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Architettura dei sistemi

Un calcolatore elettronico è costituito da tre sottosistemi principali:

? processore o CPU (Central Processing Unit)? memoria centrale? sottosistema di input/output (I/O)


CPU (Central Processing Unit) o Unità Centrale o Processore:con riferimento al modello di Von Neumann, con il termine CPU siintende l’insieme: unità di controllo, unità logico-aritmeticanonché i registri e loro interconnessioni.

Una specifica esauriente di un processore necessita delladefinizione del suo linguaggio macchina e della definizione didiversi parametri hardware.

In commercio esistono molti processori, molto differenti gli unidagli altri.

Esistono, tuttavia, un sottoinsieme di caratteristiche abbastanzasimili che definiscono la logica generale di comportamento, e leparti fondamentali che li compongono.


Componenti fondamentali del processore:Unità di controllo

? registro Program Counter (PC) o Prossima Istruzione? Instruction Register o registro di decodifica (D)? registri di Macchina

Sezione di Collegamento con la memoria

? registro degli indirizzi di memoria (MA)? registro dei dati della memoria (MB)

Unità aritmetico/logica (ALU)

Sezione di Collegamento con Ingresso-Uscita


Registri del processore

registri interni: registri non direttamente visibili alprogrammatore e necessari al funzionamento delprocessore.

registri di macchina (definisce il modello diprogrammazione) ulteriormente classificabili in:

?registri generali?registri speciali


Tipi di dato del processoreIl processore, così come definito dal suo linguaggiomacchina tratta diversi tipi di informazioni :? Istruzioni;? Indirizzi di memoria da cui prelevare o immettere

istruzioni;? Dati da elaborare (tipi aritmetici, logici,…)

Tutti i registri di un processore sono caratterizzati da una propria lunghezza:

? MA e PC contengono dati di tipo indirizzo;I registri di interfaccia con l’ALU dati di tipo numerico


Il modello di processoreA differenza dello schema adottato come modello di riferimentogenerale, nelle implementazioni reali spesso è possibile avere:

? Una serie diversa o comunque più ricca di registri generali

? I registri di macchina possono essere delle locazioni di memoria

? La sezione di I/O può essere completamente assente ed essere implementata mediante chip appositi

? ?p con ALU molto semplici possono prevedere l’aggiunta di appositi chip per l’estensione delle prestazioni della ALU


Parallelismo dei trasferimenti: caratteri e voci

Un processore trasferisce i dati al suo interno con unparallelismo che è di norma coincidente con lalunghezza dei registri corrispondenti.

Uno dei parametri caratteristici di un processore è ilnumero k di bit di cui sono composti i registri dati(parallelismo dei trasferimenti interni)

Processori a k bit: 8, 16, 32, 64, …

Si dice parola-macchina di un processore un suo dato ouna sua istruzione


Processore a voce e processore a caratteri

processore a voce: le parole-macchina (istruzioni e dati) sono tutte della stessalunghezza (la lunghezza è dimensionata sul dato più lungo).

Poco adatti all’elaborazione di dati di natura intrinsecamentevariabile (stringhe di caratteri)

processore a caratteri (o a byte):la lunghezza delle parole-macchina è variabile (uno o più byte).Più adatto al trattamento delle stringhe, prevede inutiliappesantimenti per i dati di tipo numerico.


Stato del processore

Stato del processore (meccanismo di coordinamento tra programmi utente e S.O.):

? Stato supervisore: opera il sistema operativo e tutte le istruzioni sono eseguite dal processore

? Stato utente: opera un programma di utente e le istruzioni privilegiate non sono eseguibili


Funzioni speciali per la gestione del sistema (tipiche dei singoli processori):

Ausilio all’indirizzamento

Trattamento delle interruzioni

Gestione di variabili indice (per istruzioni “a blocchi”)

Registri “limiti di memoria”


Tipologia dei Registri

Nessun processore reale corrispondecompletamente al modello a registri generali

In generale registri di macchina sono organizzati inblocchi ed il singolo registro può essere indicato:

? attraverso un indirizzo (blocco R, registro Ri)

? attraverso un nome (blocco di registri autonomi, ogni registro è individuato da un nome)


Un medesimo registro può essere prepostoall’espletamento di più funzioni:

? Concentrazione di più funzioni nei registri

? Specializzazione dei registri.

Concentrando più funzioni in un registro si ha unamaggiore complessità interna e, nel contempo, unamaggiore flessibilità d’uso.

