Inhoudsopgave - Informatica Erwin Westra A5F 2007-2008

Verslag praktijkopdracht
Module II hoofdstuk 3
Titel: Opbouw en werking van de computer (1)
Deel 1
Groep: Bij gebrek aan iets beters.
Naam: Erwin Westra
Naam: Paula de Jong
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
INHOUDSOPGAVE
Inhoudsopgave .................................................................................................................. 2
voorbereiding ..................................................................................................................... 3
Groepssamenstelling........................................................................................................ 3
Werkafspraken ................................................................................................................. 3
Verdiepingsprogramma .................................................................................................... 3
Definitie .............................................................................................................................. 4
Kern van de opdracht ....................................................................................................... 4
Producten ......................................................................................................................... 4
Faciliteiten ........................................................................................................................ 4
Ontwerp .............................................................................................................................. 5
Plan van aanpak............................................................................................................... 5
Fasering ........................................................................................................................ 5
Planning ........................................................................................................................ 5
Extra faciliteiten ................................................................................................................ 6
Realisatie ............................................................................................................................ 7
Evaluatie ........................................................................................................................... 12
Opmerkingen na afloop van de opdracht. ...................................................................... 12
Beoordeling .................................................................................................................... 12
Bijlagen............................................................................................................................. 13
2
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
VOORBEREIDING
Groepssamenstelling
Groep: Bij gebrek aan iets beters.
Docent: Klaas Klok
Klas: A5F
Titel van de opdracht: Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Groepsleden
Erwin Westra A5F [email protected] 050-4093203
Paula de Jong A5F [email protected] 050-3094164, 050-5426958.
Werkafspraken
Hieronder staan onze werkafspraken:
- We komen bij elkaar voor overleg tijdens informatica en tijdens ons keuze-uur, indien
nodig houden we spoedoverleg over msn.
- We maken de verslagen in principe samen en sturen aan het eind van de les steeds de
nieuwste versie naar elkaar voor het geval dat iemand een keer ziek is.
- Zie punt één, naast msn gebruiken we verder ook de telefoon en e-mail.
- De bestanden worden op school opgeslagen en vervolgens naar elkaar gemaild zodat
beiden de juiste versies hebben.
Verdiepingsprogramma
Er is geen stof uit het verdiepingsprogramma gebruikt.
3
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
DEFINITIE
Kern van de opdracht
Het leren hoe een PC op hardwarematig gebied werkt en de juiste computer voor het soort
werk te kunnen kiezen waarvoor deze nodig is.
Producten
De opdracht levert de volgende producten op:
o Plan van aanpak
o Basisinformatie
o Folders
o Tabel met bepalende factoren voor de snelheid en een toelichting daarop
o Advies met motivatie
o Persoonlijke evaluatie
Faciliteiten
Voor deze opdracht hebben wij nodig:
o Een computer met een tekstverwerker
o Internettoegang
4
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
ONTWERP
Plan van aanpak
Hier staat ons plan van aanpak, deze bestaat uit de fasering, de planning en de eventuele extra
faciliteiten.
Fasering
Hier is de verdeling van de opdracht in een aantal activiteiten met het bijbehorende resultaat.
Activiteiten
Folders verzamelen
Informatie zoeken
Uitzoeken werking CVE
Uitzoeken verschillende
soorten RAM-geheugen
Uitzoeken soorten harddisks
Uitzoeken soorten DVD’s
Uitzoeken factoren die
bepalend zijn voor de
snelheid
Product
Folders
Informatie van internet
Informatie uit de mediatheek
Informatie uit de bibliotheek
Beschrijving werking CVE
Beschrijving van de
verschillende soorten RAMgeheugen
Beschrijving verschillende
harddisks inclusief
overdrachtssnelheid etc.
Beschrijving van de
verschillende soorten dvd’s
Beschrijving van de factoren
die bepalend zijn bij de
snelheid
Planning
Hier staat de planning van de verschillende activiteiten genoteerd.
Activiteit
Planning
Aantal
Aantal
Door
uren
uren
(van … tot)
gepland
besteed
Informatie van
19 nov – 10
2 uur
+-4 ½ uur beide
internet
dec
Informatie uit de
19 nov – 10
2 uur
0 uur
geen
mediatheek
dec
Uitzoeken werking
CVE
Verschillende
soorten RAMgeheugen
19 nov – 17
dec
19 nov – 17
dec
2 uur
+- 3 uur
Erwin
2 uur
+- 2 uur
Erwin
Opmerking
Informatie
zoeken op
internet was
al uitgelopen
Relevante
informatie
was minder
snel te vinden
5
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
dan gedacht
Soorten Harddisk
Soorten DVDs
Bepalende factoren
snelheid.
