1 Informatieverwerkende systemen

Hoofdstuk 3
3
Hardware
3.1
Hardware
Tijdens de ICT-lessen in de onderbouw heb je de functie van de verschillende componenten van de hardware bestudeerd. In dit hoofdstuk leer je de werking van deze
componenten. Om een voorbeeld te geven: in de onderbouw is de functie van de harde
schijf (opslag van software en data) behandeld. Nu wordt in meer detail uitgelegd hoe de
software en data worden vastgelegd.
Na












verwerking van dit hoofdstuk kun je:
het basisschema van een computer beschrijven;
de termen bus, klok, CPU, werkgeheugen en achtergrondgeheugen omschrijven;
de bouw en de werking van de bus uitleggen;
verschillende soorten computers beschrijven;
de werking van de CPU uitleggen;
het verschil tussen machinetaal, assembleertaal en hogere programmeertalen
uitleggen;
de functie van het werkgeheugen en het achtergrondgeheugen uitleggen;
de begrippen RAM, cache, ROM, PROM, EPROM en EEPROM verklaren;
het verschil tussen de soorten cache uitleggen;
de werking van magnetische, optische en elektronische opslag uitleggen;
een aantal soorten achtergrondgeheugens noemen;
de verschillende randapparaten omschrijven en aangeven hoe ze werken.
1 BASISSCHEMA VAN DE COMPUTER
VERWERKEN
1
In het informatieboek staat een computer schematisch weergegeven als een aantal min
of meer zelfstandige componenten die via een kabel met elkaar communiceren. In het
informatieboek staat ook het model van de kabeltelevisie.
a
b
Met welke component uit het computersysteem is de televisie te vergelijken?
Met welke component uit het computersysteem is de harddiskrecorder te vergelijken?
2
In het informatieboek staat: “De harddiskrecorder in de klas is aangesloten op de kabel.
Vanuit de recorder gaat een kabel naar de tv. Televisieprogramma's worden via de kabel
doorgegeven.”
Het lijkt of deze tekst niet klopt. Het tv-toestel is immers niet rechtstreeks op de kabel
aangesloten, maar via een verbindingskabel met de harddiskrecorder.
a Geef argumenten waarom de tekst toch klopt.
b Waarom kun je deze situatie goed vergelijken met de verschillende componenten die
in een computersysteem zijn aangesloten op de bus?
ENIGMA
3.2
Verwerkingsboek
3
In het boek wordt het voorbeeld gegeven dat de processor een letterteken naar de
printer wil sturen. Dit schema hoort bij dat voorbeeld.
Leg uit waarom bij deze transactie de lijnen naar de processor en de printer helemaal
doorlopen en de lijnen naar het toetsenbord en werkgeheugen stoppen.
4
Bij een transactie is altijd sprake van een stuurgegeven, meestal van een apparaatadres
en vaak van data.
a Leg uit wat de functie is van het stuurgegeven.
b Leg uit wat de functie is van het apparaatadres.
5
De bus is opgebouwd uit veel draadjes, die functioneel te scheiden zijn in een databus,
adresbus en controlbus.
a Zet bij het cijfer de juiste letter
I
databus
A stuurgegeven
II
adresbus
B gegevens
III controlbus
C geheugenadres
b
De busbreedte van de databus is een veelvoud van 8.
Leg uit waarom dat zo is.
6
In het informatieboek staan meerdere voorbeelden van embedded systems.
Geef drie voorbeelden van embedded systems.
7
In
a
b
c
het informatieboek staat dat terminals „dom‟ kunnen zijn.
Wat wordt daar mee bedoeld?
Wat is het verschil tussen een „domme‟ terminal en een netwerkcomputer.
Je staat aan het loket bij de bank. De medewerker tikt op het toetsenbord en leest
het resultaat op de monitor.
Waarom zal hij of zij werken aan een „domme‟ terminal?
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
3.3
Hardware
TOEPASSEN
8
Op de afbeelding hieronder zie je een open computer. Zet de letters onder elkaar en zet
achter de letter de naam van de juiste component:
 harde schijf;
 dvd-speler en dvd-brander;
 koeler met daaronder de CPU;
 chipset van de pc;
 werkgeheugen;
 voeding;
 PCI-sloten;
 PCI-Express voor videokaart.
