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Corso di informatica di base on line |
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Lezione n°1 |
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lesioni - successive - 2 - 3 - 4 - 5 - 6
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Qual è il significato del termine informatica? E' la scienza che si propone
di raccogliere, organizzare, conservare e distribuire le informazioni
tramite sistemi automatici di elaborazione dei dati. Scopo della
disciplina è quello di realizzare macchine in grado di eseguire le azioni
necessarie alla risoluzione di un problema. Il termine deriva dalla
fusione delle parole INFORmazione autoMATICA. Cosa si intende con il termine multimedialità? La multimedialità permette di
creare e utilizzare contemporaneamente e in maniera integrata audio (voci,
rumori, musiche), video (disegni, foto, video) e testi. Qual è la differenza tra hardware e software? La struttura fisica, interna e
esterna del computer prende il nome di hardware (hard = duro, ware =
componente). L'insieme di tutti i programmi che permettono di utilizzare
l'elaboratore si chiama software (soft = soffice) Qual è la differenza tra software di base e software applicativo? Il
software di sistema, o di base, gestisce le risorse hardware del computer.
La parte più importante è il sistema operativo che gestisce processore,
memorie, orologio, collegamenti in rete, dispositivo d'ingresso e di
uscita dei dati. Il sistema operativo permette di ignorare le
caratteristiche tecniche dell'hardware, si inserisce tra macchina e utente
rendendo il computer una macchina standard. Il
software applicativo è l'insieme dei programmi che aiutano l'uomo a
risolvere una vasta tipologia di problemi. |
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Come si classificano i computer? In
quattro categorie. I
supercomputer sono i più potenti, i più veloci e i più costosi. Sono
utilizzati principalmente nelle università e nei centri di ricerca. I
mainframe hanno processori potenti e grande quantità di memoria RAM. Sono
particolarmente utilizzati in multiutenza, ossia da più persone
contemporaneamente, ciascuna delle quali utilizza un terminale collegato
al mainframe. Sono molto costosi, pertanto sono utilizzati da grosse
società commerciali, banche, ministeri, aeroporti. I
minicomputer sono elaboratori un po' più piccoli ma in grado di gestire
grandi quantità di dati in multiutenza. Il loro costo è dell'ordine di
decene di milioni e sono usati da società di medie dimensioni. |
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Quali sono le componenti di base di un personal computer? L’unità
centrale, la memoria centrale, la memoria di massa, le unità periferiche
di ingresso e di uscita. L’unità
centrale di elaborazione, detta CPU, (central processing unit)
è il ‘cervello’ del computer, in quanto è responsabile
dell’esecuzione dei programmi e del controllo di tutto ciò che avviene
all’interno dell’elaboratore. La
memoria centrale è formata da tre tipi di memorie: la RAM (random
access memory) costituisce il ‘banco di lavoro’ del computer, la ROM
(read only memory) è una memoria di sola lettura, la memoria cache
caratterizzata da una elevata velocità è frapposta tra la CPU e la
memoria centrale e aumenta le prestazioni del computer. Le memorie di
massa servono per immagazzinare dati e programmi e si dividono in hard
disk (dischi rigidi o fissi), floppy disk (dischi flessibili e
rimovibili), CD ROM (compact disk read only memory, dischi ottici a
sola lettura), CD WROM (write once read many, sui quali è
possibile registrare sequenzialmente ma non è possibile alcuna operazione
di modifica o cancellazione) CD WMRA (write many read always,
dischi ottici riscrivibili), DVD (digital versatile disk) di grande
capacità di memoria sono utilizzati per le applicazioni multimediali. Tra
le unità periferiche di input, o di ingresso, abbiamo la tastiera,
il mouse, la track-ball (un mouse rovesciato), il touch
pad (un dispositivo sensibile al tatto) lo scanner (una specie
di fotocopiatrice che permette di leggere le immagini e le scritte
stampate su di un foglio e di trasformarle in documenti utilizzabili dal
computer, la penna ottica utile per leggere i codici a barre, la tavoletta
grafica, lo schermo tattile, i microfoni e i sistemi di
riconoscimento della voce. |
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Questa sezione tratta della struttura fisica di un computer e degli elementi che lo caratterizzano, dalla unità centrale, ai dispositivi ingresso e di uscita. |
Cos'è l'unità centrale di elaborazione? L'Unità Centrale di Elaborazione (in inglese Central Processing Unit, abbreviato CPU) è il microchip presente nel computer capace di elaborare i dati in ingresso e fornire una risposta in uscita. Essa si identifica, nei personal computer, col microprocessore. In generale un microprocessore può essere presente in molti dispositivi elettronici moderni. La CPU è un microprocessore con compiti particolari. Esso è il cuore del Computer. Le
informazioni, nel computer, vengono rappresentate secondo la numerazione
binaria, cioè utilizzando due sole cifre (0 e 1). Qual'è la più piccola unità di memoria? 0 e 1 vengono chiamati bit (che sta per binary digit, cioè cifra binaria). La più piccola unità di memoria può conservare o 0 o 1, cioè un bit. |
Cos'è un dispositivo di input? Per dispositivo di input si intende uno strumento per inserire nel computer i dati che saranno elaborati dalla CPU.
