Apparecchiature di input
•
Tastiera alfanumerica
•
Strumenti di puntamento
– Mouse
– Joystick
– Tavoletta digitalizzatrice
– Touchpad
– Penna luminosa
– Touch screen
•
Trasduttori e acquisitori di dati
•
Lettori di codici (a barre, magnetici)
•
Scanner
•
Lettori di caratteri
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
353
Tastiera alfanumerica
•
Comprende decine di tasti
•
La pressione di un tasto o di una combinazioni di tasti (SHIFT-tasto,
CNTRL-tasto, ALT-tasto, …) causa l’invio di uno o più caratteri ASCII
all’unità centrale
•
Tra i tasti disponibili appaiono:
– alfanumerici (caratteri e cifre)
– simboli vari (spazio, $, #, @, segni di interpunzione, …)
– tasti speciali (escape, backspace, delete, line feed, carriage
return, control, shift, alt, break, , , , )
– tasti funzione (F1, F2, F3, …)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
354
Sistemi di puntamento
•
Sono unità di input per sistemi grafici in grado di trasformare
informazioni
grafiche
in
informazioni
numeriche.
I
vari
tipi
differiscono per:
– la tecnologia utilizzata
– la differente ergonomia dell’interazione uomo-macchina
•
Sono utilizzati per operazioni di puntamento (picking) su parti di
figure, o di scelta (choice) di opzioni nei menù presentati sullo
schermo, o per il posizionamento (locator) nel disegno interattivo
•
Quale che sia il tipo, si tratta di dispositivi che trasformano l’azione
della mano dell’operatore, sullo strumento di puntamento, nello
spostamento
di
un
marcatore
grafico
sullo
schermo
del
videoterminale
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
355
Sistemi di puntamento: mouse
•
Il più diffuso ed economico strumento di puntamento
•
Il mouse è muovibile liberamente sul piano e trasmette, quando
mosso, la variazione delle proprie coordinate all’unità centrale
•
È inoltre dotato di tasti la cui pressione causa l’invio di una
sequenza di caratteri
•
Tecnologie:
– pallina di gomma
– ottica: led + fotorivelatore su tavoletta tramata (LED = Light
Emitting Diode: è una sorgente di luce)
– a lettura ottica
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
356
Sistemi di puntamento: mouse a lettura ottica
Il principio di funzionamento si basa su una telecamera che vede
l'immagine della superficie
In un solo circuito integrato sono presenti un sensore CCD (Charge
Coupled Device), un DSP (Digital Signal Processor) ed un
convertitore di segnali atto a fornire i dati in formato PS/2 o USB
Il sensore ha una risoluzione di 324 Pixel (18x18) su una superficie di 
7 mm2
Ogni 40mS viene acquisita un'immagine che viene inviata al DSP: esso
confronta ogni immagine con la precedente per calcolare la
direzione e la distanza in cui è stato mosso il mouse
La sensibilità del sensore è volutamente scarsa, per non essere
influenzata dalla luce ambientale
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
357
Sistemi di puntamento: mouse a lettura ottica
La funzione di faretto è svolta da un LED (Light Emitting Diode)
normalmente di colore rosso
Il DSP deve elaborare differenze di immagini: più la superficie è tramata
(venature del legno, testo di un foglio, stoffa di jeans, …) maggiore
sarà il contenuto informativo sulla matrice di 18x18 pixel
Il sensore non deve essere ingannato da riflessioni o diffusioni causate
da materiali vetrosi o smerigliati (non funziona su uno specchio)
Sono meno sensibili alla pulizia dei mouse a pallina, ma i piccolissimi
fori (per illuminatore e sensore) non devono essere occlusi da
sporcizia
Precisione risultante migliore di quella dei mouse a pallina
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
358
Trackball, Joystick, Tavoletta digitalizzatrice
•
Trackball: simile ad un mouse a pallina rovesciato. Viene appoggiato
in posizione fissa sul tavolo e l’operatore fa ruotare la pallina con la
mano. Usato in ambiente industriale e con computer portatili
•
Joystick: “cloche” di puntamento usata soprattutto per i videogiochi
•
Tavoletta (digitizer): supporto piano su cui viene appoggiato un
mouse o una penna con punta metallica. La tavoletta trasmette una
sequenza di caratteri ASCII che forniscono le coordinate della
penna. Ha elevata risoluzione (più di 10 linee/mm). Usata per
disegnare (CAD), in topografia, ecc.
