2 Appunti di scienza dell’informazione: dopo l'acquisto il primo giorno con il PC
Obiettivo del capitolo Nel seguente capitolo vengono descritti tutti gli elementi che servono per collegare il nostro computer a tutti i dispositivi esterni. In particolare vengono descritti tutti i tipi di connessione, di porte e di collegamenti. Vedremo anche alcuni aspetti, da non sottovalutare, sul corretto posizionamento del computer e delle periferiche, osservando in particolar modo la sicurezza. Per completare il quadro di tutti gli elementi descritti concluderemo il capitolo con la distinzione, a livello logico tra le periferiche di output e quelle di input. In pratica quindi il capitolo, come dice il titolo stesso, ci indica tutto quello che dobbiamo sapere per essere in grado di montare tutti i componenti di un PC.
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Nuove abilità Alla fine del capitolo sarai capace di:
Capire gli aspetti da osservare quando dobbiamo posizionare il PC;
Riconoscere i vari tipi di collegamento;
Riconoscere le caratteristiche dei vari tipi di porte: seriali, parallele e USB;
Capire il significato di concetto di input e quello di output ed essere in grado di suddividere tutte le periferiche in due gruppi, tranne casi particolari.
Nuove parole Alla fine di questo capitolo conoscerai i seguenti termini:
Case;
Scheda madre;
Slot;
Scheda di espansione;
Porta;
Porta parallela;
Porta seriale;
Porta USB;
Macchina di Von Neumann;
Input;
Output;
Touchscreen.
Dopo l’acquisto – Il primo giorno con il PC 3 ◊ Fase quattro Abbiamo finora parlato di periferiche, di dispositivi, di memorie, di unità centrale e di tutto quanto concerne l'hardware (fasi 1.5 e 3.0). Ma come fanno a comunicare tra loro? Come sono connessi? Ogni tipo di periferica ha un tipo di connessione particolare o tutte possono essere collegate a un alloggiamento qualsiasi? Molto probabilmente finora qualcun altro ha provveduto a montare tutti gli elementi del nostro computer per farlo funzionare. Ma se dovessimo farlo noi? Quando compriamo il computer, in genere ci vengono dati tutti gli elementi separati. In questa sezione verrà descritto tutto ciò che dobbiamo conoscere per saperci muovere con disinvoltura in questa fase e, più in generale, nel lavoro con il nostro computer. È importante conoscere il tipo di alloggiamento di ciascuna periferica per diversi motivi. Ad esempio se andiamo a comprare una stampante che ha una connessione di tipo USB, se non sappiamo di che cosa si tratta, possiamo tornare a casa ed accorgerci di non poterla usare perché nel nostro PC non ci sono alloggiamenti per una connessione di tale tipo. In questo capitolo faremo spesso riferimento al case, che, lo ricordiamo, è quello che spesso viene erroneamente confuso con il PC; in realtà è la scatola che contiene tutti i componenti che, interagendo tra loro, fanno "lavorare" il PC. Con "computer" quindi ci si riferisce al case corredato di tutte le periferiche. La scheda madre che costituisce, senza dubbio, una delle componenti più importanti del computer; essa è, appunto, una scheda che contiene gli alloggiamenti, slot, su cui verranno posizionati tutti i componenti fondamentali, come il processore e la memoria. Tutte le linee di collegamento con cui possono comunicare i vari componenti sono saldati sulla scheda madre. Esistono vari tipi di schede madri in commercio che si differenziano essenzialmente per il tipo di processore che sono capaci di supportare. I vari slot conterranno anche alcune schede di espansione, il cui scopo è quello di potenziare il funzionamento dell'intero sistema. Le schede di espansione sono di vario tipo: video, audio, di rete e altro. Esse vengono disposte nell'apposito slot e alcune di esse presentano, sulla parte posteriore del case, una presa, detta porta, a cui viene connessa fisicamente la relativa periferica.
4.2.0 Il posizionamento più adatto
È sempre consigliato posizionare il PC su una superficie piana e sufficientemente grande da contenere il case, il monitor, il mouse, la tastiera, gli altoparlanti e tutte le periferiche che usiamo più spesso. Quando cerchiamo la posizione del nostro PC dobbiamo immaginarci, per quello che è possibile ovviamente, anche tutte le periferiche che vogliamo acquistare in futuro, valutando lo spazio occupato. Il piano deve essere sempre ben stabile e sicuro. Per quanto riguarda l'ambiente circostante, dobbiamo preferire un posto ben areato con temperatura non troppo calda, ma neppure troppo fredda. Come ogni dispositivo elettronico, sarebbe preferibile tenere il PC lontano da fonti di calore. A tale proposito, se guardiamo il retro del case, c'è anche una parte aperta, in genere protetta da una griglia, dalla quale viene presa l'aria necessaria a raffreddare tutti i componenti che, durante il lavoro, si surriscaldano. Tale griglia non deve assolutamente essere coperta per evitare l'eccessivo surriscaldamento all'interno della macchina che può provocare danni irreparabili. Va curata anche la posizione della nostra postazione rispetto alla fonte di luce. Se ci posizioniamo di fronte alla fonte luminosa, artificiale o naturale che sia, l'abbagliamento ci rende più difficile la lettura di ciò che è rappresentato sul monitor; se la luce è posizionata alle nostre spalle, il riverbero ci disturberà.
