2 Unità di informazione e di misura

Indice analitico
1 Il personal computer e i suoi componenti
2 Unità di informazione e di misura: bit e byte
3 La scheda madre, i chip ed i bus
4 L'unità centrale di elaborazione
5 Le unità di memoria e la RAM
6 La ROM ed il BIOS
7 Le porte
8 La scheda video
9 La scheda audio
10 Le unità di memoria di massa
11 Il disco rigido
12 l controller SCSI
13 I dischetti
14 CD-ROM, masterizzatori, CD-R, CD-RW e DVD
15 I lettori Zip e Jaz
16 I nastri in cassetta
17 Le unità periferiche
18 La tastiera
19 Il mouse
20 Trackball, touchpad e tavolette grafiche
21 Lo scanner
22 Il monitor
23 La stampante
24 Il plotter
25 Il modem
1 Il personal computer e i suoi componenti
L’INFORMATICA (informazione/automatica) è una disciplina nata dalla nrcessità di velocizzare le operazioni di calcolo e per
trattare e gestire “dati”. Il DATO è la rappresentazione codificata dell’informazione. Il personal computer è una macchina
programmabile, per definizione monoutente, che ci consente l’archiviazione dei dati, la loro elaborazione e successiva
trasmissione. Gli elementi costitutivi fondamentali del personal computer sono l’hardware ed il software: il primo costituisce i
componenti fisici, utilizzabili ma generalmente non modificabili dall’utente; il secondo costituisce i componenti logici, formati
principalmente da programmi. Il software può essere creato, modificato, trasferito, utilizzato ed anche cancellato.
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2 Unità di informazione e di misura: bit e byte
Un bit è l’unità minima di informazione, e può assumere soltanto uno fra due valori, che sono 0 e 1 (il termine bit deriva,
infatti, da Binary digit, che vuol dire cifra binaria). Questi due valori si riferiscono, per convenzione, ai due stati elettrici
fondamentali, che sono l’assenza di corrente (0) e la presenza di corrente (1).
L’hardware di un computer codifica e tratta le informazioni in gruppi di bit, i byte. Ciascun byte è costituito da 8 bit; facendo
tutte le possibili combinazioni dei valori 0 e 1 con il numero di bit presenti nel byte, ossia 8, si ottengono 256 (2^8) possibili
combinazioni; in altre parole un byte può assumere 256 valori diversi. A tale valore corrispondono altrettanti caratteri: i
numeri, le lettere dell’alfabeto, vari simboli e segni di interpunzione. La capacità di trattamento delle informazioni è
normalmente misurata in termini di migliaia o milioni di caratteri, per cui sono utilizzati, come unità di misura, il byte ed i suoi
multipli:
Kilobyte (Kb) equivalente a 1024 byte
Megabyte (Mb) equivalente a 1024 Kb (circa un milione di byte)
Gigabyte (Gb) equivalente a 1024 Mb (circa un miliardo di byte)
Terabyte (Tb) equivalente a 1024 Gb (mille miliardi di byte)
3 La scheda madre, i chip ed i bus
La scheda madre o motherboard è una piastra di materiale plastico percorsa
da una complessa rete di tracciati circuitali di rame (circuito stampato), sulla
quale sono montati in modo ordinato molti dispositivi importanti per
l’esecuzione ed il controllo delle principali funzioni della macchina. Fra tali
dispositivi i più importanti sono: l’unità centrale di elaborazione o CPU, la
memoria RAM e la memoria ROM.
Normalmente, ciascuno di questi elementi è organizzato in un distinto circuito
integrato che prende il nome di chip. I tracciati circuitali, considerati nel loro
insieme, costituiscono i bus. Essi collegano in modo ordinato l’unità centrale di
elaborazione (CPU) con la memoria RAM e con gli altri componenti,
consentendo in tal modo lo scambio di informazioni tra i diversi elementi che
compongono il computer. Il numero di informazioni in termini di bit, che può
essere trasmesso tra le varie componenti del computer costituisce l’unità di misura che definisce l’ampiezza del bus. Il bus
centrale, definito bus di sistema (system bus) è quello che collega la CPU con la RAM. Gli altri bus collegano la CPU con gli
altri dispositivi (tastiera, disco fisso, lettore CD, ecc.), permettendo in tal modo il passaggio veloce di una gran quantità di dati
e di segnali di controllo.
4 L'unità centrale di elaborazione
L’unità centrale di elaborazione (Central Processing Unit) è il principale dispositivo di un personal computer.
Essa è costituita da un microprocessore, che è un circuito integrato ad alto grado di miniaturizzazione.
La CPU, in genere, è montata in un apposito alloggiamento posto sulla scheda madre.
Nella CPU sono fisicamente associate due unità, l’unità di controllo e l’unità logica e aritmetica.
L’unità logica e aritmetica, in breve ALU (acronimo di Arithmetical and Logic Unit),
ha la funzione di eseguire operazioni aritmetiche e logiche sui dati immessi in
memoria centrale tramite le unità di input.