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
359
Touchpad
•
È un dispositivo di puntamento alternativo al mouse, costituito da
una piastrina rettangolare, sensibile al tatto, su cui si fa scorrere un
dito
•
I due pulsanti sottostanti hanno le stesse funzioni dei tasti del
mouse
•
Hanno ridotto ingombro e largo impiego nei notebook
•
Il principio di funzionamento è basato sulle variazioni di capacità
indotte dal dito su due griglie di fili paralleli
•
Si individuata la coppia di fili su cui si è avuta la variazione di
capacità (coordinate x e y)
•
Le variazioni di coordinate rivelano il movimento del dito
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
360
Penna Luminosa, Touch Screen
•
Penna luminosa: indica sul video i punti desiderati e ne trasmette le
coordinate alla CPU. Scarsa risoluzione. In disuso
•
I touch screen sono video sensibili al tocco del dito. Vengono lette le
coordinate del punto indicato. Vengono realizzati con varie tecnologie:
resistiva, capacitiva, a infrarossi, ad onde acustiche, piezo-elettrica
•
Esempio di touch screen con tecnologia infrarossa
Il dito interrompe due
fasci di luce ortogonali.
Ha
potere
modesto
risolutivo
e
scarsa
velocità di risposta
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
361
Trasduttori ed acquisitori di dati
•
Trasduttore: converte una grandezza fisica (spostamento, angolo,
velocità, temperatura) in una grandezza elettrica (tensione)
•
Il segnale di tensione viene campionato con frequenza opportuna e
convertito in numero dagli acquisitori i quali comunicano con la CPU
•
Possibili trasduttori: termocoppie, encoder, barometri, microfoni,
scanner, TV camera, fotocellule, sensori di prossimità, …
TR.
A/D
CPU
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
362
Lettori di codice
•
Magnetic ink character recognition: caratteri E13B (USA), caratteri
CMC7 (Europa)
•
Viene letta la forma d’onda del flusso del campo magnetico a seguito
del passaggio sulla testina del carattere
• Codici a barre ottici (barre verticali di diversa larghezza):
– in Europa, EAN (European Article Number): 12 cifre decimali (nazione,
azienda, codice prodotto). Lettura a penna ottica o scanner (laser)
– negli USA: codice 39 e UPC (Universal Product Code)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
363
Scanner
•
È un dispositivo che permette di inserire nel computer
– immagini prese da riviste, fotografie, diapositive
– testi disponibili su supporto cartaceo
•
Le immagini acquisite possono essere successivamente elaborate
con programmi di “fotoritocco” e grafica
•
L’acquisizione dell’immagini avviene punto per punto:  la
memorizzazione richiede notevole spazio
•
Il principio di funzionamento è simile a quello di una fotocopiatrice,
per la parte di acquisizione dell’immagine
•
Come di consueto la risoluzione è il numero di punti (dot) per pollice
(DPI): a DPI più alti corrispondono immagini più nitide, ma maggiore
occupazione di memoria (es. 600 DPI)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
364
Optical Character Recognition (OCR)
•
Lettura e digitalizzazione, tramite scanner o telecamera, di testo
stampato o scritto a mano. Si ottiene un’immagine
•
Un programma chiamato OCR esegue la trasformazione da
immagine a testo
•
Riconoscimento basato sulle differenze di livello di grigio in diverse
zone dei caratteri
•
Riconoscimento basato su caratteristiche intrinseche dei caratteri
Esempi
B: 2 aree chiuse, 1 segmento verticale
T: 2 segmenti perpendicolari
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
365
Apparecchiature di output: video
•
L’unità di output più diffusa è il video sul quale si ha la presenza sia di file di
testo, sia di disegni ed immagini. In connessione con la tastiera, il video
compone il terminale
•
Le caratteristiche principali di un video sono:
– dimensioni: da 10 a 21 pollici misurati sulla diagonale dello schermo e
con rapporto larghezza/altezza di 4 a 3 (ma anche 16 a 9)
– risoluzione: numero di punti singolarmente indirizzabili e manipolabili
(denominati pixel = picture element). Risoluzioni tipiche sono 1024x768
pixel, 1280x1024 pixel e oltre
– Dot pitch: distanza fra i pixel
– numero di colori disponibili
– Tecnologia: CRT (Cathodic Ray Tube) o LCD TFT (Liquid Crystal Display
Thin Film Transistor)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
366
Apparecchiature di output: stampanti
•
È la periferica che consente di avere copia su carta delle
informazioni elaborate dal calcolatore o introdotte nel calcolatore
•
Parametri che caratterizzano le stampanti:
– velocità di stampa: numero di caratteri al secondo trasferiti su
carta (o di pagine al minuto)
– possibilità di stampa a colori
– rumorosità
– capacità di stampa su supporti di tipo diverso (ad esempio, fogli
da lucido)
– costo di acquisto e costo di gestione
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
367
Principi costruttivi delle stampanti
•
Stampante ad aghi: si basa sullo scorrimento orizzontale di una
testina dotata di una fila verticale di aghi che, singolarmente pilotati,
possono colpire il nastro inchiostrato e stampare un punto sulla
carta.