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4.2.1 Le norme di sicurezza
Ovviamente il case deve essere posizionato nelle strette vicinanze di tutto il resto dei componenti, in quanto i cavi, per quanto possano essere lunghi, non possono attraversare intere stanze. Inoltre, è sempre preferibile, non lasciare cavi liberi, perché possono essere molto pericolosi per chi si trova a passare nelle vicinanze; nel caso in cui sia necessario, provvediamo sempre a legarli, in modo da diminuire al minimo i pericoli. Per questo è consigliabile preferire una posizione vicina alle prese di alimentazione di corrente elettrica e, nel caso in cui vogliamo stabilire anche una connessione ad Internet, anche alla presa telefonica. A proposito della corrente elettrica non dobbiamo assolutamente trascurare la necessità di connettere più dispositivi alla stessa presa. Supponiamo di avere la spina per passare l'alimentazione al case, quella per il monitor, quella per la stampante, quella per le casse e così via, come facciamo a connetterle tutte se abbiamo a disposizione una sola presa? Dobbiamo assolutamente evitare l'uso delle multiple perché causano il sovraccarico che porta all'inevitabile cortocircuito, cosa che non avviene se usiamo una ciabatta. Spesso le ciabatte sono dotate anche di un pulsante per l'interruzione dell'alimentazione che evita pericolosi sbalzi di tensione. I modelli più sofisticati addirittura proteggono il PC in caso di sbalzi di tensione. I danni dovuti a tali sbalzi possono essere limitati con l'uso di gruppi di continuità, che riescono a garantire la continua alimentazione almeno per un certo lasso di tempo. Essi infatti fungono anche da generatori di corrente di emergenza, interposti tra le prese di corrente e il computer, ed entrano in funzione solo quando viene a mancare la corrente fornendo la giusta energia al computer. In caso di malfunzionamenti dobbiamo assolutamente evitare di intervenire sulle varie parti del nostro PC, in particolare sul monitor, in quanto lavora con correnti molto elevate e quindi può risultare molto pericoloso. Non dobbiamo mai inserire niente all'interno dei vari componenti, in quanto, a nostra insaputa, si potrebbero toccare punti ad alta tensione. L'unica cosa da fare in caso di guasti è quella di portare il dispositivo dall'assistente tecnico, preferibilmente protetto nelle scatole che lo contenevano al momento dell'acquisto. Prima di staccare qualsiasi elemento, dobbiamo assicurarci che sia tutto spento. Dobbiamo evitare di consumare sostanze liquide nelle immediate vicinanze del PC, in quanto se si versano possono provocare rotture. Analogamente quando lo puliamo, cerchiamo di evitare di versarvi sostanze liquide, ma utilizziamo un panno umido. Sono semplici regole da osservare per evitare di danneggiare qualche componente del computer, in modo più o meno grave.
4.2.2 I collegamenti
Come abbiamo detto, tutti i dispositivi periferici vengono collegati al case per comunicare con gli elementi interni ad esso, sia per ricevere che per dare informazioni. I collegamenti avvengono tramite i cavi connessi alle varie porte residenti sul retro del case stesso. I vari tipi di porte verranno descritti nella sezione 4.2.3. Ogni dispositivo, compreso il case, ovviamente avrà anche un tipo di collegamento "particolare", quello alla corrente elettrica, senza il quale il computer, comprese tutte le periferiche, non viene alimentato. Nel case abbiamo la presa per la corrente elettrica che porta l'alimentazione al suo interno e un'altra che la trasferisce al monitor.
Dopo l’acquisto – Il primo giorno con il PC 5 ◊ Fase quattro Come avviene la comunicazione tra i vari elementi interni al case? Tutte le informazioni corrono all'interno di linee di comunicazione definite BUS. Esse si distinguono in due categorie a seconda della quantità di informazioni che riescono a trasferire. Se il BUS permette di far viaggiare i dati in sequenza, cioè ne viene passato uno per volta, viene definito seriale, a differenza del parallelo che riesce a trasferire diversi dati contemporaneamente. I BUS dati mettono in comunicazione le unità periferiche, la memoria RAM e il microprocessore facendo circolare i dati in entrambe le direzioni.