D
F
F
A
G
B
E
H
C
G
9
De bus is op deze afbeelding niet of nauwelijks te herkennen.
Waar moet je kijken om de bus goed te kunnen zien?
10
In het boek heb je gelezen dat de verschillende componenten van een computersysteem
via de bus met elkaar communiceren.
a Welke componenten op de bovenstaande afbeelding zijn direct aangesloten op de
bus?
b Welke componenten op de bovenstaande afbeelding zijn indirect aangesloten op de
bus?
c. Hoe zijn de componenten uit vraag b verbonden met de bus?
ENIGMA
3.4
Verwerkingsboek
11
De PC-AT had een 24-bits adresbus.
Hoeveel werkgeheugen kon deze PC maximaal adresseren?
12
Stel dat het toetsenbord een teken naar het geheugen wil sturen. In dezelfde kloktik wil
de printer een teken halen uit het geheugen.
Is dat een probleem?
13
In het boek staan een aantal verschijningsvormen van een computersysteem: embedded
systems, supercomputer, mainframe, server, pc, terminal.
Zet bij elk van de onderstaande toepassingen welk type computer er waarschijnlijk
gebruikt zal worden en leg uit waarom.
a
b
c
d
e
administratie van een academisch ziekenhuis.
leerlingenadministratie op een middelbare school.
verwerking van de boekingen bij de Postbank.
de wereldkampioen schaken verslaan.
de regeling van airco in de auto.
In de volgende opdrachten werk je met MMLogic.
In de simulatie wordt data naar het geheugen weggeschreven en vervolgens weer uit het
geheugen gelezen. Daarbij wordt gebruik gemaakt van een 8-bits databus, een 8-bits
adresbus en een 1-bit controlbus. De simulatie is simpel gehouden: er is geen busarbiter
en geen klok.
Een van de componenten die we zullen gebruiken is Memory
Memory
data in
status
adres
256 bytes geheugenchip
data out
De geheugenchip van MMLogic heeft een 8-bits data
in- en uitgang om gegevens naar het geheugen weg te
schrijven of uit het geheugen te lezen.
Via de 1-bit ingang W kan de status gewijzigd worden:
1 is schrijven naar het geheugen, 0 is lezen uit het
geheugen.
De 8-bits adresingang maakt het mogelijk dat er 256
bytes aan data geadresseerd kan worden.
Het geheugen kan gevuld worden met informatie die in
een tekstbestand is opgeslagen. In de properties van
Memory kan de naam van het tekstbestand opgegeven
worden.
14
Waarom kan deze chip maximaal 256 bytes aan data opslaan?
15
a Start MMLogic
b Open het bestand bus.lgi.
Vraag aan je docent waar het bestand te vinden is.
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
3.5
Hardware
Er is een nieuwe component in dit ontwerp:
Dit is de aarde, die er voor zorgt dat op de ingangen 1, 2 en 3 een 0 komt te staan.
Ground
Geeft als uitvoer altijd een 0.
Door de properties van een Text-component te wijzigen in multiple kun je bepalen welke
tekstregel getoond wordt. De tekstregels staat in een txt-bestand dat door de Textcomponent wordt ingelezen.
16
a Start de simulatie.
In de display van data out staan twee U‟s van Unknown. Als er geen data is
weggeschreven op een bepaalde geheugenplaats staat er standaard U(nknown).
b Zet de statusschakelaar op schrijven.
c Voer het geheugenadres 01 in.
d Voer als data 12 in.
e Herhaal stap c en d voor de volgende waarden:
geheugenadres
02
03
23
38
data
0A
17
B2
67
ENIGMA
3.6
f
g
h
Zet de statusschakelaar op lezen.
Welke waarde staat er in de display van data
Voer het geheugenadres 01 in.
Welke waarde staat er in de display van data
i Voer het geheugenadres 02 in.
Welke waarde staat er in de display van data
j Voer het geheugenadres FF in.
Welke waarde staat er in de display van data
Geef een verklaring voor deze uitkomst.
k Voer het geheugenadres 00 in.
Welke waarde staat er in de display van data
Geef een verklaring voor deze uitkomst.
l Hoe zou dit voorkomen kunnen worden?
m Voer het geheugenadres 23 in.
Welke waarde staat er in de display van data
n Voer het geheugenadres 33 in.
Welke waarde staat er in de display van data
Geef een verklaring voor deze uitkomst.
o Hoe zou dit voorkomen kunnen worden?
