elaboratore elettronico digitale A prescindere dalle ...

• elaboratore

• elettronico

• digitale

A prescindere dalle dimensioni e dal luogo in cui si trova,

può essere definito come un elaboratore elettronico digitale

in grado di immagazzinare ed elaborare dati in base ad una serie di istruzioni (il programma)

evidentemente utilizza componenti elettronici.. :-)

elabora informazioni convertendole in segnali digitali basati sul sistema binario

Cos’è un computer?Cos’è un computer?

La domanda “cos’è un personal computer”, però, richiede una risposta più precisa.

HardwareHardware

Desktop computer

Mainframe

Lavatrice Wr@p

Computer: tipologieComputer: tipologie

• mainframe

• minicomputer• personal computer• network computer• terminali

• supercomputer

Maggiore potenza di calcolo

Calcolo parallelo


• mainframe


• supercomputer funzioni centralizzate

di elaborazione dati

dimensioni notevoli


• mainframe


• supercomputer

meno potenti dei mainframe

dimensioni variabili


• mainframe


• supercomputer

Utilizzo individuale:

• desktop (da scrivania)

• workstation(professionale)

• notebook (portatile)

• tascabili, palmari

(dimensioni ridotte, funzioni ridotte)

• mainframe


• supercomputer

Terminali con capacità di calcolo e spesso anche di immagazzinamento dati


• mainframe


• supercomputer

Terminali “stupidi”, nessuna potenza di calcolo, sfruttano quella di un server cui si collegano


Computer PortatiliComputer Portatili

Un laptop (spesso chiamato anche notebook) è un computer portatile progettato per poter essere trasportato in una valigia – la più parte dei laptop presentano dimensioni di 30x23x5 cm.

Un palmtop è un computer ancora più maneggevole, capace di essere sostenuto con una sola mano, delle dimensioni medie di 15x8x2cm.

Ibm Pc - 1981

Apple ][- 1977

Altair 8800 - 1975

Xerox Alto - 1973

Personal computerPersonal computer

PC Acer Veritron - 2004

Apple Macintosh - 1984

Apple Cube – 2000

La AppleLa Apple

Apple iMac G5 - 2004

Hardware: esempi di caseHardware: esempi di case

PowerMac G4Silicon Graphics Tezro

Case generico per Pc

Il case (o cabinet) è il contenitore, l’involucro in cui vengono montati la

scheda madre, i dischi e le varie schede di cui è composto un personal computer

La facilità di accesso alla parte interna può variare molto. Nei PowerMac è sufficiente manovrare una leva

La forma del case può essere dettata, oltre

che da motivi pratici, anche da

considerazioni estetiche. Il

parallelepipedo grigio non è d’obbligo!

Hardware: un case smontatoHardware: un case smontato

Parte anteriore

Scheda madreAlloggiamenti dischi

Alimentazione

Vista laterale

Parte posteriore

Tipi di caseTipi di case

HardwareHardware

“L’hardware è la parte che si può prendere a calci; il software quella contro cui si può solo imprecare”.

HARDWAREIl termine “hardware” è riferito a tutte le parti del computer che si possono toccare. Le componenti esterne al computer (in generale, anch'esse definite hardware) sono dette periferiche.

Componenti esterniComponenti esterni

Porte

Monitor

Tastiera

Mouse

Porte PS2 Tast./Mouse

Porta seriale

Uscita Monitor VGA

Connettore Ethernet per la retePorte USB

Porta parallelaUscita Monitor DVI

Porte Audio In/Out/Mic

Componenti opzionaliComponenti opzionali

Modem

Stampante

Scheda di rete

Scanner

Componenti InterniComponenti Interni

CPU

Scheda madre (motherboard)

Disco fisso

Interno di un unità centrale

La scheda madreLa scheda madre

La motherboardmotherboard è probabilmente il componente più importante di un computer; svolge funzioni di integrazione e comunicazione tra tutti gli altri.

organizzazione (forma e design) supporto per il processore supporto per le periferiche (numero e tipo di alloggiamenti) prestazioni (indirettamente e direttamente, attraverso il chipset) possibilità di aggiornamenti/espansioni

Il chipsetIl chipset

Il chipset è l’insieme dei processori collocati sulla scheda madre che si incaricano di gestire e coordinare il funzionamento di tutti i componenti presenti su di essa.

Il SocketIl Socket

Il Socket (zoccolo) è il connettore, presente su ogni mainboard, sul quale alloggia il microprocessore.

Lo zoccolo ha diversi formati, determinati i vari tipi di CPU utilizzabili:Socket 370 (Celeron)Socket 7 ( Intel Pentium, Pentium MMX, AMD k5/K6/K6-2/K6-III, Cyrix)Slot 1( Pentium II e III,Celeron)Slot A (Amd Athlon)Socket A (462) - AMD Duron, AMD AthlonSocket 754/939/940 - AMD Athlon 64 /FX 64Socket 478 – Celeron, Pentium IV 478 fino all’anno 2004Socket 775 – Pentium IV LGA775 a partire dal 2004Socket 603/604 – Intel XEON

Il clockIl clock

Componenti diversi del computer sono sincronizzati in base a clock diversidiversi.

Sulla scheda madre esiste un circuito che genera il clock principaleclock principale; un “tick” di questo clock rappresenta la più piccola unità di tempo durante la quale può essere eseguita un’elaborazione di qualche tipo.