4.2.3 Le Porte
Abbiamo detto che sulla parte posteriore del case ci sono le porte a cui vengono connesse le varie periferiche. Riportiamo in Figura 4.2.1 la riproduzione del retro di un case, per maggior chiarezza.
Figura 4.2.1 - Retro di un case. Si notino le porte in esso contenute. Come possiamo notare, le porte in esso presenti sono molte e soprattutto hanno tutte aspetti diversi, che dipendono dal modo in cui i vari dispositivi scambiano le informazioni con l'unità centrale. Nelle prossime sezioni analizziamo i tipi di porta più usati.
4.2.3.1 Porte seriali
Tramite le porte seriali (Figura 4.2.2) la comunicazione avviene trasferendo e ricevendo un dato per volta, appunto in modo seriale.
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Figura 4.2.2 - Una porta seriale e un cavo con cui avviene la connessione. Molti dei dispositivi di vecchia generazione, si connettevano alle porte di questo tipo; attualmente la maggior parte degli stessi dispositivi, ma creati con le nuove tecnologie, si connettono alla porta USB (vedi sezione 4.2.3.3). È il caso di mouse e modem.
4.2.3.2 Porta parallela
Dalla porta di tipo parallelo i dati passano a blocchi, appunto in parallelo.
Figura 4.2.3 - Esempio di porta parallela. A porte di questo tipo possiamo collegare alcuni tipi di stampante, anche se quelle più recenti si connettono tramite le porte di tipo USB (vedi sezione 4.2.3.3).
4.2.3.3
Porte USB
Come anticipato nelle due sezioni precedenti, molti dei dispositivi di ultima generazione si connettono tramite le porte di tipo USB (Universal Serial BUS) (Figura 4.2.4). Le fotocamere digitali, i dispositivi per la riproduzione della musica (lettori MP3), i dischi fissi esterni e le pendrive, oltre alle stampanti, i mouse e i modem di recente generazione si connettono tramite questo tipo di porta.
Figura 4.2.4 - Esempio di porta USB. I produttori si sono "convertiti" a questo tipo di connessione in quanto offre notevoli vantaggi, tra cui quello di poter collegare e rimuovere un dispositivo mentre il computer è acceso, cosa che non può essere fatta con gli altri tipi di porta. Il computer riconosce automaticamente i dispositivi connessi tramite questo tipo di porta, che possono essere messi in funzione immediatamente. È inoltre possibile collegare catene di dispositivi in un'unica porta, senza dover rinunciare all'installazione di un nuovo componente per la mancanza di porte libere. Un altro vantaggio, non di minore importanza, consiste nel fatto che la porta USB ha un'alimentazione propria, per cui tutti i dispositivi che per il proprio funzionamento non necessitano di grande quantità di corrente elettrica, possono alimentarsi direttamente dalla porta, senza necessariamente essere connessi alla presa di alimentazione di corrente elettrica.
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4.2.3.4
Porta per il mouse e porta per la tastiera
Le porte tramite le quali colleghiamo il mouse e la tastiera al PC possono essere di tipo PS/2; esteticamente sono simili ed in genere sono fisicamente affiancate (Figura 4.2.5). Figura 4.2.5 - Porta per la tastiera e porta per il mouse. Non è detto che in tutti i computer queste due periferiche siano collegate all'unità centrale tramite tale tipo di connessione. Come anticipato precedentemente i mouse di vecchia generazione potevano connettersi tramite le porte seriali e quelli di nuova generazione lo fanno tramite la USB.
4.2.4 Il concetto di unità centrale e periferiche
Nonostante vi siano state innumerevoli evoluzioni, alla base del funzionamento di un computer è sempre presente l'architettura della macchina di Von Neumann (risalente agli anni '40). Senza entrare nei dettagli, possiamo schematizzarne il funzionamento dicendo che è basato sull'interazione di quattro parti fondamentali: - un dispositivo di ingresso per inserire i dati; - un elaboratore per eseguire i calcoli; - una memoria per immagazzinare i dati e i programmi; - un dispositivo di uscita, per restituire il risultato dell'elaborazione. Se guardiamo i nostri attuali computer vediamo che quanto contenuto nella macchina di Von Neumann vi può essere ritrovato e può essere considerato una esemplificazione di ciò che è fondamentale per il funzionamento dell’elaboratore. Anche nel computer moderno i vari componenti possono essere raggruppati secondo la stessa struttura: - dispositivi per l'immissione dei dati, detti periferiche di input; - il processore per elaborare i dati; - la memoria per contenere dati e programmi; - dispositivi per l'estroversione dei dati detti periferiche di output. Il processore e alcuni tipi di memoria, come abbiamo spiegato, risiedono nel case; per cui il nostro PC può essere visto come un'unità centrale alla cui periferia sono connessi vari dispositivi; da qui nasce la suddivisione in unità centrale e periferiche. L'unità centrale non è costituita solo dal processore e dalla memoria, ma anche da tutte le schede di espansione relative alle periferiche, i bus per la comunicazione e tutto quello che concorre per la comunicazione tra i vari elementi che costituiscono il sistema. Analizziamo una semplificazione del flusso delle informazioni: - tramite la periferica di input immettiamo i dati all'interno dell'unità; - tramite la porta che è connessa alla scheda di espansione relativa alla periferica di input i dati vengono inseriti all'interno dell'unità centrale; - i dati raggiungono, tramite i canali di comunicazione, il processore e le memorie; - il processore elabora tutti i dati inseriti; - tramite i canali di comunicazione i dati elaborati vengono inviati alla scheda di espansione relativa all'opportuna periferia di output, per esempio al monitor; - l'utente finale può prendere atto delle elaborazioni fatte e procedere con eventuali ulteriori elaborazioni.
