Inhoud leereenheid 2. Opbouw van een computer. Introductie 49. Leerkern 50. Samenvatting 81. Zelftoets 82. Terugkoppeling 83

Maat: px
Weergave met pagina beginnen:

Download "Inhoud leereenheid 2. Opbouw van een computer. Introductie 49. Leerkern 50. Samenvatting 81. Zelftoets 82. Terugkoppeling 83"

Transcriptie

1 Inhoud leereenheid 2 Opbouw van een computer Introductie 49 Leerkern 50 1 Wat is een computer? De computer als gegevensverwerker Een kijkje in de systeemkast, computerorganisatie De systeemcomponenten De systeembus: de snelweg in de computer 59 2 De microprocessor: het hart van de computer Instructies: het draaiboek voor de microprocessor De opbouw van de microprocessor 63 3 Het geheugen Het stored-programconcept De opbouw van het geheugen Een taxonomie voor geheugens Verschillen in constructie en de geheugenhiërarchie 72 4 Invoer en uitvoer Methoden voor in- en uitvoer Uiteenlopende eisen voor randapparaten Communicatie tussen processor en I/O-controller Transport van gegevens tussen randapparaat en geheugen 79 Samenvatting 81 Zelftoets 82 Terugkoppeling 83 1 Uitwerking van de opgaven 83 2 Uitwerking van de zelftoets 85 48

2 Leereenheid 2 Opbouw van een computer I N T R O D U C T I E De gemiddelde automobilist maakt zich meestal niet druk over de werking van de auto. Voor de meeste mensen houdt de autotechniek op bij het peilen van de motorolie, het eventueel bijvullen daarvan en het verwisselen van een wiel bij een lekke band. Een kijkje onder de motorkap duurt meestal dan ook niet lang en is niet gericht op de werking van het geheel. Kennis over de werking van een auto heeft alleen de monteur. Bij computers is de situatie voor de meeste mensen niet anders. Wie een tekstverwerker gebruikt om een verslag te schrijven, zal nauwelijks geïnteresseerd zijn in de wereld van de computer daarachter. Het feit dat er voor het openen van de systeemkast van een personal computer vaak een schroevendraaier nodig is, is voor de meeste mensen voldoende reden om te zeggen: Spul voor techneuten, afblijven dus. Voor de schrijver van een brief of rapport is dit waarschijnlijk een goede instelling. Dat de situatie anders is voor de hardwaredeskundige, ligt voor de hand. Voor deze groep is een gedegen kennis van de werking van computers noodzakelijk voor een succesvolle uitoefening van hun beroep. Maar ook voor andere informatici is enige kennis van computerhardware van belang, bijvoorbeeld voor diegenen die meewerken aan softwareprojecten of technische adviezen geven aan bedrijven. Vaak zijn keuzes op softwareniveau namelijk afhankelijk van de onderliggende hardware. Op het meest elementaire niveau kan een computer beschreven worden in termen van transistors, logische schakelingen, bits en bytes. We beginnen onze ontdekkingsreis echter liever op een vertrouwd niveau, de computer als geheel, en dalen dan langzaam af naar de samenstellende delen. Zodoende wordt de plaats en functie van deze bouwstenen eerder duidelijk. De microprocessor en het interne geheugen blijken de belangrijkste componenten te zijn. Er zijn echter nog wat componenten die in geen enkele computer mogen ontbreken. Een computer staat namelijk nooit op zichzelf, maar moet met zijn omgeving kunnen communiceren, zoals elk zinvol systeem dat op de een of andere wijze doet. Deze communicatie geschiedt met invoer- en uitvoerapparatuur, zoals een toetsenbord en een beeldscherm. Het is echter de vraag in hoeverre die apparatuur nog bij de computer hoort: waar ligt de grens van het systeem? Het antwoord op deze vraag is een kwestie van definitie. In deze leereenheid geven we er duidelijkheid over. LEERDOELEN Na het bestuderen van deze leereenheid wordt verwacht dat u globaal de werking van een computer uiteen kunt zetten kunt uitleggen wat we onder een computer verstaan OUN 49

3 De werking van computersystemen het standpunt kunt verdedigen dat de computer een gegevensverwerker is kunt aangeven wat er onder computerarchitectuur wordt verstaan de systeemonderdelen van een computer kunt benoemen weet wat de functie van een microprocessor is, en de functie van de onderdelen besturing en datapad de onderdelen van het datapad, dus de ALU, algemene registers en speciale registers, kunt beschrijven het stored-programconcept kunt uitleggen de verschillende soorten geheugen en hun functie kunt benoemen het hoe en waarom van invoer en uitvoer kunt uitleggen. Studeeraanwijzingen Deze leereenheid geeft een algemeen beeld van de computer. Het is van belang dat u het verband blijft zien tussen de zaken die hier worden behandeld. De studielast van deze leereenheid is 6 uur. L E E R K E R N 1 Wat is een computer? 1.1 DE COMPUTER ALS GEGEVENSVERWERKER Computer Voor de meeste mensen was de personal computer het eerste bewuste contact met een computer. De mainframes, mini s en supercomputers uit de vorige leereenheid zullen voor de meeste mensen niet bereikbaar zijn. Van de embedded systemen die in huishoudelijke apparaten zijn verwerkt, zult u zich niet altijd bewust zijn geweest. Figuur 2.1 toont de basisconfiguratie van een personal computer (pc) zoals u die waarschijnlijk gewend bent: een kast onder het bureau met een toetsenbord, beeldscherm en een muis op het bureau zelf. In de kast zijn een diskettestation en een cd-romspeler ingebouwd. De muis, het toetsenbord en het beeldscherm zijn via kabels met de kast verbonden. FIGUUR 2.1 De configuratie van een multimedia computer op uw bureau Het LCD-scherm (Liquid crystal dispaly) is het primaire uitvoerapparaat en het toetsenbord en de muis zijn de primaire invoerapparaten. Rechts ziet u een palmtop computer voor, onder andere, een elektronische agenda. Bovenop het LCD is een camera voor videovergaderen waarbij de headset links voor het geluidsgedeelte zorgt. De pc zelf die in een behuizing onder het bureau staat, bevat de processor, het geheugen en andere inen uitvoerapparaten bijvoorbeeld voor audio. 50 OUN

4 Leereenheid 2 Opbouw van een computer Gegevensverwerkend systeem Randapparaat Hardware Software Gelaagde architectuur dvd: digital video disk Hoewel de figuur een voorbeeld laat zien van slechts één groep computersystemen, is de personal computer of notebook voldoende representatief. De computers uit de andere groepen vertonen weliswaar verschillen met de pc, maar de essentie blijft hetzelfde. Het is met name die essentie van de computer die in deze leereenheid wordt gepresenteerd. Als we de parallel met het systeem auto uit de inleiding even doortrekken, zou de essentie van een auto bijvoorbeeld zijn: een voertuig op wielen, aangedreven door een motor via een transmissie. Door verschillende toepassingen van en eisen aan de auto ontstaat een differentiatie naar personenauto s, vrachtwagens, racewagens, bulldozers, enzovoorts. Precies zo ontstaan bij computers verschillen met betrekking tot soort, snelheid, opslagcapaciteit en beschikbare applicaties. De essentie van een computer, in welke verschijningsvorm dan ook, is als volgt: een apparaat dat via de invoerapparaten gegevens binnenkrijgt, die gegevens verwerkt en de resultaten beschikbaar stelt via de uitvoerapparaten. Elke computer is dus op te vatten als een gegevensverwerkend systeem. Voor de invoer en uitvoer worden zogenaamde randapparaten gebruikt. In figuur 2.1 zijn twee invoerapparaten te onderkennen, het toetsenbord en de muis. Het beeldscherm in de figuur fungeert als uitvoerapparaat. Sommige randapparaten kunnen zowel voor invoer als voor uitvoer gebruikt worden. De dvd-brander die in de notebook is ingebouwd, is bijvoorbeeld een randapparaat waar de computer niet alleen gegevens naartoe kan schrijven, maar ook gegevens van kan lezen. Naast de in de figuur zichtbare invoer- en uitvoerapparaten zijn er nog diverse andere mogelijkheden, waaronder netwerkaansluitingen en de harde ofwel vaste schijf, die in de behuizing van de notebook is ingebouwd. In figuur 2.1 is echter maar een deel zichtbaar van wat er nodig is om een computer als gegevensverwerkend apparaat dienst te laten doen, namelijk alleen de hardware, de tastbare apparatuur. Een computer (uitgezonderd de primitiefste apparaten uit de begintijd) heeft altijd software, ofwel programmatuur, nodig om de hardware aan te sturen. De software is een gestructureerde verzameling instructies die de gebruiker uiteindelijk de gevraagde functionaliteit biedt: het op een voorgeschreven wijze verwerken van de invoer tot uitvoer. De hardware interpreteert de instructies en voert de opdrachten uit. Andersom gebruikt de software de hardware om taken uit te voeren. Daarom zijn hardware en software onafscheidelijk. Software is als product echter niet tastbaar. Dat is alleen het medium waarop de software is opgeslagen. De software zelf is het resultaat van een creatief proces dat een programmeur uitvoert en waarvan het product via een medium beschikbaar wordt gesteld. Het onderscheid tussen alleen hard- en software is echter te eenvoudig om een ingewikkeld apparaat als een computer te beschouwen. Een beproefd middel om de complexiteit van een ontwerp te hanteren, is om een systeem zoals een computer te beschouwen als een hiërarchische stapeling van subsystemen; de lagen of niveaus. We noemen een dergelijke benadering een gelaagde architectuur. Het aantal lagen wordt bepaald door de groepering van technologie, functie en expertise in één laag. Onderscheiden we bijvoorbeeld vijf hoofdfuncties, drie verschillende technologieën en vier expertisegebieden, dan valt het overwegen om het ontwerp in vijf lagen in te delen, zo mogelijk hiërarchisch. OUN 51

5 De werking van computersystemen Interface Bij een hiërarchische structuur vervult elke laag in het systeem bepaalde functies, waarbij een bovenliggende laag gebruikmaakt van de functies die de daaronder liggende laag aanbiedt. Op deze manier wordt de hiërarchie in het systeem bewerkstelligd. De uitwisseling van resultaten tussen de aansluitende lagen gebeurt op een vastgestelde manier. De verzameling van afspraken over deze uitwisseling tussen aangrenzende lagen noemen we de interface. In figuur 2.2 tonen we een computer opgebouwd uit acht lagen, voorgesteld door de horizontale blokken. De lijntjes tussen de lagen stellen de interfaces voor. Niveau 6 Niveau 5 Gebruikersniveau (MS-office, games, multimedia, Google) starten, stoppen, bedienen Toepassingsgerichte talen (C++, Java, enz) Niveau 4 Niveau 3 Assemblertalen Besturingsysteem vertalen (compiler) vertalen (assembler) systeemaanroepen, timesharing Niveau2 Instructiesetarchitectuur (in machinetaal) interpretatie of directe uitvoering Niveau 1 Microarchitectuur, microprogramma logische schakelingen Niveau 0 Niveau -1 Poorten, tellers, (schuif)registers, ALU, enz signalen Transistors, weerstanden, bedrading, enzovoorts FIGUUR 2.2 Computersysteem beschouwd als een gelaagde architectuur We geven daar zo direct voorbeelden van. Om nu de complexiteit te beperken streeft men ernaar om elke laag autonoom te houden. Dat wil zeggen dat de interfaces waarover de lagen met elkaar communiceren om functies aan te roepen bekend zijn, maar dat de manier waarop de functies worden gerealiseerd onzichtbaar zijn voor de degene die deze functies aanroept. Op deze manier kan de complexiteit over de verschillende belanghebbenden worden verdeeld. Gebruikersniveau Op het hoogste niveau treffen we de gebruiker als belanghebbende aan. Deze ziet de computer als gebruiksapparaat voor een bepaalde toepassing (Engels: application). Afhankelijk van het gebruik is de computer een tekstverwerker, een tekenapparaat of een installatie die muziek afspeelt. De vereiste kennis van de gebruiker heeft betrekking op het starten en bedienen van een bepaald programma. Wat zich onder dit niveau afspeelt is niet relevant voor de gebruiker. We zien hier de scheiding tussen de lagen op niveau 6 en 5 zich al aftekenen. 52 OUN

