Le periferiche

Le periferiche

Le periferiche sono i dispositivi che mettono in comunicazione il computer con il mondo esterno.


Come suggerisce il nome, si trovano “in periferia” rispetto al calcolatore eppure sono di primaria importanza per il sistema di elaborazione perché consentono di inserire nel computer i dati da elaborare ed estrarre i risultati ottenuti.

Trovarsi “in periferia” rispetto al calcolatore non significa necessariamente trovarsi distanti da esso. Talvolta, infatti, le periferiche vengono inserite direttamente all’interno dei dispositivi (integrate).

Le periferiche sono collegate al computer tramite porte e connettori e ne esistono tre principali tipi: di input; di output; di input/output.

le periferiche di input

Le periferiche di input ricevono i dati dal mondo esterno in modo unidirezionale, cioè in una sola direzione, e li immettono nel computer.

Di seguito descriviamo alcune periferiche di input.

  • La ▶ tastiera è il dispositivo che costituisce il principale metodo per inserire dati nei computer. Sui tasti sono stampati i caratteri ed è possibile ottenere un effetto o un carattere secondario premendo contemporaneamente, o in sequenza, più di un tasto. Le tastiere vengono usate principalmente per digitare i testi, ma sono utilizzate anche per i videogiochi e per dare comandi al sistema operativo.
  • Il ▶ mouse è un dispositivo che consente di muovere il puntatore sul display. Trascinando il mouse l’utente interagisce con l’interfaccia grafica del computer perché lo spostamento bidimensionale del dispositivo viene tradotto nel movimento di un puntatore sullo schermo.

    Inizialmente i mouse erano di tipo meccanico e il movimento veniva rilevato utilizzando una pallina. Nei mouse moderni, invece, il movimento viene rilevato attraverso dei sensori ottici. I pulsanti presenti sul mouse consentono all’utente di intervenire sugli elementi grafici posizionati sul display (▶ unità 5).

    La rotella di scorrimento (oppure una superficie tattile) consente un controllo aggiuntivo sugli oggetti visualizzati. Il collegamento del mouse al computer può essere realizzato attraverso un filo oppure ▶ wireless. Deve il suo nome, molto probabilmente, alla forte somiglianza con un topolino dalla lunga coda.

Lo sapevi che

Il primo mouse è stato costruito nel 1964 da Douglas Engelbart ed era inserito in una scatolina di legno.

  • Lo scanner è un dispositivo che converte un’immagine stampata in un’immagine digitale.

    Negli ultimi anni si è sviluppata la tendenza a utilizzare le fotocamere degli smartphone come scanner perché fare una fotografia a un documento cartaceo è molto rapido, anche se la qualità delle immagini prodotte, generalmente, è inferiore.

  • Gli scanner 3D producono informazioni sulla struttura tridimensionale degli oggetti solidi o degli ambienti.

    Vengono usati in settori specifici come la computer grafica (per creare modelli di oggetti tridimensionali), l’arredamento e (per rilevare le caratteristiche dei locali e per creare proposte di arredamento), l’ingegneria strutturale (per valutare i danni o la staticità degli edifici).

    Vengono utilizzati anche dalla Polizia Scientifica e dai RIS dei Carabinieri per ricostruire in 3D gli ambienti in cui sono stati commessi dei delitti, perché simulando gli avvenimenti si possono ottenere importanti informazioni per le indagini.

  • I microfoni convertono i suoni in segnali elettrici. Vengono usati nei concerti, in televisione e al cinema; si usano nelle radio per registrare le trasmissioni e negli stadi per urlare con il megafono. Sono presenti negli apparecchi acustici e nei computer per le registrazioni vocali. Sono indispensabili negli smartphone per telefonare e per il riconoscimento da parte degli assistenti vocali.
  • La webcam è una videocamera digitale che, attraverso il computer, trasmette i video in ▶ streaming su Internet. Nei computer portatili, generalmente, è integrata, ma ne esistono anche di esterne. Vengono usate durante videochiamate e videoconferenze. Alcune hanno anche un microfono integrato.
    • La fotocamera è una macchina fotografica digitale che consente di ottenere immagini elettroniche che possono essere salvate su supporti di memoria di massa.