Specializzando i registri è necessario specializzare icodici operativi per la stessa operazione richiesta abanchi distinti.


PC: Talora ritenuto registro interno, talora ritenuto registro dimacchina

Accumulatori: Un registro, un banco di registri, due registri,spesso specializzati per tipo di dato

Registri Indice: funzioni di indirizzamento direttamente controllabili dall’utente.

Registri ausiliari di indirizzamento: manovrati dal sistema operativo, svolgono funzioni di indirizzamento connesse alla gestione del sistema.

Registri generali: organizzati in banchi, svolgono due o piùfunzioni (ad es. accumulatore e indirizzamento)

Registri di transito


Flag (accessibili direttamente da programma):Z : bit zeroN : bit negativoP : bit positivoV : bit overflowC : bit riportoP : bit parità

Spesso alcuni o tutti sono accorpati in un unico registro detto CC (Codice Condizione) che quindi rappresenta lo stato del programma in esecuzione.

Registri speciali: Tali registri sono in genere gestiti esclusivamente dal S. O.


Processore: modello a registri generaliIn un processore a registri generali, il processore dispone di unset di registri REG0, REG1, ...., REGN-1 utilizzabiliindifferentemente

Le istruzioni che operano su registri sono più veloci di quelle cheoperano su locazioni di memoria

Il programmatore può utilizzare i registri del processore permemorizzare i dati di uso più frequente

Istruzioni con operandi registri: [REGX] +[REGY]? [REGX]

Istruzioni con operandi memoria-registri:

[REGX]+[MEMY] ? [REGX] memory-to-register[MEMX]+[REGY] ? [MEMX] register-to-memory.


Processore: modello ad accumulatore

Tutte le istruzioni aritmetiche, logiche e di confronto hanno unoperando in memoria ed un altro (riferito implicitamente)contenuto in un registro interno detto accumulatore

[x]+[y] ? z con una macchina ad accumulatore (Motorola 6809)occorre eseguire una sequenza di istruzioni del tipo

LDA x [x] ? accumulatoreADDA y [y]+[accumulatore]? accumulatoreSTA z [accumulatore] ? z

Dimensione e velocità di esecuzione dei programmi penalizzatedal fatto che tutte le istruzioni devono indirizzare un dato inmemoria.


Stack: struttura dati astratta atta a contenere un insieme di valoridi un determinato tipo e sulla quale sono definite le funzioni diaccesso:

? Inserimento o scrittura (push) -memorizza nello stack un elemento che viene posizionato in ultima posizione; l’elemento che si trovava prima in ultima posizione diventa il penultimo, etc.

? Lettura o prelievo (pop) -preleva ed elimina dallo stack l’ultimo elemento

Operando sullo stack non occorre specificare l’operando.


Architettura del processore:modello a stack

In un processore a stack, non esistono né l’accumulatore né iregistri generali, ma solo un registro STACK POINTER (SP) chepunta alla cima di una pila

Le istruzioni (eccetto quelle di trasferimento dati) operano sudati posti in cima allo stack

Lo stack può essere interno al processore o in memoria

Istruzioni a zero operandi:[SP]+[SP+1] ? SP

Istruzioni con 1 operando memoria:[SP]? [MEMX][MEMX]? SP

Se lo stack è in memoria centrale, questa soluzione è più lenta diquella a registri generali


Architetture ortogonali

Esiste un unico banco di registri generali, a cui appartengono anche i Registri speciali, puntatori a stack e PC, soltanto il registro di stato è al di fuori del banco.


Personal computer: calcolatori progettati per usoindividuale, normalmente utilizzati per office automation(videoscrittura, fogli elettronici, database), presentazionimultimediali, grafica, videogiochi, navigazione Web,comunicazione su Internet.

Due principali linee:

?PC/AT, basati su processori x86 e successivi;

?Apple Macintosh, basati su processori PowerPC.


Workstation: sistemi di media-alta potenza (normalmentesuperiore a quella dei Pc), dotati di un ampia memoria RAM oltreche di memorie di massa particolarmente capienti.

Il confine tra PC e workstation, molto marcato negli anni passati,è oggi molto sottile (ciò che oggi fa la differenza non è l’hardwarema l'utilizzo che di esso si fa: uso personale o uso professionalee/o in multiutenza).

Esempi di workstation: SUN, SGI Silicon Graphics, IBM risc 6000,HP/Compaq AlphaStation.


