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HARDWARE “L’hardware è la parte che si può prendere a calci; il software quella contro cui si può solo imprecare”.

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1 HARDWARE “L’hardware è la parte che si può prendere a calci; il software quella contro cui si può solo imprecare”.

2 Cos’è un computer Elaboratore Elettronico Digitale
immagazzina ed elabora dati in base ad una serie di istruzioni (il programma) utilizza componenti elettronici (transistor, microprocessori) l’informazione viene elaborata convertendola in segnali numerici basati sul sistema binario

3 Computer: tipologie supercomputer mainframe personal computer
Maggiore potenza di calcolo Calcolo parallelo supercomputer mainframe personal computer Notebook e palmari network computer terminali

4 Computer: tipologie supercomputer mainframe personal computer
funzioni centralizzate di elaborazione dati dimensioni notevoli mainframe personal computer Notebook e palmari network computer terminali

5 Computer: tipologie supercomputer mainframe personal computer
Notebook e palmari network computer terminali

6 Computer: tipologie supercomputer mainframe personal computer
Notebook e palmari network computer terminali

7 Computer: tipologie supercomputer mainframe personal computer
Notebook e palmari Terminali con capacità di calcolo e spesso anche di immagazzinamento dati network computer terminali

8 Computer: tipologie supercomputer mainframe personal computer
Notebook e palmari network computer Terminali “stupidi”, nessuna potenza di calcolo, sfruttano quella di un server cui si collegano terminali

9 Il primo Personal Computer?
I candidati al titolo di primo personal computer sono diversi, in una storia fatta di idee brillanti rimaste nel cassetto, o bruciate prematuramente, o “prese in prestito”… Altair Xerox IBM Apple PC IBM compatibili

10 Macintosh classic 1984 Apple II iPhone – 2007 Apple Cube – 2000

11 Xerox Alto Altair Ibm Pc Personal Computer-2007

12 Il case Spazio interno Facilità di accesso Aerazione interna Estetica
Il case (o cabinet) è il contenitore, l’involucro in cui vengono montati la scheda madre, i dischi e le varie schede di cui è composto un personal computer Spazio interno Facilità di accesso Aerazione interna Estetica Tipi: desktop, tower, integrati col monitor, etc…

13 Il case Laterale aperto Parte posteriore Vista frontale
Alloggiamenti per i dischi e per i lettori CD e DVD Alloggiamento per la scheda madre (motherboard) Alimentazione

14 principali componenti interni
Scheda madre Interfacce di input-output (porte) CPU (microprocessore) Disco fisso (Hard disk) Memoria RAM

15 Componenti esterni I componenti esterni al case vengono definiti periferiche Tastiera Mouse Monitor

16 Componenti opzionali Modem Scheda di rete Stampante Scanner

17 Scheda madre (motherboard)
Svolge funzioni di integrazione e comunicazione tra le atre componenti organizzazione (forma e design) supporto per il processore supporto per le periferiche (numero e tipo di alloggiamenti) prestazioni (indirettamente e direttamente, attraverso il chipset) possibilità di aggiornamenti/espansioni

18 interfacce standard:

19 Le porte (interfacce di input/output)
1 Audio (in, out, mic) PS2 (tastiera, mouse) USB Ethernet (rete) Out video DVI Out video VGA Parallela Seriale 2 3 4 5 7 6 8

20 Peripheral Component Interconnect (PCI)
E’ l'interfaccia sviluppata da Intel intorno agli anni ‘90 per collegare al computer le più svariate periferiche. L'interfaccia PCI ha fatto segnare un notevole passo avanti nell'evoluzione dei pc, sia per il costo contenuto sia per le buone (e inizialmente sufficienti) prestazioni che ne hanno decretato la diffusione.

21 connettore AGP per la scheda video
L'Accelerated Graphics Port (AGP) è stata sviluppata da Intel nel 1996 come modo per aumentare le prestazioni e velocità delle schede grafiche connesse ai PC. Dalla frequenza iniziale di 66 MHz siamo passati agli attuali 533 MHz (AGP 3.0= 2133 MB/s)

22 Il PCI Express, evoluzione del bus di espansione PCI, introdotto con i primi Pentium andrà a sostituire anche l'interfaccia per schede grafiche AGP.

