Deze cursus is samengesteld als leidraad voor de leerlingen van 5 informatica

rd

Voorwoord: Deze ‘cursus’ is samengesteld als leidraad voor de leerlingen van 5 informatica. We hebben geprobeerd om zoveel mogelijk de bestaande onderdelen in een computer te bespreken. Met computer bedoelen we niet de figuur op de eerste bladzijde maar het toestel dat we gemeenzaam herkennen als PC. De bedoeling van bovenstaande figuur is u inzicht te verschaffen in hert feit dat alles te herleiden is naar een computer, ondanks dat het niet de juiste vormen heeft. We houden er toch aan te vermelden dat dit werk, zoals de wereld van de computer, nooit volledig kan zijn. Immers er worden dagelijks nieuwe methoden ontwikkeld die de informatica van gisteren verwijst naar de geschiedenis boekjes en de informatica van morgen al de beste methode aanduid, dit tot er een nieuw gegeven ontdekt wordt. Verwacht dus niet dat dit wat we aanbrengen up to date is. Daarom is het belangrijk dat je buiten dit werk ook de gevraagde verslagen maakt waar je de nieuwste mogelijkheden kunt in vermelden. Kortom dit werk is maar een hulp om de nieuwe technieken te ontdekken. Daar het niet onze bedoeling is van ‘het warm water ‘ opnieuw uit te vinden zijn vele van de artikels een samenraapsel van wat we gevonden hebben op het net. Wij houden eraan de personen die onze deze mogelijkheid geven te danken en zullen daardoor ook niet nalaten hun website te vermelden bij de artikels. Tevens willen wij er op drukken dat bij het maken van de verslagen de leerlingen ook aanduiden waar ze hun informatie gevonden hebben. Hetzij van het net of in boekvorm. Dit is een vorm van beleefdheid en respect voor het werk van de personen die deze informatie ter beschikking stellen. Tevens is het volgens de wet op de bescherming van intellectueel werk verplicht.

2

rd

Hoofdstuk I Historiek 1. Historiek van een Computer.

Hoe komen we aan de naam computers. Dit is afgeleid van het ‘engels’ werkwoord “to compute” of het maken van berekeningen. Hoe eigenaardig het ook lijkt maar de eerste computers waren mensen van vlees en bloed die al opdracht hadden het berekenen van bewerkingen. Zij die dat deden waren dus computers. Het is verstaanbaar als men dagelijks enkel berekeningen maakt de efficiëntie kon niet steeds de zelfde zijn. foto is een voorbeeld hoe een kamer met berekenaars (computers) in vroegere tijden er uit zag. U weet uit ondervinding dat u niet altijd dezelfde snelheid hebt in het maken van berekeningen. Dit gegeven maakte dat men probeerde een toestel te maken dat niet onderhevig was aan uitwendige factoren zoals vermoeidheid van geest en/of lichaam die de efficiëntie kon benadelen. Daarom ging men nog verder in de geschiedenis en kwam men bij de chinezen, die reeds van heel voeger dit probleem ondervonden hadden en zo een telraam hadden voorzien. Ongeveer in de 13 eeuw (1200 na Christus) was een telraam bekend in de Aziatische landen. De abacus of telraam komt in feite oorspronkelijk niet van de Chinezen maar het idee is in eerste instantie terug gevonden bij de Babyloniers ongeveer 3000 voor Christus. Nadien is dit verbeterd door de Romeinen. Het enige nut dat een telraam heeft is de ondersteuning van het geheugen van de mens die het gebruikt Zoals je kan zien kon men enkel met dit ‘toestel’ optellen . Einde 1500 begin 1600 van onze tijdsindeling heeft een Schots John Napier 1een methode uitdacht om te werken met logaritmen, die de mogelijkheid gaf door optelling te vermenigvuldigen. Mirifici logarithmorum canonis descriptio was de eerste beschrijving van logaritmen door Napier. Het zou me te verleiden om hier uit te leggen hoe de bewerkingen met logaritmen verlopen en welke impact ze hadden op onze huidige wiskunde. Wat er echter voor ons wel belangrijk was dat door gebruik van deze methoden de mogelijkheid werd geboden een snellere en preciezer reken gedrag te ontwikkelen. Tevens door de uitvinding van de logaritmen werd de kans geboden om een rekenliniaal te gebruiken. Laat ons echter even terug gaan in de tijd en wel naar een uitmuntende vorser namelijk Leonardo Da Vinci2. Deze persoon had in de jaren van zijn leven tekeningen gemaakt van een ‘machientje met gekoppelde schuiven die een rekenfunctie kon uitoefenen. Weliswaar was dit eer in 1623 door een Duitse vorser Wilhelm Schickard reeds op ge maakt maar door ziekte is dit nooit in de openbaarheid gekomen. 1 2

Napier °1560 +1617 Leonardo Da Vinci °1452 +1519

3

rd

De eerste rekenmachine kreeg voor het eerst gestalte door Blaise Pascal 3. Deze rekenmachine was voor die jaren een werkelijke uitvinding. Het zal zeker niemand verbazen dat Blaise Pascal dit samen gesteld heeft in samen werking met zijn vader die inspecteur van de belastingen was. Er is nergens geschreven wat de drijvende veer was maar….

De Pascaline, welke de naam was die eraan gegeven is had een voor die tijd ingenieuze werking. Men telde op doormiddel van het draaien van wieltjes. Bij 1 omwenteling van het eerste wieltje werd automatisch het tweede wieltje meegenomen enz. Door de wieltjes te verdelen in evenredig 10 delen (0..9) heeft men een aanduiding van een rekenmachine. Natuurlijk was dat een rudimentaire versie van een rekenmachine. Een paar jaar nadien werd door Gottfried W Leibnitz4 de viertraps methode uitgewerkt. Deze gaf de mogelijkheid om naast de optelfunctie ook de 3 andere, nl. aftrekken, vermenigvuldigen en delen te gebruiken. M%en noemde dit een getrapte rekenaar. Men gebruikte in de plaats van rolletjes gebruikte hij cilinders met groeven welke trap vormig waren opgesteld. Ondanks dat deze ook gemaakt werden volgens het tiendelig stelsel heeft Leibnitz er op aangedrongen om een tweedelig stelsel te gebruiken. Immers die was gemakkelijker voor zijn methode. Ondanks dat dit geen ingang vond is er wel aangenomen dat Leibnitz de oorsprong legde van het tweedelig stelsel en zo de computer technieken. Dan maken we een sprong naar de 19de eeuw. In het jaar 1801 vond een Franse textielarbeider een systeem uit om een trui te breien met een vastmotief. Dit motief zou regelmatig herhaald moeten worden. Door de uitvinding van de ponskaart had Joseph Marie Jaquard5 de methode gevonden om steeds de zelfde motieven te laten breien door een machine. Dat deze methode nog steeds een gebruik weet men van 3

Blaise Pascal °1623 +1662 Gottfried W. Leibnitz °1646 +1716 5 Jaquard Joseph M °1752 +1834 4

4

rd de verkiezingen in Florida die in het honderd liepen door een slechte ponskaart….. In 1890 werd er door het volkstelling bureau in de verenigde staten een prijs uitgeloofd voor deze persoon die de volkstelling van 7 jaar korter maken. Herman Hollerith 6won deze prijs en wel door de ponsmachine van Jaquard te verbeteren. Zijn verbetering en later uitvinding bestond uit de Hollerith lessenaar. Deze maakte het mogelijk om de ponskaarten te lezen. Een toestel maakte het mogelijk de kaarten te lezen en zo doende via een tandwielen systeem (Pascaline) de gaatje kon tellen en afbeelden op een scherm met wijzers dat voor de teller stond. Deze methode werd verder nog verbeterd en kwam zo dat we een read/write methode ontwikkelden voor de ponskaarten. De volkstelling werd door deze methode terug gebrachte op 3 jaar in plaats van 7 jaar. Dat liet een winst op tekenen van 5 miljoen dollar. Hollerith richtte een firma op die zijn systeem kon commercialiseren. The Tabulating Machines Company. Door een paar overnames werd die firma later International Business Machines, beter gekend als IBM. IBM ontwikkelde naderhand meer gecommercialiseerde reken machines uit. Men mag dat natuurlijk niet vergelijken met deze die we in onze zak steken. De wereldoorlog 2 was uitgebroken en de VS werd er in betrokken. Het ministerie van defensie had, en dit om de trefzekerheid van hun granaten te berekenen, accurate rekenwonders nodig In eerste instantie trokken ze vrouwelijke wiskundigen aan, de mannelijke zaten aan het front. Maar na een tijd werd het aantal mogelijkheden te klein en probeerden ze andere methoden. Het ministerie werd bereid gevonden te investeren in het bouwen van een mechanisch toestel die deze berekeningen mogelijk maakte. Immers de misschoten kosten veel geld. De Harvard University samen met IBM slaagden erin om in 1944 de eerste elektronische computer te maken. De HARVARD MARK1. Mark I was samengesteld met schakelaars, relais, draaiende schijven en koppelingen. De machine woog 5 ton, bevatte 800 km draad, was 2.5 meter hoog, 15.5 meter lang, had een 15 meter lange as, aangedreven door een 5 pk elektromotor. De Mark I draaide 15 jaar non-stop. Een van de eerste programmeurs voor de Mark I was een vrouw, Grace Hopper. Hopper vond de eerste 'bug': een dode mot, dat een uitleesgaatje blokkeerde. Het woord bug als omschrijving voor een defect bestond al sinds 1889, maar Hopper verzon het woord debugging voor het elimineren van fouten in een programma. Zij kwam als een van de weinige vrouwen aan de top van de Naval Academy. Na haar werk met de Mark I begon zij aan de ontwikkeling van de eerste high level computertaal, Flowmatic, in 1953. Deze taal leidde later tot COBOL. Enkel eigenschappen: De Mark I werkte met getallen van 23 digits. Hij kon twee van die getallen optellen of aftrekken in drie-tiende seconde, vermenigvuldigen in vier seconde en delen in tien seconde Natuurlijk als we dat nu zien is dat ‘een trage computer’ maar voor die tijd was dat een redelijk rap toestel, vergelijk maar even de tijd dat de mensen gebruiken om de berekeningen te maken, nog niet te vergeten de fouten die erin kunnen sluipen. Een andere kandidaat als grootvader van de moderne computer was Colossus, gebouwd tijdens WO II in Engeland, met het doel de Duitse code-berichten te ontcijferen. In de oorlog had Engeland de leidende rol in het ontwerpen en ontwikkelen van elektronische machines om codes te kraken, en in staat de code van de Duitse radio-uitzendingen te ontcijferen. Er werd echter aan de andere kant van de oorlogslijn ook niet stil gezeten. Zuse had een aantal computers gebouwd in Nazi-Duitsland. De eerste, Z1, werd gebouwd tussen 1936 en 1938 in 6