Verwerkingsboek
out?
out?
out?
out?
out?
out?
out?
VERDIEPEN
17
In het informatieboek heb je gelezen dat de bus de component in het computersysteem
is waarover de communicatie verloopt. Je zou het idee kunnen krijgen dat er door een
moderne pc een type bus loopt. In theorie zou dat kunnen, maar om de verschillende
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
Hardware
3.7
componenten optimaal te laten presteren zijn er verschillende bustypen in een pc met de
chipset die de communicatie regelt. De chipset bestaat in de moderne computerarchitectuur van pc‟s uit twee chips: de northbridge en de southbridge.
a
b
c
Wat is de functie van de northbridge?
Wat is de functie van de southbridge?
In de afbeelding worden een aantal bustypen genoemd.
Geef de taak van de verschillende bustypen aan.
Kijk voor informatie bijvoorbeeld op:
 http://www.computer.howstuffworks.com
 http://www.wikipedia.nl
18
De afbeelding hiernaast laat een NAS-disk zien.
a Waar staat de afkorting NAS voor?
b NAS-schijven zijn populair om ingezet te worden in een
thuisnetwerk.
Wat zijn de verschillen tussen een standaard externe
harddisk en een NAS-disk?
2 PROCESSORS
VERWERKEN
19
In het informatieboek lees je dat de „intelligentie‟ van een computer in de processor zit.
a Schrijf twee verschillende benamingen voor de processor op.
b Schrijf drie verschillende typen processoren op.
20
Alle processoren werken volgens hetzelfde principe.
a Welke stappen worden steeds uitgevoerd?
b Waarom wordt de term instructiecyclus gebruikt?
21
a Iedere instructie die door de processor wordt verwerkt, bestaat uit een rij bits. In
deze rij bits zit de operatiecode en een aantal operandcodes.
Geef aan wat het verschil is tussen een operatiecode en een operandcode.
b Waarom moeten de operanden vanuit het werkgeheugen eerst naar de registers
worden gekopieerd?
ENIGMA
3.8
Verwerkingsboek
22
Hieronder staat het schema van de opbouw van een processor.
a
b
c
d
Wat is de functie van de Control Unit?
Welke functie hebben de registers?
Noem 2 speciale registers en hun taak.
Wat is de functie van de ALU?
23
a Waarom is men overgegaan van het programmeren in machinecode naar een
assembleertaal?
b Wat wordt bedoeld met: “een assembleertaal is processorafhankelijk”?
24
Een processor kan drie soorten instructies uitvoeren.
a Welke instructies zijn dat?
b Leg uit welke bewerking door de onderstaande instructies wordt uitgevoerd.
LOAD R4, 4567
ADD
R7, R4, R5
TOEPASSEN
In de volgende opdrachten werk je met MMLogic.
In de eerste simulatie kijken we naar de instructies van de ALU (Arithmetic and Logic
Unit), het onderdeel van de CPU dat de rekenkundige en logische bewerkingen uitvoert.
ALU
8 bits unit
carry out
operand A
output F
operand B
overflow V
zero Z
De ALU van MMLogic is een 8-bits unit. Hij heeft twee 8bits ingangen (A en B) voor de operanden.
Met behulp van de 3-bits selector S kunnen de operaties
die de ALU moet uitvoeren gekozen worden: optellen,
aftrekken, vermenigvuldigen, delen, vergelijken en
verschuiven.
selector
S
carry in
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
3.9
Hardware
Functie
S2
S1
S0
Optellen
0
0
0
Aftrekken
0
0
1
Vermenigvuldigen
0
1
0
Delen
0
1
1
Test A=B
1
0
0
Test A<B
1
0
1
Verschuif A naar links
1
1
0
Verschuif A naar rechts
1
1
1
Het berekende resultaat wordt door de ALU gegeven via de 8-bits uitgang F.
Daarnaast zijn er drie 1-bits vlaggen:
Cout
geeft een 1 wanneer het resultaat van de bewerking buiten de limiet van de ALU
valt (< 0 of > 255).
V
geeft een 1 wanneer er een overflow of underflow ontstaat tijdens de bewerking.
Z
geeft een 1 wanneer het resultaat 0 is.