L’unità di controllo, in breve CU (acronimo di Control Unit), ha il compito di seguire
il corretto funzionamento della sequenza delle operazioni nell’intero sistema di
elaborazione. Essa, infatti, genera e gestisce tutti i segnali di controllo necessari a
sincronizzare il flusso delle informazioni dai dispositivi di input (tastiera, mouse,
scanner, ecc.) verso la memoria centrale, da questa verso i dispositivi di output
(monitor, stampanti, ecc.) ed infine lo scambio di informazioni nei due sensi tra la
CPU e la memoria stessa tramite i dispositivi di comunicazione (modem, schede di
rete, ecc.).
Uno dei ruoli essenziali dell’unità di controllo è di prelevare, decodificare ed eseguire le istruzioni archiviate nella memoria
centrale. Tali sequenze di istruzioni definiscono un programma.
Col passare del tempo si è assistiti ad una sempre maggiore integrazione degli elementi costituenti la CPU, grazie alle
accresciute capacità di miniaturizzazione e ad una sempre maggiore velocità di funzionamento. I microprocessori più recenti
sono i modelli Pentium della Intel ed altri dello stesso livello, chiamati come le aziende che le producono: AMD, Cyrix e IDT.
La velocità massima con cui il microprocessore compie il lavoro di elaborazione viene definita clock, ed è misurata in MHz
(megahertz).
5 Le Unità di memoria e la RAM
Le Unità di memoria sono un insieme finito, ordinato e numerato di
celle elementari di memoria, organizzate in circuiti integrati di varia
capacità.
Il numero di celle elementari contenute nelle unità di memoria del
computer determina la quantità di informazioni che il sistema può
elaborare simultaneamente. In altri termini, un importante indicatore delle prestazioni di un personal computer è dato dalla
quantità di memoria centrale in esso installata.
Il modo di acquisire, trattenere e rilasciare le informazioni opera una distinzione tra le unità di memoria. Ci sono tipi di
memoria nei quali è possibile scrivere e leggere informazioni senza determinare alcuna limitazione nel modo e nella
frequenza d’uso, altri tipi di memoria permettono invece di effettuare soltanto la lettura delle informazioni in esse contenute. Si
distinguono, quindi, due diversi tipi principali di memoria, denominati rispettivamente RAM (acronimo di Random Access
Memory, ossia memoria ad accesso casuale) e ROM (Read-Only Memory). I moduli della memoria centrale sono di tipo
RAM.
Questo principalmente perché nella memoria centrale di un computer le informazioni devono essere sia lette che scritte.
Inoltre le operazioni di lettura e scrittura devono succedersi con grande velocità e sicurezza, altrimenti si incorre nel degrado
delle informazioni in essa contenute o in transito e nello scadimento delle prestazioni.
Il principale svantaggio di una memoria RAM è di essere "volatile", che vuol dire che quando viene interrotta l’alimentazione
elettrica del computer, l’intero contenuto della memoria centrale viene irrimediabilmente perso.
Le memorie di tipo RAM non sono tutte uguali; possiamo distinguere le RAM cosiddette "statiche" da quelle "dinamiche"
In una memoria RAM statica (SRAM, acronimo di Static RAM) ogni bit viene immagazzinato in un flip-flop, che è un semplice
circuito elettronico capace di assumere uno fra due stati stabili (corrispondenti alle cifre binarie 0 e 1) e mantenerlo finché
l’energia elettrica è in funzione, trattenendo così l’informazione unitaria in esso contenuta.
La RAM dinamica (DRAM, acronimo di Dynamic RAM) usa invece, come cella elementare di memoria, un transistor MOS.
Il maggior vantaggio della memoria RAM dinamica deriva dal suo ingombro: una cella elementare di questo tipo è, infatti,
molto più piccola del flip-flop delle RAM statiche. Il risultato è una maggiore densità di memoria.
Lo svantaggio di una memoria RAM dinamica è legato ad una caratteristica fisica del componente elettronico utilizzato:
l’informazione immagazzinata è instabile e si perde dopo pochi millisecondi. Per preservare l’informazione fin quando
l’energia elettrica è disponibile, è necessario aggiornare tutte le celle di RAM dinamica ogni 1 o 2 millisecondi.
Il processo di aggiornamento, chiamato anche refresh process, consiste nella lettura dello stato di ogni singola cella di
memoria dinamica e nella sua rapida riscrittura con il valore corrispondente allo stato stesso. Il tempo necessario per
effettuare il refresh process condiziona, di conseguenza, la velocità della RAM dinamica.
La cache memory o cache RAM viene generalmente realizzata con la RAM statica. Questo tipo di RAM velocizza tutto il
sistema poiché si occupa di operazioni uguali che vengono ripetute frequentemente.
La cache memory è strutturata secondo due livelli.
La cache di primo livello è interna allo stesso chip in cui si trova il microprocessore; per questo motivo opera con la sua
stessa frequenza, e quindi è la più veloce. È generalmente assai costosa ma di piccola capacità (32 o 64 KB).
La cache di secondo livello si trova in genere sulla scheda madre. È meno veloce della cache di primo livello ed ha una
capacità maggiore (256 o 512 KB).
6 La memoria ROM ed il BIOS
Il secondo tipo principale di memoria è la memoria ROM (acronimo di Read-only memory, memoria in sola lettura), così
chiamata perché permette di effettuare soltanto la lettura delle informazioni in essa contenute.
Essa è costituita da un circuito integrato e, proprio in ragione della sua costruzione, si tratta di una memoria non volatile.
