1 computers (hardware) Een computer... Van groot naar klein... Universiteiten en heel grote bedrijven maken gebruik van zogenaamde mainframe computers (systemen zo groot als de aula), waarmee allerlei terminals (werkstations) binnen het bedrijf van programmatuur en data worden voorzien. In heel veel bedrijven en instellingen maakt men gebruik van computernetwerken, al dan niet aangesloten op Internet, waarbij elk werkstation op zich een echte computer is. Ook wel PC van personal computergenoemd. Tegenwoordig zijn veel medewerker voorzien van een laptop of notebook voor het uitvoeren van hun dagelijkse werkzaamheden. En voor onderweg is vaak een pda, mda of smartphone met Windows Mobile onontbeerlijk. (pda = personal digital assistant, mda = mobiele digital assistant; what's in a name?) Een computer... Een computer werkt met elektrische signalen die maar twee standen kennen: aan of uit, een 1 of een nul. Gegevens worden voorgesteld door rijtjes enen en nullen. Deze enen en nullen kan de computer bewaren in het geheugen. Door enen en nullen op een bepaalde manier in rijtjes te zetten, is het mogelijk getallen, teksten en zelfs beeld en geluid voor te stellen. Het geheugen van een computer Je kunt je het computergeheugen voorstellen als een ladenkast, waarbij elke lade een bepaald aantal vakjes bevat. De inhoud van een vakje noem je een bit. De inhoud van een hele lade een geheugenwoord. Een bit is een geheugencel met een 0 of een 1. Elk vakje van de ladenkast bevat òf een 1 òf een 0. Dit geheugen (de ladenkast) noem je het intern geheugen van de computer. Ingetypte letters worden automatisch omgezet in een juist rijtje van enen en nullen. Ook getallen worden omgezet in enen en nullen. Als je de inhoud van het interne geheugen bekijkt, 'zie' je een warboel van enen en nullen. Om te zorgen dat programma's de benodigde gegevens goed kunnen vinden krijgt elk geheugenwoord (als het ware een lade van die ladenkast met enen en nullen) een geheugenadres. Het geheugenadres is het 'huisnummer' van het geheugenwoord. De gebruiker van de computer merkt niets van deze enen en nullen. ASCII en Unicode
In het voorgaande heb je gezien dat de computer alleen kan werken met enen en nullen. Als je op het toetsenbord de letter A typt dan wordt in het computergeheugen een geheugenwoord met een bepaald rijtje nullen en enen gevuld. Er is internationaal een code afgesproken zodat alle computers op dezelfde manier met letters en cijfers omgaan. Deze code noemde men ASCII: ASCII = American Standard Code forinformation Interchange Dit is de Amerikaanse Standaard Code voor het uitwisselen van gegevens bij computers. Alle tekens, die een computer op het scherm kan schrijven hebben een vaste code in nullen en enen. Hier zie je een stukje van deze code. Een stukje uit de ASCII-tabel: code letter code letter A B C D E F G H I J K L M spatie 01000001 01000010 01000011 01000100 01000101 01000110 01000111 01001000 01001001 01001010 01001011 01001100 01001101 00100000 N O P Q R S T U V W X Y Z. 01001110 01001111 01010000 01010001 01010010 01010011 01010100 01010101 01010110 01010111 01011000 01011001 01011010 00101110 Omdat het gebruik van groepjes van 8 bits vaak voorkomt in de informatica, is daar een nieuwe eenheid voor bedacht: de Byte. 1 Byte = 8 bits. Intussen is de ASCII-tabel, met een breedte van 8 bits, onvoldoende gebleken om alle huidige letters, cijfers en leestekens te kunnen bevatten. De ASCII-tabel kan namelijk maar 2 tot de macht 8 (dat is 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x2 x 2), dus 2 8 = 256 tekens aan. Daarom heeft men internationaal een nieuwe tabel afgesproken voor alle computers en dat is de unicodetabel. De unicodetabel heeft een woordlengte van 16 bits. Dat biedt 2 16 = 65.536 tekens. Daar kunnen we voorlopig nog wel mee
