Classificazione delle memorie
HW del PC
integrazione al testo
Le memorie si possono classificare secondo alcuni
criteri:
PARTE 1: memorie centrali e di massa, dispositivi I/O
–Ordine di accesso (memorie ad accesso diretto e
memorie ad accesso sequenziale);
–Possibilità di scrittura (memorie a lettura/scrittura,
memorie scrivibili una sola volta, memorie a sola lettura);
–Tempo di accesso: Velocità di lettura e di scrittura.
–Costo unitario;
–Volatilità: memoria volatile o permanente.
–Tecnologia: (elettroniche, magnetiche, ottiche,
magneto-ottiche).
Autori: Giovanni Losacco, Silvia D’Addezio
Le slide seguenti sono da intendere come integrazione al testo
Possibilità di scrittura
Ordine di accesso
• Le memorie ad accesso sequenziale possono essere
lette e scritte solamente all'indirizzo immediatamente
successivo all'indirizzo a cui è avvenuto l'accesso
precedente. I principali esempi di memorie ad accesso
sequenziale sono i nastri magnetici.
• Le memorie ad accesso diretto possono essere lette e
scritte a qualunque indirizzo, indipendentemente dalle
operazioni eseguite in passato. Sono dette anche
memorie ad accesso casuale, in quanto, dal punto di
vista del costruttore, la memoria non è in grado di
prevedere il prossimo indirizzo a cui l'utente della
memoria vorrà accedere.
Velocità di accesso e costo unitario
•
•
•
Per le memorie a lettura-scrittura, il tempo di lettura è normalmente vicino al
tempo di scrittura, per cui si parla genericamente di tempo di accesso. Per
le memorie scrivibili una sola volta, la scrittura può essere molto più lenta
della lettura; in tal caso, dato che la memoria verrà letta molte volte, si
considera come più significativo il tempo di lettura.
In generale, il costo unitario (cioè per byte) delle memorie cresce al
crescere della velocità di lettura. Pertanto, la classificazione per velocità di
lettura coincide sostanzialmente con la classificazione per costo unitario.
In base a tale criterio, si ha la seguente gerarchia:
+ costose
+ veloci
+ capaci
(eccetto disp
rimovibili)
•Registri della CPU
•Cache di primo livello (interna)
•Cache di secondo livello (esterna).
•RAM
•Dischi fissi (magnetici)
•Dispositivi inseribili e rimovibili "a
caldo", (senza spegnere il computer):
floppy disk, nastri, memorie flash, dischi
ottici.
• Ecco gli esempi più diffusi per ognuno dei tre suddetti
tipi:
– Memorie a lettura-scrittura: carta con matita e gomma,
memorie elettroniche RAM, memorie elettroniche EEPROM,
dischi ottici CD-RW, dischi ottici DVD-RW, memorie elettroniche
flash, nuclei di ferrite, dischi magnetici rigidi (hard disk), dischi
magnetici flessibili (floppy disk), dischi magneto-ottici RW.
– Memorie scrivibili una sola volta: carta con penna, dischi
magneto-ottici WORM, dischi ottici CD-R, dischi ottici DVD-R,
memorie elettroniche PROM, memorie elettroniche EPROM.
– Memorie a sola lettura: carta stampata, memorie elettroniche
ROM, dischi ottici CD-ROM, dischi ottici DVD-ROM.
DRAM: package - cronologia
Le RAM a semiconduttore (DRAM) vengono prodotte come circuiti
integrati (IC), a loro volta assemblati in moduli plug-in standard:
• SIMM- Single in-line memory module
–
–
•
prima a 30 pin
poi a 72 pin. Sono le EDO RAM (Extended Data Output), che
permettevano di iniziare una operazione prima che fosse terminata la
precedente;
DIMM- Dual in-line memory module
a 168 pin. Sono le SDRAM (DRAM sincrone, possono lavorare alla
stessa frequenza del FSB, sincronizzate dal clock).
Frequenze: 66, 100, 133 MHz
•
RIMM - Rambus in-line memory modules,
simili alle DIMM ma con slot proprietari, in commercio per ambito
professionale per un breve periodo. Usavano un canale di
comunicazione più stretto delle SDRAM, ma con frequenza più alta;
potevano iniziare una operazione prima che le precedenti quattro
fossero terminate.
