Introduzione all

1
Introduzione alluso del Personal Computer
2
Sommario
UNIVAC Il primo calcolatore concepito ed
impostato come prodotto commerciale, fu
realizzato da Eckert e Mauchly (gli stessi
costruttori dellENIAC) per lUfficio Centrale di
Statistica degli Stati Uniti. Lalgebra di
Boole Fu teorizzata dal matematico inglese George
Boole (1810?1864) nel lavoro Analisi Matematica
della Logica, pubblicato nel 1847. Include un
insieme di operazioni su variabili logiche (o
variabili booleane), che possono assumere i due
soli valori true e false, indicati da 1 e 0. Le
tecniche sviluppate nellalgebra booleana possono
essere applicate allanalisi ed alla
progettazione dei circuiti elettronici, poiché
essi sono realizzati con dispositivi che possono
assumere solo due stati. Su insiemi di costanti e
variabili logiche possono essere definite
funzioni che hanno esse stesse la caratteristica
di assumere due soli valori. La definizione di
una funzione booleana può essere effettuata per
mezzo di una tabella di verità, che indica il
valore della funzione in corrispondenza di ogni
possibile configurazione dei valori degli
argomenti. Le funzioni booleane possono essere
scritte e manipolate anche con metodi algebrici,
dato un insieme di funzioni (o operazioni)
elementari tramite le quali poter esprimere ogni
altra funzione.

• Introduzione
• Cenni storici
• Che cosè linformatica
• Larchitettura di Von Neumann la macchina
  universale
• Il Personal Computer
• Hardware e software
• Il sistema operativo
• Le componenti hardware del PC
• Le reti di calcolatori
• I virus

3
Introduzione
4
Cenni storici ? 1

• Anche se la presenza invasiva dellinformatica
  nella vita di tutti i giorni è un fenomeno
  relativamente recente, non recente è la necessità
  di avere a disposizione strumenti e metodi per
  contare rapidamente, elaborare dati, calcolare
• Le prime testimonianze di strumenti per contare
  risalgono a 30.000 anni fa
• I primi esempi di algoritmi ? procedure di
  calcolo automatico ? sono stati ritrovati in
  Mesopotamia su tavolette babilonesi risalenti al
  1800?1600 a.C.
• Il sogno di costruire macchine capaci di
  effettuare calcoli automatici affonda le radici
  nel pensiero filosofico del 600
• Pascal e Leibniz non solo affrontarono il
  problema, già studiato da Cartesio, di
  automatizzare il ragionamento logico? matematico,
  ma si cimentarono nella realizzazione di semplici
  macchine per calcolare

5
Cenni storici ? 2

• La macchina alle differenze, concepita da Babbage
  nel 1833, rappresenta il primo esempio di
  macchina programmabile di utilità generale
  (rimase un progetto troppo complessa e critica
  la sua costruzione per le tecnologie dellepoca)
• Fu Herman Hollerith, nel 1890, a sviluppare la
  macchina a schede perforate, per compiere le
  statistiche del censimento decennale degli Stati
  Uniti
• I dati venivano immessi su schede di cartone
  opportunamente perforate, le stesse schede che
  sono state usate fino a due decenni or sono
• Le schede venivano successivamente contate da
  una sorta di pantografo che permetteva diversi
  tipi di elaborazioni (totali, medie, statistiche,
  etc.)
• Si impiegarono due anni e mezzo ad analizzare i
  dati (contro i sette anni del censimento del
  1880), nonostante lincremento di popolazione da
  50 a 63 milioni

6
Cenni storici ? 3

• Successivamente la macchina a schede perforate
  venne utilizzata con successo per i censimenti in
  Austria, Norvegia e Russia, tanto che Hollerith
  decise di fondare una società la Computing
  Tabulating Recording Company che, nel 1923,
  divenne lInternational Business Machine, o IBM
• Con linvenzione del tubo a vuoto (1904), del
  transistor (1947) e, infine, dei circuiti
  integrati (1969), levoluzione dei computer
  divenne inarrestabile
• Attualmente la potenza di calcolo degli
  elaboratori decuplica ogni 5?6 anni

7
Cenni storici ? 4

• La costruzione dei primi calcolatori risale
  allinizio degli anni 40, grazie alla tecnologia
  elettronica i primi esemplari venivano
  programmati mediante connessioni elettriche e
  commutatori (ENIAC, Mark I)
• Il nome di Von Neumann è legato invece ai primi
  calcolatori a programma memorizzato realizzati
  alla fine degli anni 40 (EDSAC, Whirlwind, IAS,
  UNIVAC)
• La diffusione dei calcolatori a livello mondiale
  è avvenuta negli anni 60 e 70

8
Cenni storici ? 5
UNIVAC (1952)
Whirlwind (1949)
IAS (1952)
9
Cenni storici ? 6

• Tuttavia, lesplosione dellinformatica come
  fenomeno di massa è datata 1981, anno in cui
  lIBM introdusse un tipo particolare di
  elaboratore il Personal Computer (PC)
• La particolarità dei PC consisteva nellessere
  assemblati con componenti facilmente reperibili
  sul mercato (e quindi a basso costo)
• Possibilità per qualsiasi casa produttrice di
  costruire cloni
• Attualmente i PC, o meglio il loro componente
  fondamentale ? il microprocessore ? è utilizzato
  in tutti i settori applicativi (non solo per
  elaborare dati)
• Telefoni cellulari
• Ricevitori satellitari digitali
• Bancomat e carte di credito
• Lavatrici e forni a microonde
• ...

10
Cenni storici ? 7

• Lesigenza di realizzare sistemi di elaborazione
  dotati di più processori operanti in parallelo è
  stata sentita fin dalla preistoria
  dellinformatica
• In una relazione del medico italiano Menabrea,
  datata 1842, sulla macchina analitica di Babbage,
  si fa riferimento alla possibilità di usare più
  macchine dello stesso tipo in parallelo, per
  accelerare calcoli lunghi e ripetitivi
• Solo la riduzione dei costi dellhardware ha
  consentito, verso la fine degli anni 60,
  leffettiva costruzione dei primi
  supercalcolatori, come le macchine CDC6600 e
  Illiac e, successivamente, il Cray e le macchine
  vettoriali
• Recentemente, gli ulteriori sviluppi della
  microelettronica hanno permesso la realizzazione
  di calcolatori a parallelismo massiccio e a
  grana fine, caratterizzati dallinterconnessione
  di decine di migliaia di unità di elaborazione
  estremamente elementari le reti neurali, capaci
  di simulare il comportamento del cervello
  umano, sulla base degli studi di McCulloch e
  Pitts (1943)

