Periferiche di I/O. Architettura di Von Neumann. 02 novembre 2006 BUS. Schema generale di tipo funzionale del calcolatore.

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1 Periferiche di I/O 02 novembre 2006 Architettura di Von Neumann Schema generale di tipo funzionale del calcolatore Unità Centrale Memoria Centrale Interfacce delle Periferiche BUS DATI BUS BUS CONTROLLO BUS INDIRIZZI LINEE DI SERVIZIO (tensione, terra) 1

2 La Scheda Madre (Mother Board) Periferiche Dispositivi di Input/Output (I/O) Funzione: realizzano l interazione fra uomo e macchina (o fra macchine) Lavorano in modalità asincrona rispetto al processore Sono gestite dal Sistema Operativo Driver: componente del Sistema Operativo che interagisce direttamente con le periferiche (Driver fisico) maschera il funzionamento delle periferiche (Driver logico) Possono essere di: Input Output Input/Output 2

3 Tipi di Periferiche Unità di Input tastiera, mouse, scanner,... Unità di Output video, stampante Unità di Input/Output dispositivi di trasmissione: modem, scheda di rete scheda audio 3

4 Sincronizzazione e Interrupt Sincronizzazione tra dispositivi e processore Il processore non è in grado di prevedere il momento in cui un dato di input (es. da tasteria) sarà a disposizione Il processore non può prevedere il momento in cui un dispositivo in output avrà terminato di produrre i dati in uscita (es. stampante) I dispositivi che hanno terminato un'operazione inviano al processore un segnale (INTERRUPT) per richiedere l'attenzione del processore stesso Un dispositivo di input deve avvertire il processore quando un dato di input è disponibile Un dispositivo di output deve avvertire il processore quando ha terminato di produrre dati in uscita Ad ogni ciclo di clock, l'unità di controllo verifica se è arrivato un segnale di interrupt da parte di qualche dispositivo che richiede il processore Es. Interazione tra tastiera e processore Tastiera: avverte il processore ogni volta che un carattere è disponibile in input Processore: preleva il carattere, lo deposita in memoria principale e, al termine dell'immissione, passa i dati di input al programma cui erano destinati Porte Collegano un dispositivo esterno (periferica o altro elaboratore) e la mettono in comunicazione con l elaboratore Tipi di Porte: Seriali Parallele SCSI USB 4

5 Porte Seriali 9/25 pin Dispositivi: mouse / monitor Identificata come COM1, COM2, Trasmetto i bit in serie (un bit alla volta) Distanza massima: 300 m Porte Parallele 25 pin Dispositivi: stampante, monitor Etichettata con LPT1, LPT2...(Printer port) Trasmetto più bit in parallelo Distanza massima: 30 m 5

6 Porte SCSI Connessione di molti dispositivi in cascata o di dispositivi complessi (es. connessione audio e video tra TV e PC) Porte USB USB (Universal Serial Bus) Può governare fino a 127 dispositivi contemporaneamente; a ciascuno è assegnata una porzione del tempo di trasmissione Collega apparecchiature che vengono automaticamente riconosciute (a computer acceso) Fornisce elettricità a dispositivi di piccole dimensioni Velocità massima di traferimento 12 Megabit al secondo (Mbps) 6

7 Porte USB Fonte: Apple Computer, Inc. Tastiera Dispositivo di input Sono differenti per paese (Italia, USA,...) Es: esempio carattere ~ per SO (Mac, Windows ) Es: tasto Start 7

8 Mouse Dispositivo di input e puntamento per interfacce grafiche (GUI) Tipi di mouse: Meccanici vs ottici Cavo seriale vs senza filo (wireless) Video (o Monitor, o Display) Dispositivo di output Tipi Tubo Catodico (CRT Cathod Ray Tube): materiale fluoroscente colpito da fascio di elettroni Cristalli Liquidi (LCD): sottile strato di fosfori Rossi, Verdi e Blu (RGB) tra la luce sullo sfondo dello schermo e un pannello a cristalli liquidi (basso consumo, immagine ferma, visione frontale) Matrice Attiva: migliori prestazioni dei LCD, migliore visione angolata Plasma (PLP Plasma Display Pnales): gas tra pannelli di vetro che quando sollecitato da un fascio di elettroni genera raggi ultravioletti che stimolano i fosfori Rossi, Verdi e Blu 8

9 Video: caratteristiche Dimensioni: 14, 15, 17, 21 (pollici) - la misura dello schermo in diagonale Frequenza: numero di volte in cui viene ridisegnata l immagine a video Per alte frequenze (>=70 Hertz) si ha un immagine più stabile Per basse frequenze si ha un effetto di tremolio Risoluzione: precisione dei dettagli quantità di Pixel 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x1024 Colori: la ricchezza della tavolozza CGA, EGA, VGA (16 colori, 640x480) SVGA (Super VGA, 256) 16 colori, 256, 65536,, 16 milioni Nitidezza Dot pitch: dimensione della suddivisione di ogni pixel nei 3 punti o strisce (RGB Rosso, Verde e Blu) al variare della luminosità dei quali determinano la visualizzazione di un diverso colore Schede Audio Ascoltare e/o Acquisire Suoni Qualità del suono: dipende dalla sampling size and rate (dimensione e frequenza di campionamento) Schede MIDI: strumenti musicali e computer 9

10 Modem Modem: trasforma l informazione binaria (100101) del computer in onde modulate che fluiscono sui cavi telefonici che collegano altri elaboratori Modem: trasforma gli impulsi telefonici in informazioni binarie (demodulate) comprensibili al computer Connessione di rete Per collegare più computer in rete Schede di connessione Rete Ethernet Reti Wireless InfraRed Ray (es. tel cellulare) BlueTooth Wireless LAN 10

11 Stampanti Stampa di documenti - testi e/o immagini Bianco e Nero o a colori Velocità di stampa (ppm pages per minute) Risoluzione (dpi dots per inch) Dimensioni e tipi di carta Stampanti: esecuzione Il programma invia una stampa al sistema operativo un driver traduce il documento in un formato comprensibile alla stampante (per es. PostScript) un processore nella stampante interpreta il file e genera un immagine per la stampa 11

12 Getto d Inchiostro Laser Basso costo acquisto, gestione cara Alto costo Media velocità Media velocità Buona risoluzione Ottima risoluzione Colori con buoni risultati: Sovrapposizione di inchiostro ciano, magenta, giallo e nero Colori con ottimi risultati Aghi Basso costo Alta velocità Risoluzione povera? Martelletto con matrice di aghi (9-24) Moduli continui Copie multiple Rumorosa Scanner Legge un oggetto (disegno o testo) e ne genera un immagine elettronica (file) Tipi bianco e nero o colori Risoluzione: definizione dell immagine Programmi OCR per riconoscimento di testi da una pagina stampata derivano un file di testo dimensioni ridotte rispetto al file immagine può essere modificato con un programma di elaborazione di testi 12