6 Leereenheid 2 Opbouw van een computer Applicatieprogrammeur niveau Compiler Assemblerniveau Besturingssysteem Instructieset Op niveau 5 is de applicatieprogrammeur actief. Met behulp van de kennis (expertise) van een hogere programmeertaal zoals Java of C++ (technologie) worden de tekstverwerkers (bepaalde functies) en andere toepassingprogramma s geschreven. Deze taal wordt niet begrepen door de onderliggende hardware en moet worden vertaald. De gemaakte software in bijvoorbeeld C++ wordt in zijn geheel ontleed en vertaald. We noemen deze vertaling compileren en het programma dat deze vertaling uitvoert de compiler. De vertaling loopt via interactie met niveau 4, assembler (soms) of niveau 3, besturingssysteem (vaak), of rechtstreeks naar niveau 2 (vrijwel nooit). Het ontwerpen en schrijven van een compilerprogramma is een specialisme in de informatica. Op niveau 4 geven we het assemblerniveau aan. Assembler is een programmeertaal die veel dichterbij de machinetaal staat dan een hogere programmeertaal. In het algemeen komt één regel in een assemblertaal overeen met één regel machinecode. Hierdoor zijn de begrippen eenvoudiger bij vertaling vanuit niveau 5 naar niveau 4. Wel kan één begrip uit een hogere programmeertaal leiden tot een reeks van begrippen in de assemblertaal. Ook zien we een vertaalweg via niveau 3, het besturingssysteem. Eén van de taken van het besturingssysteem is het aanleveren van de veelgebruikte routines naar de hardware, zoals het beëindigen van een toepassingsprogramma. Het aanroepen van een dergelijke veelgebruikte routine noemen we een system call en verlost de assemblerprogrammeur (en compiler) van het iedere keer uitprogrammeren van dergelijke veelvoorkomende, routinematige activiteiten. U ziet hier de reductie van complexiteit door deze lagenstructuur in werking! Het besturingsysteem op niveau 3 is enigszins de overgang van software naar hardware. In oorsprong vervangt dit systeem de menselijke operateur van een computer; vandaar de naam van dit systeem. Naast de eerdergenoemde taak van het aanbieden van routines naar de hardware, de hardware drivers, waardoor allerlei eigenaardigheden van deze hardware worden gemaskeerd en per apparaattype één universele interface naar deze apparaten ontstaat. Het besturingsysteem heeft ook tot taak het starten van de computer (Engels: booting), voert het beheer op het geheugen, laadt programmatuur, verzorgt de (grafische) interface naar de gebruiker, zorgt voor beveiliging en de mogelijkheid dat meer gebruikers of programma s onafhankelijk van elkaar de computer kunnen gebruiken. Het in de loop der jaren steeds ingewikkelder geworden besturingsysteem van een moderne computer is het domein van de systeemprogrammeur. Op niveau 2 vinden we de instructiesetarchitectuur. De instructieset is de verzameling instructies die rechtstreeks door de hardware worden begrepen. Doordat de hardware alleen nullen en enen begrijpt, worden deze instructies in binaire vorm aangeboden. De lengte van de instructie in bits karakteriseert de microprocessor. We spreken dan over een reeks mogelijkheden, van een 8 bits machine voor het eenvoudigste apparaat tot een 64 bits machine voor een moderne pc. Bijvoorbeeld, de volgende 32 bits machine-instructie instrueert een bepaalde machine om twee getallen op te tellen en het resultaat op te bergen: OUN 53

7 De werking van computersystemen Computerarchitectuur Microarchitectuur en microcode Poorten, registers, enzovoorts Transistors, weerstanden, bedrading, enzovoorts Deze begrippen worden later uitgelegd Aandachtspunten en dynamisch gedrag Aandachtspunten in de cursus De instructiesetarchitectuur beschrijft de verschillende instructies en hun effect op de verschillende onderdelen van de microprocessor en het geheugen. Een gegeven instructiesetarchitectuur is het vertrekpunt van een softwaretechnoloog die bijvoorbeeld de vertalers (compilers) voor een specifieke machine ontwikkelt en bouwt. De samenstelling van de instructieset zelf (en de bijbehorende hardware) is echter het domein van de computerarchitecuur. De computerarchitect bepaalt op niveau 1 uit welke componenten de (micro)processor gaat bestaan; de microrarchitectuur. Bijvoorbeeld het aantal registers, eventuele cache-geheugens, de aanwezigheid van schakelingen die parallelle verwerking van instructies mogelijk maken en uiteraard de samenstelling van de instructieset. Voor dit laatste kan de wens zijn om een uitgebreide, krachtige instructieset te realiseren waarbij lang niet iedere instructie meteen door de hardware kan worden uitgevoerd. Voor dat doel worden op dit niveau kleine routines ingebouwd: de microcode, die een ingewikkelde instructie interpreteert en in kleine stapjes verdeelt die elk wél door de hardware kunnen worden uitgevoerd. In plaats van een ingewikkelde, moeilijk te begrijpen elektronische schakeling te bouwen die elke instructie uitvoert, maakt deze aanpak het mogelijk om in principe elke instructie door de microcode te laten interpreteren en stapsgewijs te verdelen naar goed gedefinieerde, eenvoudige elektronische schakelingen voor verdere verwerking. Een voorbeeld hiervan is een vermenigvuldiging van twee gehele getallen die meestal niet rechtstreeks door de hardware wordt uitgevoerd. Een mogelijke aanpak is om een dergelijke vermenigvuldiging uit te voeren als een herhaalde optelling en daar zorgt de microcode dan voor. De componenten die een (micro)processor samenstellen, zijn op zichzelf weer opgebouwd uit poorten en daarmee opgebouwde logische schakelingen. Deze schakelingen voeren logische functies uit. Het construeren van componenten op niveau 0 is één van de aandachtsvelden van de digitale elektronica om met elektronische componenten discrete signalen, 0 en 1, te verwerken. Voor de volledigheid hebben we aan figuur 2.2 het niveau -1 toegevoegd om de gewone analoge componenten waaruit de poorten worden opgebouwd een plek te geven. Dit is het gebied van de (micro)elektronica. Doordat deze componenten halfgeleiders zijn en hele schakelingen in één chip worden ondergebracht, raken we hier ook aan de vastestoffysica. Figuur 2.2 geeft de verdeling van, en de interactie tussen de aandachtsgebieden weer maar niet de dynamiek van het dagelijkse gebruik. In de regel wordt het proces om van een hogere programmeertaal machineinstructies te maken eenmalig uitgevoerd. Het resultaat is een zogenaamde executable. Deze vorm van een programma wordt op gebruikersniveau aangeroepen voor een te verrichten taak en (met behulp van het besturingssysteem) meteen verwerkt op niveau 2, de instructiesetarchitectuur. Kortom de software-lagen in figuur 2.2 worden eenmalig ingezet, de hardware-lagen iedere keer dat een toepassing wordt aangeroepen. Een gelaagde structuur is ook een goed middel om onderwerpen in een cursus te ordenen. In de cursus geven we enige aandacht aan transistors en hoe deze als schakelaar worden gebruikt om een logische poort te 54 OUN

8 Leereenheid 2 Opbouw van een computer construeren. Binnen dit niveau geven we ook een voorbeeld van hoe een chip wordt gemaakt. Aan de logische poorten en de daaruit voortvloeiende logische schakelingen besteden we uitgebreid aandacht (niveau 0). Ook besteden we veel aandacht aan de microarchitectuur en enige aandacht aan de microcode (niveau 1). Deze laag bespreken we vooral omdat we dan gespecialiseerde microprocessoren zoals de controllers zinvol kunnen bespreken. Verder komen de bijbehorende instructiesets (niveau 2) aan de orde. Aspecten van het besturingssysteem (niveau 3) laten we buiten beschouwing omdat hieraan een aparte cursus wordt gewijd en we de details niet nodig hebben om een computersysteem te begrijpen. U heeft eerder kennis nodig van een computerarchitectuur om een bijbehorend besturingssysteem te begrijpen! Vanaf het niveau van de instructiesetarchitectuur en hoger wordt alles software en zouden we de cursus tot een bespreking van niveau 2 en de onderliggende niveaus kunnen beperken. Bij een goed begrip van een computersysteem hoort echter ook de kennis over de wijze waarop een computer met software omgaat. Vandaar dat we in deze cursus assembler (niveau 4) stevig aanstippen en de omgang met hogere programmeertalen globaal bespreken. Let op, figuur 2.2 is een decompositie! Eventueel dynamisch gedrag Wellicht ten overvloede merken we op dat figuur 2.2 de decompositie is van een computersysteem en niet een weergave van hoe software wordt uitgevoerd of ontwikkeld. Impliciet zit in figuur 2.2 verschillend gedrag opgesloten. Het ontwerpen en compileren van het toepassingsprogramma gebeurt in principe eenmalig, het uitvoeren van het gecompileerde programma gebeurt bij iedere aanroep van dit programma. Ook blijkt in figuur 2.2 dat ontwerpers van tussenliggende lagen altijd twee kanten in ogenschouw moeten nemen. De ontwerpers van de hardware moeten in de gaten houden welke instructieset door de compilerbouwers op prijs wordt gesteld en wat de hardware tegen redelijke kosten en complexiteit kan realiseren. De compilerbouwers moeten op hun beurt weer rekening houden met de gegeven instructieset, systeemfuncties die door het besturingssysteem worden geleverd en de syntaxis (grammatica) en semantiek (betekenissen) van de hogere programmeertaal. Op deze manier manifesteert zich een ontwerpdynamiek die zich over de lagen uitstrekt en die zich afwisselend concentreert op die onderdelen van de keten waar volgens de dan heersende inzichten de meeste winst (meestal snelheid) is te behalen. Computerorganisatie De getoonde hiërarchie in figuur 2.2 heeft betrekking op de microprocessor en de daarbij behorende software. In de computerbehuizing zelf vinden we nog allerlei onderdelen die via de processor worden bestuurd, zoals harde schijven, controllers voor het toetsenbord en dergelijke. De manier waarop deze onderdelen met elkaar samenwerken wordt wel de computerorganisatie genoemd. In de volgende paragraaf bekijken we enkele aspecten van deze organisatie. OUN 55

