L'elaborato elettronico - Appunti
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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
1
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
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