Il suo contenuto, definito al momento della fabbricazione del circuito integrato, non può più essere alterato. Pertanto, essendo
le informazioni impresse in modo permanente nelle memorie ROM, possono essere lette senza il pericolo che vengano
cancellate in caso di interruzione di corrente. Per lo stesso motivo, dopo la costruzione, non è più possibile scrivere in essi
alcuna istruzione.
Tutte le informazioni contenute nelle memorie ROM vengono trasferite nella memoria centrale per essere successivamente
utilizzate.
La ROM che avvia il sistema prende il nome di BIOS (Basic Input/Output System) è costituita dai programmi che gestiscono
tutte le funzionalità più importanti all’interno di un sistema.
Il BIOS, infatti, gestisce l’inizializzazione delle periferiche all’avvio del sistema e i meccanismi basilari di input/output; ad
esempio: la comunicazione tra la CPU ed il disco rigido, o tra la CPU e la scheda video.
7 Le porte
Per porta si intende ciascun ingresso, situato generalmente nella parte posteriore del computer, dove inserire i connettori dei
cavi che collegano le unità periferiche all’unità centrale.
Le porte per i cavi che collegano le unità periferiche all’unità centrale sono:
 porta per la tastiera
 connettore per il mouse
 connettore di rete
 porta parallela
 porta video
 porta MIDI
 porte seriali
 ingressi e uscite audio
 porte USB
Nella porta per la tastiera va inserito il connettore del cavo della tastiera, mentre nella porta parallela va inserito il connettore
del cavo della stampante.
Alle porte seriali vanno collegati i connettori dei cavi del mouse e del modem; tuttavia, tutti i nuovi computer sono dotati di uno
specifico connettore per il mouse, per il collegamento del mouse con l’unità centrale.
Nella porta video va inserito il cavo proveniente dal monitor, mentre gli ingressi e uscite audio (solo se il computer è fornito di
una scheda audio) si collegano a cuffie, amplificatori, microfoni o altro.
Il connettore di rete serve per collegare in rete più computer tra loro.
Nella porta MIDI (acronimo di Musical Instrument Digital Interface) si possono inserire cavi che permettono il collegamento di
periferiche musicali (quale può essere una tastiera per suonare o un sintetizzatore) all’unità centrale, ma si può inserire anche
il connettore di un joystick per i video giochi.
Nei nuovi computer è presente la presa USB (acronimo di Universal Serial Bus). Essa serve per collegare stampanti, tastiere,
mouse, scanner ed altre periferiche, permettendo una veloce trasmissione dei dati (fino a 12 Mb al secondo).
8 La scheda video
La scheda video è il dispositivo grazie al quale il monitor visualizza le immagini. I suoi componenti fondamentali sono:
 Il video chip, un microprocessore che elabora i dati relativi alla grafica;
 La video RAM, che è la memoria di lavoro della scheda grafica;
La RAMDAC (acronimo di Random Access Memory Digital to Analog Converter) è un processore costituito da una data
quantità di memoria RAM statica, contenente una tabella di colori, e da tre convertitori (DAC), uno per ciascuno dei tre colori
primari (rosso, verde e blu). La funzione della RAMDAC è di convertire, tramite tali convertitori, i segnali digitali provenienti
dalla video RAM in segnali analogici diretti al monitor.
Il procedimento è il seguente: la CPU invia i dati da visualizzare alla scheda grafica, cui è collegata tramite un bus molto
veloce. Questa elabora i dati per mezzo del video chip e della video RAM, li converte da segnali digitali in segnali analogici
per mezzo del RAMDAC, ed infine li invia al monitor.
La risoluzione e i colori
La scheda video produce le immagini a partire da una serie di piccoli punti colorati, denominati pixel, ordinati per righe e
colonne.
La quantità di pixel di cui le immagini si compongono prende il nome di risoluzione, secondo una distribuzione degli stessi
sull’asse orizzontale e su quello verticale. Essa determina la qualità dell’immagine: più è alta, meglio l’immagine è definita.
Le risoluzioni più comunemente utilizzate sono:
 640 colonne x 480 righe
 1024 colonne x 768 righe
 800 colonne x 600 righe
 1280 colonne x 1024 righe
Il numero di colori diversi presenti in un’immagine dipende dal numero di bit associato ad ogni pixel dell'immagine stessa. Se,
ad esempio, associamo 8 bit (un byte) per ogni singolo pixel, potremo visualizzare 256 colori distinti. Passando a 16 bit i
colori diventano 65.536 e con tre bytes (24 bit) si possono visualizzare oltre 16.700.000 colori diversi.
Poiché l'immagine prodotta dal video chip deve essere memorizzata nella video RAM, esiste una stretta correlazione fra la
quantità di video RAM, la risoluzione ed il numero massimo di colori visualizzabili. Ad esempio, disponendo di 2 Mbytes di
video RAM alcune delle risoluzioni possibili sono:
 800 x 600 x 24 bit (3 bytes)
 1024 x 768 x 16 bit (2 bytes)
 1280 x 1024 x 8 bit (1 byte)
In tutti e tre i casi, il prodotto:
Numero di colonne X numero di righe X numero di bytes per pixel
Restituisce un valore inferiore a 2 Mbytes.