Il “clock” principale è usato come base da altri circuiti che ne generano multiplimultipli o sottomultiplisottomultipli, per regolare le operazioni di dispositivi più veloci o più lenti.

Il processoreIl processore

Il processore è il chip singolo più importante. La velocità a cui opera è, di solito, diverse volte il clock di base generato dalla motherboard. Tale velocità si misura in Megahertz (milioni di cicli) per secondo.

AMD Athlon XP

Intel Pentium 4

CPU – Central Processing UnitCPU – Central Processing Unit

Il Processore (CPU) è la componente più complessa, svolge tutte le operazioni di manipolazione dei dati.

Ha il compito di elaborare i dati presenti in memoria secondo le indicazioni ricevute da programma tramite appositi comandi.

Si può definire la CPU come il “cervello” del computer.

La CPU è composta da un’unità di controllo (CU), e da un’unità aritmetico logica (ALU).

La potenza della CPU si valuta in:-velocità, che si misura in MHz (Milioni di cicli per secondo)-insieme di operazioni che è in grado di svolgere-milioni di operazioni che svolge in un secondo (MIPS)

CU- Control UnitCU- Control Unit

L’unità di controllo coordina e controlla l’esecuzione dei

comandi impartiti alla CPU. Gestisce il reperimento di dati e

istruzioni dalla memoria interna ed il loro collocamento in

apposite locazioni, dette registri, per poter essere elaborati

dall’ALU.

I comandi vengono interpretati secondo regole ben precise e

differenti per ogni tipo di microprocessore.

Dopo che l’ALU ha elaborato i dati, è di nuovo la CU che si

occupa di copiare i risultati nella memoria RAM.

ALU – Arithmetic Logical UnitALU – Arithmetic Logical Unit

E’ il componente più importante dell’intero processore in quanto

elaboraelabora, nel vero senso della parola, i dati provenienti dalla i dati provenienti dalla

memoriamemoria.

Il compito di questa unità è unicamente quello di eseguire i

calcoli, le operazioni logiche e di confronto richieste dall’unità di

controllo.

+ - * / AND OR NOT < > = <>

OPERAZIONI LOGICHEOPERAZIONI LOGICHE

Oltre alle classiche operazioni aritmetiche, la CPU è in grado di eseguire operazioni tra valori booleani (vero, falso) che restituiscono un valore booleano come risultato.

Le operazioni logiche di base sono: AND: restituisce vero solo quando entrambi gli operandi sono veri OR: restituisce falso solo quando entrambi gli operandi sono falsi NOT: opera su un solo operando, restituendone l’opposto

Tramite la combinazione di questi operatori è possibile rappresentare condizioni logiche anche molto complesse.

Per rappresentare lo stato, il computer usa un bit: 1=Vero, 0=Falso.

Un’operazione logica fra byte consiste nell’applicare l’operazione ai singoli bit che li compongono, in base alla posizione:

10011011 AND 10100110 = 10000010

Il processore:prestazioniIl processore:prestazioni

Esistono diversi criteri per valutare la performance di un processore.

Sono tutti più o meno discussi o discutibili.

• Velocità di clock (MHz)

• Mips (millions instructions per second)

• Flops (floating-point operations per second)

• iCOMP, iCOMP 2.0 (Intel COmparative Microprocessor Performance)

• P-rating, SPECint, SPECfp (real-world benchmarks)

COPROCESSORI E PROCESSORI PARALLELICOPROCESSORI E PROCESSORI PARALLELI

In realtà all’interno dei moderni computer non c’è un solo processore che svolge tutti i tipi di elaborazione. Il processore principale è affiancato da un insieme di microchips accessori (coprocessori) adibiti a specifiche funzioni, quali la gestione delle operazioni di input-output, della tastiera, dell’USB (Universal Serial Bus), dei Floppy disk, dei dischi fissi, della memoria, del PCI (Peripherical Component Interconnect), dell’audio, del video, ecc…L’insieme dei processori accessori su mainboard è detto CHIPSET.Un particolare processore accessorio è il coprocessore matematico, il cui compito è esclusivamente quello di svolgere in maniera ottimizzata le operazioni matematiche in virgola mobile. Nelle moderne CPU il coprocessore matematico è integrato all’interno della CPU stessa.Oltre ai processori secondari, un computer può presentare più processori principali che lavorano in contemporanea, suddividendosi equamente il carico di lavoro, ciò al fine di incrementare le prestazioni complessive della macchina; si parla allora di processori paralleli.

ESERCIZIOESERCIZIO

Per la prossima lezione: Ricercare informazioni su internet ed elencare vari modelli di

processore attualmente disponibili sul mercato, dettagliando per ognuno:

il miglior prezzo trovato le caratteristiche tecniche costruttive le prestazioni la frequenza di funzionamento il voltaggio di funzionamento ..altre caratteristiche reperite

CUUnità di controllo

ALUUnità aritmetico

logica

RAM ROM

DISCHIUNITA’

REMOVIBILI

MEMORIEMEMORIE

Nella memoria vengono archiviati tutti i dati che sono poi elaborati dalla CPU. Si distingue in:

MEMORIA INTERNA (O PRIMARIA)Formata da microcircuiti elettronici chiamati microchip.Si divide in:

RAM: Random Access Memory ROM: Read Only Memory

MEMORIA DI MASSA (O SECONDARIA)E’ composta da unità di memorizzazione periferiche capaci di mantenere i dati nel tempo, quali:

DISCHI FISSI DISCHI REMOVIBILI UNITA’ DI BACKUP

MEMORIA PRIMARIA (INTERNA)MEMORIA PRIMARIA (INTERNA)

I dati e le istruzioni che devono essere elaborati dalla CPU sono contenuti in diversi tipi di memoria primaria.

