Corso di Operatore Hardware -...

Corso di Tecnico Hardware

Luigi Santangelo

Luigi Santangelo http://smashingcode.altervista.org

Capitolo 1

GLI STRUMENTI DEL TECNICO


Braccialetto antistatico

Una ESD è la scossa che si riceve quando si cammina in una stanza con la moquette e si tocca una manigla. Questa scossa è inoffensiva per l’uomo ma risulta essere estremamente dannosa per le componenti hardware. La scossa infatti, attraverso l’uomo può raggiungere le parti del PC, danneggiandole. Con il braccialetto antistatico la scarica passa attraverso il cavo collega il braccialetto.


Braccialetto antistatico


Multimetro

Consente la misurazione della: Tensione elettrica; Corrente elettrica; Resistenza elettrica

Possono essere di tipo digitale o analogico. Oggi comunque, essendo i PC formati solo da circuiti stampati, non è più necessario (se non in casi molto rari) utilizzare tali strumenti


Multimetro


Pasta termoconduttivaè una pasta, spesso di colore bianco che possiede una elevata condicibilità termica. Il suo scopo è quello di eliminare lo spazio (seppure piccolo) tra il dispositivo elettronico che genera calore (esempio processore) e il dissipatore.


Pasta termoconduttiva


Alcool isopropilico

è utilizzato come detergente o solvente. Viene utilizzato per la pulizia di dispositivi ottici elettronici (CD / DVD). Attenzione a non usare l’alcool etilico, in quanto particolarmente aggressivo. L’alcool isopropilico viene anche utilizzato per pulire la superficie del processore su cui è stata spalmata la pasta termica e nella pulizia dei monitor. ATTENZIONE: altamente infiammabile. Non usare in presenza di scintille.


Altri strumenti:

Network tester: serve per verificare l’integrità dei cavi di rete;

Fascette o fermi in plastica: Per bloccare e tenere in ordine i cavi all'interno del computer. Favorisce una migliore circolazione dell'aria all'interno del case;

Cacciavite con punte intercambiabili e calamitate;

Piccola pinzetta: per estrarre e spostare i jumper e per recuperare le viti che vanno a cadere sempre nei punti più irraggiungibili del vostro PC


Capitolo 2

CLASSIFICAZIONE DEI PC


Classificazione dei Computer

Desktop: sono formati da un case (che contiene l’unità centrale del computer) a cui si collegano tutte le periferiche (monitor, tastiera, stampanti). Generalmente molto ingombrante

Portatili: compatti, dotati di uno schermo a cristalli liquidi. Possono funzionare in assenza di alimentazione.



Pen Book: è un notebook senza tastiera ma dotato di una stilo a forma di penna con la quale, oltre a impartire comandi, si può anche scrivere.

Palmtop: ha la dimensione di una videocassetta. È anche dotato di sistema operativo. Privo di disco rigido ma dotato di SIM, privo anche di tastiera (emulata in software)



Workstation: simili ai desktop ma con potenze di calcolo superiori (talvolta dotati di più processori). Utilizzati spesso per compiti specializzati (grafica, cad, ecc.);

Minicomputer: sono gli elaboratori più potenti nelle performance, generalmente utilizzati dai terminali. Molto costosi.



1961: Il computer IBM 7030 (detto Stretch)


Definizione di Computer

Un computer è un dispositivo che nasce per eseguire programmi (sequenza di azioni)

Il principale programma che viene eseguito è il Sistema Operativo (software)

Un computer è anche formato da una parte fisica (hardware)



Componenti fondamentali CPU RAM



Componenti facoltative Case Floppy, CD-ROM, DVD, Masterizzatore Hard Disk Scheda Madre Scheda Video, Scheda Audio Mouse, Tastiera, Altoparlanti, Microfono Scheda di Rete ROM


Capitolo 3

COMPONENTI DEL PC:

IL CASE e IL GRUPPO DI CONTINUITA’


Il case

È il telaio all’interno del quale sono assemblati i componenti di un computer. Il case si collega alle periferiche attraverso i cavi.

Solitamente il case è in lamiera metallica ma esistono anche in plastica e in legno.


Il case Viene distinto per

Dimensione (Desktop, Mini, Middle, Tower) Tipo (AT, ATX a seconda dell’alimentatore che montano, la

differenza si vede dalla parte posteriore del case dove c’è alimentazione. Se sul lamierino c’è solo il vano per connettore della tastiera è AT, se invece ci sono i vani per tutte le porte di comunicazione è ATX)

Altri criteri che devono essere presi in considerazione: Robustezza Vani di espansione Presenza di alimentatore (200W, 230W o sup.)


Il caseDi solito, per PC da

utilizzare come server, non si usa il solito case ma un altro tipo di telaio, ormai utilizzato da diversi anni, chiamato Rack, concepito come un armadio in cui infilare i cassetti contenenti le apparecchiature


Il case - pratica

Generalmente il case ha almeno un pannello smontabile (vista frontale lato destro). Levare le viti. All’interno ci sono dei vani nei quali andranno alloggiati i dischi, le schede, ecc. Il case deve essere sufficientemente capiente in modo da permettere una regolare circolazione dell’aria. Inoltre, il disco fisso, soggetto a surriscaldamento, non deve essere a contatto con nessun altra componente.


Il case - pratica


Il case - pratica

Sul fondo del case sono presenti dei fori che permettono di bloccare e isolare la scheda madre. Anche se esistono schede madri di dimensioni diverse, queste posizioni dei fori e quindi dei distanziatori, sono sempre le stesse.


Il case - pratica

Alcuni case potrebbero avere lame abbastanza taglienti, per cui prestare attenzione quando si assembla.

Altri case, inoltre, potrebbero avere un sensore che individua l’apertura del vano, impedendo, in tal caso, l’accensione del PC


Il case - pratica

Nella parte posteriore del case (nel caso in cui sia ATX) è presente l’interruttore che consente l’accensione e lo spegnimento della scheda madre. Nella parte anteriore, invece, è presente l’interruttore che permette di avviare / riavviare il PC, il pulsante di reset, il led che indica lo stato di accensione, mentre l’altro indica l’attività dell’hard disk.


Il case - pratica

n alcuni casi, può essere necessario montare anche l'alimentatore nel case, si tratta di tre o quattro viti sempre nella stessa posizione


Il case - pratica

Alcuni case sono equipaggiati con strumenti per la misurazione della temperatura interna al pc o la misurazione della velocità di calcolo del processore, solitamente il pannello che permette la visualizzazione di questi dati è in alto al case.


Il gruppo di continuità

L’UPS (o gruppo di continuità) è un'apparecchiatura che si usa per mantenere costantemente alimentati elettricamente in corrente alternata. Utilissimo nei casi black out. È composto da tre parti: Trasformatore AC / CC (in carica) Batterie per accumulare la carica Trasformatore CC / CA (fornisce corrente)



Esistono gruppi di continuità di varie potenze (300/400 Watt) utili per PC, fino a centinaia di Kilowatt per apparecchiature industriali.

A seconda del numero delle batterie, un UPS può funzionare per un intervallo di tempo.



I gruppi di continuità si dividono in due gruppi: On line: prelevano sempre energia dagli accumulatori

ricaricandoli costantemente con la fonte di corrente principale continuando a fornire tensione in uscita in modo assolutamente continuativo e trasparente al carico. Questo tipo di gruppi di continuità è il migliore e spesso è anche il più costoso.

Off line: iniziano a sintetizzare l’onda solo qualche millisecondo dopo il black-out, creando quindi un piccolo “buco”, della durata di pochi millisecondi, di tensione in uscita durante il quale il carico non viene alimentato.


Capitolo 4

COMPONENTI DEL PC: LA CPU


La CPU

Rappresenta una componente fondamentale del PC

Viene di solito chiamato anche Microprocessore Il suo compito è quello di leggere dati e istruzioni

dalla memoria e di eseguirle.Le moderne CPU sono costruite sull’architettura

di Von Neumann, in cui dati e istruzioni risiedono nella stessa memoria


La CPU

Una CPU contiene: ALU: Unità aritmetico logica (si occupa di

eseguire le operazioni logiche e aritmetiche); UC: Unità di controllo (legge dalla memoria le

istruzioni, se occorre legge anche i dati per l'istruzione letta, esegue l'istruzione e memorizza il risultato se c'è, scrivendolo in memoria o in un registro della CPU)

Registri: speciali locazioni di memoria interne alla CPU, molto veloci, a cui è possibile accedere molto più rapidamente che alla memoria


La CPU

Altre componenti della CPU FPU: floating point unit Bus di interconessione tra i registri e l’ALU (interni)

e tra l’UC (esterni)


La CPU

La CPU è un circuito digitale sincrono, ovvero cambia il suo stato ogni volta che riceve un impulso da un segnale di sincronismo detto clock che ne determina di conseguenza la velocità. Per cui la velocità di esecuzione della CPU è determinata in Hertz e in multipli. Tutte le componenti della CPU devono essere sincronizzate al clock, per cui il segnale deve arrivare a tutte le componenti. Affinché ciò sia reso possibile, viene sviluppato un sistema ad albero, che collega tutte le componenti [...]


La CPU

Ovviamente la CPU non potrà operare più velocemente rispetto al tempo che il segnale impiega per arrivare alla componente dell’albero più distante dalla sorgente del segnale di clock, altrimenti qualche componente è tagliata fuori. Ciò significa che se ci vuole un nanosecondo per percorrere il path più lungo dell’albero, la CPU non potrà essere più veloce di un GHz


La CPU

Azioni della CPU: Fetch: la CPU preleva l’istruzione macchina avente

l’indirizzo memorizzato nel registro IP dalla memoria;

Decode: viene individuata l’operazione che deve essere fatta. Una istruzione è composta da un operatore e da una serie di operandi. La decodifica avviene utilizzando il microcodice;

Execute: l’istruzione viene eseguita e viene incrementato il Program Counter


La CPU

La sequenza di Fetch-Decode-Execute, può essere migliorata: Prefetching (brach prediction) Pipeline (ad esempio il Pentium II aveva due

pipeline, chiamate U e V)


La CPU

Le istruzioni che vengono eseguite dalla CPU definiscono il programma scritto in un linguaggio macchina. La figura professionale che si occupa di scrivere I programmi è detta Programmatori. Questi, oggi, non scrivono più programmi nel linguaggio macchina, ma in un linguaggio al alto livello, vicino cioè al modo di pensare umano. Attraverso I compilatori, il programma viene convertito in linguaggio macchina.


I processi

Multitasking: caratteristica dei sistemi operativi ad eseguire più processi contemporaneamente. Un processo è l'entità che viene schedulata dal processore. In ogni istante un solo processo è in esecuzione. L'esecuzione avviene per un quanto di tempo, dopodiché il processore si dedica ad eseguire altri processi. Se si considera un tempo lungo, molti processi vengono mandati in esecuzione “contemporaneamente”


I processi

tabella dei processi, stati di un processo

http://www.youtube.com/watch?v=bta48Ix3t_Q&feature=related

http://www.youtube.com/watch?v=bta48Ix3t_Q&feature=related


La CPU

Le istruzioni che vengono eseguite dalla CPU definiscono il programma scritto in un linguaggio macchina. La figura professionale che si occupa di scrivere I programmi è detta Programmatori. Questi, oggi, non scrivono più programmi nel linguaggio macchina, ma in un linguaggio al alto livello, vicino cioè al modo di pensare umano. Attraverso I compilatori, il programma viene convertito in linguaggio macchina.


La CPU – la storia

Le origini del microprocessore risalgono agli inizi degli anni 70 quando la Intel diede vita al primo processore a 4 bit, chiamato Intel 4004.

L’anno successivo (1971) fu la volta del 8008 (8 bit).

Nel 1974 Motorola presentò il 6502, il primo processore ad essere utilizzato da Apple.

Uno dei primi processori a 16 bit realizzati da Intel fu 80186 mentre nel 1985 Motorola presento 68000 il primo processore a 32 bit.



AMD invece, con il suo Atlon 64, fu il primo a presentare una architettura a 64 bit.

Nel 2005 invece si è diffuso il dual core, processori che consentono potenzialmente una moltiplicazione delle performance in base al numero dei core (ammesso che il sistema operativo sia in grado di avvantaggiarsene).

Al 2008 si annoverano già processori quad-core (a quattro core)



La Sun Microsystems ha recentemente annunciato i chip Niagara e Niagara 2, entrambi con architettura eight-core (a otto core), mentre sono già ampiamente diffusi processori dual-core di Intel e AMD, tri-core di IBM (di derivazione PowerPC, utilizzate nella console Xbox 360) e quad-core



http://www.youtube.com/watch?v=keigAwIw4j0&feature=related

L'evoluzione del processori della Intel

http://www.youtube.com/watch?v=keigAwIw4j0&feature=related


Il multicore

Cosa ha portato alla nascita del multi-core?Aumentare ulteriormente la frequenza di clock di

una CPU single core è stato giudicato dai progettisti una via molto onerosa e complicata, dato che i consumi dei processori hanno superato i 100 W e si presenta un conseguente problema di raffreddamento dei circuiti. [...]


