Hardware e software Il calcolatore di Von Neumann Nel lontano 1945, il matematico americano di origini ungheresi John Von Neumann (1903-1957) definisce, assieme a Eckert, Mauchly, Burks e Goldstine, l architettura logica di un elaboratore. Questa architettura doveva essere adottata per migliorare le operazioni di Input e Output delle informazioni da fornire o ricevere da un elaboratore e la loro esecuzione; fino a quel momento, era spesso necessario l intervento dell uomo per preparare la macchina all esecuzione di un nuovo compito (programma). Von Neumann dimostrò che adottando il suo modello, un elaboratore era in grado di eseguire qualsiasi calcolo (ovviamente risolvibile), senza la necessità di dover modificare fisicamente la macchina (cambiando dei collegamenti); era sufficiente modificare il programma che doveva essere eseguito dalla macchina stessa. I dati che devono essere elaborati e il programma che contiene le istruzioni sono memorizzati in quella che viene chiamata Memoria dell elaboratore; l unità di controllo (Control Unit) preleva dalla memoria le istruzioni e i dati ed esegue su questi le operazioni richieste dal programma (o meglio richiede all unità aritmetico logica di svolgere per lei queste operazioni). L architettura di Von Neumann è ancora alla base del funzionamento dei moderni calcolatori. Vediamo allora quali sono i componenti di una macchina binaria, con un parallelismo tra i componenti ipotizzati da Von Neumann e quelli attualmente utilizzati: l'unità aritmetica centrale, componente che si occupi dei calcoli e delle operazioni logiche (oggi questo componente viene definito ALU) l'unita di controllo che gestisce un numero finito di istruzioni in memoria e di dati (oggi normalmente questo blocco viene definito Contro Uniti, CU) la memoria che contenga dati e istruzioni (nei moderni calcolatori abbiamo registri e RAM: la memoria volatile RAM- è una delle innovazioni introdotte dal modello di Von Neumann). l'unità di ingresso e di uscita (oggi monitor, tastiera e memorie di massa, ecc..). Input Control Unit ALU Output Memoria Figura 1 - Architettura di Von Neumann
Vediamo allora le tipologie di personal computer oggi maggiormente diffuse e i componenti che normalmente costituiscono uno di questi elaboratori. Tipologie di PC A seconda dell utilizzo, delle potenzialità e dell aspetto, possiamo suddividere i Personal Computer in commercio nelle seguenti categorie: desktop, notebook, palmtop, workstation, server e network PC. PC desktop Sono computer da scrivania, costituiti da un contenitore (case) che contiene tutte le schede hardware (mainboard, scheda video, scheda audio ), l alimentatore, le unità disco da monitor, tastiera, mouse e da alcuni possibili dispositivi di input e output. Sono computer adatti sia all uso domestico che a quello d ufficio; hanno ottima espandibilità e potenzialità, mantenedo comunque un costo contenuto. Notebook Figura 2 PC desktop E un Personal Computer portatile delle dimensioni di un libro o di un blocco note (da cui il nome); si apre a libro e contiene al suo interno tutti i componenti hardware necessari per il funzionamento di base, dal monitor alla tastiera, dalle schede di espansione al sistema di puntamento Ha potenzialità confrontabili con quelle di un PC desktop, ma costi decisamente più elevati, a causa dei componenti hardware ad elevata miniaturizzazione e basso consumo. Figura 3 PC notebook Palmare o PalmTop E un Personal Computer di ridotte dimensioni, facilmente trasportabile, con propri sistema operativo e software applicativi; ha scarse risorse hardware, ma sufficienti per utilizzarlo in alternativa ad un tesktop e un notebook quando si è lontani dal posto di lavoro e i compiti da svolgere sono semplici; permette facile interfacciamento con altri Personal Computer per il trasferimento dati e la navigazione su Internet. Figura 4 PC palmare