11
Cenni storici ? 8
Cray 1 (1976)
Cray X1 (2002)
Portatile e Palmare (2004)
12
Frasi celebri ed altro

• Penso che ci sia mercato nel mondo per non più
  di cinque computer. (Thomas Watson, Presidente
  di IBM, 1943)
• Ho girato avanti e indietro questa nazione (USA)
  e ho parlato con la gente. Vi assicuro che questa
  moda dellelaborazione automatica non vedrà
  lanno prossimo. (Editor di libri scientifici di
  Prentice Hall, 1947)
• Nel futuro i computer verranno a pesare non più
  di una tonnellata e mezzo. (Popular Mechanichs,
  1949)
• Nel 1976, il New York Times pubblicò un libro dal
  titolo La scienza nel ventesimo secolo , nel
  quale il calcolatore veniva menzionato una sola
  volta e indirettamente, in relazione al calcolo
  delle orbite dei pianeti
• Non cè ragione perché qualcuno possa volere un
  computer a casa sua. (Ken Olson, fondatore di
  Digital, 1977)

13
Che cosè linformatica ? 1

• Informatica ? fusione delle parole informazione e
  automatica ? linsieme delle discipline che
  studiano gli strumenti per lelaborazione
  automatica dellinformazione e i metodi per un
  loro uso corretto ed efficace
• Linfomatica è la scienza della rappresentazione
  e dellelaborazione dellinformazione
• Laccento sull informazione fornisce una
  spiegazione del perché linformatica stia
  rapidamente diventando parte integrante di tutte
  le attività umane laddove deve essere gestita
  dellinformazione, linformatica è un valido
  strumento di supporto
• Il termine scienza sottolinea il fatto che,
  nellinformatica, lelaborazione
  dellinformazione avviene in maniera sistematica
  e rigorosa, e pertanto può essere automatizzata

14
Che cosè linformatica ? 2

• Linformatica non è, quindi, la scienza e la
  tecnologia dei calcolatori elettronici il
  calcolatore è lo strumento che la rende
  operativa
• Lelaboratore (computer, calcolatore) è
  unapparecchiatura digitale, elettronica ed
  automatica capace di effettuare trasformazioni
  sui dati
• Digitale i dati sono rappresentati mediante un
  alfabeto finito, costituito da cifre (digit), che
  ne permette il trattamento mediante regole
  matematiche
• Elettronica realizzazione tramite tecnologie di
  tipo elettronico
• Automatica capacità di eseguire una successione
  di operazioni senza interventi esterni
• La disumanità del computer sta nel fatto che,
  una volta programmato e messo in funzione, si
  comporta in maniera perfettamente onesta. (Isaac
  Asimov)

15
Larchitettura alla Von Neumann

• La capacità dellelaboratore di eseguire
  successioni di operazioni in modo automatico è
  determinata dalla presenza di un dispositivo di
  memoria
• Nella memoria sono registrati i dati e...
• ...la descrizione delle operazioni da eseguire
  (nellordine secondo cui devono essere eseguite)
  il programma, la ricetta usata dallelaboratore
  per svolgere il suo compito
• Il programma viene interpretato dallunità di
  controllo
• ?
• Modello di Von Neumann

16
La macchina universale

• Programma sequenza di operazioni atte a
  predisporre lelaboratore alla soluzione di una
  determinata classe di problemi
• Il programma è la descrizione di un algoritmo in
  una forma comprensibile allelaboratore
• Algoritmo sequenza finita di istruzioni
  attraverso le quali un operatore umano è capace
  di risolvere ogni problema di una data classe
  non è direttamente eseguibile dallelaboratore
• Lelaboratore è una macchina universale
  cambiando il programma residente in memoria, è in
  grado di risolvere problemi di natura diversa
  (una classe di problemi per ogni programma)

17
Ancora sullinformatica...

• Linformatica è lo studio sistematico degli
  algoritmi che descrivono e trasformano
  linformazione la loro teoria, analisi,
  progetto, efficienza, realizzazione (ACM ?
  Association for Computing Machinery)
• Nota È possibile svolgere unattività
  concettualmente di tipo informatico senza
  lausilio del calcolatore, per esempio nel
  progettare ed applicare regole precise per
  svolgere operazioni aritmetiche con carta e
  penna lelaboratore, tuttavia, è uno strumento
  di calcolo potente, che permette la gestione di
  quantità di informazioni altrimenti intrattabili

18
Il Personal Computer
19
Hardware ? 1

• Hardware componenti fisiche dellelaboratore la
  forma e le prestazioni dellhardware variano in
  funzione del tipo di elaboratore
• Principali componenti hardware
• unità di sistema
• schermo
• tastiera

a cui si aggiunge lhardware esterno,
costituito da periferiche quali stampanti, mouse
o modem
20
Hardware ? 2

• Unità di sistema è il cuore dellelaboratore,
  contiene tutti i circuiti elettronici che ne
  consentono il funzionamento
• Case dellunità di sistema contiene un
  alimentatore, le unità a disco, una scheda di
  sistema e varie schede adattatrici
• Scheda di sistema integra i microprocessori, la
  memoria, i circuiti di controllo e i connettori
  che la collegano alle periferiche (per esempio,
  la tastiera, lo schermo, il mouse)
• Tutti i PC sono composti dagli stessi componenti
  fisici
• La struttura per blocchi distinti è la
  caratteristica peculiare dei PC ? siano essi
  desktop, laptop, notebook unità di sistema,
  monitor e tastiera rappresentano i blocchi
  costitutivi fondamentali
• Uniformità si ha anche nellaspetto funzionale
  dei componenti che costituiscono un PC

21
Software 1

• Software linsieme dei programmi installati sul
  computer e delle informazioni che lelaboratore
  utilizza per effettuare i suoi compiti
• Programmi costituiti da una serie di istruzioni
  che lelaboratore è in grado di comprendere e di
  eseguire
• il sistema operativo (Microsoft WINDOWS, LINUX,
  etc.) fornisce i dati e le routine necessari
  allelaboratore per funzionare e comunicare con
  gli utenti il sistema operativo gestisce le
  operazioni di lettura/scrittura su disco o in
  memoria, loutput su schermo, interpreta i tasti
  che vengono premuti sulla tastiera, etc.
• il software applicativo è linsieme dei programmi
  che girano sullelaboratore e svolgono compiti
  e funzioni specifiche (es. programmi di
  elaborazione testi, quali Word, database come
  Access, fogli elettronici come Excel, programmi
  destinati alla comunicazione come Outlook
  Express, destinati alla grafica come AutoCAD, o
  al calcolo come Matlab, o di utilità, come Norton
  Utilities)
• Dati informazioni interpretate e/o create dai
  programmi

22
Software 2

• Attenzione i programmi non sono distinguibili
  dai dati osservando il contenuto della memoria
• Lelaboratore è un dispositivo elettronico ogni
  sua componente può vivere in due soli stati
  acceso o spento che corrispondono al passaggio
  o meno di corrente
• Allinterno dellelaboratore, qualsiasi tipo di
  informazione, sia che si descrivano programmi o
  dati, è codificata come una successione di 0 e 1
• Latomo di informazione è il bit, per binary
  digit

00000000101000010000000000011000 00000000100011100
001100000100001 10001100011000100000000000000000 1
0001100111100100000000000000100 101011001111001000
00000000000000
Mappa della memoria di un elaboratore
23
Software 3

• Un byte è un insieme di 8 bit (un numero binario
  a 8 cifre)
• Il byte è lelemento base con cui si
  rappresentano i dati nei calcolatori
• Cosa sono i KB (Kilobyte), MB (Megabyte), GB
  (Gigabyte)?