25
a Open het bestand alu.lgi.
b Start de simulatie
c Vul de onderstaande tabel in:
operand A
operand B
selector
I
0
3
0
3
0
II
0
3
0
3
1
III
0
3
0
3
2
IV
0
3
0
3
3
V
0
3
0
3
4
VI
0
3
0
3
5
VII
A
1
A
1
0
VIII
A
1
A
1
2
IX
A
1
A
7
1
X
4
5
5
7
4
XI
4
5
5
7
5
XII
2
0
0
2
6
XIII
2
0
0
2
7
Resultaat
F
Cout
overflow
zero
ENIGMA
3.10
d
e
f
g
h
i
Verwerkingsboek
Verklaar het resultaat van de zero flag in regel VI.
Verklaar het resultaat van de Cout flag in regel VII.
Verklaar het resultaat van de overflow flag in regel VIII.
Verklaar het resultaat van de Cout flag in regel IX.
Wat is de functie van de operatie Verschuif naar Links (zie regel XII tabel).
Wat is de functie van de operatie Verschuif naar Rechts (zie regel XIII tabel).
26
In deze simulatie worden de instructiecode en de twee operanden A en B gehaald uit drie
memorychips. De chips worden aan het begin van de simulatie vanuit tekstbestanden
(operatie.txt, operandA.txt en operandB.txt) voorzien van de benodigde data.
Iedere instructie bevat een specifieke instructiecode met de daarbij behorende
operanden. De counter bevat het adres van de instructie en stuurt die naar de
adresingangen van de memorychips. Door op de pushknop van verhoog pc te klikken
wordt de pc met één verhoogd en de volgende instructie uitgevoerd.
a
b
Open het bestand alu2.lgi.
Start de simulatie.
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
c
3.11
Hardware
Vul de onderstaande tabel in:
counter
operand
A
operand
B
operatiecode
00
0
F
0
3
3
01
0
8
0
3
1
02
0
7
0
6
4
03
0
A
0
B
5
04
0
4
0
5
2
05
0
4
0
4
0
06
0
5
0
8
1
07
0
A
0
A
0
08
4
B
0
F
3
09
4
0
0
A
1
0A
A
A
A
A
4
0B
C
D
B
A
5
0C
1
0
1
0
2
0D
4
3
4
8
0
0E
F
A
3
0
1
0F
1
5
A
1
0
resultaat
Cout
overflow
zero
ENIGMA
3.12
d
e
f
g
h
i
j
Verwerkingsboek
Verklaar het resultaat van de Cout in 06
Verklaar het resultaat in 0A.
Verklaar het resultaat in 0B.
Verklaar het resultaat van de overflow flag in 0C.
Welke functie vervult de counter in deze schakeling?
Welke functie vervullen de drie memorychips in deze schakeling?
Deze schakeling geeft een eerste aanzet tot het ontwikkelen van een eenvoudige
CPU. Je kunt echter nog niet van een echte CPU spreken.
Welke zaken ontbreken in deze schakeling?
27
Bij de instructie ADD R4, R3, R9 hoort de binaire code:
01101101000001000000001100001001
Wat is de vermoedelijke operatiecode van ADD?
28
Uit de voorbeelden in het informatieboek kun je de indruk krijgen dat programmeren een
zeer moeizame bezigheid is. En dat is het ook, als je het in machinecode of een assembleertaal zou willen doen. De meeste programma‟s worden daarom ontwikkeld in hogere
programmeertalen. Het voordeel daarvan is dat het programmeren eenvoudiger is.
Het voorbeeld van een spronginstructie
LOAD
LOOP: ADD
CMP
JNG
R0, 1234
R0, #1
R0, #12
LOOP
wordt in een hogere programmeertaal (Java):
do
{
getal++;
}
while (getal<12);
Daarnaast is een hogere programmeertaal processoronafhankelijk. Een programma dat in
Java geschreven is, kan in principe voor elke machine gebruikt worden. Voor elke
combinatie van een processor en een programmeertaal is een vertolker (interpeter) of
vertaler (compiler) nodig die het programma omzet in machinecode. Een interpeter
vertaalt het programma regel voor regel tijdens de uitvoering van het programma. De
compiler doet dat in één keer. De compiler of interpeter is in principe het enige
programma dat in een assembleertaal moet worden geschreven.
a
b
c
Eind jaren vijftig werden de eerste hogere programmeertalen ontwikkeld.
Waarom is men overgestapt van een assembleertaal naar hogere programmeertalen?