Il multicore

Quindi si è deciso di puntare sul parallelismo in modo da poter aumentare il numero di operazioni eseguibili in un unico ciclo di clock. Tale approccio comporta anche alcuni svantaggi, in quanto i programmi devono essere ottimizzati per un utilizzo multi-thread per poter sfruttare appieno le caratteristiche di questi processori, in caso contrario impegneranno solo uno dei due core, lasciando l'altro pressoché inutilizzato. [...]


Il multicore

Le applicazioni pertanto DEVONO essere riscritte per architetture dual core. Dal 2006 sono in commercio i quad-core, ma quanti sono i programmi che riescono effettivamente a sfruttare i quattro processori?


Il multicore e multiprocessore

Un processore multicore fisicamente è formato da un unico socket sulla scheda madre ma sul package vengono montati due core identici che vengono visti dal sistema operativo come due processori.

Un sistema dual core NON è un sistema multiprocessore. Viene definito multiprocessore un sistema composto da due o più socket


Il multicore e hyper-thread

Quando nacque il primo processore dual core, I prezzi erano abbastanza alti. L’acquisto di un processore dual core era pertanto giustificato solo se il PC era da adibire a server. Per questo motivo la Intel sviluppò la tecnologia hyper-thread, in cui vengono replicate SOLO ALCUNE PARTI dei core. Quindi un processore hyper-thread è sempre visto dal sistema operativo come un dual core, ma solo alcune componenti del core venivano duplicate con conseguente riduzione dei costi


Il multicore e hyper-thread

Un processore hyper-thread è più performante rispetto a un single-core SOLO se i programmi sono stati progettati a thread. I processori dual core sono invece più performanti dei di quelli hyper-thread.


Cache

È una memoria interna al processore che viene da questo utilizzata per ridurre il tempo medio d'accesso alla memoria. La cache è un tipo di memoria piccola, ma molto veloce, che mantiene copie dei dati ai quali si fa più frequentemente accesso in RAM.


Cache

Quando il processore vuole leggere o scrivere in una data collocazione in memoria principale, inizialmente controlla se il contenuto di questa posizione è caricato in cache. Se il processore trova che la posizione di memoria è in cache, si parla di cache hit (accesso avvenuto con successo), altrimenti di cache miss (fallimento d'accesso). In caso di fallimento, il processore accede alla memoria, legge il contenuto della cella indicata e lo porta nella cache.


Memoria Virtuale

ogni programma che gira sulla macchina vede il proprio spazio di memoria, che contiene codice e dati per il solo programma stesso, in maniera semplificata. La memoria virtuale richiede che il processore traduca gli indirizzi virtuali generati dal programma in indirizzi fisici nella memoria principale. La porzione del processore che fa questa traduzione è conosciuta come la MMU.


Clock

Il clock è un segnale periodico utilizzato per sincronizzare il funzionamento dei dispositivi elettronici digitali, può essere generato da qualsiasi oscillatore, si usa generalmente il tipo a quarzo per l'alta stabilità di oscillazione. Il segnale è costituito da un livello di tensione che periodicamente in modo regolare fa una rapida transizione dal valore zero ad un valore 1 e viceversa


Clock

Il ciclo di clock è il tempo che intercorre tra il verificarsi di due colpi di clock successivi. La frequenza o velocità di clock è il numero di colpi di clock che vengono eseguiti in una determinata unità di tempo. L'unità di misura usata è l‘hertz, ovvero il numero di cicli di clock eseguiti in un secondo. Poiché i clock sono in genere molto veloci, si usano comunemente i multipli kilohertz (kHz), megahertz (MHz) e gigahertz (GHz) per indicare rispettivamente mille, un milione e un miliardo di cicli al secondo.


Clock

E’ possibile aumentare le prestazioni dei computer aumentando la velocità di clock nominale del processore, ma si tratta di un'operazione rischiosa che può portare al surriscaldamento della CPU.

Nel gergo informatico questa operazione viene definita overclocking.

si tratta di una operazione perfettamente legale ma che invalida istantaneamente la garanzia del prodotto oggetto della manipolazione.


Clock

Il problema più grande da risolvere quando si effettuano operazioni di questo genere su un computer è mantenere una bassa temperatura di esercizio: infatti, aumentando la frequenza aumenta anche la quantità di corrente assorbita dal componente e di conseguenza il colore generato. Per dare un'idea del problema, un processore overcloccato può arrivare ad operare anche a temperature di 40-60 gradi superiori a quelli indicati dal costruttore


La CPU - pratica Dopo aver montato la scheda madre nel case e

collegata l’alimentazione, si passa all’assemblaggio del processore.

Prima di montare la CPU nel socket, alzare la leva di 90 gradi, inserire la cpu senza porre alcuna pressione in modo che non vengano storti I piedini. Generalmente un angolo del socket è smussato. Chiudere la leva


La CPU - praticaSe dovete montare anche il supporto esterno che regge il dissipatore, l'inserimento dei quattro fermi in plastica bianchi, risulta abbastanza semplice, spingeteli bene a fondo il modo che il supporto sia ben ancorato alla scheda e che il dissipatore faccia contatto perfettamente con il processore.

Una volta inserito il processore, chiudete la levetta metallica che avete aperto prima per inserire la CPU, e poi applicate la pasta termica, sulla superfice di contatto tra il dissipatore e la CPU.


La CPU - pratica


La CPU - praticaOgni volta che dovete rimuovere un dissipatore o lo stesso processore, pulite per bene le due superfici che fanno contatto e riapplicate la pasta isolante.

Applicate sopra la CPU, il relativo dissipatore con la sua ventola, questo deve essere bloccato in modo da aderire in maniera perfetta alla CPU.


Ventola Il mercato delle ventole si divide in due fasce:

Dissipatori ad aria, adatte al funzionamento di una normale CPU;

Dissipatori di raffreddamento a liquido (generalmente acqua o gas compressi): sono sistemi monoblocco composti da un radiatore a ventola, una pompa per il ricircolo e un display LCD per minitorare le funzioni principali (velocità e temperatura)


La CPU - pratica Dopo aver chiuso la leva, montare il dissipatore sopra il

processore, bloccandolo. Attenzione: fare combaciare la superficie metallica del dissipatore con il processore in modo che questo possa cedere maggiore calore.

Fornire alla ventola l’alimentazione: il connettore può essere di due tipi: Identico a quello usato per gli hard disk (3 pin) viene

quindi collegato direttamente all’alimentatore; Di tipo tachimetro: viene collegato alla scheda madre.

Si chiama tachimetro per la presenza di 4 fili. Uno determina la velocità.


La CPU - pratica


La CPU - pratica

La polvere aspirata all'interno dei case e depositata in modo spesso del tutto casuale, può arrivare a livelli di accumulo tali da comportarsi come una "copertina", riducendo talvolta, anche pesantemente, l'efficacia del sistema di raffreddamento.

Alcuni sistemi sono dotati di filtri antipolvere.

Le normative ISO 9001 impongono la pulizia delle ventole e dei filtri antipolvere.


La CPU - praticaUltima importantissima operazione e quella di collegare la ventola al connettore dell'alimentazione che trovate sulla scheda madre, di solito è indicato da una scritta Fan oppure CPU fan


La CPU - praticahttp://www.youtube.com/watch?v=GMBY7xzrftI&feature=related

L'aria calda viene espulsa verso l'esterno, l'aria fresca, proveniente dall'esterno a causa del vuoto d'aria generato dalla ventolina, entra nel case, rinfrescando

le componenti.

http://www.youtube.com/watch?v=GMBY7xzrftI&feature=related


La CPU - praticahttp://www.youtube.com/watch?v=NxNUK3U73SI

Cosa accade quando la ventolina della CPU viene rimossa? Lo vediamo su un processore Intel Pentium 4 a 2 Ghz, la temperatura arriva a 29 gradi, la velocità del gioco diminuisce ma la CPU resta integra;

Pentium III a 1 Ghz temperatura a 38 gradi, l'applicazione si blocca ma la CPU resta integra;

AMD Athlon 1400, temperatura 370 gradi, l'applicazione si blocca, CPU e scheda madre vanno in fumo;

AMD Palomino 1200, temperatura 298 gradi, l'applicazione si blocca,la CPU va in fumo;

http://www.youtube.com/watch?v=NxNUK3U73SI


La CPU - praticahttp://www.youtube.com/watch?v=cN6IVCv83oM&NR=1&feature=fvwp

Progetto 6 Ghz con Azoto liquido, come trasformare un Intel Core Duo a 3.33 Ghz in un processore a 6 Ghz

http://www.youtube.com/watch?v=cN6IVCv83oM&NR=1&feature=fvwp


La CPU - pratica

Installare la CPU intel e AMD

http://www.youtube.com/watch?v=FyK-roVdx7c

http://www.youtube.com/watch?v=FyK-roVdx7c


La CPU - overclocking

Overcloccare la CPU significa aumentarne la frequenza (velocità). Un processore che lavora a velocità superiori genera inesorabilmente più calore. La temperatura più elevata costringe la ventola del dissipatore a ruotare più velocemente per dissipare il calore in eccesso, impattando conseguentemente sulla rumorosità generata dalla rotazione delle pale. Un dissipatore contraddistinto da un maggior potenziale di raffreddamento, permette di mantenere la temperatura a livelli più bassi, limitando quindi anche la rumorosità, poiché la ventola non necessita di ruotare ad elevati regimi.


La CPU - overclocking

La dimensione della ventola è un'altra caratteristica che impatta sulla rumorosità. Lo scopo della ventola è rimuovere il calore. Più aria impatterà sulla superficie del dissipatore, maggiore sarà il potenziale di raffreddamento. A parità di "quantità d'aria mossa", una ventola di piccolo diametro dovrà ruotare più velocemente rispetto a una ventola di ampio diametro. Siccome sappiamo che più velocemente ruota una ventola, maggiore sarà il rumore prodotto, appare chiaro che è preferibile optare per ventole di grosso diametro, in grado di muovere lo stesso quantitativo d'aria ruotando a bassi regimi, producendo quindi meno rumore.


La CPU - Approfondimento

L'elemento chimico alla base dei processori è il silicio. Questo è particolarmente presente nella sabbia



Attraverso un processo di depurazione, il silicio viene estratto dalla sabbia. Il silicio puro viene fuso e vengono creati i cosidetti lingotti.



Il lingotto, dal peso di 100 kg viene affettato per ottenere dischi sottili di silicio chiamati wafer. Oggi il diametro generalmente è di 30 cm.



Una volta tagliati, i wafer vengono puliti fino a quando la superficie è simile a uno specchio.



Viene applicato uno strato fotoresistente (mentre il disco è in rotazione)



Il wafer viene sottoposto a raggi ultravioletti che attraversano una maschera. La reazione chimica generata è simile a quella che avviene sulla pellicola della macchina fotografica.



Grazie alla maschiera, sul silicio vengono stampati i transistor, che funzionano come un interruttore. Un transistor è talmente piccolo che in una superficie grande quanto uno spillo ne sono presenti 30 milioni



Dopo I raggi UV, lo strato fotosensibile viene eliminato ed emerge il disegno del progetto ottenuto grazie alla maschera. Il wafer viene quindi protetto da uno strato fotoresistente e sottoposto nuovamente a raggi UV



La superficie viene quindi ionizzata (viene esposta a particelle ionizzate) che provocano modifiche nelle proprietà chimiche del silicio, e crea le proprietà necessarie ad una CPU



Gli ioni vengono sparati a velocità elevatissime: 300.000 km/h e vengono impiantati nel wafer



I transistor a questo punto sono quasi pronti. I wafer vengono messi in una soluzione di solfato di rame in modo che gli ioni si depositano sui transistor



Dopo il silicio, il rame rappresenta l'elemento di base nella costruzione dei transistor. Serve a portare i segnali da un transistor all'altro.



Infine I singoli transistor vengono collegati tra loro. Il modo in cui avvengono I collegamenti dipende dall'architettura e dal progetto della CPU



A questo punto il wafer deve superare il test di qualità per verificare che tutto funzioni come dovrebbe.



Il disco viene tagliato in singole unità chiamati die che rappresentano l'unità elementare della CPU



I die che hanno superato il test di risposta passeranno alla fase successiva, il confezionamento. Quelli difettosi, invece, vengono gettati. Anni fa Intel ci faceva dei gadget



A questo punto il die, lo strato di silicio e rame, deve essere inserito nel suo alloggio finale e unito al dissipatore. Il substrato fornisce l'interfaccia elettrica e quella meccanica, necessarie per l'interazione tra il processore e il resto del computer. Il dissipatore argentato fa, invece, da interfaccia con i sistemi di raffreddamento, usati per mantenere la CPU fresca quando è in funzione.