•
DIMM DDR – Double Data Rate
– a 184 pin (DDR SDRAM).
– a 240 pin (DDR2 SDRAM).
Lavorano rispettivamente a velocità doppia e quadrupla delle SDRAM a
168 pin, poiché trasportano i dati su entrambi I fronti del segnale di
clock (fronte alto e basso dell’onda quadra)
Frequenze: 266, 333, 400 MHz e 533, 667, 800 MHz rispettivamente.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
•
SO-DIMM Small outline DIMM.
Per laptop; corrispondenti delle precedenti.
1
RAM: tipo SDRAM
RAM: tipo DDR SDRAM
• Sincronous Dinamic Random Access Memory,
ovvero DRAM sincrone. Si differenziano dalle
DRAM normali per il fatto che l'accesso è
sincrono, ovvero governato dal clock.
• E' un tipo di RAM utilizzata nelle DIMM per la
memoria principale dei personal di tipo
Pentium e successivi. Un segnale di clock
temporizza e sincronizza le operazioni di
scambio di dati con il processore, raggiungendo
una velocità almeno tre volte maggiore delle
SIMM con EDO RAM.
• Sincronous Dinamic Random Access Memory
Double Data Rate, ovvero SDRAM con Data
Rate doppio.
• Si differenziano dalle SDRAM per il fatto che
consentono il trasferimento dei dati sia sul fronte
positivo del clock sia su quello negativo,
consentendo così di raddoppiare la banda
teorica
• Sono ottenute organizzando la memoria in due
banchi separati, uno contiene le posizioni pari, a
cui si accede sul fronte positivo del clock, e
l'altro le posizioni dispari, alle quali si accede sul
fronte negativo del clock.
BIOS (firmware)
Basic Input-Output System o BIOS
• è scritto di solito nel linguaggio assembler
nativo della famiglia di CPU utilizzata.
• attualmente è scritto su memorie
EEPROM riscrivibili, quindi può essere
modificato e aggiornato: generalmente i
costruttori mettono a disposizione nuove
versioni di BIOS per correggere difetti o
aggiungere supporto a periferiche
hardware non previste inizialmente.
Firmware sulle schede di
espansione
• Un computer può contenere diversi chip contenenti BIOS
firmware.
• Il BIOS della motherboard contiene di solito il codice per
accedere a componenti hardware fondamentali
essenziali come la tastiera, i floppy drive, i controller
degli hard disk ATA, dispositivi USB ed altri dispositivi di
archiviazione.
• Alcune schede di espansione come SCSI, RAID, di rete
e video spesso posseggono un loro BIOS che
espandono o sostituiscono il codice standard presente
nel BIOS della motherboard per quel componente.
• è il primo codice che viene eseguito da un
personal Computer IBM compatibile dopo
l'accensione, ed ha tre funzioni principali:
– Eseguire una serie di test diagnostici per controllare
lo stato di funzionamento dell'hardware e segnalare
eventuali guasti rilevati tramite un codice sonoro
(beep code);
– Localizzare il sistema operativo e caricarlo nella
RAM;
– Fornire una interfaccia software per l'accesso alle
periferiche e all'hardware del PC.
Memorie di massa o secondarie
Uso:
– registrazione permanente, salvataggio, backup, archiviazione (anche gran
quantità di dati, basi di dati, da cui l’espressione “memorie di massa”)…
– non sono memorie di lavoro, come è invece la memoria centrale (o principale)
Classificazione per tecnologia di realizzazione:
– magnetiche
• Dischi magnetici: dischi rigidi (hard) o flessibili (floppy);
• Nastri magnetici: a bobina, a cassetta (cartridge), DAT;
– ottiche: CD, DVD;
– magneto-ottiche: dischi MO (magneto-optical);
– flash: pendrive, memory card (es SD-Card), compact flash, …
Si possono citare nastri e schede perforate, in uso fino agli anni ‘70..
Altre caratteristiche importanti:
Tipo di accesso (casuale o sequenziale), velocità di accesso, capacità.
