Inleiding tot Computersystemen

Transcriptie

1 Inleiding tot Computersystemen Mute ( 1 september 2015

2 De echte wereld Dikwijls klagen mensen dat hun computer zo traag gaat Als de computer in kwestie veel lawaai maakt kan je het volgende proberen: koop een busje perslucht en open de kast van de computer Blaas alle stof weg van het moederbord en de ventilatoren Het extra stof in de ventilatoren zorgt er voor dat die harder moeten werken en meer lawaai maken Stof op de CPU zorgt dat die snel oververhit raakt en dus trager werkt om dat op te vangen

3 Bij het werken met computers kunnen we drie domeinen onderscheiden: invoer, verwerking en uitvoer In het Engels spreken we over input, processing en output Of kortweg I/O Figuur : Input, processing, output

4 ! Input Gebruikers zorgen voor invoer via een toetsenbord, muis of touch screen Invoer kan ook van andere bronnen komen, zoals een harde schijf of een netwerkkaart! Processing De computer reageert op de input, afhankelijk van de programma s die actief zijn De CPU vormt de hersenen van de computer: hij doet de bewerkingen en gebruikt daarbij geheugen (RAM) om te onthouden wat er moet gebeuren! Output De uitvoer gaat dikwijls naar het scherm of naar de printer Maar er zijn ook andere mogelijkheden zoals luidsprekers, opslagmedia of het netwerk

5 Opmerking Computers kunnen pas werken met data en programma s wanneer die in het geheugen geladen zijn Harde schijven zijn lange termijn geheugen, maar de informatie moet dus eerst verplaatst worden naar het interne geheugen (RAM) alvorens de computer er iets mee kan doen De gebruiker merkt hier meestal niets van

6 Hoe opent je computer een word-document? 1 Hij herkent de extensie docx en weet dat die gelinkt is aan het programma Word of Openoffice 2 Hij zoekt naar het programma op je harde schijf en kopieert het programma van de schrijf naar het geheugen 3 Wanneer het programma in het geheugen zit, kan de computer het uitvoeren 4 De computer begint het result naar de grafische kaart te sturen, en zo zie je dat het programma aan het starten is 5 Wanneer Word gestart is, kopieert de computer ook je bestand naar het geheugen 6 Wanneer het bestand in het geheugen zit, kan Word de inhoud ervan tonen en naar de grafische kaart sturen

7 Opmerking Een computerprobleem is dikwijls eenvoudiger op te lossen als je eerst onderzoekt wat er niet werkt: invoer, verwerking of uitvoer

8 Wat is de som van 2357? decimale getallen Decimale waarde Cijfer Berekende waarde = 2357

9 Getallen met een basis 10 zijn niet handig voor computers Ze laten heel wat plaats verloren gaan Daarom gebruiken computers andere systemen, zoals binair en hexadecimaal

10 binaire getallen 9, maar dan binair binaire getallen Decimale waarde Cijfer Berekende waarde = 9

11 hexadecimale getallen Alhoewel binaire getallen goed werken voor computers zijn ze voor mensen iets te moeilijk Als je iemand zegt dat het nummer je locker 201 is, dan is dat eenvoudig Maar , dat ligt wellicht iets moeilijker Je zou echter ook de hexadecimale vorm kunnen gebruiken: C9

12 hexadecimale getallen Je leest getallen makkelijker als ze gegroepeerd worden wordt A5D3 wordt 10 A5 D wordt

13 hexadecimale getallen hexadecimale getallen Decimaal Binair Hexadecimaal A B C

14 hexadecimale getallen Waar heb je al hexadecimalen gezien? HTML kleurcodes netwerkkaarten serienummers

15 Bits versus Bytes Een enkel binair cijfer noemen we een bit, en acht bits maken een byte KB Ongeveer duizend bytes (2 10 ) MB Ongeveer duizend KB of een miljoen bytes (2 20 ) GB Ongeveer duizend MB of een miljard bytes (2 30 ) TB Ongeveer duizend GB of een biljoen bytes (2 40 )

16 Bits versus Bytes Test Jezelf 1 Wat is de decimale waarde van de hexadecimale waarde C? 2 Wat is de basis van ons decimale systeem?