23 interfacce IDE e/o SCSI per Hard Disk, CD e DVD.
Cavo ATA (Advanced Technology Attachment) Molex: connettore per CD e DVD

24 Il chipset Il cuore di una Scheda madre è il Chipset. Esso smista e regola il traffico di informazioni passanti attraverso il Bus di sistema, fra CPU, RAM e controller delle periferiche di input/output (come Floppy disk, Hard disk ecc.)

25 Il processore Un microprocessore è un singolo circuito integrato in grado di effettuare operazioni decisionali, di calcolo o di elaborazione dell'informazione; il microprocessore principale di un computer viene chiamato processore o CPU Per valutare le prestazioni di un processore esistono diversi criteri, più o meno discussi e discutibili: dalla velocità di clock a misurazioni di altro tipo (MIPS, Millions Instructions Per Second, FLOPS, FLoating-point Operations Per Second, e i benchmark del consorzio SPEC – Standard Performance Evaluation Corporation, divisi in SPECint e SPECfp, per i calcoli su interi e in virgola mobile).

26 Il processore I processori sono circuiti contenenti milioni di transistor ed altri componenti elettronici, ottenuti sfruttando le caratteristiche di semiconduttività del silicio (un metalloide) e la sua relativa facilità di essere convertito in isolante tramite drogaggio (aggiunta al semiconduttore di piccole percentuali di atomi non facenti parte del semiconduttore stesso allo scopo di modificare le proprietà elettriche del materiale). I transistor conservano le informazioni sotto forma di carica elettrica, variando il livello a seconda della logica usata nel funzionamento del circuito. Per valutare le prestazioni di un processore esistono diversi criteri, più o meno discussi e discutibili: dalla velocità di clock a misurazioni di altro tipo (MIPS, Millions Instructions Per Second, FLOPS, FLoating-point Operations Per Second, e i benchmark del consorzio SPEC – Standard Performance Evaluation Corporation, divisi in SPECint e SPECfp, per i calcoli su interi e in virgola mobile).

27 Il transistor Il principio di funzionamento del transistor venne scoperto casualmente da Russel Ohl il 23 febbraio 1939, esaminando la differenza di conducibilità tra due lati di un cristallo di silicio semiconduttore con una crepa. Praticamente il cristallo era una rudimentale giunzione P-N. Per valutare le prestazioni di un processore esistono diversi criteri, più o meno discussi e discutibili: dalla velocità di clock a misurazioni di altro tipo (MIPS, Millions Instructions Per Second, FLOPS, FLoating-point Operations Per Second, e i benchmark del consorzio SPEC – Standard Performance Evaluation Corporation, divisi in SPECint e SPECfp, per i calcoli su interi e in virgola mobile).

28 Premi Nobel per la fisica - 1956
William Bradford John Bardeen Walter Houser Brattain Shockley

29 Il processore Un microprocessore è un singolo circuito integrato in grado di effettuare operazioni decisionali, di calcolo o di elaborazione dell'informazione; il microprocessore principale di un computer viene chiamato processore o CPU Per valutare le prestazioni di un processore esistono diversi criteri, più o meno discussi e discutibili: dalla velocità di clock a misurazioni di altro tipo (MIPS, Millions Instructions Per Second, FLOPS, FLoating-point Operations Per Second, e i benchmark del consorzio SPEC – Standard Performance Evaluation Corporation, divisi in SPECint e SPECfp, per i calcoli su interi e in virgola mobile). AMD Athlon XP Intel Pentium 4

30 Il clock Un circuito sulla scheda madre genera il clock principale che consente la sincronia tra tutti i componenti del computer. Dispositivi più veloci o più lenti lavorano ad una velocità che corrisponde a multipli o sottomultipli del clock principale. Il processore è il chip singolo più importante ed opera ad una velocità diverse volte superiore rispetto al clock principale. Tale velocità si misura in Megahertz (milioni di cicli per secondo) o Gigahertz (miliardi di cicli per secondo). Per valutare le prestazioni di un processore esistono diversi criteri, più o meno discussi e discutibili: dalla velocità di clock a misurazioni di altro tipo (MIPS, Millions Instructions Per Second, FLOPS, FLoating-point Operations Per Second, e i benchmark del consorzio SPEC – Standard Performance Evaluation Corporation, divisi in SPECint e SPECfp, per i calcoli su interi e in virgola mobile).

