Bus di sistema. Bus di sistema

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1 Bus di sistema Permette la comunicazione (scambio di dati) tra i diversi dispositivi che costituiscono il calcolatore E costituito da un insieme di fili metallici che danno luogo ad un collegamento aperto non limitato agli estremi. Consente anche il broadcast dei segnali a tutti i dispositivi collegati 1/29 Bus di sistema 3 diverse funzionalità: Bus dati (bidirezionale) Bus indirizzi (monodirezionale) Bus controlli Transazione: scambio completo di informazioni tra due dispositivi o broadcast a tutti i dispositivi Permette operazioni di lettura e scrittura 2/29

2 Caratteristiche del bus di sistema Livello di parallelismo Protocollo di accesso per disciplinare i conflitti (es. Master/Slave) Velocità del bus: inverso del tempo necessario a effettuare una transazione Prestazioni: parallelismo x velocità 3/29 Periferiche di Input/Output 4/29

3 Periferiche di Input/Output Human interfaces: Mouse Tastiera Touchpad Touch screen Tavoletta grafica Sistemi per la realtà virtuale Periferiche generiche: Stampante Scanner Web-cam Scheda audio Scheda video Scheda di rete.. ecc 5/29 Il mouse tradizionale Il mouse è un sistema di puntamento per rilevare gli spostamenti sul piano e riprodurli sul monitor del computer. E costituito da: una sfera (1) due sensori di movimento perpendicolari tra di loro (3) (4) 6/29

4 Il mouse ottico Costituito da: Un LED luminoso Un sensore fotografico Un insieme di lenti La luce riflessa dal piano viene catturata dal sensore attraverso le lenti. Il sensore crea una immagine della superficie del piano. Se il mouse si muove ogni fotografia successiva sarà differente. Confrontando le varie foto si determina la direzione e l entità del movimento 7/29 La tastiera Rappresenta il dispositivo di input per eccellenza. Determina l inserimento di una carattere in seguito alla pressione di un tasto. Ne esistono di vari modelli e dimensioni Per la lingua giapponese non esiste un tastiera reale, dato l elevato numero di simboli 8/29

5 Il monitor CRT Il monitor rappresenta l'interfaccia di output per eccellenza e serve a visualizzare in modo diretto tutto quello che "succede" sul nostro personal computer. Il suo funzionamento è simile a quello delle TV e si basa sull emissione di elettroni ad alta velocità che colpendo il materiale luminescente della superficie (pixel) ne determina l accensione Un deflettore magnetico devia opportunamente il fascio di elettroni accendendo i pixel giusti CRT = Cathode Ray Tube 9/29 Il monitor LCD Sono caratterizzati dalla presenza di molecole con particolari proprietà liquido-cristalline; (cristalli liquidi) Tali molecole si orientano in presenza di un campo elettrico e permettono o meno il passaggio della luce. In un pannello LCD i cristalli liquidi sono contenuti in piccole celle (o pixel). I pixel, se accessi permettono il passaggio della luce (proveniente da una sorgente situata dalla parte opposta dell'osservatore) o delle sue componenti cromatiche, formando così l'immagine a schermo. LCD = Liquid Cristal Display 10/29

6 La risoluzione del monitor (1) I monitor dei calcolatori, normalmente, sono in grado di lavorare a diverse risoluzioni. Il sistema operativo, ad es. Windows, è in grado di modificare i parametri di funzionamento del monitor così da permettere la personalizzazione del sistema. Alte risoluzioni danno luogo a caratteri più definiti ed immagini più realistiche Ogni monitor ha una risoluzione massima oltre la quale non è in grado di funzionare risoluzione nativa. 11/29 La risoluzione del monitor (2) 12/29

7 Frequenza di aggiornamento (refresh) La frequenza di aggiornamento di un monitor è espressa in Hertz ed identifica quante volte in un secondo vengono aggiornati i pixel. Ogni monitor può lavorare a diverse frequenze di refresh. Normalmente è preferibile utilizzare valori prossimi alla frequenza massima sostenibile dal sistema per limitare disturbi della vista e stanchezza in seguito ad utilizzo prolungato. Il sistema operativo ci permette di settare tale parametro attraverso una finestra di dialogo 13/29 Lo scanner È un dispositivo di input in grado di digitalizzare documenti cartacei quali fotografie e fogli di testo È costitutito da un sensore lumioso detto CCD (Charged Couplet Device) e da una lampada. La lampada ed il sensore sono in grado di scorrere sul documento analizzandone tutta la superficie. La fonte di luce illumina il documento e la luce riflessa viene catturata dal sensore che ne genera una rappresentazione digitale. La risoluzione dello scanner dipende strettamente dalla bontà del sensore CCD. 14/29

