PERIFERICHE
1. Introduzione
Sono dispositivi collegati al calcolatore tramite il canale di I\O.
Sono il punto di contatto fra calcolatore e mondo esterno.
2. Unità disco
Supporto magnetico in grado di conservare nel tempo stringhe binarie e restituirle su richiesta del calcolatore.
Caratteristiche di queste periferiche sono l'elevata capienza, la possibilità di conservare informazioni anche a calcolatore spento e in assenza di corrente e la latenza molto maggiore
rispetto a quella della RAM (per via dell'architettura costruttiva).
All'interno dei calcolatori, dunque, convivono vari tipi di memoria che possono essere suddivisi, in maniera generale, in memoria volatile e memoria permanente. Questa suddivisione si riflette
nello studio della psicologia del pensiero, dove viene teorizzata la presenza di due tipi di memoria anche all'interno del cervello umano. Una memoria a breve termine sarebbe, infatti,
responsabile della capacità di tenere a mente un numero di telefono dopo una breve lettura per consentire di digitarlo sulla tastiera del telefono, mentre quella a lungo termine si
manifesterebbe nei ricordi e nella capacità di trattenere una grande quantità di informazioni per un lungo periodo di tempo, tipica del cervello umano. Dalla collaborazione tra
questi due tipi di memoria, sostengono gli studiosi, si realizzano la comprensione del discorso e molte altre facoltà complesse. Questo tipo di suddivisione funziona perfettamente anche in
ambito informatico, dove esistono memorie di massa, che possono conservare le informazioni in modo permanente senza grossi problemi di spazio, e memorie volatili, come registri e RAM, che sono
deputate alle funzioni operative ma a cui non è richiesto di conservare i dati anche dopo lo spegnimento del computer.
Questo tipo di unità viene realizzata tramite dischi concentrici in grado di ruotare a velocità variabile attorno ad un asse centrale comune. Questi piatti vengono ricoperti con un
particolare materiale magnetico, con punti in grado di magnetizzarsi o smagnetizzarsi (di avere un campo magnetico positivo o negativo) indipendentemente l'uno dall'altro. Opportune testine (due
per ogni disco: una per la faccia superiore, una per quella inferiore) sono in grado sia di magnetizzare un punto che di leggere il suo campo. In questo modo, associando al campo magnetico
positivo il bit 1 e a quello negativo il bit 0, appare evidente che è possibile leggere e scrivere stringhe binarie.
Le unità disco sono così organizzate: ogni piatto ha due facce, ogni faccia è divisa in cerchi concentrici detti tracce o cilindrici e ogni traccia è divisa in
settori. Dunque, per accedere ad una certa stringa memorizzata si usano indirizzi che indicano la faccia, la traccia e quindi il settore dove esso si trova. Fatto ciò, viene selezionata la
testina, questa viene spostata meccanicamente sulla traccia indicata e poi si aspetta che il giusto settore passi sotto di essa per iniziare la lettura o scrittura. Perchè la testina possa
verificare di trovarsi nella giusta posizione, all'inizio di ogni settore è ripotato il suo indirizzo. Tale associazione avviene al momento della formattazione del disco.
Trasferire un dato alla volta, però, è poco efficiente, vista la lentezza di questo tipo di periferiche rispetto alla CPU. Si effettua quindi il trasferimento di un settore alla
volta. Il quantitativo di dati che occupano un settore viene detto record. Si può quindi dire che viene trasferito un record alla volta. In questo modo si minimizzano gli accessi
alla periferica. Si noti che il quantitativo di dati che occupano un settore è costante su tutto il disco, nonostante i settori interni siano più corti di quelli esterni. Questo
perchè all'interno i dati sono via via più "fitti".
I dati vengono scritti in modo non contiguo. Ciò serve per evitare di sprecare spazio inutilmente quando si libera un settore precedente all'ultimo ma i dati che si devono scrivere sono
più grandi di un settore. Questa caratteristica pone un nuovo problema: ritrovare tutti i vari pezzi di dato che interessano. Vengono utilizzate varie tecniche. Una di queste consiste
nell'avere memorizzata all'inizio del disco una tabella con l'indirizzo di tutte le parti del dato. Una seconda tecnica consiste nel mettere alla fine di ogni settore l'indirizzo del settore in
cui continua. Di tutto questo si occupa il sistema operativo. Dovendo ricercare i vari pezzi, comunque, si ha una maggiore perdita di tempo. Per questo esiste la possibilità di riservare
zone di disco alla memorizzazione contigua. In queste zone andranno tutti quei dati che necessitano di un accesso particolarmente veloce, come ad esempio gli swap file per la memoria
virtuale.