1 KB 210 byte 1024 byte1 MB 220 byte
1048576 byte 1 GB 230 byte 1073741824 byte 1
TB 240 byte 1099511627776 byte (Terabyte)
24
Il sistema operativo ? 1

• Tutte le piattaforme hardware e software
  richiedono un sistema operativo

• Allaccensione del PC, occorre attendere alcuni
  istanti prima di poter iniziare a lavorare
  durante questa pausa il computer carica il
  sistema operativo
• Un sistema operativo è un programma che gestisce
  processi, amministra la memoria, controlla file e
  cartelle, sorveglia il flusso di informazioni con
  le periferiche hardware e presenta allutente del
  PC uninterfaccia

• I programmi e le applicazioni in esecuzione sul
  sistema si rivolgono al sistema operativo
  mediante richieste di servizio, dette system call

25
Il sistema operativo ? 2

• Il sistema operativo è linterfaccia tra
  lhardware ed il software applicativo e fornisce
  i servizi di base che assicurano il funzionamento
  dellelaboratore

• È caratterizzato da un nucleo di moduli
  essenziali, il kernel
• Inoltre, i moderni sistemi operativi sono
  costituiti da un numero elevato di piccoli
  moduli, ognuno dei quali è formato da varie
  sezioni destinate ad eseguire una singola
  funzione
• Le sezioni che controllano direttamente
  lhardware si chiamano driver di dispositivo,
  perché pilotano i dispositivi

26
Il sistema operativo ? 3

• Allaccensione, il boot?strap loader carica il
  kernel che provvede al caricamento degli
  opportuni driver dei dispositivi, tra cui quelli
  per la tastiera, per lo schermo, per la
  stampante, per i vari tipi di connettori, etc.
• Ogni driver è formato da una serie di istruzioni
  che spiegano come controllare uno specifico
  componente hardware
• Luso dei driver fornisce ai programmi
  applicativi uninterfaccia indipendente dai
  dispositivi lo stesso programma applicativo
  funziona su tutti i PC che abbiano installato
  lapposito driver

27
Le componenti hardware del PC
28
Lalimentatore ? 1

• Lenergia elettrica è distribuita in corrente
  alternata a bassa tensione in Europa la tensione
  è di 220 volt con una frequenza di 50Hz, mentre
  negli USA è di 115 volt a 60Hz
• I circuiti elettronici invece
• Funzionano a bassissima tensione (al di sotto dei
  15 volt) ed in corrente continua
• Richiedono valori molto stretti nelle tolleranze
  delle tensioni e mal sopportano variazioni
  superiori al 5?10, limiti oltre i quali possono
  danneggiarsi irreparabilmente
• Sono sensibili a disturbi e rumori elettrici
  sovrapposti alla tensione di alimentazione

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Lalimentatore ? 2

• Occorre quindi un dispositivo che
• Abbassi la tensione ai valori richiesti dai
  circuiti elettronici (da 3 a 12 volt)
• Trasformi la corrente alternata in continua
• Stabilizzi i valori con tolleranze ristrette
• Elimini (per quanto possibile) i disturbi
  presenti sulla rete

• Lalimentatore è un sistema di conversione, che
  ha lo scopo di adattare le caratteristiche della
  fonte di energia primaria (per lo più la
  distribuzione elettrica) alle specifiche
  necessità dellapparecchiatura da alimentare
• Allalimentatore è demandato anche il compito di
  fornire lisolamento richiesto dalle norme di
  sicurezza e dalle esigenze dellapplicazione

30
Lalimentatore ? 3

• Lalimentatore consente di convertire le potenze
  richieste dal PC (superiori a 200 watt) con un
  rendimento elevato (con basse perdite) e con
  trasformatori di piccole dimensioni (costi
  ridotti ed ingombri limitati)
• Tuttavia, una certa quantità di energia si perde
  in fase di conversione e lalimentatore genera
  calore che deve essere dissipato nellambiente
  per evitare danni ai componenti del PC
• Una ventola, integrata allalimentatore, fa
  circolare un flusso di aria sufficiente al
  raffreddamento delle parti interne (oltre a
  movimentare laria nello chassis )

31
Gli stabilizzatori

• I dispositivi di protezione contro gli sbalzi di
  tensione assorbono lenergia in eccesso,
  auto?distruggendosi per difendere lelaboratore
• Gli stabilizzatori funzionano come minibatterie e
  garantiscono una sensibile riduzione delleffetto
  delle cadute di tensione
• I gruppi di continuità o UPS (Uninterruptible
  Power Supply ) svolgono le stesse funzioni degli
  stabilizzatori ma, poiché comprendono una
  batteria, possono fornire energia per un certo
  tempo dopo linterruzione di corrente

32
La scheda di sistema ? 1

• Tutti i membri della famiglia dei PC comprendono
  un processore, vari chip di memoria e numerosi
  circuiti intelligenti, cioè programmabili
• Nei PC, tutti i principali componenti circuitali
  sono collocati sulla piastra madre o
  mother?board ulteriori componenti funzionalmente
  significative sono poste su schede di espansione,
  innestate in slot previsti sulla scheda di
  sistema
• Il processore stesso è posizionato a innesto
  sulla scheda madre
• La scheda madre è realizzata in fiberglass e i
  componenti elettronici che la costituiscono sono
  collegati tra loro da tracce

33
La scheda di sistema ? 2
34
I chip

• I circuiti integrati (Integrated Circuit, IC),
  comunemente chiamati chip, sono blocchi di
  plastica nera o di ceramica provvisti di piedini
  dargento, detti pin (posti su entrambi i lati o
  solo nella parte inferiore), che servono a
  collegarli con la scheda di sistema
• I chip contengono piccolissime schede con
  circuiti, collocate su un substrato di silicio e
  collegate mediante minuscoli fili ai piedini del
  chip
• Il blocco di plastica, che costituisce il
  meccanismo di supporto dei piedini e dei
  circuiti, permette al chip di collegarsi con il
  mondo esterno
• Le dimensioni dei chip dipendono dal numero dei
  piedini e danno unindicazione della complessità
  del circuito ivi contenuto

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Principali IC della mother?board

• Chipset si occupa di coordinare loperato di
  tutti gli altri chip presenti sulla scheda madre
• ROM (Read Only Memory) contengono il software
  necessario per inizializzare il computer, di
  solito fornito dal costruttore dellelaboratore
• RAM (Random Access Memory) forniscono uno spazio
  temporaneo in cui conservare programmi e dati
• UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmitter)
  dispositivo che converte i dati dal formato
  parallelo a quello seriale, e viceversa viene
  usato per il controllo delle porte seriali

36
Il microprocessore ? 1

• La CPU, Central Processing Unit, è lunità di
  elaborazione centrale
• Le funzioni della CPU vengono integrate in un
  componente chiamato microprocessore

