Dall'architettura di Von Neumann al personal computer

DALL'ARCHITETTURA DI VON NEUMANN AL PERSONAL COMPUTER

5 unità di input e output: l'input è ciò che fornisce informazioni al computer come soggetto, mentre l'output è ciò a cui il computer fornisce informazioni, come un'unità di output.

Tra i più importanti dispositivi di input/output ci sono quelli tecnicamente definiti dispositivi di memorizzazione secondari o ausiliari, come:

• Memorie di massa (che conservano il nostro lavoro anche dopo lo spegnimento del computer)
• Nastri magnetici
• Dischi magnetici
• Memorie a stato solido (ad esempio chiavette USB)
• CD/DVD
• Memorie SSD (solid-state device)

Per il computer, la chiavetta USB è un sistema di input perché il computer prende informazioni da essa. Quando la utilizziamo per caricare dati, diventa un sistema di output.

se andiamo a vedere le capacità di queste memorie, ci accorgiamo che i registri riescono a mantenere un'info che è nell'ordine di un kilobyte (nemmeno un sms), quindi molto veloci ma molto poco capienti. Dall'altra parte nel momento in cui andiamo a memorizzare informazioni in modo duraturo nel tempo, abbiamo memorie nell'ordine dei Terabyte. I sistemi SSD che vengono proposti in sostituzioni dei dischi rigidi, mantengono la memoria nel tempo ma sono meno capienti. Struttura di un disco rigido: Si trovano dei dischi. Se il disco lo posso leggere e scrivere nella sua parte superiore, lo posso leggere e scrivere anche nella sua parte inferiore, basta mettere una testina di lettura e scrittura sopra e sotto. A quel punto se ne mettono di più, pile di dischi che costituiscono il disco rigido. Le testine di scrittura e lettura sono collegate ad un braccio che si può muovere a sinistra a destra e il disco ruota; se io ho un cerchio che ruota la testina.che fa avanti indietro io posso raggiungere qualsiasi punto del disco. Questo disco è spalmato di magnetini che hanno, come tutti i magneti, una parte nord ed una sud, e sono distribuiti su una superfice che consente di ruotare. Dal punto di vista logico un disco rigido è suddiviso in tracce, la traccia è la circonferenza (immagino di avere una serie di bit lungo la circonferenza). Le tracce sono divise in settori (arco di circonferenza) e poi ci sono i blocchi, cioè più settori uno attaccato all'altro. La maggior parte delle informazioni viene memorizzata nei blocchi: grave se si rovina un blocco. Si usano prima le tracce più interne perché sono quelle che si rovinano meno, poi quelle più esterne. Le aree nere corrispondono ad esempio alle zone del disco in cui sono state create aggregazioni di cariche positive, mentre le aree bianche corrispondono alle zone del disco in cui sono state create aggregazioni di cariche negative.

Sono state create aggregazioni di cariche negative. Se alle aree nere associamo lo stato 1 e alle aree bianche associamo lo stato 0 abbiamo costruito un sistema per memorizzare i bit. Utilizzando quindi le proprietà magnetiche di questi magnetini, che sono tantissimi: per questo si parla di memoria magnetomeccanica. Se la testina parcheggia, si rovina la superficie e il disco è rovinato. I portatili hanno dei sensori che se sentono degli urti la testina si toglie dai blocchi. Il disco gira nell'ordine dei 4 mila giri al minuto o 7 mila giri al minuto, quindi ecco perché qualsiasi piccolo movimento può rovinare tutto (perché velocissimo), bisognerebbe sempre farne una copia. Dispositivi che permettono di leggere una scheda perforata: questa è una scheda perforata, una di quelle schede che potevamo vedere nel '53 (tipo quello della pubblicità di prima). Come faccio a scrivere i bit su un

Pezzo di cartone? Se uso un disco rigido sfrutto le proprietà magnetiche della materia per cui tengo o i magneti verso nord o verso sud e scindo il nord dal sud. Mentre qui abbiamo il cartone. Intanto la scheda perforata ha una capacità di (ha 80 colonne da 10 righe) 800 bit: per memorizzare i bit io la perforo: quando c'è il buco, al sistema input output si può dire che "dove c'è il buco quello è zero, dove non c'è è uno, leggete i bit dall'alto verso il basso". È il migliore modo per mantenere l'informazione → scheda perforata con dati memorizzati → è degli anni 40 e ancora funziona, mentre un disco rigido se si ossida non funziona più e sicuramente non è più compatibile con i sistemi. Il problema è quante informazioni uno può memorizzare sul cartone.