Workstation E un Personal Computer di elevate potenzialità simile a un desktop, ma con componenti hardware più performanti; viene di solito usato per applicativi dove sono richieste elevate capacità di calcolo, ad esempio in ambito grafico, audio e video. Server E un Personal Computer di ottime prestazioni, utilizzato come nodo centrale di una rete di calcolatori o come contenitore di pagine web che costituiscono un sito Internet o Intranet. Poiché più utenti devono accedere a questa macchina e condividerne le risorse, deve essere affidabile, fault tolerant e allo stesso tempo veloce e sicuro. Network PC E un Personal Computer terminal, costituito essenzialmente da monitor e tastiera-mouse; ha scarse potenzialità e viene utilizzato esclusivamente per l accesso e la navigazione su Internet. Software Con il termine software indichiamo quei gruppi di file (insiemi di bit memorizzati all interno del PC o su un supporto di memoria) che contengono le istruzioni per il microprocessore, istruzioni che assieme ai dati, anch essi memorizzati o inseriti dall utente, consentono la gestione della macchina o l esecuzione di un particolare compito. I software vengono generalmente suddivisi in tre categorie: I sistemi operativi I software applicativi I linguaggi di programmazione o ambienti di sviluppo Sistemi Operativi Il sistema operativo è il software di base (quindi fondamentale, non accessorio per il funzionamento della macchina) che si pone tra l utente e la macchina, permettendo al primo di accedere alle risorse della seconda e di interagire con essa. Il sistema operativo è il software che viene caricato ed eseguito dalla macchina nella sua fase di accensione; individua le risorse hardware presenti e le predispone per un utilizzo possibilmente facile ed intuitivo da parte dell utente. Inoltre fornisce un set di istruzioni per accedere alle risorse del PC e per manipolarle vicino al linguaggio umano e si occupa di tradurre queste istruzioni nel linguaggio macchina e viceversa, cioè rende facilmente Figura 5 Logo Windows comprensibili le risposte del sistema. XP Dagli anni 80 i sistemi operativi si sono rapidamente evoluti e migliorati; ricordiamo alcune tappe fondamentali: per i PC IBM compatibili abbiamo inizialmente il sistema operativo MS-DOS, puramente testuale, per passare poi a Windows 3.1, Windows95, Windows98, WindowsNT, WindowsME, Windows2000, WindowsXP e a tutte le differenti distribuzioni di Linux; per macchine??????? abbiamo Unix, BSD, Minix, Linux (solo per citarne alcuni). I sistemi operativi più recenti (la famiglia Windows, per esempio, e le ultime distribuzioni Linux) offrono una interfaccia grafica (GUI: Graphical User Interface) che permette un accesso alle risorse guidato da icone, menu grafici e dal mouse. Un discorso a parte merita Linux, che verrà approfondito in seguito: Linux nasce e si diffonde come sistema operativo completamente free e Figura 6 Logo MAC OS Figura 7 Logo Linux
open source e oggi arriva a contrastare il predominio di MicroSoft grazie ad una sua crescente facilità di utilizzo affiancata ad una stabilità eccezionale. Software applicativi I software applicativi sono i software più diffusi e vengono solitamente suddivisi in diverse categorie, a seconda dell utenza a cui sono rivolti o della funzione che svolgono. Abbiamo software applicativi professionali, dedicati ad aziende e professionisti, in grado di gestire un determinato compito (esempi software di gestione di impianti industriali, di fatturazione, ), software gestionali, software per l office automation (che permettono l automazione di tutte le funzioni svolte in un ufficio, dalla creazione di documenti, all archiviazione dei dati, alla gestione dei fax ), software per la grafica, per la manipolazione di audio e video Abbiamo poi software dedicati al mercato domestico: troviamo in questa categoria enciclopedie e software multimediali, pacchetti per la trattazione dei testi e per la gestione del budget domestico, giochi, prodotti per la grafica Infine abbiamo software applicativi generici, sostanzialmente