9 De werking van computersystemen 1.2 EEN KIJKJE IN DE SYSTEEMKAST, COMPUTERORGANISATIE Figuur 2.1 geeft de vertrouwde buitenkant van een computer of notebook weer. Bij de meeste mensen zal de inhoud van de systeemkast echter minder bekend zijn. Nu we de functionaliteit van de computer als geheel wat beter begrijpen, wordt het tijd om te onderzoeken hoe die functionaliteit gerealiseerd wordt door de diverse onderdelen in een computer. In figuur 2.3 is te zien hoe een systeemkast van een pc er van binnen uit kan zien. FIGUUR 2.3 De inhoud van de systeemkast van een pc Voedingseenheid Geïntegreerde circuits ofwel chips Gedrukte bedrading Insteekkaarten Uitbreidingsbussen IC is een afkorting van de Engelse term integrated circuit. Achteraan is een metalen kast te zien, achter het cd-romstation en de harde schijf. Die metalen kast is de voedingseenheid, de elektrische energievoorziening van de computer. De bodemplaat vol met elektronische componenten onderin de kast is het zogenaamde moederbord. Het is een dunne plaat, waarop grijze of zwarte blokjes te zien zijn, de geïntegreerde circuits (IC s) ofwel chips. Verder zijn op het moederbord (waarvan figuur 2.4 een gedetailleerder beeld toont) nog andere componenten te zien, waaronder weerstanden en condensatoren. Op de plaat is gedrukte bedrading aangebracht: banen van metaal (koper) die de IC s en de overige componenten met elkaar verbinden. De twee platen boven het moederbord, insteekkaarten genaamd, zijn met dit moederbord verbonden via connectoren, de zogenaamde uitbreidingsbussen. Op deze insteekkaarten zijn in dit geval een SCSI-controller (om randapparaten aan te sturen) en de functionaliteit voor de verbinding met het netwerk geïmplementeerd. OPGAVE 2.1 Wat zou bij het systeem auto het equivalent zijn van de voedingseenheid in de pc? En van insteekkaarten? De onderdelen van figuur 2.3 vinden we ook terug wanneer we een notebook openschroeven. Alleen zijn daar de componenten van figuur 2.3 nog kleiner gemaakt. In figuur 2.4 bekijken we het moederbord nader. 56 OUN

10 Leereenheid 2 Opbouw van een computer a b FIGUUR 2.4 Een moederbord van een pc: foto (a) en plattegrond componentenopstelling (b) Slot Uitbreidingskaart Chipset Videokaart Geheugenmodules USB-poort Zie ook leereenheid 14 Zie leereenheid 15. USB: Universal serial bus Op een moederbord vinden alle elektronische componenten een plaats en worden ze met elkaar verbonden, voor zover ze een directe relatie hebben met de processor. Rechts van het midden is het koelblok van de microprocessor te zien, die de geproduceerde warmte van de processor moet afvoeren. Daaronder is de processor zelf gemonteerd. In de linkerbovenhoek van het moederbord zijn drie connectoren of slots te zien, die gevuld kunnen worden met uitbreidingskaarten die haaks op het moederbord staan. Deze uitbreidingskaarten geven meestal uitbreiding op de in- en uitvoermogelijkheden van de computer. Een voorbeeld van een uitbreidingskaart kan een audiokaart zijn voor de reproductie van hoge-kwaliteitsaudio bij bijvoorbeeld spelletjes. Wel worden populaire uitbreidingskaarten, zoals de audiokaart op den duur geïntegreerd in de chipset. Deze chipset bevat nog allerlei andere elektronica die het functioneren van de processor ondersteunen, zoals schakelingen voor het aansturen van geheugen, harde schijf, toetsenbord, muis, enzovoorts. Het type chipset is een kenmerkende eigenschap van een moederbord. Rechts naast de slots voor uitbreiding zien we een slot voor een videokaart. Het moederbord bevat meestal alleen een basale aansturing voor het beeldscherm. Een videokaart breidt deze aansturing uit door een verhoging van de resolutie en snelheid waarmee een beeld wordt opgebouwd. Dit is vooral van belang bij spelletjes en de overdracht van video. In de regel bevat een videokaart een grafische processor. Onder het koelblok zien we vier lange horizontale sleuven. Hierin vinden de geheugenmodules een plaats die het interne geheugen van de computer vormen. Daaronder zien we de aansluitingen voor de voedingsspanningen voor het moederbord en de aansluitingen voor de harde schijven. Net naast het koelblok zien we een aansluitplug voor de voedingsspanning voor de processor. Rechtsboven ten slotte zitten de connectoren, de poorten om de in- en uitvoerapparatuur aan te sluiten. Dat zijn poorten voor toetsenbord, muis en printer. Tegenwoordig zijn er verschillende USB-poorten voor de aansluiting van welk randapparaat dan ook. In de volgende paragrafen zullen we op elk van deze componenten wat dieper ingaan. OUN 57

11 De werking van computersystemen Let op. Merk op dat ook de opbouw van een computer in hardware modulair is! De aansluitingen op het moederbord liggen vast, de opbouw van de (uitbreidings)kaart zelf echter niet. Bijvoorbeeld: een videokaart kan per leverancier een andere opbouw hebben, voorwaarde is echter dat zo n kaart wel voldoet aan de elektrische en mechanische eisen van een slot voor een videokaart. Als zodanig vormen de slots een concrete interface naar het moederbord. 1.3 DE SYSTEEMCOMPONENTEN Systeembus Let op. Bij het inzoomen op de hardware, zoals dat hiervoor is gedaan, worden steeds meer details van een computersysteem zichtbaar. Als dit aan de hand van echte hardware wordt gedaan, ontstaat er al snel een situatie waarbij men door de bomen het bos niet meer kan zien. Het is zaak om de essentie van de details te scheiden. In figuur 2.5 is de essentie van de computerorganisatie van de meeste moderne computersystemen schematisch weergegeven. In de figuur zijn drie componenten zichtbaar, de microprocessor, het geheugen en een input- en outputcontroller (I/O-controller). FIGUUR 2..5 Schematische opbouw van de computer De eerste twee kennen we uit figuur 2.4; de I/O-controllers zijn in de chipset ondergebracht. De drie componenten zijn met elkaar verbonden door de zogenaamde systeembus. De randapparaten, zoals toetsenbord, beeldscherm en muis, maken per definitie geen deel uit van het computersysteem. Zij worden via I/O-controllers aangesloten op de computer: op de poorten en uitbreidingsslots in figuur 2.4 dus. Hoewel een harde schijf een randapparaat is dat via een I/O-controller wordt aangesloten op de systeembus, wordt die meestal wél tot de computer gerekend. Leestekst In de praktijk zit er om de getoonde componenten nog allerlei ondersteunende hardware, zie figuur 2.4, die we hier abstraheren. Ook is de systeembus in de praktijk gesplitst in aparte bussen die elk beter passen bij de eigenschappen van de randapparaten. Zo is er een aparte bus naar het geheugen, een aparte bus naar de grafische controller AGP (videokaart in figuur 2.4) enzovoorts. We komen hier later in de cursus op terug. CVE, CPU Processor en microprocessor De processor wordt ook wel centrale verwerkingseenheid (CVE) of central processing unit (CPU) genoemd. Vroeger was een processor opgebouwd uit allerlei losse onderdelen die op een printkaart met elkaar werden verbonden. Wanneer de processor echter op een chip is ondergebracht spreken we van een microprocessor. In de cursus gebruiken we beide begrippen door elkaar omdat het voor de werking niet zoveel uitmaakt. Moderne computers zijn altijd uitgerust met microprocessoren. 58 OUN

12 Leereenheid 2 Opbouw van een computer De microprocessor kan gegevens verwerken. Daartoe moeten die eerst binnengehaald worden, vervolgens bewerkt en ten slotte weer afgegeven. Om de gegevens te kunnen bewerken bevat de microprocessor schakelingen voor optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, delen, logische bewerkingen en nog enkele andere bewerkingen. Welke bewerking op de gegevens moet worden uitgevoerd, wordt bepaald door de uit te voeren instructie. De microprocessor bewerkt niet alleen de gegevens maar is ook de dirigent van het computersysteem. Hij bepaalt de meeste acties die in het gehele systeem moeten worden uitgevoerd en zorgt ervoor dat alles ordelijk en gecoördineerd verloopt. Geheugen Het geheugen dient als opslagruimte voor zowel de gegevens waarmee de microprocessor moet werken, als de programma-instructies die hij moet uitvoeren. Het geheugen is opgebouwd uit een eindig aantal opslagplaatsen, die elk een eigen adres hebben, de geheugenelementen. De processor kan gegevens lezen uit (respectievelijk schrijven in) zo n geheugenelement. Om een bepaald geheugenelement te benaderen geeft de processor het adres van dat geheugenelement door aan het geheugen, dat daardoor weet welk element bedoeld wordt. OPGAVE 2.2 Is er in het systeem auto geheugen aanwezig? Noem eventueel voorbeelden. Hint: ga na wat het wezen van geheugen is. I/O-controllers De I/O-controllers maken de communicatie met de buitenwereld mogelijk, via de randapparaten, dus bijvoorbeeld beeldscherm, toetsenbord, muis en harde schijf. In figuur 2.5 is slechts één I/O-controller getekend. In een computersysteem zullen echter verschillende controllers voorkomen. Voor elk randapparaat zal vaak een aparte I/O-controller beschikbaar zijn. I/O-controllers zijn meestal zeer complexe onderdelen, omdat ze zelf ook weer microprocessoren bevatten. Daardoor kunnen zij de microprocessor van de computer een aantal taken, bedoeld om een specifiek randapparaat aan te sturen, uit handen nemen. Als er echter gegevens tussen systeemonderdelen moeten worden getransporteerd, neemt de CVE de besturing meestal weer over. 1.4 DE SYSTEEMBUS: DE SNELWEG IN DE COMPUTER De systeembus vormt het transportmedium tussen de componenten. Hij bestaat in feite uit drie onderdelen: de databus de adresbus de controlbus. Het schema in figuur 2.5 wordt nu verfijnd tot dat in figuur 2.6 hieronder. De systeembus is nu opgesplitst in drie deel -bussen. FIGUUR 2.6 Schematische opbouw van de computer in meer detail OUN 59

13 De werking van computersystemen Databus Adresbus Controlbus Lijnen Readlijn Writelijn Busoperaties Denk aan het stored-programconcept uit leereenheid 1. Signalen: zie ook leereenheid 4. De databus dient, zoals de naam al aangeeft, voor het transport van de data zelf. Dit kunnen zowel gegevens zijn waarmee bewerkingen worden uitgevoerd, als programma-instructies. Elke component kan data op deze bus aanbieden, zodat andere componenten deze over kunnen nemen. Dat is in figuur 2.6 aangegeven door pijlen in beide richtingen bij de drie componenten. Zo kunnen gegevens van het geheugen naar de microprocessor worden getransporteerd, die deze gegevens bewerkt. Daarna kan de microprocessor de resultaten via de I/O-controller naar een randapparaat sturen, of via de databus weer naar het geheugen transporteren. De adresbus wordt gebruikt om de geheugenlocatie aan te geven waar de gegevens vandaan dienen te komen, of waar ze naartoe moeten. Bij het ophalen van gegevens zet de microprocessor het adres van de gegevens op de adresbus, zodat het geheugen de juiste gegevens op de databus kan zetten en de microprocessor deze gegevens tot zijn beschikking krijgt. Bij het schrijven in het geheugen wordt de locatie aangegeven waar de gegevens moeten worden geplaatst. Vooralsnog gaan we ervan uit dat alleen de microprocessor iets op de adresbus kan zetten, het geheugen en de I/O-controllers kunnen de adresbus alleen inspecteren (let op de richting van de pijlen in figuur 2.6). De controlbus wordt gebruikt om het transport van de gegevens tussen de componenten ordelijk te laten verlopen. Een voorbeeld is het aangeven van de richting van het transport; moet er uit het geheugen worden gelezen of moet er in dat geheugen worden geschreven? Ook het doel (respectievelijk de bron) van het transport kan met de controlbus worden geregeld; moet er in (uit) het geheugen of naar (uit) een I/Ocontroller worden geschreven (gelezen)? Welke actie er moet worden uitgevoerd, wordt aangegeven door elektrische signalen. Voor het uitwisselen van deze elektrische signalen worden lijnen gebruikt. Lijnen zijn hier afzonderlijke draden, de elementaire bouwstenen van een bus (rechts in figuur 2.6). Via de readlijn kan de microprocessor bijvoorbeeld aangeven dat er een leesactie dient te worden uitgevoerd, en via de writelijn dat er een schrijfactie moet worden uitgevoerd. Zoals we hieronder zullen zien, is de microprocessor niet de enige component die iets op de controlbus kan zetten. (Vandaar de pijlen in beide richtingen in figuur 2.6.) Via de systeembus worden de communicatiehandelingen tussen de systeemcomponenten onderling uitgevoerd. Deze handelingen noemen we busoperaties. De twee meest voorkomende busoperaties zijn: het lezen uit respectievelijk schrijven in het geheugen van gegevens. Hieronder wordt uitgelegd wat er bij deze busoperaties gebeurt. Lezen van gegevens Als de processor gegevens uit het geheugen moet lezen, dan zullen achtereenvolgens de volgende acties plaatsvinden: 1 De processor plaatst het adres van de geheugenlocatie op de adresbus. 2 De processor activeert de readlijn om aan te geven dat er gegevens uit het geheugen moeten worden gelezen. 60 OUN