Herman Hollerith °1860 +1929

5

rd de zitkamer van zijn ouderlijk huis. Zuse's derde machine, de Z3, gebouwd in 1941, was waarschijnlijk de eerste operationele, voor algemeen gebruik, programmeerbaar, d.w.z. door software gestuurde digitale computer. Zonder kennis van enige rekenmachine uitvinders, sinds Leibniz (1600), vond Zuse nogmaals Babbage's programma systeem uit en besloot om met tweetallig systeem te werken i.p.v. Babbage, die met decimalen werkte. Door verder oorlogsperikelen werd deze machine niet bekend. De Z3 werd door een bombardement van de geallieerden zelfs vernietigd. De titel van voorvader van alle hedendaagse computers wordt gewoonlijk toegekend aan de ENIAC, wat staat voor 'Electronic Numeral Integrator and Calculator'. ENIAC werd gebouwd in de Universiteit van Pennsylvania, tussen 1943 en 1945 door twee professors, John Mauchly en J.Presper Eckert. Zij kregen fondsen van het Ministerie van Oorlog, op voorwaarde dat zij een machine zouden maken die alle 'computers' zou vervangen, waarmee bedoeld werd de vrouwen, die de vuurtabellen berekenden voor de kanonnen van de artillerie. Op de dag dat Mauchly en Eckert het eerste kleine gedeelte van ENIAC klaar hadden, toonden ze het aan de personen die deze machine moesten bedienen, waarbij een van de dames later opmerkte: Ik was verbaasd dat er zo'n groot apparaat nodig is om 5 met 1000 te vermenigvuldigen. Gebouwd met 500.000 dollars van het Amerikaanse leger, was ENIAC's eerste opdracht uit te rekenen of het mogelijk was, een waterstofbom te maken (de atoombom was tijdens de oorlog klaar en dus ouder dan de ENIAC). Het allereerste op te lossen probleem kostte slechts 20 seconden, en werd vergeleken met een mechanische computer die er 40 uur voor nodig had. Na een half miljoen ponskaarten in zes weken te hebben opgekauwd deed de ENIAC de mensheid geen plezier, toen hij mede deelde, dat het mogelijk was de waterstofbom te maken. Dit eerste ENIAC programma is nog steeds staatsgeheim. Tegen het eind van de 50-er jaren werden de computers niet meer gebouwd door universiteiten of overheid onderzoekslaboratoria. Eckert en Mauchly verlieten de universiteit van Pennsylvania wegens een verschil van mening over wie de eigenaar was van de patenten van hun uitvindingen. Zij besloten een eigen bedrijf op te zetten. Hun eerste product was de beroemde UNIVAC, de eerste commerciële (d.w.z. massaal geproduceerd) computer. In de 50-er jaren was UNIVAC (Universal Automatic Computer) het gewone woord voor computer, zoals 'Kleenex' voor 'tissue'. De eerste UNIVAC werd, zeer toepasselijk, aan het bureau voor volkstelling verkocht. UNIVAC was de eerste computer die gebruik maakte van magneetbanden. Naderhand makte men nog spectaculaire vorderingen, maar dit zal in de rest van de lessen wel duidelijk worden duidelijk worden. Tot zover een kleine geschiedenis van de computer.

6

rd

Hoofdstuk 2. Getallen & stelsels 2.1 Getallen stelsel en berekeningen Na de geschiedenis is het evident dat we even willen weten hoe dit systeem werkt. Als toekomstige informatici dient een computer niet alleen om ‘spelletjes’ te spelen of als vergevorderde wordprocessor, maar als werk instrument met vele mogelijkheden. We zullen van nu af dit toestel met meer interesse gaan bekijken en trachten van eventuele fouten erin op te sporen en op te lossen. Daarom zullen we vanaf dit hoofdstuk de verschillende onderdelen van een computer terdege gaan bestuderen. Na deze cursus zal men zowel de inwendige onderdelen (processor, moederbord,...)alsook de uitwendige onderdelen (harde schijf , cdrom) tot zelfs printers en andere beter verstaan. Als eerste punt gaan we even nader ingaan op de werking van de processor en wel de bitwerking van een processor.

2.2 Stelsels Men weet dat informatica en wiskunde meestal hand in hand gaan. Daarom gaan we hier een kleine wiskundige beslommering inlassen. Namelijk het ontstaan of beter bestaan van stelsels. Wij kennen een stelsel goed namelijk het decimaal stelsel. Dit is een stelsel met het grondtal 10. Het wil zeggen ieder getal kan hervormd worden tot een samenstelling van een even machtsverheffing van het grondtal, of een som van deze. Het decimaal stelsel is samengesteld uit alle natuurlijke getallen tussen 0 en het grondtal. i.e. 0 , 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Het volgende getal is de eerste macht verheffing van 10 , 101 = 10. Om het bekomen van de andere getallen werken we met de optelling: 11 = 101 + 1, … enz Dit tot we aan 99. als we 99 verhogen met 1 dan bekomen we 100 of 102. In principe kunnen we van ieder getal een stelsel maken met dat getal als grondtal. Wilt u bij voorbeeld een nieuw stelsel met grondtal 6 op de markt brengen kan dat met die verstande dat u bepaalde regels moet in acht houden. Deze regels bepalen dat je ieder getal kunt berekenen door een machtsverheffing van het grondtal al dan niet verhoogt met een getal gelegen tussen 0 en het grondtal. Daardoor komt het dat men ieder soort stelsel kan uitwerken. In de Informatica gebruik men in hoofdzaak 3 soorten stelsels namelijk 3 stelsels. Binair, grondtal 2; Octaal, grondtal 8 en Hexadecimaal, grondtal 16.

2.2.1 Binair stelsel In natuurwetenschappen hebben we in vorige jaren het fenomeen elektriciteit gezien en de werking ervan. We hebben ook kunnen de werking van een schakelaar bekeken en bemerkt dat hij normaal twee posities kan aannemen. Namelijk of hij geleid of hij is gesperd. Dit kunnen we ook zien als een doorgeven van de stroom, die we aanduiden met een “1”, of het blokkeren van de stroom die we aanduiden met een “0”. Dus hebben we een stelsel met twee grootheden namelijk 1 en 0. Dit is ook beter gekend als het Binair of tweedelig stelsel. Dit stelsel heeft als grondtal 2 (0 en 1). We duiden ons binair getal als een samenstelling van 1 en 0. Vb: 1001b heeft bijvoorbeeld het de waarde van 9d. Merk op dat we door een subscript bij te voegen het stelsel aanduiden. 7

rd Zolang we werken met Binair en Decimaal stelsel kan men de stelsels nog makkelijk van elkaar onderscheiden. Met verdere stelsel moet men echter rekening houden met mogelijke verwarringen. We zullen dat verder wel zien. Met dit Binair stelsel kunnen we wel gemakkelijk de omrekeningen uitleggen. Merk op dat deze uitleg analoog werkt voor alle bestaande stelsels. -

omrekening van Binair naar Decimaal

vb. 1001b = 9d . Dit kunnen we afleiden uit de definitie dat we voordien gezien hebben: 1001 = 1*20+0*21+0*22+1*2 = 1 + 0 + 0 + 8 = 9. Hoe werkt dat nu: We beginnen van het getal met het laagste gewicht (uiterst rechts) en we vermenigvuldigen dat met het grondtal tot de macht 0, we tellen daarbij het getal met het tweede gewicht (oplopend naar links) en vermenigvuldigen dat met het grondtal tot de macht 1 enz. De machten verhogen per getal met 1. Dit tot dat we geen factoren meer over hebben. De uiteindelijke som geeft het getal terug in zijn decimale waarde, welke meer verstaanbaar is. Vb 1100 = 12 bewijs dat eens. Hier ziet u het belang van het kennen van de10 eerste machten van 2. 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024. Tevens zijn dit de waarden die frequent voorkomen in de informatica en tracht deze te onthouden. -

omrekening van Decimaal naar Binair

Terug bestaat er en methode die terug komt voor alle stelsels. Deze methode is gekend onder de naam van deling door het grondtal. We gaan dat even uitleggen door het maken van een voorbeeld. Het getal 13d willen we Binair voorstellen: 13 / 2 = 6 rest 1 6/2 = 3 rest 0 3/2 = 1 rest 1 1/2 = 0 rest 1 We noteren nu dit de getallen die de rest vertegenwoordigen op van onder naar boven of van de laatste naar de eerste en we bekomen het Binair getal = 1101 of 1*20+1*21+0*22+1*23 of 1 + 2 + 0 + 8 = 13.