d appoggio alla normale manutenzione del PC, software per la gestione delle stampanti, per la manutenzione dei dischi. Al contrario dei sistemi operativi, esiste di fatto il monopolio dei grandi produttori di software, il mercato del software applicativo e soprattutto dell home software vede al concorrenza di diverse ditte produttrici, con una vasta offerta e prezzi per tutte le tasche. Linguaggi di programmazione La terza categoria di software è costituita dai linguaggi di programmazione; si tratta di programmi (o meglio di veri e propri ambienti di sviluppo) che permettono la creazione di altri programmi, con un preciso compito da svolgere.. Tutti i programmi sono costituiti da più o meno lunghe sequenze di istruzioni: un linguaggio di programmazione permette appunto la scrittura di queste sequenze di istruzioni, che vengono poi tradotte in linguaggio macchina da appositi programmi e successivamente eseguiti. Gli ambienti di sviluppo presentano oggi facili interfacce grafiche, che consentono la semplice creazione di software utilizzando componenti visuali già pronti. Ricordiamo tra gli altri C/C++, Java, Visual Basic, Delphi, Kylix Anche nel campo dei linguaggi di programmazione si assiste ad una frenetica corsa ala semplificazione, al pronto da utilizzare ; alcuni grossi nomi sono i padroni del mercato, ma anche qui la filosofia dell open source, del software gratuito sta iniziando ad affermarsi. Hardware Un PC, sia esso un desktop, un notebook o altro, è costituito da alcuni componenti tra di loro interconnessi. Vediamo quali sono questi componenti, che vanno sotto il nome di componenti hardware di un PC. Il contenitore. Il contenitore, o case, contiene tutte le parti hardware che costituiscono il Pc; può avere diverse forme: i desktop hanno un case orizzontale o verticale, nel qual caso si parla di tower o minitower; i PC per uso industriale possono essere contenuti in rack; i notebook hanno un case ridotto con monitor incorporato. La potenza di un PC non si misura però dalla dimensione del contenitore. Figura 8 rack
Alimentatore Figura 9 - Alimentatore Questo componente si occupa di fornire l alimentazione a tutti gli elementi del PC. Trasforma la tensione alternata di rete nella tensione continua necessaria per il corretto funzionamento dei dispositivi. Può accettare diverse tensioni di rete di ingresso (a seconda della nazione in cui viene utilizzato) e può avere diversa potenza massima erogabile. Ha ventilazione forzata e un certo numero di cavi e connettori che vanno alla scheda madre, ai dischi L alimentatore trova posto all interno del contenitore per i PC desktop; i notebook, normalmente dotati di batteria, hanno comunque un alimentatore esterno, in grado di fornire alimentazione in alternativa alla batteria e di ricaricare la stessa. Scheda madre o motherboard La scheda madre è un circuito stampato, normalmente di grandi dimensioni sulla quale trovano posto il microprocessore, la memoria, i connettori per l alimentazione e la tastiera, circuiti di controllo e slot per le schede di espansione. Vediamo in dettaglio i circuiti che costituiscono la motherboard. Figura 10 Motherboard Microprocessore E ovviamente il componente più importante presente sulla scheda madre; viene inserito in uno zoccolo ZIF (Zero Insertion Force) per facilitarne la rimozione. Ogni famiglia di microprocessori è dotata di un certo numero di piedini.i microprocessori più recenti, oltre alle alette di raffreddamento, hanno una ventola per facilitare la dissipazione del calore. Figura 11 Microprocessore Al microprocessore (noto anche con il nome di CPU) sono demandate tutte le funzioni di controllo ed esecuzione delle istruzioni che costituiscono i programmi da eseguire. E ovvio quindi che le sue caratteristiche influenzano pesantemente le prestazioni di un PC (anche se in realtà queste ultime dipendono anche dal software utilizzato Sistema Operativo, Bios, programmi e dagli altri componenti hardware presenti).
