Computersystemen Hardware en software



Dovnload 74.8 Kb.
Datum17.08.2016
Grootte74.8 Kb.

Computersystemen

Hardware en software

Als je met computers werkt, krijg je te maken met hardware en met software.

Onder hardware verstaan we alles wat je van een computersysteem aan kunt raken, zoals het beeldscherm, het toetsenbord, de muis of de printer. Aan een computer heb je echter niets zonder programma's, dit wordt aangeduid met software.


Dit hoofdstuk gaat vooral over de hardware:



  • Uit welke onderdelen is een com­puter opgebouwd?

  • De processor en het geheugen

  • Opslaan van gegevens

  • Wat voor soorten computers zijn er?

  • Bits en bytes


Bouw van een computersysteem

Als mensen het over een computer hebben, dan bedoelen ze eigenlijk niet één apparaat, maar een aantal apparaten die bij elkaar een computersysteem vormen, of kortweg een computer. Computers bestaan er in vele soorten en maten.


Een computer bestaat uit een systeemkast, met daarin een vaste schijf, een diskettestation (wordt vaak weggelaten) en een cd-rom-station of een dvd-station. Bij het systeem hoort ook een beeldscherm of monitor, een toetsenbord en een muis. Dit zijn de onderdelen die op zijn minst aanwezig moeten zijn, wil je van een computer kunnen spreken.




Systeemkast

In de systeemkast zitten de verschillende onderdelen. Je ziet de kast vanaf de zijkant: het moederbord Verder een wirwar van kabels die alle onderdelen met elkaar verbinden. De afbeelding is niet super duidelijk, maar dit is het:



  • Moederbord+microprocessor

  • Voeding (spanning voor de onderdelen)

  • Cd/dvd-station, floppy en harde schijf

  • Enkele insteekkaarten (de AGP/PCI slots)

Moederbord

Het moederbord is het belangrijkste onderdeel van de computer. Hierop zitten bijzonder veel elektronische onderdelen gemonteerd. Nieuw uit de doos is het moederbord “leeg”, maar er zijn veel aansluitingen, waarop belangrijke onderdelen geplaatst kunnen worden:


  • Microprocessor met ventilator

  • Geheugen (kleine printplaatjes met chips)

  • Aansluitkabels

  • Videokaart




Je kan inzoomen op 500%

Interfacekaarten

In de sloten (aansluitvoetjes) op het moederbord kunnen verschillende insteekkaarten geplaatst worden, ook wel interfacekaarten genoemd. Deze zijn bedoeld voor eventuele extra’s, zoals een videokaart (voor het beeldscherm). Voor de gamer is een snelle kaart vaak belangrijk.


Randapparatuur

Aan het moederbord kunnen apparaten worden verbonden. Deze worden randapparaten genoemd. Je hebt randapparaten voor invoer en voor uitvoer:




INVOER (je stopt er iets IN)

UITVOER (je haalt er iets UIT)

Muis

Printer

Toetsenbord

Beeldscherm

Scanner

Luidsprekers



Microprocessor

De microprocessor is het rekenwonder van de computer. Je zult ook erg vaak de naam CPU tegenkomen: Central Processing Unit. Van de grootste producenten heb je vast wel eens iets gehoord, Intel en AMD:








De linker chip is 1cm2. Aan de onderkant (rechts) zitten heel veel vergulde aansluitingen, raak ze niet aan. Een heel klein beetje statische elektriciteit, kan de chip al om zeep helpen…

De prestatie van een microprocessor, is afhankelijk van de frequentie waarop hij werkt.



  • Frequentie is het aantal trillingen per seconde en wordt uitgedrukt in Hertz
    (Jullie kunnen - van laag naar hoog - tonen horen van 20 tot 20.000 Hertz)

  • Voorbeeld: De microprocessor is 3000 MHz betekent dat de frequentie of ook wel kloksnelheid met 3.000.000.000 “stapjes” per seconde gaat.

Een microprocessor kan bij ieder stapje een nieuwe opdracht uitvoeren, dus hoe hoger de frequentie, des te sneller kan hij zijn werk doen.

