miniatura|Maquinari típic d'un ordinador unipersonal.1. Monitor2. Placa base3. CPU4. Memòria d'accés aleatori (RAM)5. Targeta d'expansió6. Font d'alimentació7. Disc òptic8. Disc dur9. Teclat10. Ratolí El maquinari (en anglès hardware) d'un ordinador és el conjunt de les seves parts físiques. Es classifica principalment per situació (central o perifèric) i funció (entrada, sortida, entrada-sortida o emmagatzematge). Es considera l'element central del maquinari d'un ordinador la placa mare (de l'anglès motherboard), que és un circuit imprès sobre el qual es connecten la resta de dispositius o la Unitat central de processament (UCP, o CPU en anglès), que és el microprocessador principal que es troba muntat sobre un sòcol a la placa mare. La resta de circuits impresos són targetes (com ara la targeta de xarxa, o la carta o targeta gràfica). A més dels components electrònics del maquinari central, també hi ha elements electromecànics com el disc dur, la gravadora de CD o la gravadora de DVD, la font d'alimentació, etc. Situats a l'exterior de la caixa hi ha els perifèrics d'entrada (teclat, ratolí, webcam, escàner, etc.) i sortida (impressora, monitor, altaveus, etc.).
miniatura|esquerra|Un ordinador, on es pot veure part del seu maquinari El maquinari d'un ordinador no canvia tan sovint com el programari, el qual és ràpidament creat, modificat o esborrat de l'ordinador. El microprogramari és un tipus de programari especial que canvia molt poc sovint (o mai), i és emmagatzemat en dispositius de maquinari com la memòria RUN.
La història del maquinari de l'ordinador es pot classificar en tres generacions, cada una caracteritzada per un canvi tecnològic de certa importància. El maquinari (hardware) es pot classificar en: bàsic, estrictament necessari per al funcionament normal de l'equipament, i el complementari, que realitza funcions específiques.
Un sistema informàtic es compon d'un processador (CPU), encarregat de processar les dades, un o més perifèrics d'entrada, que permeten l'entrada de la informació i un o més perifèrics de sortida, que donen sortida (normalment de forma visual o auditiva) a les dades.
Història
La classificació evolutiva del maquinari de la computadora electrònica, es divideix en generacions, en què cadascuna suposa un canvi tecnològic molt notable. L'origen de les primeres és de bon establir, ja que en aquestes el maquinari va sofrint canvis radicals. Els components essencials que constitueixen l'electrònica de la computadora van ser totalment reemplaçats en les primeres tres generacions, la qual cosa originà canvis que van ser transcendentals. En les darreres dècades és més difícil d'establir les noves generacions, pel fet que els canvis han estat graduals i existeix una certa continuïtat en les tecnologies usades. En principi, es poden distingir:
1a Generació (1945-1956): electrònica aplicada amb tubs de buit. Van ser les primeres màquines que van desplaçar els components electromecànics (relés). 2a Generació (1957-1963): electrònica desenvolupada amb transistors. La lògica discreta era molt semblant a l'anterior, però l'aplicació fou finalment molt menor, cosa que va reduir, entre altres factors, la grandària d'una computadora en una escala notable. 3a Generació (1964-avui): electrònica basada en circuits Integrats. Aquesta tecnologia va permetre integrar centenars de transistors, i uns altres components electrònics, en un únic circuit integrat que conformava una pastilla de silici. Les computadores van reduir així considerablement el seu cost i grandària, augmentat llur capacitat, velocitat i fiabilitat, fins a produir màquines com les que existeixen en l'actualitat. 4a Generació (futur): probablement tindrà lloc quan els circuits de silici, integrats a alta escala, siguin reemplaçats per un nou tipus de tecnologia.
L'aparició del microprocessador marca una data rellevant, i per a molts autors constitueix el començament de la quarta generació. A diferència dels canvis tecnològics anteriors, la seva invenció no va provocar la desaparició radical de les computadores que no l'utilitzaven. Així, encara que el microprocessador 4004 va ser llançat al mercat en 1971, encara a començaments dels 80 hi havia computadores, com el PDP-11/44, amb lògica freturosa de microprocessador que continuaven reeixidament al mercat, és a dir, en aquest cas el desplaçament ha estat molt gradual.
Una altra fita tecnològica usada amb freqüència per definir l'inici de la quarta generació és l'aparició dels circuits integrats VLSI (Circuit integrat a molt gran escala), a principi dels vuitanta. De la mateixa manera que el microprocessador no va provocar el canvi immediat i la ràpida desaparició de les computadores, basades en circuits integrats en més baixes escales d'integració. Molts equipaments que funcionen amb tecnologies VLSI i MSI (Medium Scale Integration) també coexistien amb fins ben entrats els noranta.
Tipus de maquinari miniatura|Microcontrolador Motorola 68HC11 i xips de suport que podrien constituir el maquinari d'un equipament electrònic industrial. Una de les formes de classificar el maquinari és en dues categories: d'una banda, el "bàsic", que abasta el conjunt de components indispensables necessaris per atorgar una funcionalitat mínima a la computadora, i d'altra banda, el "maquinari complementari", que, com el seu nom indica, és l'utilitzat per realitzar funcions específiques (més enllà de les bàsiques), no estrictament necessàries per al funcionament de la computadora. Així que, un mitjà d'entrada de dades, la unitat de processament i memòria i un mitjà de sortida de dades constitueix el maquinari bàsic.
Els mitjans d'entrada i sortida de dades estrictament indispensables depenen de l'aplicació: des d'un punt de vista d'un usuari comú, s'hauria de disposar, almenys, d'un teclat i d'un monitor per a entrada i sortida d'informació, respectivament; però això no implica que no pugui haver-hi una computadora (per exemple controlant un procés), en la qual no sigui necessari teclat ni monitor, bé pot ingressar informació i treure les seves dades processades, per exemple, a través d'una placa d'adquisició/sortida de dades.