31 Central Processing Unit
CPU CU Unità di controllo ALU Unità aritmetico logica MEMORIA INTERNA RAM ROM MEMORIA DI MASSA UNITA’ REMOVIBILI DISCHI

32 CPU - central processing unit
Il Processore (CPU) -il “cervello” del computer-ha il compito di elaborare i dati presenti in memoria secondo le indicazioni ricevute da programma ed è composto da CU (unità di controllo) ed ALU (unità aritmetico logica). Le sue prestazioni si valutano in base a: velocità in MHz (Milioni di cicli per secondo) milioni di operazioni svolte in un secondo (MIPS)

33 CU ed ALU La CU coordina e controlla l’esecuzione dei comandi impartiti alla CPU secondo regole differenti per ogni tipo di processore. Gestisce il reperimento di dati e istruzioni dalla memoria ed il collocamento nei registri, dove l’ALU può elaborarli. L’ALU elabora i dati provenienti dalla memoria eseguendo le richieste dell’unità di controllo: calcoli (+ - * /) operazioni logiche (AND OR NOT) operazioni di confronto (< > = <>) Al termine l’Unita di Controllo copia le informazioni sulla memoria RAM

34 OPERAZIONI LOGICHE Oltre alle classiche operazioni aritmetiche, la CPU è in grado di eseguire operazioni con operatori booleani che restituiscono un valore (vero, falso) come risultato. Gli operatori logici di base sono: AND: restituisce vero solo quando entrambi gli operandi sono veri OR: restituisce falso solo quando entrambi gli operandi sono falsi NOT: opera su un solo operando, restituendone l’opposto Tramite la combinazione di questi operatori è possibile rappresentare condizioni logiche anche molto complesse. Un’operazione logica fra byte consiste nell’applicare l’operazione ai singoli bit che li compongono, in base alla posizione: AND =

35 DUAL CORE Per incrementare le prestazioni dei processori riducendo dimensioni, consumo energetico e dissipazione di calore, negli ultimi anni le principali case produttrici (Intel, AMD) stanno sviluppando processori detti dual core. Una CPU dual core, pur occupando lo spazio di un singolo socket, unisce due processori indipendenti e le rispettive Cache

36 Socket Il Socket è l'alloggiamento ZIF (Zero Insertion Force) del processore sulla motherboard.

37 MEMORIE MEMORIA INTERNA (O PRIMARIA) MEMORIA DI MASSA (O SECONDARIA)
Formata da microcircuiti elettronici chiamati microchip. Si divide in: RAM: Random Access Memory ROM: Read Only Memory MEMORIA DI MASSA (O SECONDARIA) E’ composta da unità di memorizzazione periferiche capaci di mantenere i dati nel tempo, quali: DISCHI FISSI DISCHI REMOVIBILI UNITA’ DI BACKUP

38 MEMORIA RAM Random Access Memory (memoria ad accesso casuale) E’ il principale tipo di memoria interna e contiene i dati sui quali può operare la CPU per l'elaborazione. Accesso casuale significa che al processore occorre sempre lo stesso tempo per accedere a una qualsiasi (casuale) parte della memoria. La memoria RAM è volatile*, cioè quando si spegne il computer tutti i dati in essa contenuti vengono persi. La grandezza della RAM viene misurata in megabyte o gigabyte. Esistono diversi tipi di RAM e ciò pone un problema di compatibilità con l’architettura della macchina in cui si desidera utilizzarla. Eventualmente accennare alla MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) - tecnologia che potrebbe soppiantare gli attuali tipi di RAM consentendo la permanenza dei dati in memoria (quindi non volatile) - tale tecnologia, pur essendo nata nei primi anni 90 e avendo trovato impiego in ambito militare e scientifico, non è ancora competitiva in termini di velocità e capacità con le memorie convenzionali. -

39 Tipologie di memoria: SRAM
Static Random Access Memory, ovvero RAM statica. In questo tipo di RAM ogni cella è costituita da un "flip flop" realizzato da due porte logiche. Consente di mantenere le informazioni per un tempo infinito, è molto velocie consuma poco e quindi dissipa poco calore. La necessità di usare molti componenti, però, la rende molto costosa e difficile da impacchettare. E’ solitamente usata per le memorie cache, dove elevate velocità e ridotti consumi sono caratteristiche fondamentali. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

40 Tipologie di memoria: DRAM
Dinamic Random Access Memory, ovvero RAM dinamica. Questo tipo di RAM è costituito, a livello concettuale, da un transistor che separa un condensatore, il quale mantiene l'informazione, dai fili di dati. A livello pratico non viene usato un vero condensatore ma si sfruttano le proprietà elettriche dei semiconduttori. È così possibile usare un solo componente per ogni cella di memoria, con costi molto ridotti e la possibilità di aumentare notevolmente la densità di memoria. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