19 nov – 17
dec
19 nov – 17
dec
2 uur
+- 2 uur
Paula
2 uur
+- 3 ½ uur
Paula
17 dec
2 uur
+- 1 uur
beide
Moeilijk
relevante
informatie te
vinden
Keuze uur
viel uit
Extra faciliteiten
Geen extra faciliteiten nodig.
6
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
REALISATIE
De Centrale Verwerkingseenheid (CVE / CPU)
De CVE is het brein achter de computer en zijn taak is het uitvoeren van een volgorde van
opgeslagen instructies, het geheel wordt dan een programma genoemd. De CVE in
hedendaagse Pc’s werkt volgens het Von Neumann model en kent vier stappen in het
verschaffen van informatie.
1.
2.
3.
4.
Ophalen
Decoderen
Uitvoeren
Terugschrijven
Ophalen:
Bij het ophalen wordt er telkens een instructie (vaak in numerieke waarden) uit de
programmacode opgehaald. De locatie van de instructie wordt hier gedefinieerd door de
Program Counter of Programma Teller. Deze houdt dus bij waar de CPU bezig is in het
programma om dubbele uitvoeringen te voorkomen.
Decoderen:
In deze stap wordt de instructie opgebroken in kleinere stukjes data die waarde hebben voor
de CVE. De instructie wordt zo verwerkt dat er een onderscheid wordt gemaakt tussen de
instructie en de benodigde informatie om die uit te voeren (Programmeertalen, geheugen,
registers enz.) Vaak zitten er bij complexere CVE constructies ook een microprogramma die
de CVE bij het “vertalen” van de instructie helpt. Deze kan soms nog opnieuw
geprogrammeerd worden, waardoor de CVE instructies anders leest en dus andere informatie
er uitkomt.
Uitvoeren:
Deze stap spreekt voor zich. Nadat de instructie gelezen is wordt deze uitgevoerd. Hiervoor
kunnen verschillende delen van de CPU samenwerken om tot een goed resultaat te komen. Dit
is vooral voor rekenkundige(+,-,x,:) en logische (<, >) bewerkingen. Dit gebeurt in het
rekenorgaan of de reken- en logische eenheid (Arithmetic Logic Unit of ALU) Het besturen
van de computer gebeurt in het besturingsorgaan of de controle-eenheid. Het besturingsorgaan
bepaalt o.a. wat er naar het intern geheugen geschreven wordt of eruit gelezen wordt,
ontcijfert opdrachten en stuurt vervolgens elektrische signalen naar de onderdelen die deze
opdracht moeten uitvoeren.
Terugschrijven:
Nu schrijft de CVE simpelweg zijn resultaten naar een vorm van geheugen, zij het tijdelijk of
permanent. Vaak wordt het ook tijdelijk bewaard in een CVE register voor makkelijke
7
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
toegang voor andere opvolgende instructies. Deze resultaten kunnen nu weer de
instructievolgorde (het programma) beïnvloeden.
RAM:
RAM is een vorm van computer data opslag. De naam RAM staat voor Random Access
Memory en is afgeleid van het feit dat het data in een willekeurige volgorde kan worden
opgeslagen en opgevraagd worden.
Er zijn verschillende soorten RAM.









DRAM (Dynamic Random Access Memory)
SRAM (Static Random Access Memory)
EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)
FLASH
SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)
DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)
DDR2 SDRAM
DDR3 SDRAM
- DRAM:
DRAM is een type RAM waarbij elke bit aan data in een afzonderlijke condensator wordt
opgeslagen. Aangezien een condensator zijn lading langzaamaan verliest en dus de data
langzaam “verloren gaat” moet er een periodieke oplading zijn om de informatie te behouden.
Hierdoor wordt deze vorm van RAM als dynamisch beschouwt. Deze vorm van RAM heeft
een voordeel op SRAM aangezien deze aanzienlijk minder transistors per bit aan data nodig
heeft. Wanneer er geen stroomtoevoer meer is gaat de data verloren.
- SRAM:
SRAM is een statische soort van RAM omdat deze in tegenstelling tot DRAM niet opnieuw
geladen hoeft te worden om zijn data te behouden. Daarentegen worden er veel meer
transistors per bit aan data gebruikt. Net als DRAM gaat de data verloren als er geen
stroomtoevoer meer aanwezig is.