Computer portatili: piattaforme mobili, dotate di una batteria checonsente un'autonomia di alcune ore.

I modelli più recenti hanno integrate diverse interfacce per lecomunicazioni remote tra cui quelle di rete, sia wired che wireless

(WiFi o Bluetooth), modem ed infrarossi.

Portatili? ultra leggeri: portatili dal peso contenuto (talvolta per

mantenere questa caratteristica alcuni dispositivi quali CD-ROM e floppy sono alloggiati in unità esterne)

? desktop replacement: portatili con caratteristiche e accessori analoghe a quelle presenti nei personal computer e nelle workstation.


Tablet PC: portatile dotato di uno schermo LCD su cui è possibile scrivere con una specifica penna.

La scrittura libera è riconosciuta automaticamente econvertita tramite speciali programmi di riconoscimento(programmi utilizzati originariamente sui sistemi

palmari).


Palmari (detti anche palmtop, o PDA, Personal Digital Assistant,o ancora Pocket Computer): computer, di capacità ridotta, natidall'evoluzione delle agende elettroniche tascabili, sono in gradodi svolgere alcune funzioni base: navigazione in Internet, postaelettronica, elaborazione di testi, eccetera. Alcuni hanno tastiereincorporate, altri adottano schermi LCD su cui è possibile scriverecon una particolare penna e software di riconoscimento per lascrittura libera.


Architetture hardware e processori

Nella stragrande maggioranza dei casi i processori adottati per le piattaforme più comuni e diffuse quali personal computer, workstation, server di fascia media e portatili, sono essenzialmente:

?processori x86; le versioni più diffuse in commercio sono gli Intel Pentium 4 e gli AMD K7.

?PowerPC: adottata principalmente da Apple e basata sul processore PowerPC G4.


Linee guida per la scelta dell'hardware

? Costo iniziale della piattaforma

? Obsolescenza della piattaforma/costi di aggiornamento

? Disponibilità/costi del software a corredo

? Compatibilità software rispetto alle proprie esigenze

? Interoperabilità con altre piattaforme

? Costi di manutenzione hardware

? Ergonomia/design/facilità d'uso

? Assistenza hardware/software

? Termini di garanzia

? Affidabilità del produttore


Computer case: varie tipologie

Desktop: case orizzontale (il monitor può essere appoggiato sul case) o case micro-desktop (dimensioni di un foglio A4, poco espandibili). La scheda madre può essere di tipo Baby-AT, LPX, ATX, MicroATX, NLX.

LCD/PC: il case è costituito dalla base e/o dal retro del monitor LCD (poco espandibili, richiedono un piccolissimo spazio). La scheda madre può essere di tipo MicroATX o NLX.

MiniTower e Tower: case verticale, da scrivania o da pavimento, Le due tipologie differsicono principalmente per altezza. La scheda madre può essere di tipo Baby-AT, ATX.

Rack: case orizzontale con staffe laterali per il montaggio in armadi attrezzati. La scheda madre può essere di tipo ATX.


Alimentazione

Anche se alimentati in corrente alternata (AC, Alternate Current)a 220 Volt, le componenti elettroniche dei computer funzionano in corrente continua a bassa tensione (minore di 12 Volt DC).

Ruolo dell'alimentatore: ? trasformare la corrente alternata in continua e di distribuirla

alle componenti del computer

? stabilizzare eventuali cambiamenti di tensione in ingresso al fine di fornire una tensione costante alle componenti del computer.

Gli alimentatori sono dotati una ventola di raffreddamento di cui è importante verificare periodicamente il corretto funzionamento.


Non aprire mai l’alimentatore!

Il condensatore interno mantiene una carica elettrostatica(energia) per molto tempo, anche se scollegato dalla rete elettrica.Purtroppo, se accidentalmente scaricata, l’energia delcondensatore può essere sufficiente a causare seri danni ad unapersona.

La potenza erogatadagli alimentatori deiPc solitamente variadai 150 a 350 Watt.


UPS (Unit Power Supply): in caso dimancanza di Energia elettrica, fornisconoautomaticamente (per 15/30 minuti) energia dibackup.

Il gruppo di continuità va scelto in base alcarico assorbito dai sistemi che si intendesalvaguardare e dai tempi necessari per il lorocorretto spegnimento.