9 La scheda audio
La scheda audio riproduce i suoni convertendoli in file numerici per mezzo del
campionamento, che consiste nel dividere l’onda sonora in parti uguali per un determinato
numero di volte al secondo.
Vediamo in che modo sono riprodotti i suoni.
Dentro la scheda audio è posto un convertitore analogico-digitale, la cui funzione è di
digitalizzare i suoni in entrata.
Esso invia i segnali digitali ad un chip chiamato DSP (acronimo di Digital Signal Processor, che vuol dire elaboratore di
segnali digitali) il quale elabora e comprime i suoni senza ricorrere all’unità centrale di elaborazione. Quindi, i dati passano
dalla DSP alla CPU ed infine al disco fisso, dove saranno registrati.
Nel momento in cui è richiesta l’esecuzione di un suono, si riproduce esattamente lo stesso meccanismo ma al contrario: la
CPU invia il file al DSP, il quale lo decomprime, dopo di che passa da questi ad un convertitore digitale-analogico, che lo
trasforma in corrente elettrica; questa, dopo essere stata amplificata, passerà per l’altoparlante, producendo in questo modo il
suono.
10 Le unità di memoria di massa
Le unità di memoria di massa sono dispositivi di vario tipo che permettono la conservazione permanente di grandi quantità di
informazioni e, all’occorrenza, l’immediato trasferimento di parti selezionate di esse verso la memoria centrale.
Le più importanti sono:
 Il disco rigido
 I CD-ROM, masterizzatori, CD-R, CD-RW e DVD
 I dischetti
 I nastri
11 Il disco rigido
Il disco rigido (dall’inglese hard disk) è costituito da una pila di dischi che ruotano
con grande velocità.Esso è posto in un lettore all’interno del computer.
Su ogni lato di ciascun disco c’è una testina magnetica che legge e scrive i dati.
È presente inoltre un dispositivo di controllo, denominato controller, che posiziona
la testina dei dischi in modo da farle ritrovare i dati voluti.
La superficie dei dischi è costituita da materiale magnetico, su cui vi sono tracce
concentriche suddivise in settori chiamati cluster.
In ciascun disco è presente lo stesso numero di tracce. Una pila di tracce che
corrispondono tra loro prende il nome di cilindro.
Per recuperare i dati il controller deve sapere il numero di traccia, il settore d’inizio
e la serie degli altri settori che contengono i dati voluti.
Affinché sia possibile per la CPU leggere una data traccia in un dato settore, il controller deve posizionare la testina ed
operare un recupero dei dati fino a quando la memoria cache non sia piena, quindi deve passarli alla CPU ed infine alla RAM.
Vi sono alcuni fattori che influiscono sulla resa del disco rigido. Tra questi i più importanti sono:
 La velocità di rotazione: indica quante volte in un minuto un dato è letto dalla testina. Più la velocità di rotazione è
elevata, meno tempo ci vuole per leggere i dati sul disco rigido;
 Il tipo di controller: attualmente in commercio ci sono due tipi di controller: IDE (Integrated Drive Electronics) e SCSI
(Small Computer System Interface). Il primo fu progettato per il collegamento di determinati dispositivi, tra cui il disco
rigido, ai computer di tipo AT. Più veloce è il tipo SCSI, progettato per la connessione di alcuni dispositivi, tra cui il disco
rigido, al computer, per operare uno scambio di dati molto veloce.
 Il tempo medio di accesso: è il tempo che impiega il disco rigido per leggere un dato. Mentre il tempo di accesso dei
dischi IDE è compreso tra 8 e 9,5 millisecondi, quello dei dischi SCSI non supera i 5 millisecondi.
12 Il controller SCSI
Il controller SCSI (acronimo di Small Computer System Interface) serve per collegare
dispositivi periferici al computer permettendo un veloce trasferimento di dati
Esso consente il collegamento di fino a sette periferiche ad un solo canale, nonché il
loro contemporaneo funzionamento ad una velocità pari a 5 Mb/sec.
Questo tipo di interfaccia, elaborato negli anni 70, si è successivamente evoluto,
permettendo di collegare un maggior numero di periferiche e raggiungendo velocità
di trasferimento di gran lunga superiori.
13 dischetti
I dischetti sono costituiti da un sottile disco di plastica, molto leggero e flessibile (da cui il nome floppy disk) ricoperto, da uno
o entrambi i lati, di materiale magnetico, su cui è possibile sia leggere sia scrivere informazioni tramite un’apparecchiatura
chiamata disk drive, di cui sono dotati quasi tutti i computer
I dischi sono rimovibili, il che vuol dire che sono separati dalla unità di lettura e registrazione. La loro funzione consiste nel
registrare dati su un supporto esterno al computer, in modo tale da rendere possibile il trasferimento di dati tra computer che
non siano collegati in rete.