Op dit moment is 4000 MHz (4 GHz) al vrij normaal. (Mega = miljoen en Giga = miljard)


De microprocessor bestuurt de hele computer en leidt alles in goede banen.

De 4 belangrijkste taken zijn:



  • opdrachten uitvoeren (met programma's)

  • gegevens organiseren (ophalen en opslaan)

  • berekeningen maken

  • samenwerken randapparaten* (communiceren)
    * harde schijf, monitor, printer, toetsenbord, muis enz…

Voorbeeld op internet



Geheugen

Om de computer goed te laten werken, moeten de gegevens waarmee de computer werkt, worden opgeslagen. Dat gebeurt in het geheugen van de computer. In het schema hieronder is de werking van de hele computer schematisch weergegeven.

A
an de hand van dit eenvoudige blokschema (leren!!), wordt de werking van het geheugen uitgelegd.
De blokken invoer, CPU en uitvoer zijn al behandeld.



Wat is intern geheugen?

Intern geheugen wordt op het moederbord

geplaatst. Hiernaast zie je zo’n geheugen module.
RAM is het werkgeheugen:


  • Windows start op, is een tijdje bezig en als het bureaublad voor je neus staat, dan zit er al het een heleboel in het werkgeheugen.

  • Daarna start je bijvoorbeeld Word en typ je een brief. De letters komen stuk voor stuk in het werkgeheugen terecht. Ook kopiëren en plakken gaat via het RAM.

  • Het is een supersnel geheugen (veel sneller dan een harddisk)

  • Valt de spanning weg van het geheugen, dan gaan de gegevens verloren.
    Het RAM-geheugen wordt dus gewist als je de computer uitzet!

  • Hoe meer geheugen, hoe meer speling je hebt om programma’s te openen.

  • Voor Windows XP is 256MB net voldoende, voor Vista is 1GB raadzaam.



R
(vervolg intern geheugen)
OM
is een plek waar de computer gegevens voor zichzelf bewaard. In dit geheugen zitten allerlei instructies waardoor de computer kan opstarten en z'n werk kan doen. Deze instructies zijn ingebouwd door de fabrikant van het moederbord. De inhoud van het ROM-geheugen blijft bewaard, ook als de computer uitstaat.

Voor de technici:

Het ROM is wel te wijzigen, maar hier is enige kennis voor nodig.

Een voorbeeld van het ROM-geheugen is de BIOS (Basic Input Output System).




De verschillen en afkortingen RAM en ROM komen vaak voor, dit moet je weten:



  • RAM is het tijdelijk geheugen (Random Access Memory)

  • ROM het blijvend geheugen (Read Only Memory)



Tip voor het opslaan van je gegevens:

Sla gegevens niet alleen op als je klaar bent met werken, maar ook tijdens het werken met de computer. Want als de stroom plotseling uitvalt, ben je alles kwijt waarmee je op dat moment bezig was.


Wat gebeurt er als er als het werkgeheugen vol zit?

Als is het RAM-geheugen van de computer niet groot genoeg om alle programma's en gegevens te kunnen bevatten, dan gaat de computer een deel van de harddisk gebruiken om gegevens op te slaan. Er wordt dan gebruik gemaakt van virtueel (“zogenaamd”) geheugen. De harddisk is veel trager dan het RAM-geheugen en dat werkt hinderlijk. Gebeurt dat vaak, dan moet er extra geheugen bijgeplaatst worden.





Wat is extern geheugen?

Misschien een nieuwe term, voor iets wat je al wist.

De gegevens (of data), zoals programma's, teksten, afbeeldingen en geluiden, moeten veilig opgeslagen kunnen worden. Hier volgen enkele mogelijkheden, die ook wel opslagmedia genoemd worden:


  • Harde schijf (ook wel: harddisk of vaste schijf)

  • Flashgeheugen
    (USB-sticks, memorycards en MP3 spelers)

  • Cd en dvd (wel of niet herschrijfbaar)

Harddisk

De harde schijf is meestal in de systeemkast ingebouwd. Dat wordt dan een interne harde (vaste) schijf genoemd. Het is een platte, gesloten behuizing, waarin een aantal schijven boven elkaar zitten. Deze draaien zeer snel rond. De schrijfkoppen staan hiernaast in de “parkeerstand”, maar normaal bewegen ze over de platen, zonder ze te raken.