14 Leereenheid 2 Opbouw van een computer 3 Het geheugen zet de gegevens van de aangegeven geheugenlocatie op de databus. 4 Het geheugen activeert de readylijn (ook een lijn van de controlbus) om aan te geven dat de gegevens op de databus beschikbaar zijn. 5 De processor haalt de gegevens van de databus en verwerkt die. Schrijven van gegevens Als de processor gegevens in het geheugen moet schrijven, vinden achtereenvolgens de volgende acties plaats: 1 De processor plaatst het adres van de geheugenlocatie op de adresbus. 2 De processor plaatst de te schrijven gegevens op de databus. 3 De processor maakt de writelijn actief om aan te geven dat er in het geheugen moet worden geschreven. 4 Het geheugen zet de gegevens van de databus in de door de adresbus aangegeven locatie. OPGAVE 2.3 Kunt u naast de twee genoemde busoperaties nog twee andere noemen? Klok Klokfrequentie Zoals in leereenheid 4 nog in detail wordt uitgelegd, heeft elke digitale schakeling een zekere tijd nodig om zich te stabiliseren. Om ervoor te zorgen dat via de systeembus gegevens alleen in stabiele toestand worden uitgewisseld, beschikt elke computer over een klok. De klok levert met regelmatige tussenpozen een puls, waardoor de handelingen van de diverse systeemonderdelen kunnen worden gesynchroniseerd. Elke klokpuls kan worden opgevat als het sein dat de volgende elementaire actie uitgevoerd mag worden. Het kloksignaal wordt gegenereerd door een klokpulsgenerator. Om een nauwkeurig bepaald tempo van klokpulsen te krijgen wordt gebruikgemaakt van kwartskristallen zoals die ook in uw horloge zitten. De vorm van het kloksignaal kan per computersysteem verschillen. Het tempo waarmee de klokpulsen elkaar opvolgen, bepaalt in belangrijke mate ook de verwerkingssnelheid van de computer. In het algemeen betekent een hogere kloksnelheid dat een computer meer berekeningen per seconde kan uitvoeren. De kloksnelheid (klokfrequentie) wordt uitgedrukt in Hertz (Hz), het aantal pulsen per seconde. Zo betekent een klokfrequentie van 500 MHz dat er pulsen per seconde zijn, dus elke seconde (2 ns) een puls. 2 De microprocessor: het hart van de computer 2.1 INSTRUCTIES: HET DRAAIBOEK VOOR DE MICROPROCESSOR Niveau 2 in figuur 2.2 In het voorgaande is opgemerkt dat de microprocessor de dirigent van de computer is, omdat hij de meeste acties in de computer coördineert. De microprocessor voert daartoe een programma uit dat bestaat uit machine-instructies. Deze instructies zijn de woorden van de taal die de microprocessor begrijpt. Alle mogelijke instructies samen vormen het vocabulaire van de microprocessor. Elke instructie is een elementaire opdracht die de microprocessor moet uitvoeren. Een instructie bestaat uit twee elementen: wat er moet gebeuren met welke gegevens het moet gebeuren. OUN 61

15 De werking van computersystemen Operatie Operanden Alfabet Deze twee elementen noemen we de operatie (wat er moet gebeuren) en de operanden (de gegevens waarmee het moet gebeuren). Voor de processor is van belang wat er moet gebeuren, waar de operanden te vinden zijn en waar het resultaat naartoe moet. Zoals elke geschreven taal heeft ook de taal van de computer een alfabet. Dit alfabet bestaat uit slechts twee symbolen, meestal aangeduid met de cijfers 0 en 1. Met uitsluitend deze symbolen kunnen alle woorden, dus de instructies van de computer, weergegeven worden. In de computer worden de symbolen 0 en 1 gerepresenteerd door een hoge of lage waarde van een elektrisch signaal (stroom, spanning of lading), of het open of gesloten zijn van een (elektronische) schakelaar. Een mogelijke instructie voor de processor, met een lengte van 16 symbolen, zou nu bijvoorbeeld kunnen zijn: Bij eerste computers zou bovenstaande regel in een paneel met rijen van 16 schakelaars worden geprogrammeerd. Elke rij is dan een machineinstructie. Afhankelijk van de waarde van een bit in de instructie, werd een schakelaar in dezelfde positie in de rij naar boven (1) of naar onderen gezet (0). Op iedere klokslag werd dan een regel van het paneel gelezen en uitgevoerd. Later werden deze patronen in ponskaarten gedrukt, zodat ze als gewone invoer konden worden gelezen en in het geheugen worden gezet. Nu komen deze instructies uit het geheugen van de computer, maar daarover later meer. OPGAVE 2.4 Stelt u zich voor dat u een programma moet schrijven dat uit honderd van dergelijke instructies bestaat. Zou u in staat zijn om dit foutloos in een computer in te voeren? Waarom (niet)? Het aangeven van instructies met tekstuele symbolen leidt ertoe dat er minder snel fouten worden gemaakt. Het programma wordt voor de mens beter leesbaar. Een voorbeeld van een symbolische notatie voor de instructie hierboven is: add R3 R2 R1 Deze instructie zou bijvoorbeeld kunnen betekenen: tel de waarden uit de geheugenelementen R1 en R2 op en plaats het resultaat in R3. Assembler Assembleertaal Assemblers worden in de volgende leereenheid kort en in deel 4 uitvoerig behandeld. Door voor de omzetting van de symbolische notatie in de juiste rijtjes nullen en enen een speciaal computerprogramma, een assembler (zie figuur 2.2) te gebruiken, wordt het programmeren een stuk eenvoudiger. Het assemblerprogramma (dus het programma waarmee assemblercode wordt omgezet naar machine-instructies) hoeft maar één keer geschreven te worden, en kan dan telkens opnieuw bij de omzetting van andere programma s gebruikt worden. De computer zelf wordt zo gebruikt om de computer te programmeren. De symbolische notatie wordt assembleertaal genoemd. 62 OUN

16 Leereenheid 2 Opbouw van een computer 2.2 DE OPBOUW VAN DE MICROPROCESSOR Nu we de functie van de microprocessor kennen, zijn we zover dat we nog verder in kunnen zoomen om te kijken naar de opbouw van de microprocessor. In figuur 2.7 zien we de buitenkant van een microprocessor zoals die in een personal computer kan zijn gebruikt met een bijbehorend koelblok. Dit koelblok moet de warmte die een processor opwekt, nu zo n 95W, voldoende snel afvoeren om oververhitting van de processor te vermijden. a b FIGUUR 2.7 De Intel Pentium Dual Core microprocessor (a) en het bijbehorende koelblok (b). De microprocessor is hier in verhouding groter afgebeeld dan het koelblok. Datapad Control unit Als we verder inzoomen op de microprocessor die de kern vormt van de pc, zien we dat deze uit twee delen bestaat: het datapad en de besturing (zie figuur 2.8). De besturing wordt ook wel de control unit, besturingseenheid of controle-eenheid genoemd. Het datapad bevat de elektronische schakelingen voor het daadwerkelijk uitvoeren van berekeningen. FIGUUR 2.8 De microprocessor: control unit en datapad Controlelijnen Datacondities De control unit bestuurt het datapad, het geheugen en de I/O-controllers conform de opdrachten die in het programma zijn opgenomen. De besturing van het geheugen en de I/O-controllers geschiedt via de controlbus van het computersysteem. Om het datapad te besturen worden er vanuit de control unit een aantal controlelijnen aangestuurd, OUN 63

17 De werking van computersystemen waardoor in het datapad specifieke functies worden uitgevoerd (interne besturing). De control unit moet echter ook kunnen reageren op situaties in het datapad en in de overige systeemonderdelen. Daarvoor is er ook een aantal lijnen voor signalen vanaf het datapad naar de control unit. Deze signalen worden datacondities genoemd: ze geven de toestand van het datapad door aan de control unit. Ook vanaf de overige systeemonderdelen, zoals het geheugen, zijn er lijnen in de controlbus aanwezig voor externe besturing en lijnen waardoor de control unit op de hoogte kan blijven van de toestand waarin deze systeemonderdelen zich bevinden (externe condities). In figuur 2.8 zijn de diverse verbindingen met de richting van de data aangegeven en benoemd. Van links naar rechts zien we een steeds verder gaande verfijning van de systeembus. Een verdere verfijning in lijnen is vanwege de overzichtelijkheid achterwege gelaten. OPGAVE 2.5 Noem een voorbeeld van een externe conditie die het geheugen kan doorgeven aan de control unit van de processor. Registers Datapad ALU Algemene registers Registers komen uitvoerig aan de orde in leereenheid 12. Om de instructies die de microprocessor uit moet voeren tot een goed einde te brengen, zal de control unit voor elke instructie het volgende coördineren: het ophalen van de instructie het decoderen van de instructie (bepalen wat de bedoeling van de instructie is) het ophalen van de operanden (de gegevens waarmee die instructie moet werken) het uitvoeren van de instructie en het wegschrijven van de resultaten. De instructies worden via de databus uit het geheugen opgehaald. De operanden kunnen eveneens uit het geheugen worden opgehaald, of ze zijn reeds aanwezig in tijdelijke opslagplaatsen van de processor. Dit laatste hangt af van de computerarchitectuur. Het resultaat kan in het geheugen worden geschreven of in zo n tijdelijke opslagplaats in de microprocessor. De tijdelijke opslagplaatsen voor gegevens, adressen en programma-instructies in de microprocessor zelf worden registers genoemd. Het datapad voert de daadwerkelijke berekeningen uit en bestaat weer uit een aantal onderdelen: de rekenkundige en logische eenheid (ALU: Arithmetic and Logic Unit). de algemene registers en de speciale registers. De onderdelen van het datapad zijn onderling verbonden door de interne bussen van de microprocessor. Hoe een datapad van een microprocessor eruitziet, wordt volledig bepaald door de computerorganisatie. De algemene registers in de processor worden gebruikt om de gegevens waarmee moet worden gerekend, tijdelijk op te slaan (registers R1, R2, R3 en R4 in figuur 2.9). Als deze gegevens in de algemene registers van de processor worden geplaatst, hoeft niet steeds de lange en tragere weg naar het geheugen te worden gebruikt, maar zijn de gegevens veel 64 OUN