Pronti per la distribuzione e la vendita



Il processo di costruzione della CPU Intel.

http://www.youtube.com/watch?v=aCOyq4YzBtY&feature=related


Capitolo 4

COMPONENTI DEL PC: L’ALIMENTATORE


L’alimentatore

L’energia elettrica viene distribuita come corrente alternata a 220 Volt in Europa e a 110 Volt in America;

I circuiti invece funzionano a corrente continua a 3.3, 5 e 12 Volt.

È necessario quindi un dispositivo che: Trasformi la tensione da 220 V a 12 V Trasformi la corrente alternata in continua Stabilizzi gli sbalzi di tensione Elimini i disturbi della rete elettrica


L’alimentatore

L’alimentatore pertanto è un commutatore che esegue tali trasformazioni. Parte dell’energia viene trasformata in calore per cui è necessario avere una ventola per il raffreddamento

Cosa fare quando si deve utilizzare un alimentatore? Verificare che il cambiatensione sia sulla tensione

giusta; Non collegare all’alimentatore carichi pesanti (es.

monitor oltre 15’’)

[...]


L’alimentatore

Non accendere mai l’alimentatore senza che ad esso vi sia un carico collegato (es. disco o scheda madre) in quanto essendo un circuito di switching, si potrebbe danneggiare;

Quando si accende l’alimentatore, non succede nulla se il PC è spento. Le ventole e tutte le altre componenti inizieranno a funzionare all’accensione del PC;

I circuiti dell’alimentatore lavorano a 220V per cui non aprire mai l’alimentatore;

Non contiene alcun componente riparabile. In caso di guasto si sostituisce (o si manda all’assistenza)


L’alimentatore

Utilizzano potenze dai 200/300W in su. Sono composti da: Una spina DIN verso l’alimentazione a 220 V; Una opzionale spina DIN (es. per monitor, non

collegare se > 15’’) Cambiatensione Interruttore di rete Cavo di terra, da collegare al case Ventola


L’alimentatore

La connessione con la scheda madre avviene attraverso dei cavi. Esistono due standard: AT: nella scheda madre è presente un connettore da

12 poli a cui verranno collegati due gruppi di 6 fili ciascuno. I fili neri DEVONO essere in centro;

ATX: nelle schede madri è presente un connettore a 20 poli e consente di accendere / spegnere da software. Il connettore ATX non può essere inserito in modo errato. L’alimentatore fornisce alla scheda madre una tensione di base (5V). Per separarlo dalla rete si deve pertanto usare l’interruttore posteriore.


L’alimentatore

Quando si preme il pulsante anteriore del PC, viene chiuso un contatto di POWER_ON nella scheda madre che provvede a commutare lo stato dell’alimentatore: se era in posizione di riposo, viene erogata la corrente e il PC si accende, altrimenti si spegne (ma non viene isolato dalla corrente elettrica).

Non occorre spegnere l’interruttore posteriore se non per motivi di sicurezza (inutilizzo prolungato);

L’alimentatore ATX non utilizza una seconda presa (ad esempio per il monitor), questo perché altrimenti anche tale dispositivo verrebbe alimentato con una tensione a 5V


L’alimentatore

Nei PC di tipo ATX, l’alimentatore eroga corrente a 5 volt anche quando il PC è spento. Questo consente di mantere accese alcune parti a basso consumo (esempio scheda di rete, che consente di accendere il computer da remoto, attraverso la rete internet).


Capitolo 5

COMPONENTI DEL PC: LA SCHEDA MADRE


La scheda madreLa scheda madre è un pezzo fondamentale di ogni

PC, anche se la sua importanza è spesso sottovalutata. In origine i componenti di una scheda madre erano saldati e collegati a un unico circuito stampato. Successivamente si pensò di creare separatamente i componenti e di collegarli al circuito stampato attraverso dei connettori (schede figlie).


La scheda madreÈ un circuito stampato (PCB, Printed Circuit

Board) che funge da interfaccia fra le varie componenti principali (scheda audio, scheda video, memorie, dischi, ecc). È responsabile della trasmissione di segnali soggetti a disturbi, per cui la scheda madre rappresenta un fattore chiave per l’affidabilità del computer. La trasmissione dei segnali non è immediata ma dipende dall’impedenza del rame e dalle impedenze in ingresso/uscita dei componenti connessi


La scheda madre

Sono molti i produttori di schede madri, per cui in passato si è vista l’esigenza di standardizzare la forma. I due principali formati standard sono ATX e BTX: PC/XT: creato da IBM e, non essendo coperto da

copyright divenne presto uno standard; AT (Advanced Tecnology): molto popolare per

schede madri 386, oggi obsoleto; ATX: evoluzione di AT, è il formato più diffuso in

commercio


La scheda madre

EXT: usato nei sistemi embedded; LXP: progettato per usare case più sottili

spostando le schede di espansione in maniera parallela alla scheda madre

BTX: Standard recente proposto da Intel quale successore di ATX

WTX: formato molto più grande di ATX, ideato per workstation di fascia alta

Altre varianti dei formati di sopra (es.MiniATX, MicroATX, picoBTX, ecc)


La scheda madre - pratica

Nella scheda madre, vengono saldati: CPU Socket: nelle schede embedded è assente

(il processore è integrato nella scheda). Lo zoccolo può essere di due tipi: PGA: Adatto per processori AMD e Intel. I pin di

interconnessione si trovano direttamente nella CPU. Intel (Pentium IV e Core) usa 775 pin, AMD (Athlon) 1207.

LGA: I pin si trovano sulla scheda madre ma in questo caso c’è bisogno di una piastra di caricamento per tenere in equilibrio la CPU (in quanto non è più sostenuta dai pin)



Nella scheda madre, vengono saldati: ROM: contiene il BIOS (firmware) della scheda

madre che si occupa di eseguire un controllo sull’hardware e caricare il sistema operativo;

Northbridge: circuito integrato che connette il processore con la memoria RAM e con gli slot di espansione (PCI, AGP, PCI Express). È determinante per la velocità della macchina

Southbridge: circuito integrato che gestisce le interfacce a bassa velocità (porte seriali e parallele, tastiera, mouse, ethernet, USB)



Nella scheda madre, vengono saldati: Vano alloggiamento batteria al litio: serve per

alimentare l’orologio di sistema e la piccola memoria RAM del BIOS (CMOS) in cui vengono memorizzati parametri dell’hardware.

Slot alloggiamento memoria RAM: possono essere di diversi tipi (in base al tipo della memoria RAM)

Slot di espansione: dipendono dal tipo di scheda che può essere inserita (generalmente PCI)



Nella scheda madre, vengono saldati: Interfacce standard: ad esempio interfacce seriali

RS232, interfacce parallele, PS/2, USB Interfacce ATA, SATA, SCSI: per la gestione delle

unità disco.


Approfondimento

Il circuito stampato (PCB) assieme al northbridge (NB) e al southbridge (SB) vengono spesso identificati con il nome di chipset.

La funzione principale del NB è quella di collegare il processore al resto del sistema attraverso tre linee: una verso la memoria, una verso il sistema grafico (PCI Express o AGP) e una verso i SB.


Approfondimento

Il SB gestisce le interfacce di IO, comunica con i controller dei dischi, i controller PCI e USB, comunica anche con il controller della scheda audio e con quello di rete.

Queste due componenti del chipset, durante il loro funzionamento, possono dissipare un'elevata quantità di calore e per questo motivo sono spesso muniti da un sistema di raffreddamento.


ApprofondimentoProcessore

NB

SB

PCI Express o AGP

RAM

Porte USB

NetworkPCI

BIOS

AudioHD


La scheda madre - pratica Il formato standard attuale per le schede madri per

PC desktop è il formato ATX nato nel 2007 come evoluzione del formato AT. Lo standard ATX fornisce indicazioni specifiche riguardo la dimensione, la posizione degli slot, I fori per le viti, la posizione e il colore dei connettori. La disposizione dei componenti è stata studiata per consentire un miglior ricambio di aria fresca. A questo scopo bisogna disporre I cavi in modo da non interporsi al percorso dell’aria, magari “legando” I cavi interni.



Il formato ATX specifica anche I colori per identificare facilmente I connettori: Viola = Tastiera Verde = Mouse Blu = Monitor Rosa = Stampante Arancio = Joystick



Installare una scheda madre Dopo aver aperto il vano di sinistra del case, la

scheda madre viene montata sul pannello di destra attraverso alcune viti. Poggiare la scheda madre sul pannello, inserire gli appositi sostegni bianchi di plastica, quindi quelli di rame, vengono avvitati da una parte sul case e dall’altra sulla scheda madre (si evita in questo modo il contatto della scheda con il case)



Installare una scheda madre È importante serrare bene la scheda madre,

facendo attenzione che qualche sostegno metallico non tocchi il circuito della scheda madre (per evitare corto-circuiti e quindi la mancata accensione del PC)

Inserimento del connettore di alimentazione: se il case è ATX tale connettore è di plastica bianca con 20 fili



Installare una scheda madre Inserimento del connettore di alimentazione: se il

case è ATX tale connettore è di plastica bianca con due coppie di 10 fili sagomato in modo che vi sia un modo solo per inserirlo. Se invece il case è AT si hanno due coppie di 6 fili.

Attenzione i fili neri DEVONO essere in centro, altrimenti si

causa un corto circuito



Configurazione dei jumperLo stesso tipo di scheda madre, può supportare

processori con velocità diverse, per rendere la vostra scheda compatibile e funzionante con il vostro processore può essere necessario configurare nella giusta combinazione i Deep switch della prima foto, o i banchi di Jumper della seconda foto.



Configurazione dei jumperPer trovare la giusta posizione, dovete consultare il

manuale della scheda madre che deve essere letto in ogni caso per trovare eventuali configurazioni particolari della scheda.Oltre alla velocità del processore, con questi settaggi potreste modificare anche il Bus Speed e il voltaggio CPU. Modificando questi settaggi, oltre i limiti previsti per i vostri componenti, si va a creare l'overclock del componente, ma si va a rischiare anche un suo danneggiamento


Capitolo 5

COMPONENTI DEL PC: ROM e BIOS


ROM Memoria non volatile in cui i dati vengono definiti in

fase di costruzione e possono essere mantenuti anche senza alimentazione. Questa memoria viene utilizzata per i firmware.

Memoria di sola lettura. Alcune ROM possono essere scrivibili una volta

sola; Altre invece, pur essendo ROM, possono essere

modificate;


ROM Tecnologie

ROM a maschera: i dati vengono scritti nella ROM quando questa viene creata. Comporta notevoli costi di produzione in quanto bisogna creare la maschera e se bisogna portare una modifica, anche minima, nei contenuti della ROM, si deve sostituire la maschera e quindi l’intera linea di produzione;

PROM: evoluzione delle ROM a maschera, può essere scritta successivamente alla sua costruzione, ma una volta scritta non può più essere modificata

EPROM: scritta e modificabile con raggi UV EEPROM: simile alla EPROM, può essere riscritta più volte

attraverso tensioni (30 volt) superiori a quelle di lettura Flash ROM: può essere utilizzata come memoria di massa


Firmware Firm = stabile, ware = componente È una sequenza di istruzioni integrate direttamente

in un componente elettronico. Lo scopo è quello di avviare il componente stesso e consentire di interagire con le altre componenti.

Generalmente il firmware viene memorizzato nella ROM

Il firmware più noto è il BIOS, ma generalmente tutte le componenti (CD, DVD, Schede di rete, Router) hanno un proprio firmware


Firmware Tutte le componenti elettroniche hanno il proprio

firmware: Dischi fissi, masterizzatori, lettori, e processore (in questo caso si parla di microcodice).

Nell’ambito informatico, il firmware più noto è quello che viene memorizzato nella ROM della scheda madre e serve a fare avviare il PC. Questo viene definito BIOS


BIOS

Sistema base per l’input e l’output. Insieme di procedure usate dal SO per accedere all’hardware.

Il chip del bios si trova sulla scheda madre ed è riconoscibile dalla scritta. Il chip non si può sostituire ma si può aggiornare il firmware in esso contenuto.

L’accesso al BIOS avviene digitando il tasto CANC durante la fase di POSTdel PC


BIOS

Un danneggiamento al BIOS comporta l'impossibilità di avviare il sistema in quanto non è possibile inizializzare il modo corretto tutti i circuiti della scheda madre. Per questo motivo ormai da danni viene implementato un doppio chip BIOS sulla scheda madre. Quello primario serve per avviare il sistema, mentre quello secondario funge da backup e serve ad avviare il sistema nel caso in cui il primo dovesse danneggiarsi.


BIOS

Sequenza di passi compiuti dal bios: All’accensione del computer (fase di POST = Power on

Self Test) vengono eseguiti una serie di controlli sull’hw della scheda madre. Se tutti i dispositivi sono funzionanti viene emesso un beep singolo, altrimenti una sequenza di beep che indicano il possibile errore.