Figura 12 Zoccolo ZIF La maggior parte dei PC utilizza microprocessori in grado di eseguire programmi le cui istruzioni sono compatibili con i microprocessori Intel della serie 80x86; esistono inoltre i microprocessori RISC (Reducted Instruction Set Computer) che però utilizzano sistemi operativi e programmi che non saranno oggetto del nostro studio. Controller o chip set E un insieme di chip di supporto al microprocessore che consentono l interfaccia del microprocessore con gli altri circuiti delle diverse schede. Figura 13 Chip Set Memoria ROM Memoria di sola lettura, normalmente di tipo EPROM, che contiene il BIOS (Basic Input Output System), cioè le istruzioni eseguite all accensione del PC che precedono il caricamento del sistema operativo e permettono al microprocessore di riconoscere e inizializzare i dispositivi hardware presenti. Figura 14 Memorie ROM Memoria Cache Si trova all interno del microprocessore o come banchi di memoria alloggiati in appositi zoccoli. Attualmente la dimensione della memoria cache arriva a 512 kbyte e si tende a integrarla all interno del microprocessore. Memoria principale o di sistema Costituisce la memoria fisica che il microprocessore è in grado di vedere; è costituita da moduli DIMM o SIMM alloggiati in appositi slot (zoccoli di espansione di memoria). Il sistema riconosce automaticamente all avvio la quantità di memoria presente. Figura 15 Modulo SIMM
I moduli DIMM sono costituiti da circuiti stampati con diversi integrati di memoria DRAM. Un modulo SIMM può avere una capacità da 8 a 32 Mbyte, mentre i moduli DIMM arrivano a capacità superiori (per esempio 256 Mbyte). Ogni scheda madre può essere equipaggiata con diversi moduli di memoria a seconda delle esigenza. Attualmente si richiedono almeno 128 Mbyte di RAM. Un particolare circuito del chipset, il controller della memoria, permette di interfacciare il microprocessore ai circuiti di memoria (infatti lavorano a velocità diverse). Un altro circuito, il controller DMA (Direct Memory Access) consente l accesso diretto alla memoria: quando si rende necessari trasferire dati tra diverse zone della memoria o tra dispositivi di I/O e memoria o viceversa, non viene coinvolto il Figura 16 Moduli di memoria microprocessore, che continua ad eseguire altri compiti, senza occuparsi di questo tipo di operazioni. Figura 17 Modulo DIMM Memoria tampone E un circuito che memorizza anche a PC spento informazioni relative alla configurazione hardware corrente del PC stesso, in modo che alla prossima accensione, il microprocessore possa accedere velocemente a queste informazioni per rilevare nuovi componenti. PIC: controllore programmabile delle interruzioni Il PIC (Programmable Interrupt Controller) è un circuito che gestisce gli Interrrupt: quando un dispositivo (tastiera, timer ) necessita di un intervento del microprocessore, questo deve interrompere il normale corso delle sue operazioni per gestire appunto queste interruzioni. Il PIC gestisce proprio gli Interrupt, assegnando diversi livelli di priorità: ogni periferica ha un ingresso dedicato e un certo livello di priorità; gli ingressi sono chiamati IRQn: la porta parallela costituisce IRQ7 con priorità 0 (bassa), il timer IRQ0, ha priorità 15, la più alta. Clock Si tratta di un oscillatore la quarzo che genera un segnale elettrico ad una certa frequenza che sincronizza tutte le operazioni del sistema. Oggi si parla di frequenze di lavoro di 2 Ghz e oltre; l oscillatore in realtà genera onde a frequenza inferiore, frequenze che vengono poi moltiplicate da appositi circuiti. Orologio di sistema Circuito che fornisce data e ora; ha una batteria che ne garantisce il funzionamento anche a PC spento.
Slot ISA Sono connettori per schede di espansione conformi allo standard ISA: la comunicazione avviene tramite trasferimento in memoria a 8 o 16 bit, con velocità massima di trasferimento di 8MHz ; lo slot è diviso in due zone, una con 62 contatti per la comunicazione a 8 bit, l altra con 18 contatti per la comunicazione a 16 bit. I segnali elettrici sono suddivisi in segnali dedicati all indirizzamento, alla gestione degli interrupt, al controllo DMA e all alimentazione. Figura 18 Slot ISA Slot PCI Sono connettori più piccoli degli ISA, consentono l alloggiamento di dispositivi conformi allo standard PCI, lavorano con trasferimento fino a 32 bit e sono sincroni (con un segnale di clock a 3 MHz) e consentono velocità massima di trasferimento di 132Mbytes/sec. Figura 19 Slot PCI Slot AGP Ha un numero maggiore di contatti rispetto al PCI e viene utilizzato per alloggiare schede di accelerazione grafica. Lavora con gruppi di 32 bit a 66 MHz, consento un trasferimento massimo fino a 532 Mbyte/sec (necessita di opportuno controller). Connettore per la tastiera Consente la comunicazione seriale con la tastiera. Utilizza un apposito controller. Controller tastiera E il circuito che esegue un programma per identificare i tasti premuti sulla tastiera. Figura 20 Slot AGP Connettori IEEE 1394 Firewire Consentono collegamenti seriali ad alta velocità di dispositivi esterni; è uno standard recente. Connettori per comandi e segnalazioni Sono i connettori per i led di indicazione, per l interruttore di accensione e il pulsante di reset presenti sul pannello frontale del case.