Caratteristiche della memoria primaria:• veloce• volatile• implementata con circuiti elettronici

MEMORIA RAMMEMORIA RAM

Random Access Memory (memoria ad accesso casuale)

E’ il principale tipo di memoria interna.

Accesso casuale non significa che i dati sono sparpagliati a caso all’interno della memoria senza alcun criterio; bensì che al processore occorre sempre lo stesso tempo per accedere a una qualsiasi (casuale) parte della memoria.

La memoria RAM è una memoria volatile, ciò significa che quando si spegne il computer tutti i dati contenuti nella memoria RAM vengono persi.

La grandezza della RAM viene misurata in megabyte; maggiore è la quantità di RAM, più spazio sarà disponibile per i dati sui quali può operare la CPU per l'elaborazione.

La memoria centrale (Ram)La memoria centrale (Ram)

Esistono diversi tipi di Ram. L’utilizzo dell’uno o dell’altro è legato al processore, o semplicemente alle esigenze particolari del computer su cui dovranno funzionare (per i computer portatili hanno evidentemente importanza le dimensioni dei chip).

INDIRIZZAMENTO DI MEMORIAINDIRIZZAMENTO DI MEMORIA

Ogni cella della memoria è identificata da un numero, chiamato Indirizzo di Memoria.

In questo modo ogni dato all’interno della memoria presenta una precisa collocazione, ed è pertanto possibile recuperarlo, o decidere dove memorizzarlo, indicandone l’indirizzo.

Lo spazio di indirizzamento indica il massimo indirizzo di memoria rappresentabile, ed è vincolato al numero di bit utilizzati per rappresentare gli indirizzi di memoria.

Ad esempio, prevedendo 2 bytes (16 bits), l’indirizzo massimo rappresentabile sarà 65535, ciò spiega il limite massimo di memoria supportata dai vecchi computer a 16 bit.

MemoriaIndirizzi

125 ..

54 ..

2234349

434348

2234347

11234346

23434345

3234344

4334343

23434342

34 ..

5 ..

MEMORIA ROMMEMORIA ROM

Read Only Memory (Memoria a sola lettura)

E’ un tipo di memoria a sola lettura contenente dati e istruzioni che non possono essere modificati.Il computer può soltanto leggere informazioni e istruzioni dalla ROM, ma non può scrivervi alcunché.All’interno di essa vengono immagazzinate e memorizzate le istruzioni di base che coordinano il funzionamento del PC e non sono modificabili dall’utente.In questa memoria si trovano i programmi che servono per l’avvio della macchina, i cosiddetti programmi di sistema e il BIOS (Basic Input Output System) sistema di base per il controllo di entrata ed uscita.

Memorie non volatili: la RomMemorie non volatili: la Rom

Nel corso degli anni sono stati sviluppati diversi tipi di Rom:• Rom Read Only Memory

• Prom Programmable Read Only Memory

• EProm Erasable Programmable Read Only Memory

• EEprom Electrically Eras. Progr. Read Only Memory

L’unico tipo veramente di sola lettura è il primo, e il più vecchio. Le flash ROM, aggiornabili via software, sono quelle di uso corrente.Le ROM sono utilizzate anche in dispositivi diversi dai personal computer (ad esempio negli arcade e cellulari)

MEMORIA CACHEMEMORIA CACHE

La memoria cache: è un tipo di memoria velocissimo nel reperimento e nella memorizzazione dati, collocata a stretto contatto con la CPU. Tale memoria è adibita esclusivamente a contenere i dati che la CPU deve elaborare. La memoria cache è necessaria in quanto il processore è molto veloce e la memoria RAM non sarebbe in grado di rispondere prontamente alle sue richieste.

Nei processori di ultima generazione la memoria cache è stata collocata all’interno del processore stesso per ottimizzarne le prestazioni.

BUFFER, STACK, CODE E PILEBUFFER, STACK, CODE E PILE

Capita spesso di dover archiviare momentaneamente alcune informazioni nell’attesa che possano essere elaborate e quindi smaltite.

La logica di trattamento di tali dati temporanei può essere di tipo:CODA (FIFO: First In First Out)

Il primo dato entrato è il primo ad uscire;

è così che lavora il BUFFER

PILA (LIFO: Last In First Out) Il primo dato entrato è l’ultimo ad uscire;

è così che lavora lo STACKPILA

CODA

BUS DATIBUS DATI

Il BUS è un canale, cui sono collegati più componenti, che si occupa di condurre le informazioni all’elemento del computer cui sono destinate.

All’interno di un computer esistono più BUS che rendono possibile il transito dei dati dalle periferiche alla memoria, dalla memoria ai processori, dai processori alle periferiche, dalla CU all'Alu.

Se non esistesse tale meccanismo di trasporto, sarebbe necessario, per ogni componente del computer, tracciare un collegamento fisico distinto verso ognuno degli altri dispositivi.

Ogni bus è composto da due elementi: bus indirizzi che indica la posizione in memoria bus informazioni che trasporta i dati da elaborare

CPU

RAM

ROM

PCI

USB

FDC

BUS

BUS

IDE

PCI-Express vs PCIPCI-Express vs PCI

PCI- Express 4x,

16x,

1x,

16x

PCI

MEMORIE DI MASSAMEMORIE DI MASSA

1. più lente di quella primaria

2. permanenti

3. tecnologie ottiche o magnetiche

USARE LA MEMORIA DI MASSAUSARE LA MEMORIA DI MASSA

Quando si scrive un documento con un computer il programma di videoscrittura risiede in memoria RAM, così come il documento che stiamo editando.