41 Tipologie di memoria: DRAM
A causa del non perfetto isolamento il condensatore si scarica, quindi dopo un breve lasso di tempo il suo contenuto diventa inaffidabile. Si rende necessario perciò ricaricarlo provvedendo ad eseguire un'operazione di lettura e riscrittura entro il tempo massimo in cui il contenuto può essere considerato ancora valido. Queste operazioni sono eseguite da un circuito interno alle memorie stesse. Oltre a comportare un certo dispendio di energia rendono più lenta la memoria in quanto, mentre si sta eseguendo il “refresh”, non è possibile accedere alla memoria. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

42 Tipologie di memoria: DRAM
Le DRAM sono asincrone, ovvero l'accesso in scrittura ed in lettura è comandato direttamente dai segnali in ingresso al contrario delle memorie sincrone in cui il passaggio da uno stato all'altro è sincronizzato ad un segnale di clock. Sono generalmente usate per la memoria principale del sistema perché consentono di ottenere un grande capienza e sono economiche. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

43 Tipologie di memoria: SDRAM
Sincronous Dinamic Random Access Memory, ovvero DRAM sincrone. Si differenziano dalle DRAM normali per il fatto che l'accesso è sincrono, ovvero governato dal clock. E' un tipo di RAM utilizzata nelle DIMM per la memoria principale dei personal di tipo Pentium e successivi. Un segnale di clock temporizza e sincronizza le operazioni di scambio di dati con il processore, raggiungendo una velocità almeno tre volte maggiore delle SIMM con EDO RAM. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

44 Tipologie di memoria: DDR SDRAM
Sincronous Dinamic Random Access Memory Double Data Rate, ovvero SDRAM con Data Rate doppio. Si differenziano dalle SDRAM per il fatto che consentono il trasferimento dei dati sia sul fronte positivo del clock sia su quello negativo, consentendo così di raddoppiare la banda teorica. Sono ottenute organizzando la memoria in due banchi separati, uno contiene le posizioni pari, a cui si accede sul fronte positivo del clock, e l'altro le posizioni dispari, alle quali si accede sul fronte negativo del clock. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

45 Tipologie di memoria: DDR-II SDRAM
(Double Data Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory) Il vantaggio della DDR-II rispetto alla DDR-I è la sua capacità di funzionare con una velocità di clock maggiore. DDR-II raddoppia la velocità di clock rispetto a DDR, che a sua volta raddoppiò la velocità della SDRAM. Con una frequenza di clock di 100MHz, SDR trasferisce i dati ad ogni fronte di salita del clock, raggiungendo così una velocità di trasferimento di 100MHz effettivi. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

46 Tipologie di memoria: DDR-II SDRAM
Come DDR, DDR-II trasferisce i dati ad ogni fronte di salita e di discesa, ottenenedo così una velocità di trasferimento di 200MHz. Altri miglioramenti sono ottenuti attraverso un aumento dei buffer, un miglioramento del prefetch, richieste elettriche ridotte e packaging migliorato. L’unico svantaggio è che la latenza della DDR-II è aumenta rispetto alla DDR-I. Per “legato al processore”, intendo far riferimento all’ampiezza del bus dati del processore – più è grande, più dati la memoria dev’essere in grado di “passare” per ogni operazione di lettura/scrittura. Quanto ai diversi tipi di memoria Ram (Dram, Edo, SDram, DDR, RDRam..) la loro ragion d’essere sta principalmente nella necessità di tener testa alla sempre maggiore velocità di clock dei processori.

47 MEMORIA ROM Read Only Memory (Memoria a sola lettura)
Contiene dati e istruzioni che non possono essere modificati, ma soltanto letti ed eseguiti*. Sono istruzioni di base che coordinano il funzionamento del PC e servono per l’avvio della macchina, i cosiddetti programmi di sistema e il BIOS (Basic Input Output System) sistema di base per il controllo di entrata ed uscita. Eventualmente accennare al fatto che le ROM possono essere anche cancellate e riprogrammate (es. le ErasableProgrammableROM) ma che tale attività non è di ordinaria amministrazione e non riguarda la stragrande maggioranza degli utenti