18 Leereenheid 2 Opbouw van een computer sneller beschikbaar voor berekeningen. Registers hebben namelijk een kortere verbindingsweg met de ALU, de communicatie met registers is eenvoudiger (geen read-, write- en readysignalen) en door de toepassing van een speciale technologie zijn ze sneller toegankelijk. Deze technologie is duurder dan de gebruikelijke technologie voor geheugens, hetgeen een reden is om niet het hele geheugen op een dergelijke manier uit te voeren. FIGUUR 2.9 Het datapad met ALU, operandregisters A en B en algemene registers R1 t/m R4 In blok 2 gaan we verder in op de bewerkingen van de ALU. Met de gegevens in de algemene registers voert de ALU (het V-vormige blokje in figuur 2.9) de berekeningen uit die door de control unit worden opgedragen. De bewerkingen die de ALU uitvoert zijn: rekenkundige bewerkingen, zoals optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen van twee getallen logische bewerkingen (bijvoorbeeld het vergelijken van waarden) en schuif- en rotatiebewerkingen. De gegevens voor bewerkingen van de ALU zijn de reeds genoemde operanden in de instructies. Operandregisters Speciale registers Als een bewerking van de ALU gewenst is, dan moet de ALU meestal met twee waarden worden gevoed, bijvoorbeeld twee getallen die opgeteld moeten worden. Hiervoor worden via de interne processorbus de twee waarden doorgegeven vanaf de algemene registers aan registers die aan de ingang van de ALU zijn geplaatst, de zogenaamde operandregisters (registers A en B in figuur 2.9). De ALU voert de bewerking uit en plaatst het resultaat in het algemene register waar het resultaat moet komen. Naast de genoemde zaken is in een microprocessor nog een aantal registers te vinden met een speciale betekenis, de speciale registers. De volgende registers zijn in het algemeen aanwezig (figuur 2.10): het instructieregister (IR) de program counter (PC) het operandadresregister (OAR) een stack pointer (SP) de databusbuffer en de adresbusbuffer. OUN 65

19 De werking van computersystemen Instructieregister Program counter Operandadresregister Het instructieregister bevat de instructie die op dat moment in de processor wordt uitgevoerd. Via een busoperatie wordt een instructie uit het geheugen opgehaald. De processor zal op het aangeven van het readysignaal door het geheugen de instructie van de databus overnemen en in het instructieregister zetten. Als deze instructie daar beschikbaar is, kan de control unit deze decoderen (interpreteren) en de juiste acties in het datapad opstarten. De program counter bevat het adres van de eerstvolgende instructie die moet worden opgehaald. Als een instructie is afgerond, zal de control unit het ophalen van de volgende instructie beginnen door een busoperatie op te starten. Op de adresbus wordt hierbij de waarde van de program counter gezet, zodat het geheugen de juiste locatie van deze instructie weet. Als de instructie in het instructieregister is gezet, zal de control unit de program counter zó wijzigen dat deze naar de volgende instructie wijst. De gegevens waarmee de processor moet werken, zijn opgeslagen in het geheugen. Om deze gegevens in de processor beschikbaar te krijgen moeten deze via een busoperatie in registers van de processor worden geladen, hetzij via de algemene registers, hetzij direct naar de speciale registers A en B van de ALU. De processor zal hiervoor het adres van deze operanden op de adresbus beschikbaar stellen via het operandadresregister. Overigens wordt vaak ook het gewenste adres van de operanden berekend door de ALU, met behulp van aanwijzingen en waarden in de onderhavige instructie. OPGAVE 2.6 Waarom is er maar één operandadresregister, terwijl er bij de meeste bewerkingen twee operanden zijn? Stack pointer Databusbuffer Bidirectionele buffer De stack wordt in leereenheid 18 behandeld. Het woord buffer wordt vaak gebruikt in de betekenis van tijdelijke opslagplaats. Een ander speciaal register, ook gebruikt voor adressen, is de stack pointer. De stack pointer is een adresregister dat het adres bevat van de direct toegankelijke geheugenlocatie op de stack. De stack is een blok in het geheugen waar gegevens op een heel directe manier uit gelezen en in geschreven kunnen worden. De gegevens die de processor op de databus zet, moeten altijd gedurende een bepaalde tijd blijven staan, om zo het geheugen of een I/O-controller de gelegenheid te geven deze over te nemen. Omdat er in de processor vaak vele andere acties plaatsvinden, moeten deze gegevens tijdelijk worden bewaard in een register dat ook zichtbaar is voor de databus. Dit gebeurt in de databusbuffer (zie figuur 2.10). Omgekeerd moeten de gegevens vanaf de databus een bepaalde tijd beschikbaar zijn om de interne registers van de processor de gelegenheid te geven deze over te nemen. Ook hiervoor wordt de databusbuffer gebruikt. Omdat de databusbuffer het transport van gegevens in twee richtingen moet ondersteunen, is het een bidirectionele buffer. 66 OUN

20 Leereenheid 2 Opbouw van een computer Adresbusbuffer Unidirectionele buffer Ook voor de adresbus moet er een mogelijkheid zijn om de gegevens vast te houden terwijl de processor met andere zaken bezig is. Hiervoor wordt de adresbusbuffer gebruikt. De adresbusbuffer is in tegenstelling tot de databusbuffer een unidirectionele buffer. Vanuit de processor kunnen er alleen adressen naar de adresbus worden geschreven. De processor zal nooit een adres van de adresbus overnemen. FIGUUR 2.10 Schematische weergave van het datapad met de belangrijkste (speciale) registers Intern geheugen, werkgeheugen of voorgrondgeheugen Zie leereenheid 1. In figuur 2.10 ziet u de opbouw van het datapad zoals dat tot nu toe is behandeld. U ziet hier dat de speciale registers zijn toegevoegd aan figuur 2.9. Merk op dat de registers PC, OAR en SP adressen bevatten die op de adresbus geplaatst moeten kunnen worden. Deze adressen kunnen afkomstig zijn van een ALU-berekening of uit het geheugen, via de databus. Het instructieregister IR bevat geen adres maar een instructiecode. Dit register is daarom niet verbonden met de adresbus (in feite is het verbonden met de control unit van de processor). 3 Het geheugen In deze paragraaf gaan we in op de tweede hoofdcomponent van de computer in het schema van figuur 2.5: het geheugen. We doelen hier in eerste instantie op het direct toegankelijke, zogenaamde interne geheugen, ook wel aangeduid met werkgeheugen of voorgrondgeheugen. In paragraaf 3.3 en 3.4 komen ook andere typen geheugens aan bod. In moderne computers is het werkgeheugen gerealiseerd door middel van elektronische schakelingen op chips (zie figuur 2.11), maar het gebruikte medium is in feite niet relevant en kan per computergeneratie verschillen. FIGUUR 2.11 Een geheugenmodule (256 MB) met daarop de geheugenchips OUN 67

De computer als processor

De computer als processor De computer als processor DE FYSIEKE COMPUTER Componenten van de computerconfiguratie Toetsenbord Muis Scanner Microfoon (Extern geheugen) Invoerapparaten Uitvoerapparaten Monitor Printer Plotter Luidspreker

Nadere informatie

Verslag: Computer. Naam: Tyrone Ste Luce. Klas: M4B

Verslag: Computer. Naam: Tyrone Ste Luce. Klas: M4B Verslag: Computer Naam: Tyrone Ste Luce Klas: M4B Inhoud 1. Inleiding 2. Binaire taal 3. Besturingssysteem 4. Hardware 5. Cmos en Bios 6. De processor 7. Internet 1. Inleiding Wanneer is de computer uitgevonden?

Nadere informatie

Naam: Oumaima Bekour Klas: M4b ICT De Lange. Hardware

Naam: Oumaima Bekour Klas: M4b ICT De Lange. Hardware Naam: Oumaima Bekour Klas: M4b ICT De Lange Hardware Inleiding 1. Geschiedenis van de computer 2. Hardware 3. Interne componenten en Randapparatuur Geschiedenis De computer is uitgevonden door het rekenen.

Nadere informatie

Klas : 5 Industriële ICT Herhalingsvragen reeks 1 PC-techniek

Klas : 5 Industriële ICT Herhalingsvragen reeks 1 PC-techniek Klas : 5 Industriële ICT Herhalingsvragen reeks 1 PC-techniek VTI St.- Laurentius Neem eerst de tekst in het boek door, doe dit enkele keren en probeer uiteraard te onthouden wat je leest. Los nadien de

Nadere informatie

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (2)

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (2) De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (2) E. Gernaat (ISBN 978-90-79302-11-6) 1 Procescomputer 1.1 Microprocessoren algemeen De informatie-verwerking zoals is behandeld, is vrijwel geheel

Nadere informatie

7,3. Samenvatting door een scholier 1961 woorden 16 januari keer beoordeeld. Informatica Informatica actief

7,3. Samenvatting door een scholier 1961 woorden 16 januari keer beoordeeld. Informatica Informatica actief Samenvatting door een scholier 1961 woorden 16 januari 2009 7,3 126 keer beoordeeld Vak Methode Informatica Informatica actief Hoofdstuk 3 Gespecialiseerde computers: kun je alleen voor een bepaalde functie

Nadere informatie

2 Algemene opbouw van een computersysteem

2 Algemene opbouw van een computersysteem Procescomputer E. Gernaat 1 Microprocessoren algemeen Informatie-verwerking zoals behandeld is momenteel vrijwel geheel overgenomen door microprocessoren. Wanneer we voortborduren op het idee van combinatorische

Nadere informatie

Een desktopcomputer kan uit de volgende onderdelen zijn opgebouwd:

Een desktopcomputer kan uit de volgende onderdelen zijn opgebouwd: SAMENVATTING HOOFDSTUK 1 Een computersysteem De twee meest gebruikte modellen computers zijn: * Desktop * Laptop Een desktopcomputer kan uit de volgende onderdelen zijn opgebouwd: Systeemkast Beeldscherm

Nadere informatie

De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (2)

De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (2) De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (2) Timloto o.s. / E. Gernaat / ISBN 978-90-79302-06-2 Op dit werk is de Creative Commens Licentie van toepassing. Uitgave: september 2012

Nadere informatie

Jen Kegels, Eveline De Wilde, Inge Platteaux, Tamara Van Marcke. Hardware. De computer in een oogopslag. 1 / 11 Cursusontwikkeling

Jen Kegels, Eveline De Wilde, Inge Platteaux, Tamara Van Marcke. Hardware. De computer in een oogopslag. 1 / 11 Cursusontwikkeling Hardware De computer in een oogopslag 1 / 11 Cursusontwikkeling Opslag Er worden verschillende apparaten gebruikt om gegevens op te slaan. Dit zijn de meest voorkomende apparaten. Harde schijf; CD / DVD;

Nadere informatie

Digitale en analoge technieken

Digitale en analoge technieken Digitale en analoge technieken Peter Slaets February 14, 2006 Peter Slaets () Digitale en analoge technieken February 14, 2006 1 / 33 Computerarchitectuur 1 Processors 2 Primair geheugen 3 Secundair geheugen

Nadere informatie

Windows 10. 2015 Training voor 50-plussers. PC50plus trainingen Eikbosserweg 52 1214AK Hilversum tel: 035 6213701 info@pc50plus.nl www.pc50plus.

Windows 10. 2015 Training voor 50-plussers. PC50plus trainingen Eikbosserweg 52 1214AK Hilversum tel: 035 6213701 info@pc50plus.nl www.pc50plus. 2015 Training voor 50-plussers PC50plus trainingen Eikbosserweg 52 1214AK Hilversum tel: 035 6213701 info@pc50plus.nl www.pc50plus.nl Windows 10 TRAINING VOOR 50- PLUSSERS Inhoud opgave. Pagina 01-0 7

Nadere informatie

Het lijkt zo simpel: je voert een adres in, je browser toont een webpagina, je bladert er doorheen... Hoe kan dit allemaal? INVOER VERWERKING UITVOER

Het lijkt zo simpel: je voert een adres in, je browser toont een webpagina, je bladert er doorheen... Hoe kan dit allemaal? INVOER VERWERKING UITVOER 8 - Hoe je pc werkt Het lijkt zo simpel: je voert een adres in, je browser toont een webpagina, je bladert er doorheen... Hoe kan dit allemaal? Als je een webpagina wilt bekijken, schiet je pc in actie.