2.2.2 Octaal stelsel Een tweede minder gebruik stelsel is het Octaal stelsel. We weten van voordien dat dit stelsel het grondtal 8 heeft. Dit stelsel wordt meestal gebruikt in het wereldje van Unix en Linux en in de communicatie (netwerken). De omrekeningsmethoden zijn analoog als deze van het Binair stelsel. -

Omzetting van Octaal naar Decimaal

Terug werken we analoog met dat wat we gezien hebben in vorige uiteenzetting. Vb 123o = 3 * 80+2 * 81+1*82 = 3*1 + 2*8 + 1*64 = 3+16+64 = 83 Het valt op dat dit niet zo een gemakkelijke reken methode is. Deze gaan we dan ook niet frequent gebruiken.

8

rd

-

Omzetting Binair naar Octaal

Dit is een gemakkelijker methode. We weten uit vorige uiteenzetting dat 23 = 8. Dus als we het binair getal dat we hebben i.e. 123 in ons geval splitsen in binaire cijfers gegroepeerd per 3 hebben we: 001 010 101 zouden we dat omrekenen dan bekomen we 1*20 +0*21+1*22+0*23+1*24+0*25+1*26+0*26+0*27 = 1*1+0*2+1*4+0*8+1*16+0*32+1*64+0*128+0*256 = 1+4+16+64 = 83 - Omzetting van Decimaal naar Octaal Terug kunnen we het systeem van voordien over nemen maar dan met grondtal 8. Vb 83o = ? d : 83/8 = 10 rest 3 10/8 = 1 rest 2 1/8 = 0 rest 1 We noteren de rest terug van boven naar onder en verkrijgen zo 123o. -

Omzetting Octaal naar Binair

Een omzetting die veel voorkomt is van Octaal naar Binair. 123o = ?b In dit geval weten we dat we een verdeling van 3 bits per getal. Immers een Octaal getal kan lopen tussen 0 en 8 of binair van 0 tot 111. Daardoor gaan we ons Octaal geval splitsen in de verschillende cijfers. In ons geval 1, 2, 3. Dit zullen we dan per getal omzetten in binair. Dat geeft voor 1 :001, voor 2: 010, voor 3: 011. het binair getal is dus 001010011. In verder informatica studies of boeken van communicatie zal je veel deze berekening ontmoeten. Dus ondanks dat je ogenschijnlijk het nut er iet van ziet kan deze berekening wel van pas komen.

2.2.3 Hexadecimaal stelsel. In tegen stelling tot vorige berekeningen zal het hexadecimaal gedeelte wel veelvuldig voorkomen. Ik denk maar aan de voorstelling van karakters in Ascii tabellen. A = 65h. Het kan zelfs gebeuren dat je deze getallen nodig zult hebben in het programmeren. Het hexadecimaal stelsel is zoals het woord het zegt een 16-delig stelsel. Al de voorgaande methoden omzettingen blijven dan ook geldig ook voor deze getallen. Een feit dat je moet in het oog houden is dat het hexadecimaal stelsel (0 tot 15) gemaakt is uit de 10 Arabische cijfers (0 tot 9) en daar aansluitend (A tot F). Dus 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Weten we dat een hexadecimaal getal een 4 bits codering heeft voor een getal. Immers ieder getal ligt tussen 0 en 15 of 0000 en 1111. Daarom zal men een Hexadecimaal getal meestal omvormen naar zijn binaire gedaante voor het omrekenen naar een ander stelsel. We denken dat we dat even geen uitleggen doormiddel van een voorbeeld. 9A geeft decimaal: 9 = 1001 en A = 1010 dus Binair is dat 10011010. Dit kunnen we dan omrekenen naar de verschillende stelsels -

Hexadecimaal naar Octaal

9

rd

9Ah geeft Binair 9h = 1001b en Ah = 1010b dus Binair is dat 10011010b. Octaal is dat dan 10 011 010 of 232o -

Hexadecimaal naar Decimaal

Nu hebben we twee methoden. De originele methode deling door het grondtal gaat hier natuurlijk op maar is zeer omslachtig. Immers men moet rekening houden met de aanvullende getallen. Daarom is het beter en makkelijker van het te omvormen naar binair, en zo verder te rekenen. Vergeet niet altijd van achter naar voor beginnen. . Voorbeeld 6A4 = 0110 1010 0100 La ten we eerst de groepen van 4 bepalen. Bewerken we dat volgens de normale methode dan bekomt men van achter naar voor: 1*22 +1*25++1*27+1*29+1*210 = 4+32+128+512+1024 = 1700. Dit is werkelijk eenvoudiger dan men zou schrijven 4* 160 + 10*161+6*162 . Gezien we machten van 2 toch ‘kennen’ gaat dat vlotter dan de machten van 16 en de uitkomst is hetzelfde. Voor ons voorbeeld is dat dan 4 + 160 + 1536 = 1700 wat uiteraard hetzelfde geeft. -

Decimaal naar hexadecimaal.

Dit kan men doen op de vorige methode, nl deling door het grondtal en de rest opschrijven. Gemakkelijker is het getal omzetten in binair en groeperen van 4 karakters en dan omzetten naar hexadecimaal. 325d = ? h
101000101b => 145h Als we het binair getal hebben verdelen we in een code van 4 en hebben we 0001,0100,0101. We rekenen van achteraan te beginnen in BCD-code (4 karakters per deel) en zo bekomen we het hexadecimaal getal. Te onthouden: beginnen achteraan en verdelen in 4 karakters per groep. Als we als eerste karakter een karakter hebben die kleiner is dan 4 (dit is hier het geval) dan passen we ‘leading zero’ toe tot we aan 4 karakters zijn. Al de andere omrekeningsvormen zijn af te leiden van bovenstaande. Vroeger leerden we nog rekenen met de verschillende stelsels, maar dat is in uw geval niet nodig, daarom gaan we er ook geen aandacht aan besteden. Zou yu dat toch ergens nodig hebben zijner boekwerken genoeg over dit gegeven zo dat u dat rap kunt oprakelen. Oefeningen: -zet om : 755d = ?b 10101010b = ?o 625o = ?d FFFFh = ?o A1B1Dh = ?d

10

rd

De verschillende bewerkingen welke we kennen in het 10-delig stelsel kan men natuurlijk ook herhalen in de andere stelsels. Natuurlijk vraagt men zich terecht af welk belang dit heeft. Dit is van belang als we beginnen spreken over de binaire werking van de verschillende processors voor het binaire gedeelte en het programmeren ervan, en als men gaat programmeren in Hexadecimale code of beter gekend als Assembler, of ook het bewerken van bepaalde programma’s zoals het bewerken van virussen. Alsook bij het programmeren van verbindingen, servers ed.. Kortom het ‘native programming’. Wij zijn er ons wel van bewust dat deze niet in ons pakket liggen, dus wij gaan ook niet dieper in op deze zaken. Niet te min kunnen we u wel een paar voorbeelden geven en ook u een paar oefeningen laten oplossen.

In deze methode, zoals in alle volgende gaan we uit van dat wat we al kennen. Namelijk dat bij het optellen van een getal men na het bekomen van het grondtal men een rang opschuift tot een hogere rang. Bijvoorbeeld 6 + 7 = 10 (6+4) en 3 (7-4). Wat geeft dat we 13 bekomen. Dit is iets dat we automatisch doen. Hetzelfde geld ook voor de andere stelsels. Binair Hier is het grondtal 2 . zoals we voordien gezien hebben bestaat ons stelsel uit 0 en 1. daaruit kan men afleiden dat 0 + o = 0; 0 + 1 = 1; 1 + 0 = 1; 1+1 = 10. Zelfde als met het decimaal stelsel kunnen we nu ook berekeningen uitvoeren: 101010 1101 110111 Aftrekken zullen we doen gebruikmakend van het complement van het getal. Vb A-B = A + (-B). Dus we stellen het tweede getal negatief voor en tellen op. Deze methode maakt de zaak eenvoudiger enkel maar we moeten weten hoe we een binair getal negatief kan voorstellen. 1ste methode: als de meest linkse bit in een binair getal 0 is, is dat getal positief. Daar en tegen als deze 1 is is dat getal negatief. In een tekenreeks van 4 (BCD code) zal 3 = 0011 en -3 = 1101. Bij deze methode hebben we een paar nadelen. - we hebben twee voorstellingen voor 0 (een negatieve en een positieve 0) - A-B is niet gelijk aan A+(-B). 11

rd 2de methode gebruik van het N-1 complement. In dit geval stellen we N gelijk aan het grondtal. Voor ons is dat 2. Let wel dit kan ook gebruikt worden voor al onze andere stelsel die we gebruiken. In dit geval zullen we elk cijfer aftreken van het N-1de getal dus voor ons in binair wordt 1
0 en 0
1. Hier geld dan wel dat A-B = A+(-B). Vb binair 22-12 0001 0110 – 0000 1100
0001 0110 + (1111 0011) = 1 0000 1001 = 1001. Dus de werkwijze is als volgt: Het complement nemen van het af te trekken getal en dit bij tellen bij het oorspronkelijke 3de methode het N complement Terug stellen we N gelijk aan et grondtal van het stelsel. De werkwijze wordt nu het aftrekken van elk cijfer van N-1 en het minst betekenisvolle van N. Terug naar ons voorbeeld van hierboven 0001 0110 - 0000 1100
0001 0110 + (1111 0010)
0000 1001 Let wel in tegenstelling tot de vorige wordt hier de laatste Carry bit genegeerd. Dit zijn aangename dingen om te weten en kunnen soms van nut zijn als men verder studeert in de richting van informatica. Ten gepaste tijde zal men daar dan op terug komen en zal u verder gewezen worden op de mogelijkheden. Hier en nu is dat niet nodig en gaan we er dus niet verder op in. Wat echter wel goed is te weten is het verschil tussen een bit en een Byte, een woord en een halfwoord Bit is te kleinste deel van een informatie trein. Deze bestaat uit 0 of 1 impuls. 8 bits = 1 Byte. We zeggen bijvoorbeeld dat een karakter bestaat uit 1 Byte. Bijvoorbeeld 65H is het karakter A volgens de ASCII7-code. Dit bestaat in bits als volgt 0110 0101
8 bits
1Byte 1024 Bytes = 1 KiloByte = 210 1024 Kbyte = 1 MegaByte = 220 1024 MByte = 1 GigaByte = 230 1024 GByte = 1 TeraByte = 240 1024 TByte = 1 PetaByte = 250 1024 PByte = 1 ExaByte = 260 1024 EByte = 1 ZetaByte = 270 1024 ZByte = 1 YotaByte = 280

Woord is een opeen volgende serie van 32 bits die volledig adreseerbaar is. Het adres van de eerste Byte van een woord is deelbaar door 4. Ook wordt dit een ‘fullword’ genoemd. Ook een 4Bytes grootte Half woord is een opeenvolgende serie van 16 bits die geadresseerd kan worden als en unit. Natuurlijk is dat dan 2 Bytes groot. 7

ASCII = American Standard Code for Information Interchange.