Poiché la RAM è volatile, se vogliamo poter recuperare il documento in un secondo momento, è necessario memorizzarlo su Memoria di Massa sotto forma di FILE.

Si definisce: SALVATAGGIO di un file l’operazione di memorizzazione da RAM a

memoria di massa APERTURA (o caricamento) di un file l’operazione opposta di

recupero da memoria di massa a memoria RAM

SALVATAGGIO

APERTURA

SUPPORTI MAGNETICI, OTTICI,SUPPORTI MAGNETICI, OTTICI, MAGNETO-OTTICI, MEMORIE FLASH MAGNETO-OTTICI, MEMORIE FLASH

Esistono più tipi di memoria permanente:

Supporti Magnetici (dischi fissi, floppy, zip, nastri…) Sfruttano la capacità di superfici magnetiche di trattenere lo stato ‘magnetizzato/non magnetizzato’ facile da cambiare e rileggere tramite una testina di lettura/scrittura che li converte in segnali elettrici

Supporti Ottici (CD-ROM, DVD, Blue-ray…)Usano la caratteristica di ‘riflessione/non riflessione’ di un raggio laser.

Supporti Magneto-OtticiSfruttano la superficie magnetica per memorizzare i dati e quella ottica per allineare la testina

Memorie Flash (usate da camere digitali, agende elettroniche,...) Un tipo particolare di memoria elettronica che permette di mantenere lo stato delle proprie celle anche alla disconnessione dal segnale elettrico.

DISCO FISSODISCO FISSO

Il DISCO FISSO è la principale unità di registrazione permanente del PC ed è in grado di conservare grandi quantità di dati e programmi.

E’ formato da uno o più dischi magnetici rigidi che girano continuamente ad altissima velocità e da due o più testine di lettura che si spostano per accedere ai dati richiesti.

E’ molto veloce nell’accesso ai dati (ma molto meno della RAM), che reperisce con accesso diretto.

A differenza dei dati caricati nella RAM, le informazioni su disco fisso restano memorizzate quando di spenge il computer.

I dischi fissiI dischi fissi

• Tecnologia impiegata: magnetica

• Capacità di memorizzazione:~120GB

• Velocità di accesso ai dati:alta, nell’ordine

delle decine di ms

Struttura dei dischiStruttura dei dischi

Settori

Tracce e cilindri

PartizionamentoPartizionamento

Il partizionamentopartizionamento divide il disco fisico in volumi logicivolumi logici. E’ un’operazione necessaria anche se si intende usare un unico volume.

Nei sistemi operativi Microsoft, ciascun volume viene identificato da una lettera dell’alfabeto (C:\, D:\, ecc.).

FORMATTAZIONE, TRACCE E SETTORIFORMATTAZIONE, TRACCE E SETTORI

Prima di poter scrivere su un supporto di memorizzazione è necessario compiere l’operazione di formattazione che consiste nel predisporre degli spazi all’interno dei quali troveranno posto le informazioni.

Nel caso dei dischi la suddivisione è rappresentata da cerchi concentrici (detti tracce) a loro volta ripartiti in segmenti (detti settori) adibiti al contenimento dei dati.

Tale suddivisione permette di identificare i punti nei quali i file sono memorizzati.

Esiste uno spazio particolare, detto FAT (File Allocation Table), all’interno del quale è memorizzato l’indice del contenuto dei settori. Tale tabella permette di conoscere la collocazione dei blocchi di informazione che compongono i file.

settoresettore

settore

traccia

ACCESSO DIRETTOACCESSO DIRETTO

Si ha accesso diretto (o casuale) ai dati quando, ovunque sia l’informazione richiesta, la si può raggiungere immediatamente, senza dover attraversare un percorso; è questo i caso della memoria RAM e di dispositivi a disco quali Dischi Fissi, Floppy, Zip, CD, JAZ, ecc..

ACCESSO SEQUENZIALEACCESSO SEQUENZIALE

Si ha accesso sequenziale ai dati quando, per raggiungere l’informazione richiesta, è necessario scorrere tutte le informazioni presenti fino a posizionarsi sul punto richiesto. E’ questo il caso dei dispositivi a nastro quali DAT, Videocassette, Musicassette, ecc.. testi

na

nastro

UNITA’ REMOVIBILIUNITA’ REMOVIBILI

Tali unità permettono anch’esse di registrare dati in maniera permanente, ma su supporti piccoli e facilmente trasportabili.

I supporti sono di solito meno capienti del disco fisso e prevedono tempi di accesso più lenti.

Si distinguono dispositivi ad accesso diretto Zip da 100-200 MB, LS 120, Floppy da 3.5” da 1.44 MB Unità JAZ da 1-2 GB, Unità CDRW, DVD±R, HD DVD, Blue-ray, ecc… Memorie Flash: Pen Drive, Memory Cards (SD, XD, RS, CF, SM)

e dispositivi ad accesso sequenziale Nastri, unità DAT, ecc…

I dischetti (floppy disk)I dischetti (floppy disk)

•Tecnologia impiegata:magnetica

•Capacità di memorizzazione:1,44 MB

•Velocità di accesso ai dati:bassaSupporti removibili, introdotti nel 1971 nel

formato a 8’’. Utilizzati per il trasporto ed il backup dei dati, oggi sono spesso rimpiazzati da unità più capienti e veloci.

