto-multipunto, progettato per permettere di collegare alla scheda madre delle altre schede di espansione alloggiate su connettori (slot), che ne estendono le capacità. Attualmente il tipo di bus più diffuso è il bus PCI, destinato nel tempo a lasciare strada alla sua estensione PCI Express, più veloce e più semplice elettricamente

il socketAltra componente fondamentale di ogni motherboard è il socket CPU, la “culla” destinata a ospitare il processore. Si tratta di un componente meccanico che permette alle unità centrali di elaborazione di collegarsi fisicamente ed elettricamente alla scheda madre.

tipi di socketlisten: che rappresentano la possibilità di ricevere nuove connessioni. Un socket di questo tipo

è identificato dalla terna protocollo di trasporto, indirizzo IP del computer,numero di porta;

established: che rappresentano una particolare connessione attiva. Un socket di questo tipo è identificato dalla 5-tupla protocollo di trasporto, indirizzo IP sorgente, indirizzo IP destinazione, numero di porta sorgente, numero di porta destinazione.

il chipsetNell'ambito dei personal computer, con la parola chipset ci si riferisce a due componenti della scheda madre – il northbridge e il southbride – il cui compito è quello di gestire e regolare il flusso dati tra processore, memoria e periferiche. Ilnorthbridge funge da ponte tra il processore e periferiche veloci come RAM e controller video. Il southbridge collega la CPU a periferiche più lente, come quelle che utilizzano gli slot PCI per essere connesse al sistema.Ogni produttore di CPU – Intel e AMD sono le due maggiori società, leader del mercato, ma ne esistono anche altre minori – ha un chipset realizzato ad hoc per la propria famiglia di processori: di conseguenza le motherboard si distinguono le une dalle altre per il chipset e la compatibilità con questo o quel produttore di unità centrali.Gestendo interamente (o comunque la parte di maggior importanza) del flusso dati, il chipset è da considerarsi come uno dei maggiori responsabili delle prestazioni del computer.

il bus di espansioneil bus è un canale di comunicazione che permette a periferiche e componenti di un sistema elettronico di "dialogare" tra loro scambiandosi informazioni o dati di sistema attraverso la trasmissione di segnali. Diversamente dalle connessioni punto-punto un solo bus può collegare tra loro più dispositivi. In pratica il canale di trasferimento con cui colloquiano le componenti di un Elaboratore elettronico. Le connessioni elettriche del bus possono essere realizzate direttamente su circuito stampato oppure tramite un apposito cavo. Nel primo caso, se il bus è di tipo parallelo cioè adotta una trasmissione parallela, spesso è riconoscibile a vista perché si nota sul circuito un nutrito gruppo di piste compatte e disposte in parallelo che vanno a toccare i vari componenti della scheda elettronica. Sono di questo tipo i bus ISA, PCI e AGP.

tipi di bus

A stella, in cui ogni nodo della rete è collegato agli altri passando per uno o più concentratori, detti hub, ed esiste un solo percorso che colleghi un nodo ad un altro. Ogni nodo ha un solo ramo, collegato ad un hub, mentre gli hub hanno almeno due rami di connessione verso altri nodi ed altri hub.

Daisy-chain, in cui i nodi sono collegati uno di seguito all'altro, e quindi ogni nodo ha due rami (connessioni) ad eccezione dei 2 nodi posti alle estremità.

Ring, simile alla rete daisy-chain in cui i punti estremi sono anch'essi connessi fra loro, creando quindi un anello.