LE PORTE E I CAVI DEL PC ver. (1.1)

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1 Al computer possono essere collegati dispositivi denominati Periferiche che estendono la funzionalità di base del PC stesso aggiungendo specifiche funzioni. Le periferiche sono un insieme di apparati molto eterogenei per costo, funzionalità, modalità di interazione con il computer e con l utilizzatore; normalmente le periferiche sono collegate al computer per mezzo di Porte di Comunicazione che possono essere sia di tipo Generale che Dedicata in relazione al tipo di funzionalità specifica: ossia alcune porte di comunicazione sono dedicate alla connessione di specifiche periferiche, come il monitor la tastiera, il mouse, mentre altre porte sono invece più versatili e permettono il collegamento di dispositivi con funzionalità anche molto diverse tra loro. Le diverse porte di comunicazione differiscono inoltre tra loro anche per quanto riguarda il formato dei dati che trasferiscono con l esterno e la loro velocità di trasferimento. E- sternamente si distinguono in base al tipo di connettore utilizzato per la connessione che determina, inoltre, la scelta del tipo di Cavo di Connessione impiegato per il collegamento con la periferica stessa. Nel seguito sono riportate due immagini nelle quali sono riportati i Connettori delle principali Porte di Comunicazione che si trovano normalmente montate sulle Mother Board dei moderni PC. Audio (Out) PS/2 MOUSE PARALLELA (LPT1) Line (In) MINI JACK STEREO ETHERNET PS/2 TASTIERA VGA MONITOR DVI MONITOR USB Microfono (In) Dolby Surround Microfono (In) PS/2 MOUSE PARALLELA (LPT1) ETHERNET MINI JACK STEREO PS/2 TASTIERA SERIALE (COM1) VGA MONITOR USB Audio (Out) Line (In) 1 / 7

2 La Porta Seriale anche questa in disuso viene utilizzata per collegare modem, mouse e altri dispositivi, su alcuni portatili già scomparsa. È detta anche RS-232 (Recommended Standard 232), rappresenta la prima interfaccia che ha permesso lo scambio di dati tra dispositivi digitali. La Porta Parallela quasi in disuso è utilizzata in genere per il collegamento di stampante e scanner di qualche anno fa. Si è sviluppata negli anni per garantire anche il collegamento di altre periferiche quali scanner, plotter memorie di massa e altro. I termini Seriale e Parallelo indicano due modalità con cui vengono inviati dati oltre che le porte di connessione. Seriale indica che i dati vengono inviati un bit per volta, Parallelo i dati vengono inviati un byte alla volta. Tipico esempio di porta seriale in un PC è la porta COM1 o COM2 (utilizzata per collegarvi modem, mouse o comunque periferiche seriali), mentre quella parallela è LPT1 o LPT2 (utilizzata per collegarvi stampanti, scanner o periferiche parallele). La Trasmissione dei Dati Seriale consiste nell inviare i diversi bit che compongono il Byte in serie ossia, come dice la parola, uno dopo l altro su di un unico filo elettrico. Questo sistema di trasmissione è più lento, rispetto alla trasmissione parallelo 8 volte più lento. Il sistema è però più sicuro, infatti i bit sono ricevuti esattamente nella sequenza di invio senza perdita di consistenza del dato trasmesso a causa, ad esempio di civersa velocità di propagazione del segnale lungo il cavo elettrico di trasmissione. RICEZIONE CAVO ELETTRICO TRASMISSIONE La Trasmissione di Dati in Parallelo consiste nell inviare dei dati simultaneamente su più canali (fili elettrici). Le porte parallele presenti sul PC permettono di inviare simultaneamente 8 bit (un Byte) attraverso un cavo composto da otto diversi fili elettrici (ciascuno per ogni bit da inviare). La trasmissione è evidentemente molto veloce ma c è uno svantaggio: alcuni bit potrebbero arrivare troppo presto o troppo tardi rispetto agli altri (a causa di una diversa velocità di propagazione nei cavi elettrici), e in tal caso i Byte corrispondenti potrebbero essere ricomposti in ricezione in maniera errata. Infine la lunghezza del cavo di connessione è solo di pochi metri poiché all aumentare della lunghezza la velocità di propagazione tende a essere diversa nei diversi cavi. CAVO ELETTRICO RICEZIONE TRASMISSIONE BIT SINCRONI BIT IN ANTICIPO BIT IN RITARDO 2 / 7