I
dispositivi di input sono, oggi, i più disparati e rispondono a diverse
esigenze di comunicazione con la macchina. I dispositivi più comuni e
sempre presenti in un personal computer sono:
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Per
dispositivo di output si intende uno strumento atto a comunicare
all'esterno il risultato della elaborazione dei dati da parte della CPU.
Anche i dispositivi di output, come quelli di input, possono essere i più disparati e rispondono a diverse esigenze di comunicazione fra macchina e utente. I dispositivi di output più comuni e sempre presenti in un personal computer sono:
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Questa sezione tratta dei dispositivi di memoria. La memoria serve al computer per immagazzinare dati definitivi o provvisori. Se non vi fossero questi dispositivi la CPU non potrebbe lavorare in quanto tutti i risultati delle elaborazioni andrebbero perduti. |
Cos'è una memoria? Una memoria è un dispositivo capace di immagazzinare, conservare e restituire informazioni, cioè programmi, applicazioni e dati. Nel computer sono presenti diversi tipi di memorie. Ciò che differenzia le memorie è la velocità di accesso, la capacità e il prezzo. Cos'è una memoria di massa? Una memoria di massa è un dispositivo fisico capace di memorizzare permanentemente e indefinitamente i dati prodotti nella elaborazione del computer. In base a quali caratteristiche si differenziano le memorie di massa? Le
memorie di massa si differenziano per il tipo di tecnologia adottata per
memorizzare i dati: tecnologia magnetica, tecnologia ottica e
tecnologia magneto-ottica. Fra le memorie di massa più diffuse ricordiamo:
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Dischetti
Floppy. ·
Zip
disk. Sono simili ai dischetti floppy ma di capacità notevolmente
superiore. Non sono formati standard per cui occorre il dispositivo adatto
per leggerli e scriverli. ·
Disco
rigido. (hard disk)
·
CD-ROM,
CD-R, CD-RW, DVD.
Qual'è la più piccola unità di memoria? Il computer lavora con dati binari, cioè con informazione che può essere solo presenza o assenza di corrente, ovvero vero o falso oppure 0 e 1. Il vero o falso o 0 e 1 vengono chiamati bit (che sta per binary digit, cioè cifra binaria). La più piccola unità di informazione è il bit, per cui il bit è anche l'unità di misura della memoria. Una cella di memoria può contenere 0 o 1; più cella formano un numero binario.
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Cos'è la memoria centrale del computer? Le memorie di massa sono memorie lente. La CPU lavora, invece, a velocità altissime, per cui ha bisogno di memorie molto veloci per conservare temporaneamente i dati da elaborare. Queste memorie costituiscono la memoria centrale del computer e ne determinano, insieme alla CPU, la potenza di elaborazione. Le
principali memorie veloci del computer sono:
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Come è organizzata la memoria del computer? Si
è già detto delle unità di misura della memoria. 8 bit formano un byte,
detto anche parola. Il byte è alla base della struttura della memoria e
ne costituisce, come già detto, l'unità di misura. Nel codice binario,
con 8 bit, si possono rappresentare 256 combinazioni, ovvero 256 numeri
(da 0 a 255). Ad esempio 00000000 rappresenta lo zero, mentre 01000100
rappresenta il numero 132. Le informazioni vengono trattate utilizzando il
byte, nel senso che se si vuol rappresentare un numero superiore a 255
vengono utilizzati due byte o più. Per
rappresentare tutti i simboli alfanumerici è sufficiente un byte. Per
esempio, nel codice ASCII, al numero decimale 32 corrisponde lo spazio fra
parole, al numero 48 la cifra 0 etc. |
Quale computer scegliere? A
questa domanda si risponde: quello che risponde meglio alle nostre
esigenze. Ma che significa? Un computer può essere più o meno
"potente" è più o meno "veloce". Per renderlo
potente occorre montare i dispositivi adatti, per renderlo veloce occorre
scegliere processori e schede madri adeguate. Da che cosa dipendono le prestazioni di un computer? Da
quanto si è detto risulta che le prestazioni di un computer dipendono,
oltre che dagli accessori montati (schede video, schede grafiche etc.), da
diversi fattori, che ne determinano la velocità di funzionamento:
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| Rappresentazione digitale dell'informazione | L'hard disk |
| Il mouse | Il monitor |
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Questa celletta corrisponde a un bit di informazione. Un bit, infatti, non è altro che la quantità di informazione fornita dalla scelta fra due alternative diverse, considerate come egualmente probabili. In effetti, l'uso in campo informatico del termine 'digitale' non si riferisce di norma solo al fatto che l'informazione è rappresentata in forma numerica, ma al fatto che è rappresentata in forma numerica sulla base di una codifica binaria, e dunque attraverso bit (il termine bit corrisponde alla contrazione dell'inglese binary digit, numero binario). Rappresentare in forma binaria una qualsiasi informazione numerica è compito relativamente facile.