Zoek op het Internet een aantal namen van hogere programmeertalen op.
Wat is het verschil tussen een interpeter en een compiler?
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
Hardware
3.13
29
Kijk eens naar de onderstaande programmacode:
LOAD
LOOP: ADD
CMP
JNG
LOAD
a
b
R0, 1234
R0, #1
R0, #12
LOOP
1234, R0
Stel dat bij het begin van dit deel van het programma op geheugenplaats 1234 het
getal 6 (decimaal) staat.
Wat staat er aan het eind van de bewerking op geheugenplaats 1234?
Stel dat bij het begin van dit deel van het programma op geheugenplaats 1234 het
getal 13 (decimaal) staat.
Wat staat er aan het eind van de bewerking op geheugenplaats 1234?
VERDIEPEN
RISC en CISC
In de zestiger en zeventiger jaren werden processors steeds complexer. Ze bevatten steeds
meer instructies. Een nadeel hiervan was dat niet alle instructies ingebouwd konden worden in
de processor. Daarom werden de meeste processoractiviteiten in de vorm van een
microprogramma in een apart geheugen op de processor gezet, en uitgevoerd door een
microcontroller. Dit werkt vertragend.
Het microprogramma is erop gericht zoveel mogelijk componenten van de processor tegelijk te
laten werken. Dat maakt de CISC-processoren (Complex Instruction Set Computing)
buitengewoon ingewikkeld.
Omstreeks 1985 werd een nieuwe trend zichtbaar: back to basics. Weg met het
microprogramma. Een nieuw ontwerp van processors gebruikt de “Reduced Instruction Set
Computing”, de RISC-processor Deze processor heeft een kleine instructieset en geen
microprogramma, dat apart moet worden uitgevoerd. RISC-processors zijn daarom veel sneller
dan CISC-processors.
Om een voorbeeld te geven:
De CISC-instructie ADD start een microprogramma dat uit de geheugenplaatsen 1234 en 1235
een getal haalt en de uitkomst in geheugenplaats 1236 zet.
ADD
1236, 1234, 1235
Dezelfde bewerking uitgevoerd door een RISC-processor ziet er als volgt uit:
LOAD
R1, 1234
LOAD
R2, 1235
ADD
R3, R1, R2
STORE 1236, R3
De RISC-processor gebruikt 4 instructies tegenover 1 instructie van de CISC-processor. Het
lijkt daardoor langzamer, maar de CISC-processor moet het microprogramma dezelfde
bewerking laten uitvoeren. Daarin worden ook de registers gebruikt.
Processors van Intel en AMD behoren tot het type CISC. De PowerPC en de ARM zijn RISCprocessors. Deze blijken kleiner, goedkoper en zuiniger te zijn. De ARM, die in
palmtopcomputers wordt toegepast, kan tientallen uren draaien op 2 penlite-batterijen.
30
Leg uit wat het verschil is tussen een CISC-processor en een RISC-processor.
ENIGMA
3.14
Verwerkingsboek
31
De opzet van een processor kan worden vergeleken met een zakrekenmachine. Een
dergelijk rekenmachine heeft meerdere registers waar getallen in passen: een
invoerregister, een resultaatregister en eventueel een hulpregister. De gebruiker
activeert de “ALU” door bijvoorbeeld op de maal-knop te drukken. De ALU
vermenigvuldigt dan het getal in het invoerregister met het getal in het resultaatregister.
Het resultaat komt in het resultaatregister. De gebruiker is de regelaar (control unit). Hij
voert een welgekozen reeks instructies uit, die hij eventueel eerst op het kladblok heeft
geschreven (het geheugen). Een processor is een geautomatiseerde rekenmachinegebruiker. Hij haalt de instructies uit het geheugen, hij haalt de getallen uit het
geheugen en drukt op de juiste ALU-knopjes.
Hieronder zie je een programma in machinecode:
HERHAAL:
KLAAR:
LOAD
LOAD
LOAD
CMP
JNL
ADD
ADD
ADD
JMP
...
R1, #0
R2, #1
R3, #1
R3, 1200
KLAAR
R1, R1, #1
R2, R2, #2
R3, R3, R2
HERHAAL
JMP HERHAAL betekent spring naar het label HERHAAL.
JNL KLAAR
betekent spring naar het label KLAAR als het getal in register R3 niet kleiner
is dan het getal op het adres 1200.
a
b
c
d
e
f
Stel dat op het adres 1200 het getal 25 staat.