17 En nu rekenen We overlopen de methoden die je kan gebruiken om een getal om te zetten van het ene stelsel naar het andere

18 En nu rekenen Van decimaal naar binair binaire conversie Waarde Binair Waarde Binair Waarde Binair Waarde Binair

19 En nu rekenen 1 Zoek in de bovenstaande lijst het grootste getal dat kleiner is dan het getal dat je dient om te zetten 2 Zet een 1 op deze positie in de lijst 3 Trek de gevonden waarde af van je getal 4 Met het resultaat begin je terug bij stap 1 Ga door totdat het resultaat nul is 5 Tot slot zet je een nul op alle open plaatsen

20 En nu rekenen Voor het getal kom je zo aan: voorbeeld binaire conversie Waarde Binair Waarde Binair Waarde Binair Waarde Binair Dus het binaire getal

21 En nu rekenen Zet de volgende getallen om van decimaal naar binair:

22 En nu rekenen Van binair naar decimaal Omgekeerd is het zo mogelijk nog eenvoudiger Je schrijft je binaire getal in een tabel zoals hierboven en telt alle waarden op waar een 1 onder staat Het voorbeeld hierboven wordt dan = 31495

23 En nu rekenen Zet de volgende getallen om van binair naar decimaal:

24 En nu rekenen Van hexadecimaal naar binair binair naar hexadecimaal Binair Hexadecimaal Binair Hexadecimaal A B C D E F

25 En nu rekenen Zet de volgende getallen om van hexadecimaal naar binair: AB A0 38

26 En nu rekenen Van binair naar hexadecimaal Ook omgekeerd werkt het: neem elk groepje van 4 binaire cijfers en zoek de hexadecimale waarde op in je tabel

27 En nu rekenen Zet de volgende getallen om van binair naar hexadecimaal:

28 En nu rekenen Van decimaal naar hexadecimaal De meest gebruikte methode gaat als volgt We nemen het getal als voorbeeld 41419/16 = 2588 met rest /16 = 161 met rest /16 = 10 met rest 1 10/16 = 0 met rest 10 Zet de rest waarden om naar hexadecimale cijfers: 11 = B, 12 = C, 1 = 1, 10 = A Rankschik deze cijfer van achter naar voor: A1 CB

29 En nu rekenen OF je zet het getal om naar zijn binaire waarde Daarna zet je het binaire getal om naar hexadecimalen

30 En nu rekenen Zet de volgende getallen om van decimaal naar hexadecimaal:

31 En nu rekenen Van hexadecimaal naar decimaal Ook deze omzetting vergt weer wat rekenwerk Om de decimale waarde van AC DC te kennen gaan we zo te werk: C: = 12 D: = 208 C: = 3072 A: = = 44252

32 En nu rekenen Zet de volgende getallen om van hexadecimaal naar decimaal: F3 10 CA CA

33 En nu rekenen Test Jezelf 1 Bereken de binaire waarde van Zoek de hexadecimale waarde van Zet om naar een decimaal getal 4 zet om naar een hexadecimaal getal 5 Wat is de binaire waarde van A4 C4 DF 34? 6 Geef de decimale waarde van C5 FF

34 Figuur : Een computer case

35 Wanneer je een computer openmaakt, ALTIJD eerst de computer uitschakelen en de stroomkabel uittrekken

36 Opmerking Op het examen moet je verschillende onderdelen van een computer kunnen herkennen Door verschillende computers te bekijken kan je dit inoefenen Als je geen computer hebt die je kan bekijken, helpt het om afbeeldingen te bekijken op Google Gebruik zoekwoorden zoals computer case, motherboard of power supply en bekijk die afbeeldingen

37 Moederborden Kasten bestaan in verschillende maten Controleer bij een aankoop altijd of het moederbord geschikt is voor de kast De meest voorkomende form-factor voor moederborden is ATX

38 Case ventilatoren Case ventilatoren Computers worden veel te warm Ze worden gekoeld met ventilatoren Ventilatoren zorgen voor luchtventilatie Duurdere ventilatoren zijn stiller Een hittesensor kan de draaisnelheid controleren Stof in ventilatoren maakt ze luidruchtig en minder efficiënt De meest voorkomende maten van ventilatoren zijn 80mm en 120mm Koop de juiste!

39 Case ventilatoren Opmerking Plotse fouten, zoals reboots, zijn dikwijls een aanwijzing van een hitte-gerelateerd probleem Dit is vooral waar wanneer de ventilatoren vele lawaai maken, wat aangeeft dat ze hard moeten werken

40 Case ventilatoren De echte wereld Laat nooit de kast van je computer open terwijl je er op werkt De ventilatoren kunnen dan hun werk niet doen

41 Case ventilatoren Een ventilator vervangen

42 Case ventilatoren Een ventilator vervangen 1 Verwijder vier schroeven van de achterkant van de kast De pijltjes in figuur 3 wijzen naar twee van de schroeven De andere twee zitten aan de andere twee hoeken 2 Maak de voedingskabel los skabel is gekoppeld aan een specifieke aansluiting op het moederbord Kijk goed welke aansluiting het is, want je zal later de nieuwe ventilator op dezelfde plaats moeten aansluiten Ventilatoren kunnen twee, drie of vier pinnen gebruiken De 4-pin connectors worden vooral gebruikt voor ventilatoren met een variabele snelheid, zodat de computer die snelheid kan controleren Soms moet je ook een molex adapter gebruiken, maar dat is meestal wel duidelijk

43 Een case reinigen Test Jezelf 1 Wat zijn de meest voorkomende maten van ventilatoren? 2 Een computer is luider en trager geworden Wat kan de oplossing zijn?