Elenco di input che possiamo utilizzare:

• tastiera → primo mouse
• mouse
• scanner
• tavoletta

grafica

touch screen

scanner di codici a barre

microfono

videocamera

unità di output

DALL'ARCHITETTURA DI VON NEUMANN AL PERSONAL COMPUTER è un'apparecchiatura mediante la quale i risultati registrati nella memoria del computer sono resi disponibili al mondo esterno. Le più comuni unità di output sono il monitor e le stampanti.

Il sistema di output che noi andiamo a considerare è lo schermo, dove questo è un oggetto rettangolare. Quando parliamo di monitor però parliamo di pollici, misurati in diagonale. Quindi per dimensione del monitor si intende la distanza misurata in diagonale tra due angoli opposti del monitor e le dimensioni variano oggi da pochi pollici a oltre 100 pollici. Quando diciamo 16/9 indichiamo il rapporto tra i lati.

Le risoluzioni standard, dette anche modalità video, sono combinazioni di parametri utilizzate dall'industria elettronica per definire l'interfaccia video di un computer: risoluzione del display

(larghezza x altezza in pixel)
profondità colore (espressa in bit)
velocità di refresh (espressa in hertz)
(un monitor può avere ad esempio una risoluzione di 1024 x 768 pixel, una profondità colore di 24 bit e una velocità di refresh di 75 Hz)
velocità di refresh → vuol dire velocità con cui l'immagine viene ridisegnata, che viene espressa in volte al secondo (Hz), quindi è meglio un televisore che ha una velocità di refresh alta (quando noi guardiamo un oggetto in tv non lo guardiamo in modo continuo, ma tipo 30 volte al secondo e se si muove molto velocemente noi non lo vediamo, più andiamo su con gli hertz più l'immagine appare fissa, migliori monitor da 75 Hz in su)
profondità di colore → deve essere almeno di 24 bit, mi consente di vedere 16 milioni di colori.

DOT PITCH

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Il dot pitch è la misura della distanza tra i punti

difosforo o tra le celle LCD dello stesso colore di pixel adiacenti. In altre parole, il dot pitch è una misura della grandezza della terna di punti di colore che compone un pixel, più l'eventuale distanza tra terne adiacenti e si misura normalmente in millimetri. Un dot pitch più piccolo corrisponde generalmente a un'immagine più nitida perché corrisponde a una maggiore densità di punti. Tradizionalmente, per avere una stima il più possibile realistica della qualità di un monitor, il dot pitch si misura lungo la diagonale del monitor stesso, anche se è invalso l'uso di definire il dot pitch orizzontale, pari alla misura del lato del quadrato che costituisce il pixel, aumentato dello spazio tra un pixel e l'altro ma misurato in orizzontale. Un tipico monitor economico ha un dot pitch di 0,28mm (diagonale). Questo valore è anche un valore limite, superato il quale il monitor presenta una risoluzione bassa.spazio tra un pixel e l'altro conta perché se la distanza è tanta vuol dire che il monitor presenta una serie di zone dove non c'è il colore. Esercizio: vi viene proposto un monitor ad un prezzo molto conveniente, con un dot pitch orizzontale pari a 0,24mm. Lo comprate? 0,24x0,24 + 0,24x0,24 = 0,1152 (quadrato dell'ipo) radice di 0,1152 = 0,339 → (per avere un monitor buono, il dot pitch deve avere massimo 0,28) il monitor non lo compro. I monitor non sono tutti uguali, soprattutto per le tecnologie che ci sono dietro: DALL'ARCHITETTURA DI VON NEUMANN AL PERSONAL COMPUTER 11 MONITOR CON TUBO A RAGGI CATODICI (CTR, cathode ray tube) In un tubo a raggi catodici il fascio di elettroni colpisce uno schermo rivestito di fosfori, che emette luce con un'intensità dipendente dall'energia cinetica degli elettroni. È il classico monitor dimensionale: se io prendo il monitor di un computer e lo guardo in sezione, se la sezione ha 3d, il monitor

è ctr, se non ha partedimensionale, non è ctr.

l’emissione di luce dei fosfori si affievolisce inmillesimi di secondo

l’intera immagine deve essere ridisegnata aintervalli frequenti, normalmente 30 volte al secondo o più (perchè l’occhio umano nonpercepisca il cosiddetto “sfarfallio” sono necessariin realtà monitor a più di 60Hz, cioè refresh pari a più di 60 volte al secondo)

la ripetizione del disegno si basa su unarappresentazione digitale dell’immagineimmagazzinata in un’unità di memoria chiamata refresh buffer