Motherboard (Scheda madre ): la motherboard di uncomputer prevede l’alloggiamento per il microprocessore,per la memoria,…., ossia tutti i circuiti integrati indispensabili alfunzionamento della macchina.

Prevede inoltre connettori (detti slot di espansione) checonsentono di aggiungere altre schede (PCI, ISA, EISA,..) perl'esecuzione di funzioni speciali, e connettori standard (PS/2,USB, seriale, ...) necessari per l'utilizzo delle periferiche esterne.

Caratteristiche importanti per la scelta:

? dimensioni (compatibilità con il case)? numero e tipologia di slot disponibili? tipo di RAM supportata e capacità massima? interfacce integrate (scheda grafica, audio, rete, modem, per

controller SCSI,…)? chip-set, modelli e frequenze di processore supportate


Asus P4B533-E: esempio di motherboard ATX per Intel Pentium 4


Memoria RAM: costituita da uno o più moduli di memoria

moduli SIMM (Single sided Inline Memory Module) a 30 e 72contatti sono oramai scomparsi dal mercato.

Modulo di memoria SIMM

Modulo di memoria DIMM

moduli DIMM (Double sided Inline Memory Module -168 contatti): disponibili a differenti velocità (dai 15 ai 7.5 ns) nelle DIMM più recenti, basate su chip SDRAM DDR (Double Data Rate) a 184 contatti, è stata raddoppiatala quantità di dati trasferita.


Interfacce I/O Seriali (COM)

Utilizzate per collegare modem analogici, dispositivi di rete inemulazione terminale.

Poiché i bit vengono trasmessi uno alla volta (Seriale), le porteseriali sono più lente delle porte parallele ma permettono dicoprire distanze molto più lunghe.

RS-232 (a 9 o 25 pin): porta seriale standard.

Benché obsolete rispetto alle porte USB (Universal Serial Bus) eFirewire, le seriali RS-232 continuano a rimanere uno standardper compatibilità con molti apparati hardware preesistenti.


1: Carrier Detect (In)2: Receive Data(In)3: Transmit Data (Out)4: Data Terminal Ready (Out)5: Signal Ground ( - )6: Data Set Ready (In)7: Request To Send (Out)8: Clear To Send (In)9: Ring Indicator (In)


Interfacce I/O Parallela (LPT) :Utilizzata per stampanti,scanner, webcam, ... Per le porte parallele lo standard IEEE-1284 prevede 3tipi di connettori: ?DB25F nei computer;

Connettore porta parallela DB25F


?Centronics 36 utilizzati dalla maggior parte delle stampanti

Connettore per porta parallela tipo Centronics

?36 contatti ad alta densità utilizzata da alcune stampanti HP LaserJet.


Esistono 3 modalità d'uso della porta parallela:

?SPP (Standard Parallel Port) con una velocità fino a 150 KBps

?EPP (Enhanced Parallel Port)

?ECP (Enhanced Capabilities Port) con velocità fino a 2 MBps.

E’ possibile impostare da BIOS la modalità di utilizzo della porta parallela.


Interfacce I/O USB (Universal Serial Bus): interfaccia seriale adalta velocità

L’USB permette la connessione:? di periferiche anche con il sistema funzionante (hot-plug);? di più dispositivi contemporaneamente per ogni singola porta

(tramite un HUB USB).

Gli standard attuali USB sono? USB 1.1 con velocità fino a 1.5 MBps

? USB 2.0 (hi-speed USB) con velocità fino a 60MBps

Le porte USB vengono utilizzate per collegare molte tipologie didispositivi esterni: stampanti, scanner, modem, dischi esterni,tastiere, mouse.


Interfacce I/O firewire IEEE-1394 (Firewire, iLink): sviluppato daApple è supportato anche da computer PC-AT compatibili (menodiffuso dello USB).

L'utilizzo principale è quello della connessione con apparati diripresa video digitale. Permette l'utilizzo contemporaneo di unmassimo di 63 dispositivi, e per il suo utilizzo non è indispensabileun computer (è possibile collegare tra loro direttamente unavideocamera digitale e un videoregistratore digitale allo scopo diduplicare nastri o fare editing video).

http://www.firewire-1394.com/ http://www.1394ta.com/ http://linux1394.sourceforge.net/


Interfacce I/O SCSI (Small Computer System Interface): interfaccia ad alte prestazioni utilizzata principalmente per dischifissi e unità nastro (raramente utilizzata per altri dispositivi comescanner, stampanti, plotter e dischi ottici). Impiegate inizialmenteper server (workstation), sono state successivamente previsteanche per i Pc per i dischi dei quali, però, grazie al buon rapportocosto/prestazioni, sono comunque quasi sempre preferitele interfacce IDE/ATA.