Viene cercata una scheda video, quindi viene eseguito il BIOS della scheda video (presente nella ROM video)

Cerca eventuali ROM di altri dispositivi quindi li esegue [...]


BIOS

Sequenza di passi compiuti dal bios: Mostra a video una schermata di presentazione con i dati

dell’hardware Verifica la quantità di memoria disponibile e lo stato della

tastiera Se il bios supporta il plug and play, configura I dispositivi

PnP e mostra un messaggio a video Infine cerca una unità disco da cui caricare il sistema

operativo. Se lo trova, carica il primo settore del disco che corrisponde all’MBR

Ha inizio il processo di bootstrap


BIOSLe impostazioni del bios possono essere

modificate per aumentare le performance del sistema.

Prima di modificare un parametro, scrivere il precedente valore in modo da ripristinarlo in caso di errore.

Dopo aver modificato un parametro, verificare (attraverso un riavvio) se la nuova impostazione funziona correttamente

Non tutti i bios sono gli stessi, le voci possono cambiare


BIOSFino a qualche anno fa, il contenuto del BIOS era

interamente utilizzato dal sistema operativo per accedere all’hardware (ad esempio il DOS). Successivamente col passare del tempo, le funzionalità dei sistemi operativi (Linux e Windows) divennero sempre maggiori e il BIOS divenne insufficiente. Per questo motivo oggi i S.O. fanno accesso diretto all’hardware.


BIOS Il bios è scritto in Assembly e viene di solito

memorizzato su memorie EEPROM di conseguenza può essere modificato. Le aziende produttrici di BIOS di solito mettono a disposizione nuove versioni e aggiornamenti del BIOS.

Sono noti alcuni virus in grado di sovrascrivere il bios (virus Cernobil). Tuttavia i bios attuali possono essere disabilitati alla scrittura e/o possiedono un ponticello che, se non cortocircuitato, disabilita le possibilità di aggiornamenti del bios.


BIOS Sezioni del bios

Standard CMOS setup: si può modificare data e ora, e i parametri dei dischi. Di solito non si modifica nulla; Halt on: se si verificano degli eventi (es. tastiera omessa)

viene il blocco dell’avvio. BIOS Features Setup: contiene diverse voci:

Boot Virus Detection (detection virus nel boot), CPU Internal Cache (impostarla a enable) Quick Power on self test: non esegue tutti i controlli sulla

RAM per cui l’avvio è più veloce Boot Sequence HD Sequence SCSI (boot sequence per dischi scsi) Video ROM Bios shadow (Copia il firmware della video sulla

ram, impostarla su enable) [...]


BIOS Security Option: se abilitato richiede la password

prima di accedere al sistema operativo XXXX-YYYY Shadow: aree di memoria RAM che

vengono riservate per copiare il contenuto della ROM, allo scopo di accedere più velocemente alle istruzioni del BIOS. I moderni SO possiedono delle procedure che accedono direttamente all’hw senza passare dal BIOS per cui potrebbe essere uno spreco inutile di spazio su RAM.

Chipset Features Setup: contiene informazioni che indicano la velocità con cui il northbridge acccede alla RAM DRAM timing: indica la velocità con cui si accede alla

ram (es. 60ns, 70ns, ecc.) [...]


BIOS RAS to CAS delay / DRAM RW LeadOff timing: indica

la latenza tra la selezione della riga e della colonna nella memoria ram. Ovviamente più piccolo è migliori sono le performance

AGP Graphics Aperture Size: indicare la quantità di RAM video

Porte parallele: Si consiglia la modalità ECP+EPP in modo da velocizzare i trasferimenti

Power Management Setup: impostazioni per il risparmio energetico. I dischi possono sospendere la loro rotazione, ma

richiede tempo all’accensione


BIOS PWR button: indica il numero di secondi in cui può

essere premuto il pulsante di power on per mandare in stand-by il PC

AC PWR Loss Restart: Se il PC era acceso e viene a mancare la corrente, si accenderà automaticamente;

Wake on lan: permette di accendere il PC a distanza


BIOS Bip del bios: prendiamo in considerazione solo il BIOS

AMI e AWARD, quelli più diffusi (si può vedere il nome del bios durante la fase di boot) AMI:

1 beep: può essere un errore della ram o della madre; 2 beep: errore nel circuito di parità della ram / madre; 3 beep: errore nei primi 64 KB di RAM (il primo banco di

memoria è difettoso); 4 beep: guasto al timer di sistema 5 beep: errore legato al processore 6 beep: errore nel chip di scheda madre che controlla la

tastiera oppure errore di quest’ultima [...]


BIOS 7 beep: problema del processore o della scheda

madre; 8 beep: il bios non riesce ad accedere alla memoria

della scheda video; 9 / 10 beep: problemi con la rom che contiene il bios

BIOS AWARD 1 singolo segnale breve: tutto ok 1 singolo segnale lungo: errore della memoria 1 lungo e 2 o 3 brevi: problema nella scheda video


BIOSGli errori vengono indicati (se ci sono) durante la

fase di POST. Se questa fase va a buon fine (non ci sono errori) si procede al caricamento del sistema operativo. Ha inizio la fase di bootstrap. Viene quindi generato l’interrupt 19H, che consiste nel leggere i primi 512 kbyte da una periferica di memorizzazione (prima floppy poi HD) e saranno copiati in RAM. Se non viene trovato nessun disco verrà visualizzata la scritta:

No disk system; press enter to reboot


BIOSAggiornamenti del BIOS

Sono necessari due file: Il programma di aggiornamento File contenente le informazioni aggiornate

Nel caso di BIOS Award, l’utility si chiama awdflash.exe

L’operazione di aggiornamento del BIOS deve essere fatta con molta cautela. Anche un semplice abbassamento di tensione durante l’aggiornamento può rendere inutilizzabile la scheda madre


Capitolo 6

COMPONENTI DEL PC: RAM


RAM Memoria ad accesso diretto: impiega lo stesso tempo

per accedere a qualsiasi indirizzo di memoria Memoria volatile, perde il suo contenuto nel momento

in cui viene eliminata l’alimentazione del computer. Rappresenta la seconda componente principale di un

computer Il processore carica dalla RAM le istruzioni e i dati da

elaborare, quando questi non si trovano in cache, per poi riscriverli nuovamente in cache.

È più lenta di un processore per cui la sua velocità è determinante.


RAM Tipi di memorie RAM

SRAM: Sono le Static Random Access Memory, ovvero memorie in cui l’informazione può essere mantenuta per un tempo lungo (essendo statiche non hanno bisogno di refresh). Proprio per questa caratteristica consumano poca corrente, riscaldano poco, ma sono molto costose e di conseguenza vengono utilizzate per costruire le memorie cache.



DRAM: dinamic ram: è costituita da un condensatore per ogni cella di memoria che mantiene l’informazione. A causa del non perfetto isolamento del condensatore, questo tende a perdere la carica e il suo contenuto diventa inaffidabile. È necessario perciò rinfrescare continuamente il valore in esso contenuto (refreshing). Durante il refresh la cella rinfrescata è inutilizzabile (+ lenta) e maggiore consumo di energia. Sono molto economiche e quindi vengono utilizzate per le memorie di sistema. L’accesso è asincrono cioè non regolato dal clock.



SSD SDRAM: sono memorie DRAM di tipo sincrono, cioè l’accesso alla RAM è regolato dal clock di conseguenza raggiunge una velocità tre volte superiore durante lo scambio di dati con il processore. L’acronimo SSD sta per Single Data Rate, ovvero per ogni ciclo di clock viene spedita una word (ad es. 64 bit).

DDR SDRAM: sono SDRAM con data rate doppio in grado cioè di raddoppiare la banda di trasmissione riuscendo in questo modo a trasmettere due word per ogni ciclo di clock. In questo modo viene raddoppiata (128 bit) la quantità di dati che vengono trasferiti dalla RAM al nordbridge. Affinchè ciò avvenga è necessario installare I moduli a coppie. È anche necessario che I due moduli di memoria abbiano le stesse caratteristiche fisiche e, se possibile, anche il costruttore.



DDR SDRAM (Approfondimento):La configurazione dual channel permette di limitare il problema del “collo di bottiglia della ram” duplicando la quantità di dati trasferibile nello stesso intervallo di tempo. Al singolo canale esistente ne viene affiancato un secondo. Quando i due canali funzionano simultaneamente, il collo di bottiglia è ridotto. Considerando che il bus trasferisce una word per ciascun ciclo di clock (8 byte = 64 bit), supponendo la velocità del bus di 100Mhz, il troughput della DDR è di: 2 * 8 * 100 = 1600MBps


RAMDDR SDRAM, L’evoluzione:

Le Dimm di DDR SDRAM hanno 184 piedini (contro i 168 della SSD SDRAM). Le memorie DDR operano ad un voltaggio di 2,5 volt, contro i 3,3 volt per le SDRAM. Questo può ridurre notevolmente i consumi.

I moduli di memoria DDR2 per personal computer desktop (DIMM) hanno 240 Pin, e sono quindi incompatibili con quelli DDR che hanno 184 pin.

DDR3 è il nome del nuovo standard di memorie RAM sviluppato come successore delle memorie DDR2. Hanno una larghezza maggiore.



Memorie a cambiamento di fase: utilizzano il cambiamento di fase di un materiale per memorizzare le informazioni che possono essere mantenute senza corrente elettrica. Si prevede che entro il 2010 questa tecnologia sostituirà quella attuale.


Capitolo 7

COMPONENTI DEL PC: Hard Disk


Hard Disk Il disco fisso è un dispositivo magnetico che

conserva i dati. È composto da uno o più dischi rotanti rivestiti da materiale ferromagnetico su cui agiscono delle testine per le operazioni di lettura e di scrittura.

Durante il funzionamento le testite “lievitano” sul disco a pochi nanometri di distanza.

Generalmente le rotazioni vanno da 5400 a 15000 RPM


Hard Disk Il primo HD è stato inventato da IBM nel 1956 ed

era composto da 50 dischi dal diametro di 60 cm e poteva immagazzinare 5MB

Oggi invece si usano dischi molto più piccoli e molto più capienti.

A differenza della memoria RAM, le performance degli HD non ha avuto il medesimo incremento, al punto che ancora oggi l'HD rappresenta il collo di bottiglia del sistema.


Hard Disk Caratteristiche dei dischi:

Tipo di interfaccia con il sistema: IDE, EIDE, SCSI Capacità: misurata in GB Prestazioni:

Tempo di accesso: è l'informazione più importante per determinare la velocità di un HD. Si tratta del tempo medio in cui un dato (che si trova in qualsiasi punto del disco) viene reperito. Dipende dalla velocità di rotazione del disco e dalla velocità di spostamento delle testine (intorno ai 10 millisec)

Velocità di trasferimento: dopo che il dato è stato trovato viene trasferito. Per aumentare tale velocità si usa un buffer (di solito 32MB). Dipende anche dal bus (IDE; EIDE, SCSI, SATA)


Hard Disk All’interno un HD è composto da:

Dischi (possono essere più di 2) Motore di rotazione (porta i dischi in rotazione) Testine (collegate ad un braccio mobile) Motore di movimentazione (sposta le testine) Il connettore (IDE, EIDE e SCSI) Alimentazione Jumper Controller


Hard Disk Il disco fisso viene assemblato in camere con

un’atmosferma controllata (dette camere bianche) prive di polvere. Le testine non si appoggiano sulla superficie del piatto ma grazie ad effetti aerodinamici, lievitano sopra di essi per cui un granello di polvere potrebbe essere dannoso. Per cui è necessario non aprire mai il coperchio dell’HD.

Un HD contiene due motori: il primo serve a far ruotare i piatti e richiedono 12V di corrente. Il consumo maggiore si ha durante la fase di start-up di rotazione del disco.


Hard Disk Nei vecchi HD sussisteva il problema della

ricalibrazione del disco (a causa della deformazione causata durante la rotazione). Per cui periodicamente veniva sospesa la trasmissione dei dati. Alcuni processi, ad esempio, la masterizzazione di CD, sentivano il problema.

Oggi invece la ricalibrazione avviene al volo, per cui non viene interrotto nessun processo di trasferimento dati.


Hard Disk La parte “intelligente” di un HD è data da un

controller che si occupa di interpretare i comandi del sistema operativo in comandi elettrici (movimento delle testine, dei dischi, risparmio energetico, ecc).

Ogni controller è composto da un circuito stampato, un processore dedicato, una rom, un firmware, una cache (256kb)


Hard Disk Geometria dei dischi:

Numero di piatti Cilindri Settori (512 byte) e Tracce Cluster (blocchi di 4 settori)

In passato le geometrie dei dischi erano fisse e non potevano essere modificate, oggi invece è possibile settare le geometrie dei dischi dal BIOS. Generalmente le BIOS eseguono un controllo automaticamente, in quanto vengono memorizzati nella ROM del controller del disco.