      Ne esistono diversi formati, anche gli smartphone ne includono almeno una.

  • Il lettore di codici a barre è uno scanner in grado di leggere i codici a barre e decodificarne i dati contenuti, inviandoli a un computer. Ne esistono di forme diverse: i lettori a penna assomigliano, come suggerisce il nome, a una penna che si deve trascinare sulle barre a velocità uniforme; gli scanner laser, più comuni, hanno la forma di una pistola e vengono usati, per esempio, nelle casse dei supermercati per rilevare i prezzi dei prodotti.
  • Il lettore di impronte digitali è uno dei sistemi di riconoscimento biometrico che identificano le persone sulla base delle loro caratteristiche biologiche. Il lettore acquisisce l’impronta digitale, la confronta con i dati precedentemente salvati e, se c’è corrispondenza, consente l’accesso al sistema informatico (computer, smartphone, ecc.).
  • La tavoletta grafica è un foglio da disegno digitale che consente di disegnare a mano, usando uno stilo, come si farebbe con una matita su un foglio di carta. Può anche essere usata per inserire una firma o del testo in un documento digitale. Il disegno compare sul monitor del computer o, per le tavolette più recenti, direttamente su quello del dispositivo.
  • Le ▶ penne (o stilo) sono dispositivi abbinati all’uso del touch screen (e delle tavolette grafiche) che consentono di migliorare alcune modalità di inserimento dei dati. In particolare consentono la scrittura a mano libera o l’utilizzo di App e software che richiedono clic in posizioni particolarmente precise. Poiché la punta della penna è più piccola del polpastrello, consente un miglior puntamento sui touch screen di piccole dimensioni.
    • Il joystick è un dispositivo di input costituito da uno ▶ stick imperniato su una base. Il computer collegato viene controllato in base alla posizione assunta dallo stick. Comunemente viene utilizzato per i videogiochi (le moderne console usano delle varianti chiamate controller), ma viene anche usato per pilotare i velivoli o per guidare gru, sedie a rotelle ecc.
    • I lettori di dischi ottici servono per leggere i dati contenuti su CD, DVD o Blu-Ray. Sempre più spesso queste perifiche non sono intergrate nel computer, ma devono essere collegate come lettori esterni.
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    I CODICI A BARRE

    Esistono diversi tipi di codici che utilizzano elementi grafici per codificare informazioni.

    Il codice a barre è costituito da barre verticali che codificano sequenze numeriche o alfanumeriche.

    Il seguente codice a barre, per esempio, significa “Ciao mondo!” nella codifica Code-128, che permette di rappresentare tutti i 128 caratteri standard del codice ASCII (▶ unità 3).

    Nell’industria viene molto usato anche il QRcode (▶ Quick Response Code) che solitamente contiene informazioni sul prodotto a cui viene apposto; grazie alla diffusione degli smartphone, i QRcode si sono diffusi anche in ambienti non industriali. I QRcode hanno un sistema di codifica a due dimensioni che consente, generalmente, di racchiudere più informazioni rispetto a un codice a barre a una dimensione. Se nel tuo smartphone hai un lettore di QRcode, prova a leggere questo. Si sta sviluppando un’evoluzione del QRcode: il QRcode a colori che, introducendo una terza dimensione (cioè il colore dei diversi punti), riesce a immagazzinare ancora più informazioni.

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    LE PERIFERICHE DI OUTPUT

    Le periferiche di output ricevono i dati dal computer, in modo unidirezionale e li trasmettono al mondo esterno.

    Di seguito descriviamo alcune periferiche di output.