Anche i dischetti vanno formattati. Il partizionamento non è invece necessario.

Altri supporti removibiliAltri supporti removibili

•Tecnologia impiegata: magnetica

•Capacità di memorizzazione:variabile

•Velocità di accesso ai dati:media

Sono state sviluppate diverse alternative ai floppy disk.

Tra queste, degne di nota sono lo Iomega Zip e l’Imation Superdisk. Il primo ha una capacità di circa 100 MB, e il secondo di 120.

Cd e DvdCd e Dvd

• Tecnologia impiegata: ottica

• Capacità di memorizzazione: CD, fino a 700 MB; DVD, fino a ~16GB

• Velocità di accesso ai dati: media, nell’ordine delle centinaia di ms

La tecnologia alla base di Cd e Dvd venne sviluppata nel 1982. Esistono ormai diversi standard, che definiscono il modo di scrivere informazioni sui supporti, così come il tipo di supporti e le loro caratteristiche.

HD DVD e Blue-rayHD DVD e Blue-ray

• Tecnologia impiegata: ottica

• Capacità di memorizzazione: HD DVD, fino a 60 GB; Blue-ray, fino a 50 GB

• Velocità di accesso ai dati: media

Basati sulla stessa tecnologia di fondo di CD e Dvd, ma utilizzano laser dalla lunghezza d’onda più piccola, quinid sono in grado di registrare più dati.

Due standard in competizione, ma pare abbia vinto Blue-ray.

Unità di backupUnità di backup

Unità a nastro (DAT)

Tape library

Le unità a nastro vengono usate specificamente per il backup, non per lo spostamento dati. La ragione è che questa tecnologia consente solo un accesso sequenziale al contenuto del nastro.

I loro punti di forza stanno nella capacità di memorizzazione e nel basso costo dei nastri.

MEMORIA VIRTUALEMEMORIA VIRTUALE

La memoria virtuale: è una memoria fittizia lentissima, in quanto consiste in una ‘simulazione’ di memoria interna ottenuta utilizzando una parte del disco fisso. Tale memoria si rende necessaria quando la memoria RAM non è abbastanza capiente da contenere tutte le informazioni sulle quali stiamo lavorando: il computer ricorre allora al disco fisso per memorizzare le informazioni eccedenti.

Tale memoria è utile in quanto permette di utilizzare il computer anche quando la memoria RAM è completamente occupata, tuttavia è bene non farne troppo uso se non si vuol incorrere in evidenti rallentamenti di prestazioni della propria macchina.

ESERCIZIOESERCIZIO

Per la prossima lezione: Stampare un carrello di acquisto, composto presso un negozio on-line di

componenti per computer, contenente i seguenti articoli: 1 GB di RAM, del tipo più veloce trovato 1 Hard Disk da 160 Gb, del tipo più veloce trovato 1 masterizzatore di DVD 10 supporti DVD vergini 1 unità di backup a nastro 3 nastri per la suddetta unità

Portare tutti i tipi supporti di memorizzazione di memoria di massa che riuscite a reperire (compresi quelli ormai in disuso)

Preparare un elenco contenente il nome di ogni supporto di memoria di massa conosciuto e le sue caratteristiche.

FILE, FORMATO DI FILEFILE, FORMATO DI FILE

FILE

Un file (archivio) è un insieme di informazioni fra loro collegate e memorizzate su memoria di massa.

Ogni file ha un nome che consente al sistema di memorizzarlo e recuperarlo in qualsiasi momento, e solitamente un percorso per una più agevole memorizzazione.

FORMATO DI FILEIn un file si possono memorizzare informazioni di diversi tipi, quali testi, immagini, suoni, animazioni, ecc…

Il formato di un file, definisce il tipo di informazioni memorizzate al suo interno ed il modo in cui lo sono disposte al suo interno.

TIPI DI FILETIPI DI FILE

E’ importante aprire un file con il corretto programma di elaborazione.Ad esempio, sarebbe inutile tentare di aprire un file contenente un suono con un programma di disegno.

Per distinguere il tipo di informazioni contenute in un file (che ricordiamo essere semplicemente una lunga catena di 0 e 1) viene definito il Tipo di File. Ad ogni tipo di file è associato uno o più programmi adibiti alla sua elaborazione.

I vari sistemi operativi utilizzano differenti meccanismi per riconoscere il tipo di un file; ad esempio i sistemi Windows identificano il tipo tramite l’estensione del nome del file (gli ultimi caratteri dopo il punto) mentre i sistemi Mac inseriscono all’interno ogni file la descrizione del tipo (nel Resource Fork).

ESEMPI DI TIPI DI FILEESEMPI DI TIPI DI FILE

IMMAGINI:gif, jpg, tif, aif, pic, pcx, iff, …

SUONI:wav, mid, snd, mp3, …

VIDEO:avi, mpg, mov, divx, …

TESTO:txt, doc, asc, rtf, wpd, wri, …

ESEGUIBILI:exe, com, …

DOCUMENTI WEB:htm, asp, php, …

DATABASE:mdb, dbf, db2, …

ESERCIZIOESERCIZIO

Per la prossima lezione:

Preparare: 2 immagini di due formati diversi 2 brani musicali in due formati diversi 2 filmati in due formati diversi 2 documenti di testo in due formati diversi

Dispositivi di I/ODispositivi di I/O

Processore

Tastiera

Scanner

MouseMicrofonoInput

Monitor StampanteCasseOutput Masterizzatore

Drive

Modem

Input / Output

Scheda di rete

Input: tastiereInput: tastiere

Diversi dei layout esistenti prendono il nome dalle prime sei lettere della prima riga (alfabetica). Il più diffuso è il layout QWERTY (altri layout: QZERTY, AZERTY, DVORAK)

La tastiera è senza dubbio il dispositivo di input più comune ed usato.