Door de hoge snelheid ontstaat er een luchtlaag tussen kop en plaat. De levensduur is gemiddeld zo’n 7 jaar. Gekke geluiden? Bedenk je dan of je de teleurstelling van het verlies van al je gegevens kunt verwerken! Maak altijd backups!!!! Bijvoorbeeld met een removable harddisk. Een aparte harddisk die je via een kabel aan de computer kunt koppelen. Tijdens vakanties kan je ‘m aan een oppas geven. Zo kan er weinig fout gaan.
Wat is formatteren van een harddisk?

Eenvoudig gezegd, maak je ‘m gereed om er iets op de kunnen zetten. (“Het opslagmedium wordt ingedeeld in sporen en sectoren”). Een nieuwe harddisk moet je sowieso formatteren. Een gebruikte harddisk kan je formatteren om b.v. Windows opnieuw te installeren. Hij is dan “clean” en weer netjes ingedeeld, zoals de vakken op een parkeerterrein. De oude gegevens zijn onbereikbaar geworden, maar niet gewist!! Met een vrij simpele ingreep kunnen oude gegevens achteraf weer teruggehaald worden, tenzij er inmiddels iets anders overheen geplaatst is.


Een USB-stick kan je ook formatteren, maar houdt er wel rekening meer dat formatteren geen wissen betekent!! Om hem echt te wissen heb je apart programma nodig, een z.g. “eraser”. (Engels: wissen = to erase)
Compact Disks

Cd-rom Cd van een cd-rom kun je alleen gegevens lezen

Cd-recordable Cd-r gegevens zijn maar één keer te schrijven

Cd-rewritable Cd-rw de gegevens zijn weer te wissen (opnieuw te gebruiken)
Een cd-rewriter is tegenwoordig in iedere computer ingebouwd en kan zowel lezen als schrijven. Lezen gaat altijd sneller dan schrijven! Het langzaamst schrijf je iets weg op een cd-rw.

Bij het branden van gewone muziek cd’s, is het beter om niet voor de allerhoogste snelheid te kiezen. (Des te langzamer, des te betrouwbaarder)


Dvd

Digital Versatile Disk kan minstens 6 x zoveel informatie bevatten als een cd-rom. Daarom heb je er een aparte speler voor nodig. Je hebt enkelzijdige en dubbelzijdige dvd's:

  • Dvd 5 4.7 GB single-layer

  • Dvd 9 8.5 GB dual_layer

De grote opslagcapaciteit (9GB) van de dual-layer dvd is het mogelijk om een hoofdfilm van goede kwaliteit, met meerdere talen en homecinema geluid te combineren met nog wat extraatjes, zoals “the making of”. Een single-layer dvd kan slechts de helft van de data aan, zodat kopieën altijd minder zullen worden.
Compressie

De bestanden voor film en geluid op dvd worden kleiner gemaakt, om alles op de dvd te laten passen. Dit heet compressie (samenpersen). Men probeert dit zo te doen dat het nauwelijks ten koste gaat van de kwaliteit. Te veel compressie is erg hinderlijk, de beelden worden blokkerig en het geluid wordt slechter. Namen die je in verband met compressie regelmatig tegen zult komen zijn: MP3*, Jpeg, Mpeg, DivX.

*MP3 is ongeveer 10x kleiner dan een nummer van een normale cd.