- EPROM:
EPROM behoudt zijn informatie ook terwijl er geen stroomtoevoer is, oftewel het heeft een
niet-vluchtig geheugen. Hoewel hij de naam ROM (Read Only Memory, oftewel Alleen
Lezen Geheugen) draagt, is het mogelijk om de chip te wissen. Dit gaat met behulp van sterk
ultraviolet licht. Daarna kan hij weer opnieuw beschreven worden. Dit proces kan een aantal
keer herhaald worden, afhankelijk van de kwaliteit van de chip. Sinds 1995 wordt steeds
vaker EEPROM gebruikt en sinds 2000 Flash geheugen. Door het feit dat een chip dus
meerdere malen andere data kan bevatten wordt het als een vorm van RAM gezien.
- EEPROM:
EEPROM is eigenlijk een update van de EPROM. Het grootste verschil afgezien van
capaciteit en werksnelheid is hoe de chip wordt gewist en opnieuw beschreven. Gebeurde dit
bij de EPROM nog met ultraviolet licht, wordt het bij EEPROM met elektrische lading
gedaan. Een nadeel van deze vorm van overschrijvingen was dat er een elektrische lading
opbouwde in de chip en dat er na een tijd de oversprong tussen de binaire datastukjes niet
meer werden gemaakt. Oftewel de laatst geschreven data blijft staan.
8
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
-
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
FLASH:
Flash geheugen is een specifieke vorm van EEPROM met het grote voordeel dat er grote
blokken data tegelijk kunnen worden herschreven, wat betekend dat data sneller en
makkelijker overgezet kan worden en de toegangssnelheden zijn aanzienlijk beter. Het is dan
ook de dominerende techniek in USB sticks, MP3-spelers en andere draagbare media
apparaten. Nog een groot voordeel ten opzichte van EEPROM is dat het vele malen langer
meegaat.
- SDRAM:
SDRAM is een versie van DRAM die synchroon loopt met de interne klok van de computer.
Terwijl DRAM zo snel mogelijk data wil verwerken, voert SDRAM een opdracht uit per
kloksignaal. Door de synchronisatie met de processor kan de SDRAM chip een complexere
uitvoermethode hebben dan DRAM.
- DDR, DDR2, DDR3 SDRAM:
Deze serie van SDRAM verzend meerdere stukken data per kloksignaal. DDR SDRAM
verzendt 2x zoveel data per kloksignaal als normale SDRAM. DDR2 en DDR3 zijn niks
anders dan snellere versies van DDR. Met respectievelijk 4x en 8x de transmissiesnelheid van
het originele SDRAM.
Soorten Harddisks:
- De Mechanische Harddisk (ook wel HDD (Hard Disk Drive) Hard disk, Harde
schijf, Fixed disk) het apparaat in de computer waar het vaste geheugen (geheugen dat
blijft bestaan als de energietoevoer stopt) opgeslagen wordt. Tegenwoordig worden
verschillende vormen HDDs ook in andere vormen gebruikt in andere apparatuur
(bijvoorbeeld iPods en dergelijke). De data wordt door middel van magnetisering op
een schijf vastgelegd. In tegenstelling tot RAM is bij HDD de fysieke ligging van de
data wel van belang ( net zoals bijvoorbeeld op een cd de volgorde van de nummers
niet veranderd kan worden). De toegangssnelheid ligt rond de 10 ms en de overgangs
snelheid is meestal 1Gbit/s of meer.
- De SSD (Solid State Drive) wordt net als de HDD gebruikt als vast geheugen voor
computers. In een SSD wordt echter vooral gebruik gemaakt van halfgeleiders zoals
transistors en chips. Het geheugen word opgeslagen door op een dunne film van
magnetisch materiaal bepaalde delen te magnetiseren. De gemagnetiseerde delen
worden bubbles genoemd en deze vorm van geheugen dus ook bubble-memory. Elke
bubble is een bit aan informatie. De toegangs snelheid van SDD is verwaarloosbaar
klein en de overgangs snelheid is net als bij HDD 1Gbit/s of meer.
Soorten DVDs:
-
DVD-R : Dit zijn eenmalig beschrijfbare single layer DVD's met een opslagcapaciteit van
(ongeveer) 4,7 GB, werkend volgens de DVD- standaard.
DVD-RW: Dit is een herschrijfbare single layer DVD met een opslagcapaciteit van 4,7 GB,
eveneens werkend volgens de DVD- standaard.