3 La Porta PS/2 è generalmente usata per il collegamento di mouse e tastiera; il connettore di colore viola è quello utilizzato per la tastiera, mentre quello di colore verde è utilizzato per il collegamento del mouse (negli ultimi tempi sono presenti sul mercato anche mouse con connettore di tipo USB). La Porta VGA, dall'inglese Video Graphics Array è riferita a una porta di comunicazione dedicata che normalmente è utilizzata per la connessione del computer con il monitor esterno. La porta VGA definisce anche uno standard di tipo analogico relativo alle caratteristiche che deve avere il display per computer. Il tipo di porta è stata introdotta sul mercato nel 1987 dalla Società IBM. Lo standard VGA rimane tutt'oggi un importante standard grafico. È il "denominatore comune" che tutte le schede grafiche devono essere in grado di gestire, ancor prima di caricare il driver specifico della scheda. Nelle macchine Windows, lo Splash Screen che appare all'avvio è visualizzato mentre la macchina sta lavorando in modalità VGA (non ha ancora caricato i driver specifici per altre modalità di visualizzazione), ed è anche il motivo per il quale la schermata ha sempre bassa risoluzione e profondità di colore. La modalità grafica standard è pari a pixel di risoluzione con una capacità pari a 16 colori visualizzati contemporaneamente. La Porta DVI, dall inglese Digital Visual Interface è una porta utilizzata per trasmettere il segnale video ed è normalmente collegata al monitor del computer. Si trova spesso su computer (ma anche su televisori e videoproiettori) che richiedono video ad alta definizione. Attraverso di essa il segnale video viene inviato al monitor in forma digitale, quindi meno soggetta ai disturbi e con una risoluzione maggiore rispetto alle parte VGA. La porta DVI è implementata in tutte le schede video di ultima generazione, e porta a un notevole miglioramento rispetto alle precedenti interfacce analogiche. Le immagini veicolate dalle interfacce DVI sono molto nitide, ad alta risoluzione e predisposte per l'hdtv. La risoluzione standard è pari a 1920x1080 con una capacità pari a colori visualizzati contemporaneamente. La Porta Ethernet è infine utilizzata per collegare il computer in rete secondo gli standard Ethernet/IEEE nelle diverse versioni:10base-t, 100Base-TX e 1000Base-T, oppure ad un router; il nome del connettore è RJ-45. La Porta USB (Universal Serial Bus) che costituisce un alternativa recente e più veloce alla porta seriale tradizionale e permette di collegare molteplici periferiche. È possibile collegare i dispositivi alla porta senza bisogno di spegnere il pc, e inoltre la porta USB è in grado di fornire la corrente per il funzionamento della periferica a essa collegata. Il collegamento USB permette al sistema operativo di riconoscere immediatamente la periferica collegata senza la necessità di intervento da parte dell utente come l installazione manuale di driver software aggiuntivi specifici per la periferica collegata. Esistono tre diverse versioni di porta USB ciascuna caratterizzata da velocità di comunicazione via via sempre crescenti a partire dalla porta USB 1.0 a quella USB 3.0 disponibile in commercio a partire dai primi mesi del 2010; è da notare come le diverse versioni siano compatibili tra loro a meno della diversa velocità raggiungibile. Versione USB 1.1 USB 2.0 USB 3.0 Velocità Massima Raggiungibile 12 Mbit/s (1,5 MB/s) 480 Mbit/s (60 MB/s) 4,8 Gbit/s (600 MB/s) 3 / 7