• La CPU lavora a N GHz segue un ritmo, definito
  dallorologio del sistema, di N miliardi di
  impulsi al secondo questi impulsi determinano la
  velocità del computer (es., il microprocessore
  Intel Pentium IV con un clock a 3 GHz è
  temporizzato da tre miliardi di impulsi al
  secondo)

37
Il microprocessore ? 2

• Il microprocessore è una calcolatrice dotata di
  molte funzionalità supplementari come in una
  calcolatrice i dati vengono immessi, manipolati
  e, infine, si producono dei risultati come un PC
  è costituito da blocchi funzionali
• I blocchi funzionali più importanti sono
• BIU, Bus Interface Unit, cioè unità di
  interfaccia del bus, svolge tutte le funzioni
  richieste per fare fluire i dati nel/dal
  microprocessore
• EU, Execution Unit, cioè unità di esecuzione,
  esegue le istruzioni
• Unità Aritmetico Logica (ALU)
• Registri
• Unità di Controllo (CU)

IR Instruction Register
38
Il microprocessore ? 3

• Alcuni dettagli, per esempio la quantità di
  memoria che può essere gestita contemporaneamente,
  il numero di istruzioni diverse disponibili e la
  velocità di esecuzione delle operazioni,
  distinguono microprocessori simili
• Le differenze nellarchitettura dei
  microprocessori implicano che il software scritto
  per girare sui computer di una data casa
  produttrice non funzionerà con quelli di unaltra
• Compatibilità verso il basso il software scritto
  per microprocessori di fascia bassa funzionerà
  per quelli di fascia alta della stessa famiglia
• I modelli di punta attuali hanno un clock a 3.8
  GHz, e sono a 64 bit (la ALU è in grado di
  elaborare dati rappresentati con 64 bit)

39
Il bus ? 1

• Il microprocessore può eseguire e coordinare una
  notevole varietà di funzioni grazie ai circuiti
  di supporto ad esso collegati mediante una serie
  di bus
• Ognuno dei componenti funzionali del PC è
  collegato ad un bus di controllo, un bus degli
  indirizzi e un bus dei dati, nonché ad una linea
  di alimentazione
• Il bus di controllo trasmette segnali che
  indicano quando un dato è disponibile per
  laccesso, il tipo di accesso, e segnala
  eventuali errori occorsi durante loperazione
• Ciascun componente collegato al bus degli
  indirizzi può riconoscere una combinazione di
  segnali elettronici unica, detta indirizzo
• Il microprocessore fornisce i segnali e quindi
  usa il bus dei dati per trasferire i dati stessi

40
Il bus ? 2

• Quando il microprocessore deve leggere dati dalla
  memoria, segnala la locazione desiderata sul bus
  indirizzi e quindi li legge sul bus dei dati
• Lesatta sincronizzazione dei bus degli indirizzi
  e di trasferimento dati è compito del bus di
  controllo

Esempio il bus degli indirizzi è formato da un
numero di fili pari al numero di bit
dellindirizzo ogni linea di indirizzo collega
un piedino del microprocessore a un piedino di
ogni singolo dispositivo del PC e alla memoria
41
Il bus ? 3

• Il bus è fisicamente realizzato da un gruppo di
  linee comuni sulla scheda madre a cui sono
  collegati tutti i dispositivi del PC e, quando
  una nuova scheda viene innestata in uno slot di
  espansione, viene inserita direttamente sul bus
• Il bus è sotto il controllo diretto del
  microprocessore che, ad ogni istante, seleziona
  linterconnessione da attivare e indica
  loperazione da compiere le varie altre unità
  funzionali collegate al bus entrano in azione
  solo allatto della selezione da parte del
  microprocessore
• Bus di espansione complessivamente il bus dei
  dati, degli indirizzi e di controllo, oltre ai
  collegamenti supplementari che forniscono
  corrente alla scheda di espansione e la collegano
  con la terra

42
Le schede di espansione

• Le schede di espansione espandono le funzionalità
  della scheda madre per pilotare dispositivi
  interni o esterni

• Le più comuni sono
• scheda video su cui si connette il monitor
  dalla scheda video dipendono il numero di colori
  del monitor, la risoluzione massima, la velocità
  grafica, etc.
• scheda audio attraverso la quale il computer è
  in grado di produrre o registrare suoni
• scheda di rete per le connessioni dirette alla
  rete (senza modem)
• scheda SCSI consente di pilotare dispositivi che
  richiedono una particolare velocità nel
  trasferimento dei dati

Una scheda SCSI
43
I chip ausiliari ? 1

• Generatore di clock ? Fornisce i segnali
  multifase dellorologio, che coordinano il
  microprocessore e le periferiche gli altri chip,
  che richiedono un segnale di temporizzazione
  regolare, lo ricavano dal generatore di clock
  dividendo la frequenza fondamentale
• In altre parole... lorologio del sistema
  fornisce al computer un battito regolare e
  sincrono
• Qualsiasi funzione eseguita dal microprocessore
  impiega un certo numero di battiti dellorologio
  del sistema in un elaboratore a 2167 MHz il
  segnale dellorologio oscilla 2 miliardi e 167
  milioni di volte al secondo

44
I chip ausiliari ? 2

• Tuttavia, non tutti i circuiti del PC lavorano al
  ritmo dellorologio di sistema
• Se lo fanno sono sincroni, in caso contrario
  asincroni
• Esempio quando viene usata la tastiera, non si
  possono sincronizzare le battute (che dipendono
  dalloperatore umano) ? la tastiera è una
  periferica asincrona
• Gli eventi asincroni sono gestiti dal dispositivo
  di controllo dellinterrupt
• In una comunicazione asincrona, i dispositivi che
  comunicano (es., la tastiera e il
  microprocessore) non funzionano allo stesso ritmo
  ed è necessario un dispositivo addizionale che
  controlli se levento asincrono si è verificato

45
I chip ausiliari ? 3

• Controllore programmabile degli interrupt ? Un
  interrupt (interruzione) è un segnale generato da
  un dispositivo, che richiede attenzione dalla
  CPU il PIC, Programmable Interrupt Controller,
  ordina gli interrupt per il trattamento da parte
  della CPU, la quale risponde eseguendo lapposita
  routine di gestione dellinterrupt
• Il dispositivo di controllo dellinterrupt
  individua il verificarsi di un evento
• per esempio che è stato premuto un tasto, e
  segnala al microprocessore che la tastiera
  richiede attenzione il microprocessore avverte
  il segnale di interrupt e interrompe quello che
  sta facendo per servire il dispositivo
• Completato il servizio (es., trasferimento della
  lettera digitata), il microprocessore riprende il
  ritmo usuale