vooruit. Als je bij Word of Excel kiest voor Invoegen Symbool kom je terecht in deeltabellen van de Unicodetabel. Ook de ASCII-tabel is in de Unicodetabel opgenomen. Zo werkt dat dus... Het interne geheugen van een computer Het intern geheugen ('de ladenkast') van een computer bestaat uit geheugenchips. We maken onderscheid tussen het ROM-geheugen en het RAM-geheugen. Dat laatste noemen we ook wel het werkgeheugen. Het RAM-geheugen Bij de aanschaf van een computer is het belangrijk om te weten hoe groot het werkgeheugen is. Als het werkgeheugen te klein is kun je bepaalde programma's niet gebruiken of werkt je computer heel erg traag. De grootte van het werkgeheugen wordt opgegeven in bytes: 1 Byte = 8 bits 1 KiB = 1 KiloByte = 2 10 Bytes = 1024 Bytes. 1 MiB = 1 MegaByte = 1024 x 1024 Bytes = 1.048.576 Bytes 1 GiB = 1 GigaByte = 1024 x 1024 x 1024 = ruim een miljard Bytes. 1 TiB = 1 TeraByte = 1024 x 1024 x 1024 x 1024 Bytes = heel veel Bytes... Werkgeheugen RAM staat voor Random Access Memory. Dit betekent 'willekeurig toegankelijk geheugen'. Dit geheugen kun je zelf beschrijven. Als je gegevens invoert op het toetsenbord, ben je bezig met het beschrijven van het RAM-geheugen. De gegevens, die je ingevoerd hebt in het RAM-geheugen, kun je later weer zichtbaar maken op het beeldscherm. Je kunt RAM dus ook weer lezen. Omdat het RAM-geheugen te beschrijven én te lezen is noem je dit geheugen willekeurig toegankelijk. Het RAM-geheugen is te beschrijven én te lezen. RAM-geheugen noemt men ook wel het werkgeheugen. Het RAM-geheugen is vluchtig. Dat betekent, dat bij het uitschakelen van de stroom het RAM-geheugen gewist wordt. Als er gegevens in het RAM-geheugen staan, die je later weer wilt gebruiken, zal je deze gegevens op een andere manier moeten bewaren. Bijvoorbeeld op de harde schijf van een computer of op een diskette. Het RAM-geheugen is vluchtig geheugen en wordt dus gewist bij het uitschakelen of resetten van de computer. Het ROM-geheugen Een klein gedeelte van het interne geheugen bestaat uit ROM-geheugen (ook een chipgeheugen). Als je de computer aanzet verschijnt na enige tijd een bepaalde boodschap op het beeldscherm. Soms gaat ook even ergens een lichtje aan en uit. Het apparaat doet dus al wat. Dat betekent, dat de fabrikant van de computer al een aantal opdrachten in het apparaat heeft gestopt (een startprogramma). Ook al zet je de computer uit en daarna weer aan. Steeds wordt bij het aanzetten hetzelfde startprogramma uitgevoerd. Omdat dit startprogramma niet verloren mag gaan, heeft de fabrikant van de computer voor dit programma een ander soort geheugenchip gebruikt (RAM is namelijk vluchtig). Dit soort geheugen wordt ROM-geheugen genoemd. ROM staat voor Read Only Memory ofwel 'alleen lees geheugen'. Uit dit geheugen kan de computer alleen gegevens lezen. Het ROM-geheugen kun je niet zelf beschrijven (vullen). Het is door de fabrikant van de computer al gevuld met gegevens, die bewaard moeten blijven. Het ROM-geheugen heeft een vaste inhoud. ROMgeheugen is 'vast' geheugen en bevat het startprogramma voor de computer en de instellingen (ook wel BIOS van Basic Input Ouput System genoemd). ROM is het kleinste gedeelte van het interne geheugen. ROM = Read Only Memory = alleen lees geheugen.
