Dispositivi di Input-Output

L'immissione (input) di dati in un elaboratore comporta un processo di traduzione delle informazioni in sequenza di segnali elaborabili.
L’emissione (output) di dati da parte dell’elaboratore comporta invece il processo di traduzione inverso, cui le sequenze di segnali sono trasformate in modo da poter essere leggibili da altre macchine o dagli esseri umani. Questi processi di traduzione sono portati a termine dai dispositivi di I/O.
Poiché la velocità di elaborazione dei dati per mezzo della CPU è maggiore di quella di trasferimento da parte di un dispositivo I/O, i dati stessi sono memorizzati in una memoria di transito (o buffer), propria del dispositivo, in attesa di essere inviati alla CPU (o dalla CPU al dispositivo) attraverso il canale di collegamento.
Vediamo alcuni esempi di dispositivi I/O:

Console

La console é un dispositivo utilizzato dall’operatore per comunicare direttamente con la macchina a cui l’elaboratore invia messaggi riguardanti il proprio stato. Una console deve avere, quindi, un dispositivo di visualizzazione dei messaggi che provengono dal calcolatore (può essere un video, una stampante o una serie di segnalatori acustici o luminosi) e dei dispositivi che permettono l’immissione dei comandi (una tastiera).

Lettori ottici



Questo tipo di dispositivo è in grado di interpretare informazioni scritte, rappresentate in forma diversa: codici a barre.
Le tecniche di riconoscimento delle informazioni e ottica (OCR = Optical Character Recognition); i lettori ottici sono in grado di “leggere” una notevole varietà di caratteri. Un carattere è riconosciuto dal dispositivo attraverso un confronto con un insieme di “caratteri tipo” memorizzati. È scelto il carattere più somigliante a quello letto.

Video terminali



È il mezzo adesso più utilizzato per il dialogo con l’elaboratore. Permettono l’utilizzo di programmi interattivi. Sono costituti da una tastiera (dispositivo d’input) e da uno schermo video (dispositivo output). Tastiera e video sono collegati, in modo che ciò che è battuto sulla tastiera sia visualizzato sul video e sia quindi possibile compiere correzioni immediate.
I caratteri inseriti non sono inviati immediatamente all’unità centrale, ma soltanto quando l’utente ritiene di aver terminato (INVIO). A questo punto la CPU è in grado di identificare i caratteri che gli sono stati inviati.

Stampanti

Le stampanti si possono suddividere: a impatto e non, a seconda che durante la stampa avvenga o no l’impatto dell’elemento stampato sulla carta.
Un carattere stampato può essere rappresentato da una serie di puntini posti in posizione cosi ravvicinate da dare un’impressione di continuità; i caratteri, quindi, sono realizzati utilizzando matrici di punti.
Dal punto di vista dei tipi di stampa, infine, le stampanti possono essere suddivise in parallele o USB (Universal Serial Bus).
L’USB ha molti vantaggi rispetto alla parallela perché e molto più veloce ed efficiente.



Figura 6 - STAMPANTE

Stampanti a impatto

Sono basate su principi elettromeccanici, a volte con apporti elettronici.

Stampanti ad aghi

I caratteri sono realizzati per mezzo di aghi che battono contro il nastro inchiostrante, producendo una serie di puntini, che raggruppati, formano un carattere.
E’ possibile, inoltre, stampare anche caratteri espansi o condensati. Alcune stampanti ad aghi sono anche programmabili, in modo da ottenere tutti i caratteri esistenti o anche inventati dall‘utente.
E’ possibile ottenere grafici per mezzo di puntini: in questo caso si parla di printer/plotter.
Questo tipo di stampante sfrutta una tecnologia ormai obsoleta anche se non è raro vederle ancora in circolazione.

Stampanti non a impatto

Le stampanti non a impatto sono più veloci e silenziose di quelle a impatto, oltre a permettere una migliore qualità di stampa.

Stampanti a sublimazione di colore

Sono stampanti con una particolare tecnologia adatta alla produzione di stampe di tipo fotografico.

Stampanti termiche

Queste hanno una velocità che può raggiungere i 19000 caratteri al secondo, utilizzando testine riscaldate elettricamente che scrivono su carta termosensibile (il cui costo e molto superiore rispetto alla carta normale).

Stampanti a getto d’inchiostro (ink Jet)

In queste stampanti i caratteri di stampa sono ottenuti per mezzo di un getto d’inchiostro che fuoriesce da un ugello microscopico e che è suddiviso in piccole gocce dirette verso posizioni specifiche.