44 Spanning Elektricteit wordt gemeten als spanning Spanning is het potentiaalverschil tussen twee punten Een elektrisch signaal van 12 volt ligt 12 volt boven het nulpotentiaal Elk onderdeel moet het juiste signaal krijgen zorgt daar voor

45 AC versus DC AC versus DC AC of wisselstroom beweegt over en onder nul volt DC of gelijkstroom heeft een vaste spanning Netspanning is AC In Europa levert het stroomnet 230V In de VS levert het stroomnet 115V

46 AC versus DC AC versus DC Figuur : AC versus DC

47 Watt Ampère Ampère is de eenheid van stroomsnelheid Hoe sneller de stroom door de leiding kan stromen, hoe meer Ampère

48 Watt Watt Watt is de eenheid van vermogen Volt x Ampère = Watt Evenveel Volt met meer Ampère is meer vermogen Een power supply unit (PSU) van 600 Watt kan maximum 600 Watt leveren Alle componenten in je PC hebben x Watt nodig Indien de componenten samen 600 Watt nodig hebben en de PSU levert slechts 300 Watt kan: de computer niet starten; de computer stuk gaan; de voeding onregelmatige spanning leveren waardoor de onderdelen stuk gaan

49 Rails Rails Rails (kabels) voorzien alle componenten van spanning Niet alle componenten hebben dezelfde spanning nodig Een 12V rail geeft 18A vermogen Dikwijls is dit niet genoeg voor alle 12V componenten (CPU, harde schijven,) Zorg dat een nieuwe voeding minstens evenveel Rails heeft als de oude

50 Rails Opmerking De 12V rails voorzien de harde schijven van stroom Indien ze meer vermogen moeten leveren dan ze aankunnen, dan zal de harde schijf fouten beginnen maken Met andere woorden, als de harde schijven regelmatig problemen geven, overweeg dan om de voeding te vervangen door eentje met een extra 12V rail

51 Connectoren Connectoren Figuur : ATX power supply

52 Connectoren Opmerking Wanneer je de Voltage selector op 230V staat en je zit op een net dat 115V levert, dan zal je niet voldoende stroom krijgen om de computer te laten werken Omgekeerd, wanneer je de selector op 115V zet en je sluit hem aan op een bron van 230V (zoals in heel Europa!!!) dan zal je de voeding stuk maken Zou je ooit rook ruiken, of verbrande elektronica, trek dan dadelijk de stekker uit

53 Connectoren PCIe Connector voor Video Figuur : PCIe power connector

54 Connectoren De echte wereld Als je ooit een voeding moet nakijken dan is het belangrijk om te controleren of de juiste voltages afgegeven worden Om dat te kunnen doen moet je de voltages van de verschillende connectoren kennen Een zwarte draad is aarding (of nul potentieel), oranje heeft 33V, rode draden voorzien 5V, gele 12V en blauwe -12V

55 Een voeding vervangen Een voeding vervangen Veel componenten in een computer zijn modulair Wanneer een module stuk is, dan kan je die vervangen en de rest van de computer blijven gebruiken Als de voeding stuk is, dan vervang je dus enkel de voeding

56 Een voeding vervangen De echte wereld Als een voeding stuk gaat dan zie je soms rook of ruik je verbrande onderdelen Nieuwe voedingen ruiken soms ook even vreemd, maar dat wil niet zeggen dat ze stuk zijn Wanneer je rook of vonken ziet, ontkoppel je wel onmiddellijk de voeding

57 Een voeding vervangen Een voeding vervangen! Zet de computer af en trek de stekker uit Vervang nooit onderdelen terwijl de computer aan staat De uitzondering zijn onderdelen die hot swappable zijn zoals USB flash drives! Zorg voor een passend vervangstuk Controleer of het wattage ten minste even hoog is als het origineel Kijk ook na over er minstens even veel 12V rails zijn! Documenteer de plaatsing van de kabels Let op hoe de kabels aangesloten zijn voor je ze verwijderd Maak een diagram dat toont welke kabel waar moet, of maak enkele foto s