Rappresentazione binaria dei numeri decimali da 0 a 16
Nel caso dei numeri, infatti, non dobbiamo fare altro che passare da una notazione all'altra. Codificare invece in formato binario una informazione di tipo testuale risulta più complesso. Tuttavia un testo non è altro che una successione di caratteri, e i caratteri di base – quelli compresi nell'alfabeto della lingua usata - sono in un numero che varia col variare delle lingue, ma che è comunque - almeno per le lingue basate sull'alfabeto latino - finito e piuttosto ristretto. E’ sufficiente allora stabilire una tabella di corrispondenza fra caratteri da un lato e numeri binari dall'altro. Dovremo ricordarci di includere fra i caratteri da codificare tutti quelli che vogliamo effettivamente differenziare in un testo scritto: se vogliamo poter distinguere fra lettere maiuscole e minuscole dovremo dunque inserirvi l'intero alfabeto sia maiuscolo che minuscolo, se vogliamo poter inserire nei nostri testi anche dei numeri decimali dovremo inserire le dieci cifre (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9), se vogliamo poter utilizzare segni di interpunzione (punto, virgola, punto e virgola....) dovremo inserire i caratteri corrispondenti, e così via... senza dimenticare naturalmente di includere lo spazio per separare una parola dall'altra! Una tabella di questo tipo si chiama tabella di codifica dei caratteri. Per molto tempo, la codifica di riferimento è stata la cosiddetta codifica ASCII (American Standard Code for Information Interchange; attenzione: si scrive ASCII ma si legge con la 'c' dura: 'aski'). Il
codice ASCII
Questi numeri sono tutti espressi attraverso una notazione 'lunga' esattamente otto cifre binarie, ovvero 8 bit. In sostanza, possiamo 'scriverlo' utilizzando otto cellette affiancate, in ciascuna delle quali può esserci uno '0' o un '1' (nel caso considerato, le cellette conterranno tutte degli '1'). Le otto cellette possono quindi essere usate come 'contenitore' per rappresentare - in formato binario - un qualunque carattere della tavola di codifica: ci si dovrà solo ricordare, se il numero binario che codifica un determinato carattere è più 'corto' di otto cifre, di farlo precedere da tanti '0' quante sono le cellette rimaste vuote. Così, ad esempio, per rappresentare il carattere corrispondente al numero binario '10' si riempiranno le cellette in questo modo: '00000010'. Riassumendo: 8 bit possono differenziare fra 256 combinazioni diverse, e dunque una 'parola' lunga 8 bit (otto cellette) può rappresentare, attraverso la sua particolare combinazione di '0' e '1', uno qualunque dei 256 caratteri della nostra tavola di codifica. Per convenzione, una 'parola' lunga 8 bit è chiamata byte. Il byte è dunque una unità di misura dell'informazione, e indica la quantità di informazione corrispondente alla scelta fra 256 alternative diverse. Se adottiamo come base per la nostra codifica dei testi una tavola comprendente 256 caratteri, ogni carattere del nostro testo richiederà un byte per essere codificato: in altri termini, 'costerà' un byte. E’
interessante sottolineare che avendo a disposizione 256 caratteri, il
codice ISO Latin 1 non può tuttavia essere veramente 'universale'; si
pensi infatti all'immensa
varietà di caratteri utilizzati dalle lingue basate su alfabeti diversi
da quello latino: dal greco al cirillico, dal giapponese al mandarino…
Proprio per questo motivo, è stato avviato un progetto estremamente
ambizioso: definire una tavola di codifica basata non su 7 o su 8 bit, ma
su ben 16 bit, che consentono oltre 65.000 (per l'esattezza, 65.536)
diverse combinazioni di '0' e '1', e permettono dunque di codificare oltre
65.000 caratteri. Questa tavola si chiama Unicode, comprende finora
(versione 2.0) 38.885 caratteri, e rappresenta uno sforzo immenso di
sistematizzazione non solo dal punto di vista informatico, ma anche da