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
368
Stampanti ad aghi
•
È la stampante per uso generale, economica e adatta quando non è
richiesta alta qualità di stampa
•
Semplice meccanicamente, potendo comporre singoli punti (pixel), è
dotata di caratteristiche grafiche.
•
Capace di stampare più copie essendo una stampante ad impatto
(carbon copy)
•
I problemi sono:
– la rumorosità,
– la resa di stampa dipendente dallo stato del nastro,
– la risoluzione non elevata (aghi troppo sottili bucano il nastro).
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
369
Principi costruttivi delle stampanti
•
Stampanti termiche: simili alle stampanti ad aghi, ma punti metallici
riscaldabili elettricamente sostituiscono gli aghi nella testina.
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
370
Stampanti termiche
•
Ne esistono di due tipi:
– i punti anneriscono una carta speciale termosensibile (in disuso
a causa della carta costosa e del progressivo annerimento della
carta)
– il nastro, riscaldato dai punti, cede l’inchiostro alla carta
retrostante (ottima resa di stampa; utilizzabile con supporti
diversi; possibilità di stampe a colori; silenziosità)
•
I problemi sono la lentezza dovuta all’inerzia termica delle testine, la
risoluzione limitata dalla propagazione del calore
•
Applicazioni: registratori di cassa, POS, etc.
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
371
Principi costruttivi delle stampanti
•
Stampanti a getto d’inchiostro: è concettualmente simile alla
stampante ad aghi, ma in questo caso il singolo punto è ottenuto
trasferendo sulla carta gocce di inchiostro generate da appositi
ugelli presenti nella testina (ugelli aperti o chiusi selettivamente)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
372
Stampanti a getto d’inchiostro
•
È una stampante a matrice di punti non ad impatto; ha quindi
possibilità grafiche e di stampa a colori; è silenziosa ed esente da
vibrazioni
•
Può avere buona risoluzione dato che gli ugelli possono essere resi
piccoli a piacere
•
Ha sostituito la stampante ad aghi come organo di stampa per
applicazioni generali
•
Stampa su lucidi possibile solo usando fogli particolari (lungo tempo
di asciugatura)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
373
Principi costruttivi delle stampanti
•
Stampante laser: l’immagine della pagina da stampare è impressa su
un tamburo fotoconduttivo da un raggio laser (sorgente di luce
puntiforme).
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
374
Stampanti laser
•
Nella stazione di sviluppo, particelle di inchiostro in polvere (toner)
sono attirate selettivamente sul tamburo e trasferite sulla carta poi.
Una volta sulla carta, le particelle sono fissate per riscaldamento,
con un procedimento analogo a quello delle fotocopiatrici (la
fusione a caldo del materiale plastico di cui è in gran parte
composto il toner permette di fissare l’inchiostro sul foglio:
stampato indelebile e stabile nel tempo)
•
Una
forte
sorgente
luminosa
ripristina
l’intero
tamburo,
preparandolo per la passata successiva
•
Ha risoluzione, resa di stampa e possibilità grafiche ottime
•
È veloce, ma ha costi più alti
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
375
Plotter
•
I plotter, detti anche tracciatori X-Y, sono unità di uscita che trasferiscono
immagini e disegni dal formato interno digitale del calcolatore ad un
supporto di carta o di mylar. Esistono due tipi di plotter:
– a matrice di punti (elettrostatici o a getto di inchiostro)
– a penna (piano o a rullo)
•
Nei plotter a matrice di punti il disegno viene generato copiando il contenuto
di una matrice contenente i pixel dell’immagine da riprodurre. Nei due casi
l’inchiostro è attratto o spruzzato sulla carta
•
I plotter a penna sono dotati di un equipaggio mobile, contenente una o più
penne, dotato di 2 gradi di libertà: nei 2 tipi di plotter a penna la componente
orizzontale è data dal movimento dell’equipaggio lungo il supporto che lo
sostiene. Per quanto riguarda la componente verticale, nei plotter piani il
supporto è mobile su due guide laterali; nei plotter a rullo, la componente
verticale è fornita dalla rotazione intorno al proprio asse del supporto
cilindrico della carta
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
376
Plotter
•
Variando indipendentemente le velocità sui due assi, orizzontale e
verticale, si realizzano curve arbitrarie
Plotter piano
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
377
Plotter
•
Variando indipendentemente le velocità sui due assi, orizzontale e
verticale, si realizzano curve arbitrarie
Plotter a rullo
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
378
Reti di calcolatori
•
La Fin dagli anni '50 venivano collegati ai computer terminali remoti via linea
telefonica o via cavo (configurazione a stella). Ora l'evoluzione delle tecnologia