58 Bescherming tegen stroom problemen Bescherming tegen stroom problemen Surge Soms verhoogt de stroomtoevoer In plaats van 230V kan je even 235V op het net krijgen Meestal duurt dat niet lang maar soms zie je dat de lichten net iets sterker branden Spike Dit is een heel korte verhoging van AC voltage Een spike kan elektronische apparaten stuk maken als die niet beschermd zijn Dikwijls worden ze veroorzaakt door bliksem inslagen Brownout Het elektriciteitsnetwerk kan soms ook minder stroom leveren We noemen dit een brownout Je ziet dan vaak lichten flikkeren of minder sterk worden, en soms zullen computersystemen spontaan herstarten Black-outs Een black-out is een totaal verlies van spanning

59 Bescherming tegen stroom problemen Stroompiekbeveiliging Figuur : Een surge protector

60 Bescherming tegen stroom problemen Backup batterij

61 Bescherming tegen stroom problemen Opmerking Een UPS kan elektriciteit voorzien voor een korte periode Laser printers verbruiken heel wat elektriciteit en horen niet aangesloten te worden op een UPS

62 Bescherming tegen stroom problemen Test Jezelf 1 Welke voltages voorziet een ATX voeding? 2 Wat zou je moeten nakijken als je harde schijf het regelmatig laat afweten?

63 Elektriciteit Elektriciteit Trek altijd de stroomkabel uit De computer uit zetten is niet genoeg Behalve wanneer je de spanning nameet, natuurlijk Maak nooit de voeding zelf open Dit onderdeel kan je niet repareren Delen van de voeding kunnen nog onder spanning staan wanneer de stroomkabel uitgetrokken is

64 Uitrusting en aarding Uitrusting en aarding Opmerking Sluit nooit een computer aan wanneer er geen aarding is Elektrische ladingen kunnen dan op de kast terecht komen Je krijgt een flinke schok als je die dan aanraakt

65 ESD ESD ESD = electrostatic discharge statische elektriciteit je voelt de schok: minstens 3000 Volt je ziet een vonk: minstens 8000 Volt Niet schadelijk voor mensen omdat de Ampères heel laag zijn Computeronderdelen kunnen stuk gaan bij 250 Volt

66 ESD! Gebruik een ESD armband! Antistatische zakjes! ESD matjes! Jezelf aarden! Raak geen metaal aan! Zet een computer nooit op een tapijt

67 ESD Figuur : Een ESD armband

68 brand brand Klasse A Dit type vuur komt van gewoon brandbaar materiaal zoals papier en hout Je kan het vuur blussen met een Klasse A brandblusser Klasse B Dit type heeft te maken met brandbare vloeistoffen en gassen Een Klasse B brandblusser bevat chemicaliën die de chemische reactie verstoren, of ze verstikken het vuur met een gas zoals koolstofdioxide Water op een Klasse B brand gieten is gevaarlijk omdat het vuur zich dan meer verspreidt Klasse C Een elektrische brand is Klasse C De beste manier om zo n brand te blussen is de elektriciteit uitschakelen Ook kan je een brandblusser met koolstofdioxide gebruiken Klasse D Dit type heeft betrekking tot ontvlambare metalen Ook hier bestaat een speciale brandblusser voor

69 brand De echte wereld Gebruik NOOIT water om een klasse C brand te blussen Water geleidt Elektriciteit kan via het water naar jou toe Je kan jezelf elektrocuteren als je water op een elektrisch vuur spuit

70 Tillen Tillen Als je zware toestellen optilt, zoals een computer, dan gebruik je je benen en niet je rug Dus buk je niet, maar ga door je knieën Probeer ook nooit een toestel van meer dan 50 kilo in je eentje te dragen

71 Tillen Test Jezelf 1 Wat kan je gebruiken als bescherming tegen ESD? 2 Wat gebruik je zeker niet om een elektrische brand te blussen?

72 Schroevendraaiers Schroevendraaiers Philips schroevendraaiers platte schroevendraaiers

73 Perslucht Perslucht Busjes perslucht helpen om stof te verwijderen Gebruik geen gewone stofzuiger (Genereert ESD!) Er bestaan speciale anti-statische stofzuigers

74 Multimeter Multimeter Figuur : Een digitale multimeter

75 Multimeter testen kan je enkel wanneer de computer aan staat Daarom moet je extra voorzichtig zijn Raak zeker niets aan met je handen of de testpennen, behalve de connectors Zorg ook dat je geen juwelen draagt Als een armband of ketting een onderdeel raakt, kan je een kortsluiting veroorzaken

76 Multimeter De echte wereld Je kan ook andere dingen testen met een multimeter Als je meter instelt op continuity check dan hoor je een beep wanneer je de twee testpennen tegen mekaar houdt Dat geeft aan dat er een connectie is Wanneer je nu de twee pennen aan de twee uiteinden van een draad houdt, en je hoort geen beep, dan weet je dat de kabel stuk is

77 Multimeter Test Jezelf 1 Wat gebruik je om een computer case te reinigen? 2 Wat heb je nodig om te controleren of een voeding werkt?