I fattori che caratterizzano i dischetti sono:
 il formato: rappresenta il diametro del disco di plastica. I formati utilizzati dai personal computer sono da 5,25 pollici e da
3,5 pollici; il primo rappresenta il vecchio formato; il secondo rappresenta il formato standard.
 il lato magnetizzabile: mentre i primi dischi erano magnetizzabili da un solo lato, attualmente sono ricoperti di materiale
magnetico da entrambi i lati. I dischi con un solo lato magnetizzabile sono siglati Single Sided o SS, mentre quelli
magnetizzabili su entrambi i lati Double Sided o DD.
 la capacità: è la quantità di dati che un dischetto può contenere. I floppy da 3,5, benché di dimensioni inferiori, hanno una
capacità maggiore rispetto ai floppy da 5,25; oggi infatti è possibile memorizzare una quantità di dati venti volte maggiore
su quasi la metà della superficie. I dischetti più comuni hanno capacità pari a 720Kb e 1440Kb, mentre più di rado si
usano dischetti con capacità pari a 2880Kb.
 la densità: è la quantità di dati che un dischetto può contenere per unità di superficie. A parità di capacità, un dischetto
può contenere maggiori informazioni di un altro se possiede una densità maggiore. La densità più bassa è definita Single
Density o SD, quella doppia Double Density o DD, quella alta High Density o HD.
Per evitare cancellazioni accidentali, i dischetti possiedono un sistema di protezione dalla scrittura. Per proteggere i dischi da
3,5 pollici è sufficiente aprire la finestrella che si trova nel lato inferiore. Una volta attivata la protezione del disco si possono
leggere i dati in esso contenuti, ma non si possono né modificare, né memorizzarne di nuovi, a meno che non si rimuova la
protezione dal disco. Prima dell’uso, i dischetti devono essere sottoposti a formattazione, che è il procedimento attraverso cui
il computer li predispone alla lettura e scrittura dei dati.
14 I CD-ROM, masterizzatori, CD-R, CD-RW e DVD
I CD-ROM (acronimo di Compact Disc - Read Only Memory) sono supporti ottici (a differenza del disco rigido, dei dischetti e
dei nastri che invece sono supporti magnetici) capaci di contenere enormi quantità di informazioni (come intere enciclopedie,
corsi di lingue, archivi multimediali, ecc.) con un ingombro minimo.
Oltre che per la diffusione di grandi quantità di dati, i CD-ROM vengono utilizzati anche per l’installazione di software, ossia
sistemi operativi e programmi. La loro capacità è di 650 Mb, ed hanno una velocità di accesso inferiore al disco rigido. Per
definizione, i CD-ROM sono a sola lettura, il che vuol dire che non si possono registrare altri dati, né cancellare quelli
presenti. I CD-ROM possono anche essere masterizzati come CD-R o come CD-RW.
Un masterizzatore è un dispositivo periferico che permette sia la lettura che la scrittura di dati su CD-R, CD-RW e DVD/RAM.
Il CD-R (CD-Recordable) è un CD-ROM su cui si possono registrare dati con un apposito masterizzatore. La registrazione
può avvenire in una sola sessione o a più riprese (multisessione). I dati, una volta registrati, non sono più modificabili, per cui
è possibile registrarne altri oltre a quelli già presenti, ma non è possibile modificare quelli esistenti, come invece avviene per i
CD-RW.
Il CD-RW (CD-ReWritable) è un CD-ROM su cui è possibile registrare dati con un apposito masterizzatore. La registrazione
può essere eseguita in più riprese (multisessione), e i dati registrati possono anche essere modificati e/o cancellati.
Il DVD (Digital Versatile Disc) è un supporto identico ai CD per dimensioni, ma con una capacità nettamente superiore, in
quanto può registrare dati su due livelli su entrambe le facce.
Vi sono diversi tipi di DVD:

non scrivibili: si tratta di DVD-ROM con una capacità di 3,9 Gb per faccia;

scrivibili: si tratta di DVD-RAM con una capacità di 2,5 Gb per faccia;

preregistrati: ve ne sono diversi tipi a seconda della capacità:
15 Il lettori Zip e Jaz
Le unità di memorizzazione esterne sono dispositivi di memoria che si trovano esternamente all’unità centrale, la cui funzione
è quella di memorizzare grandi quantità di dati con una capacità superiore a quella dei floppy disk. I più comuni tra questi
sono i lettori Zip e Jaz.
Nel lettore Zip la registrazione dei dati viene effettuata su cartucce rimovibili, ognuna delle quali può avere una capacità di
100 o 250Mb, a seconda che si tratti di un dispositivo di vecchio o nuovo tipo.
Tale periferica può collegarsi all’unità centrale tramite la porta parallela, USB o SCSI.
Anche il lettore Jaz opera la registrazione dei dati su cartucce rimovibili, ognuna delle quali ha una capacità di 1Gb, se si
tratta di un dispositivo vecchio tipo, di 2Gb per un modello nuovo.
Il collegamento all’unità centrale può effettuarsi tramite la porta USB o SCSI.
16 I nastri in cassetta
Le unità a nastro sono generalmente utilizzate per la memorizzazione dei dati a lungo termine.
L’utilizzo più corrente è il salvataggio di dati importanti (comunemente definito backup), anche se in passato, quando era
scarsa la diffusione di reti e CD-ROM, venivano utilizzati per trasferire dati da un PC all’altro o come supporto per la
distribuzione e la vendita di software.
La memorizzazione dei dati su un nastro avviene in forma sequenziale, perciò per accedere ad un qualsiasi elemento è
necessario scorrere tutti i precedenti.
Il grande vantaggio dei nastri è l’alta capacità abbinata ad una buona resistenza meccanica dei supporti, caratteristiche che li
rendono ideali per i backup.