quello linguistico. Rappresentare le immagini e i suoniIl testo scritto è costruito combinando fra loro unità discrete (i singoli caratteri) scelte all'interno di un alfabeto abbastanza limitato. Ma immagini e suoni sono fenomeni che sembrano intrinsecamente analogici, nei quali cioè abbiamo a che fare con sfumature continue. Se si ha a che fare con un numero finito, prefissato e non troppo grande di entità discrete, la codifica numerica è in fondo facile: basta contare le diverse entità discrete che possono presentarsi, e attribuire a ciascuna un numero che la rappresenti nella codifica. Ma come si opera con le infinite differenze e sfumature di un'immagine o di un suono? Per capire in che modo il problema sia stato risolto, partiamo da un'osservazione pratica. Abbiamo tutti familiarità con la televisione, che è uno strumento per visualizzare immagini in movimento (per adesso, mettiamo da parte i suoni). Quando guardiamo la televisione, le immagini che vediamo ci appaiono di norma abbastanza facili da interpretare: possiamo identificare forme e strutture, e ad esempio riconoscere il volto di un attore o di un'attrice. Se ci avviciniamo molto allo schermo, tuttavia, noteremo che quella che a una certa distanza ci era apparsa come un'immagine ben definita e continua si 'sgrana' in piccoli puntini luminosi e colorati (i cosiddetti pixel - termine inglese corrispondente alla contrazione di picture elements). L'immagine che vediamo è in realtà il risultato dell'integrazione dei tanti singoli 'segnali' luminosi emessi da ciascuno dei singoli pixel. La griglia di pixel è talmente fitta da darci un'impressione di continuità.
Per digitalizzare un'immagine, il primo passo è proprio quello di 'sovrapporre' all'immagine analogica (ad esempio una fotografia) una griglia fittissima di minuscole cellette. Ogni celletta sarà considerata come un punto dell'immagine, come un pixel. Naturalmente, a parità di immagine, più fitta è la griglia, più piccole saranno le cellette, e migliore sarà l'illusione di un'immagine continua.
In questo modo, abbiamo sostanzialmente 'scomposto' l'immagine in tanti puntini. Ma non abbiamo ancora risolto il problema della nostra codifica digitale. Per farlo, occorre un passo ulteriore: rappresentare i puntini attraverso numeri. Come procedere? L'idea di base è semplice: utilizzare anche qui una tavola di corrispondenza, che però questa volta, anziché far corrispondere numeri a caratteri, faccia corrispondere numeri a colori diversi, o a sfumature diverse di colore. I primi personal computer con capacità grafiche, all'inizio degli anni '80, utilizzavano griglie molto larghe (i pixel sullo schermo del computer più che a minuscoli puntini corrispondevano a grossi quadrati) e i colori codificati erano molto pochi (solo il bianco e nero, o al più 8 o 16 colori diversi Se abbiamo a disposizione un numero maggiore di bit, potremo rendere più fine la griglia, oppure aumentare il numero dei colori, o magari (se possiamo permettercelo) fare tutte e due le cose insieme. Così, se ad esempio per ogni celletta decidiamo di 'spendere' 8 bit (e dunque 1 byte) anziché 1 bit soltanto, anziché usare solo il bianco e nero potremo codificare 256 colori diversi (giacché come abbiamo visto le possibili combinazioni di '0' e '1' nelle nostre 8 cellette sono proprio 256; quando si parla di immagini 'a 256 colori' o 'a 8 bit' ci si riferisce proprio a un'immagine la cui palette di colori - ovvero l'insieme dei colori utilizzati - è codificata in questo modo); se di bit ne possiamo spendere 16, avremo a disposizione 65.536 colori diversi, e così via. Certo, con l'aumento della risoluzione e la crescita del numero dei colori codificati, il numero di bit necessario a rappresentare la nostra immagine sale molto: supponiamo di voler utilizzare una griglia di 800 colonne per 600 righe (è una risoluzione assai diffusa per i personal computer), e di destinare a ogni celletta, a ogni pixel, 24 bit (il che ci consentirà di distinguere la bellezza di oltre 16 milioni di sfumature di colore). I bit necessari per rappresentare una singola immagine diventano 800x600x24 = 11.520.000! Nel caso dei suoni, invece, la trasformazione del dato analogico in dato digitale si basa su un processo di 'segmentazione' dell'onda sonora di partenza. Con un procedimento non troppo dissimile da quello già considerato a proposito della grigliatura in pixel di una immagine, questa funzione può essere 'segmentata' in regioni abbastanza piccole da poter essere considerate come se si trattasse di singoli punti. Ognuno di questi punti sarà identificato dai suoi valori sugli assi del piano cartesiano, e questi valori, naturalmente, sono dei numeri: sappiamo dunque bene come rappresentarli attraverso una codifica binaria. Ecco allora che la successione di questi valori (assieme alle necessarie informazioni sullo spettro delle frequenze considerate e sulla 'frequenza di campionatura', che ci dicono in sostanza quanto è esteso lo spettro sonoro considerato e quanto è accurata la nostra segmentazione della funzione d'onda, ovvero quanto 'fitta' è la nostra griglia) ci fornisce quella rappresentazione numerica, e dunque quella digitalizzazione dell'onda sonora, che stavamo cercando. Naturalmente, un sonoro stereofonico ci imporrà di considerare separatamente le onde sonore dei due canali corrispondenti agli altoparlanti di destra e di sinistra. |