Les computadores són aparells electrònics capaços d'interpretar i executar instruccions programades i emmagatzemades en la seva memòria, elles consisteixen bàsicament en operacions aritmètica-lògiques i d'entrada/sortida. Es reben les entrades (dades), les processa i emmagatzema (processament), i finalment es produeixen les sortides (resultats del processament). Per tant, tot sistema informàtic té, almenys, components i dispositius maquinaris dedicats a alguna de les funcions esmentades; a saber: Processament: unitat central de processament o CPU. Emmagatzematge: memòries Entrada: perifèrics d'entrada (I) Sortida: Perifèrics de sortida (S) Entrada/Sortida: Perifèrics mixts (I/S)
Des d'un punt de vista bàsic i general, un dispositiu d'entrada és el que proveeix el mitjà per permetre l'ingrés d'informació, dades i programes (lectura); un dispositiu de sortida brinda el mitjà per registrar la informació i dades de sortida (escriptura); la memòria atorga la capacitat d'emmagatzematge, temporal o permanent (emmagatzematge); i la CPU proveeix la capacitat de càlcul i processament de la informació ingressada (transformació).Maquinari : informació sobre la totalitat del maquinari, de ràpid accés / Klaus Dembowski. Barcelona: Marcombo, 2000(c). 956 p.: il.,
Un perifèric mixt és aquell que pot complir funcions tant d'entrada com de sortida, l'exemple més típic és el disc rígid, ja que en ell es llegeix i es grava informació i dades.
Unitat central de processament
miniatura|Microprocessador de 64 bits doble nucli, l'AMD Athlon 64 X2 3600. La unitat central de processament és el component fonamental del computador, encarregat d'interpretar i executar instruccions i de processar dades. En els computadors moderns, la funció de la CPU la realitza un o més microprocessadors. Es coneix com a microprocessador a una CPU que és manufacturat com un únic circuit integrat.
Un servidor de xarxa o una màquina de càlcul d'alt rendiment, pot tenir diversos, fins i tot milers de microprocessadors treballant simultàniament o en paral·lel (multiprocessador); en aquest cas, tot aquest conjunt conforma la CPU de la màquina.
Les unitats centrals de procés (CPU) en la forma d'un únic microprocessador no només estan presents en les computadores personals (PC), sinó també en altres tipus de dispositius que incorporen una certa capacitat de procés o "intel·ligència electrònica", com poden ser: controladors de processos industrials, televisors, automòbils, calculadors, avions, telèfons mòbils, electrodomèstics, joguines i molts més.
miniatura|Placa base de format µATX. El microprocessador es munta en l'anomenada placa mare, sobre l'un sòcol conegut com a sòcol de CPU, que permet, a més, les connexions elèctriques entre els circuits de la placa i el processador. Sobre el processador i ajustat a la targeta mare es fixa un dissipador de calor, que en general és d'alumini, en alguns casos de coure; aquest és indispensable en els microprocessadors que consumeixen bastant energia, la qual, en gran part, és emesa en forma de calor: en alguns casos poden consumir tanta energia com un llum incandescent (de 40 a 130 watts).
Addicionalment, sobre el dissipador s'acobla un ventilador, que està destinat a forçar la circulació d'aire per extreure més ràpidament la calor emesa pel dissipador. Complementàriament, per evitar danys per efectes tèrmics, també se solen instal·lar sensors de temperatura del microprocessador i sensors de revolucions del ventilador.
La gran majoria dels circuits electrònics i integrats que componen el maquinari del computador van muntats en la placa mare. La placa mare, també coneguda com a placa base o amb l'anglicisme motherboard, és un gran circuit imprès sobre el qual se solda el chipset, les ranures d'expansió (slots), els sòcols, connectors, diversos integrats, etc. És el suport fonamental que allotja i comunica a tots els altres components per mitjà de: processador, mòduls de memòria d'accés aleatori, targetes gràfiques, targetes d'expansió, perifèrics d'entrada i sortida. Per comunicar aquests components, la placa base posseeix una sèrie de busos amb els quals es transmeten les dades dins i fora del sistema.
La tendència d'integració ha fet que la placa base es converteixi en un element que inclou també la majoria de les funcions bàsiques (vídeo, àudio, xarxa o ports de diversos tipus), funcions que abans es realitzaven amb targetes d'expansió. Encara que això no exclou la capacitat d'instal·lar altres targetes addicionals específiques, tal com capturadores de vídeo, cartes o targetes d'adquisició de dades, etc.
Memòria RAM miniatura|Moduls de memòria RAM instal·lats.
De l'anglès Random Access Memory, literalment significa memòria d'accés aleatori. El terme té relació amb la característica de presentar els mateixos temps d'accés a qualsevol de les seves posicions (sigui per a lectura o per a escriptura). Aquesta particularitat també es coneix com a accés directe.
La memòria d'accés aleatori (RAM) és la memòria utilitzada en un ordinador per a l'emmagatzematge transitori i de treball (no massiu). En la RAM s'emmagatzema temporalment la informació, dades i programes que la Unitat de Processament (CPU) llegeix, processa i executa. La memòria RAM és coneguda com a Memòria principal del maquinari, també com a central o de treball; a diferència de les anomenades memòries auxiliars i d'emmagatzematge massiu (com discos durs, cintes magnètiques o altres memòries).
Les memòries RAM són, comunament, volàtils, la qual cosa significa que perden ràpidament el seu contingut en interrompre la seva alimentació elèctrica.