46
I chip ausiliari ? 4

• Controllore del DMA ? Alcune componenti del
  computer sono in grado di trasferire dati da e
  verso la memoria centrale senza impegnare la CPU
• Accesso diretto alla memoria (Direct Memory
  Access, DMA ) viene gestito da un chip che
  consente le operazioni di input/output da disco
  senza coinvolgere il microprocessore
• Dato che lI/O sui dischi è relativamente lento
  rispetto alla velocità della CPU, il chip per il
  controllo del DMA migliora le prestazioni del
  computer
• Temporizzatore programmabile degli intervalli
  (timer ) ? Genera segnali di temporizzazione a
  intervalli regolari sotto controllo software
  (rileva gli impulsi di clock per calcolare data e
  ora)
• Video controller ? Fornisce uninterfaccia tra la
  CPU ed il sistema di visualizzazione, convertendo
  le informazioni inviate dalla CPU in segnali di
  controllo per pilotare il display

47
La memoria centrale ? 1

• Il microprocessore possiede unarea per la
  memorizzazione dei dati, di dimensioni molto
  limitate, dove conserva le informazioni
  attualmente elaborate o i risultati intermedi di
  unelaborazione memoria cache e registri
• Questa piccola area di memoria non è sufficiente
  per eseguire programmi
• I PC dispongono di vari tipi di memoria ? una
  gerarchia di memorie ? per poter ospitare i dati
  e il software che utilizzano
• La memoria centrale (o memoria di sistema), cui
  può accedere il microprocessore mediante il bus
  degli indirizzi, è una combinazione di RAM e ROM
  

48
La memoria centrale ? 2

• RAM, Random Access Memory ? il microprocessore
  può leggere e scrivere informazioni dalla RAM è
  una memoria volatile, che conserva le
  informazioni solo finché non si conclude la
  sessione di lavoro
• ROM, Read Only Memory ? il contenuto non può
  essere modificato è una memoria permanente,
  poiché i dati in essa contenuti vengono
  conservati anche a computer spento
• Il software fondamentale è contenuto nella ROM
  (es., controllo hardware allaccensione)
• Ciascuna posizione di memoria ha un indirizzo
  unico
• Nota Tutti i programmi applicativi ed i dati
  attualmente in elaborazione devono essere
  residenti in RAM quando la RAM è satura, parte
  del contenuto informativo viene scaricato in
  unarea di swap sul disco fisso
• Una RAM grande permette di non ricorrere a
  salvataggi temporanei frequenti sullunità di
  memoria di massa, operazione che comporta un
  sensibile decadimento delle prestazioni

49
Il software della ROM ? 1

• La ROM è una memoria di sola lettura,
  permanentemente registrata nei circuiti dei chip
  del PC contiene il software e i dati necessari
  ad inizializzare il computer ed a far funzionare
  i dispositivi periferici
• Vantaggio routine che forniscono le funzionalità
  di base incorporate nel sistema, con garanzia di
  continua disponibilità
• Il nucleo del software della ROM è costituito
  dalle routine di avviamento che comprendono il
  caricatore di boot?strap ed il ROM BIOS
• Le routine di avviamento si occupano
  dellinizializzazione del PC
• Ne effettuano un rapido controllo di
  affidabilità, per accertare che tutte le
  componenti hardware siano perfettamente
  funzionanti
• Inizializzano i chip ed i dispositivi standard
  collegati al computer
• Inizializzano la tabella dei vettori di interrupt
  
• Controllano quali dispositivi opzionali sono
  collegati
• Caricano il sistema operativo dal disco
  (caricatore di boot?strap)

50
Il software della ROM ? 2

• Esercizio
• Si verifichino le seguenti corrispondenze
• (110010)2(50)10
• (1110101)2(102)10
• (1111)2(17)10
• (11011)2(27)10
• (100001)2(39)10
• (1110001110)2(237)10

• Il caricatore di boot?strap ha la funzione di
  leggere un programma di lancio dal disco e di
  trasferire ad esso il controllo
• Su un disco di sistema (bootable ), il programma
  controlla lesistenza di un sistema operativo in
  caso affermativo, i file necessari
  allinizializzazione vengono caricati in memoria
  assieme al relativo file interprete dei comandi
• Il ROM BIOS è la parte della ROM attiva quando il
  computer è al lavoro il suo ruolo è quello di
  fornire un insieme di servizi di base richiesti
  per il funzionamento del computer e delle
  periferiche
• BIOS (Binary Input?Output System ) comandi che
  controllano i dispositivi periferici (es.,
  traducono un comando, come leggi dal disco,
  nella successione di passi elementari necessari a
  eseguire effettivamente loperazione, incluso il
  rilevamento di errori)

51
La memoria CMOS

• Tutti i PC sono dotati di una memoria permanente
  speciale, alimentata da una batteria
• A questa memoria si fa riferimento con il termine
  CMOS (Complementary Metal?Oxide?Silicon) ed in
  essa sono immagazzinati i dati relativi al clock
  in tempo reale ed alla configurazione del sistema
  e delle sue periferiche
• Parte della memoria CMOS viene impiegata per
  conservare le specifiche relative al tipo di
  disco fisso e allammontare di memoria
  disponibile al momento del boot, il BIOS legge
  le informazioni di configurazione in CMOS e le
  utilizza per inizializzare il sistema

52
Le porte ? 1

• Il computer deve comunicare i dati che elabora
• Le porte di I/O sono una serie di prese,
  localizzate sul lato posteriore del PC,
  utilizzate per collegare alla macchina tutti i
  dispositivi esterni (monitor, tastiera, mouse,
  etc.)

53
Le porte ? 2

• Porte sulla scheda madre
• Porte PS/2 per il collegamento del mouse e della
  tastiera (una dedicata al mouse, laltra alla
  tastiera non si possono invertire)
• Porta Seriale per il modem, o per dispositivi che
  non richiedono un flusso di dati molto veloce
• Porta Parallela si usa quasi sempre per la
  stampante, ma è adatta per qualunque dispositivo
  che richieda un flusso di dati più veloce
  rispetto alla capacità della porta seriale
• Porta USB (Universal Serial Bus ) è adatta per
  connettere al PC qualunque tipo di dispositivo
  (USB) la tecnologia USB consente di creare
  catene di dispositivi collegati tutti su
  ununica porta (fino a 127) e consente il
  collegamento a caldo (cioè a computer acceso)
• La differenza fra i vari tipi di connettori va al
  di là della loro forma e dimensione, e riguarda
  il modo in cui i dati vengono trasmessi da e per
  le periferiche

54
La porta seriale ? 1

• Nella porta seriale, i dati vengono inviati un
  bit alla volta i bit viaggiano in serie, luno
  dopo laltro, sullo stesso filo per trasmettere
  un byte, sono necessari otto invii
• La porta seriale consente il transito dei dati in
  entrambe le direzioni, sia dal computer alla
  periferica che viceversa
• Lutilizzo principale della seriale avviene nel
  caso di collegamenti con periferiche attive, come
  mouse, modem, scanner, penne ottiche
• Il connettore della porta seriale ha 9/25 punti
  di contatto (pin) uno serve per i bit di
  trasmissione, uno per i dati, uno per il
  collegamento a terra, gli altri per lo scambio di
  particolari segnali fra le periferiche ed il PC
• I segnali riguardano, ad esempio, lo stato di
  pronto a ricevere della periferica o del
  computer e quello di richiesta di invio

