I sistemi programmabili sono costituiti da hardware e software. I medesimi circuiti, senza essere modificati, sono in grado di esplicare più funzioni a seconda delle istruzioni fornite dal software.

   I PC attuali derivano dall'elaboratore di Von Neumann, la cui particolarità è quella di far risiedere nella stessa memoria sia le istruzioni che i dati da esse utilizzati.

   Lo schema a blocchi più semplice per rappresentare un elaboratore è

   All'interno del case è posizionata la mother board, l'alimentatore, l'hard disk (HD), il floppy disk FD (non più presente negli ultimi PC), il lettore CD/DVD, il masterizzatore, un altoparlante.
È presente almeno una ventola di raffreddamento.

   L'alimentatore, preferibilmente di potenza superiore a quella strettamente necessaria se si pensa ad una futura estensione della macchina, deve fornire l'energia elettrica necessaria per il funzionamento dei circuiti e degli apparati con basse tensioni continue.

   Dispositivi di ingresso sono: tastiera, mouse, scanner, tavoletta grafica, lettore CD/DVD, modem, ecc.

   Dispositivi di uscita sono: monitor, stampante, plotter, modem, masterizzatore, ecc.

   Le funzioni di interrupt e di DMA rivestono particolare importanza. La richiesta di interrupt è fatta dalle periferiche collegate che, attraverso linee dedicate del BUS di controllo, inviano un segnale alla CPU interrompendo le normali funzioni che essa sta svolgendo in quel momento per richiedere uno scambio di dati.
Le linee di richiesta d'interrupt sono denominate IRQ0 - IRQ15 ed alcune sono riservate, per cui non disponibili per le periferiche.
La tecnica DMA consiste nello scambio diretto dei dati tra una periferica (come l'HD) e la memoria senza l'utilizzo della CPU.

   Il BUS di espansione permette di variare rapidamente la configurazione hardware del sistema, aggiungendo nuove schede.

   Una schematizzazione può essere

   La porta parallela, denominata Centronics, è utilizzata per la stampante. È detta parallela in quanto sono presenti tanti conduttori per quanti bit viaggiano insieme (uno per ogni conduttore). Il connettore è di tipo D a vaschetta con 25 poli femmina.
Sono disponibili 8 linee dati, 9 per segnali e più linee collegate a massa. La vista frontale del connettore è

I 25 fori sono suddivisi nel modo seguente:
* 12 sono usati per inviare dati in uscita
* 5 sono usati per accogliere dati in ingresso
* 8 sono usati come massa

Ecco il dettaglio di ogni singolo PIN:
Pin 1 (STROBE) - Mantiene costantemente un voltaggio tra i 2.8 e 5 volts mentre c'è un invio dei dati da parte del computer. Quando il voltaggio cade (0.5 volts) la stampante capisce che i dati sono stati inviati.
Pin 2...9 (DATA) - Sono le 8 linee usate per trasmettere il singolo byte. Per indicare un 1 logico, il PIN viene settato con un voltaggio di 5 Volts. Per indicare uno 0 logico il voltaggio viene fatto cadere a 0.5 volts.
Pin 10 (ACKNOWLEDGE) - E' l'opposto del PIN 1. Mantiene un voltaggio costante durante la ricezione dei dati. Ha un voltaggio di 0.5 quando i dati sono stati ricevuti dalla stampante.
Pin 11 (BUSY) - Indica quando la stampante è occupata (busy in inglese) con un voltaggio di 5 volts. Quando la stampante è libera, il voltaggio viene fatto cadere a 0.5 volts.
Pin 12 (PAPER END) - Indica la mancanza di carta nella stampante con un voltaggio di 5 volts. In caso contrario ovviamente il voltaggio è a 0.5 volts.
Pin 13 (SELECT) - Indica che la stampante è Online con un voltaggio di 5 volts. In caso contrario ovviamente il voltaggio è a 0.5 volts.
Pin 14 (AUTO FEED) - Indica la presenza o meno dell' autofeed u`?sando anche in questo caso un voltaggio di 5 volts o di 0.5 a seconda dei casi.
Pin 15 (ERROR) - Indica un errore generico della stampante. L'uso del voltaggio è identico ai casi precedenti.
Pin 16 (INIT) - Serve ad iniziliazzare la stampante in presenza di un nuovo Job. L'uso del voltaggio è identico ai casi precedenti.
Pin 17 (SELECT IN) - Imposta la stampante Offline da remoto (settando il voltaggio a 5 volts).
Pin 18...25 (GROUND) - Sono la massa e vengono usati come segnali di riferimenti per la caduta di tensione (circa 0.5 volts).

   La porta seriale presenta un connettore del tipo D a vaschetta con 25 o 9 poli maschio. I livelli dei segnali di uscita non sono TTL compatibili, ma seguono lo standard RS 232/C. La velocità max di trasferimento dati è di 115.200 b/s.