Poichè ogni settore contiene molte word, le unità disco sono collegate al calcolatore tramite il metodo del DMA.
Memoria virtuale: quando il disco è utilizzato per lo swapping, le pagine sono grandi proprio una parola, per comodità.
Esistono due classi di unità disco: i dischi morbidi, in cui le testine sono a contatto con i piatti, e quelli rigidi, in cui le testine volano a pochi micron dai piatti, sostenute dal
cuscino d'aria che si crea grazie alla rotazione degli stessi piatti.
Fra le due tecnologie, la prima è più lenta a causa dell'attrito, ma più resistente, la seconda è più delicata (le testine possono precipitare sul disco -
crash di testine) ma più veloce.
3. Unità nastro
Supporto magnetico in grado di conservare nel tempo stringhe binarie e restituirle su richiesta del calcolatore.
Vengono realizzati tramite nastri magnetici avvolti su bobine.
Parallele al nastro, scorrono 9 tracce. Sulle prime otto vengono memorizzati i byte, perpendicolarmente al nastro. Sull'ultima, per ogni byte memorizzato, si trova il bit di parità
trasversale. Dopo un certo numero di byte, per comodità in quantità pari ad un record, si trova un byte di parità longitudinale. In quesro modo è possibile
identificare come in una matrice i bit errati e corregerli (basta complementarli).
Parità: tecnica di rilevazione degli errori in cui si stabilisce che il numero di bit di ogni stringa deve essere pari: si aggiunge un bit che prende 0 se già c'è un numero
pari di bit, uno se ce n'è un numero dispari, così da renderli in numero pari. Così facendo, se un numero dispari di bit è errato a causa della smagnetizzazione del
nastro, la parità non torna più e l'errore si rileva facilemente. Se però è errato un numero pari di bit, non si può rilevarlo. Per questo si dice che la
parità è una tecnica di protezione leggera. Esistono, invece, tecniche di rilevamento forti. C'è da dire, però, che con tutte le tecniche di rilevazione degli errori
si aumenta la ridondanza, quindi si occupa più spazio, via via che la protezione aumenta: questo è il prezzo da pagare. Queste tecniche sono usate anche nella trasmissione di dati.
Mentre i dischi vengono utilizzati per achiviazione in linea, i nastri vengono utilizzati per l'archiviazione non in linea.
L'archiviazione non in linea consiste nel memorizzare grandi quantità di dati a cui si accede raramente, ma che interessa conservare per periodi molto lunghi. Per questo vengono
utilizzati discpositivi come i nastri magnetici, che possono essere tolti dal calcolatore e conservati qundo si deve scrivere o leggere da essi. Pur essendo dispositivi magnetici, e quindi
soggetti a smagnetizzazione, i nastri dispongono di varie tecniche di rilevazione e correzione degli errori, anche molto più complesse della parità, in genere identiche a quelle
utilizzate nella trasmissione di stringhe.
In questo modo, per conservare un archivio non in linea memorizzato su nastro magnetico, periodicamente bisogna eseguire la copia su un nuovo nastro di quello vecchio, così da eliminare
gli errori di smagnetizzazione prima che diventino troppi.
4. Periferiche di comunicazione
Dispositivi in grado di trsmettere dati da un calcolatore ad un altro.
Attualemtne i più diffusi sono i modem. Questi sfruttano le linee telefoniche per trasferire word di bit. Le linee telefoniche sono pensate per trasmettere la voce umana (onde sonore), in
particolare quella parte che va da 10 a 3000 Hz circa. Si è stabilito allora che ad una frequenza di circa 900 Hz corrispondesse il bit 1 e che ad una frequenza di circa 950 Hz
corrispondesse il bit zero. L'orecchio umano percepisce i due suoni in questione come fischi, uno più alto e uno più basso. Applicando due filtri che rilevano queste due frequenze
entrando in risonanza, esse possono essere riconverite in bit. Questo metodo è detto a modulazione di frequenza e significa che le onde sono trasmesse oscillano tra frequenze ben
determinate (900 e 950 Hz in questo caso). Esso è indipendente dalla potenza del segnale poichè i filtri comunque vibrano a quei suoni, permettendo di utilizzare linee molto lunghe
in cui il segnale arriva più debole.
-VARICELLA martedì 28 maggio 2002-
5. Schermo
-VARICELLA martedì 28 maggio 2002-
6. Stampante
-VARICELLA martedì 28 maggio 2002-