8 La risoluzione dello scanner La risoluzione massima di uno scanner dipende dalla risoluzione (finezza) del sensore CCD. Viene valutata in punti per pollice (dot per inch) ed identifica il numero massimo di punti discriminabili in ogni pollice di documento. Esistono tecniche di interpolazione che permettono di ottenere una risoluzione massima maggiore di quella nativa del sensore. 15/29 Esempio di diversi gradi di risoluzione 16/29

9 La stampante E uno dei dispositivi di output maggiormente utilizzato. E in grado di riprodurre sia testo che immagini. Ne esistono di vari tipi in relazione al principio di funzionamento su cui si basano: Laser A getto di inchiostro A sublimazione Termica Ad aghi Ha il compito di ricostruire un documento partendo da un flusso di dati digitali provenienti dal PC 17/29 Funzionamento di una stampante laser I segnali digitali provenienti dal PC (file da stampare) attivano il raggio laser che si accende o si spegne a seconda del bit che vi arriva (0, 1) Uno specchio riflette il raggio sul tamburo. Quando il raggio colpisce il tamburo disegna un punto dove si accumulano cariche elettriche Le cariche elettriche sul tamburo attirano il toner che si deposita in seguito sul foglio. Una fonte di calore fissa infine il toner sul foglio 18/29

10 Dal file al documento cartaceo 19/29 Interfacce di Ingresso/uscita nelle periferiche di input/output Natura eterogenea dei dispositivi di I/O (periferiche): Tastiera, video, stampante Dischi, rete, modem 20/29

11 Interfacce di Ingresso/uscita nelle periferiche di input/output Le interfacce nascondono l eterogeneità: Registro dati (PDR = Port Data Register) Registro comandi (PCR = Port Control Register) Registro di stato (PSR = Port Status Register) 21/29 Comunicazione nelle periferiche di Input/Output La comunicazione avviene generalmente tramite un CONTROLLER: Dispositivo elettronico (chip) che effettua la conversione dei messaggi da e per la periferica Ogni periferica ha un controller dedicato (progettato per funzionare con la particolare periferica) Il controller si posiziona tra il bus di sistema e la periferica ed implementa l interfaccia di comunicazione Può essere PARALLELA o SERIALE CPU mouse controller ALU Unità di controllo BUS RAM Registro Registro Registro 22/29

12 Comunicazione PARALLELA La comunicazione PARALLELA prevede il trasferimento di più bit contemporaneamente ognuno su di una linea (filo) separata Invia dati con rapidità (un solo ciclo di sincronizzazione) Richiede un collegamento complesso (un filo per ogni bit parallelismo ) Esempi di collegamenti paralleli: Bus di sistema Porta LPT della stampante Connessione agli Hard Disk 23/29 Comunicazione SERIALE La comunicazione SERIALE prevede il trasferimento di un solo bit alla volta su di una sola linea (filo), più bit vengono inviati uno di seguito all altro Invia dati più lentamente della parallela (numero maggiore di cicli di sincronizzazione) Richiede un collegamento semplice (un solo filo per trasferire tutti i bit) Esempi di collegamenti seriali: Comunicazione via modem Mouse Tutte le USB (Universal Serial Bus) 24/29

13 Comunicazione seriale e parallela 25/29 Velocità di comunicazione dei dati Velocità di trasferimento dei dati da un elemento ad un altro Viene misurata in bps (bit per secondo) Kbps = 1000 bps Mbps = 1 milione di bps Gbps = 1 miliardo di bps La velocità massima di trasferimento dei dati per un canale di comunicazione viene detta LARGHEZZA DI BANDA 26/29

14 27/29 Rapporto tra larghezza di banda e frequenza Una bassa fequenza di trasmissione produce una banda stretta Un alta frequenza produce una banda larga 28/29

15 Larghezza di banda dei protocolli standard per il modem 29/29

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