48 memoria EEPROM (ROM) La EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) è una memoria ROM, ma a differenza di una semplice ROM è cancellabile e riscrivibile, mediante opportune tensioni e correnti applicate ai MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, cioè transistor metallo-ossido-semiconduttore. È un tipo di transistor, usato principalmente nei dispositivi digitali grazie alla dispersione di calore molto ridotta Eventualmente accennare al fatto che le ROM possono essere anche cancellate e riprogrammate (es. le ErasableProgrammableROM) ma che tale attività non è di ordinaria amministrazione e non riguarda la stragrande maggioranza degli utenti

49 MEMORIA CACHE La memoria cache (pronta) è una memoria estremamente veloce collocata a stretto contatto con la CPU (nei processori recenti viene collocata all’interno del processore stesso), adibita esclusivamente a contenere i dati che la CPU deve elaborare. Viene usata per ridurre le inefficienze dovute alla maggior velocità del processore rispetto ai tempi di risposta della RAM.

50 MEMORIA DI MASSA La memoria di massa è permanente, realizzata con tecnologia ottica o magnetica, più lenta della memoria primaria. Quando si edita un documento il programma ed il il documento stesso risiedono in memoria RAM (volatile). Per poter recuperare il documento in un secondo momento è necessario memorizzarlo in modo permanente sotto forma di FILE: SALVATAGGIO = da RAM a memoria di massa APERTURA (o caricamento) = recupero da memoria di massa a RAM

51 TIPI DI MEMORIE DI MASSA
Supporti Magnetici (dischi fissi, floppy, zip, nastri…) Codificano l’informazione come lo stato ‘magnetizzato/non magnetizzato’ di superfici magnetiche, facile da convertire in segnali elettrici Supporti Ottici (CD-ROM, DVD…) Usano la caratteristica di ‘riflessione/non riflessione’ di un raggio laser. Supporti Magneto-Ottici Sfruttano la superficie magnetica per memorizzare i dati e quella ottica per allineare la testina Memorie Flash (per camere digitali, agende elettroniche...) Un tipo particolare di memoria elettronica che permette di mantenere lo stato delle proprie celle anche alla disconnessione dal segnale elettrico.

52 DISCO FISSO - HARD DISK È la principale unità di registrazione permanente del PC per capacità (centinaia di GB) e velocità (msec). L’accesso all’informazione è di tipo diretto. È formato da uno o più dischi magnetici rigidi che ruotano ad altissima velocità (7200 rpm) e da due o più testine di lettura/scrittura.

53 PARTIZIONAMENTO Divide il disco fisico in volumi logici, cioè in unità riconoscibili ed utilizzabili dal sistema operativo. Consente di creare uno o più volumi (al fine di organizzare l’informazione) per ogni disco rigido. Nei sistemi operativi Microsoft, ciascun volume viene identificato da una lettera dell’alfabeto (C:\, D:\, ecc.).

54 FORMATTAZIONE, TRACCE E SETTORI
La formattazione di un supporto di memoria consiste nel predisporre degli spazi all’interno dei quali troveranno posto i dati, ed è necessaria per poterlo utilizzare. Nel caso dei dischi la suddivisione è rappresentata da cerchi concentrici (detti tracce) a loro volta ripartiti in segmenti (detti settori). Esiste uno spazio particolare, detto FAT (File Allocation Table), in cui è memorizzato l’indice del contenuto dei settori, per poter identificare i punti nei quali i file sono memorizzati. settore traccia

55 ACCESSO DIRETTO vs SEQUENZIALE
Si ha accesso diretto (o casuale) quando si può raggiungere l’informazione, ovunque essa sia localizzata, immediatamente e senza dover attraversare un percorso Es: memoria RAM, dispositivi a disco quali Dischi Fissi, Floppy, Zip, CD, JAZ, ecc.. Si ha accesso sequenziale quando, per raggiungere l’informazione, è necessario scorrere tutte le informazioni presenti prima di essa fino a posizionarsi sul punto richiesto. Es: dispositivi a nastro quali DAT, Videocassette, Musicassette, ecc.. testina nastro

56 UNITÀ REMOVIBILI Permettono di registrare dati in maniera permanente su supporti piccoli e facilmente trasportabili, di solito meno capienti e con tempi di accesso più lenti rispetto al disco fisso. Si distinguono dispositivi ad accesso diretto Zip da MB, LS 120, Floppy da 3.5” da 1.44 MB Unità JAZ da 1-2 GB, Unità CDRW, DVD-RAM, ecc… Memorie Flash: Pen Drive, Memory Cards (SD, XD, RS, CF, SM) e dispositivi ad accesso sequenziale Nastri, unità DAT, ecc…