Hard Disk Formattazione: ne esistono due tipi:

A basso livello: definisce la struttura fisica del disco, ovvero le tracce e i settori. Comporta la cancellazione di tutti i dati. Questa formattazione è consentita solo al costruttore attraverso appositi programmi. Una formattazione a basso livello che non va a buon fine, può compromettere il funzionamento del disco stesso.

Ad alto livello (logica): è un comando del SO che scrive la struttura del file system che è relativa al sistema operativo. Questa operazione porta alla cancellazione e alla riscrittura della tavola di allocazione dei file nella MBR. Si basa sui parametri fisici che sono stati impostati durante la formattazione a basso livello


Hard Disk

Dopo la formattazione, la dimensione dell’HD diminuisce leggermente, in quanto una parte più o meno significativa viene utilizzata dal sistema operativo per memorizzare le informazioni necessarie a recuperare i dati scritti nei settori


Hard Disk

MBR: primo settore del disco, contiene il loader e la tabella delle partizioni

Boot sector: contiene informazioni sulla partizione, quale sistema operativo, # byte per settore, # settori per cluster, # settori per cilindro, ecc.

FAT: tabella che indirizza i file (FAT32, NTFS, EXT2) Root: settore che contiene la root del file system Dati: contiene i file

DatiDatiDatiDati

RootRootRootRoot

FAT1/FAT2FAT1/FAT2FAT1/FAT2FAT1/FAT2

Boot Sector Part 4Boot Sector Part 3Boot Sector Part 2Boot Sector Part 1

MBR (Master Boot Record)


Hard Disk

Tutti I sistemi operativi offrono strumenti in grado di effettuare partizioni di dischi.

Ad esempio il dos utilizza (e ancora oggi viene utilizzata) l’utility fdisk

Windows invece, attraverso il pannello di controllo, fornisce un programma grafico.


Hard Disk – pratica – IDE / EIDE Gli HD sono collegati alla scheda madre attraverso

una interfaccia che può essere: IDE, EIDE (detto anche ATA o PATA): il collegamento

avviene in parallelo con un cavo a 40 poli. Al più si possono collegare 2 unità (master e slave). Velocità comprese tra 16 e 133 MBps. Il problema principale nelle prime architetture IDE/EIDE è che il trasferimento dei dati da HD a RAM avveniva con la supervisione della CPU. Cioè parte dei cicli di clock della CPU vengono “inutilmente” spesi per trasferire dati dall’HD alla RAM. Questa modalità viene definita PIO (Programmed Input Output). Successivamente (utilizzando un cavo a 80 poli), invece si è iniziato a parlare di DMA. Non vengono più prodotti a partire dal 2008.


Hard Disk – pratica – IDE / EIDE Prima di installare un HD IDE o EIDE (ma lo stesso

discorso vale per un lettore CD o DVD), è necessario settare correttamente i jumper, in modo da configurare l’unità come master o come slave per ciascun canale. L’unità master viene elencata prima rispetto alla slave.

L’unità master gestisce l’accesso ai dispositivi su quel canale. Per questo motivo è preferibile che I masterizzatori vengano configurati come master.

Attraverso I jamper è possibile indicare se un drive è master o slave. La modalità “cable select” permette la configurazione automatica.


Dopo aver alloggiato il drive nell’apposito bay (alloggiamento), fissarlo con le viti al case;

Collegare i cavi della corrente uscenti dall’alimentatore. Quello del floppy ha un connettore più piccolo per cui non c’è rischio di sbagliare. Gli altri possono essere inseriti indifferentemente nell’HD o nei CD-ROM

Hard Disk – pratica – IDE / EIDE


Collegare all’HD i canali IDE/EIDE. A ciascuno è possibile collegare al massimo due unità in modo da avere: Primary master Primary slave Secondary master Secondary slave

Il settaggio del master / slave avviene tramite i jumper

Hard Disk – pratica – IDE / EIDE


Hard Disk - pratica Il cavo EIDE è formato da 40 o 80 contatti, con ai

due estremi una terminazione di plastica e al centro un terzo connettore. A un estremo viene collegato al canale EIDE presente nella scheda madre, negli altri due verranno collegati eventualmente due HD

Quando si collega il cavo IDE del floppy, si può notare la presenza di una linea rossa. Questa è necessario che combaci con la parte del connettore segnalata con 1 sia nella scheda madre che nel device. I cavi più recenti sono dotati di guide che impediscono un inserimento errato


Hard Disk Gli HD sono collegati alla scheda madre attraverso

una interfaccia che può essere: SCSI: consente il collegamento fino a 7 o a 15 unità

(Wide scsi). Il cavo è a 50 poli o a 68 poli (wide). Se gli HD sono SCSI, il collegamento è analogo ai dischi IDE o EIDE, con la sola differenza che il cavo deve essere collegato al controller SCSI che si trova sulla scheda madre oppure su una scheda PCI collegata alla scheda madre. Si ricorda che lo SCSI deve essere terminato.


Hard Disk Gli HD sono collegati alla scheda madre attraverso

una interfaccia che può essere: SATA: trasmette I dati in formato seriale e utilizza 7

contatti per la connessione. Questo standard permette la connessione e la disconessione “a caldo”


Hard Disk - pratica Gli HD SATA trasmettono i dati in seriale, per cui anzicchè

avere 40 fili, se ne hanno solo due: uno per trasmettere, uno per ricevere oltre a due fili per la massa. In realtà il cavo ha 7 fili perchè gli altri 3 servono per trasmettere segnali di controllo.

Generalmente una scheda madre offre 4 o 6 connessioni SATA che potrebbero non essere sufficienti. In questi casi, le schede madri di fascia alta offrono porte aggiuntive attivabili direttamente dal bios. Oppure si può ricorrere alle eSATA (external SATA) le cui prestazioni però sono analoghe a una connessione USB


Hard Disk - pratica Può capitare che un disco SATA non venga

riconosciuto dal sistema. Quando accade questo, verificare per prima cosa che la velocità con cui può operare l'HD sia compatibile con la velocità supportata dalla scheda madre. Ad esempio potrebbe essere che la scheda madre (il southbridge) supporta dischi SATA 1 (1,5 Gbps) mentre il disco è stato realizzato secondo le specifiche SATA 2 (3 Gbps). In questo caso, collegarsi al sito dell'azienda del HD e scaricare il tool con il quale è possibile modificare i parametri operativi del disco.


Hard Disk - pratica Altro motivo per cui potrebbe non essere

riconosciuto (a livello del SO) è che winXP può gestire fino a 4 periferche (sia IDE che SATA). Se nel sistema sono presenti 4 perifiche, sarà necessario eliminarne una per far funzionare il disco SATA


Hard Disk - pratica Errori:

Disk no system: nel disco non viene rilevato il sistema operativo, è sufficiente copiarlo di sopra;

Error reading OS – Disk boot failure: Si è danneggiato il settore di avvio o la tavola delle partizioni. In questi casi si può utilizzare il programma ptedit di Partition Magic


Hard Disk - praticahttp://www.youtube.com/watch?v=t6wTZhsffEE&NR=1&feature=fvwp

Funzionamento hard disk

http://www.youtube.com/watch?v=t6wTZhsffEE&NR=1&feature=fvwp


Dischi allo stato solido

I dischi allo stato solido (SSD) si differiscono dai dischi meccanici in quanto gli SSD utilizzano l'elettronica (e non la meccanica) per leggere/scrivere dati a velocità vicine a quelle della luce. Il punto debole dei dischi meccanici è che quando i dati si trovano in punti diversi del disco, la testina deve spostarsi fisicamente di qualche centrimetro impiegando diversi millisecondi.



Questa lentezza si percepisce maggiormente quando vengono richiesti flussi di dati continui (ad esempio durante una elaborazione video). In questo caso, l'utente percepisce uno scatto del sistema e una mancanza di reattività.



Gli SSD non hanno alcuna parte in movimento e sono in grado di offrire tempi di accesso ai dati estremamente ridotti, quasi sempre inferiori a 0,1 ms, oltre 100 volte in meno rispetto a un disco rigido tradizionale. Essendo però la tecnologia degli SSD relativamente giovane, non è automatico il fatto che un SSD sia più veloce di un HD tradizionale



Molti SSD sono indubbiamente più veloci degli HD tradizionali, ma non tutti i modelli offrono le stesse caratteristiche;

Di seguito indichiamo un esempio relativo ai tempi di accesso di un HD tradizionale confrontato con i tempi di accesso di un disco SSD:



Supponiamo di dover leggere 10 file da 4Kb ciascuno, posti in differenti posizioni sul disco:

Disco Rigido SSD

Lettura 100 Mbyte/s 40 Mbyte/sLettura dato (di 4 kb)

0,04 ms

0,01A

ccesso al dato 10 ms 0,01 ms

Tempo totale

Numero_files x

(accesso + lettura)Numero_files x (accesso

+ lettura)

10 x (10 + 0,04) = 100,4 ms 10 x (0,1 + 0,1) = 2 ms



Supponiamo di dover leggere 6 file da 8Mb ciascuno, posti in differenti posizioni sul disco:

Disco Rigido SSD

Lettura 100 Mbyte/s 40 Mbyte/s

Lettura dato (di 8 Mb) 0,08 s = 80 ms0

,2 s = 200 msA

ccesso al dato 10 ms 0,1 ms

Tempo totaleNumero_files x (accesso +

lettura)Numero_files x (accesso + lettura

)

6 x (10 + 80) = 540 ms 6 x (0,1 + 200) = 1200,6 ms


Boot Loader Talvolta, nel primo settore del disco non è presente

il SO ma un programma chiamato boot Loader che consente il caricamento del kernel del sistema operativo e ne permette l’avvio.

Il boot loader contiene l’indirizzo dei blocchi del disco in cui sono memorizzati i file da caricare.

Alcuni boot loader sono in grado di utilizzare la rete per scaricare il kernel del sistema operativo da avviare

Il boot loader mostra all’utente un menu di possibili kernel da caricare e può eventualmente chiedere una password per caricare il sistema operativo.


Boot Loader Elenco dei boot loader

LILO GRUB sysLinux (utilizzato per l’avvio dei CD) PXELinux (usata per l’avvio da rete) BootX (usato da MAC) NTLDR (usato da NT e successivi)


Capitolo 8

COMPONENTI DEL PC: CD e DVD


CD-ROM È un dispositivo di memorizzazione in sola lettura È in grado di memozzare 650/900 MB di dati e viene

principalmente utilizzato per scopi multimediali (musica)

Un CD-ROM consentono di memorizzare dati per 100 anni

A differenza dell'HD, la velocità lineare è costante (quindi è più veloce quanto più si va in centro al CD)


CD-ROM / CD-RW È composto da un unica traccia sinusoidale composta

da pit e land. Questi riflettono la luce proveniente da un raggio laser e catturate da uno schermo che converte l'impulso luminoso in bit.

I CD-RW sono riscrivibili fino a 1000 volte. Sono molto simili ai CD-R. Per poter essere letti dai comuni lettori CD-R, una sessione di masterizzazione deve essere chiusa. È possibile anche lasciarla aperta (utilizzandolo di fatto come un HD) ma la sua dimensione è ridotta a 530MB


CD-RWÈ possibile cancellare un CD-RW in due modalità:

veloce e completa. La veloce cancella solo i metadati (per cui i dati possono essere recuperati).


DVDÈ l'acronimo di Digital Versatile Disk, è un

supporto di memorizzazione di tipo otticoÈ nato principalmente per la memorizzazione di

audio e video ad alta qualità. In entrambi i casi sono previsti sistemi di protezione impedire la duplicazione dei contenuti.


DVD Le dimensioni dei DVD di produzione industriale sono di

quattro tipi: 4,7 GB Lato unico e singolo strato 8,5 GB Lato unico e doppio strato 9,4 GB Due lati e singolo strato 17 GB Due lati e doppio strato

I DVD "strato doppio" permettono una doppia incisione nello stesso lato. La capacità del supporto non raddoppia esattamente, perché una parte di memoria è dedicata alla creazione di un indice e al controllo della distribuzione dei dati.


DVD Il double side o "doppio lato" è un supporto che può essere

inciso o riscritto da tutti e due i lati Per il double layer occorre un particolare masterizzatore con

tale funzionalità. Per il double side è sufficiente avere un supporto a doppio strato, che viene inciso con i comuni masterizzatori, semplicemente girando il disco.

Fisicamente il DVD è formato da tracce circolari e concentriche e vengono lette da un raggio laser.

La velocità di un DVD è 9 volte superiore a quella di un CD (9x150KBps)


DVD-Video Sono in grado di memorizzare fino a 240 minuti di

materiale video in mpeg2. I DVD video possiedono un codice detto codice

regionale, per cui un lettore DVD può riprodurre solo con un determinato codice

Le zone sono: 0 = Tutto il mondo; 1 = Europa, Giappone, Sud Africa, Medio Oriente; 2 = Asia; 3 = Australia, Nuova Zelanda, America Centrale e Meridionale; 5 = Russia, India, Africa del Nord; 6 = Cina; 7 = Riservato; 8 = Speciale (aerei, navi, hotel, ecc)


DVD-Video Un altro sistema di protezione impedisce la copia

digitale dei file contenenti i video. Questo sistema di protezione viene definito Content Scrambling System (CSS).