  • Il monitor (display, schermo) è un dispositivo di output che visualizza le informazioni usando la luce, proprio come fa un televisore quando riproduce un’immagine televisiva.
  • Gli altoparlanti sono dispositivi che convertono i segnali elettrici nei corrispondenti suoni. Normalmente vengono alloggiati all’interno di casse che, grazie alla loro forma e ai materiali con cui sono realizzate, contribuiscono alla qualità del suono.
  • Le cuffie e gli auricolari sono un particolare tipo di altoparlanti, di piccole dimensioni, che vengono indossati direttamente dall’utente, consentendo l’ascolto solo a chi li “porta”. Esistono vari modelli, indossabili sopra (cuffie) o dentro l’orecchio (auricolari), anche con tecnologia wireless.
    • La stampante è un dispositivo in grado di trasferire su carta testi e immagini elettronici. Viene utilizzata in ambito sia domestico sia lavorativo. Esistono tre tipi di stampante:
      • ad aghi: funziona come la vecchia macchina da scrivere: gli aghi assumono la conformazione dei caratteri da stampare e, premendo sul nastro dell’inchiostro, li imprimono sulla carta;
      • laser: funziona come la fotocopiatrice: un laser imprime elettrostaticamente la pagina da stampare sul tamburo. L’inchiostro in polvere (toner) viene catturato dal tamburo aderendo solo alle parti elettrizzate. Dal tamburo i contenuti vengono trasferiti sulla carta e un dispositivo riscaldante, chiamato fusore, fissa il toner sul foglio;
      • a getto di inchiostro: è dotata di un carrello che si muove avanti e indietro per tutta la larghezza del foglio il quale, contemporaneamente, viene trascinato da un rullo nella direzione perpendicolare. Sul carrello sono fissati degli ugelli che spruzzano sulla carta delle minuscole gocce di inchiostro prelevate da appositi contenitori che si chiamano cartucce.

    Oggi le stampanti ad aghi sono in progressivo disuso. In passato venivano utilizzate perché erano in grado di imprimere i caratteri di stampa su più fogli un po’ come si faceva con la carta carbone (una carta rivestita di inchiostro asciutto, utilizzata duplicare un documento durante la scrittura).

    Attualmente, per produrre più copie dello stesso documento si fanno delle stampe multiple utilizzando stampanti laser o a getto di inchiostro.

    La scelta di una stampante dipende dall’uso che se ne vuole fare. Le stampanti laser e i toner sono più costosi rispetto alle stampanti a getto di inchiostro e alle cartucce, tuttavia la singola stampa laser ha un costo inferiore perché la durata di un toner è superiore a quella delle cartucce di inchiostro.

    La scelta di una stampante laser è preferibile quando i volumi di stampa sono elevati.

  • Il plotter è una stampante di grandi dimensioni usata per il disegno tecnico. Storicamente, tracciava le linee sulla carta (solitamente schemi progettuali) utilizzando appositi pennini colorati, mossi da un braccio robotizzato. Oggi esistono plotter a getto d’inchiostro o laser, con elevata qualità di stampa.
    • La stampante 3D costruisce oggetti tridimensionali partendo da modelli digitali. Utilizza del materiale termoplastico (modellabile ad alte temperature e che solidifica raffreddandosi) che viene prelevato da una bobina, fuso e depositato a strati fino a ottenere la forma desiderata. In alcuni casi i materiali plastici utilizzati sono in polvere e vengono depositati per mezzo di processi termici o chimici. La testina che colloca il materiale lavora sotto il controllo del computer, muovendosi in due dimensioni. Una volta terminato uno strato, la testina viene alzata verticalmente e ricomincia a lavorare al livello successivo.

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    le Periferiche di input/output

    Le periferiche di input/output (I/O) inviano e ricevono i dati dal computer in modo bidirezionale, cioè in entrambe le direzioni, consentendo alla macchina di interagire con il mondo esterno.

    Di seguito descriviamo alcune periferiche di input/output.