Nadere informatie

informatica. hardware. overzicht. moederbord CPU RAM GPU architectuur (vwo)

informatica. hardware. overzicht. moederbord CPU RAM GPU architectuur (vwo) informatica hardware overzicht moederbord CPU RAM GPU architectuur (vwo) 1 moederbord basis van de computer componenten & aansluitingen chipset Northbridge (snel) Southbridge ("traag") bussen FSB/HTB moederbord

Nadere informatie

Inhoudsopgave. Aradhana Gangadien

Inhoudsopgave. Aradhana Gangadien Inhoudsopgave Inleiding... Fout! Bladwijzer niet gedefinieerd. wat is hardware?... 2 Netvoeding:... 2 Moederbord (printplaat):... 3 Processor:... 3 Harde schijf:... 3 Intern geheugen:... 4 SSD:... 4 De

Nadere informatie

Een desktopcomputer kan uit de volgende onderdelen zijn opgebouwd:

Een desktopcomputer kan uit de volgende onderdelen zijn opgebouwd: Soorten Personal Computers De drie meest voorkomende computers zijn: * Desktop * Laptop * Tablet Een desktopcomputer kan uit de volgende onderdelen zijn opgebouwd: Systeemkast Beeldscherm Toetsenbord Printer

Nadere informatie

-Een stukje geschiedenis van de PC (personal computer)

-Een stukje geschiedenis van de PC (personal computer) -Een stukje geschiedenis van de PC (personal computer) De pc is bedacht in 1833 Door gebrek aan onderdelen kwam de eerst werkende PC 100 jaar later Gewicht: 35 ton (35.000 kilo!) en kamervullend. Zie de

Nadere informatie

Windows Basis - Herman Van den Borre 1

Windows Basis - Herman Van den Borre 1 Windows Vista Basis Herman Van den Borre Praktische zaken Lessen Vrijdagmorgen 9u00 11u45 Pauze 10u15-10u30 Handboek Windows Vista Basis Roger Frans Uitgeverij Campinia Media ISBN: 978.90.356.1212.9 Prijs:

Nadere informatie

Vakinhoudelijke uitwerking Keuzevak Applicatieontwikkeling van het profiel MVI vmbo beroepsgericht

Vakinhoudelijke uitwerking Keuzevak Applicatieontwikkeling van het profiel MVI vmbo beroepsgericht Vakinhoudelijke uitwerking Keuzevak Applicatieontwikkeling van het profiel MVI vmbo beroepsgericht Deze vakinhoudelijke uitwerking is ontwikkeld door het Redactieteam van de Schooleamenbank vmbo voor dit

Nadere informatie

Hoofdstuk 6: Digitale signalen

Hoofdstuk 6: Digitale signalen Hoofdstuk 6: Digitale signalen 6. Algemeenheden Het decimale talstelsel is het meest gebruikte talstelsel om getallen voor te stellen. Hierin worden symbolen gebruikt ( t.e.m. 9 ) die ondubbelzinning de

Nadere informatie

Wat zien we in deze cursus

Wat zien we in deze cursus Algemeen patrick.dujardin@hetcvo.be Educatief verlof Opleidingscheques Pauze tussen 19h45 en 20h15 Elke week van 18h tot 21h20 (uitgezonderd schoolvakanties) op dinsdagavond 4 tussen evaluaties en 1 eindevaluatie

Nadere informatie

Mediawijsheid wat zit er in mijn computer?

Mediawijsheid wat zit er in mijn computer? Mediawijsheid wat zit er in mijn computer? blz 1 Harde schijf HD CD/DVD/blueray lezer/schrijver Floppy disk FD Bus CPU Invoer en uitvoer apparaten Vast geheugen ROM Werkgeheugen RAM In de PC zitten de

Nadere informatie

WINDOWS 8. Windows 8. 2012 Training voor 50-plussers

WINDOWS 8. Windows 8. 2012 Training voor 50-plussers WINDOWS 8 2012 Training voor 50-plussers PC50plus trainingen Eikbosserweg 52 1214AK Hilversum tel: 035 6213701 info@pc50plus.nl www.pc50plus.nl Windows 8 T R A I N I N G V O O R 5 0 - P L U S S E R S A

Nadere informatie

2 Elementaire bewerkingen

2 Elementaire bewerkingen Hoofdstuk 2 Elementaire bewerkingen 19 2 Elementaire bewerkingen 1 BINAIRE GETALLEN In het vorige hoofdstuk heb je gezien dat rijen bits worden gebruikt om lettertekens, getallen, kleuren, geluid en video

Nadere informatie

computerarchitectuur antwoorden

computerarchitectuur antwoorden 2017 computerarchitectuur antwoorden F. Vonk versie 1 2-8-2017 inhoudsopgave hardware... - 3 - CPU... - 3 - bussen... - 4 - bridges... - 4 - RAM... - 4 - hardware architectuur... - 5 - Dit werk is gelicenseerd

Nadere informatie

De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (4)

De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (4) De AT90CAN microprocessor van ATMEL in de motorvoertuigentechniek (4) Timloto o.s. / E. Gernaat / ISBN 978-90-79302-06-2 Op dit werk is de Creative Commens Licentie van toepassing. Uitgave: september 2012

Nadere informatie

Les A-03 Binaire en hexadecimale getallen

Les A-03 Binaire en hexadecimale getallen Les A-03 Binaire en hexadecimale getallen In deze les wordt behandeld hoe getallen kunnen worden voorgesteld door informatie die bestaat uit reeksen 0-en en 1-en. We noemen deze informatie digitale informatie.

Nadere informatie

Hardware. Robert Groen. Jim van Dijk. 13 september 2013 M44 ITTL

Hardware. Robert Groen. Jim van Dijk. 13 september 2013 M44 ITTL Hardware Robert Groen Jim van Dijk 13 september 2013 M44 ITTL 1 Inhoud Inleiding... 3 Geschiedenis van de pc... 4 Inhoud computer... 5 Software computer... 6 Onderdelen Hardware... 9 Functies Onderdelen

Nadere informatie

Introductie tot de cursus

Introductie tot de cursus Inhoud introductietalen en ontleders Introductie tot de cursus 1 Plaats en functie van de cursus 7 2 Inhoud van de cursus 7 2.1 Voorkennis 7 2.2 Leerdoelen 8 2.3 Opbouw van de cursus 8 3 Leermiddelen en

Nadere informatie

Alles op de kop. Dobbelsteen D02i werkt precies andersom! Johan Smilde

Alles op de kop. Dobbelsteen D02i werkt precies andersom! Johan Smilde Alles op de kop Johan Smilde Dobbelsteen D02i werkt precies andersom! Deze dobbelsteen heeft omgekeerde uitgangen ten opzichte van de vorige. Dat wil zeggen dat de uitgangen hier niet actief hoog zijn

Nadere informatie

VRIJ TECHNISCH INSTITUUT Burg.Geyskensstraat 11 3580 BERINGEN. De PLC geïntegreerd in de PC. Vak: Toegepaste informatica Auteur: Ludwig Theunis

VRIJ TECHNISCH INSTITUUT Burg.Geyskensstraat 11 3580 BERINGEN. De PLC geïntegreerd in de PC. Vak: Toegepaste informatica Auteur: Ludwig Theunis Burg.Geyskensstraat 11 3580 BERINGEN De PLC geïntegreerd in de PC. Vak: Toegepaste informatica Auteur: Ludwig Theunis Versie: vrijdag 2 november 2007 2 Toegepaste informatica 1 De Microprocessor Zowel

Nadere informatie

Slimme schakelingen (2)

Slimme schakelingen (2) Slimme schakelingen (2) Technische informatica in de zorg Thijs Harleman Modulecode: TMGZ-AMAL23 23 februari 2015 1 Overzicht college Doel van dit college: Verdiepen van kennis en inzicht van het ontwerpen

Nadere informatie

Naam: Mohamed Markouch Naam: Faizal Lartey Naam: Zumer Cankaya Klas: M44 ITTL. Docent: Meneer De Lange.

Naam: Mohamed Markouch Naam: Faizal Lartey Naam: Zumer Cankaya Klas: M44 ITTL. Docent: Meneer De Lange. Naam: Mohamed Markouch Naam: Faizal Lartey Naam: Zumer Cankaya Klas: M44 ITTL. Docent: Meneer De Lange. - inleiding -wanneer is de pc uitgevonden? - Wat hadden, of hebben, de volgende bedrijven met pc

Nadere informatie

MODULE I. Informatica. Inhoudsopgave. Inhoudsopgave. Hoofdstuk 3 De andere kant van ICT 50. Hoofdstuk 1 Het belang van informatie 18

MODULE I. Informatica. Inhoudsopgave. Inhoudsopgave. Hoofdstuk 3 De andere kant van ICT 50. Hoofdstuk 1 Het belang van informatie 18 6 MODULE I Informatica Inleiding 17 Hoofdstuk 1 Het belang van informatie 18 1.1 Inleiding 18 1.2 Aanwijzingen voor de leerling 18 1.3 Het verschil tussen gegevens en informatie 18 1.4 Bedrijfsactiviteiten

Nadere informatie

Praktisch bestaan er enkele eenvoudige methoden om een decimaal getal om te zetten naar een binair getal. We bespreken hier de twee technieken.

Praktisch bestaan er enkele eenvoudige methoden om een decimaal getal om te zetten naar een binair getal. We bespreken hier de twee technieken. Talstelsels 1 Algemeenheden Digitale systemen werken met nullen en enen omdat dit elektronisch gemakkelijke te verwezenlijken is. De transistor kent enkel twee toestanden (geleiden of sperren) Hierdoor

Nadere informatie

von-neumann-architectuur Opbouw van een CPU Processoren 1 december 2014

von-neumann-architectuur Opbouw van een CPU Processoren 1 december 2014 von-neumann-architectuur Opbouw van een CPU Processoren 1 december 2014 Herhaling: Booleaanse algebra (B = {0,1},., +, ) Elke Booleaanse functie f: B n B m kan met., +, geschreven worden Met Gates (electronische

Nadere informatie

Les B-03 Technologie: de werking van de processor

Les B-03 Technologie: de werking van de processor Les B-03 Technologie: de werking van de processor 2008, David Lans 3.0. Doel De gebruiker van een computer voert begrijpelijke informatie in (opdrachten, procedures, programma s, gegevens, bestanden) en

Nadere informatie

Microcontrollers Week 1 Introductie microcontroller Jesse op den Brouw INLMIC/2014-2015

Microcontrollers Week 1 Introductie microcontroller Jesse op den Brouw INLMIC/2014-2015 Microcontrollers Week 1 Introductie microcontroller Jesse op den Brouw INLMIC/2014-2015 Computersysteem Een systeem dat rekenkundige operaties, data manipulaties en beslissingen kan uitvoeren, aan de hand

Nadere informatie

Hoe werkt een rekenmachine?