55
La porta seriale ? 2

• Le porte seriali sono identificate dalla sigla
  RS232C (lo standard imposto dallElectronics
  Industries Association)
• Il traffico dei dati attraverso la porta seriale
  può avvenire a diverse velocità in particolare,
  poiché spesso lo scambio dei dati avviene a
  distanza di qualche metro, è necessario prevedere
  anche lo scambio di segnali di controllo che
  garantiscano la correttezza della trasmissione
  (linterferenza di macchinari elettrici potrebbe
  danneggiare il flusso dei bit durante il loro
  viaggio lungo il cavo)
• La velocità di trasmissione, la struttura dei
  pacchetti di bit inviati ed il tipo di controllo
  effettuato, determinano il protocollo usato nella
  trasmissione dei dati i diversi protocolli sono
  stabiliti internazionalmente

56
La porta parallela

• Nella porta parallela, i dati vengono trasmessi
  un byte alla volta i bit viaggiano
  parallelamente su otto fili
• La porta parallela consente il transito in una
  sola direzione dal computer alla periferica
  viene usata quasi esclusivamente per il
  collegamento con le stampanti
• I connettori della porta parallela hanno 25/36
  pin, otto dei quali per linvio dei dati e gli
  altri per linvio e lo scambio di segnali (anche
  se non può ricevere dati, la porta parallela può
  ricevere segnali dalla periferica, come il
  segnale di occupato o quello di carta
  esaurita)
• Le porte parallele sono spesso identificate con
  la scritta Centronics (la casa che ha pubblicato
  una specifica, divenuta uno standard di fatto)
• La trasmissione parallela non consente un
  controllo sullidentità fra i dati trasmessi e
  quelli ricevuti quindi, pur garantendo una
  maggiore velocità, permette solo collegamenti a
  breve distanza
• La trasmissione parallela non ha protocolli

57
Altri tipi di porta

• Porta Video per connettere il monitor al computer
• Porta di Rete per collegare la macchina
  direttamente ad una rete di computer, senza usare
  il modem la presa RJ45 è uno standard di fatto
• Porta SCSI per dispositivi che richiedono un
  flusso di dati molto veloce (scanner,
  masterizzatore esterno, etc.) la tecnologia SCSI
  consente il collegamento di dispositivi a catena
  (fino a 7), ma non il collegamento a caldo

58
Le memorie di massa

• Tutti i sistemi di elaborazione dispongono di
  alcuni supporti per memorizzare permanentemente
  le informazioni le memorie di massa
• Dischetti o floppy disk
• Dischi fissi o hard disk
• CD?ROM
• Dischetti e dischi fissi utilizzano la stessa
  tecnologia di memorizzazione linformazione
  viene codificata in modo magnetico secondo schemi
  fissati dalla meccanica dei drive e dal software
  che li controlla
• La tecnologia alla base dei CD?ROM è invece di
  tipo ottico

59
Il disco floppy ? 1

• Molti PC hanno una unità a disco floppy
• Le unità floppy si trovano in una zona
  particolare dello chassis, lalloggiamento del
  drive, situata di fronte allalimentatore
• Lunità floppy è collegata elettricamente
  allalimentatore e al proprio dispositivo di
  controllo lalimentazione è necessaria al
  funzionamento del motore che fa ruotare il disco
  e muove la testina sulla sua superficie anche i
  componenti elettronici del drive richiedono
  elettricità per trasferire le informazioni lette
  al dispositivo di controllo e per identificare o
  inviare segnali sul proprio stato

60
Il disco floppy ? 2

• Il floppy è costruito in mylar, rivestito da uno
  strato sottile di materiale magnetico che
  contiene ossido di ferro
• Passando una calamita sulla superficie del disco,
  le particelle aciculari di ossido di ferro
  vengono magnetizzate tutte in una direzione se
  la calamita passa nella direzione opposta, lo
  stesso avviene per la magnetizzazione delle
  particelle
• La magnetizzazione avviene mediante la testina
  magnetica (una piccola bobina racchiusa in un
  involucro di metallo dotato di una minuscola
  fessura, il traferro)
• Facendo passare corrente nella bobina si induce
  un campo magnetico nel traferro (invertendo la
  corrente si inverte anche il campo)
• Lunità fa ruotare il dischetto sotto la testina
  magnetica mentre questa è montata in modo da
  muoversi a passi successivi lungo il raggio del
  disco

61
Il disco floppy ? 3

• A causa della rotazione del disco sotto la
  testina, in corrispondenza di ogni posizione
  assunta da questa, viene disegnata una pista
  circolare sul disco chiamata traccia ciascuna
  traccia è suddivisa in sezioni chiamate settori
• Il numero delle diverse posizioni della testina
  determina il numero delle tracce che è possibile
  scrivere sul disco

62
Il disco floppy ? 4

• La corrente passa attraverso la testina di
  scrittura ed il disco ruota sotto di essa si
  forma così un campo magnetico che passa sulla
  superficie del disco e magnetizza le particelle
• Quando si fa passare corrente attraverso la
  testina alternandone la direzione, le aree del
  disco al di sotto della testina si magnetizzano
  in una delle due direzioni questo procedimento
  rappresenta la scrittura su disco
• I dati binari che lunità scrive sul disco sono
  tradotti in un formato costituito da una serie di
  aree magnetizzate

63
Il disco floppy ? 5

• Lettura da disco poiché le particelle
  magnetizzate sono circondate da un campo
  magnetico, quando il traferro passa sul disco le
  variazioni del campo inducono sulla testina una
  corrente che si manifesta con variazioni di
  voltaggio alle estremità della bobina i circuiti
  di lettura decodificano le variazioni
  nellandamento dellintensità di corrente
  riconducendole a 0/1
• I dischi ruotano a velocità costante le tracce
  più vicine al centro contengono una maggiore
  quantità di dati per pollice di quelle esterne
• Ogni settore contiene lo stesso numero di bit
  oltre ai dati, i settori contengono informazioni
  generali (numero settore e traccia, informazioni
  per il controllo degli errori, etc.)
• Il floppy deve essere preparato per gestire le
  informazioni inviate dal PC questa preparazione
  prende il nome di formattazione

64
Il disco rigido ? 1

• Gli alloggiamenti dei dischi fissi, simili a
  quelli dei floppy, sono involucri chiusi
  allinterno del corpo centrale dellelaboratore
• I dischi fissi consentono la memorizzazione di
  dati, dei file del sistema operativo e dei
  programmi applicativi (attualmente fino a 250 GB)
• Come le unità floppy, i driver per dischi rigidi
  sono collegati allalimentatore e al dispositivo
  di controllo dei dischi anche la struttura è
  simile, perché entrambi i tipi di unità sono
  dotati di un motore che fa ruotare i supporti
  magnetici e di una testina che legge e scrive le
  informazioni
• I dischi fissi sono pilotati dal controller del
  disco, a sua volta collegato con il
  microprocessore

65
Il disco rigido ? 2

• Il disco rigido è ununità sigillata che contiene
  una pila di lamine metalliche chiamate platter o
  piatti ognuno dei lati del piatto è ricoperto
  da un sottile strato di materiale magnetico
• Quando il computer è acceso i piatti ruotano
  costantemente (lunità floppy fa ruotare il
  dischetto solo al momento dellaccesso)