consente di sostituire i terminali collegati ai mainframe con personal computer e
workstation collegati tra loro, distribuendo le risorse di calcolo
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
379
Reti di calcolatori
•
Collegamento elaboratoreterminale
via
rete
telefonica pubblica
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
380
Reti di calcolatori
Esempio di connessione su rete privata: punto-punto
Esempio di connessione su rete privata: multipunto
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
381
Reti di calcolatori
Esempio di connessione su rete privata mediante concentratore
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
382
Reti di calcolatori
•
Una rete di calcolatori è costituita da una molteplicità di centri, ciascuno
dotato di una capacità elaborativa autonoma, ma al tempo stesso in grado di
scambiare dati e risorse con gli altri attraverso una rete di comunicazione
che li interconnette
•
La tendenza alle reti di calcolatori è motivata da:
–
attuale disponibilità di potenza di calcolo elevata a costi contenuti
–
costo
dell’elaborazione
diventato
più
basso
di
quello
della
trasmissione: elaborazione locale per minimizzare il volume e quindi il
costo della comunicazione;
–
intrinseca tolleranza ai guasti: il sistema globale è meno vulnerabile
rispetto ad eventi catastrofici o dolosi, grazie alla disponibilità di
risorse alternative
–
utilizzo di elaboratori di fascia inferiore con possibilità di crescita
graduale e dilazione degli investimenti (downsizing)
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
383
Reti di calcolatori
• La rete è costituita da:
– un insieme di elaboratori di varia potenza e dimensione, denominati Host
(mainframe, worstation, personal computer) a cui sono connesse unità di
trasmissione (modem, schede di rete);
– una sottorete di comunicazione avente il compito di portare messaggi da un
host (utente) all’altro
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
384
Reti di calcolatori
•
Esempio di rete
stazioni
collegamenti
rete
rete principale
sottorete
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
385
Reti di calcolatori
•
•
•
LAN (Local Area Network) sono reti private che permettono il collegamento di
elaboratori all'interno di uno o più edifici opportunamente cablati (cavi in rame,
fibre ottiche, connessioni wireless). Si arriva alla velocità di 1Gb/s.
MAN (Metropolitan Area Network) sono reti pubbliche ad elevata velocità e
estensione. La velocità è di 2  140 Mb/s.
WAN (Wide Area Network) sono reti con estensione geografica: si estendono al
di fuori dell'area urbana. La velocità dipende dal traffico e da altri fattori
(64kb/s  155Mb/s).
WAN
MAN
LAN
MAN
LAN
LAN
LAN
LAN
LAN
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
386
Reti di calcolatori
•
La sottorete di comunicazione è costituita da:
– elementi di commutazione;
– Interface Message Processor (IMP);
– linee di trasmissione (cavi, fibre ottiche, ecc.) utilizzati per le
comunicazioni fra IMP adiacenti
•
Le linee di trasmissione possono funzionare in tre modalità distinte:
– simplex: le informazioni fluiscono in modo monodirezionale;
– half-duplex: trasmissione nelle due direzioni, ma alternata;
– full-duplex: trasmissione simultanea nelle due direzioni
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
387
Reti di calcolatori
•
Tipi di trasmissione:
– asincrona: utilizzata da alcuni standard per i collegamenti seriali
(RS-232). Ogni byte trasmesso deve essere preceduto da un
segnale di sincronizzazione (start bit) di durata predefinita che
consente al ricevitore di sincronizzarsi con il trasmettitore;
– sincrona: gruppi di byte sono organizzati in sequenze di
lunghezza variabile (frame) in cui i bit vengono trasmessi senza
interruzione.
Utilizzata
in
tutti
gli
standard
di
rete.
La
sincronizzazione tra trasmettitore e ricevitore avviene tramite
sequenze di byte (di sincronismo);
•
Protocollo di collegamento: insieme di informazioni che riguardano
le modalità
secondo cui deve essere costruito e mantenuto un
collegamento tra due o più stazioni
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
388
Reti di calcolatori
•
Modem (modulatore-demodulatore):
– permette il collegamento tra due computer via linea telefonica
(commutata o dedicata) consentendo lo scambio di dati in tempo
reale. È connesso direttamente alla linea telefonica tramite
doppino telefonico
– basa il suo funzionamento sulla trasmissione sulla linea di un
segnale elettrico sinusoidale ("portante") che viene modulato in
modo da rappresentare in modo diverso 1 e 0
– la modulazione può essere di frequenza, di ampiezza o di fase
– la velocità si misura in bit al secondo (b/s o bps)
– il tipo di trasmissione può essere sincrono o asincrono
Università di Pavia - corso di Fondamenti di Informatica
389