4 Sistemi di connessione Wireless. In informatica e telecomunicazioni il termine WIRELESS (Senza Fili) indica una comunicazione tra dispositivi elettronici che non fa uso di cavi di connessione per il collegamento della periferica alla porta di comunicazione. Per estensione sono detti Wireless i rispettivi sistemi o dispositivi di comunicazione che implementano tale modalità di comunicazione. Per contro i sistemi tradizionali basati su connessioni cablate sono invece detti Wired. Generalmente i sistemi di connessione wireless utilizzano onde radio a bassa potenza per effettuare il trasferimento dei dati; tuttavia la definizione si estende anche ai dispositivi, meno diffusi, che sfruttano la radiazione infrarossa o il laser (tipicamente sistemi IrDA, acronimo in lingua inglese di Infrared Data Association; ormai tali sistemi non sono più utilizzati). La comunicazione e i sistemi Wireless trovano diretta applicazione nelle reti wireless di telecomunicazioni, fisse e mobili e più in generale nelle radiocomunicazioni. Le onde radio vengono utilizzate dalle reti tipo Wi-Fi cioè reti che devono coprire ambienti eterogenei dove le diverse postazioni da collegare non sono necessariamente visibili, infatti possono essere separate da muri o da intercapedini. Le reti basate su infrarossi vengono utilizzate per collegare dispositivi visibili direttamente, sono lente e spesso utilizzano dispositivi dedicati infatti sono in disuso sostituite quasi totalmente dai dispositivi BLUETOOTH. Wi-Fi, abbreviazione di Wireless Fidelity, è il nome delle reti locali senza fili. I sistemi wireless Wi-Fi utilizzano onde radio alla frequenza di Mhz. (microonde) per stabilire la comunicazione tra le diverse unità, normalmente le potenze utilizzate sono in grado di assicurare una portata massima, tra i dispositivi, pari a circa 150/200 m in condizioni di assenza di ostacoli. Questo standard è stato progettato con l'obiettivo primario di ottenere bassi consumi, un corto raggio d'azione (da 1 a 100 metri) e un basso costo di produzione per i dispositivi compatibili. Lo standard è stato sviluppato per consentire il collegamento wireless tra periferiche come telefoni cellulari, auricolari, portatili, stampanti, macchine fotografiche, videocamere, ecc. a computer o PDA o tra PDA e PDA. Attualmente più di un miliardo di dispositivi montano un'interfaccia Bluetooth. - cite_note-3#cite_note-3 I dispositivi che integrano lo standard Bluetooth sono venduti in milioni di esemplari e sono abilitati a riconoscere e utilizzare periferiche Bluetooth nel raggio di copertura dei dispositivi. Il Bluetooth ha due diverse tipologie: portata massima fino a 10 metri e fino a 100 metri. Attualmente i produttori di autoveicoli forniscono di serie o in opzione sistemi a viva voce Bluetooth che integrati con l'autoradio dell'automobile permettono di utilizzare il cellulare mantenendo le mani sul volante a quindi aumentando la sicurezza della guida. Bluetooth non è uno standard comparabile con il Wi-Fi. Il Bluetooth può essere paragonato alla USB mentre il Wi-Fi può essere paragonato allo standard Ethernet. 4 / 7

5 I cavi di interconnessione per le diverse porte di comunicazione. È opportuno analizzare in questa sezione, i diversi tipi di cavi utilizzati per collegare le diverse porte del computer alle diverse periferiche esterne come fotocamere, videocamere, stampanti, mouse, hard disk, cellulari. Generalmente per riconoscere i cavi e le relative porte è sufficiente guardare il simbolo riportato su i connettori. Infatti è impossibile inserire un cavo nella porta errata, a meno di non forzare, poiché gli attacchi sono realizzati per non creare questo tipo di inconveniente. Per rendere più facili i collegamenti tra le periferiche e le porte del computer, di seguito è riportata una semplice guida con i simboli e le descrizioni delle varie connessioni usate dalla moderna tecnologia. È sufficiente guardare il simbolo sul cavo e trovare il simbolo corrispondente sulla porta del computer o del dispositivo da connettere per essere sicuri della corretta connessione. Cavo Parallelo. Il cavo parallelo, generalmente utilizzato per il collegamento di stampanti, Il connettore è oramai scomparso dai PC moderni perché sostituito dal connettore USB. E' identificabile da un connettore da 25 poli, a forma di vaschetta, generalmente femmina. A differenza della trasmissione seriale, quella parallela è molto più veloce ma presenta degli inconvenienti, per esempio i cavi di connessione sono più costosi e a distanze superiori a i 3/4 m il segnale tende a deteriorarsi. Cavo Seriale. Il cavo seriale è un tipo di cavo utilizzato per il collegamento del computer ad altri computer o periferiche come ad esempio i vecchi modem analogici. Anche questo connettore è praticamente scomparso dai PC moderni perché sostituito dal connettore USB. E' identificabile da un connettore da 9 poli, a forma di vaschetta, generalmente femmina, disposti su due file. Cavo DVI. È un tipo di cavo utilizzato per il collegamento del computer al monitor. Esistono tre diversi tipi di Simbolo DVI 5 / 7