:


Simboli universali per le varie tipologie di connessioni SCSI


Note per le connessioni SCSI

? Impostare lo SCSI ID: Ogni dispositivo collegato a un cavo SCSI deve avere un identificativo univoco (ID). Il metodo per impostare lo SCSI ID dipende di volta in volta dal dispositivo; in genere i dischi interni hanno alcuni ponticelli (jumper) per l'impostazione; in alcuni dispositivi è anche possibile configurare il dispositivo e il controller del computer per impostare gli ID in maniera automatica.

? Terminare la catena SCSI: la catena dei dispositivi collegati ad uno stesso bus SCSI deve avere ai due capi una terminazione.


Interfacce I/O IDE/ATA:

ATA (AT Attachment): attualmente è l’interfaccia più diffusa perHD, CD-ROM, DVD-ROM e masterizzatori interni. E’ progettataper gestire due dispositivi per ogni cavo (40 contatti).

Le 4 possibili configurazioni per un dispositivo in un sistema ATA:

? master-single (unico disco sul cavo); ? master (due dischi sul cavo); ? slave (due dischi sul cavo); ? cable select (modalità automatica di riconoscimento dei

dispositivi presenti sul cavo)

Normalmente la modalità viene configurata utilizzando jumperposti generalmente sul retro del disco fisso tra l'alimentazione e laporta per il collegamento al cavo dati. La corrispondenzajumper/modo è solitamente descritta sul dorso del disco.


Interfacce di rete (NIC, Network Interface Card):

Esistono diverse tipologie di schede di rete: ? personal computer e workstation possono avere schede di

rete direttamente integrate sulla scheda madre o schede aggiuntive su bus PCI o ISA;

? computer portatili e palmari hanno schede di rete integrateo schede aggiuntive PCMCIA o CompactFlash.


Interfaccia ad Infrarossi IrDA (InfraRed Data Association):

comunica (trasmette/riceve) modulando un raggio diluce emesso da uno speciale LED.

Installata sui computer portatili e su modelli recenti ditelefoni cellulari e palmari, consente a due dispositiviin linea (non devono esserci ostacoli e la distanza trai dispositivi deve essere inferiore a 2 metri) dicomunicare a velocità variabili da 9.6 Kbps a 4 Mbps.


Interfacce di rete Wireless WiFi

? attraverso trasmissione radio ad ampio spettro, realizza LAN wireless o collegamenti Peer to Peer tra due computer;

? di serie nei recenti portatili e palmari, per quelli sprovvisti sono disponibili schede di espansione PCMCIA o CF Card

? il raggio di copertura di una WiFi varia in base ai fattori ambientali (100 mt in assenza di ostacoli, 20/30 mt all'interno di un edificio)

? gli attuali standard prevedono velocità (nominale) di comunicazione di 11 – 54 Mbps (1,2,4,..Mbps a secondo dell’effettiva potenza del segnale)

? access point dispositivi utilizzati come apparati di distribuzione del segnale, a cui interfacciarsi per creare collegamenti punto punto tra due computer o come ponte per la connessione di lan fisicamente divise.


Standard attuali:

Frequenza Radio/Velocità di trasferimento dati

IEEE 802.11 2.4 Ghz / 1-2 MbpsIEEE 802.11b (Wi-Fi) 2.4 Ghz / 5.5 - 11 MbpsIEEE 802.11a (Wi-Fi 5) 5 - 40 Ghz / fino a 54 MbpsIEEE 802.11g 2.4 Ghz / fino a 54 Mbps

Una PCMCIA Card WiFi Un Access Point WiFi


Interfacce Bluetooth:

? è basata su tecnologia radio a corto raggio, pensata per il collegamento tra dispositivi vicini

? il raggio di copertura è di pochi metri e la potenza erogata di pochi milliwatt. Con Bluetooth si diffonde il concetto di PAN (Personal Area Network)

? dispositivi che utilizzano Bluetooth sono ad esempio cellulari, auricolari, portatili, palmari

? la velocità massima di trasmissione è inferiore ad 1 Mbps.