Le unità oggi più diffuse sono quelle con tecnologia DAT (Digital Audio Tape) 4mm, inizialmente utilizzate negli studi di
registrazione.
Queste unità consentono di memorizzare da 1 a 20GB su un singolo nastro.
Per capacità superiori vengono utilizzate le unità DLT (Digital Linear Tape) che possono archiviare anche 100GB su un
singolo nastro.
17 Le unità periferiche
Le unità periferiche sono dispositivi utilizzati per una serie di operazioni quali la raccolta, la memorizzazione permanente e
vari tipi di destinazione e di uso delle informazioni. Essi operano intorno alla memoria centrale, sotto il costante controllo della
CPU, di solito tramite appositi dispositivi denominati controllers.
Secondo la funzione svolta, le unità periferiche possono essere classificate in:
dispositivi di input
dispositivi di comunicazione
dispositivi di output
dispositivi di memorizzazione esterni
-- I dispositivi di Input
La loro funzione è quella di immettere i dati verso la memoria centrale. Questa operazione li rende accessibili alla CPU per
tutte le successive elaborazioni. Tali dispositivi si distinguono in:
dispositivi di tipo manuale, dei quali i più importanti: tastiera - mouse - trackball - touchpad - tavolette grafiche
dispositivi di tipo automatico, tra cui lo scanner.
dispositivi audio e video e di gioco: microfono - webcam - joystick - joypad
-- I dispositivi di Output
La loro funzione è quella di riprodurre le informazioni immesse nella memoria centrale e le elaborazioni operate dalla CPU sul
contenuto della memoria stessa.
Tipici dispositivi di questo tipo sono:
il monitor
la stampante
il plotter
Casse acustiche
18 La tastiera
È il principale dispositivo di input. È simile alla tastiera di una macchina per scrivere, con in più i tasti con particolari funzioni,
ed, in genere, un tastierino numerico nella parte destra della tastiera, per facilitare la battitura dei numeri.
I tasti sono classificati in:
tasti alfanumerici (lettere e numeri)
tasti funzione
tasti di punteggiatura
tasti controllo
tasti speciali
tasti freccia
I tasti speciali sono:
ALT: è l’abbreviazione di Alternate, e si usa in combinazione con altri tasti per trasmettere all’unità centrale i vari comandi.
BACKSPACE: permette al cursore di tornare indietro di una posizione, eliminando il carattere che si trova a sinistra.
BARRA INVERSA o BACK SLASH: si usa per specificare la posizione di un file.
BLOC NUM o NUM LOCK: viene utilizzato per attivare o disattivare il tastierino numerico. Se il tastierino è disattivato, i tasti
corrispondono ai tasti freccia.
BLOC SCORR: funziona solo nel sistema operativo MS-DOS, e permette di interrompere temporaneamente lo scorrimento
veloce di un testo.
CANC: si utilizza per cancellare il carattere che si trova alla destra del cursore, oppure un oggetto selezionato.
CTRL (abbr. di Control): i tasti CTRL sono due, e sono collocati nella parte inferiore della tastiera. Questo tasto viene
utilizzato in combinazione con alcuni altri per eseguire dei comandi più velocemente, in sostituzione al mouse.
ESC (abbr. di Escape): normalmente serve per annullare un comando, o per uscire da alcune schermate o da situazioni
complicate.
FINE: serve per portarsi alla fine di una riga, o per portarsi in fondo alla finestra se usato insieme al tasto CTRL.
TASTI FRECCIA: permettono al cursore di muoversi a sinistra, a destra, in alto o in basso; inoltre, se utilizzati insieme ai tasti
ALT, CTRL o SHIFT possono eseguire determinate operazioni, secondo il programma utilizzato.
TASTI FUNZIONE: sulle tastiere per PC sono in numero di 12, e si trovano sulla parte superiore della tastiera. Svolgono
funzioni diverse a seconda del programma utilizzato.
HOME: serve per portarsi all’inizio della riga, o per portarsi all’inizio della finestra se usato insieme al tasto CTRL.
INS: permette di inserire i caratteri in mezzo alle lettere tra cui si trova il cursore, o di sovrascriverli sopra le lettere già scritte,
cancellandole.
INVIO: serve per confermare un comando, o per andare a capo quando si sta scrivendo un testo.
MAIUSCOLE o CAPS LOCK: se attivato, consente di digitare solo lettere maiuscole.
SHIFT: serve in tre casi: per scrivere maiuscolo; per digitare i caratteri che si trovano nella parte superiore dei tasti doppi; può
essere usato contemporaneamente ad un altro tasto, cambiando la funzione di quest’ultimo.
Tasti Pag. precedente e Pag. successiva: consentono di scorrere rapidamente i dati sul video.
STAMP o PRINT: permette di registrare ciò che si sta visualizzando negli Appunti del computer, per essere eventualmente
copiato in un altro programma. In MS-DOS consente la stampa dei dati che appaiono sullo schermo.
Tasto TAB: serve per creare spazi di tabulazione predefiniti uguali tra loro.
Tasti Windows: sono tre: due uguali, con raffigurato il logo di Windows, che consentono di aprire il menu Start o Avvio; l’altro,
con raffigurato l’icona di un menu, permette di attivare un menu di scelta rapida, che varia a seconda di dove si trova il
puntatore.