Il CSS era ritenuto un sistema di protezione sicuro fino a quando uno studente di 15 anni creò e distribuì un programma in grado di effettuare il “ripping”. Nel 2000 fu arrestato e nel 2003 assolto in quanto la copia che lo studente aveva rippato era stata legalmente acquistata.


DVD-Video All'interno di un DVD-Video ci sono due directory principali:

AUDIO_TS e VIDEO_TS. L'AUDIO_TS è sempre vuota perchè audio e video sono miscelati (multipex) in uno stream unico.

All'interno della VIDEO_TS invece si trovano tre differenti files: .IFO: contiene i sottotitoli, la suddivisione dei capitoli

e la struttura del DVD .VOB: Video Object è il contenuto multimediale vero

e proprio (dim. Max 1GB) .BUP è un backup di .IFO


DVD-AudioRappresentano l'evoluzione dei CD Audio

finalizzata alla riproduzione di contenuti audio ad alta fedeltà

A differenza dei DVD Video, i DVD audio non hanno avuto il successo sperato, perchè i produttori si sono concentrati sul garantire l'impossibilità di riprodurre DVD audio. Hanno creato pertanto dei DVD talmente complessi da risultare “peggiori” dei CD audio


DVD-R/+RDVD scrivibile una sola volta.Un DVD+R può essere scritto solo da un

masterizzatore compatibile. I DVD+R possiedono un controllo sulla velocità e

risultano pertanto meno suscettibili di errori rispetto ai DVD-R


DVD-RW/+RWDVD scrivibile parecchie volte in quanto è

composto da una lega formata da argento, antimonio e tellurio.

La registrazione viene effettuata ad una temperatura inferiore rispetto a quella di cancellazione.

Può essere riscritto fino a 1000 volte e viene principalmente utilizzato per uso domestico

Nel DVD+RW i dati possono essere aggiunti e rimossi senza cancellare il disco


DVD-RAMÈ un DVD riscrivibile che risulta essere

tecnologicamente più vicino a un HD. È composto da tracce concentriche anzicchè da un unica traccia a spirale

A differenza dei DVD-RW e DVD+RW, non si richiede un particolare programma di masterizzazione

Può essere riscritto fino a 100.000 volteAccesso ai dati di piccole dimensioni più veloce

rispetto a DVD-RW (ma più lento per quelli di grandi dimensioni)


DVD-DSono particolari DVD usa e getta che durano dalle 8

alle 48 ore dall'apertura della confezioneUtile per memorizzare film che devono essere

visualizzati una sola volta.Se si congelano si arresta il tempo di cancellazione.


Blu-Ray e HD DVDSupporto ottico che rappresenta l'evoluzione dei

DVD. Grazie alla luce laser blu riesce a contenere fino a 54 GB

Il Blu-ray rappresenta l'antagonista dell'HD DVD.Sono differenti nella dimensione: l'HD DVD infatti

memorizza al più 45 GB di dati Il 19 febbraio 2008 il Blu-Ray ha vinto la sua

competizione contro HD DVD in quanto Toshiba (titolare dei diritti su HD DVD) ha dichiarato di aver abbandonato il progetto


Lettori CD Il lettore CD è un dispositivo elettro-meccanico

utilizzato per la riproduzione di contenuti multimediali memorizzati in un CD. Esistono due lettori CD: lettore CD musicale e lettore CD per PC. I primi vengono collegati a sistemi di aplificazione del suono. I secondi invece si collegano al PC attraverso interfaccia (IDE, EIDE, SATA, SCSI, USB, Firewire)


Lettori CDSono in grado di leggere dati ad una velocita

specifica: 1X = 150 KBPS; 12X = 1800KBPSAll'inzio si pensava che il 20X fosse il limite in

quanto a questa velocità il disco ha problemi di vibrazione. Samsung ideò un meccanismo di bilanciamento che ha consentito di raggiungere la velocità di 52X


Lettori CD

Il lettore CD è dotato di un diodo laser attraverso il quale vengono lette le microscopiche incisioni (pit e land).

La superficie del disco è composta in alluminio e riflette la luce. La luce riflessa viene quindi codificata in dati binari

Per i PC sono disponibili anche i lettori DVD software in grado di leggere un DVD in un PC dotato di un lettore DVD.


Lettori DVDUn lettore DVD deve essere in grado di:

Leggere il contenuto di un DVD Decifrare i dati protetti con sistemi CSS Decodificare il flusso MPEG Inviare il video in uscita in forma analogica Decodificare il suono Inviare l'audio in uscita in forma analogica


Lettori DVDhttp://www.youtube.com/watch?v=vGXFfFNQqNk&NR=1&feature=fvwp

Funzionamento DVD e CD

http://www.youtube.com/watch?v=vGXFfFNQqNk&NR=1&feature=fvwp


Capitolo 9

COMPONENTI DEL PC:

Interfacce di Interconnessione interne


Interfacce Fino ad ora abbiamo parlato di componenti interne al

case. Ma come si collegano le componenti esterne? Interconnessione avviene attraverso le interfacce. Per interfaccia si intende quella parte di ciascun dispositivo che consente a quest’ultimo di poter collegarsi alla scheda madre e comunicare con essa. Fisicamente una interfaccia si collega a un bus (omonimo) che trasferisce I dati dalla e alla periferica a una specifica velocità (misurata in hertz). Ciascuna interfaccia possiede anche uno specifico colore.


ISA L’interfaccia ISA (industry standard architetture) è

composta da un bus parallelo da 8 o 16 bit destinato al collegamento, attraverso appositi slot, di generiche schede di espansione (video, audio, rete, ecc).

Il bus ISA oggi è superato e sostituiti dai bus PCI e PCI Express. Le prime versioni avevano un bus di 8 bit con frequenze di 4,77Mhz. Successivamente fu portato a 16 bit con frequenze di 6 o 8 Mhz. Queste due versioni di bus ISA vengono distinte con il nome di but XT e bus AT.


ISA / EISA Le interfacce ISA si collegano alla scheda madre con

apposito slot di solito di colore nero. ISA XT e AT furono sostituiti dall’EISA (Extended

Industry Standard Architetture), anch’esso un bus parallelo ma in grado di trasferire fino a 32 bit.

Anch’esso viene identificato da uno slot di colore nero.


PCI Il bus PCI (Peripheral Component Interconnect) è stato

sviluppato da Intel agli inizi degli anni 90 ed è in grado di trasmettere 32 bit con una frequenza di 33Mhz (e quindi 132MBps). Dall’evoluzione del PCI nacque il PCI-X, simile al PCI ma con frequenza a 66Mhz e a 64 bit in modo da raggiungere 528MBps


PCI (Varianti) PCI 2.2 permette di trasmettere a 66 MHz (richiede di avere segnali a 3.3 volt e ha un transfer

rate con picco di 266 MB/s) PCI 2.3 permette il solo uso di schede con segnali di 3.3 volt e non più schede con segnali a 5

volt PCI 3.0 è lo standard definitivo PCI-X raddoppia l'ampiezza a 64 bit, si è revisionato il protocollo e si è aumentato il data rate

a 133 MHz (transfer rate di picco a 1014 MB/s) PCI-X 2.0 permette un rate a 266 MHz (transfer rate di picco a 2035 MB/s) e anche a 533

MHz, espande il configuration space a 4096 bytes, aggiunge una variante a 16 bit del bus e permette segnali a 1.5 volt

Mini PCI è un PCI 2.2 in nuovo formato da usare nei portatili (laptop) Cardbus è un PCMCIA a 32 bit e 33 MHz PCI Compact PCI usa schede di dimensioni secondo le specifiche Eurocard (per portatili) PC/104-Plus è un bus industriale che usa le specifiche del PCI ma con connettori differenti PCI Express (PCIe) è una nuova interfaccia che sfrutta l'esperienza acquisita con PCI con un

protocollo seriale a livello fisico e connettori differenti. PCI Express rimpiazzerà i bus PCI e AGP. Gli slot PCIe non sono compatibili con i precedenti slot che sfruttano gli standard PCI e PCI-X.


AGP Il bus AGP (accelerated graphics port), identificato sulla scheda

madre dal colore marrone è stato sviluppato da Intel nel 1996 come soluzione per aumentare le prestazioni e le velocità delle schede video. Rappresenta l’evoluzione della scheda PCI.

La prima versione dello standard AGP raddoppiava la banda passante rispetto a un normale slot PCI perché ne raddoppiava la frequenza, raggiungendo quindi i 266 MB/s, ma era capace di funzionare anche in modalità 2x e raggiungere i 532 MB/s effettuando ben due trasferimenti per ciclo di clock. Successivamente, le versioni 2.0 e 3.0 hanno introdotto la possibilità di 4 e 8 trasferimenti per ciclo di clock, giungendo alla odierna frequenza equivalente di 533 MHz.


AGP Le interfacce AGP si basano sull’idea di consentire un accesso

diretto alla memoria fisica del computer, moltoutile per le schede grafiche, in quanto in tal modo potevano gestire texture e oggetti 3D molto voluminosi.


AGP AGP 1.0

AGP 1x: 266 x 1 = 266 MB/s AGP 2x: 266 x 2 = 533 MB/s

AGP 2.0 AGP 4x: 266 x 4 = 1066 MB/s

AGP 3.0 AGP 8x: 266 x 8 = 2133 MB/s .


AGP La versione 3.0 è stata rimpiazzata dal più veloce bus PCI

Express che ha definitavamente rimpiazzato anche l’interfaccia PCI.

Inoltre per ciascuna versione delle schede AGP esistono 3 tipi di alimentazione (che genera altrettanti formati differenti): AGP 1,5 V AGP 3,3 V AGP Universal (compatibile con entrambi i precedenti)


AGP Gli ultimi modelli di schede grafiche richiedono troppa potenza

(oltre I 100 Watt) che non può essere erogata dall’interfaccia AGP (che può erogare al massimo 50 Watt). Per questo motivo sono state create schede grafiche dotate di alimentazione esterna.


PCI Express Il bus PCI Express sta prendendo il posto delle interfacce AGP.

Si basa su un trasferimento seriale (mentre PCI e AGP erano di tipo parallelo).

Il PCI-Express riesce a erogare una potenza di 75 Watt, permettendo di eliminare l’alimentazione esterna per le schede video di fascia medio-bassa. Per le altre, resta il connettore con l’alimentazione esterna (fino a 225/300Watt).

Si divide in diversi tipi: PCI 1X: in grado di trasferire 266MBps PCI 2X, 4X, 8X PCI 16X: in grado di trasferire fino a 2,5Gbps


PCI Express 2.0 e futuro Nato nel gennaio del 2007, PCI-Express 2 raggiunge 5 Gbps per

la 1x e addirittura 20Gb per la 16x. A metà del 2007 è stato inoltre annunciato lo standard che

dovrebbe sostituire la versione 2 del PCI-Express a partire dal 2010. Il nuovo bus sarà PCI-Express 3.0 e raddoppierà la larghezza di banda (circa 40Gbps per la 16x)


Capitolo 10

COMPONENTI DEL PC: Scheda audio


Scheda AudioÈ una scheda di espansione in grado di trasformare

un flusso audio digitale in un segnale analogico riprodotto dagli altoparlanti;

Sono principalmente composte da un convertitore analogico-digitale che serve per convertire il segnale

Le schede audio più avanzate possiedono una propria CPU dedicata


Scheda Audio Generalmente il sistema audio viene integrato in tutte le schede

madri che forniscono una buona qualità del suono, ma mancano gli effetti avanzati che vengono utilizzati in molti ambiti ludici (giochi).

Queste schede audio, pur non avendo funzionalità di elaborazione avanzate, sono in grado di riprodurre suoni ad alta qualità e dispongono di uscite per sistemi di altoparlanti surround fino a 9.1.

Le schede madri integrano sul PCB (circuito stampato) un chip audio. Attraverso il bios è possibile disattivare la scheda audio di sistema allo scopo di inserire una nuova scheda audio.


Scheda AudioA partire dal 1999, per le uscite si segue il seguente

standard


Scheda Audio Caratteristiche importanti di una scheda audio:

Polifonia: numero di suoni distinti che possono essere riprodotti simultaneamente

Canali: numero di segnali elettrici distinti, corrispondenti alla configurazione degli altoparlanti: 1 (mono), 2.0 (stereo), 2.1 (stereo + subwoofer), 5.1, ecc.

Per diversi anni le schede audio avevano da 9 a 18 voci (usate principalmente per i MIDI) ma solo una (mono) o due (stereo) canali. Quando venivano riprodotti, le voci venivano miscelate in un unico canale


Capitolo 11

COMPONENTI DEL PC: Scheda video


Scheda VideoAffinché si possa rappresentare una immagine sullo

schermo, è necessario trasformare i segnali del computer in segnali video. Tutto ciò che appare sul monitor viene inviato dal computer a una scheda di interfaccia connessa alla scheda madre.