DVD+R: Dit is een eenmalig beschrijfbare single layer DVD met een opslagcapaciteit van 4,7
GB, maar werkend volgens de DVD+ standaard.
DVD+R9: Dit zijn eenmalig beschrijfbare dual layer DVD's met een opslagcapaciteit van 8,5
GB (!), werkend volgens de DVD+ standaard.
9
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
-
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
DVD+RW: Dit zijn herschrijfbare single layer DVD's met een opslagcapaciteit van 4,7 GB,
werkend volgens de DVD+ standaard.
De overdrachts snelheden worden bij DVDs aangegeven met termen als 1x 2x 4x 6x 8x
12x en 16x. De toegangs snelheden liggen tussen over het algemeen tussen de 85 en de
250 ms. De overdrachts snelheden liggen tussen de 11,1 Mbit/s bij 1x en 177,3 Mbit/s bij
16x DVDs.
Factoren die de snelheid van de computer bepalen:
Een van de belangrijkste factoren die meespeelt bij het bepalen van de snelheid van een
computer is de snelheid en rekenkracht die de CPU kan leveren. Hierbij spelen
verschillende dingen mee, zoals de FPU (floating point unit), maar ook het cache
geheugen, de opbouw (cycly per cpu instructie, ideaal is 1 cyclus per instructie) en de
kloksnelheid.
Ook belangrijk is het main board. Vooral de FSB (front side bus) klok, de opbouw van
de chipset en de busstructuur zijn hier belangrijk.
De FSB klok bepaalt hoe snel het normale RAM werkt. Bij de opbouw van de chipset is
vooral de verbinding tussen de North bridge en de South bridge belangrijk. De North
bridge bedient het RAM en staat in directe verbinding met de CPU, de South bridge
bestuurt IDE,(floppy/cdrom/harddisk), USB, toetsenbord, printerpoort en meer. De
busstructuur (meestal PCI en 1 AGP poort) : PCI (verbindingen voor bijvoorbeeld
uitbreidingen zoals video en geluidskaarten) heeft een bandbreedte van (bijvoorbeeld)
133MB/s maar moet dit wel delen over alle PCI sloten.
Verder hangt de snelheid van de computer ook af van de BIOS, de RAM, de rotatie
snelheid van de harddisk en andere kleine dingen.
Aanbevolen computer voor Ilse:
Compaq SR5255 + 19" monitor
Specificaties:
Soort:desktop PC
Toetsenbord & muis: PS/2 & optische
Processor:Intel® Pentium® dual-core Processor E2140 1.60 GHz
Netwerkkaart:ja
Geheugen:2048 MB
DVD-Rewriter: DVD+/-RW Double Layer
Harddisk:320 GB S-ATA 7200 rpm
Kaartlezer:ja
Geluidskaart:onboard
Besturingssysteem:Windows Vista™ Home Premium
Videokaart:64 MB Intel Graphics Media Accelerator 950
Dit is volgens ons een degelijke pc die ook wel voor een redelijke tijd mee zal gaan. De
specificaties doen denken dat deze computer redelijk snel is, wat dus aan Ilse vraag om
een snellere pc voldoet. Ook is deze computer niet extreem duur en zit er een mooi
beeldscherm en muis + toetsenbord bij.
Extra: ookmet deze extra informatie denken we dat deze computer Ilse goed zal bevallen,
kijkend naar de specificaties zou het apparaat geen probleem moeten hebben met de
10
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
tekstverwerking en de webdesign, ook videobewerking zou geen probleem moeten zijn.
Aangezien de computer is uitgerust met een double layer dvd brander is dit volgens mij de
beste keusvoor een redelijke prijs.
11
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
EVALUATIE
Opmerkingen na afloop van de opdracht.
Doordat het zoeken van de informatie enigzins uitliep hadden we het verslag niet helemaal
optijd af.
Beoordeling
Producten
Informatie zoeken
Werking CVE e.d.
Tabel
Advies
Beoordeling
Cijfer / voldoende / onvoldoende
Cijfer / voldoende / onvoldoende
Cijfer / voldoende / onvoldoende
Cijfer / voldoende / onvoldoende
Eindoordeel: Cijfer / voldoende / onvoldoende
12
Praktijkopdracht module II hoofdstuk 3
Opbouw en werking van de computer (1), deel 1
Bij gebrek aan iets beters
BIJLAGEN
Overige bijlagen
Persoonlijke evaluatie
13