19 Il mouse
Il mouse (così chiamato perché la sua forma ricorda vagamente quella di un topo), è un dispositivo di puntamento che
consente, mediante lo spostamento su una superficie piana di una piccola sfera tracciante, di muovere il puntatore verso la
posizione desiderata sul video.
Il mouse può essere dotato di uno, due o tre tasti; tuttavia, il modello più comune ne presenta due: il tasto sinistro permette di
selezionare e trascinare oggetti, nonché di eseguire comandi; il tasto destro consente di attivare un menù di scelta rapida.
20 Trackball, touchpad e tavolette grafiche
La trackball è un dispositivo di puntamento che permette di spostare il cursore sullo schermo
facendo ruotare manualmente una sfera incorporata nel dispositivo.Esso funziona in pratica
come un mouse capovolto, rispetto al quale presenta però alcuni vantaggi: innanzi tutto
consente una notevole riduzione di spazio, in quanto non ha bisogno di essere spostato,
come invece avviene per il mouse; inoltre permette un più preciso puntamento. Queste
caratteristiche rendono la trackball particolarmente adatta ai portatili.Il touchpad (chiamato
anche trackpad) è anch’esso un dispositivo di puntamento, utilizzato soprattutto per i portatili.
È costituito da una superficie rettangolare sensibile al tatto, grazie ad un circuito integrato che
si trova al suo interno. Il movimento del dito su tale superficie determina il movimento stesso
del puntatore; inoltre sono presenti due tasti che hanno le stesse funzioni dei tasti del mouse.
La tavoletta grafica è un dispositivo di puntamento che viene utilizzato soprattutto per
applicazioni di progettazione. È costituito da un’ampia area di puntamento che viene fatta corrispondere allo schermo del PC
e da una speciale penna che viene fatta scorrere sulla sua superficie.
Oltre alla penna sono anche disponibili puntatori di precisione che permettono di ritracciare un disegno esistente
semplicemente sovrapponendolo alla tavoletta grafica e cliccando sui vari punti. Le dimensioni delle tavolette grafiche vanno
da circa una decina di centimetri di lato fino a 1 metro di lato ed oltre (in quest’ultimo caso vengono chiamati anche digitizers).
21 Lo scanner
Lo scanner è un dispositivo molto simile ad una fotocopiatrice, in grado di leggere immagini e testi da supporti cartacei per
riprodurli nel PC e quindi sul monitor
Gli scanner più avanzati si collegano per mezzo di un’interfaccia SCSI oppure tramite la porta USB, permettono risoluzioni
ottiche molto elevate e consentono la visualizzazione contemporanea dell’immagine originale e di quella che si sta formando.
La lettura delle informazioni dal documento originale avviene per mezzo di un sensore CCD (Charge Coupled Device) che
converte la luce proveniente dal documento in segnali elettrici; tali segnali, opportunamente filtrati e convertiti, vengono inviati
all’unità centrale in modo da ricostruire l’immagine originaria.
22 Il monitor
Il monitor (o video) è il dispositivo di output più importante; esso consente di visualizzare sia le informazioni grafiche (le
immagini) che quelle alfanumeriche (lettere e numeri) provenienti dall’unità centrale.
Ci sono diversi tipi di monitor:
a tubo catodico, denominati video CRT (Cathode Ray Tube). Essi sono composti da tre cannoni elettronici, ciascuno dei quali
emette un fascio di elettroni che, passando attraverso una griglia metallica, vanno ad eccitare i fosfori, che ricoprono lo
schermo; questi diventano fosforescenti ed emettono luce. Ciascuno dei tre cannoni colpisce rispettivamente i fosfori blu,
rossi e verdi;in tal modo si producono pixel di colore corrispondente, e la loro sovrapposizione può generare una vasta
gamma di colori
Il monitor CRT è in grado di rinnovare costantemente l’immagine sul video, ridisegnandola continuamente dall’alto verso il
basso e da destra verso sinistra; più frequentemente ciò avviene, più l’immagine è stabile, più è possibile lavorare senza
stancare la vista. La frequenza di rinnovo dell’immagine ogni secondo si chiama refresh, e viene misurata in Hz.
Sono stati prodotti tre tipi di monitor a tubo catodico:
shadow mask: la griglia metallica che si trova tra i cannoni elettronici e lo strato di fosfori è composta da fori rotondi, per cui le
immagini sono composte da piccoli punti formati dai raggi che passano nei fori della griglia. Tuttavia, alle estremità dello
schermo, i punti prendono una forma ellittica, per cui le immagini appaiono deformate. Questo tipo di monitor, quindi, è più
adatto per i testi che per le immagini;
slot mask: la griglia metallica interposta tra i cannoni elettronici e lo strato di fosfori è composta da fori ellittici, per cui le
immagini sono composte da barrette ellittiche, determinate dal passaggio dei raggi attraverso la griglia. Questa tecnologia fa
sì che le immagini non appaiano deformate alle estremità del monitor;
aperture griglie: la griglia interposta tra i cannoni elettronici e lo strato di fosfori è composta da sottili fili di metallo, per cui le
immagini sono composte da rettangoli colorati molto vicini tra loro, determinati dal passaggio dei raggi attraverso la griglia.