6 cavi DVI, il cavo DVI-A che trasporta esclusivamente segnali analogici in formato compatibile VESA VGA (il cavo DVI-A è ormai in disuso), il cavo DVI-D esclusivamente utilizzato per segnali digitali. L'interfaccia digitale DVI-D può essere di due diversi tipi: Single Link o Dual Link. Infine e- siste il cavo DVI-I che implementa sullo stesso connettore sia i segnali analogici dell'interfaccia DVI-A che quelli digitali dell'interfaccia DVI-D. La parte digitale può essere a un canale o a due canali esattamente come per l'interfaccia DVI-D quindi possiamo avere una DVI-I Single Link o una DVI-I Dual Link a seconda che la parte digitale sia Single Link o Dual Link. Esistono limiti relativi all'utilizzo del cavo, e in particolare: il cavo DVI digitale ha un limite di 5 metri, superato il quale la qualità video risulta non più affidabile né garantita; qualora si intenda aumentare la lunghezza del cavo DVI fino a 30m e oltre è necessario utilizzare opportune apparecchiature atte a compensare la perdita di segnale. Per quanto riguarda la compatibilità delle connessioni è da considerare che non è possibile collegare un DVI-A ad un DVI-D poiché DVI-A è solo analogico e DVI-D è digitale; inoltre è possibile collegare un'uscita DVI ad un ingresso VGA usando un cavo apposito, poiché DVI-I e DVI-A inviano segnali analogici; inoltre non è invece possibile collegare direttamente una porta DVI-D ad una VGA poiché DVI-D usa solo segnali digitali; in questo caso occorre utilizzare un convertitore DVI per trasformare il segnale da digitale ad analogico e viceversa. CAVO DVI CONNETTORE DI TIPO DVI-A DIFFERENZA TRA CONNETTORI DI TIPO DVI-I E DVI-D Cavo VGA. Il cavo VGA è un tipo di cavo utilizzato per il collegamento del computer al monitor. Il cavo VGA standard tra PC e monitor, termina con uno spinotto maschio a 15-pin (in lingua inglese, DE-15 oppure D-Subminiature). Qualche vecchia periferica VGA usa ancora connettori a 9-pin (dello stesso tipo di quelli usati per gli standard seriale), invece degli standard più recenti che utilizzano quelli 15-pin. Oramai questo cavo è praticamente scomparso dai PC moderni perché sostituito dal connettore DVI. E' identificabile da un connettore da 15 poli, a forma di vaschetta, generalmente femmina, disposti su tre file. 6 / 7

7 Cavo Ethernet. Il cavo Ethernet è il cavo più diffuso al mondo, simile a quello telefonico ma leggermente più grande. È utilizzato nel collegamento in rete tra computer. La rete consente lo scambio diretto di dati tra più di due computer, senza l'utilizzo di dischetti o altri supporti per la registrazione dati. Ethernet non è la migliore in assoluto delle tecnologie possibili, ma è la più economica e la più facile da utilizzare. Simbolo Ethernet Cavo USB. Per il cavo USB ci sono due tipi diversi di connettori: il connettore A e il connettore B. Alcuni produttori hanno introdotto delle varianti del connettore per i loro dispositivi che comunque rispettano lo standard di comunicazione USB a tutti gli effetti, con l'unica differenza che il connettore è fisicamente diverso. Essi sono chiamati MICRO-USB o MINI-USB di tipo A e B. Si hanno quindi sei diversi tipi di connettori USB: USB di tipo A USB di tipo B MINI-USB di tipo A MINI-USB di tipo B MICRO-USB di tipo A MICRO-USB di tipo B I connettori MINI-USB sono utilizzati per dispositivi di dimensioni medie (dischi esterni, palmari, navigatori satellitari, lettori audio, lettori CD, lettori mp3, lettori ottici, ecc); le porte per connettori MICRO-USB, invece, si trovano solitamente su dispositivi di dimensioni più ridotte (cellulari e piccoli smartphone). Simbolo USB USB A (Maschio) USB B (Maschio) MINI USB A (Maschio) MINI USB B (Maschio) MICRO USB A (Maschio) MICRO USB B (Maschio) Limitazione di responsabilità L Autore ha messo ogni cura nella stesura di questo documento, che tuttavia non può essere ritenuto esente da errori e refusi tipografici, per tale ragione l Autore non fornisce alcuna garanzia riguardo la completezza e l esattezza delle informazioni contenute, né potrà essere considerato responsabile per eventuali errori, omissioni, inaccuratezze, perdite o danni eventualmente arrecati a causa di tali informazioni, ovvero istruzioni ovvero, consigli contenuti nel presente documento. L Autore è grato, fin da ora, verso tutti coloro che vorranno segnalargli eventuali inesattezze e errori contenuti nel testo. L Autore si riserva il diritto di effettuare modifiche a propria discrezione, in qualsiasi momento e senza darne preventiva notifica. Copyright 2016 Giovanni Ponziani Quest'opera è stata rilasciata sotto la licenza Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 Italy. Per leggere una copia della licenza visita il sito web o spedisci una lettera a Creative Commons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California, 94105, USA. 7 / 7