12

rd

Hoofdstuk 3 Computer 3.1. Het moederbord We kunnen stellen dat een moederbord één van de belangrijke, zo niet het belangrijkste onderdeel van de computer is. Hoewel een computer veel onderdelen heeft die belangrijk zijn voor zijn werking is het moederbord het uiteindelijk verbindingsdeel van deze onderdelen. Dat zal wel duidelijk worden in de loop van deze cursus. Fysisch is een moederbord een ‘grote’ printplaat waar sommige essentiële delen op bevestigd zijn. Deze delen zijn: - de microprocessor - chipset - het Ram geheugen - IDE of EIDE of SCSI controllers - Parallelle en seriële poorten - Toetsenbord en muis controllers

Figuur 1

Hierboven (fig. 1) een voorbeeld met benoeming van de verschillende onderdelen. In figuur 2 zullen we nog en moederbord bekijken waar de onderdelen genummerd zijn. Daaronder staat een beetje uitleg waarvoor de nummers staan.

13

rd

Figuur 2

•

• • •

•

•

Processorsocket Hier komt de processor. Dit kan in dit geval een Intel Pentium 4 of een Celeron zijn. Dat zwarte rek eromheen houdt de koeling vast. Geheugensockets (4x) Hier kan het geheugen geplaatst worden. ATX Power connector Hier komt de stroomaansluiting van de behuizing. Floppy Connector Hier komt de flatcable die de floppy-drive aansluit. Je kunt 2 floppydrives aansluiten op deze ene aansluiting. IDE Connector Hier komen de flatcables waar je de harde schijf, CD-ROM(R/RW) en/of DVDROM(R/RW) op kunt aansluiten. De blauwe is de primaire en hier wordt meestal de harde schijf aangehangen. De zwarte is extra, zo kun je er maximaal 4 grote drives aanhangen. CMOS Batterij Levert stroom aan de CMOS-chip. Zonder stroom wordt de chip gewist als de PC uit

14

rd

•

•

• • •

• •

•

•

•

is, en moet je alle instellingen iedere keer opnieuw invoeren. Zo'n batterijtje gaat gemiddeld 3 jaar mee. AGP-poort Hier wordt de video-kaart aangesloten. Er zijn ook videokaarten voor de PCIaansluiting, maar dit is sneller. Dit specifieke moederbord heeft trouwens een onboard videokaart. PCI-poort (3x) Hier kunnen andere dingen aangesloten worden. Zoals een geluidskaart, videobewerkingskaart, modem, netwerkkaart of een andere uitbreidingskaart. Geluids-aansluiting (on-board speaker) Hier kun je je speaker, microfoon etc aansluiten. Netwerk-aansluiting (RJ-45, on-board NIC) Hier kun je je netwerkkabel aansluiten. USB-poorten (USB-2, 4x) Hier kun je externe uitbreidingen (printer, scanner, fototoestel, joystick etc..) op aansluiten. Dit is een USB-2 aansluiting. Die zijn wat sneller dan USB-1. Monitor-aansluiting (on-board Video) Hier sluit je je monitor aan Parralelle aansluiting Hier sluit je je parralelle printer of scanner op aan. Dit is een wat oudere communicatievorm voor printers/scanners, maar wordt nog veelvuldig gebruikt. Seriële aansluiting (COM1) Hier werden vroeger externe modems op aangesloten. Het gebeurd nu nog steeds. Muizen werden hier ook aangesloten. Hij wordt nu bijna niet meer gebruikt. PS2-aansluiting (2x, groen=muis, paars=toetsenbord) Hier sluit je je toetsenbord en muis aan. De groene is voor de muis, en de paarse voor het toetsenbord. BIOS-chip De BIOS-chip is een chipje die bestuurd de hardware-instellingen van het moederbord. Deze instellingen kun je wijzigen, en worden opgeslagen in de CMOSchip. Deze laatste chip vereist continue stroom, anders worden de instellingen gewist. Daar is de CMOS-batterij voor.

Bij moderne moederborden wordt naast de ATA verbindingen ook gebruik gemaakt van SATA (seriële ATA). Voor verdere uitleg, bekijk aansluitende bijvoegsels. Laat ons nu deze onderdelen even bespreken en uitmaken voor wat ze dienen.

3.2. De processorsocket en de processor. De processor is in feite het werkend gedeelte van de computer. Erts en vooral moeten we even in de geschiedenis duiken om de werking van een processor te verduidelijken. De processor werkt volgens het Von Neumann8 principe. Dit principe, gestoeld op de Turing 9Machine.

8 9

Von Neumann John °1903 +1957 Alan Turing °1912 +1954

15

rd

Deze geeft aan dat een centrale eenheid het belangrijkste onderdeel is van het computersysteem. Deze eenheid bestaat uit een central processing unit (CPU) en een intern geheugen. Deze CPU is opgebouwd uit een arithmetic logic unit(ALU) voor al het rekenwerk, een control unit(CU) voor de besturing en registers. De machine krijgt de nodige gegevens via diverse invoerapparaten en geeft het resultaat na de verwerking door aan diverse uitvoerapparaten. Verder is er ook nog een verbinding voorzien met het extern geheugen.

De bussen zorgen voor de communicatie binnen het computersysteem. We bespreken hieronder de 3 meest voorkomende bussen: • •

•

De adresbus : transporteert de gegevens afkomstig van de processor naar het intern geheugen. Het gaat hier dus over transport in 1 richting De databus : deze zorgt voor de transport van gegevens tussen interface(in- en uitvoerapparaten), geheugen en processor. Het gaat in dit geval om transport in beide richtingen. Hoe breder de databus, hoe sneller het gegevenstransport. De control bus : het kloksignaal afkomstig van de klokfrequentie van de processor bepaalt het uitvoeren van een instructie. De timing van de processor wordt dus verzorgd door de systeemklok via de control bus.

Nog een belangrijke term die we bij dit onderwerp zeker moeten vermelden is pipelining. Bij pipelining wordt een proces in meerdere fases opgedeeld en wordt het proces stap voor stap uitgevoerd. Indien object 1 bij fase 2 uitkomt kan object 2 meteen beginnen aan fase 1. We kunnen dus al een nieuwe instructie starten terwijl de vorige nog wordt uitgevoerd.

16

rd

Figuur 3

Uit bovenstaande principe tekening van de von Neumann architectuur Kunnen we de werking vaneen computer afleiden. Ondanks dat dit principe stamt uit de jaren 1950 is het nog steeds van toepassing op de huidige computers. Het is niet de bedoeling van deze cursus daar vel verder op in te gaan. Zouden er personen zijn die zich daar in verder willen verdiepen kunnen ze steeds terecht op internet, waar diepere informatie staat (http://freggle.cc.kuleuven.ac.be/knet/inform.htm) De hier voor staande URL is interessant aangaande de geschiedenis van de computer. Dit is echter maar 1 van de velen. Wat echter wel interessant is het inwendig geheugen van de computer. Daarin hebben we 2 grote actoren. Namelijk ROM geheugen en RAM geheugen.

3.3. ROM en RAM geheugen. ROM = Read Only Memory RAM = Random Acces Memory. 2.1 ROM. Het systeem geheugen of ROM heeft tot doel verschillende ‘levens noodzakelijke’ informatie voor de werking van de computer bij te houden. Dit bestaat uit een programmeerbare IC die op het moederbord is aangebracht. Daarin wordt de volgende informatie bewaard ·

POST

·

Setup instructions & CMOS instructions

·

BIOS instructions

·

Boot instructies

Wat deze instructie beduiden zullen we in verdere lessen wel bespreken. Dit zijn echter instructies die nodig zijn om de computer te laten opstarten en werken. In de ROM geheugen hebben we twee verschillende namelijk de PROM en de EPROM chips.