2
Hard disk: i piatti
Hard disk: il disk drive
• Costituito da piatti rigidi (alluminio), rivestiti da uno strato
ferromagnetico (leghe nichel-cobalto, bario-ferrite), sovrapposti
in pila (disk pack) e imperniati all’interno di un drive che li
protegge.
• dispositivo elettromeccanico di
lettura e scrittura (I/O) su disco,
formato da perno, pettine di testine,
motori di azionamento, circuiti di
controllo (cfr testo pag 220).
• Ogni piatto è suddiviso in tracce e settori; il cilindro è
l’insieme delle tracce con uguale distanza dal centro (una per
ogni piatto); cfr testo pagg 220-222.
• L’involucro metallico sigilla i dischi
garantendo totale assenza di
polvere, e protegge le testine
(estremamente delicate)
• i piatti hanno tracce concentriche e un piccolo spazio inutilizzato di separazione
tra un settore e l’altro (Intersector gap)
•Cluster e blocchi sono unità fondamentali di memorizzazione
•L’operazione che porta alla realizzazione di tracce e settori è detta
inizializzazione o formattazione (format)
• Parametri costruttivi:
– tpi Æ tracks per inch, numero di tracce per pollice (radialmente);
– bpi Æbit per inch, densità dei bit nei settori: il numero di bit per settore è costante, ma
densità maggiore verso il centro.
• Le testine, dotate di un
alettone, “volano” su un
cuscinetto d’aria sopra il disco
(ordine decimi di μm)
• Modalità di rotazione dei dischi: CAV (constant angular velocity)
Note:
In qualche caso i settori sono più
numerosi sulle tracce più esterne
Hard disk: caratteristiche e parametri
prestazionali
• Capacità (totale): attualmente 80÷500 GB (in commercio)
• Tipo di accesso: casuale e sequenziale
• Velocità: fortemente condizionata dalla natura meccanica dei movimenti. Tempi:
I dati vengono scritti su entrambe le
facce del disco.
Le testine di lettura possono essere in
numero doppio o uguale rispetto ai
dischi: nel secondo caso le testine
potranno muoversi verticalmente per
leggere il disco sovrastante o
sottostante
Il numero di cilindri, testine, settori
definiscono la geometria logica del
disco;
Nei dischi IDE/ATA la modalità CHS
individua la posizione del dato
specificando indirizzo di cilindro,
testina, settore (pag 220 testo).
Hard disk removibili (removable hard disk)
}
−Tempo di posizionamento (seek time): tempo necessario perché il braccio portatestine raggiunga il cilindro interessato. E’ proporzionale al numero di tracce attraversate e
al diametro del disco;
−Tempo di latenza (latency time): tempo impiegato durante la rotazione del disco
perché il settore giunga in corrispondenza della testina; proporzionale a velocità rotazione;
−Tempo di trasmissione (trasmission time): tempo necessario perché il blocco transiti
sotto la testina; dipende dal la velocità di rotazione, densità di registrazione, dimensione
in byte dei blocchi;
−Data transfer rate: velocità del flusso dati in lettura/scrittura in Mbit/s.
Tempo di
accesso
(access
time)
ÆLa velocità di rotazione dei dischi si misura in rpm (revolution per minute)
Ricerca e tecnologia mirano al progressivo miglioramento delle prestazioni in più aspetti: aumento del
numero di dischi, della densità delle tracce e dei bit per traccia per aumentare la capacità, diminuzione del
diametro dei dischi, perfezionamento dei supporti, miniaturizzazione delle testine, aumento velocità di
rotazione, …
9Controller, cenni all’indirizzamento, installazione (master, slave, CS), formattazione: testo pag 221Æ225)
Dischi ottici
•Costituiti da un unico disco in mylar rivestito di materiale magnetico e protetto da un
involucro di plastica
•Costituiti da un piatto rigido su cui viene proiettato un raggio laser e sfruttano il
fenomeno della riflessione: sulla superficie del piatto i bit sono scritti in modo
che il raggio venga riflesso con angolazioni diverse per i valori 0 e 1 sia differente
•Informazione memorizzata su un’unica traccia a spirale, lungo la quale la
densità di scrittura lineare è costante (indipendentemente dalla vicinanza al
centro); in questo modo la superficie è sfruttata al massimo;
•Stesse caratteristiche strutturali degli hard disk per il supporto;
•Rotazione del disco a velocità lineare costante (CLV, Constant Linear Velocity)
•Oggi trovano largo uso dischi rigidi removibili del tutto analoghi a quelli fissi
• Citiamo Zip (100 MB) e Jaz (1GB) della Jomega (formati proprietari, non standard), che hanno avuto commercio per
breve tempo alcuni anni fa, a livello di Pc, e le unità disco intercambiabili (i cosiddetti “padelloni”) , a livello di mainframe.
