L'elaborato elettronico - Appunti

rappresentano, generalmente, la sequenza di istruzioni che la CPU deve

eseguire all’accensione. La ROM è una memoria di tipo non volatile e le

informazioni in essa contenute rimangono memorizzate anche a computer

non alimentato. In genere, la ROM è scritta dal costruttore dell’hardware.

Esistono diversi tipi di ROM: PROM (Programmable ROM); EPROM

(Erasable Programmable ROM); EEPROM (Electrically EPROM).

Il BIOS (Basic Input Output System), un sistema di procedure che

effettua, nella fase di avvio del computer (‘bootstrap’), un controllo di

integrità di tutti i dispositivi hardware dell’elaboratore, è comunemente

archiviato in una particolare memoria ROM di tipo EEPROM, detta ‘flash

memory’.

c) Il bus.

La comunicazione tra i vari componenti che costituiscono l’elaboratore

è affidata al bus. Il bus è costituito da una collezione di fili: ogni filo è

adibito al trasporto di un singolo Bit (Binary digit = cifra binaria), che può

assumere i valori 0 e 1 ed è l’elemento atomico del linguaggio compreso

dall’elaboratore. I multipli del Bit sono il Byte, pari ad un carattere

dell’alfabeto, che rappresenta 8 Bit; il Kilobyte, pari a 1024 Byte; il

Megabyte, pari a 1024 Kilobyte.

Negli home computer, i bus sono generalmente a 16 o a 32 Bit; ciò

significa che un bus è in grado di trasportare simultaneamente 16 o 32 Bit di

dati. Un bus è detto monodirezionale se trasporta dati solo in una certa

direzione, bidirezionale nel caso in cui il trasporto avvenga in entrambe le

direzioni; analogamente, si definisce un bus omogeneo o eterogeneo

secondo che trasporti dati di uno stesso tipo oppure no.

Esistono tre tipi di bus: ‘bus dati’, ‘bus degli indirizzi’ e ‘bus di

controllo’. Il ‘data bus’ è adibito al trasporto di tutti i dati veri e propri in

formato binario; è di tipo c.d. bidirezionale omogeneo poiché tutti i

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componenti di base possono ricevere ed inviare dati attraverso questo bus.

L’ ‘address bus’, invece, è quello che si occupa della destinazione dei dati

(da un componente del computer verso un altro componente) ed è di tipo

monodirezionale omogeneo. Infine, il ‘control bus’, è un particolare bus che

trasporta dati non omogenei di controllo quali, ad esempio, il segnale del

clock, il segnale di interrupt, ecc.

3. Le memorie di massa.

Le memorie di massa sono delle periferiche che permettono la

memorizzazione permanente di dati e programmi in formato digitale (0 e 1).

Quando il computer è spento, la memoria centrale perde il suo contenuto; è

quindi necessario conservare i dati e i programmi in supporti in grado di

archiviarli, per potere essere letti in un secondo momento.

I dispositivi di memorizzazione possono essere magnetici o ottici: sono

di tipo magnetico i nastri, i floppy disk, gli hard disk; sono di tipo ottico i

CD-ROM ed i DVD-ROM.

Il nastro magnetico è un nastro di plastica con un sottile strato di ferrite

in superficie, avvolto in due bobine che ne permettono lo scorrimento. Il

tutto è contenuto in un involucro di plastica e alluminio. Vengono utilizzati

per l’archiviazione di grandi quantità di dati, possono contenere fino a 150

Gb. L’accesso ai dati è sequenziale, e ciò penalizza questo tipo di memoria,

in termini di prestazioni, sia in fase di lettura che in fase di scrittura. Ciò

nonostante, i nastri sono delle memorie molto economiche in rapporto alla

quantità di dati che possono contenere.

Il floppy disk è un disco di plastica con un sottile strato di ferrite in

superficie, contenuto in un involucro di plastica. Il disco ha un diametro di

3,5 pollici, è suddiviso in tracce e settori ed ha una capacità di memorizzare

fino a 1,44 Mb. È molto economico ed è diffuso a tal punto che la quasi

totalità dei personal computer è dotata di un apposito lettore di floppy disk

(lettore FDD). Il floppy disk è utilizzato principalmente per trasportare dati

da un computer ad un altro essendo una memoria di tipo rimovibile.

L’accesso ai dati è di tipo diretto ed è quindi abbastanza veloce sia in lettura

che in scrittura.

