Architettura di un calcolatore
Macchina di von Neumann:
CPU (Central Processing Unit, CU+ALU)
Memoria Centrale
BUS di sistema
Interfaccia alle periferiche I/O
Architettura di un calcolatore
Organizzazione a Bus
Schema della macchina di Von Neumann:
Mem.
CPU
Bus di sistema
Interfaccia Interfaccia
Architettura di un calcolatore
CPU (Central Processing Unit)
Elementi circuitali principali:
UC (Control Unit)
Orologio di sistema (clock)
ALU (Arithmetic and Logic Unit)
Registri (DR, CIR, PC, INTR, SR,…)
Architettura di un calcolatore
Memoria Centrale
Memoria contenitore di dati e programmi in esecuzione
Tipologie:
RAM (Random Acces Memory)
ROM (Read Only Memory)
EROM(Eresable Read Only Memory)
PROM (Programmable ROM)
Architettura di un calcolatore
Bus di sistema
Inseme di connesioni elementari, lungo le quali viene trasferita informazione fra la CPU, la Memoria Centrale e le interfacce di I/O
Tipologie:
BUS dati
BUS indirizzi
BUS controlli
Le interfacce di I/O
I periferici di diversi costruttori devono essere intercambiabili, senza modificare i programmi (blocchi indipendenti)
Sono state definite alcune interfacce standard:
Calcolatore Interfaccia Periferico
Standard Interfaccia
Standard
Connessione
Le interfacce di I/O
Tre registri principali
PDR (Peripherical Data Register)
registro dati
PCR (Peripherical Command Register)
registro comando della periferica
PSR (Peripherical State Register)
registro informazione sullo stato della periferica
Le interfacce di I/O
Caratteristiche principali
Trasmissione mono/bidirezionale
Trasmissione seriale/parallela
Trasmissione sincrona/asincrona
Velocità di trasmissione
Bit-rate [b/s]
L'interfaccia seriale
Interfaccia comune e di semplice implementazione
RS232, RS432,… fissano gli standard
(livelli di tensione, piedinatura (9/25 pin), temporizzazione,…)
Trasmissione bidirezionale
Trasmissione seriale
Trasmissione asincrono
Velocità di trasmissione
RS232 standard: 20Kbps
RS252: 64Kbps
L'interfaccia parallela
Interfaccia comune e di semplice implementazione
spesso veniva utilizzata per dispositivi come stampanti, plotter…
IEEE 1284, IEEE 1284.1,… IEEE 1284.4 fissano gli standard
(livelli di tensione, piedinatura (25 pin standard), temporizzazione,…)
Trasmissione mono/bidirezionale a seconda della modalità
Trasmissione parallela
Trasmissione asincrono/sincrono
Velocità di trasmissione
Tipica: 150 Kbs
L'interfaccia ATA
(Advanced Tecnology Attachment)
Interfaccia comune meglio conosciuta come IDE.
Utilizzata per connettere HD, Masterizzatori
UDMA0,UDMA1,… fissano gli standard
(livelli di tensione, piedinatura (40 pin standard), temporizzazione,…)
Trasmissione bidirezionale
Trasmissione parallelo
Trasmissione sincrono
Velocità di trasmissione :
UDMA5 (80 pin): 800 Mbs
L'interfaccia SATA
(Serial ATA)
Interfaccia comune di recente utilizzo per HD e masterizzatori
SATA, SATAII,… fissano gli standard
(livelli di tensione, piedinatura (15 pin standard), temporizzazione,…)
Trasmissione bidirezionale
Trasmissione seriale
Trasmissione sincrono
Velocità di trasmissione :
L'interfaccia USB
(Universal serial Bus)
Interfaccia comune utilizzata per connettere
esternamente memorie di massa e periferiche in generale (fino a 127 per host a “caldo”)
USB, USB 1.0, USB 2.0,… fissano gli standard
(livelli di tensione, piedinatura (4 pin standard), temporizzazione,…)
Trasmissione bidirezionale
Trasmissione seriale
Trasmissione sincrono
Velocità di trasmissione :
I dispositivi periferici
Sono collegati al calcolatore tramite una circuiteria dedicata
Se la CPU deve gestire anche i periferici si ha un degrado delle prestazioni
Generalmente i periferici contengono CPU dedicate, alloggiate fisicamente al loro interno
I dispositivi periferici
Gestione dei dispositivi periferici:
polling (a cura della CPU)
interrupt (a cura dei periferici stessi)
I periferici più comuni
Verranno analizzati:
video
tastiera
sistemi di puntamento (mouse, trackball, joystick, tavoletta, touch screen)
stampante
plotter
Il video
Caratteristiche
la risoluzione geometrica [pixel]
il numero di colori [bpp]
rapporto fra linee e colonne (Es: 4:3, 16:9)
Tecnologia di realizzazione:
CRT (Cathode Ray Tube)
Un tempo di dimensioni e risoluzione maggiori
Ingombranti in profondità
LCD (Liquid Crystal Display)
Sistemi di puntamento
Unità di input per sistemi grafici
Differiscono per:
la tecnologia utilizzata
la differente ergonomia dell'interazione con l'operatore umano
Sono dispositivi che trasformano l'azione
della mano dell'operatore sullo strumento di puntamento nello spostamento di un marker
Il mouse
E' lo strumento più economico e diffuso
Trasmette la variazione di posizione (coordinate
x
ey
) Mediante la pressione di tasti invia prefissate
sequenze di caratteri
Tecnologie:
La trackball
Analogo al mouse
Tecnologia solo a pallina di gomma
Alloggiato in posizione fissa:
utilizzato in ambiente industriale
Il touchpad
Funzionamento analogo a quello del mouse
Alloggiato su computer portatili
Tecnologia:
Sensori orizzontali e verticali di tipo capacitivo
Il touch screen
Monitor sensibili al tocco del dito
Trasmettono le coordinate del punto
Risoluzione modesta
Tecnologia:
griglia di fotoemettitori e fotorivelatori di luce infrarossa
sensori orizzontali e verticali di tipo capacitivo