Floppy disk
•Tempi di accesso lunghissimi (500 ms); rotazione: 300 rpm (oltre un certo limite provoca
surriscaldamenti)
•Ne sono esistiti delle dimensioni 5¼, 3 ½ ” (più diffuso); quest’ultimo ha visto diversi formati
(densità doppia, alta, estesa), ma il formato più utilizzato è quello della capacità di 1,44 MB
(si tratta della capacità commerciale, corrispondente ad una capacità reale di 1,38 MB)
•Progressivamente in disuso per ovii motivi,…
Nastri magnetici
•Impiegati per memorizzare quantità di dati che richiedono accesso occasionale (backup)
•Accesso sequenziale (molto lento), ma alta densità e bassissimo costo
•Memorizzazione scritta su piste (orizzontali o diagonali). (approfondire pagg 254Æ256)
per tenere costante la velocità di lettura dei bit; quando le testine sono vicine al
centro la rotazione è più rapida.
Æpossibilità di accesso sequenziale e non; accesso non sequenziale più lento
rispetto ai sistemi con CAV e tracce concentriche, dove ho più riferimenti.
•Tecnologia della metà anni 80 in evoluzione: densità di memorizzazione molto
superiore a quella magnetica
•maggior sicurezza: testine lontane dal disco (1 mm), campi magnetici e
ossidazioni non sono altrettanto pericolosi; maggior durata.
3
Dischi ottici
•
Dispositivi I/O
CD (Compact Disk): realizzati in policarbonato,
diam 120 mm. L’informazione è determinata dalla
presenza o meno di una minuscola rientranza
(pit) tra due aree piatte (land) : il primo disperde il
raggio, il secondo lo riflette.
CD-ROM: preregistrati all’atto dello stampaggio,
CD-R (recordable) sono registrabili una volta
CD-RW (re-writable) sono riscrivibili (scrivibili più
volte)
•
•
•
Input
•Dispositivi di puntamento
(mouse, trackball, touchpad,
gamepad, joystick)
•Scanner
•Lettori CD/DVD
•Microfono
• DVD (Digital Video Disk o Digital Versatile Disk): stesso diametro dei CD e
quasi stesse specifiche (-ROM, -R, -RAM), ma tecnologia più recente, che
permette densità di memorizzazione molto più alta (è inferiore la lunghezza di pit
e land e la spaziatura fra i giri di spirale)
• Nei DVD a doppio strato (dual layer), un secondo strato semi-riflettente è
posto sopra lo strato completamente riflettente: il laser è in grado di leggere
entrambi.
•Webcam
•Penna ottica (lettore codici a
barre)
•Fotocamera e telecamera
digitale
•…
Dispositivi I/O: stampante
•
•
•
•
•Stampante
multifunzione (con
scanner integrato)
•Modem
•Monitor (standard output)
•Schede
audio/video/rete
•Stampante
•Masterizzatori
(sono anche lettori)
•Casse acustiche
•Joystick con effetto
tremor…
Risoluzione, si misura in dpi (dot per inch)
Velocità di stampa, si misura ppm (pages per minute)
Dispositivi I/O: Monitor
a
impatto
–
–
–
–
Poco ingombrante
Totale assenza di radiazioni
Sempre utilizzato nei portatili
Più costoso di CRT
• Plasma
Dispositivi I/O: Monitor
Parametri CRT: Scansione e refresh
• Scansione orizzontale
Dimensione diagonale dello schermo in pollici (15, 17, 19, 21,…)
Dot pitch, spazio fra i punti luminosi (pixel) che formano l’immagine sullo schermo;
normalmente è di 0,24÷0,28 mm.