Sono presenti sul mercato altri tipi di dischi rimovibili, come lo Zip,

prodotto da Iomega, e le cartucce EZ e Syjet, prodotte da Syquest; si tratta

di supporti che hanno una capacità di memoria di gran lunga superiore a

quella del floppy disk (le unità di Iomega hanno una capacità da 100 a 250

MB, le cartucce di Syquest possono superare un Gb di capacità). Per

entrambi questi ultimi tipi di supporto valgono però le seguenti

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considerazioni: sono assimilabili, per capacità e prestazioni, più ad un disco

rigido rimovibile che ad un’unità floppy; a differenza del floppy non hanno

mai costituito uno standard di fatto, se non in certi settori (nel campo della

grafica pubblicitaria, in particolare).

L’hard disk (o disco rigido) è costituito da uno o più dischi sovrapposti

di alluminio con le superfici levigate, sulle quali è depositato uno strato di

ferrite molto sottile. Il disco è sempre in rotazione a velocità costante (dai

3600 ai 15000 giri per minuto) e la testina di lettura e scrittura galleggia in

un cuscino d’aria, per effetto aerodinamico, ad una distanza di pochi micron

dalla superficie del disco medesimo. La sua velocità di elaborazione dipende

dai componenti meccanici, dalla propria memoria cache e dalla velocità del

canale dedicato. Esistono due diversi tipi di hard disk: IDE e SCSI. I dischi

IDE (acronimo di Integrated Drive Electronics) sono poco costosi e

sufficientemente efficienti. I dischi SCSI (acronimo di Small Computer

System Interface) permettono una maggiore velocità e sono impiegati in

sistemi di alta affidabilità (mission critical) o per esigenze particolari di

lavoro.

Le informazioni sul disco rigido sono archiviate con un sistema a

cilindri, settori e tracce simile a quello dei floppy disk, le cui dimensioni

totali, tuttavia, arrivano anche a 100 Gigabyte (una capacità di circa 70

milioni di dischetti floppy).

L’hard disk è usualmente interno ed integrato al computer (ed è per

questa ragione detto anche ‘disco fisso’), ma esistono anche versioni esterne

e rimovibili.

Il CD-ROM (Compact Disc – Read Only Memory) è un supporto per la

memorizzazione di dati basato su tecnologia laser; il supporto ospita dei

buchi (pits) il cui riflesso o non riflesso genera la sequenza di bit di

memoria. La lettura del disco avviene attraverso un apposito lettore (CD

drive) la cui velocità è basata su un multiplo di 600 Kb al secondo. Il disco

può essere di vetro o in plastica, ricoperto da un sottilissimo strato di

vernice riflettente; la registrazione (master) è un’incisione della vernice,

protetta successivamente da uno strato argentato. La capacità di

memorizzazione è di 650 Mb (pari a 450 dischi floppy), ma è di tipo ROM,

perché non è più possibile aggiungere, modificare o cancellare i dati nel

filesystem. Esistono anche CD di tipo scrivibile (CD-W, Writable) e

riscrivibile (CD-RW, Re-Writable), registrabili mediante una unità fisica,

detta masterizzatore (CD-RW drive); i primi possono essere scritti una volta

soltanto fino al completamento dello spazio disponibile; i secondi possono

essere registrati più volte (fino ad un migliaio); entrambi sono leggibili dai

normali CD drive.

Il DVD-ROM (Digital Versatile Disk – Read Only Memory) è uno

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standard per la memorizzazione di grandi quantità di dati (fino a 17 Gb).

Questo dispositivo di memoria non è compatibile con i normali lettori di

CD-ROM, e quindi impone l’utilizzazione di un lettore dedicato

(compatibile comunque con i supporti CD-ROM). Viene impiegato

soprattutto per l’archiviazione di filmati di elevata qualità grafica (da qui

l’ulteriore acronimo Digital Video Disc), oppure per operazioni di copia e di

trasferimento file.

4. I dispositivi di input/output.

Per dispositivi di input/output si intendono tutte quelle periferiche

esterne che permettono di inviare ad un elaboratore e di ricevere da questo

informazioni. Più specificamente, il nome indica un qualunque componente

hardware che permette ad un utente di fornire informazioni ad un

elaboratore codificandole in linguaggio binario (dispositivi di input) o di

trasformare i risultati prodotti da un elaboratore in informazioni fruibili

dall’utente decodificando il linguaggio binario (dispositivi di output).

a) Dispositivi di input.

Appartengono a questa categoria tutti quei dispositivi mediante i quali

si inseriscono dati nel calcolatore o che comunque permettono di

comunicare in ingresso. Esempi tipici di questi dispositivi sono: la tastiera,

il mouse, il joystick, la tavoletta grafica.

La tastiera è il più diffuso e tradizionale dispositivo di input.