57 UNITÀ REMOVIBILI MAGNETICHE
Floppy (dischetti) Capacità: 1,44 MB Velocità: bassa Zip e Superdisk Capacità: MB Velocità: media Zip viene prodotto da Iomega e Superdisk da Imation

58 UNITÀ REMOVIBILI OTTICHE
CD (Compact Disc) Capacità: MB DVD (Digital Versatile Disc) Capacità: fino a 16GB La velocità di accesso ai dati è media (centinaia di ms) e dipende dal lettore Per quanto riguarda i DVD esistono diversi standard: DVD-R/-RW single e dual layer, DVD+R/+RW single e dual layer (Sony-Philips), DVD-RAM (Matsushita e JVC). Teoricamente i più moderni lettori e masterizzatori sono in grado di supportare DVD registrabili in qualunque formato (con qualche riserva per il DVD-RAM). Gli standard dipendono da diversi consorzi di produttori, il primo e più esteso era il cosiddetto DVD Forum (Philips, Sony, Matsushita, Hitachi, Warner, Toshiba, JVC, Thomson e Pioneer) Fonte:

59 DOPO IL DVD: Blu-Ray e HD-DVD
Proposto da Sony* nel 2002 per la TV HD. fino a 57 GB di dati 50 GB corrispondono a circa 2 ore di filmato ad alta definizione in codec MPEG-4 (molto meno in MPEG-2). HD-DVD (DVD ad alta definizione) Proposto da Toshiba, NEC, e Sanyo* GB Più simile ai DVD attuali e meno costoso del Blu-Ray *infatti viene incluso nella playstation3 **inizialmente supportato anche da alcune Major di Hollywood

60 IL FUTURO DEI SUPPORTI REMOVIBILI
HVD Holographic Versatile Disc sembra essere il passo ulteriore che potrebbe affermarsi dopo Blu-Ray e HD-DVD Sfrutta la tecnologia delle memorie olografiche ovvero una tecnologia di memorizzazione di informazioni ad alta densità in un cristallo attraverso l'utilizzo della fotopolimerasi. Ad es. usando due raggi laser e facendoli interferire è possibile memorizzare informazione in formato olografico, sfruttando tutto il volume tridimensionale del supporto anziché solo 2 dimensioni. Promette capacità fino quasi a 4 Terabyte su ogni disco *La memoria olografica è una tecnologia di memorizzazione di informazioni ad alta densità entro un cristallo attraverso l'utilizzo della fotopolimerasi. Ad es. usando due raggi laser e facendoli interferire è possibile memorizzare informazione in formato olografico, sfruttando tutto il volume tridimensionale del supporto anziché solo 2 dimensioni Holographic Versatile Disc -

61 UNITÀ DI BACKUP Le unità a nastro (ad accesso sequenziale) vengono usate specificamente per il backup (copia di sicurezza dei dati), non per lo spostamento dati. Punti di forza: capacità di memorizzazione basso costo dei nastri. Unità a nastro (DAT) Tape library

62 MEMORIA VIRTUALE Quando la RAM non è abbastanza capiente da contenere tutte le informazioni sulle quali si vuole lavorare, la memoria virtuale consiste in una ‘simulazione’ di memoria interna (RAM) ottenuta utilizzando una parte del disco fisso. Permette di utilizzare il computer anche quando la memoria RAM è completamente occupata. Produce un rallentamento delle prestazioni.

63 DISPOSITIVI DI I/O Input Output Input / Output Tastiera Scanner Mouse
Microfono Scanner Mouse Input Modem Input / Output Processore Drive Scheda di rete Output Casse Monitor Stampante Masterizzatore

64 INPUT: TASTIERE Il layout (disposizione dei tasti) deriva dai problemi meccanici delle macchine da scrivere prime sei lettere della prima riga (QWERTY ,QZERTY, AZERTY, DVORAK) Aumento delle funzioni disponibili (tasti funzione, tastierino numerico, funzioni multimediali, Internet) Ergonomia e marketing condizionano la forma Specifiche per dispositivi portatili