Het ROM-geheugen kun je niet beschrijven, wel uitlezen. De inhoud van het ROM-geheugen kun je niet zomaar per ongeluk wissen. Het heeft een vaste inhoud. Hardware In het verleden is al op vele manieren geprobeerd het rekenleven aangenamer te maken. Het tellen op de vingers is al heel lang in gebruik. Ook het onthouden van getallen door ze ergens in een boom te kerven (kerfstok). De abacus, een telraam, was al bekend bij de oude Grieken (ca. 600 v. Chr. - 500 na Chr.). 19 Het onthouden van een getal door streepjes in een stok te kerven kun je opvatten als het bewaren van gegevens in een geheugen. Met welk geheugentype, ROM of RAM, kun je dit het best vergelijken? Waarom? De eerste computer, die op elektrische stroom werkte, kwam in 1944 gereed. Deze computer was zo n 15 meter lang en 2½ meter hoog en kon veel minder dan de huidige computers. Door technische ontwikkelingen (bijvoorbeeld de uitvinding van de chip) kon men computers steeds kleiner maken. Honderd jaar geleden zou een computer met de huidige capaciteiten onmogelijk zijn. Vijftig jaar geleden zou een dergelijke computer nog de ruimte van een grote zaal nodig hebben. En nu kan dat alles in zo'n klein kastje. Waar houdt dat op? De chip Technici bleken in staat elektronische onderdelen steeds kleiner te maken. Deze onderdelen werden ondergebracht in kleine blokjes en vormen een elektronische schakeling. Deze blokjes noem je chips. Er zijn verschillende soorten chips. De benodigde chip hangt af van het werk dat deze in het apparaat moet verrichten. Zo zijn er geheugenchips (ROM-chips, RAM-chips), chips voor de automatische besturing van apparatuur in schepen en vliegtuigen, chips voor de besturing van wasmachines, chips voor de besturing van naaimachines, chips voor het instellen van de juiste zuigkracht bij bepaalde stofzuigers, chips voor het laten werken van computers. Bij een modern fototoestel worden veel besturingsfuncties geregeld door een bijzondere chip (een microprocessor). Het fotograferen is door deze automatisering een stuk gemakkelijker geworden. De belichting en scherpte worden volautomatisch geregeld. Het hart van een personal computer (PC) is de microprocessor. Dit is een chip in de computer die 'alle' werkzaamheden regelt. Eigenlijk kan deze chip niet meer dan rekenen en vergelijken met enen en nullen. Maar dat is geen probleem. Uiteindelijk is al het werk, dat door de computer gedaan wordt, terug te brengen naar het omgaan met enen en nullen. Zoals je eerder gezien hebt zijn tekst, beeld en geluid voor te stellen als enen en nullen. Kortom, de processor rekent en vergelijkt en zorgt ervoor dat elk onderdeel van het computersysteem op het juiste moment het juiste werk uitvoert. Daarom wordt gezegd dat de processor de Centrale VerwerkingsEenheid, kortweg CVE, bevat. Door de komst van de chip is het mogelijk geworden apparaten te bouwen, die de mens voor een deel kunnen vervangen. Deze apparaten noem je robots. Een robot beschikt over sensoren ('voelsprieten') voor waarneming, chips voor informatiebewerking en mechanismen, die de gewenste bewegingen kunnen uitvoeren.
Daar waar het voordelen biedt zal in de industrie de mens vervangen worden door robots. Saai en onaangenaam werk zal door robots verricht kunnen worden. Het gebruik van robots heeft tot gevolg dat bepaalde arbeidsplaatsen zullen verdwijnen. Componenten van een computer Moederbord Het moederbord is het centrale onderdeel van de computer waarmee alle andere componenten verbonden zijn. Het is echter niet zomaar een doorgeefluik. Het moederbord voert belangrijke functies uit met de chips die erop zitten. Kort samengevat kun je zeggen dat het moederbord invloed heeft op of beslissend is voor de snelheid van de computer, de soort processor die je kunt gebruiken, het type en de snelheid van het RAM geheugen dat je kunt gebruiken. Even voor de technici: Op het moederbord monteer je het werkgeheugen (RAM chips) in de geheugenslots; de processor in de processorvoet; een videokaart in een pci-express slot (bus); een geluidskaart in een pci-express slot (bus); een harde schijf via een satakabel.
Videokaart Een videokaart is uitbreidingskaart waarop een monitor of LCD scherm aangesloten kan worden. Je hebt ze tegenwoordig met een analoge aansluiting, een DVI-aansluiting en/of een HDMI-aansluiting. Je bevestigt de videokaart in een van de pci-express aansluitingen op het moederbord. Via de analoge-, DVI- of HDMI-aansluiting kun je daarna de monitor aansluiten. Andere uitbreidingskaarten of interfacekaarten De zojuist besproken videokaart is een voorbeeld van een uitbreidingskaart of interfacekaart van een computer. Andere uitbreidingskaarten zijn bijvoorbeeld een netwerkkaart of een geluidskaart. Via de uitbreidingskaarten kun je de mogelijkheden of capaciteiten van je computer vergroten.