17

rd PROM of Programmable Read Only Memory Deze chips worden eenmalig geprogrammeerd in de fabriek en blijven deze gegevens bewaren tot ze vernietigd worden. De informatie wordt er zo gezegd ‘ingebrand’. EPROM of Erasable Programmable Read Only Memory. Deze chip laat toe dat de informatie in de ROM en beperkt aantal maal kan gewist worden en terug geprogrammeerd. De werking is wel degelijk dezelfde. Natuurlijk wordt dat niet gedaan door jan met de pet maar dit moet gebeuren met een speciaal daarvoor uitgerust werktuig. Een ander onderdeel dat daar bijna onafscheidelijk van is, is de zogenaamde CMOS. We gebruiken deze verzamelnaam ook voor naam van het onderdeel. CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor. Deze IC zal, hoewel dit geen ‘levensnoodzakelijke’ informatie is, welbepaalde zaken voor de computer bijhouden. Zoals we kennen de systeemdatum, chipset,periferie,…. Het is een klein geheugen, rond de 100 tot 200 byte. De informatie van die set is vluchtig en heeft een uitwendige stroombron nodig om de informatie te bewaren. Daarvoor kan men op het moederbord klein batterijtje bemerken dat deze CMOS bevoorraad en de informatie bewaard. Wat wordt er nu bewaard in de ROM is hoofdzakelijk het BIOS programma. In een van de verdere delen van deze cursus zullen we de Bios en zijn werkingbeter bestuderen. Maar dat is later zorg. Nu is het voldoende te weten dat de Bios bewaard wordt in een ROM chip. 2.2 RAM . In tegenstelling van het vorige is het RAM geheugen niet een bewaard geheugen. Dit noemen we dan ook niet het systeem geheugen maar het werk geheugen. Dit geheugen is vluchtig of zoals in de boeken beschreven staat volatile. Dat wil zeggen als men de computer uitschakelt, de informatie opgeslagen in de RAM verloren is bij het terug aanschakelen van de computer. De naam RAM of Random Access Memory spreekt voor zich zelf. Men kan naar hartenlust schrijven en lezen bij dit geheugen. Bij het laden van data uit het vast geheugen( harde schijf) wordt deze opgeslagen in het RAM geheugen van de computer. Naderhand zullen we dat dan naar ons scherm brengen. Uit deze stelling kunnen we afleiden dat de snelheid waarbij de computer werkt deels afhankelijk is van het RAM geheugen. Immers hoe groter het RAM geheugen hoe meer informatie men kan opbergen in dat geheugen van uit de harde schijf. Waaruit we kunnen afleiden dat hoe groter de informatie opslag in de RAM hoe sneller we dit naar het scherm kunnen brengen en dus hoe sneller de computer werkt. De tijd om een RAM geheugen uit te lezen is vele maal kleiner dan het uitlezen van een harde schijf. Ook bij het bewaren van data bijvoorbeeld tekst van een tekst editor, zal deze eerst opgeslagen worden in het RAM geheugen voordat ze naar de harde schijf geschreven wordt. Terug hoe groter het geheugen hoe meer tekst of data men kan inlezen om te bewaren en hoe makkelijker dit bewaard wordt. In het begin was een RAM geheugen van 64 KB normaal. Computer systemen hebben hun naam gekregen naar het bestaan van het RAM geheugen. Denk maar aan de Commodore 64. Allengs werd dat te klein en bracht men veelvouden op de markt namelijk 128KB, 256KB, 512KB. Kort daarop werden de PC gemeengoed e had men nood aan een RAM geheugen die ‘voldoende’ was. Men bracht de 1MB module uit waar men dan een geheugenbank kan maken van 4 MB. Dit werd na een tijdje ook te klein en men begon uit te kijken naar iets groter.

18

rd Naderhand en kwam dan rap aan de 128MB RAM, zelfs256 en 512 MB RAM. 1GB RAM is vandaag geen uitzondering meer. In deze RAM modules bestaan, ondanks dat het principe hetzelfde blijft er ook verschillende types, de statische (SRAM) en de dynamische(DRAM) module.

Dit werkt door gebruik te maken van condensatoren. Om dit uit te leggen moeten we even dieper gaan in de elektronica. Een condensator is een toestel dat een bepaalde spanning een gegeven tijd kan bewaren. Deze tijd is niet eeuwig, omdat we met dit ook te maken hebben met een verlies de zogenaamde lekstroom. We zeggen dat de condensator zichzelf ontlaadt.

Figuur 4

Bovenstaande figuur geeft de levenscurve van een condensator. Natuurlijk met ingrepen zal er voor gezorgd worden dat de bewaartijd van de spanning langer is maar dit geeft wel een duidelijk beeld van wat er gebeurt bij een condensator. Later in de voeding zullen we daar verder over doorgaan. Om terug te komen op onze DRAM, kan men uit bovenstaande uitleg afleiden dat men dit geheugen regelmatig zal moeten ‘opfrissen’ om de inhoud te blijven bewaren. Statische echter werken met een soort schakelaars. Dit zijn geen vaste schakelaars dat begrijp je wel maar ook elektronische schakelingen namelijk de FlipFlop’s. Om de werking van een flipflop uit te leggen lijkt me eerder een werk voor elektronica specialisten. Neem aan dat er verschillende soorten flipflops bestaan elk met hun specifieke eigenschappen. Ik zal u de uitleg ervan besparen. Wat wel vast staat is dat een statische RAM module rapper is dan een dynamische RAM module. Types van dynamische RAM •

• • •

•

•

FPM (Fast Page Mode): is het traditionele RAM geheugen, en werd in SIMM modules (zie verder) geplaatst van 2, 4, 8, 16 of 32 MB. ECC (Error Correcting Code): wordt specifiek in servers gebruikt EDO (Extended Data Output): is een verbetering van FPM RAM SDRAM (Synchronous Data RAM): is het nieuwste DRAM type, en is alleen beschikbaar in 64 bit modules (DIMM). SDRAM plaats je in zwarte sockets. RDRAM (Rambus Dynamic RAM) werd bij de lancering van de P4 voorgesteld als opvolger van SDRAM maar is nooit echt doorgebroken (wegens te duur) DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) is sedert 2001 de opvolger van SDRAM, er is wel een aangepast moederbord nodig, want de modules passen niet in de sockets voor SDRAM. Het lijkt sterk op SRAM maar kan per klokpuls 2 keer een signaal doorsturen. Je kan zowel DDR 266 als DDR 333 aantreffen, d.w.z. dat ze op respectievelijk 133 en 166 MHz werken. DDR SDRAM plaats je in blauwe sockets.

19

rd •

RIMM (Rambus Inline Memory Modules) of RDRAM (RAmbus Direct RAM) dit is een sneller geheugentype dan de vorige, maar is vrij duur, en kent tot nu toe niet zo veel succes.

Zoals je ziet zijn er verschillende types van dynamische RAM. Zoals voordien al aangehaald zullen we deze RAM vinden in modules. Een module is een samenstelling van RAM chips SIMM en DIMM. SIMM staat voor Single Inline Memory Module. Het zijn smalle modules met 1, 2 of 4 MB RAM. Ze werden via een 30-pin connector op het moederbord bevestigd, en ze waren 8bits breed. Dit impliceerde dus dat 16 bit processoren (zoals 286 en 386) 2 SIMM’s nodig hadden. Deze modules moesten dus per 2, of paarsgewijs gemonteerd worden, en twee modules noemde men een bank.

De recentste RAM geheugens van het type SDRAM worden gemaakt in 64 bit modules, die men DIMM’s noemt, of Dual Inline Memory Module. Ze passen enkel op de recentste moederborden, want ze hebben een 168 pin connector. Aangezien ze 64 bit breed zijn hoef je ze niet meer paarsgewijs te plaatsen, zodat je er achteraf één per één kan aan toevoegen. Meestal heb je nu 3 DIMM sockets op een moederbord, doch op sommige vind je de beide systemen (SIMM en DIMM) gecombineerd. De bedoeling is dat je EDO RAM in de SIMM sockets kan plaatsen of SDRAM in de DIMM sockets. Ze zijn echter niet ontworpen om verschillende RAM types tegelijkertijd te gebruiken. Simm geheugens worden in onderstaande structuur gebruikt: processor snelheid MHz aantal pins 486

33 - 66 MHz

30 pins

Pentium

60-233 MHz

78 pins (per 2)

P2

233-400 MHz

168 pins

P3

450-1300 MHz

168 pins

P4

1500- 3 GHz

afhankelijk v/d chipset

Nu dat we dit weten zullen we even overgaan naar de praktische vorm van deze modules op het moederbord en het installeren ervan.

20

rd

Figuur 5

Bovenstaande figuur toont een geheugenbank op het moederbord. Om en geheugen daarin te installeren zijn er bepaalde handelingen wat je moet onderhouden en dit om fouten te voorkomen. Het belangrijkste is te weten dat men werkt met zeer gesofistikeerd elektronisch materiaal, die nogal gevoelig is voor potentiaal verschillen. Ik hoor u al denken: “maar de spanning ligt toch af”. Ik ga uit van het feit dat je de spanning afgelegd hebt. De stekker zelfs uit het stopcontact getrokken hebt. Desondanks deze voorzorgsmaatregelen blijft er toch nog altijd een mogelijkheid bestaan op potentiaal verschil. Uit de vroegere lessen van natuurwetenschappen is gebleken dat ieder lichaam een bepaalde graad van statische elektriciteit bezit, zolang het geïsoleerd is van het grond potentiaal. In een meer Nederlandse taal: ieder persoon is statisch geladen. Natuurlijk de één meer dan de andere. Het lichaam is immers ook een condensator. Daarvoor bestaan er speciale armbandjes die de lading afleidt naar de grond. Het is echter goed om voor dat je begint aan een computer te werken u zelf te ontladen door bijvoorbeeld aan de CV te komen, of een andere grondverbinding om zo het statisch potentiaal verschil met de grond op 0 te plaatsen. Nu we dat gedaan hebben kunnen we een module ter hand nemen We zien op bij gevoegde foto dat er uitsparingen voorzien zijn module en dat we daardoor de module niet verkeerd op zijn kunnen stellen. Door de module lichtjes nar voor te duwen zal men zien dat de beide beveiligingen in de uitsparingen gaan en de module vaststellen op zijn plaats. Er zijn

op de plaats

21

rd natuurlijk nog andere mogelijkheden maar steeds zal de constructeur er voor gezorgd hebben dat je de modules niet verkeerd kan steken in de bank. Dan kunne we teug de spanning aanleggen en het systeem proberen. Bij het opstarten zal men zien dat het geheugen verhoogd is. Belangrijk is te weten welk een plaatsing je moet gebruiken. Darvoor verwijs ik graag naar pagina 19.