Connettori IDE primario e secondario Consentono il collegamento con dispositivi di memoria di massa con standard ATA o ATAPI (Hard disk o CD Rom IDE). Hanno 40 connessioni elettriche; consentono ciascuno il collegamento di 2 dispositivi (uno master e l altro slave). Se è presente un controller apposito che rispetta lo standard UltraDMA/33 si può arrivare ad una velocità di trasferimento fino a 33Mbyte/sec. Un connettore a parte è riservato alla connessione con il lettore floppy. Figura 21 Connettori IDE e SCSI Il controllo dei dispositivi connessi a questi connettori è demandato a circuiti interni al chipset piuttosto che a controller dedicati. Connettori SCSI Sono connettori a 50 piedini che consentono il collegamento di dispositivi di memoria di massa conformi a questo standard. Si può arrivare a collegare fino a 7 dispositivi grazie ad un apposito controller. Porte seriali e loro connettori Le schede madri di recente costruzione incorporano i connettori per le porte seriali con opportuni controller per le funzioni di comunicazione seriali (standard UART: Universal Asinchronous Receiver Transmitter), che in pratica effettuano conversioni parallelo-seriale e viceversa; i connettori si interfacciano con l esterno con prese DIN9 o DIN25; è possibile trovare delle schede con porte seriali sugli slot ISA. Le porte seriali sono identificate con le sigle COM1, COM2 e permettono trasferimento di dati a una velocità massima di 115.2 kbaud; lo standard utilizzato per la comunicazione seriale è il RS232. Porte parallele e loro connettori La trasmissione dati avviene in forma parallela, senza loro conversone in forma seriale; viene utilizzato un circuito internoi al Chipset per la supervisione del trasferimento dati. Consentono il collegamento con dispositivi quali scanner e stampanti mediante porte DIN25 femmine; le porte seriali sono identificate con le sigle LPT1, LPT2. Porta seriale USB Sui connettori USB sono presenti, oltre ai segnali per la comunicazione seriale USB, segnali per fornire alimentazione ai periferici collegati (casse, modem, mouse ). Consente di collegare dispositivi con interfaccia USB; su un unico cavo possono essere collegate più periferiche. Connettore porta giochi Consente il collegamento con joystick Vediamo brevemente l aspetto e la piedinatura dei connettori comunemente presenti sul retro di un PC: Schema Funzione Tastiera (AT)
Figura 22 Connettore AT Tastiera (PS2) Figura 23 Connettore PS2 VGA (monitor) Figura 24 Connettore VGA RS232 9 pin (seriale) Figura 25 Connettore seriale (9 pin) RS232 25 pin (seriale) Figura 26 Connettore seriale (25 pin) Porta giochi Figura 27 Porta giochi USB Figura 28 Porta USB
RJ45 (connettore schede di rete) Figura 29 Connettore RJ45 Connettore alimentatore Consente di collegare l alimentazione alla scheda madre Scheda video scheda audio integrate Contengono tutti i chip che costituiscono la scheda video o la scheda audio Schede di espansione Le schede di espansione sono circuiti stampati con un certo numero di circuiti integrati; su un lato presentano un connettore che dovrà essere inserito in uno degli slot della mother board e su un altro lato possono avere delle prese per la connessione con dispositivi esterni. In generale le schede di espansione svolgono funzioni non implementate dalla scheda madre e permettono di estendere le potenzialità della stessa. Tra le schede che implementano le funzioni standard abbiamo: - la scheda video, per l interfacciamento tra Mother board e monitor; può avere integrato un acceleratore grafico - le schede per le porte seriali e parallele, che permettono connessioni con dispositivi esterni (stampanti, scanner, modem ) Figura 30 Scheda di espansione Tra le schede non standard abbiamo ad esempio, schede per l accelerazione grafica, schede per l interfacciamento verso dispositivi industriali (motori, PLC ), schede per l acquisizione video, modem interni Abbiamo ancora schede con funzionalità particolari: - schede DSP per l elaborazione di segnali - schede per l acquisizione dati - schede di rete, per la connessione del PC ad una rete di computer - Le schede si possono classificare quindi a seconda della loro funzionalità, oppure possono essere di Input, di Output o di Input/Output; inoltre possiamo avere schede con connettore ISA, PCI o AGP. Le schede PCI permettono trasferimento a velocità maggiori ma in generale hanno costi superiori rispetto alle schede ISA.