   La porta USB (Universal Serial Bus) è di tipo seriale ed alimenta la periferica con un cavo a quattro poli. Due conduttori del cavo portano fuori del case una tensione di alimentazione (+5 V) e gli altri due servono per il trasferimento dei dati e lavorano in modo differenziale.

Gli standard e le rispettive velocità max di trasferimento sono:

USB 1.0: ->1,5 Mb/s

USB 1.1 (rinominata USB 2.0 Full Speed): -> 12 Mb/s

USB 2.0 (rinominata USB 2.0 High Speed): -> 480 Mb/s (pari a 60 MB/s).

Il sistema USB è asimmetrico e consiste in un unico gestore e molte periferiche collegate da una struttura simile ad un albero attraverso dei dispositivi chiamati hub (concentratori).

Il numero max di periferiche collegabili è di 127 (compreso il gestore e gli hub) e si può ottenere tramite hub autoalimentati o non autoalimentati.

Nel caso di hub non autoalimentati, la corrente max complessiva che può essere fornita tramite il gestore è di 1 A. Se qualche dispositivo richiede corrente superiore ad 1 A, l'hub deve ricevere energia da un alimentatore esterno.

Individuazine dei pin

   Limitazioni di carattere tecnico sconsigliano l'uso di porte USB per la utilizzazione di telecamere e dispositivi che manipolano flussi video; in questi casi viene utilizzata la porta firewire.

   La porta FireWire (standard IEEE n. 1394) è una interfaccia per bus seriale isocrono ad alta velocità . Allo standard base 1394 si sono aggiunti lo standard 1394a (nel 2000) e lo standard 1394b (nel 2002).
La Sony utilizza un'implementazione di questo standard chiamata i.Link con connettore a 4 pin e, quindi, senza i pin per l'alimentazione perchè, per la Sony, è separata.

   Con la porta FireWire si possono connettere due dispositivi, peer to peer, anche senza l'utilizzo del PC. La porta supporta potenze maggiori della USB, ma, essendo sottoposta a brevetto, per ogni implementazione l'utente finale paga circa 0,25 euro.

   La FireWire supporta fino a 63 periferiche, permette il collegamento a caldo e la presenza di più Host tramite gestione software degli IP.

Può essere utilizzata per creare una rete locale tra 2 PC con velocità 4 volte superiore alla normale rete Ethernet a 100 Mb.

    Il cavo FireWire supporta fino a 45 W.
In riferimento alla velocità di trasferimento dati si ha:
S100 ---> 98.304 (100) Mbps
S200 ---> 196.608 (200) Mbps
S400 ---> 393.216 (400) Mbps

La lunghezza del cavo è limitata a 4,5 m, ma con opportuni rigeneratori di segnale si può raggiungere 72 m (16 cavi).

   Con lo standard 1394b si ha una FireWire 800, connettore a 9 pin, con velocità di 786.432 (800) Mbps ed è retrocompatibile con la FireWire 400 con connettore a 6 pin.

   Lo std 1394b prevede anche una connessione ottica lunga fino a 100 m con velocità di 3,2 Gbps.

Le specifiche 1394c estendono alla comunicazione S800 la caratteristica del S100 che può supportare cavi schermati di classe 5 fino a 100 m.

   Gli standard 1394 e 1394a usano una codifica dei dati e del segnale di controllo che permette di generare il clock in modo molto economico, la versione 1394b aggiunge una nuova modalità di codifica più complessa, ma che consente di trasmettere il doppio dei dati, pur avendo la compatibilità con la codifica più economica.

   Il video è una periferica di uscita che permette di visualizzare i risultati delle elaborazioni effettuate. Il punto luminoso che viene evidenziato viene detto pixel.
Un insieme di pixels illuminati costituiscono l'immagine vista sia essa formata da caratteri alfanumerici che da immagine grafica.

   Quanta minore è la distanza tra i punti illuminati adiacenti, tanto più nitida risulta l'immagine. In termini tecnici tale qualità viene indicata con dot pitch. Più piccolo è il valore del dot pitch migliore è la qualità del video.
La grandezza del video è misurata in pollici; ogni pollice corrisponde a 25,4 mm. Un video di 17'' è individuato dalla lunghezza della diagonale del monitor di 17 • 25,4 = 431,8 mm = 43,18 cm.

   Un buon monitor è di tipo non interallacciato (NI), cioè la scansione del video non avviene a righe alterne, ma a righe consecutive.

   Altre caratteristiche di un buon monitor sono: superficie piatta, trattamento antiriflesso, regolazione digitale, risparmio energetico.

   Attualmente si stanno sviluppando monitor a LCD (cristalli liquidi) al posto dei tradizionali a CRT (tubo a raggi catodici). Lo spessore dei monitor LCD è molto ridotto rispetto a quello dei CRT.

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