Soorten computers

E
XL
r worden 4 soorten onderscheiden, hier aangeduid in de T-shirt sfeer ( XL L M S )
Supercomputers

Supercomputers zijn de krachtigste computers die er zijn. De prijs bedraagt enkele miljoenen euro’s. Gebruikers van deze snelle en krachtige computers:



  • Meteorologie (weersvoorspelling)

  • Ruimtevaart (lancering en begeleiding van de vlucht van de Space Shuttle)

  • Universiteiten voor wetenschappelijk onderzoek

E
L
r kunnen honderden gebruikers tegelijk mee werken.
Mainframe computer

Een mainframe computer is een krachtige computer waar enige honderden gebruikers tegelijk aan kunnen werken. De prijs varieert van enkele honderdduizenden tot een paar miljoen euro. Op een mainframe kunnen meerdere programma's tegelijk draaien. Ze worden vaak gebruikt bij:



  • Banken

  • Verzekeringsmaatschappijen

  • Luchthavens

Kortom grote bedrijven en organisaties, waar veel mensen toegang moeten hebben tot dezelfde grote hoeveelheid gegevens. Op de werkplek hebben gebruikers toegang tot de grote computer via een beeldscherm en een toetsenbord, dit heet een terminal.


M



Personal computer of Laptop

De PC (de personal of desktop computer) wordt overal gebruikt waar met een computer gewerkt kan worden. Voor € 500.- heb je al een prima PC. Sneller en groter is meer weggelegd voor bedrijven, ze hebben veel gegevens, er moet veel opgeslagen worden en snel gezocht kunnen worden.

De laptop of notebook is de draagbare variant van de PC. Omdat de afmetingen beperkt zijn, worden er andere spullen gebruikt dan in een normale PC. De processor is b.v. minder snel, omdat je anders koelproblemen zou krijgen. De voordelen zitten ‘m in de afmetingen en daardoor liggen de prestaties iets lager.


S



Handpalmcomputer of PDA

De namen lopen op dit moment nogal uiteen, hieronder zie je een Siemens all in one computer. Zo’n pocket pc, met een gewicht van een paar honderd gram en de grootte van een hand, is de kleinste pc die er is.

Op dit moment is die markt nog volop in beweging, er zijn al toestellen met een Tom Tom achtige routeplanner. De abonnementen en toestellen zijn vrij duur, zodat het eigenlijk alleen zakelijk interessant is.


Dit kan er allemaal op zitten:




  • Intel processor 312MHz

  • Telefoneren

  • Email

  • Navigatie

  • Internet

  • Bluetooth

  • Camera-Radio

  • MP3-peler

  • Voicerecorder

H


Bits en Bytes
et lijkt onvoorstelbaar, maar een computer kan alleen overweg met 0 en 1.

Elektriciteit natuurlijk: 0 géén spanning (0 Volt) of 1 wèl spanning (5 Volt)

Alle informatie is om te zetten naar nullen en enen:


  • Muziek

  • Getallen

  • Kleuren

  • Letters etc…

Omzetting van dit soort gegevens naar 0 en 1 heet digitaliseren.

Hoe zet je letters om in enen en nullen?

Dat is vrij eenvoudig, want dat is gewoon afgesproken werk! Het wordt de ASCII-code genoemd. (“askie”)



http://nl.wikipedia.org/wiki/ASCII_(tekenset)
Typ je de letter A, dan wordt deze omgezet naar: 1000 0001
ASCII betekent: Amerikaanse standaardcode voor informatie-uitwisseling

(Engelse vertaling van: American Standard Code for Information Interchange)

Hoe zet je getallen om naar enen en nullen?

Dat is wat lastiger, omdat je dan moet gaan rekenen. Klokkijken wordt een puzzel!






Nullen en Enen op een cd:

je kunt inzoomen naar 500%

Op de volgende bladzijde leer je hoe je getallen moet digitaliseren.

Wij zijn gewend om te rekenen met het decimale talstelsel. Met de cijfers 0 t/m 9 kan je gaan van nul tot oneindig.