La tastiera è la periferica input per antonomasia (standard diffusi):

? standard 101 tasti USA; ? standard 102 tasti Europea (con versioni localizzate per i

singoli paesi)? tastiera Windows 104/105 tasti

Esempio di tastiera standard 102 tasti


Tasti funzione: 12 tasti, posti nella parte superiore della tastiera,utilizzati dai programmi per effettuare delle operazioni specifichevariabili da programma a programma

Tasti cursore (o tasti freccia): 4 tasti che controllano il movimentodel cursore nella direzione indicata dalla freccia

Tasti di editing:

? Ins attiva/disattiva la modalità di inserimento/sostituzione nei? programmi di videoscrittura;

? Del cancella il carattere posto sotto il cursore;?

? PageUp, PageDown: retrocede/avanza di una pagina il? contenuto del documento;

? Home e End spostano il cursore all'inizio/fine della riga in cui si trova il cursore.


Mouse: dispositivo di puntamento introdotto con le interfaccegrafiche. I tipi più diffusi per personal computer e workstationsono mouse e trackball; tre sono invece i tipi per computerportatili sono touchpad, trackball e trackpoint.


Connettore DIN a cinque contatti

Connettore DIN a sei contatti

Connettore USB Mouse senza fili


Floppy disk: dischi rimovibili, hanno dimensioni di 3.5 pollici ecapacità di 1.44 MB. I floppy drive sono in genere: ? interni nei personal computer e nelle workstation? esterni, collegati con interfaccia USB, in computer portatili

CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory): supporti otticiutilizzati sia per la memorizzazione dei dati sia come supportiaudio e video. La capacità dei CD-ROM varia dai 650Mbyte(74 minuti audio) ai 800Mbyte (100 minuti audio) con diversela velocità di lettura (50X corrisponde a 7.5 MBps).

I mini CD hanno caratteristiche analoghe ai CD-ROM adesclusione della dimensione ridotta. La capacità dei mini CDattualmente diffusi è di 180 Mbyte pari a 21 minuti audio.

I DVD (Digital Versatile Disk) sono esteriormente simili ai CDROM, ma possono contenere da 9 a 17 GByte (25 volte lacapacità di un CD).


Scheda video.Perché sia possibile la visualizzazione sul monitor delle

informazioni binarie, i bit devono essere elaborati e trasformati in segnali video. Tutto ciò che appare sul monitor viene inviato dal computer ad una scheda di interfaccia inserita in un connettore oppure, nel caso dei computer portatili o dei computer desktop più semplici, integrata sulla scheda madre.

Risoluzione (numero di pixel): 748 X 350 vuol dire che loschermo è formato da un reticolo di 748 punti di base e

350 punti in altezza (261800 pixel); 2048 X 2048,l'immagine è composta da 4'194'304 pixel.

Numero di colori: 16, 256, 65536, 16 milioni,...


Monitor: ?a tubo catodico (CRT, Cathod Ray Tube)?a cristalli liquidi (LCD, Liquid Crystal Display)?a matrice passiva?a matrice attiva

I monitor possono avere ?un ingresso analogico (VGA/RGB, Video Graphics

Array/Red-Green-Blue) ?un ingresso digitale


Caratteristiche nella scelta di un monitor sono:

?dimensione? risoluzione in pixel (risoluzioni auspicabili sono

1024 x 768, 1280 x 1024)? frequenza di refresh, ovvero il numero di volte al

secondo che lo schermo viene ridisegnato (una buona frequenza di refresh per una risoluzione 1024x768 può essere di 75 Hz)

?casse audio e microfono integrati


Tecnologie emergenti

I punti fondamentali su cui la tecnologia informatica punterà nei prossimi anni saranno la mobilità e in particolare:? la miniaturizzazione: i sistemi mobili hanno raggiunto

prestazioni paragonabili a quelle di sistemi fissi (wearablecomputing)

? la densità di memoria: la complessità delle applicazioni porta alla necessità di supporti di memorizzazione sempre più capaci e di dimensioni ridotte

? usabilità, accessibilità e nuove interfacce? wireless: la connettività senza fili è ancora poco utilizzata; in

futuro si lavorerà per aumentare le prestazioni e diminuire l'impatto ambientale.

? power saving: un obiettivo molto sentito dagli utilizzatori è l'aumento del tempo di autonomia dei dispositivi


Il BIOS (Basic Input/Output System) è un set di routine basilari di controllo I/O, che forniscono accesso a basso livelloall'hardware di sistema.

