aprile 2003
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L'hardware e Windows

 

Plug and Play, gestione dell'alimentazione, profili hardware, ripristino dei driver

I veterani, che hanno usato il DOS e le prime versioni di Windows, ricordano quanto fosse difficile, per un utente, configurare i componenti hardware del PC e aggiungere nuove schede e periferiche. Il sistema non riconosceva automaticamente l’hardware presente e risorse come i livelli di interrupt (IRQ o richieste di interrupt), le porte di I/O, gli indirizzi di memoria e i canali DMA (Direct Memory Access) dovevano spesso essere assegnate manualmente, in parte tramite ponticelli sulle schede, in parte durante l’installazione dei driver. Per esempio, quando non c’era il bus PCI e le schede di espansione usavano il connettore ISA (Industry Standard Architecture) tipico dei primi PC, le schede audio e le schede di rete avevano diversi ponticelli per scegliere interrupt e porta ed evitare conflitti con altri adattatori.
Poiché hardware, BIOS e sistema operativo non si scambiavano automaticamente queste informazioni, le impostazioni hardware dovevano essere poi comunicate al sistema operativo perché potesse installare i driver e dialogare con le periferiche. Essendo le risorse limitate, i conflitti erano tutt’altro che rari, così ci si doveva destreggiare a modificare manualmente le impostazioni di default per far convivere per esempio una scheda grafica con un controller SCSI, che talvolta richiedevano la stessa linea di interrupt. I device driver, i moduli software utilizzati dal sistema operativo per comunicare con i componenti hardware, non erano facili né da installare né da configurare; in certi casi erano fornite utility separate per modificare certe impostazioni (come la velocità di una scheda di rete o la frequenza di refresh di una scheda grafica).

Le parole dell’hardware
Che cos’è un IRQ? Un interrupt è un segnale di controllo che una periferica invia alla CPU, tramite un Interrupt Controller, per interrompere il programma in esecuzione e comunicare alla CPU un evento hardware (tasto premuto, dati disponibili, periferica libera ecc.); i vari dispositivi e periferiche hanno a disposizione 15 linee di interrupt numerate (livelli di interrupt) e il controller degli interrupt gestisce le priorità e inoltra alla CPU le tante richieste di interrupt (interrupt request, IRQ) che gli arrivano contemporaneamente. La CPU riceve dal controller l’interrupt e le informazioni su quale programma (Interrupt Service Routine) deve eseguire per servire la richiesta; fatto ciò, la CPU riprende a eseguire il programma dal punto in cui era stato interrotto.
Che cos’è una porta di I/O? In sintesi, è un indirizzo, nello spazio degli indirizzi di I/O dei processori x86 (e compatibili), che identifica un registro (una piccola memoria) nell’interfaccia di I/O di una periferica. Quindi una porta corrisponde a una periferica. Un segnale di controllo comunica alla CPU se l’indirizzo che gli viene passato è un indirizzo di I/O o di memoria.
Che cos’è un canale DMA? Il Direct Memory Access, come dice il nome, è una tecnica di accesso diretto tra la memoria e le periferiche senza passare attraverso la CPU, così da permettere una maggiore velocità di trasferimento e liberare la CPU per gli altri compiti. Il controller del DMA gestisce i trasferimenti DMA su otto canali simultanei; ogni canale è un circuito che collega un indirizzo di memoria a un indirizzo di I/O (una porta).

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Corsi Open Master
   
  Prima lezione:
  
Architettura e installazione
  Seconda lezione:
   HW e  troubleshooting
1. L'hardware e Windows
  1. Plug and Play
  2. L'evoluzione del PnP
2. L'installazione dell'hardware
  1. Driver e setup
  2. Setup Plug and Play
  3. Setup non Plug and Play
  4. Setup di una stampante
  5. Rimuovere un dispositivo
3. Strumenti di gestione
  1. Altri strumenti
4. Troubleshooting
  1. Gli errori STOP
  Terza lezione:
   Manutenzione e riparazione
  Quarta lezione:
   Gestione applicazioni

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