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L'hard disk è il componente nel quale vengono memorizzati i programmi, i files necessari al funzionamento del sistema operativo, ma anche i dati personali. E’ internamente è costituito da piatti in materiale metallico magneto-resistivo e da delle testine, che, sorrette da bracci metallici, viaggiano sulla superficie di questi per registrare i dati. I dati vengono registrati tramite tracce magnetiche, e il disco è diviso in tracce e settori. Tale suddivisione viene effettuata al momento della formattazione, ed ha lo scopo di facilitare la localizzazione dei dati. E' evidente che più veloci saranno le operazioni di ricerca, lettura e trasferimento dati, più veloce risulterà di conseguenza il sistema; acquistate quindi un disco abbastanza veloce e capiente, che vi metterà al sicuro dall'obsolescenza nel giro di pochi mesi. Importanza dell'hard disk ai fini delle prestazioni - la memoria virtuale, ovvero la porzione di dati che Windows memorizza sul disco quando le memoria centrale è satura; è ovvio che il problema risiede nella scarsezza di memoria, ma anche su PC con 128 o più mega di memoria molte volte si ricorre all'ausilio dell'hard disk. Ne consegue quindi che un hard disk con bassi tempi di accesso e un transfer rate elevato procura notevoli vantaggi. - l'occupazione della CPU; ogni periferica sottrae delle risorse alla CPU, che quindi perde momentaneamente parte della sua potenza elaborativa per far fronte alle richieste di tale periferica; sempre meglio scegliere modelli con una bassa percentuale di occupazione della CPU (IBM e anche i più recenti modelli Maxtor), che così può rimanere disponibile per svolgere mansioni più importanti. - il transfer rate; ve ne sono due tipi: interno ed esterno. Il primo si riferisce alla velocità con cui i dati vengono trasferiti all'interno del disco e si misura in Mbit/s, il secondo indica la mole di dati che il disco è in grado di far viaggiare verso gli altri componenti e si misura in MB/s. E' necessario che esso sia il più elevato possibile, soprattutto se si intende operare con file molto grossi. Interfaccia Tutti i moderni hard disk sono ormai progettati con interfaccia EIDE che
ne garantisce la compatibilità con tutti i computer, e sono conformi allo
standard Ultra-DMA 33, che consente una velocità di trasferimento di 33
MB/s - max; recentemente stanno comparendo sul mercato anche modelli che
rispettano le specifiche Ultra DMA-66, con un transfer rate di picco di 66
Mb/s - max. Grazie a questi tipi di interfacce, le moderne unità sono in
grado di raddoppiare o quadruplicare la mole di dati da trasferire,
utilizzando sia il fronte di salita che quello di discesa del segnale
elettrico. Vi è poi l'interfaccia SCSI, in genere riservata al mercato
professionale, che consente non solo di collegare dischi fissi, ma anche
altre periferiche; il suo utilizzo richiede però l'installazione di un
controller PCI in grado di gestire le periferiche operanti secondo tale
standard e, in generale, tutto il sottosistema disco fisso-controller ha
un costo maggiore. Le prestazioni delle unità SCSI sono migliori rispetto
a quelle delle unità EIDE, ma il maggiore transfer rate e le altre
migliorie risultano inutili all'utente comune, per il quale le unità EIDE
costituiscono un'ottima soluzione. Tempo di accesso Il tempo di accesso, misurato in ms, è quel tempo che la testina impiega muovendosi sul disco per rintracciare i dati cercati. In teoria, però, esso dovrebbe comprendere il tempo impiegato dalla testina per rintracciare i dati, quello per leggerli, e quello per tornare al punto di partenza; solo in questo modo si otterrebbe una misurazione realistica del tempo di accesso. Ma poiché risulta difficile fornire una misurazione precisa via software, molti produttori inseriscono sulle loro confezioni unicamente il tempo di ricerca dei dati, spacciandolo per tempo di accesso. Modalità di trasferimento Il flusso di dati che un disco può scambiare con la RAM dipende dal protocollo da esso utilizzato nella trasmissione dei dati.