• Testine magnetiche leggono/scrivono i dati
  dal/sul disco ognuna delle superfici del piatto
  ha una testina magnetica i dati possono essere
  scritti su ciascuna faccia le testine sono
  montate su un unico braccio e si muovono in modo
  solidale (nei floppy, le testine sono in contatto
  con il supporto magnetico, mentre nei dischi
  fissi si spostano appena sopra la superficie del
  disco)

66
Il disco rigido ? 3

• Come nei dischetti, ognuna delle superfici del
  piatto è divisa in una serie di anelli
  concentrici, le tracce, ed ogni traccia è divisa
  in settori

• I dischi ruotano ad alta velocità (diverse
  migliaia di giri al minuto)
• Il numero di bit contenuti in una traccia è
  dellordine delle centinaia di migliaia
• Il numero di tracce è variabile

67
Il disco rigido ? 4

• Le caratteristiche salienti del disco fisso in
  termini di prestazioni sono
• Il ritmo di trasferimento dei dati, che è la
  quantità di dati trasferibili in un secondo dal
  disco al controller
• Il tempo medio di accesso, che è il tempo
  necessario a posizionare la testina sullapposita
  traccia (seek time ), più il tempo che occorre
  perché lapposito settore passi sotto la testina
  (latency time )
• La capacità di immagazzinamento, che è la massima
  quantità di dati che si possono memorizzare su
  disco dopo la formattazione infatti il sistema
  operativo utilizza una parte del disco per
  immagazzinare le proprie informazioni e quindi lo
  spazio reale per la memorizzazione dei dati è
  inferiore dopo la formattazione

68
Hard?disk rimovibili

• Per basse capacità (fino a 1 GB), esistono
  dispositivi USB, di dimensioni ridottissime, a
  forma di penna, che permettono di immagazzinare
  dati e trasferirli ad alta velocità attraverso la
  porta USB 2.0 di qualsiasi PC
• Per capacità superiori, si utilizzano invece i
  mini drive, rimovibili e trasportabili senza
  bisogno dalimentazione (vengono alimentati dalla
  porta USB) e dinstallazione
• Le dimensioni ed il peso contenuti (grandi come
  una calcolatrice e sotto i 200gr), li rendono un
  prodotto tascabile, ideale per back?up,
  espansione di memoria ed applicazioni di mobile
  computing

69
I dischi di sistema

• Indipendentemente dai dati in essi contenuti,
  floppy, cd e hard disk possono essere dischi di
  sistema
• Un disco di sistema non ha un formato speciale
  contiene le informazioni che permettono al ROM
  BIOS il caricamento del sistema operativo
• Su ogni disco di sistema il primo settore del
  disco ? cilindro 0, testina 0, settore 1 ? è
  riservato al programma di boot?strap che carica
  in memoria il sistema operativo, leggendolo da
  una diversa sezione del disco, per poi
  trasferirgli il controllo
• Per default, tutti i PC, allavviamento,
  controllano lunità floppy (se esistente) per
  verificare leventuale presenza di un disco di
  sistema in caso di non avvenuta rilevazione del
  dischetto, si passa a verificare la presenza del
  programma di boot?strap sulla partizione primaria
  del disco fisso (identificata con C)

70
I CD?ROM ? 1

• I CD?ROM, Compact Disk?Read Only Memory, sono
  supporti ottici
• Nel nome compare il termine Compact Disk perché
  il tipo di tecnologia utilizzato è lo stesso, per
  supporto e metodi di memorizzazione, di quello
  normalmente impiegato per la produzione dei CD
  musicali
• Read Only Memory, perché i CD?ROM sono di sola
  lettura non è infatti (normalmente) possibile
  cancellare i dati presenti, né riscriverne di
  nuovi
• Limpiego principale dei CD?ROM riguarda
  limmagazzinamento e la distribuzione di grandi
  quantitativi di informazioni (es., enciclopedie,
  elenchi telefonici) vengono inoltre utilizzati
  per back?up, e per memorizzare grafica,
  animazioni e suono per applicazioni multimediali
• Un singolo CD?ROM è in grado di contenere fino a
  870 MB di dati

71
I CD?ROM ? 2

• I CD?ROM sono un mezzo ottico durante la fase di
  memorizzazione i dati vengono registrati sulla
  superficie del disco utilizzando un raggio laser
  per creare una struttura di microscopiche
  incavature, dove la presenza o lassenza di
  unincavatura segnala un bit a 0 o 1
• Il dispositivo per la scrittura dei CD?ROM è il
  masterizzatore durante il playback, un raggio
  laser a bassa potenza analizza il disco mentre
  ruota, e la luce riflessa viene decodificata per
  ricostruire i dati originari
• Nei CD?ROM, la registrazione dei dati avviene
  lungo una singola traccia continua ed a spirale,
  che si estende dal margine esterno del disco al
  bordo interno la velocità di rotazione varia in
  base alla posizione corrente della testina di
  lettura (viene modificata per ottenere una
  velocità lineare costante sarà quindi maggiore
  per accedere ai dati in prossimità del centro del
  disco)

72
I DVD

• I DVD, per Digital Versatile Disk, esteriormente
  sono simili ai CD?ROM, ma possono contenere da 4
  a 17 GByte (cioè fino a 25 volte la capacità di
  un normale CD)
• Sono usati soprattutto per i film digitali,
  tuttavia possono contenere anche dati come i
  CD?ROM
• Per leggere i DVD occorre un lettore CD
  appropriato (i normali drive per CD non sono
  utilizzabili) il lettore DVD è invece sempre in
  grado di leggere anche i normali CD?ROM

73
I nastri magnetici

• Vengono usati dagli amministratori di grandi
  sistemi di elaborazione per creare periodicamente
  copie (back?up) del contenuto degli hard disk, in
  modo da salvare i dati qualora si verificasse un
  guasto
• La lettura/scrittura è molto lenta perché
  laccesso alle informazioni è di tipo sequenziale
  (può richiedere alcune ore), per questo
  loperazione di back?up viene lanciata
  tipicamente durante la notte

74
La tastiera ? 1

• La tastiera consente limmissione di stringhe di
  caratteri, che possono costituire informazioni o
  istruzioni per lesecuzione di operazioni
• Presenta una serie di tasti analoghi a quelli
  delle macchine da scrivere, un gruppo di tasti
  numerici e uno di tasti funzionali, che vengono
  programmati mediante software per eseguire
  particolari comandi di uso frequente
• Nella tastiera estesa a 101 tasti (attualmente in
  uso), il tastierino numerico, e una sezione
  separata di tasti riservati al movimento del
  cursore, sono collocati sul lato destro vi sono
  dodici tasti funzione posti nella prima fila in
  alto

