La scheda madre o motherboard

L’elemento principale che costituisce un computer è la Scheda Madre (in inglese « mainboard » o « motherboard »).
È composta di un circuito stampato estremamente complesso, ricavato da un sandwich di strati di vetronite e rame: generalmente una scheda madre può avere da quattro a sei strati di rame.

In questi sono ricavate le piste che collegano i componenti, che devono essere calcolate con molta cura: alle frequenze normalmente adoperate dalle CPU e dalle memorie RAM in uso oggi, infatti, la trasmissione dei segnali elettrici non si può più considerare istantanea ma deve tenere conto dell'impedenza propria della pista di rame e delle impedenze di ingresso e di uscita dei componenti connessi, che influenzano il tempo di volo dei segnali da un punto all'altro del circuito. Su questo circuito stampato vengono saldati una serie di circuiti integrati, di zoccoli e di connettori.

La motherboard serve a collegare tra loro le periferiche di input, output e di elaborazione, facendo viaggiare correttamente i dati e dà alla CPU le informazioni di esecuzione.

Comprende anche schede accessorie o di espansione (ad esempio la scheda audio e la scheda video).

Essa contiene però già dei componenti installati che servono per il corretto funzionamento del pc.

Le schede madri non sono tutte uguali, ma hanno diverse caratteristiche e grandezze. Questo influenza la quantità di componenti che si possono installare sul pc ed anche quali componenti sono compatibili con essa.

Tuttavia qualsiasi formato è dotato delle componenti basilari, per il corretto funzionamento.

I principali componenti che si trovano su una scheda madre sono:

• Il socket della cpu dove inserire il processore
• Gli slot di memoria dove verranno installate le memorie RAM
• Gli slot di espansione PCI Express che permettono di alloggiare schede grafiche o schede aggiuntive
• Il chipset che include tutto il necessario per permettere ai vari componenti di dialogare tra di loro
• I connettori ausiliari (porte SATA, hard disk, porte USB)
• Il pannello posteriore con i vari componenti a cui collegare le periferiche di input/output, usb, la rete…)
• Tutti i sistemi di alimentazione che permettono di alimentare in maniera corretta i vari componenti

La differenza dei vari modelli di motherboard riguardano la quantità di componenti e caratteristiche aggiuntive che offrono e anche la qualità, principalmente dei componenti elettronici di cui è composta.

Le motherboard pensate per l’ over clock sono generalmente dotate di componenti elettronici più efficienti, migliori sotto ogni aspetto e anche di caratteristiche aggiuntive che permettono di regolare nei minimi dettagli tutte le impostazioni di un PC, oltre a sistemi di raffreddamento che offrono una maggiore stabilità.

La scelta di una scheda madre deve essere basata principalmente su 3 fattori:

• La compatibilità con i componenti che si vogliono installare
• La necessità di avere dei componenti aggiuntivi specifici, come ad esempio un controller di rete particolare o un hard disk particolare
• La necessità di fare over clock

Le motherboard pensate per l’ over clock sono generalmente dotate di componenti elettronici più efficienti, migliori sotto ogni aspetto e anche di caratteristiche aggiuntive che permettono di regolare nei minimi dettagli tutte le impostazioni di un PC, oltre a sistemi di raffreddamento che offrono una maggiore stabilità.

La scelta di una scheda madre deve essere basata principalmente su 3 fattori:

• La compatibilità con i componenti che si vogliono installare
• La necessità di avere dei componenti aggiuntivi specifici, come ad esempio un controller di rete particolare o un hard disk particolare
• La necessità di fare over clock

John von Neumann

Uno dei più brillanti matematici viventi, ha dato contributi fondamentali alla teoria quantistica, allo studio dell’idrodinamica e della meteorologia, alla logica e all’economia.
Egli aveva lavorato nel corso della 2 guerra mondiale, al progetto della bomba atomica come consulente, a Los Alamos. Neumann pensò a due cose in particolare, che avrebbero segnato per sempre il futuro: la bomba atomica e il computer. L’una segnò con la paura l’immaginario collettivo nei decenni avvenire, l’altra avrebbe cambiato la nostra vita quotidiana.
Nello stesso periodo calcolò come fare esplodere la bomba atomica sul Giappone, uccidendo più persone possibili. Von Neumann, era un personaggio dai tanti nomi e tanti interessi. In Ungheria si chiamava Janos Neumann, in Germania avrebbe preso il nome di Johan, infine, si trasferì in America e si chiamò John Von Neumann.

Nacque a Budapest il 28 dicembre del 1903, in una ricca famiglia ebraica.
Da bambino possedeva una mente prodigiosa, infatti a 6 anni conosceva il greco antico e sapeva calcolare a mente la divisione fra due numeri di otto cifre. A 10 anni padroneggiava 6 lingue e conosceva il calcolo infinitesimale che si studia all'università. Diciottenne pubblicò il suo primo articolo scientifico e venne nominato miglior studente di matematica dell'Ungheria.

Si laureò a 22 anni in ingegneria chimica a Budapest ma studiò anche matematica a Berlino. 3 anni dopo ottenne il dottorato con il massimo dei voti e si trasferì in Gottinga. Negli anni che passo a Gottinga, elaborò una prima stesura di quella che venne definita la teoria dei giochi. La teoria dei giochi, è uno strumento matematico che tenta di applicare la matematica ai problemi dell'Economia e delle scienze sociali.
Intanto la situazione politica in Europa centrale diventa sempre più instabile. In Ungheria l'antisemitismo era andato crescendo già da tempo, anche a causa della passata dittatura comunista. In Germania trionfò il Nazismo. Nel 1930 Von Neumann venne invitato all'Università di Princeton negli Stati Uniti d'America. 3 dopo si trasferì definitivamente a Princeton dove accettò una cattedra di professore di matematica, insieme ad Albert Einstein, Hermann Weyl, Marston Morse, Alexander e Oswald Veblen.