Hoe werkt een rekenmachine? Hoe werkt een rekenmachine? Uit welke hardware-componenten bestaat een rekenmachine? Welke instructies kan de machine uitvoeren? Practicum met de rekenmachine I Constante getallen Instructies van het type

Nadere informatie

HET BESTURINGSSYSTEEM

HET BESTURINGSSYSTEEM HET BESTURINGSSYSTEEM Een besturingssysteem (ook wel: bedrijfssysteem, in het Engels operating system of afgekort OS) is een programma (meestal een geheel van samenwerkende programma's) dat na het opstarten

Nadere informatie

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (4)

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (4) De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek () E. Gernaat (ISBN 978-90-7930--6) De Atmel ATmega38/P microcontroller. Uitvoering De ATmega38 is een microprocessor van de Amerikaanse firma ATMEL

Nadere informatie

De samenvatting van hoofdstuk 3 van enigma

De samenvatting van hoofdstuk 3 van enigma De samenvatting van hoofdstuk 3 van enigma Verloop van communicatie -letterteken printer (schrijftransactie). -ieder apparaat heeft een unieke code. -CPU zet adres en code op de bus. -printer herkent adres

Nadere informatie

Inhoud. Introductie tot de cursus

Inhoud. Introductie tot de cursus Inhoud Introductie tot de cursus 1 Inleiding 7 2 Voorkennis 7 3 Het cursusmateriaal 7 4 Structuur, symbolen en taalgebruik 8 5 De cursus bestuderen 9 6 Studiebegeleiding 10 7 Huiswerkopgaven 10 8 Het tentamen

Nadere informatie

Wat is een computer? Wanneer is de pc uitgevonden? Wat hebben de volgende bedrijven met elkaar te maken IBM, Microsoft, Adobe, Apple, Intel, AMD?

Wat is een computer? Wanneer is de pc uitgevonden? Wat hebben de volgende bedrijven met elkaar te maken IBM, Microsoft, Adobe, Apple, Intel, AMD? De Computer 1 Inhoudsopgave Wat is een computer?... 3 Wanneer is de pc uitgevonden?... 3 Wat hebben de volgende bedrijven met elkaar te maken IBM, Microsoft, Adobe, Apple, Intel, AMD? 3 De transistor....

Nadere informatie

Inleiding elektronica Presentatie 1

Inleiding elektronica Presentatie 1 Inleiding elektronica Presentatie 1 2 Versie: 18 augustus 2014 Inleiding Elektronica Presentatie 1 16-9-2013 Praktische Elektronica, talk of the day! 2 1 Doel van deze module Herkennen van de algemene

Nadere informatie

Les 11: systeemarchitectuur virtuele machines

Les 11: systeemarchitectuur virtuele machines Les 11: systeemarchitectuur virtuele machines Geavanceerde computerarchitectuur Lieven Eeckhout Academiejaar 2008-2009 Universiteit Gent Virtuele machines Motivatie Interfaces Virtualisatie: inleiding

Nadere informatie

computerarchitectuur F. Vonk versie

computerarchitectuur F. Vonk versie 2017 computerarchitectuur F. Vonk versie 1 2-8-2017 inhoudsopgave 1. inleiding... - 3-2. hardware... - 4-3. moederbord... - 5-4. CPU... - 7-5. bussen... - 12-6. bridges... - 15-7. RAM... - 16-8. hardware

Nadere informatie

Flex_Rooster WERKBOEK. INTRODUCTIE iseries. Dit werkboek is eigendom van ICS opleidingen en mag niet worden meegenomen.

Flex_Rooster WERKBOEK. INTRODUCTIE iseries. Dit werkboek is eigendom van ICS opleidingen en mag niet worden meegenomen. Flex_Rooster WERKBOEK INTRODUCTIE iseries Dit werkboek is eigendom van ICS opleidingen en mag niet worden meegenomen. ICS Opleidingen Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt

Nadere informatie

Toestellen waar gegevens worden opgeslagen (opslagmedia) horen niet echt in dit lijstje thuis.

Toestellen waar gegevens worden opgeslagen (opslagmedia) horen niet echt in dit lijstje thuis. Randapparatuur Om de computer effectief te kunnen gebruiken, hebben we aan aantal randapparaten nodig. Deze worden voornamelijk ingedeeld in in- en uitvoer en een aantal die beide kunnen, invoerapparaten

Nadere informatie

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (6)

De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (6) De Arduino-microcontroller in de motorvoertuigentechniek (6) E. Gernaat (ISBN 978-90-79302-11-6) 1 De Arduino Programmeeromgeving (IDE) 1.1 Inleiding Als we naar de Arduino site gaan kunnen we daar de

Nadere informatie

Informatica gaat net zo min over computers als astronomie gaat over telescopen. (Edsger W. Dijkstra)

Informatica gaat net zo min over computers als astronomie gaat over telescopen. (Edsger W. Dijkstra) 1. inleiding Informatica gaat net zo min over computers als astronomie gaat over telescopen. (Edsger W. Dijkstra) Om informatica toe te passen en "tot leven te brengen" hebben we computer hardware (computers)

Nadere informatie

Inhoud. Introductie tot de cursus

Inhoud. Introductie tot de cursus Inhoud Introductie tot de cursus 1 Plaats en functie van de cursus 7 2 Inhoud van de cursus 7 2.1 Tekstboek 7 2.2 Voorkennis 8 2.3 Leerdoelen 8 2.4 Opbouw van de cursus 9 3 Leermiddelen en wijze van studeren

Nadere informatie

Les B-04 Het moederbord

Les B-04 Het moederbord Les B-04 Het moederbord David Lans, 2010 4.0. Doel Nu we weten hoe de processor opdrachten verwerkt kunnen we bekijken hoe de processor met de overige componenten van de computer is verbonden. In deze

Nadere informatie

Thema: Multimedia. Hardware

Thema: Multimedia. Hardware Hardware OPDRACHTKAART MM-04-01-01 Basisopbouw van de computer Voorkennis: Geen Intro: In deze opdracht leer je de belangrijkste onderdelen in de computer herkennen en leer je wat hun functie is. Ook leer

Nadere informatie

Hoofdstuk 2. De Von Neumann-architectuur

Hoofdstuk 2. De Von Neumann-architectuur Input Interface Output Interface Informatica Deel III Hoofdstuk 2 De Von Neumann-architectuur 2.1. Organisatie. De overgrote meerderheid der digitale computers zijn georganiseerd zoals weergegeven in fig.

Nadere informatie

De Computer 15 mei 2018

De Computer 15 mei 2018 De Computer 15 mei 2018 Jos Heemskerk Ruud Blok De geschiedenis van de computer begint met de geschiedenis van het rekenen. Astronomen hadden een grote behoefte aan rekenkracht 1822 eerste computer met

Nadere informatie

Labo digitale technieken

Labo digitale technieken .. Het gebied "elektronica" is reeds geruime tijd onderverdeeld in twee specialiteiten, namelijk de analoge en de digitale technieken. Binnen analoge schakelingen gebeurt de signaalverwerking met lineaire

Nadere informatie

Het voert eenvoudige instructies uit die achter elkaar in het geheugen van de machine zijn opgeslagen.

Het voert eenvoudige instructies uit die achter elkaar in het geheugen van de machine zijn opgeslagen. Antwoorden door een scholier 1809 woorden 28 september 2006 3,6 14 keer beoordeeld Vak Informatica Samenvatting Informatica 6.1) Van kleine instructies naar grote processen Noem 2 termen voor het centrale

Nadere informatie

Opdracht 1 Integrated Circuit

Opdracht 1 Integrated Circuit Opdracht 1 Leg uit: IC. IC is de afkorting van Integrated Circuit, ook wel chip genoemd. Een IC bestaat uit duizenden of miljoenen uiterst kleine elektronische componenten zoals weerstanden, condensators

Nadere informatie

De CPU in detail Hoe worden instruc4es uitgevoerd? Processoren 28 februari 2012

De CPU in detail Hoe worden instruc4es uitgevoerd? Processoren 28 februari 2012 De CPU in detail Hoe worden instruc4es uitgevoerd? Processoren 28 februari 2012 Tanenbaum hoofdstuk 2 von Neumann - architectuur. Tanenbaum, Structured Computer Organiza4on, FiMh Edi4on, 2006 Pearson Educa4on,

Nadere informatie

Computerarchitectuur en Netwerken. Computerarchitectuur

Computerarchitectuur en Netwerken. Computerarchitectuur Computerarchitectuur en Netwerken 1 Computerarchitectuur Lennart Herlaar 2 september 2015 Opbouw van het vak Eerst (6 keer) over de opbouw van computer en operating system Collegedictaat Systeemarchitectuur

Nadere informatie

Microcontrollers Introductie INLMIC Jesse op den Brouw INLMIC/2014-2015

Microcontrollers Introductie INLMIC Jesse op den Brouw INLMIC/2014-2015 Microcontrollers Introductie INLMIC Jesse op den Brouw INLMIC/2014-2015 Microcontroller Uit Wikipedia A microcontroller (sometimes abbreviated µc or uc) is a small computer on a single integrated circuit

Nadere informatie

Hardware. Word. Anna van Kommer M3A

Hardware. Word. Anna van Kommer M3A Hardware Word Anna van Kommer M3A Inhoudsopgave Pagina Inleiding... 2 Hoofdstuk 1: Het Beeldscherm... 3 Hoofdstuk 2: De processor... 4 Hoofdstuk 3: Het geheugen... 5 Hoofdstuk 4: De harde schijf... 6 Hoofdstuk

Nadere informatie

Netwerk Interfacing Data Logging.

Netwerk Interfacing Data Logging. Handleiding Netwerk Interfacing Data Logging. EduTechSoft.nl 2009-2010 H.O.Boorsma. Pagina - 2 - Netwerk Interfacing Data Logging Pagina - 3 - Inhoud Inleiding.... 4 Beschrijving van het programma....

Nadere informatie

Inhoud. Introductie tot de cursus

Inhoud. Introductie tot de cursus Inhoud Introductie tot de cursus 1 De functie van de cursus 7 2 De inhoud van de cursus 7 2.1 Voorkennis 7 2.2 Leerdoelen van de cursus 8 2.3 Opbouw van de cursus 8 3 Leermiddelen en wijze van studeren

Nadere informatie

Hoofdstuk 7. Computerarchitectuur

Hoofdstuk 7. Computerarchitectuur Hoofdstuk 7 Computerarchitectuur 1 controlebus CPU MEMORY I/O databus adresbus Figuur 71 Schematische opbouw van een computersysteem 8 Figuur 72 Een busverbinding Buslijn Out E A In Out E B In Out E C

Nadere informatie

Bijlage D. Binair rekenen

Bijlage D. Binair rekenen Bijlage D Binair rekenen Bits, bytes en computerwoorden Alle huidige computersystemen zijn gebaseerd op digitale logica. Elk geheugenelement kent een geladen en een niet-geladen positie. Vaak wordt dit

Nadere informatie

Verder zijn er een aantal producten die je hierop kan aansluiten, hier zijn een aantal producten:

Verder zijn er een aantal producten die je hierop kan aansluiten, hier zijn een aantal producten: Opdracht door een scholier 1763 woorden 19 juli 2003 6,2 20 keer beoordeeld Vak Informatica De computer bestaat uit een aantal onderdelen o.a: De monitor Systeemkast Toetsenbord Muis Verder zijn er een

Nadere informatie

Sequentiële Logica. Processoren 24 november 2014

Sequentiële Logica. Processoren 24 november 2014 Sequentiële Logica Processoren 24 november 2014 Inhoud Eindige automaten Schakelingen met geheugen Realisatie van eindige automaten Registers, schuifregisters, tellers, etc. Geheugen Herinnering van week

Nadere informatie

VANTEK Discovery set. N. B. De OPITEC bouwpakketten zijn gericht op het onderwijs. N991240#1

VANTEK Discovery set. N. B. De OPITEC bouwpakketten zijn gericht op het onderwijs. N991240#1 9 9 1. 2 4 0 VANTEK Discovery set N. B. De OPITEC bouwpakketten zijn gericht op het onderwijs. 1 Inhoudsopgave Binair rekenen Pulse en Countermodule blz. 3 Informatieverwerking Input en outputmodules blz.