75
La tastiera ? 2

• La sezione alfabetica, QWERTY, prende il nome
  dalla disposizione delle lettere nella prima fila
  dallalto a sinistra, che formano appunto la
  parola QWERTY è lo schema più comunemente usato
  nelle macchine da scrivere e nei computer
• Il tastierino numerico è il mezzo più rapido ed
  efficace per digitare i numeri con la maggior
  parte del software è necessario attivare il
  tastierino numerico con BlocNum (o NumLock) prima
  di poterlo utilizzare
• I tasti di direzione vengono utilizzati per
  spostarsi sullo schermo

• I tasti funzione inviano istruzioni ai programmi
  in esecuzione e la loro azione dipende
  strettamente dal software in uso
• Le tastiere estese dispongono di tasti
  supplementari Backspace, Insert, Del, Home, End,
  Page?up e Page?down Page?up, Page?down, Home e
  End vengono utilizzati per spostarsi allinterno
  delle informazioni o scorrerle, mentre Backspace,
  Insert e Del servono per modificare il testo

76
La tastiera ? 3

• Le informazioni digitate vengono elaborate
  premendo il tasto ENTER ? (Return, CR, Invio)
• Alla pressione di un tasto, si comprime una molla
  molto leggera e si abbassa un interruttore in
  fase di rilascio, la molla spinge la calotta del
  tasto nella posizione originale se viene
  mantenuta la pressione, dopo un breve intervallo
  di tempo, limmissione del carattere viene
  ripetuta fino al rilascio
• Se la velocità di digitazione è superiore a
  quella normalmente gestibile, i caratteri in
  eccesso vengono memorizzati in un buffer di
  tastiera in attesa di elaborazione il buffer
  contiene fino a 15 caratteri e il sistema avverte
  con un bip quando non è più abilitato a ricevere
  input da tastiera
• Il microprocessore comunica con la tastiera
  impiegando le routine di servizio dellinterrupt
  del ROM BIOS

77
Le periferiche di puntamento e posizionamento

• La tastiera si rivela inadeguata quando
• ...lutente desidera indicare un simbolo, tra
  molti visibili sullo schermo Puntamento
• ...lutente dove aggiungere dei simboli
  allimmagine presente sullo schermo, in
  particolare se è importante la posizione relativa
  del nuovo simbolo rispetto al resto
  dellimmagine Posizionamento
• La necessità di interagire in questi termini con
  lelaboratore ha stimolato lo sviluppo delle
  periferiche di input grafico

78
Il mouse ? 1

• Il mouse consente di controllare il cursore sullo
  schermo grafico e di selezionare i comandi dai
  vari menù che appaiono sul video a uno
  spostamento sul piano di appoggio del mouse
  corrisponde uno spostamento in tempo reale del
  cursore sul video
• Lapparecchiatura è dotata di due o più tasti
  uno per la digitazione della posizione del
  cursore e gli altri programmabili dal software
• Il mouse può essere meccanico o ottico

79
Il mouse ? 2

• Durante il movimento del mouse meccanico una
  piccola sfera, affiorante dalla parte inferiore
  dellinvolucro, rotola e sfrega contro due rulli
  montati ad angolo retto, facendoli ruotare la
  sfera può rotolare in tutte le direzioni mentre i
  rulli ruotano solo in senso orario o antiorario
  i rulli traducono il movimento della pallina, e
  quindi del mouse, in traslazioni secondo due
  direzioni ortogonali

• Lapparato elettronico del mouse converte il
  movimento dei rulli in impulsi elettronici che
  vengono inviati al PC, insieme ai segnali
  corrispondenti alleventuale pressione dei tasti
  del mouse il trasferimento dei segnali può
  essere realizzato via cavo o mediante raggi
  infrarossi

80
Il mouse ? 3

• Il movimento del mouse ottico è individuato
  otticamente viene emessa una luce a infrarossi
  che, rimbalzando sulla superficie di appoggio del
  mouse, viene catturata da un sensore il sensore
  invia i dati ad un DSP (Digital Signal Processor
  ) che costruisce limmagine della superficie
  sottostante compiendo questa operazione migliaia
  di volte al secondo (più di 1500), il DSP riesce
  a decifrare, mediante il confronto delle
  immagini inviate dal sensore, i movimenti
  effettuati, per inviare le relative coordinate al
  PC
• I pregi del mouse ottico sono
• Assenza di parti mobili che potrebbero
  danneggiarsi o usurarsi col tempo
• Non è soggetto a problemi dovuti alla sporcizia
  (che nei mouse meccanici si accumula nelle
  rotelle, con effetti deleteri sulla precisione
  del puntamento)
• Non ha bisogno di una superficie particolare per
  funzionare con estrema precisione

81
Joystick e trackball

• Il funzionamento di joystick e trackball è molto
  simile a quello del mouse nel joystick il
  movimento della cloche è captato da una serie di
  potenziometri, mentre nella trackball è captata
  la rotazione della sfera il segnale viene poi
  convertito opportunamente e spedito al
  calcolatore
• Si può immaginare la trackball come un mouse
  meccanico alla rovescia invece di muovere il
  mouse e di conseguenza far muovere la pallina, si
  muove direttamente la pallina con la mano tale
  movimento è percepito dallequivalente dei due
  rulli montati ad angolo retto allinterno del
  mouse

82
Il sistema video

• Ogni PC dispone di un sottosistema video a cui è
  affidata la produzione dellimmagine che appare
  sullo schermo
• Il sistema video è costituito da due componenti
  fondamentali
• Il monitor, che converte i segnali elettrici nei
  segnali luminosi che formeranno limmagine
• Il controller (o scheda video) che, inserito fra
  CPU e monitor, riceve segnali dalla CPU e li
  converte in segnali elettrici che pilotano il
  monitor le schede video attuali vengono fornite
  con laggiunta di hardware in grado di realizzare
  funzioni quali la trasformazione di scala e la
  rotazione
• Tutti i sistemi video sono mappati in memoria
  includono un buffer video contenente il testo e/o
  le informazioni grafiche visualizzate sullo
  schermo

83
La scheda video ? 1

• Le specifiche delle schede video danno
  informazioni sulla risoluzione, il numero di
  colori e linterfaccia del bus
• La risoluzione descrive il numero di unità
  elementari di visualizzazione contenute in una
  riga orizzontale e il numero di righe orizzontali
  (risoluzione orizzontale e verticale)
• Lo schermo è costituito da un certo numero di
  piccoli elementi di immagine, i pixel (per
  PICTure Element )
• In un sistema monocromatico, un pixel corrisponde
  ad un punto, in uno schermo a colori ad una
  triade di punti (rosso, verde, blu)
• La risoluzione dipende sia dal monitor sia dalla
  scheda video

84
La scheda video ? 2

• In modalità grafica, la scheda video interviene a
  modificare i singoli pixel, e può cambiare le
  caratteristiche dei punti come il colore o il
  lampeggio
• In modalità testo, lo schermo contiene solo
  caratteri di testo e non è possibile
  lindirizzamento individuale ai pixel la
  risoluzione in pixel in genere non viene
  specificata, mentre è specificato il numero dei
  caratteri (es., 80 caratteri per 25 righe) i
  caratteri hanno tutti la st