La struttura di un computer Prof Paolo Antonucci

La struttura di un computer Prof. Paolo Antonucci

La struttura dell'elaboratore Un elaboratore (o computer) è formato da una serie di componenti tra loro interconnessi con attacchi di tipo standard Le varie componenti sono classificate nel loro insieme con il termine di ”hardware”, che significa ”componenti fisiche”, evitando improbabili traduzioni letterali Un elaboratore non è in grado di funzionare se non provvisto di ”software”

L'hardware La macchina è formata da varie componenti specializzate, ma CPU e memoria RAM sono indispensabili Eccettuate queste due, tutte le altre componenti sono periferiche, quindi non indispensabili

Hardware La memoria RAM serve a caricare i programmi in fase di esecuzione

Il processore La CPU (Central Processing Unit – Unità Centrale di Elaborazione) è detto anche microprocessore Il suo compito è decodificare le istruzioni macchina dei programmi in esecuzione I programmi devono essere specificatamente scritti per QUEL microprocessore

Compatibilità e collocazione Un programma scritto per una CPU non è riutilizzabile automaticamente su un'altra di tipo diverso I programmi vengono ospitati su periferiche classificate come ”memorie di massa” Queste possono essere interne o esterne alla macchina, fisse o rimovibili Le periferiche permettono l'ingresso e l'uscita dei dati dalla macchina

RAM Output Input Mouse Tastiera Touch screen Processore Casse acustiche BUS Monitor Hard Disk

Input L'ingresso dei dati, detto ”input”, può venire effettuato tramite periferiche destinate all'uomo, come tastiera, mouse, scheda audio o schermo tattile (touch screen)

Altri dispositivi di input In alternativa la macchina prende dati da altre macchine, come ad esempio dalla rete, da un disco rigido o una ”chiavetta” USB (tecnicamente definita ”flash drive” perchè dotata di memoria di tipo ”flash”)

Output La macchina permette l'uscita dei dati (detto ”output”) tramite periferiche destinate all'uomo (schermi, stampanti) o ad altre macchine (rete informatica, chiavetta USB, disco, CD masterizzato) I formati di uscita non sono standard, ma dipendono dalle macchine, dai sistemi operativi e dai programmi

Dispositivi di output Ecco un esempio di due periferiche video: a destra una vecchia scheda con uscite VGA, S-Video e DVI, a sinistra una scheda del 2017 con uscite DVI e HDMI

L'interno di un elaboratore All'interno di una macchina si trova una scheda, detta scheda madre o motherboard (MB), sulla quale sono posti molti dei componenti Quelli che non trovano posto sulla MB sono ad essa collegati tramite cavi di vario genere I tipi di connessione si evolvono col tempo

La scheda madre Sulla scheda troviamo la CPU, la RAM, i connettori rigidi per altre schede tra cui: scheda video, che converte i segnali in modo interpretabile dallo schermo o proiettore o altro visore (”occhiali”) Scheda audio, che fa uscire i suoni, o li cattura e converte in formato digitale Scheda di rete che permette di dialogare con altre macchine

Altre periferiche Le periferiche non elencate in precedenza vengono connesse tramite cavi e connettori standard Le memorie di massa esterne (dischi, chiavette) possono essere collegate con un particolare connettore detto USB (Universal Serial Bus), che a tutto il 2013 con va versione 3. 0 permette velocità fino a 4, 8 Gbit/s, ma comunque la v. 2. 0 permette 280 Mbit/s

Funzionamento della macchina Una macchina funziona solo se oltre ad avere le necessarie componenti hardware è dotata di un adeguato software detto ”di base”, tecnicamente chiamato ”sistema operativo” (SO) Il SO è una serie di programmi che permettono di accettare i comandi utente e connettere le periferiche alla macchina

Componenti del SO Il SO riceve i comandi tramite una ”interfaccia”, che può essere grafica o a caratteri. Nella modalità grafica i comandi vengono impartiti tramite azioni su icone Nella modalità carattere i comandi vengono scritti tramite parole chiave ed eventualmente parametri, e le risposte sono fornite tramite un testo

Le stampanti Con le stampanti possiamo trasferire su carta un documento creato su un computer. Con la stampa però perdiamo tutte le caratteristiche dell’ipertesto. Ha un senso stampare quello che è pensato per la stampa. In un testo possono essere inserite immagini, che però non tutte le stampanti sono in grado di riprodurre.