Osservando la tastiera immediatamente la si associa ad una macchina da

scrivere, ma ad un più attento esame si rileva che essa presenta un maggior

numero di tasti (circa 105). Per chiarire meglio l’organizzazione della

tastiera ed il significato dei suoi tasti, possiamo suddividerla in quattro

raggruppamenti logici: 1) la tastiera alfanumerica è la parte della tastiera di

un computer comune a quella di una macchina da scrivere. La disposizione

dei tasti, a prima vista casuale, risponde all’esigenza di rendere più

funzionale il raggiungimento in rapida successione dei tasti più usati,

; 2) il tastierino

evitando urti o accavallamenti durante la fase di battitura

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numerico occupa solitamente la parte destra della tastiera; in esso vengono

ripetute le cifre da 0 a 9 insieme alle più frequenti funzioni di calcolo, con

una disposizione simile a quella di una calcolatrice tascabile; 3) i tasti di

In Europa, la maggior parte delle tastiere utilizza la disposizione c.d. ‘qwerty’; essa

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corrisponde alle prime cinque lettere a sinistra nella fila superiore.

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controllo hanno il compito di eseguire operazioni speciali tipiche di ogni

computer (INVIO/ENTER, CTRL, ALT, SHIFT). Questi tasti non

corrispondono a caratteri stampabili e vengono gestiti con significati diversi

in funzione dell’attività in atto in quel momento; 4) i tasti funzione, infine,

sono identificati con le sigle F1, F2, ..., F12, e vengono impiegati in genere

per attivare funzionalità speciali del computer o del programma attivo in

quel momento.

Il mouse è un dispositivo di input che viene manovrato con la mano ed

è dotato di due o tre pulsanti, di un tasto di scrolling e di una sfera rotante

nella parte inferiore. Il suo spostamento su una superficie piana si traduce

nel movimento del puntatore sullo schermo. Si tratta di un dispositivo oggi

indispensabile, per dialogare con i sistemi operativi e gli applicativi più

moderni. Oggi esistono mouse ‘cordless’ (senza filo), collegati al computer

tramite dispositivi ad infrarossi o ad onde radio.

Nei computer portatili, il puntatore viene gestito solitamente attraverso

lo scivolamento del dito sul mouse pad, una membrana sensibile al tocco di

forma rettangolare posta nella parte inferiore della tastiera. In alternativa (o

in aggiunta), vi è la trackball, un dispositivo in cui il movimento di

puntamento viene effettuato attraverso piccole pressioni col dito su una

sferetta.

Più di recente, sono stati messi in commercio i primi mouse ottici, dalla

forma tradizionale, ma con una microcamera nella parte inferiore che

traduce i movimenti sul monitor; sono molto precisi e possono essere

utilizzati anche su superfici inclinate o irregolari.

Il joystick è costituito da una base solida con una impugnatura a leva

(cloche) ed uno o più pulsanti. Attraverso i movimenti dell’impugnatura

nelle diverse direzioni, il cursore si sposta in corrispondenza sullo schermo.

Il joystick è il più diffuso dispositivo di interfaccia per input collegato al

computer nell’utilizzo di video giochi. Dispositivi alternativi ai joystick

tradizionali sono i pad, caratterizzati dall’assenza della leva e dalla presenza

di frecce direzionali.

La tavoletta grafica altro non è che un tecnigrafo elettronico, in grado

di comunicare al computer coordinate di punti rilevati da un disegno su

carta. I dispositivi di rilevazione possono essere posizionati liberamente sul

disegno. Fra i più comuni abbiamo: 1) il puntatore (o cursore), che può

disporre anche di una lente e di un tastierino numerico per una maggiore

precisione; 2) la stilo (o penna), che è più adatta ad una rilevazione continua

di tracciati a mano libera. Le tavolette grafiche vengono utilizzate per

disegni a mano libera di dimensioni comunque ridotte. Per rilevazioni di

disegni tecnici, cartografia, impiantistica di grandi dimensioni vengono

utilizzati i digitalizzatori.

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Altri dispositivi di input sono: lo scanner, la penna ottica, la telecamera,

la fotocamera digitale ecc.

b) Dispositivi di output.

Appartengono a questa categoria tutti quei dispositivi che permettono al

calcolatore di comunicare verso l’esterno. Esempi tipici di questa categoria

sono il monitor e la stampante.

Il monitor (detto anche display, video o schermo) rappresenta oggi la

più comune periferica di output, in grado di visualizzare nel modo più

rapido i dati che introduciamo, i risultati di una elaborazione e tutto ciò che

il computer deve comunicarci. I monitor possono essere di due tipi: CRT

(Cathode Ray Tube = tubo a raggi catodici), che utilizzano la stessa

tecnologia dei comuni televisori; LCD (Liquid Cristal Display = schermo a

cristalli liquidi), molto più leggeri, senza radiazioni e soprattutto piatti;

sprigionano pertanto meno calore dei monitor tradizionali e sono di gran

lunga meno ingombranti.

Le caratteristiche principali di un monitor sono:

– la dimensione: è misurata in pollici (un pollice è pari a 2,54