Welk getal vind je dan in register 1 als het programma klaar is?
Voer het programma ook uit als er op het adres 1200 het getal 9 staat.
Welk getal vind je nu in register 1?
Welk getal vind je in register 1 als op het adres 1200 het getal 14 staat?
En welk getal vind je in register 1 als op het adres 1200 het getal 7 staat?
Welke bewerking wordt door het programma uitgevoerd?
Wat gebeurt er als op het adres 1200 een negatief getal staat?
3 HET WERKGEHEUGEN
VERWERKEN
32
Wat is de functie van het RAM geheugen?
33
In moderne pc speelt het cache-geheugen een belangrijke rol.
a Waarvoor wordt het cache-geheugen gebruikt?
b Wat is het verschil tussen L1 cache en L2 cache?
34
Wat is de functie van het ROM geheugen?
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
Hardware
3.15
35
Leg het verschil uit tussen ROM, PROM, EPROM en EEPROM.
TOEPASSEN
36
Leg in eigen woorden uit wat de Von Neumann-architectuur betekent voor het ontwerp
van een moderne pc.
37
Leg uit wat er fout is in de volgende redenering:
“Tegenwoordig is een groot werkgeheugen minder belangrijk, want de mensen kopiëren
hun bestanden toch naar een USB-sleutel.”
Flashgeheugen
Onder flashgeheugen ("Geheugenkaart") verstaat men een niet-vluchtige vorm van elektronische
dataopslag op basis van de EEPROM-techniek. Deze techniek maakt het mogelijk om d.m.v. één
programmeeractie op verschillende plekken in het geheugen te schrijven of te wissen.
Flashgeheugen is 'persistent' geheugen: het behoudt de data als de spanning wordt afgezet.
De naam "FLASH" is ontstaan, omdat dit type EEPROM in één keer (in een flits) volledig of
gedeeltelijk gewist kan worden, om er vervolgens iets anders in te schrijven.
Flashgeheugen wordt onder andere gebruikt als BIOS-ROM in pc's, in MP3-spelers en USB-sleutels.
Het wordt ook gebruikt in geheugenkaarten voor digitale camera's, mobiele telefoons en PDA's.
Flashgeheugen wordt veel gebruikt om ingebedde systemen te booten en om configuratiedata op
te slaan in plaats van op een gewone harde schijf zoals in een pc. Om een aantal redenen wordt
vaak schrijftoegang tot het bestandssysteem op de flash genegeerd; tenzij voor upgrades van
dergelijke systemen. Door een ontbreken van mechanische onderdelen (zoals die aanwezig zijn in
een harde schijf), is flashgeheugen ook robuuster en daardoor te prefereren bij ontwerpen die niet
vast gemonteerd zijn. In de toekomst zal flashgeheugen worden gekoppeld, zodat er meer dan 32
Gigabytes te gebruiken zijn.
Een van de grote nadelen van flashgeheugen is dat de schrijftoegang zeer traag is. Alvorens een
dataonderdeel gewijzigd kan worden, moet een volledige sector gewist worden (alle bits worden op
'1' gezet), waarna de nodige bits op '0' gezet worden. Een typische grootte van een flashchip is 64
kB: om een byte te wijzigen (bijv. een karakter), moeten er meer dan 64.000 bytes worden gewist
en herschreven.
bron: www.wikipedia.nl
38
Lees het artikel over flashgeheugen.
a Waar komt de naam “flash” vandaan?
b Wat wordt bedoeld met persistent geheugen?
c Geef van de volgende geheugentypen aan of ze persistent zijn:
 RAM
 Cache
 ROM
d Wat is een nadeel van flashgeheugen?
ENIGMA
3.16
Verwerkingsboek
4 HET ACHTERGRONDGEHEUGEN
VERWERKEN
39
Er wordt een onderscheid gemaakt tussen drie manieren om gegevens op te slaan:
magnetisch, optisch en elektrisch.
Leg uit hoe op een magnetische schijf de informatie wordt vastgelegd.
40
Je ziet hier schematisch een tekening van een
magnetische schijf.
a Hoe wordt een magnetische schijf ingedeeld?
b Kijk naar de afbeelding.
Welke letter wordt als eerste gelezen?
c De letters D, R en G staan op spoor 0.