Il layout, ovvero la disposizione dei tasti, non è casuale: nelle macchine da scrivere era pensato per ridurre le possibilità che i martelletti relativi si accavallassero.


Le tastiere si sono evolute principalmente in due settori:

l’aumento delle funzioni disponibili, in seguito all’aggiunta di tasti (tasti funzione, tastierino numerico, funzioni multimediali, Internet)

• la modifica della forma. Oggi è abbastanza comune trovare tastiere “ergonomiche”, che dovrebbero ridurre eventuali problemi alle articolazioni derivanti dall’uso prolungato.


Per l’uso con dispositivi portatili, e per quello in ambienti particolari, sono state create tastiere dalle caratteristiche peculiari:

Tastiera virtuale Tastiera “arrotolabile” ed impermeabile

Input: gli scannerInput: gli scanner

Lo scannerscanner è un dispositivo che consente al computer di acquisire immagini, fotografie e pagine di testo.Esistono diversi tipi di scanner: gli scanner piani sono i più diffusi, in quanto presentano il miglior rapporto prezzo/prestazioni; gli scanner “a tamburo” sono rivolti all’uso professionale, ed hanno costi decisamente elevati.

La scansione permette di “leggere” una superficie come matrice di punti, quindi come immagine.Tuttavia esistono software in grado di effettuare il riconoscimento dei caratteri presenti, dividendo la “pagina” digitalizzata in testo e immagini. Tali software sono detti OCR (Optical Character Recognition).Il risultato dipende, ovviamente, sia dalla qualità del software che da quella del supporto cartaceo originale.

Lettori codice a barreLettori codice a barre

Lettore di cartemagnetiche

Lettori codice a barre

Unità di letturacodice a barre

Penna ottica

Input: dispositivi di puntamentoInput: dispositivi di puntamento

Con la diffusione di interfacce utente grafiche (MacOS, Windows, ecc.) sono stati sviluppati dispositivi di puntamento sempre più evoluti.

Alcuni dei quali si adattano particolarmente bene a specifici contesti d’uso.

• Mouse• Trackball• Touchpad• Trackpoint• Tavoletta grafica

Il mouseIl mouse

Il primo mouse venne progettato da Douglas Engelbart nel 1968, ma perché si diffondesse commercialmente fu necessario attendere una decina di anni.

Oggi i mouse stanno rimpiazzando anche le ultime parti meccaniche con tecnologie ottiche; sono inoltre sempre più comuni le versioni senza fili.

Trackball e altro…Trackball e altro…

Trackman Wheel

TrackMan A onde radio

Trackpoint. Comune nei portatili IBM

Joystick

Tablet, dispositivi hands-freeTablet, dispositivi hands-free

Tavoletta grafica con mouse e penna ottica

Dispositivi di puntamento “hands-free”

Dispositivi di output: monitorDispositivi di output: monitor

Le tecnologie più importanti utilizzate nella costruzione dei monitor sono il tubo a raggi catodici e i cristalli liquidi.

• LCDLCD (Liquid Crystal Display)• CRTCRT (Cathode Ray Tube)

CARATTERISTICHERisoluzioneDot pitch (solo per i CRT)Refresh (solo per i CRT, negli LCD è fisso)

Consumo

Monitor - RisoluzioneMonitor - Risoluzione

La risoluzione è la quantità di dettaglio che un monitor è in grado di fornire. E’ espressa in pixel.

I monitor CRT sono in grado di supportare diverse risoluzioni, corrispondenti a diversi standard definiti nel corso degli anni (640x480 corrisponde allo standard VGA).

Nei monitor LCD, invece, la risoluzione è fissa, perché a ciascun pixel corrisponde un transistor. E’ possibile comunque “scalare” l’immagine (ma si perde in qualità).

Risoluzione

Dimensioni (consiglia

te) monitor

Dot pitchDot pitch

Il Dot pitch rappresenta la distanza, in millimetri, tra le triadi di fosfori che compongono lo schermo.

Minore è la distanza, più ravvicinati risultano gli elementi dell’immagine, che appare meglio definita.

Oggi, un dot pitch accettabile dev’essere nell’ordine degli 0,26mm.

RefreshRefresh

Il refresh rate rappresenta il numero di volte che lo schermo viene ridisegnato in un secondo.

Per i monitor a tubo catodico, un basso refresh (meno di 60 Hz) implica uno sfarfallio fastidioso.

Nei monitor LCD, a causa della diversa tecnologia non vale l’assunto per cui maggiore è il refresh, migliore la qualità.

ConsumoConsumo

Il monitor è tra i componenti che consumano di più. Per questo motivo, sono state elaborate diverse linee guida per ridurre il consumo (e, di conseguenza, i costi):

DPMS (Display Power Management Signaling) APM (Advanced Power Management) ACPI (Advanced Configuration and Power Interface)

Tali sistemi di gestione definiscono delle interfacce tra il sistema operativo e quei componenti hardware in grado di gestire la propria alimentazione.