ÆMinore è il valore di dot pitch, più nitida è l’immagine;
Frequenza di refresh, ovvero frequenza con cui l’immagine sullo schermo viene
continuamente ritracciata.
ÆMaggiore è la frequenza di refresh, più l’immagine è stabile e priva di sfarfallio (fastidio!);
Æla frequenza di refresh può arrivare a 120 Hz; minima consigliata 75÷80Hz
Impostazioni
•
•…
• LCD (Liquid Crystal Display)
•
•
•
•Auricolari
– Stessa tecnologia del TV
Caratteristiche e parametri costruttivi
•
•Plotter
• CRT (Cathode Ray Tube, a tubo catodico)
}
Caratteristiche:
–
–
•Monitor touch
screen
Tipologie principali:
Inkjet (getto d’inchiostro): diffuse, discreta velocità, costo d’acquisto
contenuto, maggior costo gestione rispetto a laser
Laser: silenziose, veloci, costo d’acquisto più elevato, costo gestione
basso
Sublimazione di cera: Bellissime stampe grafiche!
A modulo continuo: per ufficio
Ad aghi:Vecchie, rumorose, ma le uniche che consentono copie multiple
A margherita: Estinte, simil-macchina da scrivere…
•
Input-output
Dispositivi I/O: Monitor
Tipologie principali:
•
output
•Tastiera (standard input)
Risoluzione: n pixel visualizzati in orizzontale e in verticale: 800x600, 1024x768,
1280x1024
Profondità del colore: n colori che ogni pixel può assumere
1 bit
Palette a 2 colori (21)
bianco e nero
4-8 bit
16-256 colori (24 -28)
Scala di grigi
16
16 bit
65 mila colori (2 )
High color
24 bit
16 milioni colori (224)
True color
32 bit
4 miliardi colori (232)
Real color – con alpha channel,
aggiuntivo per effetto trasparenza
– Il numero di linee che il pennello elettronico traccia in orizzontale sullo
schermo durante l'intervallo di un secondo. Lo schermo viene generato
tracciando una serie di linee orizzontali, con il pennello che ricomincia
da sinistra non appena giunge all'estrema destra dell'ultima linea
generata. Viene misurata in KHz
• Scansione verticale o refresh
– Indica quante volte l'intero quadro viene rigenerato ogni secondo, e ci
dà una misura di quanto sia stabile l'immagine a schermo (priva di
sfarfallio). Viene misurata in Hz.
– Un altro dato che possiamo conoscere è la larghezza di banda.
• Larghezza di banda
– Esprime la quantità di informazione massima che la scheda video può
riversare sul monitor. In pratica è il numero di pixel al secondo che il
monitor può gestire. Viene misurata in MHz.
4
Dispositivi I/O: scheda video
•
•
•
Industrie costruttrici
(non le chiedo…)
una scheda video integra:
¾ Un Video BIOS
¾ Una GPU (Graphics processing unit) +
vertex unit, per la trasformazione del modello
3D in una mappa di bit;
¾ Una dotazione di RAM Video
¾ Il framebuffer, device di uscita video che
pilota il display con un buffer (area
provvisoria) di memoria
ÆLe informazioni nel buffer consistono
tipicamente nei valori di colore associati a
ciascun pixel visualizzabile sullo schermo
secondo i vari formati.
ogni locazione (o gruppo di locazioni) di RAM grafica contiene il colore di un pixel dello
schermo,
il chip grafico legge in sequenza le locazioni necessarie e a pilotare un convertitore
digitale-analogico, detto RAMDAC, che genera il segnale video che sarà visualizzato dal
monitor.
Dalla quantità di RAM grafica equipaggiata nella scheda e dalla velocità (frequenza)
massima del suo RAMDAC dipendono la risoluzione massima raggiungibile e il numero di
colori contemporaneamente visibili.