La scheda video possiede una memoria RAM che memorizza le informazioni per “accendere” un singolo punto (pixel) sullo schermo.

Le schede video contengono una ROM in cui viene memorizzato il firmware usato dal BIOS durante il bootstrap.


Scheda Video Interfacce di connessione con la scheda Madre

ISA: rilasciata nel 1981 EISA: rilasciata nel 1988 PCI: rilasciata nel 1993, non richiede l’utilizzo di jumper

per la configurazione; AGP: prima interfaccia dedicata esclusivamente alle

schede video. Nacque nel 1995 con le schede video con accelerazione 3D

PCI Express: rilasciata nel 2004, offre una larghezza di banda maggiore e maggiore potenza

PCI Express 2: usata dal 2007


Scheda Video Il funzionamento della scheda video è molto semplice ogni

locazione di RAM grafica contiene il colore di un pixel dello schermo: il processore della scheda grafica (o in caso di assenza il processore del sistema) si limita a leggere in sequenza le locazioni necessarie e a pilotare un convertitore digitale-analogico (RAMDAC), che genera il segnale video che sarà visualizzato dal monitor. RAMDAC e monitor devono pertanto “parlare” tra loro. La “lingua” utilizzata tra i due è detta “standard grafico”.


Scheda VideoLo standard grafico è pertanto il linguaggio di

comunicazione tra adattatore e monitor. Esistono diversi standard grafici: MDA, il primo standard di scheda grafica che

lavorava solo a due colori: Bianco e Nero; Hercules: primo standard monocromato con

risoluzione di 784x350; CGA: usa 16 colori con risoluzione massima di

640x200; EGA: migliora la risoluzione dei caratteri e delle

immagini. Utilizza ancora 16 colori con risoluzione 640x350


Scheda Video

MCGA: utilizza 3 modalità differenti: uno ha le caratteristiche del CGA, il secondo usa una risoluzione di 640x480 ma usa solo due colori, il terzo usa 256 colori con una risoluzione di 320x200;

VGA: Utilizza 65536 colori e una risoluzione di 740x480. Richiede una memoria RAM video di almeno 512KB


Scheda Video

SVGA: Aumenta la risoluzione arrivando fino a 1024x768

UVGA: Raggiungono (e superano) risoluzioni a 2048x2048 a oltre 16 milioni di colori


Scheda VideoDalla quantità di RAM grafica equipaggiata nella

scheda e dalla velocità (frequenza) massima del suo RAMDAC dipendono la risoluzione massima raggiungibile e il numero di colori contemporaneamente visibili.

Caratteristiche della scheda video Risoluzione; Numero di colori; Refresh


Scheda Video Già da un po' di tempo il chip grafico è in grado di eseguire

alcune funzioni grafiche in modo autonomo, senza che il processore principale debba intervenire: le schede grafiche con questi chip sono dette 2D accelerate, perché possono svolgere da sole una parte del lavoro di disegno che altrimenti spetterebbe al processore. Le schede video con capacità grafiche tridimensionali (o 3D accelerate) hanno le stesse capacità bidimensionali delle precedenti, e in più ne hanno una completamente nuova, la modalità 3D appunto, in cui i pixel dell'immagine da visualizzare vengono calcolati dalla GPU (Graphics Processing Unit), fotogramma per fotogramma, partendo da una serie di dati geometrici forniti dalla CPU.


Scheda VideoProduttori di schede video professionali

Matrox 3D Labs Elsa nVidia ATi


Schede Video parallele NVidia è stata la prima delle aziende a produrre schede video

parallele. A queste diede il nome di SLI (Scalable Link Interface). L’idea di base consiste nell'aumento della potenza elaborativa della parte grafica tramite l'accoppiamento di due, tre o quattro schede video identiche. Oltre alle schede video bisogna possedere una scheda madre che supporti due o più socket PCI-Express, mediamente più costosa delle controparti con un solo socket; per collegare le due schede, NVidia offre in dotazione un "ponte elettrico" (un piccolo cavo rigido) che collega le due schede sulla loro parte superiore tramite due appositi connettori.


Schede Video parallele La risposta di ATI allo SLI si chiama Crossfire. Per funzionare un

sistema Crossfire necessita di una scheda madre con un chipset compatibile e due slot PCI-Express per inserire fisicamente le due schede. Diversamente però dal sistema SLI non esiste la limitazione di possedere due schede video identiche ma basta che una delle due in possesso sia una scheda certificata Crossfire di tipo Master che, a seconda della potenza dell'altra scheda collegata al sistema e denominata Slave, distribuisca la mole dei calcoli in maniera equilibrata rendendo così tutte le schede compatibili. Per collegare le due schede, ATI utilizza un cavo esterno (nVidia, al contrario, usa un ponte interno tra le schede) che collega due uscite delle due schede e presenta un terzo connettore che va collegato al monitor.


Scheda Video - pratica La maggior parte delle schede video diffuse oggi, hanno una

interfaccia AGP. Lo slot della scheda madre nella quale la scheda video AGP deve essere inserita, si riconosce dal colore marrone, generalmente posto a metà della scheda madre

Per inserire la scheda nello slot, allineare i connettori presenti sulla scheda con le fessure dello slot. Premere con decisione. Chiudere con una vite le alette di fissaggio sul case.

Le schede PCI andranno inserire nei rispettivi slot (di colore bianco)

Le schede ISA andranno inserite negli slot neri


Capitolo 12

COMPONENTI DEL PC: Interfacce esterne


USB USB (Universal Serial Bus) rappresenta una interfaccia per

il trasferimento seriale di dati Le USB sono state progettate per consentire inserimento e

rimozione dei dispostivi a caldo I dispositivi collegati in USB possono funzionare anche

senza corrente in quanto attraverso il cavo il dispositivo viene alimentato con una corrente di 5V

Sono progettati per collegare dispositivi lenti. Un controller può collegare fino a 127 dispositivi. Esistono diverse versioni: 1.0 (1,5 Mbps) 1.1 (12Mbps), 2.0 (480 Mbps); 3.0 (4,8Gbps, rilascio previsto per l’inizio del 2010).


USBLe interfacce USB sono state selezionate

dall’Unione Europea come standard unico per la ricarica dei dispositivi portatili. A partire dal 2010 I maggiori produttori di dispositivi mobili implementeranno nei loro prodotti le micro-USB.


USB wirelessUna evoluzione dell’USB wired consiste

nell’abbandono del cavo per la comunicazione tramite onde radio. Dal 2009 sono già in commercio ma non sono molto diffusi. Nel 2010 è previsto l’arrivo della versione 2.0

La comunicazione WUSB opera a velocità teorica di 480Mbps (per distanze fino a 3 metri) e 110 Mbps (per distanze fino a 10 metri).


Interfacce (USB)


FirewareNoto anche con il nome di IEEE 1394, è una

interfaccia seriale. Il fireware è stato sviluppato principalmente per

collegare I PC ai dispositivi multimediali Il fireware, a differenza dell’USB, può funzionare

in modalità peer-to-peer tra dispositivi,ovvero è possibile trasferire dati da una videocamera ad un hd esterno senza l’intervento del PC

Supporta la connessione a caldo.


Fireware Esistono due standard: Fireware 400 (IEEE 1394) e

Fireware 800 (IEEE 1394b). Il numero indica il numero massimo di Mbps trasferiti


Uscite video VGA: standard analogico progettato nel 1987 per

collegare i monitor CRT, oggi utilizzato anche dai LCD. Ha diversi problemi, quale il rumore elettrico, la distorsione dell’immagine e alcuni errori di valutazione dei pixel;

DVI: Introdotto per i monitor LCD e per le televisioni al plasma e videoproiettori, risolve il problema della VGA in quanto il segnale viene inviato in digitale; In realtà esistono tre tipologie di DVI differente: DVI-A, totalmente in analogico, DVI-D totalmente in digitale, DVI-I, tasmette sia in analogico che in digitale (a seconda del monitor). È possibile collegare (tramite un riduttore) un DVI-A e DVI.I a una VGA. Non si può fare con il DVI-D. In questi casi occorre un convertitore Digitale-Analogico.


VGA e DVI


Uscite video S-Video: è un segnale analogico che che trasporta

su due canali i segnali di luminosità e colore. utilizzato per la connessione a TV, lettori DVD e videoregistratori. Il cavo è composto da 4 pin che possono piegarsi facilmente portando a una perdita di colore o comunque un deterioramento della qualità dell’immagine.


S-Video


Uscite video HDMI: rilasciato nel 2003, trasferisce

contemporaneamente segnali audio e video in digitale. Oggi siamo alla versione 1.3 in grado di trasmettere informazioni a 10Gbps. Supporta le risoluzioni ad alta definizione (2560x1440). La connessione con il monitor avviene attraverso un connettore Tipo A con 19 pin (evoluzione delle prese scart). È attesa (inizio 2010) l’uscita della versione 1.4.

Display Port: alternativa all’HDMI, rilasciato nel 2006 è usato per connessioni con monitor e con sistemi home theatre


HDMI


Interfacce (RJ11 [telefono] RJ45 [Rete])


PS2 Collega tastiere e mouse. Esistono anche delle versioni non

colorate


Altre interfacce Parallela: Interfaccia parallela (trasmette 8 bit per

volta) utilizzata per collegare il PC alla stampante o a un plotter. Oggi sostituita dalla USB

RS-232: interfaccia seriale utilizzata in passato per collegare il mouse o il modem. Oggi è stata sostiuta dall’USB. L’unità di misura della velocità di trasmissione sono due: baud e bps (talvolta utilizzate erroneamente come sinonimi). Il baud indica il numero di transizioni che vengono fatte ogni secondo, il bps indica il numero di bit trasferiti ogni secondo


Capitolo 13

PERIFERICHE DEL PC: Monitor


Monitor (CRT)Utilizzano una tecnologia molto utilizzata nelle

televisioni (il tubo catodico). Un raggio catodico viene “sparato” da un tubo su una superficie sensibile che riproduce l'immagine;

Oggi quasi del tutto sostituito dagli schermi a cristalli liquidi (LCD) o al Plasma. Rispetto a questi, però il CRT ha una migliore capacità di reazione, colori più luminosi e consumi ridotti


Monitor (CRT)L'elemento di base nei monitor CRT è il catodo, un

piccolo elemento metallico che, se riscaldato, emette un fascio di elettroni. Attraverso dei campi magnetici il flusso di elettroni viene deviato in modo da colpire l'intera superficie interna del monitor, rivestita da materiale fluorescente (detti fosfori) che, eccitato dagli elettroni, emette luce.


Monitor (CRT) I monitor CRT a colori utilizzano 3 differenti tipi di fosfori

(RGB) che se sollecitate dagli elettroni, sparati da 3 cannoni, emettono i 3 colori. Tra i cannoni e gli strati di fosfori, si trova una maschera che serve, ad esempio, per impedire agli elettroni R di colpire i fosfori G o B.

Durante il funzionamento del tubo, la superficie del monitor si carica elettrostaticamente, e ciò non è pericoloso per l'uomo ma attira la polvere. Pulire la superficie del monitor con prodotti specifici, altrimenti si rischia di danneggiare il rivestimento antiriflesso (se presente)


Monitor (CRT) Poichè gli elettroni vengono deviati da un campo

magnetico, è opportuno non avvicinare alcun campo magnetico al monitor in quanto provocherebbero deformazione del flusso di elettroni e quindi una deformazione dell'immagine.

Se il campo magnetico è troppo intenso si rischia anche la deformazione della maschera. Questo problema non esiste invece nei monitor in B/N che invece possono essere usati per studi sul moto degli elettroni in un campo magnetico.


Monitor (CRT) Il monitor CRT emette radiazioni pericolose per l'uomo.

L'intensità delle radizioni decade a distanze superiori a un metro ed è più intensa sui lati dello schermo piuttosto che di fronte.

All'interno del tubo è praticato un vuoto, per cui su tutta la superficie del monitor viene esercitata dall'atmosfera una pressione che può generare una “implosione” nel caso di rottura del vetro. La parte anteriore del tubo è sufficientemente rinforzata ma bisogna prestare attenzione quando si solleva il tubo per il collo, in quanto molto delicato


Monitor (CRT) All'interno del monitor sono presenti diversi

condensatori. Evitare pertanto di toccare le parti interne al monitor ANCHE a corrente elettrica disconnessa, ma solo dopo aver provveduto allo scaricamento del tubo e dei condensatori


Monitor (CRT) I fosfori, sollecitati, emettono luce. Questa luce dura

qualche istante, dopodicchè è necessario risollecitare il fosforo (Refresh). Le frequenze vanno da 75 a 100 Mhz. Se la frequenza è bassa sullo schermo appare il flickering (sfarfallio)

Ogni gruppo di tre fosfori (RGB) è un pixel, il numero dei pixel definisce la risoluzione


Monitor (CRT) I monitor CRT si dividono in due categorie:

Interlacciati: l'immagine viene visualizzata in due tempi. Questo tipo di monitor risultano essere ottimi per visualzzare immagini in rapido movimento;

Non interlacciato: le immagini vengono visualizzate in un unico passo.