Fase Quattro ◊ 8 Diventare esperti Grazie a questo schema possiamo comprendere la stretta collaborazione esistente tra l'unità centrale e le periferiche.
4.2.5 Il concetto di input e output
Una periferica, in teoria, può essere di input o di output, in pratica, come vedremo nella sezione 4.2.6, esistono periferiche che possono appartenere all'uno e all'altro gruppo. Per dare una definizione di Input possiamo farci aiutare dal nome stesso, to input in inglese significa inserire, immettere; l’input dunque corrisponde alla fase di inserimento dei dati, di qualsiasi formato essi siano. I dati possono essere immessi solo tramite quelle periferiche, dette appunto di input, che a seconda della tipologia, immettono tipi di dato diversi. Una fotocamera immetterà tipi di dato diversi da quelli immessi dalla tastiera; anche i software con cui verranno elaborati tali tipi di dato saranno diversi tra loro. In inglese to output significa buttai fuori, estromettere, quindi con il termine output per dire che con tale parola si intende la fase di estromissione dei dati elaborati dall'unità centrale. I dati elaborati possono essere di vario tipo, visualizzabili a video, stampati su carta o in formato audio. A seconda del tipo di dato risultato dall’elaborazione deve essere usato il dispositivo idoneo, capace di gestirlo.
4.2.6 Distinguere logicamente le periferiche di input e di output
Conoscendo il significato di input e di output, possiamo molto facilmente ricondurre all'uno o all'altro gruppo tutti i tipi di periferica che abbiamo avuto modo di approfondire nel corso delle sezioni. In particolare, tra tutte quelle studiate, possiamo dire che il mouse e la tastiera (fase 0.0.1), lo scanner (fase 3.0.1 e fase 3.2), il microfono (3.0.2), le fotocamere (3.0.2 e 3.2), le webcam (3.0.2) sono tutti dispositivi che servono a immettere i dati all'interno del nostro PC. È l'utente a immettere i valori e deve essere ben consapevole del tipo di periferica che deve usare per svolgere il suo lavoro. Per scrivere un testo, userà la stampante; se deve inserire delle immagini può usare una fotocamera o uno scanner, se l'immagine è "nuova" oppure se deve esserne digitalizzata una esistente in formato cartaceo. Per registrare musica e suoni userà il microfono. Per quanto riguarda le periferiche di output, abbiamo studiato le stampanti (fase 2.6 e sezione 3.0.1), i monitor (sezione 3.0.1), gli altoparlanti (sezione 3.0.2) e le cuffie (3.0.2). Esistono periferiche che hanno doppia funzione, cioè possono essere considerate sia di input che di output. Queste non possono essere inquadrate, quindi, nello schema sino ad ora individuato. Un esempio di periferica di questo tipo è costituito dal touchscreen o schermo tattile, quel dispositivo che, con il semplice tocco delle dita o di un oggetto tipo stilo, è in grado di attivare le funzioni richieste dall’utente. La tecnologia tattile può essere incontrata in tutti i settori tecnologici dove è previsto l’utilizzo di sistemi computerizzati, dai chioschi interattivi all’industria, dove è particolarmente sentita l’esigenza di poter disporre di strumenti affidabili anche in condizioni ambientali difficili. I touchscreen consentono di utilizzare tutte le opzioni operative di un elaboratore semplicemente toccando parti sensibili dello schermo che corrispondono ad immagini o parti di testo visualizzati sul monitor stesso. Il touchscreen è quindi un dispositivo di output per il fatto stesso che assolve alle medesime funzioni di un monitor, ma è anche un dispositivo di input poiché sostituisce un dispositivo di puntamento.