• Maggiori produttori
• ATI Technologies www.ati.com
con le serie Radeon, Radeon X e FireGl
• NVidia Corporation www.nvidia.com
con le serie GeForce, GeForce FX e la serie Quadro
• Produttori di schede professionali
• Matrox
con le serie Parhelia e P-series
• 3Dlabs
con la serie Wildcat
• Elsa
con la serie Gloria
Uscita VGA
(D-Sub 15)
Uscite della scheda video
•
Della scheda video installata
nel PC vedete solo i
connettori esterni posti nella
parte posteriore del case.
Questa è la parte della
scheda grafica alla quale si
collega il cavo del monitor.
Molte schede offrono uscite
multiple (due), in modo da
poter collegare due display.
Ci sono molti tipi di
interfacce; quelle più
comunemente utilizzate nei
PC sono quella analogica e
quella digitale.
Uscita DVI
Digital Video/Visual Interface
I PC sono macchine digitali che processano dati binari (0 e 1). Il formato digitale è
l'uscita nativa delle schede grafiche.
Gli schermi CRT usano un cannone di elettroni per sollecitare tre differenti materiali
all'interno di un tubo che emette i colori base "rosso", "verde" e "blu". Questi
dispositivi sono analogici e per convertire il segnale digitale viene utilizzato un
convertitore da digitale a analogico (DAC). Con l'avvento degli schermi digitali, come
quelli a cristalli liquidi (LCD), la necessità di un DAC è diventata obsoleta, ma il
componente viene ugualmente incorporato per offrire il supporto analogico.
Altre uscite
•Connettore corrispondente al Video
Graphics Adapter
•Trasferisce un segnale analogico, che
può variare di qualità in base al prodotto.
display analogico, 15 pin, colore blu.
•Standard comune prima del DVI.
•Usato per la connessione monitor CRT,
dei proiettori digitali e di alcune HDTV
•Uscita digitale standard per le schede
grafiche e gli schermi piatti.
•Molte schede grafiche dotate di DVI sono
solitamente accompagnate da un
convertitore da DVI a VGA/D-Sub, per
collegare un display non dotato di DVI.
•Tutte le schede grafiche allo stato dell'arte
hanno da due porte DVI, per poter
collegare due display ed estendere il
desktop su entrambi.
Interfacce della scheda grafica
Jack di tipo Video Composito, o jack RCA (Radion Corporation of
America). per televisioni e videoregistratori.
S-Video sta per Super-Video o Super-VHS, molto usato nell'industria televisiva
le informazioni dei colori sono separate in tre canali, che rappresentano i colori
base
Video Component con componenti esterni
Questa uscita utilizza tre jack coassiali separati, chiamati "Y", "Pb" e "Pr“, che
portano informazioni sui colori separati per l'HDTV (high definition
television).
Molto utilizzata per connettere i proiettori digitali. Anche se il segnale è
analogico, offre qualità e risoluzione elevate, avvicinandosi al VGA. La
console di nuova generazione Xbox 360 di Microsoft è venduta con un
cavo di collegamento Component Video.
•HDMI "High Definition Multimedia Interface“.
HDMI è lo standard del futuro. È l'unica uscita che supporti sia video che audio nello stesso cavo.
HDMI è stato creato per TV e film, ma essendo un formato altamente sicuro, gli utenti di computer lo
utilizzeranno per visionare i futuri filmati High Definition in alta risoluzione.
I connettori HDMI sono ancora poco frequenti sulle schede video, ma diventeranno sempre più comuni.
Per visionare video in high definition sui PC serviranno una scheda video e monitor compatibili con
HDMI.
Il connettore a pettine per l’inserimento
della scheda video nella motherboard
•
Questa è la parte della scheda video che si connette alla scheda madre. Attraverso
questo slot, o interfaccia, la scheda video scambia le informazioni con il resto del
computer. Dato che molte motherboard sono dotate di un unico tipo di slot, è molto
importante acquistare una scheda grafica compatibile. Per esempio, una scheda
grafica PCI Express non potrà funzionare se inserita in uno slot AGP. Non solo non ci
entrerà fisicamente, ma il protocollo per la trasmissione dei dati è differente.
L'aspetto più importante dell'interfaccia grafica è il l'ampiezza di banda. Con questo
termine - in inglese bandwidth - ci si riferisce alla quantità di informazioni che
possono passare nell'interfaccia in un dato lasso di tempo. Maggiore è l'ampiezza di
banda offerta da un'interfaccia, più veloce sarà la scheda grafica, almeno in teoria.