65 INPUT: DISPOSITIVI DI PUNTAMENTO
Insieme alle interfacce utente grafiche (MacOS, Windows, ecc.) sono necessari dispositivi di puntamento: il più comune è il MOUSE (ma esistono diverse varianti) Progettato da Doug Engelbart nel 1963 Commercializzato 15 anni dopo da Apple Evoluzione: tecnologia ottica versioni senza fili Trackpoint. Comune nei portatili IBM TrackMan A onde radio Trackman Wheel

66 INPUT: SCANNER Lo scanner è consente di trasformare immagini, fotografie e pagine di testo in file digitali. scanner piani: i più diffusi per il miglior rapporto prezzo/prestazioni; scanner “a tamburo”: rivolti all’uso professionale, costi elevati. La scansione è la “lettura” di una superficie come matrice di punti, quindi come immagine, ma esistono software OCR (Optical Character Recognition) in grado di effettuare il riconoscimento dei caratteri presenti nell’immagine.

67 Tablet, dispositivi hands-free
Tavoletta grafica con mouse e penna ottica Dispositivo di puntamento “hands-free”

68 OUTPUT: MONITOR CRT (Cathode Ray Tube) tubo a raggi catodici
CARATTERISTICHE: Risoluzione Dot pitch Refresh Consumo LCD (Liquid Crystal Display) cristalli liquidi CARATTERISTICHE: Risoluzione Luminosità Angolo di visuale Consumo

69 PLASMA E OLED PLASMA tecnologia per la produzione di monitor dove la luce viene creata grazie a dei fosfori eccitati da una scarica di plasma*. per schermi molto grandi, luminosi e indipendenti dall'angolo di visuale (poco usata in informatica, molto per la produzione di televisori). Il consumo è paragonabile a quello dei monitor CRT OLED (Organic Light Emitting Diode) ovvero diodo organico ad emissione di luce. Permette di realizzare display molto più sottili degli LCD, addirittura pieghevoli, con consumi ridottissimi. Utilizzati in alcuni modelli di telefoni cellulari, lettori MP3 e altri dispositivi portatili**. *miscela di gas ionizzati buon conduttore di elettricità **Gli OLED sono gli simili ai tradizionali diodi LED e sfruttano le caratteristiche di alcuni materiali organici che, se attraversati da corrente elettrica, riescono a emettere energia sotto forma di luce. Questo è il più grande vantaggio dei display OLED rispetto ai monitor LCD tradizionali che necessitano di retroilluminazione, quelli OLED dovrebbero poi fornire una maggiore luminosità, un angolo di visione più elevato, una minore latenza per il disegno delle immagini a video, e costi di produzione inferiori. Samsung

70 MONITOR - RISOLUZIONE Si esprime in pixel (righe x colonne) e definisce il dettaglio che un monitor è in grado di fornire. I monitor CRT supportano diverse risoluzioni, corrispondenti a diversi standard definiti nel corso degli anni, nei monitor LCD, invece, la risoluzione è fissa (è possibile “scalare” l’immagine ma si perde in qualità). Risoluzione Dimensioni (consigliate) monitor

71 MONITOR: DOT PITCH e REFRESH
DOT PITCH: distanza, in millimetri, tra le triadi di fosfori che compongono uno schermo. Minore è la distanza, più definita risulta l’immagine. Oggi, un dot pitch accettabile dev’essere nell’ordine degli 0,26mm. REFRESH RATE: quante volte lo schermo viene ridisegnato in un secondo. Per i monitor CRT, un basso refresh (meno di 60 Hz) implica uno sfarfallio fastidioso, mentre nei monitor LCD tale valore non è significativo

72 OUTPUT: STAMPANTI A GETTO D’INCHIOSTRO: dotate di ugelli che spruzzano l’inchiostro sulla pagina, indirizzandolo in maniera da formare le immagini. Aasso costo iniziale Alto costo di utilizzo (cartucce) Velocità ridotta LASER: un laser crea un’immagine speculare della pagina su un tamburo fotosensibile, che attrae il toner nelle aree sensibilizzate, poi il tamburo viene applicato alla pagina, trasferendo il toner sulla carta. Alto costo iniziale Ridotto costo di esercizio Velocità elevata

73 OUTPUT: PLOTTER Dispositivo di stampa di grosse dimensioni, in cui la testina di stampa è costituita da uno o più pennini di diversi colori. utilizzato per riprodurre grafici, schemi tecnici o altri disegni al tratto su fogli di grandi dimensioni. Es: CAD (Computer Aided Design)

74 SCHEDE AUDIO Storicamente, la diffusione delle schede audio è legata al supporto che fornivano ai giochi per computer (vd. nella parte posteriore connettore per joystick). Possono consentire: Di ottenere effetti tridimensionali (apprezzabili con un sistema di altoparlanti adeguato). Di “fare musica”, con l’ausilio di software adeguati e strumenti Di utilizzare applicazioni multimediali Di usufruire della qualità audio dei film su DVD-Rom.