In America oltre a lavorare a problemi astratti come quello della teoria ergodica o degli Spazi di Hilbert, si occuperà anche di Fisica e Matematica applicata.
Entrò presto a far parte come figura dirigente del settore di ricerca più segreto del pianeta: il progetto Manhattan, per la costruzione della bomba atomica. Il governo statunitense era riuscito a coinvolgere un gruppo di menti prodigiose, fisici, chimici, ingegneri tra i migliori del mondo, avevano accettato di lavorare per battere sul tempo i Nazisti.


A Los Alamos sì raccontava che quando era necessario risolvere un calcolo complesso, Richard Feynman ottenesse il risultato manovrando a velocità sorprendente una calcolatrice meccanica. Enrico Fermi scarabocchiando su un foglietto di carta e usando un regolo calcolatore e Von Neumann semplicemente a mente. I tre arrivavano allo stesso risultato quasi contemporaneamente.


Dopo la guerra, Von Neumann segui progetti per la bomba all'idrogeno e per i missili nucleari intercontinentali. Il suo odio verso i Nazisti e i Giapponesi e poi verso il Regime Sovietico, fu tale da spaventare persino i generali Americani. Egli fu il matematico che calcolò, come doveva essere lanciata la bomba su Hiroshima, affinché uccidesse più persone possibile. “La cosa migliore” spiegò ai militari “era non lasciarla arrivare al suolo, ma farla esplodere ad alcune centinaia di metri di altezza sopra la città bersaglio”. L'effetto addizionale dell'onda d'urto che si propagava dal cielo verso la Terra, sarebbe stato devastante!


L'altro grande pensiero di Von Neumann, era la macchina calcolatrice che avrebbe avuto una straordinaria potenzialità scientifica e militare. Il problema però, era quello già affrontato dal matematico inglese Alan Turing: inventare il Software. Un programma memorizzato che la macchina, il computer, potesse imparare, dimenticare e modificare.


Alla Moore School of Electrical Engineering dell'università della Pennsylvania, egli si trovò di fronte a ENIAC, il più grande calcolatore artificiale esistente. In un secondo, la macchina poteva eseguire oltre 300 moltiplicazioni, oppure 5000 addizioni, ma non aveva un programma modificabile. Ogni volta che bisognava cambiare l'espressione che ENIAC calcolava, occorreva spegnerlo e modificarlo completamente, lasciando lavorare per ore o giorni squadre di operatori che azionavano gli interruttori giusti e attaccavano decine di cavi elettrici.
Von Neumann insieme ai due inventori di ENIAC J. Presper Eckert e John Mauchly, progettò il computer moderno. Non una gigantesca calcolatrice da rimontare per ogni nuova equazione, ma una macchina dotata di una memoria programmabile.

Nel giugno 1945 in un articolo storico dal modestissimo titolo di prima bozza per un rapporto EDVAC, Von Neumann precisava l'idea del computer moderno, così nasceva quella che oggi si chiama Architettura di Von Neumann e che quasi tutti i computer copiano, con piccole variazioni. Il Calcolatore elettronico deve essere composto di almeno tre organi separati: una memoria che contiene i dati e le istruzioni del programma, un’unità di calcolo che prende i dati ed esegue le operazioni richieste dal programma, un’unità di controllo che interpreta le istruzioni del programma.


La seconda guerra mondiale, finì nel lampo agghiacciante dei due funghi atomici su Hiroshima e Nagasaki. I militari seguirono le indicazioni di von Neumann. Dopo la guerra egli continuò le ricerche per produrre armi nucleari sempre più devastanti e il computer divenne suo strumento inseparabile. Intuì che il Calcolatore era qualcosa di più e cominciò a parlare di cervello elettronico.
Il matematico studiò anche la possibilità di applicare i calcoli del computer, alla previsione meteorologica che si basa ancora sui modelli proposti da Von Neumann. Dopo la guerra, divenne consigliere militare fra i più autorevoli degli Stati Uniti e non perse occasione per accelerare lo sviluppo di missili e testate nucleari sempre più potenti.
Basava le sue convinzioni, sui teoremi della Teoria dei Giochi, affrontati anni prima Gottinga e che ora aveva sviluppato assieme a Oskar Morgenstern (economista austriaco) in un libro dal titolo “La teoria dei Giochi e comportamento economico.
Neumann si servì della Teoria dei Giochi, per convincere i più alti vertici militari a utilizzare concretamente le armi atomiche contro l'Unione Sovietica, in una guerra nucleare preventiva, che doveva cancellare dal mondo, il pericolo Comunista assieme a qualche milione di esseri umani. Il fervore militarista di Von Neumann, era tale che egli volle assistere in prima fila ai test atomici sull'Atollo di Bikini. Forse fu a causa di questo, che si ammalò di cancro alle ossa.
Mentre nasceva la disciplina dell'intelligenza artificiale cui tanto aveva contribuito, Von Neumann si spegneva. Percepire il declino delle proprie facoltà mentali gettò il matematico nel terrore. Fu spiato degli infermieri perché non rivelasse segreti militari durante il delirio. Von Neumann passò gli ultimi mesi straziato dal dolore e si spense l’8 febbraio 1957, mentre i computer, l'intelligenza artificiale e la cibernetica, uscivano allo scoperto per cambiare la vita di tutti noi e mentre i suoi agognati micidiali i missili intercontinentali, vegliavano sul mondo.

Il modello di John von Neumann