2.5 Informatica1 Uni Fe L.P

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Luigi Puzone© Informatica 1 – Università di Ferrara – A.A. 2008-2009 2.5: Hardware: Dispositivi, Periferiche 1

Informatica 1

ing. Luigi Puzone

Hardware e Software


Computer - Hardware - SoftwareProcessore

Memoria RAM

Hard disk

CD-ROM, DVD-ROM

Sistema operativo

Floppy disk

Tastiera

Mouse

Scheda video

Scheda Audio

Modem

Monitor

Grandezze

Porte

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…Computer

(Informatica di base 3ed. – Curtin D.P. et al – McGrawHill)


Dispositivi di input/output

Si dicono dispositivi o unità di Input quei dispositivi che rendono possibile l’inserimento di dati dall’esterno nel computer i dati che saranno elaborati dalla CPU.

Tastiera, Mouse, Touchpad, Trackball, Joystick, Microfono, Scanner, Videocamera digitale, Macchina fotografica digitale, Tavoletta grafica, Penna ottica (per i codici a barre), Modem…

Per dispositivo di output si intende uno strumento che comunica all'esterno il risultato della elaborazione dei dati da parte della CPU.

Monitor, Stampante, Altoparlanti, Modem…

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Dispositivi di input/output


Porte di collegamento


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Scheda video…

Visualizza sullo schermo l’immagine che il processore ha creato nella memoria del computer.

Caratteristiche principali:

Memoria della Scheda Video (es. 128MB)

Numero di colori, numero di bit (es. 16Mcolori, 24bit)

Risoluzione (es. 1280x1024)


…Scheda video…Funzioni

Al crescere della velocità di elaborazione dei

computer le immagini da visualizzare sono diventate

sempre più complesse (truecolor e grafica

tridimensionale). Per tale motivo si iniziano a

progettare schede grafiche con a bordo dei processori

grafici (GPU – Graphics Processing Unit) la cui

funzione è quella di liberare la CPU da tutti i calcoli

necessari a posizionare correttamente gli oggetti

sullo schermo.

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…Scheda video…Standard


IBM MDA (Monochrome Display Adapter – Testo (25 righe da 80 caratteri)

Hercules (Grafica in bianco e nero 748x350 Pixel)

IBM CGA (Color Graphic Array - Grafica a 16 colori 640x200 Pixel)

EGA (Enhanced Graphic Array - 16 colori 640x350 / 256 colori 320x200)

VGA (Video Graphic Array - 16 colori 640x480 / 256 colori 320x200)

SVGA (Super Video Graphic Array - 16 colori 800x600 / 256 colori 640x480)

XGA (Extended Graphic Array - 256 colori 1024x768 / 16 milioni 640x480)

SXGA-UXGA … fino a 16 milioni di colori a 1600x1200


…Scheda video…


Caratteristiche: MemoriaRisoluzioneNumero di bitNumero di colori

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Monitor

Dispositivo di Output

CRT (Cathodic Ray Tube) con “tubo catodico” tradizionale

LCD (Liquid Cristal Diode) pannello elettronico a cristalli liquidi

Caratteristiche:

Dimensioni in pollici (inch)

Risoluzione in “Pixel” (Picture elements) es 1024x768

Dot Pitch: Grandezza dei “punti” del monitor

CRT LCD


…Scheda video e monitor…

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…Scheda video e monitor…



…Scheda video…Funzioni

I monitor sono analogici le schede video trattano

segnali digitali…

La scheda video incorpora un convertitore analogico

digitale (RAMDAC – Ram Digital to Analog Converter).

La frequenza di lavoro del RAMDAC determina anche

la velocità di refresh che può garantire all’immagine.

Se il monitor non supporta la stessa velocità di

refresh della scheda video esso non può visualizzare

le immagini alle risoluzioni più alte della scheda.

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Monitor…




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Stampanti…

Dispositivo di Output

Consente di stampare i documenti e le immagini memorizzate sul computer.

Caratteristiche:Tecnologia:

Inkjet, Laser, Sublimazione termicaRisoluzione

600DPI (dot per inch)Numero di colori,

256 livelli di grigio/16McoloriNumero di pagine al minuto (ppm)

30ppm BN, 5ppm Colori

Inkjet Laser


…Stampanti…Il processo di stampa


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…Stampanti…Laser…



…Stampanti……Laser


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…Stampanti…A impatto: a margherita, ad aghi



…Stampanti…

La testina di stampa viene mossa da un carrello che si muove trasversalmente al foglio di carta. Le gocce di inchiostro vengono così espulse dagli ugelli della testina della stampante e raggiungono il punto della carta desiderato componendo la pagina come una matrice di punti.

tecnologie nelle stampanti a getto d'inchiostro (inkjet): piezo e la bubble-jet.