75 SCHEDE VIDEO La funzione delle schede video è quella di consentire il collegamento ad un monitor e, a volte, anche ad altri dispositivi, come televisori e videoregistratori. I componenti di base di una scheda video sono i seguenti: Bios video Processore video Memoria video Digital-to-Analog converter (DAC) Connettore per il bus (AGP o PCI)

76 INTERFACCE I/O In generale, si tratta dei collegamenti con le periferiche interne o esterne. Ide, Eide (Integrated Drive Electronics), (Enhanced Ide) S-ATA Serial Ata (Serial AT Attachment) SCSI Small Computer System Interface porte seriali COM porte parallele LPT USB Universal Serial Bus Firewire i.Link, IEEE 1394 IrDA InfraRed Data Association Wi-Fi, Bluetooth Wireless Fidelity

77 IDE/EIDE e SATA vs SCSI IDE: tipo di unità disco con controller integrato. Su un PC sono di solito presenti due connettori IDE, ciascuno dei quali in grado di collegare due periferiche. I dischi IDE trasferiscono i dati secondo lo standard ATA (AT Attachment). Es: Ultra Ata-130, con transfer rate di 130 MB/s. SATA (Serial Ata): la più recente interfaccia ATA, di tipo Seriale, con transfer rate di 150 MB/s, consente di connettere o disconnettere un dispositivo a computer acceso (Hot-Plug). SCSI: tipo di connessione anche per dispositivi diversi dalle unità disco (Es: scanner). Possibilità di collegare fino a 15 periferiche, in grado di eseguire determinate operazioni contemporaneamente. Un controller indipendente garantisce maggiore “stabilità” rispetto alle IDE/ATA. Il controller Scsi non è presente nei PC più venduti, è necessario l’acquisto di una scheda aggiuntiva: costi superiori rispetto a IDE/ATA.

78 Le porte (2) Porte: connettori presenti (in genere) sul retro di un elaboratore, che collegano l’unità centrale con le periferiche, tramite cavi. Perché una periferica venga “riconosciuta” dal sistema la connessione delle deve essere effettuata a macchina spenta. Fanno eccezione le porte Firewire e USB che permettono il collegamento ‘a caldo’, cioè a computer acceso.

79 SERIALI E PARALLELE Le porte seriali trasmettono i dati un bit alla volta. Vengono chiamate spesso come COM1, COM2 ecc. (COMmunication + numero della porta installata) La porta seriale (detta anche RS RS-422 per i Mac) può essere usata per ogni dispositivo che necessiti di un collegamento bidirezionale (Es: modem, mouse, lettori di codici a barre...) Le porte parallele trasmettono più bit contemporaneamente. Di solito nei PC è una sola: LPT1 (Line PrinTer): in origine utsata solo per la stampante (unidirezionale). Poi versione bi-direzionale (Es: per scanner).

80 EVOLUZIONE DELLE SERIALI: USB e Firewire
USB (Universal Serial Bus) 480 Mbit/s (USB2) fino a 127 periferiche “in cascata” hot-swap alimentazione diretta (per assorbimenti ridotti) estrema versatitlità (mouse, stampanti, masterizzatori) Firewire (Apple) - iLink (sony) (IEEE-1394) 400 Mbit/s (controller indipendente dal PC) fino a 63 periferiche “in cascata hot-swap alimentazione diretta (1,25A / 12V) periferiche ad alta velocità (hard disk, videocamere)

81 HDMI (High Definition Multimedia Interface)
Standard per collegamenti audio-video digitali pensato per l’alta definizione (1920x1080 pixels) parzialmente compatibile con DVI (solo video) Supporta per la tecnologia di protezione HDCP (High Definition Content Protection) Protocollo di connessione che riduce la qualità del segnale HD (Blu-Ray, HD-DVD, HDMI, DVI) in caso di assenza dei diritti d’autore *Originariamente sviluppato dal consorzio Sony, Hitachi, Thomson, Philips, Matsushita, Toshiba


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