5
Scheda
audio
Spesso è già integrata nella
motherboard.
Include:
• un chip sonoro
• un convertitore digitale-analogico,
che converte onde sonore
registrate o generate in digitale in
un segnale analogico. Questo
segnale è indirizzato a un
connettore al quale può essere
connesso un amplificatore o
un'apparecchiatura analoga.
• Le architetture più avanzate
solitamente includono più di un
chip sonoro, e dividono fra
sintetizzatore di suoni (solitamente
usato per generare suoni in tempo
reale con poco uso della CPU) e
riproduzione digitale di suoni.
Scheda audio: Come e' fatta - II
•
Nonostante fosse molto apprezzato nel 1980, l'FM e' ora datato in confronto
al sintetizzatore WaveTable. Esso non utilizza le onde portanti e i modulatori
per la creazione delle note, ma campionamenti degli strumenti reali.
Un campionamento è una rappresentazione digitale della forma d'onda
prodotta da uno strumento musicale. Tale rappresentazione viene archiviata
nei banchi di memoria della scheda audio, e utilizzata per riprodurre le note
dello strumento campionato. Il risultato e' una similitudine quasi perfetta tra la
musica prodotta dalla scheda e quella proveniente dalla sorgente autentica
del suono.
Le moderne schede MIDI sono dotate di
un chip, chiamato DSP (Digital Signal
Processor - Processore Digitale del
Segnale), che permette di modificare
l'andamento delle onde sonore
campionate, generando cosi' note di
differente tonalita', e effetti di eco,
riverbero, chorus e delay.
Å Campionamento Æ
Å quantizzazione Æ
•
Scheda audio: Come e' fatta
Le moderne schede sonore contengono due sistemi hardware adibiti alla
produzione e cattura dell'audio: il digitalizzatore audio (convertitore
digitale-analogico, DAC) e il sintetizzatore MIDI (convertitore
analogico-digitale, ADC).
Molte schede, per velocizzare lo scambio di dati verso le memorie,
utilizzano canali ad accesso diretto (DMA, Direct Memory Access).
Utilizzando due di questi canali, e' possibile implementare la
registrazione e la riproduzione simultanea dei suoni (operazioni in fullduplex), come avviene normalmente durante sessioni di chat vocale su
Internet o audio conferenze.
• La prima tecnologia MIDI fu la Modulazione di Frequenza (John
Chowning, 1970, Stanford University). Il sintetizzatore FM produce i
suoni generando e miscelando due onde sinusoidali, dette portante, e
modulatore. Controllando le loro frequenze si crea una grande varieta'
di timbriche e di strumenti.
• Successivamente, Yamaha sviluppo' OPL3, un sintetizzatore a
modulazione di frequenza piu' evoluto, in grado di generare un ventaglio
piu' ampio di portanti e di modulatori. Fu cosi' possibile creare timbriche
molto piu' complesse e realistiche.
Scheda audio:connettori
•
•
•
•
•
.
•
•
La scheda audio ha almeno tre fori ad innesto
jack e può avere un connetore per l’innesto di
una periferica di gioco (es joystick)
1- Mic IN: permette di inserire un microfono
per l'amplificazione della voce.
2- Line OUT: casse attive, auricolari,
amplificatore audio.
3- Line IN: Per collegare alla scheda audio
apparecchiature come una piastra a cassette,
un lettore portatile di CD o un qualsasi
segnale audio a basso livello in ingresso.
Speaker OUT: per collegare la scheda a due
altoparlanti sfuttando l'amplificatore integrato
Ricordare che la potenza di amplificazione e'
molto bassa (intorno ai 2 watt per canale) per
cui i diffusori devono essere scelti in modo
tale che rispondano bene anche con tali livelli
di amplificazione.
Connettore Joystick/Midi: Grazie a questo
connettore e' possibile collegare un joystick o
qualsiasi apparecchio dotato di ingressi/uscite
Midi alla scheda audio. La presa e' una
standard D-Sub a 15 piedini, perfettamente
compatibile con tutti i joystick per PC.
6