Le ultime due modalità sono comparse in tempi recenti, e non sono supportate da alcuni PC Pentium dotati di schede madri più anziane. DMA sta per Direct Memory Access (Accesso diretto alla memoria): il disco fisso può così accedere direttamente alla memoria RAM senza che il processore debba gestire tale procedura. Capacità Se i primi dischi, e si parla di una decina d'anni fa, non superavano i 20-40 Mb, ora si è arrivati anche ai 35-50 GB, anche se tagli di questo tipo sono per ora unicamente riservati al mercato professionale. Sta comunque di fatto che le applicazioni sono sempre più avide di spazio su disco (Office 2000 ne è un esempio perfetto) e di conseguenza si sta assistendo alla diffusione di unità molto capaci anche su PC di fascia economica. Una capacità di 6,4-8,4 Gb sta ormai diventando il minimo, e l'acquisto di hard disk di tagli più elevati è sempre più conveniente grazie al migliore rapporto prezzo-capacità dovuto all'abbassamento del costo per MB. Velocità di rotazione La velocità di rotazione è il numero di giri che i piatti sono in grado di compiere in un minuto. Attualmente sono in commercio unità da 5400 e 7200 giri/min con interfaccia EIDE, mentre i modelli a 10000 RPM (Revolution Per Minute) sono appannaggio dei più costosi modelli SCSI. In genere ad una velocità di rotazione maggiore corrispondono migliori prestazioni, ma è anche necessario prestare attenzione al calore sviluppato, che nei modelli a 7200 RPM e soprattutto in quelli a 10000 RPM è notevole. Esistono in commercio degli adattatori che consentono di ospitare un disco fisso da 3,5 in un vano da 5,25 e nello spazio residuo integrano delle ventoline atte a smaltire il calore in eccesso. |
Il mouse e' il piu' popolare dispositivo di accesso al computer; si chiama in francese "souris", in spagnolo "raton", in tedesco "maus" e solo gli italiani, invece di chiamarlo "topo", lo chiamano "mouse". Il suo utilizzo prevede una serie di abilita' a livello manipolativo:
Il principio di funzionamento del mouse è abbastanza semplice: si tratta di tradurre il movimento sul piano orizzontale in un numero di impulsi elettrici proporzionale allo spostamento nelle due direzioni. Gli impulsi vengono poi "contati" dalla circuiteria elettronica del computer e tradotti nella misura dello spostamento che stabilisce la posizione del cursore sullo schermo. I modelli più diffusi sono di tipo ottico/meccanico. Il cuore è costituito da una pallina di gomma tenuta in posizione in un apposito alloggiamento da piccoli rulli a molla in modo che possa rotolare sul piano del tavolo. Il moto di rotolamento della pallina viene trasmesso a due rulli disposti orizzontalmente, uno in direzione longitudinale e l'altro in direzione trasversale. La rotazione di ciascuno dei rulli è, in assenza di slittamenti, proporzionale allo spostamento del mouse nelle due direzioni, rispettivamente longitudinale e trasversale. I due rulli terminano ciascuno con una rotella sul cui bordo sono ricavate numerose fessure radiali a distanza regolare. La rotazione della rotella viene convertita in impulsi elettrici da un trasduttore ottico il cui raggio luminoso (più precisamente infrarosso) viene intercettato dal bordo della rotella. Il dispositivo ottico è leggermente più complicato in quanto è necessario non solo contare il numero di impulsi dovuti al passaggio delle fessure davanti al trasduttore ottico, ma anche il verso del moto. Quindi ogni rotella è dotata di due trasduttori leggermente sfasati che consentono, appunto, di determinare il verso di rotazione. Il Mouse è poi dotato di pulsanti (da uno a tre, nei casi piu' comuni) che agiscono su microinterruttori contenuti nel mouse generando anch'essi dei segnali elettrici. La parte restante del processo viene svolta dal "driver" che analizza i caratteri ricevuti dalla porta, ne ricava i due contaggi di impulsi, il loro verso e lo stato dei pulsanti e li rende disponibili ai programmi grafici che sono cosí in grado di effettuare le azioni corrispondenti. Tipologie di mouse Esistono tre principali tipologie di collegamento al computer e quindi tre differenti tipologie di mouse. Vediamo quali. Mouse con collegamento seriale. Utilizza la stessa porta usata dal modem ovvero una presa trapezoidale a 9 o 25 poli (controllare il numero di poli dello spinotto). |
Il monitor utilizzato con il personal computer è un dispositivo raster: lo schermo cioè consiste di una matrice rettangolare di pixel (picture element). Ogni pixel del monitor può assumere un colore tra quelli disponibili. Il pixel occupa una zona quadrata, il cui lato varia da monitor a monitor. Il numero di pixel di base e il numero di pixel in altezza sono le dimensioni in pixel del monitor (per esempio 1024 x 768 pixel). Dimensioni comuni di questa matrice rettangolare di pixel sono le seguenti