Hard Disk L hard disk o disco fisso, è un dispositivo di memoria di massa. Viene utilizzato per memorizzare in modo permanente informazioni (dati e programmi), informazioni che rimangono memorizzate anche dopo lo spegnimento del PC. E costituito da più dischi di acciaio ricoperti da materiali magnetizzabili, da un certo numero di testine per la lettura e Figura 31 Hard Disk la scrittura delle informazioni e da un dispositivo di controllo (controller); i dischi ruotano attorno al loro asse e le testine, traslando radicalmente, si posizionano su una particolare zona della superficie magnetizzabile. Gli hard disk si differenziano per la loro capacità di memorizzazione, espressa in multipli di Byte (oggi si hanno comunemente HD da 40 Gbyte e oltre), dalla velocità di accesso ai dati (in lettura e in scrittura) e dalla tipologia del connettore, che collega l hard disk alla mother board (IDE o SCSI). Lettore CD Rom E un dispositivo presente ormai in tutti i PC; permette la lettura dei CD Rom e dei normali CD audio. I CD hanno una capacità di memorizzazione elevata, molto maggiore di un semplice floppy disk; vista la dimensione dei programmi che vengono oggi comunemente utilizzati, i Cd sono diventati il supporto standard per il trasporto delle informazioni. Masterizzatori Dispositivi che permettono la scrittura e/o la riscrittura di informazioni su CD. Si dividono in masterizzatori che permettono la semplice scrittura di informazioni e e masterizzatori che permettono anche la riscrittura delle stesse (utilizzando particolari supporti). Permettono di memorizzare fino a 750 MB di informazioni su un singolo disco. Figura 32 Lettore CD Rom Lettori DVD Rom Sono lettori dei recenti dischi DVD, utilizzati per memorizzare grandi quantità di dati o anche interi film. Masterizzatori DVD Dispositivi che permettono la scrittura di dischi DVD, che hanno una capacità di memorizzazione che può arrivare ad alcuni GB su singolo supporto Tastiera Dispositivo di Input, presente in ogni PC, permette di interagire con la macchina mediante la pressione di tasti o di combinazioni di tasti.
Abbiamo tasti con funzioni di tipo alfanumerico, che permettono di inviare un carattere al sistema e tasti con funzioni particolari di controllo (tasti Invio, Esc, Ctrl, Alt ). La tastiera può essere suddivisa in diverse sezioni: - tastierino numerico, a destra - tasti per lo spostamento del cursore - tasti alfanumerici e speciali - tasti funzione Figura 33 Tastiera La tastiera standard ha 102 tasti, che possono assumere funzioni differenti a seconda della nazione in cui la stiamo utilizzando. Mouse Figura 34 Mouse Il mouse è un dispositivo di puntamento standard, che permette una facile interazione con le risorse del computer: è infatti sufficiente spostarlo su un tappetino detto mouse pad, per muovere corrispondentemente un cursore sul monitor e premere uno dei tasti per impartire un comando al sistema. I mouse sono dispositivi seriali; possono avere 2 o 3 tasti (sinistro, centrale e destro), possono avere una rotella posta superiormente e altri tasti laterali, possono avere un meccanismo di movimentazione costituito da una sferetta che tocca dei microinterruttori e sposta conseguentemente il cursore oppure possono essere ottici, per cui la movimentazione del cursore avviene grazie alla posizione di alcuni sensori ottici, possono essere cordless e quindi non avere cavi di collegamento ma trasmettere informazioni a radiofrequenza I dispositivi di puntamento dei notebook sono costituiti da trackball o da touchpad; la trackball è una sfera posizionata immediatamente sotto alla tastiera che viene fatta ruotare e sposta il cursore, il touch pad è una zona rettangolare sensibile allo sfioramento delle dita Abbiamo poi dei pulsanti corrispondenti ai diversi pulsanti di un mouse tradizionale. Monitor Il monitor è il dispositivo standard di uscita per la visualizzazione delle informazioni. Abbiamo monitor a CRT, cioè con tubo a raggi catodici e monitor LCD, cioè a cristalli liquidi. Il segnale elettrico fornito dalla scheda video viene convertito in una immagine; il funzionamento alla base dei monitor CRT è simile a quello dei normali televisori, sono ingombranti e di basso costo. I monitor LCD invece hanno dimensioni ridotte (spessore) ma costo elevato; sono i monitor utilizzati dai PC notebook. Vediamo quali sono i parametri caratteristici di un monitor: - dimensione dello schermo, espressa in pollici; è la misura della diagonale dello schermo (14, 17, 19 )