Piezo: testina composta da una serie di ugelli ognuno dei quali è dotato di una camera di compressione piezoelettrica. Il cristallo piezoelettrico vibra se attraversato da corrente e si comporta come una pompa che preleva l’inchiostro dal serbatoio e lo spruzza sul foglio.

Bubble-jet: gli ugelli percorsi dalla corrente si riscaldano, all’interno di ciascun ugello si forma una bolla di vapore d’inchiostro, l’inchiostro fuoriesce dall’ugello e va a colpire la carta

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Scheda Audio

Permette di riprodurre, “sintetizzare” e registrare i suoni utilizzando il computer. Ad essa possono essere collegati dispositivi di output (altoparlanti) e di input (microfono)

Caratteristiche principali:

Possibilità di regolare il volume,

Periferiche collegabili (es. cuffie, microfoni)


Tastiera

Dispositivo di Input

Consente di digitare i documenti e trasmettere comandi al computer.

La disposizione caratteristica dei tasti è simile a quella della macchina da scrivere;

Disposizione dei caratteri: QWERTY, QZERTY

Numero di tasti: circa 100(Informatica di base 3ed. – Curtin D.P. et al – McGrawHill)

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Mouse


È un dispositivo di “puntamento” e selezione.

Serve per spostare in maniera efficace il cursore sullo schermo del computer.

Ha due o tre tasti “cliccabili” e una rotellina.

X

Y

Movimento della sferetta del mouse


Trackball, Trackpad, Joystick, Touchscreen

Al posto del mouse, molti computer portatili montano la TRACKBALL, ovvero una pallina inserita in un apposito alloggiamento.

Il TOUCHPAD, è una specie di tappetino sensibile al tocco che reagisce direttamente al movimento delle dita dell’utente.

Il JOY-STICK, periferica che permette di guidare il computer impartendo rapidi spostamenti al cursore.

Il TOUCHSCREEN: il monitor del computer viene ricoperto da una pellicola sensibile al tatto; il cursore viene mosso muovendo il dito sullo schermo.

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Scanner

Dispositivi per l’acquisizione di immagini

Digital Camera


Acquisisce un’immagine analogica, la trasforma in formato digitale e la trasferisce nella memoria del computer.

Caratteristiche :

Risoluzione del sensore 4MPixel (fotocamera), 9600DPI (dot per inch – scanner)

Numero di colori, 16Mcolori

Numero di bit 32bit


Sensore CCD e sensibilità dell’occhio umano

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Sensore CCD


Immagini digitali

Un’immagine digitale viene origina-ta a partire da una “scena” utiliz-zando un sistema di conversione analogico-digitale. Tale sistema, in pratica, scompone la scena in intanti piccoli quadratini (pixel) e per ciascuno di essi determina il colore come funzione dei tre colori primari Rosso, Verde e Blu.

Abbiamo quindi un

campionamento nello spazio e

una quantizzazione del colore

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Concetti di “campionamento e quantizzazione”

L’elaboratore è in grado di trattare dati “discreti”ossia in numero finito,

Campionamento

– Una “griglia” divide l’immagine in piccole aree (picture elements - pixel) per cui i “bordi”dell’immagine sono trasformati in pixel

– Ogni pixel è “indicizzato” dalle sue coordinate sulla griglia e dalla intensità luminosa media su quel pixel

Quantizzazione

– I valori di intensità luminosa media per ciascun colore (R,G,B) sono dei numeri reali

– Ognuno di questi numeri numeri viene “convertito” in un numero il cui valore appartiene all’intervallo (0,255) (nero=0, bianco=255)



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Scanner…


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Modem

Linea telefonica

Consente il collegamento di due computer tramite la linea telefonica permettendo lo scambio di dati e software. E’ un dispositivo di Input/Output…

Caratteristiche:

Velocità di trasmissione/ricezione in Kb al secondo (es. 56K)


“Velocità” di un computer…I MHz del processore poiché indicano solo la velocità con la quale la CPU esegue le istruzioni che le vengono inviate, sono soltanto un indicatore generale della velocità di svolgimento delle operazioni complessive richieste al PC.

La CPU è, infatti, collegata agli altri componenti del sistema (memoria RAM, Unità a Disco, BUS) e per ottenere buone prestazioni bisogna tenere in considerazione le loro caratteristiche cercando di bilanciare l’efficienza di tutti i dispositivi, facendo sì che lavorino in modo da ottenere il miglior rapporto possibile tra le diverse velocità.