I BIOS attuali utilizzano una memoria Flash che permette di mantenere le impostazioni e di aggiornarne il software.

Le funzioni principali del BIOS sono:? gestire il processo di avvio del computer; ? eseguire una diagnostica per verificare che non ci siano

problemi o conflitti hardware (Power-On Self-Test); ? mantenere memoria di alcune impostazioni hardware, quali,

ad esempio, la modalità di gestione della porta parallela, la modalità di assegnazione degli interrupt, l'abilitazione delle interfacce seriali, l'ordine dei device da provare per l'avvio del sistema;

? fornire un programma per permettere la modifica delle impostazioni (setup);

? fare da interfaccia tra il sistema operativo e l'hardware.


Installare e configurare dispositivi di memorizzazione

I dispositivi di memorizzazione possono essere classificati secondo le seguenti caratteristiche:

?dispositivi rimovibili, che necessitano, di un supporto dati e di un dispositivo per la lettura/scrittura (drive);

?dispositivi fissi; ?dispositivi interni; ?dispositivi esterni; ?dispositivi che utilizzano tecnologia ottica; ?dispositivi che utilizzano tecnologia magnetica; ?dispositivi che utilizzano memorie flash.


Installare dispositivi esterni come CD-ROM drive USB o supporti di memorizzazione PC-CARD è semplice. In genere basta inserire il connettore USB o la PC-CARD e il sistema operativo provvede a rendere disponibile la risorsa per la memorizzazione dei dati.

Installare dispositivi interni è invece più complesso; è necessario verificare con maggior dettaglio il supporto del proprio hardware per la nuova periferica e avere esperienza di installazione hardware. Dopo l'installazione è necessario impostare opportunamente il BIOS per gestire al meglio il nuovo dispositivo.


Stampanti ad impatto

Stampanti ad aghi: via via che la testina, formata da una lineaverticale di aghi. si muove lungo la riga, un impulso elettricoproietta fuori le punte degli aghi, che subito rientrano. Colpendo lacarta attraverso, un nastro inchiostrato, lasciano l’impronta delcarattere (“matrice di punti”).

Le stampanti normali hanno una testina con una fila di 9 aghi,mentre in quelle con prestazioni migliori gli aghi della testina sono24.

Stampanti a margherite: caratteri disposti alle estremità di unamargherita che ruota (testine rotanti).

Ingombranti, rumorose, più costose e lente di quelle ad aghi sonoquasi totalmente scomparse dal mercato.

Una caratteristica negativa delle stampanti ad impatto è il rumore


Stampanti a margherite: caratteri disposti alle estremitàdi una margherita che ruota (testine rotanti).

Ingombranti, rumorose, più costose e lente di quelle ad aghi sono quasi totalmente scomparse dal mercato.


Stampanti a getto di inchiostro (ink-jet)

La testina passando sul foglio schizza, attraverso una fila di ugelli, un sottile getto di inchiostro. Dove il getto colpisce si forma un punto, e l’insieme dei punti forma il carattere ( “matrice di punti” come nelle stampanti ad impatto, ma trattandosi di gocce d’inchiostro è possibile avere punti molto vicini ed anche parzialmente sovrapposti.

Risoluzione: 360 (dpi), 720 dpi, ... La risoluzione (dpi) e la qualità di stampa aumentano inproporzione agli ugelli presenti sulla testina (vi sono testine a21, 32, 48 o 64 ugelli per ogni colore, e stampanti a due testine).

Velocità di stampa (ppm): modelli economici - 3 (ppm) in un colore e 1,5 ppm a colori; modelli più evoluti - 7 ppm a colori.


Stampanti laser: stessa tecnologia delle fotocopiatrici.

Un raggio laser molto sottile colpisce un tamburo in metalloelettrofotosensibile come il selenio, modificandone la caricaelettrica.

Il tamburo passa attraverso una sostanza in polvere, che siattacca solamente alle zone caricate elettricamente. Un rullo preme un foglio sul tamburo e la polvere si trasferiscesulla carta.

Questa passa poi attraverso due rulli ad alta temperatura chefondono la polvere, facendola solidificare sulla carta.

La risoluzione delle stampanti laser più diffuse è di 300 dpi, mentre i modelli più costosi arrivano a 600 dpi.

Le stampanti laser, la cui velocità varia da 6 a 45 ppm, prevedono un buffer da 2-64 MB di RAM per il buffer (da 2 a 4 Mb, espandibile in genere fino a 64 Mb).

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