Monitor (LCD) I monitor LCD sono formati da una coppia di vetri

dentro ai quali si trova una particolare sostanza chiamata cristalli liquidi in grado di cambiare la propria forma se viene applicato un campo elettrico.

Sui vetri sono posti dei filtri polarizzatori che, attraverso la corrente, modificano la forma del cristallo liquido.


Monitor (LCD) In questo modo il fascio di luce, proveniente

dall'interno dello schermo, viene riflesso dal cristallo liquido (se perpendicolare al fascio di luce, la luce non passa) rappresentando l'immagine.

In questo caso però un pixel non è separato da un altro

Il monitor LCD usato nei PC è retroilluminato


Monitor (LCD)Un monitor LCD può essere

Trasmissivo: se dotati di una sorgente luminosa posta dietro il monitor che viene filtrata dal cristallo liquido. Molto spesso questa retroilluminazione consuma molto di più di quanto si consuma per la rappresentazione dell'immagine.

Riflettivo: Utilizzano la luce dell'ambiente (attraverso una cella fotovoltaica) per visualizzare l'immagine. La visibilità dell'immagine peggiora se l'ambiente è poco illuminato).


Monitor (LCD)Caratteristiche di un monitor LCD

Contrasto e Luminosità Gamma di colori e Resa Cromatica Angolo di visuale Tempo di risposta


Monitor (LCD) Contrasto: È il rapporto tra la luminosità del bianco e la

luminosità del nero. Dipende dalla capacità dei cristalli di bloccare la luce e di lasciarla passare. Per monitor che devono essere visti in un ambiente scuro (es. il soggiorno di sera) costrasti elevati sono fastidiosi in quanto le immagini luminose hanno un effetto abbagliante, riducendo la percezione dei dettagli nelle parti più scure.


Monitor (LCD) Resa cromatica: Indica il numero di colori che sono

rappresentabili attraverso un monitor. Qualasiasi tonalità di colore viene generata attraverso solo 3 colori: RGB

Tuttavia non tutte le tonalità di colori sono percepite dal nostro occhio


Monitor (LCD) Angolo di visuale: indica l'angolo sotto cui si può guardare

lo schermo ottenendo una luminosità e un contrasto accettabili


Capitolo 14

PERIFERICHE DEL PC: Modem


Modem Il modem è un dispositivo che rende possibile la

comunicazione tra più sistemi informatici utilizzando tipicamente i cavi telefonici

MODEM = MOdulatore / DEModulatoreConverte una sequenza di bit in inpulsi elettrici e

viceversa


Modem - classificazioni I modem si dividono in due categorie:

Modem fonici: modem analogici collegati alla PSTN Modem vocali: Modem ISDN, ADSL,

GPRS/EDGE/UMTS/HSDPA


Modem foniciSono i “vecchi” modem collegati alla rete

telefonica. I primi modem trasmettevano fino a 1200 bps. Lo standard V.90 invece è in grado di trasmettere fino a 56kbps

Supponiamo di avere due computer che siano collegati tramite cavi telefonici. Quelli che seguono sono i passi che i due modem seguiranno per stabilire la connessione


Modem fonici Il primo computer invierà al proprio modem

(tramite porta seriale) il comando di effettuare la chiamata a un numero ben preciso (provider)

Il modem effettua la chiamata e attende la risposta dal modem remoto

Se modem ricevente, se configurato per rispondere alla chiamata, risponderà aprendo la linea e immettendo in questa un tono di risposta.


Modem fonici Il primo modem, quindi, inizia a spedire dati di

controllo alla sua massima velocità. Se non ottiene risposta, diminuisce progressivamente la velocità fin quando non ottiene risposta (sincronizzazione sulla velocità)

I dati del primo PC vengono inviati al secondo tramite la porta seriale

Il modem riceve dalla porta questi segnali digitali (bit) e li converte (modulazione) in segnali analogici (impulsi acustici)


Modem fonici Il modem quindi invia sulla linea i segnali analogiciLa linea trasmette i segnali a destinazione che

verranno ricevuti dall'interfaccia (porta seriale) del PC ricevente

La porta seriale trasmette i dati al modem Il modem esegue la demodulazione e quindi

converte i dati in bit I dati sono passati al PC


Modem vocaliVengono chiamati così perchè utilizzano due canali:

uno per i dati, uno per la voce ISDN: sono particolari modem utilizzabili solo in

possesso di una linea telefonica specifica per questo tipo di connessione. È di tipo digitale e velocità superiori a quella analogica (fino a 128Kbps)

ADSL: sono modem digitali solitamente esterni e consentono di trasmettere dati da 640Kpbs a 20-30Mbps


Modem vocaliGPRS/EDGE/UMTS/HSDPA: Sono presenti nei

telefonini di terza generazione che consentono di accedere dal telefonino a internet. Le velocità sono: GPRS: 50 kbps EDGE: 200 kbps UMTS: 384 kbps HSDPA: 7,2Mb (teorici in quanto necessitano di una

ottima copertura)


Capitolo 15

PERIFERICHE DEL PC: Stampanti


Stampante Dispositivo periferico di output I parametri che caratterizzano una stampante:

Interfaccia: seriale, parallela, USB, infrarossi, bluetooth;

Formato carta: dimensione (es A4), spessore, tipo di carta (lucido, cartoncino, ecc.)

Numero di colori primari: monocromo (K) tricomia (YMC), quadricromia (YMCK), esacromia (YMMCCB) [hanno in più due tinte più chiare di ciano e di magenta]


Stampante Risoluzione massima: numero di punti per pollice Velocità: numero di pagine per minuto oppure da

caratteri per secondo (dipende dalla qualità di stampa)

Tempo per la prima pagina Costo per una copia stampata: costo del toner,

corrente, testite, tamburi ecc) Durata delle testine: indicata dal numero di pagine

stampabili prima di sostituire le testine. Nel caso di stampanti laser non esiste la testina, ma il tamburo. Il più delle volte il tamburo è integrato nel toner


Stampante Alimentazione della carta: a foglio singolo o a

modulo continuo. Tipiche stampanti a modulo continuo sono per lo più stampanti ad aghi in grado di stampare contemporaneamente su più fogli;

Durata della cartuccia Memoria RAM: a volte è espandibile, indica la

quantità di dati che possono essere memorizzate nell'aria di buffer. NON influenza la velocità di stampa


Stampante Le stampanti risalgono a prima della nascita dei PC. Infatti

nell'800 venivano utilizzati per imprimere su carta i segnali in codice Morse.

La prima tipologia di stampante per PC venne costruita nel 1980. Aveva una tecnologia ad aghi (a 24 aghi).

Nel 1982 nacque invece la prima stampante laser Nel 1984 venne costruita la terza generazione di stampanti:

stampante a getto


Stampante ad aghi Sono formate da testine di aghi (di solito 9, 18, 24, 36 aghi)

che battono sulla carta dopo aver attraversato un nastro colorato. Ogni colpo di ago è un pixel. La stampa può avvenire in entrambi i versi. Questa tecnologia è ancora utilizzata perchè permette di imprimere più copie contemporaneamente. Le stampanti ad aghi sono molto rumorose ma molto economiche. Possono lavorare sia a modulo continuo (il modulo viene fatto scorrere tramite il “trattore”) che a foglio singolo (attraverso il metodo a “frizione” in cui il foglio viene tirato da due rulli.


Stampante a getto È la tecnologia che ha avuto il maggiore successo presso

l'utenza privata ed i piccoli uffici, principalmente a causa del basso costo di produzione, della silenziosità e buona resa dei colori. Una schiera di centinaia di microscopici ugelli spruzzano minuscole gocce di inchiostro a base di acqua sulla carta durante lo spostamento del carrello. Generalmente si usa una resistenza elettrica che scalda il liquido all'interno di una camera di compressione aumentandone il volume e facendolo schizzare dall'ugello.


Stampante a gettoAttualmente le stampanti a getto hanno una

risoluzione da 360 dpi a 1440 dpi.Sono molto economiche, ma non molto veloci. La

velocità diminuisce all'aumentare della qualità di stampa (e anche se B/N o Colore)

Non può essere usata con carta fotocopiante Il colore può non asciugarsi immediatamente.

Evitare di passare le mani


Stampante a inchisto solido Tecnologia simile alla precedente, ma che offre anche su

carta comune immagini dall'aspetto fotografico, grazie alla lucidità della cera.

La tecnologia solid ink utilizza degli stick di inchiostro solido al posto dell'inchiostro fluido.


Stampante laser un raggio laser infrarosso viene modulato secondo la

sequenza di pixel che deve essere impressa sul foglio. Viene poi deflesso da uno specchio rotante su un tamburo fotosensibile elettrizzato che si scarica dove colpito dalla luce. L'elettricità statica attira una fine polvere di materiali sintetici e pigmenti, il toner, che viene trasferito sulla carta (sviluppo). Il foglio passa poi sotto un rullo riscaldato ad elevata temperatura, che fonde il toner facendolo aderire alla carta (fissaggio). Ottima la qualità, alto anche il costo di acquisto della stampante e dei materiali di consumo.


Stampante laser Le stampanti laser generalmente possono essere collegate,

oltre che al PC, anche alla rete, in modo da poter essere raggiungibili tramite IP.

Hanno velocità di stampa molto elevate


Stampanti – Postscript Il postscript è un linguaggio adottato da molte stampanti (a

getto e laser). Se una stampa viene lanciata da un programma che utilizza lo stesso linguaggio, migliora notevolmente la qualità di stampa


Plotter Il plotter può essere visto come una stampante utilizzata

principalmente nel disegno tecnico. Ogni programma (ad esempio Autocad) utilizza dei driver con i quali avviene la comunicazione con il plotter. Un plotter è composto da una serie di pennini colorati mossi orizzontalmente da alcuni bracci. Nel frattempo il foglio si sposta avanti e indietro.


Capitolo 16

PERIFERICHE DEL PC: Mouse, Tastiera, Scanner


Periferiche di puntamento Mouse: nati recentemente, a seguito dell'avvento dei sistemi

operativi grafici. Consentono di raggiugere qualsiasi punto dello schermo attraverso il puntatore. Le operazioni svolte dal mouse sono: Spostamento: spostando il mouse sul pad si sposta

il puntatore; Trascinamento Click sx e dx Coppio click


Periferiche di puntamento Mouse: i mouse possono essere

Wired / wireless Meccanico / ottici

Altre periferiche di puntamento: Trackball Touch pad Joystick Tavoletta grafica


Tastiera Ha un duplice scopo: inserire dati nel computer e impartire

comandi: Tasti:

Alfanumerici [a-z,0-9,....], Tab, Backspace Modificatori: Alt, Ctrl, Shift (maiuscolo) Tasti funzione

Altre caratteristiche: Nazionalità


Scanner È una periferica esterna in grado di acquisire in modalità

ottica una superficie piana e di interpretarla come un insieme di pixel e quindi restituirne una copia digitale. Successivamente tale immagine potrà essere modificata dai programmi di elaborazione di immagini.

Se l'immagine è un testo, lo scanner potrà considerarlo come tale e convertirlo in testo mediante un programma di riconoscimento ottico dei caratteri (OCR)


Scanner Gli scanner utilizzano i dei sensori ottici sensibili alla luce. I

sensori possono essere di due tipi: CCD: costituito da una matrice quadrata di sensori; PMT: costituta da tra fotomoltiplicatori sensibili ai

colori RGB I sensori sono sempre accompagnati da un convertitore

analogico-digitale per convertire l'immagine in digitale.


Scanner Negli scanner CCD, un fascio di luce colpise l'immagine. I

sensori rilevano la variazione di luce riflessa (che dipende dal colore dell'immagine). I convertitori A/D convertono il segnale analogico in digitale. Questo processo richiede qualche frazione di secondo e viene eseguito per tutta la lunghezza del documento da scansionare. La qualità dipende da tre fattori fondamentali Qualità dei sensori CCD Gamma e profondità dei colori riconosciuti Numero dei sensori (risoluzione)


Scanner Gli scanner PMT sono più datati degli scanner CCD ma

offrono qualità di scansione superiori ai CCD. Gli scansionatori PMT sono dotati di tre fotomoltiplicatori (uno per ogni colore RGB). Per acquisire l'immagine, un fascio di luce illumina una piccolissima porzione dell'immagine. La luce riflessa viene raccolta dai tre fotomoltiplicatori (ognuno con il suo colore). Rispetto ai CCD, i PMT sono in grado di catturare tonalità di colori più fedeli

Corso di Operatore Hardware -...

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