Nadere informatie

Inhoud leereenheid 8. Programmeren in JavaLogo (1) Introductie 73. Leerkern 75. Samenvatting 94. Zelftoets 95. Terugkoppeling 97

Inhoud leereenheid 8. Programmeren in JavaLogo (1) Introductie 73. Leerkern 75. Samenvatting 94. Zelftoets 95. Terugkoppeling 97 Inhoud leereenheid 8 Programmeren in JavaLogo (1) Introductie 73 Leerkern 75 1 Inleiding 75 1.1 Wat is programmeren? 75 1.2 Logo, Java en JavaLogo 76 2 Eerste programma s 77 2.1 Pen en Tekenblad 77 2.2

Nadere informatie

scc = b) CD AB

scc = b) CD AB Computerarchitectuur en -organisatie (213030) Dinsdag 21 januari 2040, 13.30 17.00 uur 7 bladzijden met 8 opgaven 4 bladzijden met documentatie Let op: Vul het tentamenbriefje volledig in (d.w.z. naam,

Nadere informatie

Voorbeeld casus mondeling college-examen

Voorbeeld casus mondeling college-examen Voorbeeld casus mondeling college-examen Examenvak en niveau informatica havo Naam kandidaat Examennummer Examencommissie Datum Voorbereidingstijd Titel voorbereidingsopdracht 20 minuten van analoog naar

Nadere informatie

Assemblage van een computer. Willem Beeuwsaert m.m.v. bvba Deprouw Computers Zwevezele

Assemblage van een computer. Willem Beeuwsaert m.m.v. bvba Deprouw Computers Zwevezele De montage van de pc begint bij enkele dozen... De paarse doos linksboven bevat de grafische kaart De paarse doos linksboven bevat de grafische kaart De blauwe doos bovenaan bevat de processor (CPU) De

Nadere informatie

Module 3: Scratch programmeren: is het logisch of is het niet logisch?

Module 3: Scratch programmeren: is het logisch of is het niet logisch? Module 3: Scratch programmeren: is het logisch of is het niet logisch? Inhoudsopgave Module 3: Scratch programmeren: is het logisch of is het niet logisch?...1 Wat is een computerprogramma eigenlijk?...2

Nadere informatie

Les B-02 Technologie: elektronische schakelingen

Les B-02 Technologie: elektronische schakelingen Les B-02 Technologie: elektronische schakelingen 2004, David Lans In de module A heb je geleerd hoe informatie (getallen, tekens, beeldpunten) door een binaire waarde, een reeks 0-en en 1-en, kan worden

Nadere informatie

Voorbeeld casus mondeling college-examen

Voorbeeld casus mondeling college-examen Voorbeeld casus mondeling college-examen Examenvak en niveau informatica vwo Naam kandidaat Examennummer Examencommissie Datum Voorbereidingstijd Titel voorbereidingsopdracht 20 minuten van analoog naar

Nadere informatie

hardware F. Vonk versie

hardware F. Vonk versie 2015 hardware F. Vonk versie 3 24-11-2015 inhoudsopgave 1. inleiding... - 2-2. hardware... - 3-3. moederbord... - 4 - bussen... - 5 - cpu... - 5 - bridges... - 6 - voorbeelden... - 6 - RAM... - 9-4. CPU...

Nadere informatie

Studio Visual Steps. Aanschaf computer. Waar moet u op letten?

Studio Visual Steps. Aanschaf computer. Waar moet u op letten? Studio Visual Steps Aanschaf computer Waar moet u op letten? 2 Aanschaf computer Voorwoord Beste lezers en lezeressen, In dit boekje krijgt u informatie over het aanschaffen van een computer. Een computer

Nadere informatie

Recursion. Introductie 37. Leerkern 37. Terugkoppeling 40. Uitwerking van de opgaven 40

Recursion. Introductie 37. Leerkern 37. Terugkoppeling 40. Uitwerking van de opgaven 40 Recursion Introductie 37 Leerkern 37 5.1 Foundations of recursion 37 5.2 Recursive analysis 37 5.3 Applications of recursion 38 Terugkoppeling 40 Uitwerking van de opgaven 40 Hoofdstuk 5 Recursion I N

Nadere informatie

Inhoud. Introductie tot de cursus

Inhoud. Introductie tot de cursus Inhoud Introductie tot de cursus 1 De functie van de cursus 7 2 De inhoud van de cursus 7 2.1 Voorkennis 7 2.2 Leerdoelen van de cursus 8 2.3 Opbouw van de cursus 8 3 Leermiddelen en wijze van studeren

Nadere informatie

Inhoud introductie. Introductie tot de cursus

Inhoud introductie. Introductie tot de cursus Inhoud introductie Introductie tot de cursus 1 Functie en plaats van de cursus 7 1.1 Voorkennis 7 1.2 Leerdoelen 7 2 Opbouw van de cursus 8 2.1 Cursusbestanddelen 8 2.2 Nummering en studielast van de leereenheden

Nadere informatie

Bijlage: Toelichting gebruikte terminologie

Bijlage: Toelichting gebruikte terminologie Bijlage: Toelichting gebruikte terminologie Er zijn veel mogelijkheden op het gebied van camerabewaking en daarom is het soms erg lastig om te weten waardoor er verschillen in kwaliteit en prijs ontstaan.

Nadere informatie

PIC Callgever Door PA1RUM

PIC Callgever Door PA1RUM PIC Callgever Door PA1RUM Aanleiding Tijdens de radiokampweek 2008 is deze callgever met veel enthousiasme gebouwd. Niet alleen omdat het een zeer eenvoudig en veelzijdig ontwerp is, maar ook omdat het

Nadere informatie

Mini Handleiding over Elektronica-onderdelen

Mini Handleiding over Elektronica-onderdelen Mini Handleiding over Elektronica-onderdelen Deze handleiding is speciaal geschreven voor kinderen vanaf 10 jaar. Op een eenvoudige manier en in begrijpelijke tekst leer je stapsgewijs wat elk elektronica-onderdeel

Nadere informatie

Inleiding.

Inleiding. Inleiding 1.1 General purpose computers 1.2 Computers in netwerken 1.3 Mainframe computers 1.4 Veiligheidsaspecten bij pc-montage 1.5 De binnenkant van een computer 1.6 De werking van de computer 1.1 General

Nadere informatie

STAGEDAG SAM DIEPSTRATEN

STAGEDAG SAM DIEPSTRATEN STAGEDAG SAM DIEPSTRATEN 4-4- 2014 Stagedag Sam Diepstraten Christoffel Breda Sam gaat leren: Deel 1 (+) Hoe een computer er van binnen uitziet. (+) Hoe het systeem is opgebouwd en hoe alles in elkaar

Nadere informatie

Hardware vs. software. Computersystemen. Computersysteem. Computerconfiguratie. Computerconfiguratie. Computerconfiguratie

Hardware vs. software. Computersystemen. Computersysteem. Computerconfiguratie. Computerconfiguratie. Computerconfiguratie Computersystemen Hardware vs. software Hardware = computerapparatuur, fysisch aanwezig Computerkast, beeldscherm, toetsenbord, muis, webcam, printer, Module Initiatie Jurgen Peeters Software = programma

Nadere informatie

Harde schijven hebben tegenwoordig zelfs een capaciteit van 4 tot 15 gigabyte. Een gigabyte is 1024 megabyte.

Harde schijven hebben tegenwoordig zelfs een capaciteit van 4 tot 15 gigabyte. Een gigabyte is 1024 megabyte. Werkstuk door een scholier 1704 woorden 1 december 2004 6,1 47 keer beoordeeld Vak Informatica Externe geheugens. Het extern geheugen van de computer is het geheugen waar bestanden kunnen worden geplaatst

Nadere informatie

Waarmaken van Leibniz s droom

Waarmaken van Leibniz s droom Waarmaken van Leibniz s droom Artificiële intelligentie Communicatie & internet Operating system Economie Computatietheorie & Software Efficiënt productieproces Hardware architectuur Electronica: relais

Nadere informatie

Inhoud introductie. Introductie tot de cursus

Inhoud introductie. Introductie tot de cursus Inhoud introductie Introductie tot de cursus 1 Functie van de cursus 7 2 Inhoud van de cursus 7 2.1 Voorkennis 7 2.2 Leerdoelen van de cursus 8 2.3 Opbouw van de cursus 8 3 Studeeraanwijzingen 9 3.1 Opbouw

Nadere informatie

1. Introductie netwerken

1. Introductie netwerken 13 1. Introductie netwerken Een netwerk is simpel gezegd een verzameling computers die met elkaar verbonden zijn. De realiteit is wat complexer, omdat de computers met elkaar verbonden zijn met behulp

Nadere informatie

Oefeningen Interpretatie I Reeks 6 : Registermachines

Oefeningen Interpretatie I Reeks 6 : Registermachines Oefeningen Interpretatie I Reeks 6 : Registermachines Deze oefeningenreeks behandelt het beschrijven van computationele processen aan de hand van registermachineprogrammaʼs. Registermachines manipuleren

Nadere informatie

Van Poort tot Pipeline. Ben Bruidegom & Wouter Koolen-Wijkstra AMSTEL Instituut Universiteit van Amsterdam

Van Poort tot Pipeline. Ben Bruidegom & Wouter Koolen-Wijkstra AMSTEL Instituut Universiteit van Amsterdam Van Poort tot Pipeline Ben Bruidegom & Wouter Koolen-Wijkstra AMSTEL Instituut Universiteit van Amsterdam Van Poort tot Pipeline Pipeline processor One cycle machine Calculator File of registers Assembly

Nadere informatie

Algoritme noteren? Algoritmen voor de computer worden vastgelegd met behulp van een programmeertaal.

Algoritme noteren? Algoritmen voor de computer worden vastgelegd met behulp van een programmeertaal. Programmeertalen Algoritme noteren? Algoritmen voor de computer worden vastgelegd met behulp van een programmeertaal. Taal // machine De geschiedenis van de programmeertalen loopt parallel met de geschiedenis

Nadere informatie

AVR-DOPER MINI ASSEMBLAGE HANDLEIDING + LAYOUT. Geschreven door: Tom Vocke

AVR-DOPER MINI ASSEMBLAGE HANDLEIDING + LAYOUT. Geschreven door: Tom Vocke AVR-DOPER MINI ASSEMBLAGE HANDLEIDING + LAYOUT Geschreven door: Tom Vocke Datum: 28-09-2010 Inleiding: Dit document bevat alle hardware informatie betreffende de AVR-Doper mini. Het eerste deel zal zich

Nadere informatie

HANDLEIDING PROGRAMMEREN IN PASCAL (LAZARUS)

HANDLEIDING PROGRAMMEREN IN PASCAL (LAZARUS) HANDLEIDING PROGRAMMEREN IN PASCAL (LAZARUS) Vereiste voorkennis Voldoende kennis van het besturingssysteem (in deze handleiding wordt uitgegaan van Windows) De basisprincipes van programmeren Vereiste

Nadere informatie

Hardware info. Door Mathijs Banning, M3C

Hardware info. Door Mathijs Banning, M3C Hardware info Door Mathijs Banning, M3C 1. Inleiding... 3 2. Toetsenbord... 5 3. Muis... 6 4. Processor... 7 5. Geheugen... 8 6. Harde schijf... 9 7. Videokaart... 10 8. Accu/batterij... 11 9. Ingangen...

Nadere informatie

OPDRACHTKAART. Thema: Multimedia. Hardware 2. Uitbreidingen voor de computer MM-04-02-01. Voorkennis: Basisopbouw van de computer

OPDRACHTKAART. Thema: Multimedia. Hardware 2. Uitbreidingen voor de computer MM-04-02-01. Voorkennis: Basisopbouw van de computer OPDRACHTKAART MM-04-02-01 Uitbreidingen voor de computer Voorkennis: Basisopbouw van de computer Intro: Moderne programma s vragen om steeds meer geheugen en snellere computers. Hierdoor verouderen computers

Nadere informatie