Stampanti laser

Queste stampanti sono in grado di stampare grandi quantità di dati a elevata velocità.
Utilizzando la stessa tecnica d’impressione delle fotocopiatrici xerografiche, che si basa sulle proprietà di sostanze fotoconduttrici (come il selenio) ed essere conduttrici se investite da luce.

Plotter



È un dispositivo che, come la stampante, è in grado di convertire le informazioni digitali in movimenti di una o più penne, in modo da produrre grafici e disegni di elevata precisione.
I plotter sono utilizzati in tutti i casi in cui la produzione di grande quantità di grafici rende antieconomica la realizzazione manuale.

Per semplificare sempre più l’immissione di dati in un elaboratore, sono stati studiati altri dispositivi di I/O alternativi alla tastiera.

Penna ottica (lightpen)



Consiste in un dispositivo fotosensibile posto sulla cima di un’asticciola. Ha due funzioni: d’indicazione di un punto preciso sullo schermo e di richiesta di attuazione di un comando. È utilizzata in sistemi di progettazione industriale.

Mouse e trackball



Svolge una funzione simile a quella della penna ottica. Il mouse e composto da una sferetta racchiusa in una scatoletta libera di ruotare su una superficie piana; la sfera della trackball, invece, è esterna.
Quando l’utente lo richiede, sullo schermo compare un cursore che può essere spostato per mezzo della rotazione della sferetta. Quando è raggiunta la posizione desiderata, si può premere un pulsante d’interruzione e inviare le coordinate del cursore all’elaboratore.

Mouse



Il mouse è un dispositivo in grado di lanciare un input a un computer in modo tale che a un suo movimento ne corrisponda uno analogo di un indicatore sullo schermo detto cursore. È inoltre dotato di uno o più tasti ai quali sono assegnate varie funzioni.

Funzionamento



Schema di un tipico mouse

Vi sono varie tecniche che permettono di rilevare il movimento, nel tipo di mouse più comune v'è una sfera (1) (solitamente di gomma dura) che fa girare due rotelle (2), forate (3) disposte ortogonalmente tra loro. La velocità di rotazione è misurata da sensori (5) a infrarossi (4) e trasmessa al computer.

Storia

L'ideatore di questo supporto tecnologico si chiama Douglas Engelbart. La sua vita sembra la trama di un film. Nato nel 1925, a 25 anni, sentì la necessità di dover fare qualcosa per il progresso dell‘umanità. Questo bisogno ha accompagnato tutta la sua esistenza sino a oggi. Forse fu visionario, idealista, sta di fatto che oggi viviamo in quello che egli vide.
Con mille problemi e difficoltà assieme a diciassette colleghi creo l'Augrnentation Research Center.
Nacque cosi il progetto dell’NLS: computers come estensioni delle capacità cognitive e comunicative.
Il 21 giugno 1967 ottenne il brevetto per il suo indicatore di posizione X-Y per display: il "mouse".



Moderno mouse wireless

Durante la Joint Computer Conference al Convention Center di San Francisco, nel 1968, si svolse la dimostrazione pubblica del progetto al cospetto di oltre mille esperti.
L'idea di Engelbart era di migliorare il modo di lavorare delle persone: utilizzare ipertesti, Wordprocessor, tastiera, mouse e finestre, comunicazione a distanza, telelavoro, etc. Se oggi si utilizzano il mouse e l’ipertesto, si deve a Douglas. Alcuni anni dopo Steve Jobs (dell’Apple), vedendo una dimostrazione alla Xerox dell'uso del mouse, ebbe l'idea che sarà sviluppata poi nel primo computer con mouse, Lisa, e dopo sul Macintosh, e ancor oggi in tutti i pc.
Ancora nel 2002, a 75 anni, la creatività e l’entusiasmo di Engelbart, dopo quell’invenzione, non si sono fermati. Nelle sue parole, di una modernità sconcertante, c'è il suo successivo progetto.
"Dobbiamo creare - ebbe a dire - un ambiente evolutivo nel quale i paesi e le istituzioni possano crescere; in questo modo potremo risolvere i problemi a mano a mano che si presentano", unire attorno all'idea di come l’intelligenza collettiva possa trovare le soluzioni ai problemi del pianeta. Mettere insieme! (Bootstrapping, in lingua inglese).
Cosi nasce il Bootstrap Institute e il suo progetto.
Mouse di ultima generazione. Un mouse wireless e collegato al computer tramite un piccolo ricevitore, con il quale comunica attraverso onde