Un monitor multisync consente di modificare la dimensione del pixel (per esempio passando da 640 x 480 su tutto lo schermo a 800 x 600: in tal modo il singolo pixel diventa più piccolo). Monitor meno recenti hanno dimensioni fisse e non modificabili, per esempio 640 x 480 pixel. Un monitor multisync può invece essere regolato indifferentemente su una qualunque delle dimensioni in pixel che supporta (e che sono supportate anche dalla scheda grafica). Poichè le dimensioni fisiche del monitor naturalmente non variano, modificare le dimensioni in pixel del monitor significa in realtà modificare il lato del pixel; per esempio passando da 640 x 480 pixel a 800 x 600 pixel, il lato del pixel diminuisce (perché nella stesso spazio in cui prima c'erano 640 pixel, ora ce ne sono 800). La risoluzione (resolution) del monitor è il numero di pixel per unità di misura (pollice o centimetro):
In memoria, ogni pixel del monitor è rappresentato con un certo numero di bit. Questo numero viene detto profondità di colore. Per esempio se ad ogni pixel sono riservati 8 bit (quindi 256 livelli) per il rosso e altrettanti per il verde e il blu, la profondità di colore è di 24 bit (e quindi ogni pixel può assumere un colore tra 16.777.216 colori). Il
refresh del
monitor, invece, è quel che in italiano si definiva "frequenza di
quadro", ovvero il numero di "fotogrammi" al secondo in
gergo cinematografico. Tecnologie del monitorLe principali tecnologie con le quali sono realizzati i monitor sono: Tubo a raggi catodici La tecnologia del tubo a raggi catodici risale ai primi anni del 1900, ma è ancora molto utilizzata, specialmente dopo lo sviluppo della televisione negli anni '50 e '60. Confrontata con altri tipi di tecnologia di monitor è economica, affidabile e versatile. L'immagine viene prodotta sulla superficie interna del tubo da uno o più fasci elettronici che colpiscono il rivestimento, costituita da una superficie fosforescente. La scansione avviene velocemente, abbastanza velocemente da dare l'impressione che si tratti di una immagine fissa. La scansione avviene deflettendo i fasci elettronici orizzontalmente e verticalmente. Per ragioni pratiche, il raggio non può deflettere oltre 110°. La scansione inizia in alto a sinistra e avviene da sinistra a destra e dall'alto verso il basso. Quando sono colpiti dal fascio, i fosfori vengono eccitati e producono luce che illumina lo schermo. Ogni pixel di un monitor CRT è in realtà costituito da tre minuscoli punti di materiale fosforescente che non è possibile vedere individualmente ad occhio nudo. Si tratta dei tre fosfori (niente a che fare con l'elemento chimico fosforo), uno rosso (red, R), uno verde (green, G) e uno blu (blue, B). I tre cannoni elettronici (rispettivamente per il rosso, verde e blu) emettono tre fasci di elettroni che spazzano progressivamente l'intero raster. Quando i tre fasci colpiscono un pixel, un particolare meccanismo magnetico-meccanico con l'uso di una maschera forata (shadow mask) fa in modo che il primo fascio colpisca il fosforo R, il secondo colpisca il fosforo G e il terzo quello B. I fosfori sono sistemati in terne circolari (Precision InLine) o in striscie verticali (Trinitron). I tre fosfori del pixel vengono eccitati dai tre fasci di elettroni che li rendono fosforescenti (l'aggettivo "fosforescente" significa letteralmente, "produttore di luce"). I fosfori sono molto vicini per cui è impossibile distinguerli a occhio nudo, e la mescolanza dei loro colori avviene, in effetti, nell'occhio dell'osservatore (tecnicamente si tratta del processo di sintesi additiva spaziale). Ogni pixel del monitor può dunque assumere un colore determinato da una certa luminosità dei fosfori rosso, verde e blu. Variando l'intensità con la quale i tre fasci elettronici colpiscono i tre fosfori, varia il colore percepito. Se l'immagine deve essere mantenuta il fosforo necessita di essere continuamente alimentato con elettroni perché la persistenza del fosforo (il tempo in cui la luce viene messa) è breve: da 40 microsecondi a 3 secondi. Per immagini in movimento è meglio una persistenza breve, ma la persistenza lunga riduce lo sfarfallio. Cristalli liquidi La tecnologia CRT sta per essere sostituita dalla tecnologia dei cristalli liquidi (LCD, liquid cristal display). I cristalli liquidi sono composti organici che possono avere sia le proprietà dei liquidi sia le proprietà dei cristalli: come i liquidi possono essere versati ma come i cristalli mantengono una struttura molecolare ordinata. Le molecole nei cristalli liquidi si possono considerare disposte su livelli; i