3.4 Powerconnector. Met deze zal je het moederbord een bepaalde voeding geven. Deze komt van de Voeding uit de kast van de computer. Met de nieuwe moederborden zal men meestal een ATX verbinding gebruiken. We zullen later dieper ingaan over de werking van een voeding of liever de geschakelde voeding in een PC. Oudere soorten van power verbindingen zullen we zien en leren gebruiken in de praktijk sessies.

3.5 Floppy-, IDE connectoren Deze aansluitingen gebeuren meestal met een lintkabel (flatcable). Deze kunnen we zelf maken of aankopen in de winkel. De prijs is zo klein dat het de moeite niet is van er zelf te maken, maar het kan…

3.6 AGP-, PCI-, EISA uirbreidingen Op ieder moederbord zijn er bepaalde uitbreidingssloten waar men soorten uitbreidingskaarten kan in plaatsen. Ik denk aan netwerkkaarten, geluidskaarten en dergelijke meer. Ieder van deze uitbreidingssloten zullen we verder bespreken in aparte delen.

3.7 RJ11, RJ45 aansluitingen. Op de moederborden hebben we meestal een modem aansluiting en/of een aansluiting naar een netwerk. Ook daar hebben we een speciaal hoofdstuk over het gebruik en aansluiting.

3.8 Videoaansluiting, Parallel aansluiting ,seriële aansluiting, USB en PS2 Videoaansluiting kan nu ook gebeuren vanaf het moederbord, doch veelal wordt er nog steeds een videokaart gebruikt. Parallelle aansluiting (printer) en RS232 of seriële aansluiting zijn op het moederbord voorzien. USB (universal serial bus) zijn ook voorzien op de huidige moederborden. FireWire aansluitingen worden meer en meer voorzien. PS2 aansluitingen voor keyboard en muis zijn er ook op voorzien. Ieder van bovenstaande aansluitingen en hun gebruik zullen we hierna bekijken en bespreken. Na ieder hoofdstuk wordt u gevraagd om een verslag te maken over dit onderdeel wat we dan zullen quoteren als dagelijks werk.

22

rd

Hoofdstuk 4 CPU – Central Processing Unit Een processor ook wel CPU (Engels: Central Processing Unit) of in het Nederlands Centrale verwerkingseenheid (CVE) genoemd, is het hart van een computer. De eerste processors waren uitgevoerd als printplaat vol met losse componenten en IC's, maar sinds in de 70-er jaren de eerste zogenaamde microprocessor, de i4004, door Intel gemaakt werd, worden processors steeds vaker in enkel-chip versies

Figuur 6

De 4004 was de eerste microprocessor, dat wil zeggen, de eerste processor die volledig op één chip was gebouwd. Intel lanceerde deze in 1971. De 4004 was een 4-bits-processor. Hij kon maar met 4 bits tegelijk bewerkingen doen. Bewerkingen met getallen groter dan 15 (24) moest hij in meerdere stappen doen. De 4004 had een 16-pins connector. Als je dat vergelijkt met een huidige Xeon... die heeft er 603! De 4004 had 2300 transistors. Dat was in die tijd nog nooit op één chip geplaatst. De 4004 had 46 (later 50) instructies. 41 van 8 bits en 5 van 16 bits, en hij werkte maximaal op 740 kHz. Dat wil zeggen dat het kristal dat op de chip zat 740.000 keer per seconde trilde als er stroom op gezet werd. De 4004 had maar liefst 15 Volt nodig. Dat is bijna 15 keer zo veel als zuinige processoren nu. Dat komt omdat de schakelingen en de leidingen op die chip toen nog veel groter waren dan nu. Hoe groter, hoe meer weerstand, hoe meer warmteontwikkeling en hoe meer stroom. De Commodore MOS 6502 is waarschijnlijk de bekendste 8-bit processor. De processor werd in 1975 ontworpen door Chuck Peddle bij halfgeleiderfabrikant MOS technologie, later Commodore MOS. De 6502 dankte zijn populariteit aan zijn prijs en prestaties, destijds was de processor 6 keer zo goedkoop als concurrerende processoren en was vaak nog sneller ook. De 6502 startte een enorme reeks computerprojecten en was samen met de Zilog Z80 de aanzet tot de homecomputerrevolutie in de jaren 80. De Intel 8086 processor was zowel de eerste 16-bit processor als de eerste x86 processor en werd uitgebracht in 1978 door Intel.

23

rd Intel bracht korte tijd later een versie van de 8086 uit, de 8088, die intern in 16-bit werkte, maar aan de buitenkant een 8-bits bus had. Deze processor werd door IBM verkozen voor de eerste IBM PC. De 80186-processor was een iets verbeterde 8086-processor van Intel, uitgebracht in 1982. De belangrijkste verbeteringen ten opzichte van de 8086 waren: Verbeterde snelheid, instructies werden in veel minder klokpulsen uitgevoerd Minder chips nodig op het moederbord Extra instructies De Intel 80286 uit 1982 was de opvolger van de 80186. De processor kon in twee modes werken, de real mode en de protected mode. In de real mode functioneerde hij als een snellere 80186. In de protected mode maakte hij gebruik van een speciale geheugen beheersmodule. Deze had de volgende voordelen: •

•

•

Er was een scheiding tussen besturingssysteem en programma's. Het besturingssysteem had bovendien de absolute controle over wat een programma kon doen met de computer. Het besturingssysteem werd hierdoor eindverantwoordelijk voor de stabiliteit van een computer, in plaats van de programma's. Als onderdeel hiervan gaf de processor een protectiefout als een programma geheugen probeerde aan te spreken wat niet toegewezen was. Slecht functionerende programma's konden nu afgesloten worden, maar ook was er de mogelijkheid virtueel geheugen te gebruiken. Zodra een programma een protectiefout gaf, keek het besturingssysteem of het geheugen op schijf stond. Was dat het geval, dan werd dit geheugen ingelezen en weer aan het programma toegewezen. De maximale hoeveelheid geheugen dat de processor aankon was verhoogd naar 16 megabytes.

De Intel 80386 processor was de opvolger van de 80286 processor. In tegenstelling tot zijn voorgangers was de 80386 een 32-bits processor; althans hij had een 32-bits mode meegekregen, waarin hij als volwaardig 32-bits functioneerde. In de 16-bits mode werkte de 80386 als een 80286, hij was dus ook compatible met de 8086 processor waarop het populaire MS-DOS draaide. De Intel 80486 processor was vooral een optimalisatie van de 80386-processor. De processor kon instructies in minder klokpulsen uitvoeren en was per megahertz dus sneller. Ook was een interne cache toegevoegd. Aan de instructieset en functionaliteit was echter nauwelijks iets veranderd. De Pentium is een tegenwoordig verouderde microprocessor van Intel, gebruik makend van de X86 instructieset. De introductie in 1993 was technisch een flinke stap voor Intel; marketingtechnisch brak met de introductie van deze processor een nieuw tijdperk aan. Logischerwijs zou de processor het nummer 80586 or i586 gekregen hebben, maar de naam werd veranderd in Pentium (het Griekse voorvoegsel "pent-" betekend "vijf"), omdat getallen niet als merk geregistreerd konden worden.Net als bij de 80486 was er aan de instructieset van de processor nagenoeg niets veranderd. Het accent bij de Pentium lag op snelheid. De grote vernieuwing van de Pentium was dat hij superscalair was, wat betekent dat hij meerdere instructies tegelijk kan uitvoeren. Logica in de processor bepaalde of twee opeenvolgende instructies van elkaar afhingen, zo nee, dan werden ze naar de twee verschillende uitvoeringseenheden in de processor doorgestuurd, de zogeheten u- en pijplijn. Deze aanpak leverde spectaculaire snelheidswinsten op. De Pentium had aanvankelijk echter veel problemen met de warmteafgifte en werd op de voor die tijd vrij lage snelheden van 60