In welk speciaal bestand zullen deze letters
waarschijnlijk staan?
d Op de tekening zie je een schijf met één leesen schrijfkop.
Hoe is dat in werkelijkheid bij een harde schijf?
e Leg uit dat grote clusters inefficiënt zijn om de
beschikbare opslagruimte optimaal te benutten.
41
Leg uit hoe op een optische schijf de informatie wordt vastgelegd.
42
a Leg het verschil uit hoe de data op een CD-ROM en op en CD-R wordt gezet.
b Hoe wordt een CD-RW gewist?
43
Op een DVD kan meer informatie gezet worden dan op een CD.
Leg uit hoe dat mogelijk is.
TOEPASSEN
44
De diskette is jarenlang een populair medium geweest voor de opslag van data. In ieder
pc zat standaard een diskettestation (diskdrive). In deze tijd worden nieuwe pc vaak
zonder diskdrive geleverd. De populariteit van de diskette is tanende.
a Waarom is de populariteit van de diskette afgenomen?
b Welk opslagmedium heeft met name de rol van de diskette overgenomen.
c Verklaar de populariteit van het nieuwe medium.
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online
Hoofdstuk 3
Hardware
computeradvertenties begin deze eeuw
3.17
3.18
ENIGMA
Verwerkingsboek
45
Op de vorige bladzijde zie je een aantal computeradvertenties uit het begin van deze
eeuw (januari 2000). Bekijk de advertenties goed en beantwoord vervolgens de vragen.
a Welk type CPU was in die tijd toonaangevend?
b Hoe groot was standaard het werkgeheugen (RAM) in een pc zat?
c Wat was de snelheid van het geheugen?
d Wat was de grootte van de cache?
e Hoe groot waren de harde schijven?
f Welke andere typen achtergrondgeheugen werden er standaard meegeleverd?
46
Zoek op het Internet, kranten en computertijdschriften een aantal computeradvertenties.
Bekijk de advertenties goed en beantwoord vervolgens opnieuw de vragen voor de
computers van vandaag.
a Welk type CPU is toonaangevend?
b Hoe groot is standaard het werkgeheugen (RAM) in een pc zit?
c Wat is de snelheid van het geheugen?
d Wat is de grootte van de cache?
e Hoe groot zijn de harde schijven?
f Welke andere typen achtergrondgeheugen worden er standaard meegeleverd?
47
Voor het maken van een backup wordt nog steeds
gebruik gemaakt van een tapestreamer. Om
muziek vast te leggen kun je gebruik maken van
een audiotape.
a Wat is de overeenkomst tussen beide vormen
van opslag als je kijkt naar de manier waarop
de informatie vastgelegd en gelezen wordt?
b Wat is het nadeel van deze wijze van opslaan?
c Een harde schijf en een cd of dvd hebben dat
nadeel niet.
Hoe wordt daar de informatie vastgelegd en
gelezen?
VERDIEPEN
48
Lees het onderstaande artikel en beantwoord de vragen.
Zoek indien nodig ook op het Internet naar extra informatie, bijvoorbeeld op:
 http://www.computer.howstuffworks.com
 http://www.wikipedia.nl
De snelheid van een computer
Er is niets frustrerender dan te moeten wachten tot de computer een bestand geopend
heeft, een printopdracht heeft verwerkt of een opdracht heeft uitgevoerd. Daarom is de
snelheid van een computersysteem een belangrijk aspect. De volgende factoren bepalen
hoe snel een computer werkt:

Type CPU

Kloksnelheid CPU

Cache

Bus

RAM

Harde schijf
Copyright
© 2007 -(met
2011name
ENIGMA-online

Videokaart
bij games)
Hoofdstuk 3
a
b
c
d
Hardware
3.19
De snelheid van de CPU wordt voor een deel bepaald door de kloksnelheid.
Welke andere factoren spelen hierbij een rol?
Leg uit hoe de grootte van de cache (L1 en L2) invloed heeft op de snelheid van een
computersysteem.
Leg uit waarom de grootte van het RAM invloed heeft op de snelheid van een
computer.
Waarom is een snelle videokaart zo belangrijk voor het spelen van moderne games?