cristalli liquidi nematici ritorti (twisted nematic, "nematico" significa filiforme) hanno le molecole del livello superiore orientate ad angolo retto con le molecole del livello inferiore. Quando viene applicato un campo elettrico, le molecole si allineano parallelamente tra loro. Quindi il cristallo liquido può essere in uno di due stati: twisted on oppure twisted off. Quando il cristallo liquido è twisted on ha l'utile proprietà di cambiare la polarizzazione della luce polarizzata di 90°, quando twisted off riflette la luce incidente. I monitor a cristalli liquidi hanno numerosi vantaggi: alta risoluzione, uniformità nello spazio e nel tempo (perché ogni singolo pixel può essere indirizzato separatamente e non viene influenzato dai pixel adiacenti). Inoltre sono sottili (1-2 centimetri) e leggeri, necessitano di una potenza elettrica molto bassa, non espongono l'utente ai pericoli dei raggi catodici. Presentano tuttavia anche alcuni difetti: una risoluzione temporale molto bassa (problemi con le immagini dinamiche); bassa luminanza e basso contrasto cromatico; gamut di colore ridotto rispetto ai monitor CRT (soprattutto a causa del primario blu). Inoltre sono ancora molto più costosi dei monitor CRT (circa 200.000 lire a pollice, agosto 2000). I principali tipi di monitor a cristalli liquidi sono
I tipi monitor a matrice passiva più usati sono TN e STN. Il monitor TN è caratterizzato da un bassissimo consumo (usa la luce ambiente per illuminare lo schermo) ed ha trovato presto applicazione nel campo dei computer portatili. Tra gli svantaggi vi sono un contrasto piuttosto ridotto e un angolo di "corretta visione" piuttosto ristretto (circa 20°), dovuti anche alla presenza dello strato di elettrodi trasparenti davanti al video. Il monitor STN è una evoluzione del TN in cui le molecole della fase nematica (e quindi anche la luce polarizzata incidente) subiscono una rotazione di 270° invece che di 90°. I vantaggi principali sono un maggiore contrasto (circa il triplo) ed un maggiore angolo di "corretta visione" (circa il doppio) rispetto ai TN. Presentano tuttavia maggiori problemi di birifrangenza, per cui qualche volta possono verificarsi spostamenti di colore. Esistono comunque opportuni metodi correttivi che permettono di ovviare a questi inconvenienti. Il monitor a matrice attiva (TFT, thin film transistor) è il più moderno. In questo monitor l'indirizzamento di ogni singolo pixel avviene tutto alle spalle del display stesso e i pixel sono attivati da un apposito transistor. Quindi non è più necessario porre davanti al video una serie di elettrodi: è sufficiente la presenza di una unica lastra trasparente con funzioni di "terra". Il contrasto è quattro volte maggiore rispetto agli STN e l'angolo di visuale è più ampio. Plasma La tecnologia al plasma si basa sulla luce fluorescente. In ogni cella del display si trova il gas, normalmente una miscela di Neon e Xenon, che in un campo elettrico modifica le proprie caratteristiche. Applicando una tensione il gas ionizza e diventa un plasma che cede luce ultravioletta non visibile. La parte esterna del pannello è ricoperta con fosfori RGB che rendono visibile la luce. Tre celle adiacenti costituiscono un pixel. Un clock di 30 kHz è sufficiente a visualizzare una immagine senza sfarfallio. Questa caratteristica ha tuttavia effetto anche sulla visualizzazione di immagini mobili. Mentre un colore viene già acceso, l'altro non è ancora illuminato. Per minimizzare questo problema i diversi costruttori utilizzano metodi diversi. La tecnologia al plasma consente di realizzare monitor di grandi dimensioni, la cui diagonale varia da 25" a 50" che è 1 metro e 27 centimetri. Nonostante queste dimensioni i monitor al plasma non hanno alta risoluzione: il lato del pixel non è diminuibile a piacere. Così dimensioni maggiori di 852 per 480 pixel con un PDP a 42" sono difficilmente raggiungibili. Al contrario i monitor a cristalli liquidi e CRT possono raggiungere dimensione di punto di 0.3 millim |
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Sono dischi di
materiale magnetico della capacità di 1,44 Mbyte. Sono riscrivibili,
estraibili e trasportabili su altri computer. Per questo motivo sono
veicolo di virus informatici. I dischetti vanno formattati (oggi
sono venduti già formattati) per poter esse scritti.
E' presente
ormai su tutti i computer, interno alla macchina e inaccessibile. Esso
contiene al suo interno diversi dischi rigidi metallici e magnetici, per
cui può contenere una quantità enorme di dati (oggi normale è l'Hard
Disk da 10 Gbyte (cioè 10 miliardi di Byte). Anche l'hard disk va
formattato come i dischetti, prima di ricevere i programmi, le
applicazioni e i dati.