Risparmio energeticoRisparmio energetico

Un monitor dotato di impostazioni di risparmio energetico si porta in uno stato di consumi ridotti, quando il segnale in input resta inalterato per un certo tempo. I sistemi operativi odierni, a partire da Windows 95, supportano questa funzionalità. È possibile, ad esempio, prevedere a seguito di un periodo d’inattività, che il computer vada in standby, dove il monitor funziona ancora, senza visualizzare alcuna immagine, o si spenga.

Dispositivi di output: stampantiDispositivi di output: stampanti

Tecnologie di stampa principaliTecnologie di stampa principali

ad aghi a trasferimento termico

a getto d’inchiostro laser

Stampanti ad aghiStampanti ad aghi

Le stampanti ad aghi sfruttano l'impatto di una griglia di aghi contro un nastro inchiostrato, trasferendo così l'inchiostro sulla carta.

La qualità di stampa dipende dal numero di aghi. Questo tipo di stampante è piuttosto rumorosa e la qualità della stampa ottenuta risulta abbastanza scadente.

Si tratta di una tecnologia ormai obsoleta.

FX 880 – 9 pin

Stampanti a trasferimento termicoStampanti a trasferimento termico

Le stampanti a trasferimento termico possono stampare solo su carta speciale, ma hanno il vantaggio di non prevedere l’uso di inchiostri.

sono ora usate prevalentemente in contesti applicativi specifici

Stampanti a getto d’inchiostroStampanti a getto d’inchiostro

Le stampanti a getto d’inchiostro, come suggerisce il nome, sono dotate di ugelli che spruzzano l’inchiostro sulla pagina, indirizzandolo in maniera da formare il testo e le immagini richieste.

Sono abbastanza silenziose, ma quanto a velocità e qualità di stampa sono in genere inferiori alle stampanti laser.

Stampanti laserStampanti laser

Utilizzano una tecnologia simile a quella delle fotocopiatrici:

• un laser crea un’immagine della pagina su un tamburo fotosensibile;

• sul tamburo viene applicata una polvere molto fine (il toner) che aderisce unicamente alle aree sensibilizzate;

• il tamburo viene applicato alla pagina, trasferendo il toner su carta.

HP LaserJet 4550

Stampanti multifunzioneStampanti multifunzione

Esistono poi dispositivi che concentrano le funzionalità di più periferiche in una sola, tipicamente per venire incontro alle esigenze di piccole aziende intenzionate a risparmiare spazio e denaro o ad utenti domestici evoluti.

Di solito le funzionalità integrate sono quelle di una stampante laser, di uno scanner, di una fotocopiatrice e di un fax

HP OfficeJet g95

PlotterPlotter

Il plotter è un dispositivo di stampa di grosse dimensioni, in cui la testina di stampa è costituita da uno o più pennini di diversi colori.

• viene utilizzato per riprodurre grafici, schemi tecnici o altri disegni al tratto di carattere analogo.

• I plotter trovano largo utilizzo nel settore CAD (Computer Aided Design) e sono in grado di operare su fogli di grandi dimensioni.

ValutazioneValutazione

I costi di una stampante non sono, chiaramente, riducibili a quelli dell’acquisto.

I costi di mantenimento dipendono dalla tecnologia scelta: nastri per le stampanti ad aghi, cartucce per quelle a getto d’inchiostro, toner per le stampanti laser.

Il tipo di stampe condiziona inoltre il tipo di carta, e dunque il suo costo.

Da una media di questi fattori, si può tentare di ottenere, caso per caso, il costo per singola copia.

Schede audioSchede audio

Storicamente, la diffusione delle schede audio è legata al supporto che fornivano ai giochi per computer. Ancor oggi tali schede presentano, nella parte posteriore, un connettore per un joystick.

Il supporto ai giochi (e non solo) è oggi ampliato grazie a sonorità tridimensionali, che per essere apprezzate rendono però necessario un sistema di altoparlanti adeguato.

Oltre all’aspetto ludico, oggi è possibile sfruttare le potenzialità di una scheda audio per “fare musica”, con l’ausilio di software adeguati, o per utilizzare applicazioni multimediali o, infine, per usufruire della qualità audio dei film su DVD-Rom.

Schede videoSchede video

La funzione delle schede video è quella di consentire il collegamento ad un monitor e, a volte, anche ad altri dispositivi, come televisori e videoregistratori.

I componenti di base di una scheda video sono i seguenti:

• Bios video

• Processore video

• Memoria video

• Digital-to-Analog converter (DAC)

• Connettore per il bus (AGP, PCI o PCI-Express)

Interfacce di I/OInterfacce di I/O

In generale, si tratta dei collegamenti con le periferiche interne o esterne.• Ide, EideIde, Eide (Integrated Drive Electronics), (Enhanced Ide)

• S-ATAS-ATA Serial Ata (Serial AT Attachment)

• SCSISCSI Small Computer System Interface

• porte serialiseriali COM

• porte paralleleparallele LPT

• USBUSB Universal Serial Bus

• FirewireFirewire i.Link, IEEE 1394

• IrDAIrDA InfraRed Data Association

• Wi-Fi, BluetoothWi-Fi, Bluetooth Wireless Fidelity

Ide/Eide – Serial ATAIde/Eide – Serial ATA

Con la sigla IDE si fa riferimento ad unità disco con un controller integrato. Sui PC sono di solito presenti due connettori IDE, ciascuno dei quali in grado di collegare due periferiche.