Dobbiamo inoltre considerare che il computer esegue programmi e si appoggia a un sistema operativo e il modo in cui è realizzato il software influisce sempre sulla velocità di elaborazione di un sistema…

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Porte di collegamento



Porte e cavi

• Porte seriali

• Porte parallele

• Porte SCSI

• Porte USB (UniversalSerial Bus)

• Porte dedicate

• Porte a infrarossi

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Porta seriale


Porta seriale• Indicate con la sigla RS-232-C

• Comunicazione asincrona

• In grado di inviare un bit alla volta

• I bit devono “incolonnarsi”

• Piuttosto lente rispetto al processore

• Utilizza solo due linee di trasmissione

• Ideali per collegarvi i modem non richiedono una trasmissione veloce dei dati

• Vi si collega una sola periferica alla volta

• Velocità: fino a 115000 bps

• Possibilità di collegamenti a distanze elevate

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Porta collegamento Mouse/PS2

• Ha funzioni analoghe a una porta seriale

• Comunicazione asincrona

• In grado di inviare un bit alla volta

• Utilizzata per collegarvi esclusivamente il mouse.


Porta parallela

• Indicate come interfacce “Centronics”

• Comunicazione sincrona

• In grado di inviare 8 bit alla volta

• Utilizza 8 linee di trasmissione parallele

• Possibilità di collegamenti a distanze brevi

• Velocità trasmissione maggiori delle seriali

• Vi si collegano anche 2 periferiche alla volta

• Ideali per collegarvi stampanti, dispositivi di memorizzazione esterni

• Varianti: monodirezionale, bidirezionale, ECP (Enhancedcommunication Port) , EPP (Enhanced Parallel Port)

• Velocità: 1Mbps

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Porta SCSI

• SCSI (Small Computer System Interface)


• In grado di inviare 32 bit alla volta


• Velocità trasmissione maggiori delle seriali e/o parallele

• Vi si collegano fino a 8 periferiche

• Daysy chain

• Ideali per collegarvi stampanti, dispositivi di memorizzazione esterni, scanner


Porta USB

• USB (Universal Serial Bus)



• Velocità trasmissione maggiori delle seriali e/o parallele


• Ideali per collegarvi stampanti, dispositivi di memorizzazione esterni, scanner

• Varianti: USB 1.0, USB 1.1, USB 2.0

• Velocità: 4Mbs, 12Mbs, 480Mbs

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Porta Firewire

• Firewire (IEEE 1394)



• Velocità trasmissione maggiori delle USB


• Ideali per collegarvi videocamere, dispositivi di memorizzazione esterni, scanner

• Varianti: 400Mbs, 800Mbs


Connessioni senza fili (wireless)

• Infrarosso (IR)

•Bluetooth

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Connessioni senza fili: Infrarosso (IR)

• Un raggio infrarosso permette il collegamento dei vari dispositivi

• La comunicazione avviene fra dispositivi “a vista”

• Comunicazione Seriale

• Dispositivi: uno alla volta

• per collegarvi modem, telefoni, stampanti

• Varianti: IR, FIR

• Velocità: 115000bps, 4Mbps


Connessioni senza fili: Bluetooth

• Un segnale radio consente il collegamento fra vari dispositivi

• La comunicazione avviene fra dispositivi anche non “a vista”

• Dispositivi: catena

• per collegarvi modem, telefoni, stampanti, palmari

• Varianti: 10m, 100m

• Velocità: 2Mbps

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…“Velocità” di un computer

Il microprocessore è certamente una componente essenziale nel condizionare le prestazioni di un elaboratore, essendo il “motore” di tutto il sistema. La capacità di memoria RAM incide sulla quantitàdei dati che il processore può elaborare senza ricorrere a pesanti accessi al disco, una parte del quale viene considerata come una estensione della memoria centrale. Inoltre, per i dati che stanno su disco fisso, la velocità di accesso al disco fisso incide a sua volta sul sistema, così come la sua capienza.


Sistema operativo

Programma che coordina le diverse componenti hardware e software del computer, facendo da tramite tra l’utente, i programmi in dotazione e la macchina.

Il sistema operativo dialoga con l’utente mediante l’interfaccia utente.

Sistemi operativi: Windows, Linux, MacOS, Unix

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Bibliografia

Riferimenti bibliografici:

Dennis P. Curtin, Kim Foley, Kunal Sen, Cathleen Morin – Informatica di Base (terza edizione) - McGraw-Hill 2005

Ugo Biader Ceipidor, C. M. Medaglia, F. Peruzzi, H. Sedehi – Informatica di Base, introduzione per le scienze sociali – Carocci 2004

Sawyer S. C., Williams B. K. – Tecnologie dell’informazione e della

Comunicazione – McGraw-Hill 2002

Giacomo Cioffi, Vincenzo Falzone (a cura di) – Manuale di Informatica (quarta edizione) – Calderini 2002

Bruno Fadini, Carlo Savy – Programmazione dei calcolatori elettronici –Liguori 1984

Gian Luca Rossetti – Elementi di Informatica - McGraw-Hill 2004

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Education

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