De computer rekent met het binaire (tweetallige) stelsel. Dit beperkt zich tot de cijfers 0 en 1. Ook hiermee kan je van nul naar oneindig, maar het vereist meer schrijfwerk.
De 0 en 1 noemt men een bit, dat woord is een combinatie van de woorden BInary digiT, ofwel binair cijfer. Een bit kan dus twee waarden hebben: 0 of 1

Bits in groepjes van acht “by eight”, noem je een Byte. (Klinkt als ‘by eight”)


Best verwarrend*:

  • Een 1 of een 0 noem je: bit

  • Een groepje van acht bits: byte (HOOFDLETTER B)

*Internetsnelheden worden door providers vaak uitgedrukt in b/s (bits per seconde)


Je gaat nu de mogelijkheid bekijken, om met nullen en enen toch ieder getal weer te geven, zoals wij dat kunnen met ons vertrouwde decimale stelsel:


Hoeveel verschillende combinaties kan je maken met 2 bits?

0 0

0

0 1

1

1 0

2

1 1

3

Het antwoord is 4  Met 2 bits kunnen we dus tellen van 0 t/m 3


Hoeveel verschillende combinaties kan je maken met 3 bits?


0 0 0

0

0 0 1

1

0 1 0

2

0 1 1

3

1 0 0

4

1 0 1

5

1 1 0

6

1 1 1

7

Het antwoord is 8  Met 3 bits kunnen we dus tellen van 0 t/m 7



Hoeveel verschillende combinaties kan je maken met 4 bits?

Dan wordt het al aardig lastig, maar met een truckje reken je het zo uit:

De berekening kan je doen met 2n, waar bij n = aantal bits

Invullen geeft 24 = 2 x 2 x 2 x 2 = 16 combinaties

Het antwoord is 16, dus met 4 bits kunnen we dus tellen van 0 t/m 15
De getallen die op geheugen kaarten staan, komen van 2 tot de macht….

5 bits  25 = 32 8 bits  28 = 256 9 bits  29 = 512 10 bits  210 = 1024


Om tot 1024 te kunnen tellen heb je dus 10 bits nodig! Dat is wel even wat meer dan de 4 cijfers die we nodig hebben om “1024” op te schrijven.
Wil je jij ook zo’n mysterieus horloge af kunnen lezen?

Machten van 2

25

24

23

22

21

20




Uitkomst

32

16

8

4

2

1

decimaal:

uren







0

1

0

1

5 (4 + 1)

minuten

1

0

1

1

0

1

45 (32+8+4+1)
























Op het zwarte horloge is het dus 5.45 uur






Hoe laat is het op het horloge met de blauwe leds?

De wetenschappelijke* rekenmachine van windows biedt je de mogelijk-


heid, om getallen om te zetten van decimaal naar binair, of andersom.
* Bureauaccessoires/Rekenmachine/Beeld/Wetenschappelijk
De blauwe leds: uren: 1010 minuten: 001111
Check de uitkomsten van de rekenmachine:

1010 = 10

1111 = 15

2007 = 111.1101.0111

4
Je kunt schakelen tussen Decimaal en Binair
711 = 1.0010.0110.0111
Hoe geef je de grootte van iets aan?

De grootte van het computergeheugen wordt opgegeven in byte (en NIET in bits).

Omdat het geheugen uit vele miljoenen bytes bestaat, gebruikt men grotere eenheden:


  • kB (kilo-byte) Een kB is ongeveer 1000 byte. Om precies te zijn: 1024 bytes

  • MB (Mega-bytes) Een MegaByte is ongeveer een miljoen bytes

  • GB (Giga–bytes) Een GigaByte is ongeveer een miljard bytes


Enkele praktische voorbeelden:

Harddisk 80 - 500 GB (€ 40 - € 110)

cd-rom 650 MB – 900 MB (74 tot 100 minuten)

dvd 4,7 GB single layer en 8,5 GB dual layer

(Vaak afgerond tot dvd5 en dvd9)

USB-stick 1 – 4 GB

iPod met HD 30 – 80 GB

1 MP3 nummer ca. 3 MB

5 Megapixel foto ca. 5 MB

Als je op de computer werkt kan je altijd een idee krijgen van de grootte van een bestand, door met de rechtermuisknop de eigenschappen op te vragen.


De Schoolgids op de website is dus ongeveer 7,5 MB.


Informatiekunde periode 1 Pagina van





De database wordt beschermd door het auteursrecht ©opleid.info 2019
stuur bericht

    Hoofdpagina