Questo monitor produce immagini di qualità superiore rispetto ai monitor shadow mask e slot mask.
a cristalli liquidi, denominati video LCD (Liquid Cristal Display). Il monitor LCD presenta molti vantaggi: ha uno schermo piatto
ed uno spessore ridotto (caratteristiche che lo rendono particolarmente adatto ai portatili), non emette campi elettromagnetici,
non produce calore, ecc.
Tuttavia, l’uso dei monitor LCD è ancora limitato prevalentemente ai portatili, in quanto, almeno per il momento, sono
particolarmente costosi e la qualità dell’immagine è inferiore a quella dei monitor CRT.
Lo schermo dei monitor può essere di diversa grandezza, e si misura in base alla lunghezza in pollici della diagonale. Il
monitor dei PC più comunemente utilizzati ha le dimensioni di 15 pollici, ma può arrivare fino a 21 o 24 pollici.
23 La stampante
La stampante è un dispositivo periferico di output che permette di riprodurre su carta testi e immagini in modo permanente.
Vi sono diversi tipi di stampanti: a colori o in bianco e nero (a seconda che sia in grado o meno di stampare documenti di
testo o immagini a colori), ad impatto o non ad impatto (nella prima testi ed immagini si producono tramite la pressione di una
testina di stampa su di un nastro inchiostrato, nella seconda la stampa avviene diversamente).
Le stampanti più comuni sono:
stampante a getto d'inchiostro (Ink jet printer): è di tipo non ad impatto, disponibile a colori e in bianco e nero.
È costituita da una testina di stampa su cui si trovano cartucce di inchiostro. Mentre la testina si muove orizzontalmente, gli
iniettori che si trovano dentro di essa spruzzano sul foglio gocce di inchiostro ad alta pressione.
È la più diffusa in quanto, anche se non molto veloce, è silenziosa e soprattutto offre una buona qualità di stampa a costi
contenuti.
stampante laser (Laser printer): è di tipo non ad impatto, disponibile a colori e in bianco e nero, molto veloce ed in grado di
fornire un’elevatissima qualità di stampa grazie alla tecnologia laser.
Tuttavia è meno diffusa della stampante a getto d’inchiostro in quanto più costosa.
stampante a matrice di punti o ad aghi (Dot matrix printer): è di tipo ad impatto, disponibile soprattutto in bianco e nero; i
caratteri e le immagini ottenute sono costituite da un insieme di punti ravvicinati prodotti dalla pressione su di un nastro
inchiostrato di una testina di stampa costituita da molti aghi.
Viene principalmente usata nella produzione di documenti multicopia (fatture, documentazione fiscale, ecc.)
stampante termica (Thermal printer): di tipo non ad impatto, disponibile solamente in bianco e nero, produce testi ed immagini
su una speciale carta termica, che si annerisce per mezzo del calore prodotto dalla testina di stampa.
24 Il plotter
Il plotter è un dispositivo di output, simile per funzione alla
stampante, usato per produrre stampe di grande formato di
disegni tecnici (es. progetti meccanici, schemi elettrici, ecc.).
Tra i plotter distinguiamo:una penna (o anche una matita) sul
foglio per tracciare il disegno. Il grande vantaggio è dato dalla precisione nella stampa mentre la principale limitazione è data
dal sistema di bloccaggio che non permette di usare fogli di grande formato;
modelli a rullo: la carta viene utilizzata a rotoli e quindi la dimensione della stampa è limitata solo orizzontalmente.
I plotter a rullo si dividono in due categorie: a penna e a getto d’inchiostro.
Nel primo tipo, una penna (o matita) si muove orizzontalmente sul foglio; le linee verticali vengono realizzate tenendo ferma la
penna e facendo muovere il foglio.
Questo tipo di dispositivo, pur offrendo un’area di stampa molto ampia, soffre di problemi di precisione, causati dal fatto che il
foglio viene spostato molte volte avanti e indietro.
Nei plotter a getto d’inchiostro, una testina di stampa del tutto simile a quella delle stampanti ink-jet si muove orizzontalmente
sul foglio, componendo la stampa finale.Il grande vantaggio di questo tipo di plotter è dato dalla possibilità di riprodurre
facilmente colori, sfumature e aree piene, mentre i plotter a penna hanno un numero fisso e limitato di colori (di solito 8).
Inoltre, il foglio viaggia in una sola direzione e quindi non si verificano problemi di disallineamento della carta.Lo svantaggio è
dato dalla minore precisione del tratto rispetto ai plotter a penna.
25 Il modem
I dispositivi di comunicazione servono per lo scambio delle informazioni in entrambi i sensi, ossia da e verso la memoria
centrale.
Il più comune di tali dispositivi è il modem.
Questo dispositivo consente il collegamento tra computer che non si trovano nello stesso posto o ad Internet per mezzo di
linee telefoniche o via radio.
Tale procedimento avviene attraverso due fasi: processo di modulazione e processo di demodulazione (da cui il termine
modem).
Nella prima fase, i dati digitali sono convertiti in segnali elettrici per poter essere immessi nella rete telefonica; nella seconda
fase i segnali vengono riconvertiti in dati digitali per poter essere immessi nel computer.
Il modem può essere costituito da una scheda che si trova all’interno dell’unità centrale, oppure da un’unità esterna.
Il numero di bit di dati trasmesso in un secondo determina la velocità di un modem.