49
RAID (Redundant Arrays of Independent Disks) is de benaming voor een aantal
methodes voor fysieke data-opslag op harde schijven waarbij de gegevens over meer
schijven verdeeld worden (snelheidswinst), op meer dan 1 schijf worden opgeslagen
(beveiliging), of beide (snelheidswinst en beveiliging tegen gegevensverlies).
Er zijn verschillende RAID-niveaus, waarvan RAID0, RAID1 en RAID5 de populairste zijn.
Zoek uit wat deze RAID-niveaus inhouden.
5 RANDAPPARATUUR
VERWERKEN
50
In het informatieboek heb je kunnen lezen dat randapparaten over een controller
beschikken.
a Wat is de taak van de controller?
b Leg aan de hand van het toetsenbord uit wat de I/O-processor doet.
51
In het informatieboek staan een aantal invoerapparaten beschreven. Beantwoord over
deze apparaten de volgende vragen.
a Leg de werking van een standaardmuis uit.
b Waarom gebruikt men soms een trackball in plaats van een muis?
c
d
OCR-programma‟s kunnen niet helemaal foutloos een tekst omzetten
Wat betekent de afkorting OCR?
Waarom kunnen deze programma‟s niet helemaal foutloos een tekst omzetten?
52
In het informatieboek staan een aantal uitvoerapparaten beschreven. Beantwoord over
deze apparaten de volgende vragen.
a Leg de werking van een CRT-monitor uit.
b Leg de werking van een inkjet printer en laserprinter uit.
c Noem twee soorten plotters.
d In welke bedrijfstakken worden plotters gebruikt?
e Waar komt naam modem vandaan?
f Wat is een protocol?
ENIGMA
3.20
Verwerkingsboek
TOEPASSEN
53
Drivers
In het boek heb je gelezen dat er niet alleen een grote verscheidenheid aan randapparatuur
bestaat, maar dat er ook verschillende typen van eenzelfde apparaat zijn. Zo zijn er bijvoorbeeld
verschillende type scanners, printers, beeldschermen. Dit geeft een extra probleem, want de
verschillende typen spreken meestal niet dezelfde taal. Dit is een softwareprobleem. Het
besturingssysteem verzorgt de communicatie tussen de applicaties en de randapparatuur.
Daartoe moet het besturingssysteem de beschikking hebben van een speciaal programma dat de
informatie bevat over de taal en het protocol dat een bepaald apparaat vereist: een driver.
Een besturingssysteem moet dus onder andere de beschikking hebben over een printerdriver. Elk
type printer werkt met een eigen printerdriver. Daarom wordt bij een besturingssysteem als
Windows printerdrivers voor een groot aantal gangbare typen printers geleverd. Ook wordt bij
een nieuwe printer de drivers behorende bij de gangbare besturingssystemen geleverd.
In het informatieboek wordt gesproken over een controller. In het artikel hierboven
spreekt men over drivers.
Wat is het verschil tussen een controller en een driver?
54
Als leerling die het vak informatica in zijn examenpakket heeft, sta jij bekend als een
computerexpert. Vrienden en bekenden vragen je om advies bij de aanschaf van een
computersysteem. Wanneer jij advies geeft, houd je rekening met wat de gebruiker er
mee wil doen en natuurlijk probeer je ook een systeem samen te stellen dat niet te duur
is.
a De buurvrouw komt bij je. Ze wil een nieuwe computer aanschaffen voor zichzelf en
haar man. Ze geeft aan dat ze de computer niet veel gebruiken, alleen voor e-mail,
internetten en tekstverwerken.
Stel een pc voor de buurvrouw samen.
b Een van je vrienden is een fanatieke gamer. Hij wil een nieuwe pc kopen.
Stel een pc voor hem samen.
c Je oom belt op. Hij wil een nieuwe pc kopen. Zijn hobby‟s zijn fotografie en videofilms
maken.
Stel een pc voor hem samen.
VERDIEPEN
55
In het informatieboek wordt gesproken over verschillende soorten beeldschermen. De
werking van een CRT-monitor wordt daar uitgebreid besproken.
Beantwoord de onderstaande vragen en zoek op het Internet naar extra informatie,
bijvoorbeeld op:
 http://www.computer.howstuffworks.com
 http://www.wikipedia.nl
a
b
c
Hoe werkt een LCD monitor?
Waarin verschilt een TFT monitor van een LCD monitor?
Hoe weet een touchscreen waar jij het scherm hebt aangeraakt?
Copyright © 2007 - 2011
ENIGMA-online