Lo standard utilizzato dai dischi IDE per trasferire dati è l’ATA (AT Attachment), la cui ultima incarnazione, l’Ultra Ata-130, supporta un transfer rate di 130 MB/s.

SATAIl Serial Ata rappresenta l’ultima versione di dispositivi ad interfaccia ATA.Il trasferimento di dati è di tipo Seriale (come per l’USB e il FireWire) e raggiunge performance più elevate degli standard precedenti: 150 MB/sIn più offre la caratteristica Hot-Plug, cioè la possibilità di connettere o disconnettere un dispositivo a computer acceso.

SCSISCSI

L’interfaccia SCSI può essere utilizzata per collegare dispositivi anche diversi dalle unità disco (scanner, ad esempio).I dispositivi SCSI sono di solito più costosi degli equivalenti Eide e SATA perché, si dice, offrono prestazioni migliori...

Il vantaggio sta nella possibilità di collegare più periferiche (fino a 15, a seconda di quale standard Scsi si consideri) in grado di eseguire determinate operazioni contemporaneamente.Il vantaggio cresce all’aumentare del numero di periferiche connesse.

La maggiore “stabilità” è data dal fatto che il trasferimento dati è gestito da un controller indipendente.

Tuttavia, nei PC il controller Scsi non è presente “di serie”, per così dire, e questo rende necessario l’acquisto di una scheda aggiuntiva.

Le porteLe porte

Sul retro di un elaboratore vi sono dei connettori che collegano l’unità centrale con le periferiche, tramite cavi.

Tali connettori prendono il nome di porteporte.

Quasi tutte le periferiche vanno connesse alle rispettive porte a macchina spenta, altrimenti il sistema non è in grado di rilevarle.Fanno eccezione le porte Firewire e USB che permettono il collegamento ‘a caldo’, cioè a computer acceso

Porte PS2 Tast./Mouse

Porta seriale

Uscita Monitor VGA

Connettore Ethernet per la retePorte USB

Porta parallelaUscita Monitor DVI

Porte Audio In/Out/Mic

Porte serialiPorte seriali

Sono dette seriali perché trasmettono i dati un bit alla volta.

A tali porte ci si riferisce spesso come COM1, COM2 ecc., dove COM è l’abbreviazione di COMmunication ed il numero indica la porta installata.

In generale, è possibile utilizzare la porta seriale (detta anche RS-232) per ogni dispositivo che necessiti di un collegamento bidirezionale.

Le porte seriali consentono di collegare una varietà di dispositivi (modem, mouse, lettori di codici a barre...)

Nei sistemi Macintosh è disponibile un’interfaccia seriale simile, nota come RS-422.

Ancor oggi alcuni computer hanno 2 porte seriali, ma tenderanno ad essere sostituite da porte seriali più versatili ed a maggiore velocità di trasmissione (USB, FireWire, ecc.).

Porte parallelePorte parallele

Le interfacce di tipo parallelo trasmettono più bit contemporaneamente.

Sui Pc di solito è presente una sola porta parallela, indicata come LPT1 (Line PrinTer): in origine veniva utilizzata solo per inviare dati ad una stampante (era infatti unidirezionale). In seguito è stata introdotta la versione bi-direzionale per permettere anche di ricevere dati da dispositivi di acquisizione (ad esempio da scanner).

I connettori delle porte parallele possono essere di tre tipi diversi.

Usb (Universal Serial Bus)Usb (Universal Serial Bus)

E’ una connessione di tipo seriale.Consente di collegare più periferiche (fino a 127) “a cascata”, anche a computer acceso (hot-swap).Entro certi limiti di assorbimento elettrico, i dispositivi connessi possono essere alimentati direttamente – senza bisogno di altri cavi o trasformatori esterni.

Un altro dei vantaggi dell’interfaccia USB è la possibilità di usarla per qualunque tipo di periferica, dai mouse alle stampanti ai masterizzatori.

Connettori Usb

FirewireFirewire

Anche l’interfaccia Firewire è di tipo seriale.Uno dei vantaggi delle interfacce seriali rispetto a quelle parallele è dato dalla possibilità di aumentarne la frequenza di trasferimento in misura maggiore.Trasferendo un solo bit per volta si evita, ad esempio, il problema del signal skew (deviazione del segnale).

Connettore Firewire (i.Link, IEEE-1394)

IEEE-1394IEEE-1394SI tratta del 1394esimo standard pubblicato dall’Institute of Electrical and Electronic Institute of Electrical and Electronic EngineersEngineers.

i.Linki.LinkNome coniato dalla Sony, nel tentativo di diffondere una denominazione più semplice per questo standard.

FirewireFirewireMarchio registrato dalla Apple.

Usb e FirewireUsb e Firewire

Caratteristiche FireWire USB 2.0

Transfer rate massimo 400 Mbit/s 480 Mbit/s

Comunicazione Indipendente, gestita dalle singole periferiche

Gestita solo dal controller del PC

Lunghezza massima cavo Fino a 4.5 metri Fino a 5 metri

Numero massimo periferiche 63 127

Alimentazione elettrica fornita 1.25A / 12V 500 mA / 5V

Connessione A CALDO SI SI

Esempi di periferiche Videocamere Digitali DV,

Drives esterni ad alta velocità,

Scanner ad alta risoluzione

Tastiere, Mouse, Joystick, Webcam, Scanner, Modem, Stampanti,

PenDrive, Drives esterni

elaboratore elettronico digitale A prescindere dalle ...

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