- risoluzioni supportate, cioè dimensioni orizzontale e verticale della schermata visualizzata espresse in pixel. Il pixel (picture element) è la minima unità indipendente dell immagine riprodotta. Esempi di risoluzione (orizzontale * verticale): 640 * 480, 1024 * 768 Ad esempio, a parità di dimensione fisica di un monitor, una risoluzione di 1024*768 permette una migliore definizione dell immagine rispetto ad una risoluzione inferiore, ad esempio 800*600 - frequenza massima di scansione orizzontale, espressa in khz: è la velocità con cui vengono rinfrescati - - ed aggiornati i colori dei pixel di una riga Figura 35 Monitor CRT - frequenza massima di refresh verticale : indica il numero di volte che l intera immagine viene rinfrescata in un secondo. Ad una frequenza superiore ai 60 Hz (per una risoluzione 640*480), l occhio umano viene ingannato, per cui vede un immagine senza farfallamento. Normalmente questa frequenza è di almeno 75 Hz. Le schede video che pilotano il monitor devono comunque supportare le caratteristiche descritte. - Ergonomicità: i monitor devono soddisfare particolari requisiti di bassa emissione, in modo da non arrecare danni alla vista dell utilizzatore. Connettori Abbiamo: - presa per la tastiera (di tipo PS/2 o ) - presa per il mouse - presa per la porta parallela (stampante ) presa di alimentazione Figura 36 Monitor LCD Stampante Dispositivo di output, permette di effettuare la stampa di diversi tipi di documenti. Abbiamo stampanti in bianco e nero o a colori, stampanti a getto d inchiostro, laser, termiche. I parametri che caratterizzano una stampante sono: - massimo formato della carta (A3, A4) - risoluzione (dpi) - velocità di stampa (pagine/minuto) Scheda audio E una scheda, normalmente ISA che converte segnali audio in forma digitale e byte in segnali audio. Permette di acquisire dei segnali (ha dunque delle prese di input per microfono o audio mon/stereo) e la loro riproduzione (uscite per cuffie o uscite audio amplificate per altoparlanti).
Le schede audio, all atto dell acquisizione di un segnale, ne effettuano un campionamento ad una particolare frequenza che può essere impostata dall utilizzatore; inoltre ciascun campione può avere una certa risoluzione. Hanno di solito un generatore di suoni MIDI che permette di generare brani musicali in modo autonomo. Scheda di acquisizione video Permettono l acquisizione di immagini, trasformando segnali analogici in segnali digitali. Abbiamo schede PAL e NTSC, utilizzate per acquisire segnali generati da prese SCART di videoregistratori o da videocamere amatoriali, schede per digitalizzare immagini da videocamere professionali e schede per il collegamento di telecamere analogiche o digitali su bus ISA o PCMCIA o porta parallela (esempio webcam per videoconferenze su Internet). Scanner Permettono di digitalizzare immagini statiche (fotografie, testi, diapositive ): scompongono le immagini in pixel e memorizzano in un file tutte le informazioni (luminosità e colore) di ciascun pixel. Le caratteristiche di uno scanner sono essenzialmente la risoluzione, la massima dimensione dell area di acquisizione utile e la velocità di scansione. Schede di comunicazione Sono utilizzate per il collegamento tra di loro di 2 o più PC, in modo che possano scambiarsi informazioni. I PC possono essere connessi utilizzando diversi supporti fisici (cavi coassiali, doppini telefonici, trasmissioni telefoniche ). La scheda di comunicazione permette il collegamento del PC al mezzo trasmissivo: abbiamo quindi schede di rete o schede modem (meglio note come modem interni). Il compito della scheda di comunicazione è quello di gestire correttamente lo scambio dati tra le unità connesse (sincronizzazione, correzione degli errori ); la comunicazione normalmente è di tipo seriale.