24

rd en 66 MHz geleverd. Met de introductie van de Pentium verkocht Intel niet langer licenties aan haar concurrenten om de processor te mogen bouwen. Deze werkten dan ook nog met de 80486-processor. Doordat de Pentium achterbleef in de hoeveelheid mega hertz, en de concurrentie met succes de 80486 op steeds hogere kloksnelheden wist te krijgen, bleef de markt concurrerend. Andere bedrijven hadden de tijd om hun eigen ontwerpen te ontwikkelen. De Pentium MMX was een ontwikkeling in de 5e generatie van de x86 serie van processors voor microcomputers van Intel die een nieuw soort instructie toevoegde aan de instructieset. De zogenaamde MMX instructieset is een serie instructies die dezelfde operatie parallel op een aantal korte operanden (16 bits elk) kan loslaten. Deze instructies zijn in het bijzonder bedoeld om operaties op beeld en geluidsmateriaal te versnellen.Er gaan verscheidene geruchten over de herkomst van de afkorting MMX waaronder Multi-Media eXtensions en Multiple Math eXtension feit is echter dat Intel nooit een verklaring voor de naam heeft gegeven of een van de speculaties heeft bevestigd. De eerste Pentium MMX chip had ruim 5 miljoen transistoren en werd gemaakt in varianten met kloksnelheden tot 233 MHz. De Pentium II is een microprocessor van Intel, gebruik makend van de X86 instructieset. Op 7 mei 1997 is deze geïntroduceerd. De Pentium II was gebaseerd op een aangepaste versie van de P6 core, die als eerste in de Pentium Pro gebruikt is. De 16-bit prestatie was verbeterd en daarnaast waren de MMX instructies toegevoegd die Intel al eerder had gebruikt in de Pentium MMX. De oorspronkelijke Klamath Pentium II processoren, met kloksnelheden van 233 en 266 MHz, werden geproduceerd met een 0.35µm-proces. Ze werden bij gebruik erg warm (voor hun tijd). Het ontwerp van deze processor kwam niet volledig tot zijn recht door de front side bus van slechts 66 MHz. Later in 1997 werd een 300 MHz Klamath geïntroduceerd. De eerste Pentium III (P3) modulen waren identiek aan de Pentium II, echter met toegevoegde instructies (SSE). SSE is vergelijkbaar aan MMX, echter waar MMX zicht richt op integer (gehele) getallen is SSE de floating point variant hiervan. 3DNow! (welke eerder geintroduceerd werd met de K6) is de AMD variant van SSE. De eerste P3 modulen hadden met de bestaande software geen verwerking (performance) voordelen vergeleken met de Pentium 2 (P2) modulen (Marketing). De Pentium II maakte gebruik van een slot in plaats van het meer voorkomende socket principe. De Pentium 2 bestaat uit een printplaat met voornamelijk de processor zelf en een extra snel geheugen (cache). In voorgaande systemen werd deze cache (L2) op het moederbord zelf geplaatst, om snelheid (hogere frequenties mogelijk) redenen werd deze bij de P2 dicht bij de CPU geplaatst. Dit pakket, CPU en geheugen werd onder de naam Pentium 2 aangeboden. De Pentium 4 is van de zevende generatie processoren die gebruik maakt van de X86 instructieset. De eerste versie werd in november 2000 uitgebracht met als codenaam "Willamette". Het meest opmerkelijke aan de Pentium 4 was de zeer snelle 400 MHz frontside bus (FSB). De werkelijke kloksnelheid was 100 MHz, maar door 4 keer per klokpuls data te verwerken ontstond een effectieve snelheid van 400 MHz. Bij het processorontwerp heeft Intel de "rekenkracht per klokpuls" (IPC, instructions per clock) ingeruild tegen hogere kloksnelheden. Het resultaat was dat de eerste chips wel een hogere kloksnelheid hadden (1,4 en 1,5 GHz) maar niet beter presteerden dan hun voorganger de Pentium III. AMD64 is een 64-bit processor architectuur uitgevonden door AMD. Het is een aanvulling op de x86 architectuur, welke AMD64 processors nog volledig ondersteunen. AMD64 staat ook bekend als x86-64. Intel heeft een variant welke door het leven gaat als EM64T, maar deze is grotendeels gelijk aan AMD's origineel.

25

rd De Motorola 68000 processor was in de jaren 80 een bijzonder populaire processor in homecomputers. Onder andere Commodore, Apple en Atari gebruikten deze processoren. Ook de CDi-speler van Philips werkte met een 68000 processor. In de jaren 90 is deze processor in ontelbare apparaten ingebouwd. Instructiesets voor het werken met microprocessors. Ik ga proberen de werking van een instructie van een computer in normale taal uit te leggen. U moet weten dat iedere computer nood heeft aan een instructie voor te werken. Deze instructie bestaat uit een vast gedeelte namelijk de operand en de operators. Voorbeeld; ADD,2,3
deze instructie zal een bepaalde werking opleggen aan de processor, namelijk we tellen 2 op bij 3. Uit de processor output zal logischer wijze 5 komen. De instructie set voor een microprocessor bestaat dus uit een eindig aantal operanden. RISC, of Reduced Instruction Set Computer is een processor die werkt met een kleine set simpele basisinstructies. Dit in tegenstelling tot de CISC-processors (Complex Instruction Set Computer), die werken met een relatief omvangrijke set complexe instructies.. De RISC-processor heeft minder schakelingen en is daardoor eenvoudiger te maken, verder te miniaturiseren. Het feit dat de RISC-processor voor dezelfde opdracht meer instructies moet uitvoeren dan een CISC-processor, kan gecompenseerd worden door een hogere verwerkingssnelheid. Een MiPS instructieset is in de informatica een manier om de verwerkingssnelheid van de processor weer te geven in het aantal instructies dat een processor gemiddeld kan afwerken per seconde. Dit wordt uitgedrukt in MIPS, Miljoen Instructies Per Seconde. Dit is slechts een ruwe schatting van het rekenvermogen van de processor omdat alles afhangt van hoeveel verschillende instructies men test, de soorten instructies die men allemaal test en welke weging men aan de uitvoering van de verschillende instructies geeft. Een 80286-processor haalde in 1982 met een kloksnelheid van 6 MHz een verwerkingssnelheid van 1 MIPS. Een Pentium 4 van 2003 haalde met een kloksnelheid van 2,2 GHz 4 143 MIPS.

26

rd

Hoofdstuk 5 De Floppy Disk , Harde Schijf 5.1. Algemeenheden. Een floppy disk of ook nog de slappe schijf genoemd, is of liever was één van de belangrijkste uitwendige onderdelen van de computer. Het gaf ons de mogelijkheid van op een goedkope, en gemakkelijke wijze data te transporteren van de ene computer naar de andere. Ook was het een mogelijkheid van de data buiten de computer te bewaren. Natuurlijk heeft dat schijfje dat we nu kennen een redelijk grote geschiedenis. De eerste mogelijkheid dat men realiseerde om bepaalde dat op te slaan was de ponskaarten of Hollerithkaarten10. Kaarten die vroeger werden gebruikt om informatie in op te slaan op een dergelijk manier dat deze informatie machinaal gelezen kon worden. Een standaard ponskaart bestaat uit 80 kolommen van 12 rijen en kan per kolom 1 teken bevatten. De informatie werd in de kaart aangebracht door in een of meer rijen van een kolom een klein rechthoekig gaatje te ponsen. Zulke gaatjes konden (aanvankelijk) mechanisch of (later) optisch worden gedetecteerd. Voor een kilobyte aan informatie waren dus ca 13 ponskaarten nodig. Naderhand is men op het idee gekomen deze data te bewaren op een magneetband.11 Dit zorgde ervoor dat men niet de ganse rompslomp had om kaarten te maken. Ook kon men deze banden meer dan 1 keer gebruiken. Door de magnetische partikels van een magneetband een bepaalde richting te geven kon men een 0 of een 1 simuleren. Deze richting was afhankelijk van het magnetisch veld. Een korte uitleg. Men weet dat een magnetisch veldbepaald wordt door een kracht die loopt tussen 2 polen namelijk de Noordpool (N) en de Zuidpool(Z). Hier worden wel poolen van een magneet bedoeld en niet de aardrijkskundige polen. Door deze polen te richten kan men een 0 of een 1 simuleren. En daardoor de gegevens, die overigens altijd uit 1 of 0 bestaan. Bewaren tot dat de magnetische velden terug ‘gewist’ worden. Natuurlijk is dat theorie maar het is mogelijk. We hadden wel een probleem. Het magnetisch veld van zo een band is niet zo groot en kan bij het naderen van een sterker veld, een vaste magneet, zijn informatie verliezen. Ook kan door de ouderdom het magnetisch veld in waarde verkleinen en daardoor kan de data verloren gaan. Het grote probleem van en magneetband is de grote, en ook de wijze van transport tussen de verschillende lezers. Een ander groot probleem was als u wilde data opzoeken op een band en, en dat stond bij toeval ergens midden op de band was het tijdsverloop om dit te zoeken te lang. Daarom moest er iets economischer en rapper uit gebracht worden. Om zulke problemen na te gaan introduceerde Ingenieurs uit San Jose in 1956 de eerste magnetische computer disk. Het allergrootste voordeel aan deze schijf was dat data meteen toegankelijk was waar het zich ook op de schijf bevond. Deze revolutionaire uitvinding bevindt zich op dit moment nog steeds in een computer. Weliswaar is het ontwerp verbeterd, maar de basis van iedere PC opslag stamt dus af uit 1956. 8 jaar later werd de floppy disk uitgevonden. Deze maakte in 1 klap een eind aan de ‘punchcards’ en ‘ticker-tapes12’. Het grote voordeel van de floppy disk was dat hij draagbaar was en dat data vanaf elke locatie op de disk direct benaderbaar was.

10

Herman Hollerith: °1860 + 1929 Deze banden of liever cassetten weerden ook gebruikt bij de commodore serie. Dus nog niet zo lang geleden.

11 12

Ticker-tape = ponsband. De informatie stond niet meer op een kaart maar op een doorlopende papieren band.

27

rd 2. Soorten Disk Er bestaan verschillende soorten disks. Meestal worden zij genoemd naar hun grote.

Figuur 7

In bovenstaande figuur kan men de 3 laatste soorten van diskettes zien. De niet meer gebruikte 8 inch, de zelden nog gebruikte 5,25 inch en de 3,50 inch diskette welke we nog steeds kennen, maar die ook stilaan uit de winkels verdwijnen ten voordele van de usb-stick 3. Bouw - werking We gaan ons hier beperken tot de voor ons nog bekende soort namelijk de floppy disk 3,5 inch. Deze maat is eigenaardig maar dit komt door het feit dat de firma IBM feitelijk de computer in gebruik gebracht heeft. De mensen die dit organiseerden hadden nog geen weet van andere standaarden als de inch, foot miles e.d Daarom zijn bijna al de maten in deze wereld in de boven vernoemde eenheden.

28

rd Dit is een afbeelding van een 3.5 inch diskette. De volgende onderdelen kunt u daarop bekijken: 1.mogelijkheid om schrijven en lezen of lezen alleen. 2. als het daar staat is schrijven onmogelijk 3.behuizing 4. magneetschijf 5. middenpunt 6. opening voor schrijf en leeskoppen 7.afsluitplaatje 8.positie afbakeningen 9.HD slot (zie later) 10. ED slot 11. metalen versterking 12. blokeer systeem 13. opening voor schrijf en leeskoppen in de dekplaat 14 versterkingen.

Deze figuur laat u zien hoe een floppy disk er van binnen uit ziet. De drie grote onderdelen zijn 1. de behuizing 2. de schijf 3 de bescherming en stof vliesje (2).