Storia delle stampanti Le prime stampanti erano dette “a margherita” perché avevano una testina di stampa in cui i caratteri erano su “petali” mobili che venivano battuti su un nastro inchiostrato lasciando traccia sul foglio.

Le stampanti ad aghi - 1 Con la margherita i caratteri erano fissi, non si poteva stampare un simbolo non compreso nel disco di stampa. Il passo successivo fu la stampante ad aghi.

Le stampanti ad aghi - 2 Con degli aghi mobili si poteva formare qualunque carattere che veniva poi impresso attraverso il nastro inchiostrato.

Le stampanti ink-jet - 1 Le stampanti ink jet (getto di inchiostro) sono le più economiche e diffuse attualmente (2019). Non sempre più economico all’acquisto vuol dire più economico nella gestione. Se prendo una stampante a due sole cartucce (nero e ciano/magenta/giallo), se finisco un colore cambio tutta la cartuccia. Colori in cartucce separate sono più economiche nella gestione.

Le stampanti ink-jet - 2 Le stampanti ink-jet possono stampare agevolmente grandi formati, con alta qualità o avendo la carta giusta anche fotografie. L’inchiostro però è solubile all’acqua.

Le stampanti laser - 1 Le stampanti laser usano un raggio laser per caricare elettricamente un cilindro che “cattura” le particelle di toner e le trasferisce sul foglio, dove verranno fissate da un cilindro riscaldato in modo indelebile.

Le stampanti laser - 2 Sono più costose all’acquisto, ma il toner non si secca come l’inchiostro liquido. Sono limitate nella dimensione del foglio dalla dimensione del tamburo di stampa. I documenti sono indelebili ma di qualità inferiore alle ink-jet.

Le stampanti 3 D L’universo delle stampanti 3 D permette di usare i più diversi materiali per produrre oggetti reali. Dalla plastica biodegradabile e non, all’argilla e il calcestruzzo, fino al cibo e i tessuti umani.

Le unità di misura dell’informazione • Lo spazio nell’informatica si misura in bit • Un bit può essere in soli due stati: acceso o spento, on o off, 0 o 1, vero o falso • 0 e 1 compongono l’alfabeto del codice binario, formato appunto da due cifre • Un bit è una quantità di informazione molto limitata. • Anche solo per memorizzare un carattere ce ne vogliono 8, di bit

Bit e byte • 8 bit formano un byte. Perché 8? Perché 8 è 2^3. • In informatica si lavora sulle potenze di 2 • Come vengono visualizzate queste unità di misura? Un bit ha l’abbreviazione “b” mentre un byte “B” • Normalmente nell’archiviazione si misura in Byte, nella trasmissione si misura in bit/s, che è un’altra unità di misura

Prefissi Come in fisica, esistono dei multipli, ma differiscono per un fattore 1024 (2^10). • Kilo, o K, equivale a 1024 (bit o byte) • Mega, o M, equivale a 1024 K o 10^6 • Giga, o G, equivale a 1024 M, 10^9 • Tera, o T, equivale a 1024 G, 10^12 • Peta, o P, equivale a 1024 T, 10^15 • Vi sono altri prefissi superiori scalati di 1024

Caratteri e grafica Un carattere di norma occupa un byte i caratteri sono raggruppati in una mappa denominata codice ASCII, e sono circa 128, cui si aggiungano caratteri speciali fino a 256. 2^8 = 256, per cui un bit contiene un carattere della tabella ASCII