    • La memoria di massa è in grado di salvare i dati selezionati dall’utente, ma anche di leggerli dal supporto e restituirglieli.
    • Il masterizzatore di CD, DVD o Blu-Ray, anche se sta andando sempre più in disuso, consente di leggere e scrivere i dischi ottici. Su un disco ottico è possibile masterizzare solo audio oppure audio e video (per esempio film su DVD), oppure dati digitali sotto forma di file e cartelle.
    • Il modem (modulatore-demodulatore) è un dispositivo che converte i segnali digitali in segnali analogici, e viceversa, per consentire la loro trasmissione su una linea telefonica tradizionale, che è appunto analogica.
    • Il touch screen è un display che consente all’utente di visualizzare e di immettere i dati nel sistema semplicemente toccando lo schermo. Indispensabile negli smartphone e nei tablet, è ormai molto diffuso anche in molti altri dispositivi come PC portatili, navigatori satellitari, cruscotti di automobili ecc.
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    I DRIVE

    Le periferiche di input/output specificatamente destinate alla lettura e/o alla scrittura di un supporto di memoria di massa prendono il nome di drive.

    Per esempio il floppy disk drive serviva per leggere e scrivere su un floppy disk. Il masterizzatore è un drive che viene utilizzato per i dischi ottici.

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    Completa le seguenti frasi.

    • Il microfono è una periferica di                                                           
    • Il plotter è una periferica di                                                           
    • Il modem è una periferica di                                                           

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    le Porte e i connettori

    Le periferiche, a meno che non siano integrate, vengono collegate al computer mediante le schede di interfaccia che presentano delle porte di input/output (porte di I/O) accessibili dall’esterno.

    All’interno delle porte di I/O vengono inseriti i rispettivi connettori.


    Esistono due famiglie di porte di I/O e di connettori:

    • parallele: trasmettono contemporaneamente tutti i bit;
    • seriali: trasmettono i bit uno alla volta.

    Oggi la tecnologia è evoluta a tal punto da consentire velocità di comunicazione estremamente alte. Quindi, per semplicità e compattezza di formato, la quasi totalità delle periferiche funziona con connettori e porte seriali, di cui l’USB è l’esempio più famoso e diffuso.

    L’elaborazione automatica delle informazioni

    Per capire i concetti fondamentali legati all’informatica possiamo partire da un semplice esempio.

    esempio

    Pensiamo a una lampadina: quando le viene fornita energia, la lampadina si accende.



    Se la stessa lampadina viene inserita in un semaforo, quando questo si accende fornisce un’informazione su come devono comportarsi gli automobilisti e i pedoni.



    La lampadina rappresenta il concetto informatico di dato, cioè di un valore che non ha di per sé un significato, ma che potrebbe assumere significati differenti in base al contesto in cui verrà inserito.

    Se il contesto è il semaforo, la stessa lampadina potrà assumere il significato di stop, attenzione o avanti in base alla posizione in cui verrà inserita (rosso, giallo, verde).

    Possiamo dire che un dato (lampadina) inserito in un contesto (semaforo) diventa un’informazione, cioè un valore che acquisisce un significato per l’essere umano.


    Il termine informatica deriva dalla combinazione dei termini informazione e automatica; fa riferimento al fatto che, in un computer, avviene l’elaborazione automatica delle informazioni.


    L’elaborazione è automatica perché viene svolta da una macchina e riduce al minimo l’intervento dell’essere umano.

    Quando le informazioni vengono elaborate da un computer, vengono trasformate in nuove informazioni di maggiore interesse. Un po’ come quando l’impasto di acqua, farina e uova viene trasformato in gustose tagliatelle!

    Come la macchina per la pasta fresca, il computer fa entrare al proprio interno delle informazioni in input (impasto), esegue un’elaborazione su queste informazioni (preme e taglia) e ottiene dei risultati (tagliatelle) che costituiscono l’informazione fornita in output.

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    Come fa il computer a sapere che cosa deve fare?

    Le elaborazioni che devono essere eseguite vengono, precedentemente, stabilite da un essere umano (programmatore) che introduce nella macchina un algoritmo (o programma), cioè una sequenza di istruzioni che indicano al computer quali azioni dovrà svolgere durante il processo di elaborazione.


    Gli algoritmi vengono scritti in un linguaggio di programmazione che i computer non comprendono direttamente. Il linguaggio deve quindi essere tradotto in linguaggio macchina, direttamente comprensibile al computer (▶ unità 11).

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    Tecnologie informatiche per il primo biennio