29

rd

5.2 De opbouw van een floppy drive

Een diskette (ook wel floppy genoemd) bestaat uit een buigzame, ronde soepele kunststofschijf waarop een ferromagnetische laag is aangebracht. Rondom deze schijf zit een plastic behuizing om vervuiling en beschadigingen te vermijden. Als een diskette in een diskettestation wordt gestopt, gebeuren er een aantal dingen: • • •

Allereerst wordt de schijfbescherming opzij geschoven en worden de schrijf- en leeskoppen tegen het schijfoppervlak gedrukt. De motor as begint te draaien en valt in de uitsparing van het metalen schijfje. Deze uitsparing dient om er zeker van te zijn dat de diskette ook draait als de aandrijfmotor draait. Met andere woorden: om er voor te zorgen dat er geen slip optreedt, zodat het schijfje met een constante hoeksnelheid draait. (360 omwentelingen per minuut.) De uitsparing wordt ook gebruikt als referentie om de positie te bepalen. Dit is vergelijkbaar met de nul- meridiaan op de wereldbol. Deze positiebepaling is belangrijk om de beginsector te lokaliseren. (zie later.)

Als een diskette in een floppy drive zit en er een opdracht tot lezen wordt gegeven, begint de ronde kunststofschijf te draaien zodat de opgeslagen gegevens onder de lees- en schrijfkop door bewegen. Omdat de lees- en schrijfkop zelf ook nog eens kan bewegen (kopverplaatsing), kan men deze dus op praktisch elke willekeurige plaats gegevens laten lezen. Bij een schrijfopdracht begint de schijf natuurlijk ook te draaien en de lees- en schrijfkop beweegt zich naar de gewenste plaats en schrijft daar gegevens weg. De kop wordt verplaatst door een stappenmotor. (© www.knudde.be).

30

rd

5.3 harde schijf Van onze floppy disk is het een kleine stap naar de harde schijf. Anders dan een floppy is een harde schijf gemaakt van een harde stof, meestal een metaal. Uit vorige hebben we kunnen vaststellen dat een schijf (floppy) een beperkte grote heeft van dat die kan opgeslagen worden. Daarom is de techniek enig zins anders bij een harde schijf. Bij deze zal men verschillende schijven boven elkaar plaatsen om zo de grote van de schijf te bewerken

Figuur 8

Op bovenstaande figuur ziet men hoe 3 schijven boven elkaar gemonteerd zijn. Deze schijven hebben een gemagnetiseerde laag, en daardoor heeft iedere schijf zijn eigenpaar lees en schrijf koppen. Deze schijf draait met een grote snelheid rond (7200 t/min en meer). Daarom zal er voor gezorgd worden dat de koppen de oppervlakten van de schijf niet raken, om zo beschadiging te voorkomen. Door de hoge snelheid blijft er een filterdun luchtlaagje (0,0003mm) tussen de schijf en de lees/schrijfkoppen. Zoals voordien uitgelegd bestaat het oppervlak uiteindelijk uit een magnetische laag. Om het een beetje meer begrijpbaar te maken gaan we even dieper duiken in de fysieke indeling van zo een schijf. Er is een verschil tussen de lay-out op een ‘floppydisk’ en op de ‘harde schijf’. Met lay-out bedoelen we hier uit welk een data(bits) een spoor of een sector bestaat. We kunnen dus principieel meerder schrijf- en leeskoppen hebben per schijf. Bij een floppydisk is dat natuurlijk maar 2. Deze koppen worden dan ook 0 en 1. Heeft men meerder koppen i.e. harde schijf, begint men vanaf 1. Dit noemen we ‘head’ Een spoor of track zien we zo. Als de schrijf- en leeskop stilstaat en de schijf ronddraait kan men alle gegevens, kan men alle gegevens lezen die op de schijf staat met als middelpunt de as van de schijf. Beweegt men echter de schrijf- en leeskoppen dan maakt men kleinere cirkels. Deze cirkels die men maakt op de schijf noemt men de sporen op de schijf. Bij een floppy disk bijvoorbeeld heeft men 80 sporen, 40 aan ieder zijde. Het is logisch dat men op een harde schijf een veelvoud van die sporen heeft. Een spoor start van het nummer 0 en gaat van buiten naar binnen. Dus buitenste spoor, kop 0 is spoor 0 en zo verder tot aan spoor 39 (let op we starten vanaf 0) bijvoorbeeld voor een floppy disk. Dan gaan we terug naar het buitenste spoor met kop 1 om nr 40 te vinden. Enz. Sporen die boven elkaar liggen, bijvoorbeeld spoor 0 en 40, respectievelijk kop 0 en kop 1

31

rd noemen we cilinders. Voor onze floppy disk is dat 1 sporen per cilinder. Bij harde schijven echter waar er meerdere schijven boven elkaar kunnen liggen (fig. 8.) kan dat dus bestaan uit meerder sporen.

Figuur 9

Een spoor is onderverdeeld in verschillende sectoren. Dit kan, meestal bij harde schijven, verschillen. Op een floppy disk heeft men bijvoorbeeld 18 sectoren in 1 spoor. De wijze van tellen van de sectoren is vanaf 1. De eerste sector (sector1) ligt echter op een speciale plaats. Deze is aangeduid door een uitsparing in het metalen schijfje bij floppy disk en door een speciale magnetische band bij harde schijven. Een cluster bijvoorbeeld is een groepering van sectoren met bij elkaar horende data. (zie fig.9). Een fysische indeling in sectoren bekomt men door een ‘low-format’ uit te voeren op de schijf. Bij het formatteren van en floppy disk wordt er meestal een low format uit gevoerd. Bij een harde schijf kan dit meestal vanuit de BIOS gedaan worden. Dit wordt echter gedaan bij constructie van de harde schijf en is niet aan te raden van nogmaals uit te voeren.

5.4 logische en fysische crash Een monster die loert naar iedere computer gebruiker is de crash van de harde schijf. Er bestaan 2 soorten crashes, namelijk de logische en de fysische crash. We proberen het eens te verduidelijken. -

logische crash

Deze is de procentueel grootst voorkomende crash is, ondanks dat hij nefast is voor de data, gelukkig niet de ergste. We hebben deze crash als onze data niet meer toegankelijk is voor de gebruiker. Dit kan men hebben als de FAT verschilt. Meestal door een virus infectie. Het kan soms mogelijk zijn deze dat terug boven te halen, maar meestal is ook dat een verloren zaak. Wat een FAT is en de werking van virussen komen we later op terug. Het frustrerende van dit is dat men weet dat de data er nog is maar men kan er veelal niet meer aan. Met de tweede methode van opslag, met name NTFS, kan dit evenzo voorkomen hoewel de mogelijkheid en de reden respectievelijk kleiner en anders is.

32

rd -

fysische crash

Dit wordt meestal veroorzaakt door een hardware fout. Men verkrijgt dat als de lees- en schrijf kop met een meestal ‘onzachte’ landing op de magnetische schijf komt. Dit kan men hebben door metaal moeheid , onverantwoordelijk behandelen van de schijf(laten vallen). Door de hoge snelheid van de schijven wordt er een deel van de magnetische laag afgeschraapt. Deze deeltjes versoppen dan de rest en het is gedaan. Evenzo kan het zijn dat de lees en schrijfkop afbreken en groeven trekken in de schijf. Er zijn firma’s die een deel van de nog aanwezige data op de niet beschadigde gedeelten kunnen recupereren maar ik zou er toch niet te veel hoop op hebben. Deze schijf moet wel vervangen worden en de data er opnieuw opgeplaatst. Hier blijkt nogmaals het belang van zo veelmogelijk back-ups te maken van uw data om een ongeluk te voorkomen. De methoden van back – up worden in het volgende jaar terdege besproken. Echter raad ik u aan van een back-up van uw data te nemen. Men kan dit gemakkelijk doen op een CD-RW. Deze kan men dan aanpassen op gestelde tijden. U kan zelfs een programmatje vinden die deze back-up kan laten gebeuren op vastgestelde dagen en eventueel uren. Na het 5 de jaar kunt u ook zo een programma schrijven. Dit drukt de kosten!

33

rd

Hoofdstuk 6 Keyboard Wij gaan verder op ons ontdekking tocht en het volgende dat we tegen komen is het toetsenbord of beter gekend als een keyboard. Er bestaan tientallen zo niet honderdtallen verschillende toetsen borden. Wij gaan ons hier echter beperken tot deze die we normaal gebruiken. Het toetsenbord is een inputgedeelte van onze computer en wel het belangrijkste. Normaal een computer moet een toetsenbord hebben om te kunnen werken. Ik weet wel met de normale XP besturingssysteem is dat ‘niet meer nodig’. Echter zonder een toetsenbord dat aangesloten is kan je maar weinig doen met computer.

Figuur 10

In figuur 10 zien we de standaard uitvoering van een keyboard. Dit bestaat uit een gewoon klavier met de nodige alfanumerieke tekens. Afzonderlijk hebben eventueel) we nog een numeriek pad. Tussen die twee hebben we een mogelijkheid om verschillende functies te gebruiken zoals insert (invoegen van), page up, numlock (maken fat u hhet keyboard gedeelte kunt gebruiken) enz. Boven aan hebben we aantal functie knoppen die elk een eigen uitkomst hebben volgens het gebruikte programma of volgens de wijze dat we ze geprogrammeerd hebben. Het belangrijkste welke we hier nodig hebben zijn de alfanumerieke tekens. Deze zijn volgens een bepaalde code geïnstalleerd. In de DOS omgeving zijn dat tekens volgens de ASCII code figuur 11). In Windows hebben we een andere code figuur 12. Komen we terug op onze vroeger geleerde hexadecimale code zien we nu dat iedere letter of teken voorgesteld wordt door een hexadecimaal teken tussen 0 en 255. Welke op hun beurt door gespeeld worden aan de CPU als binaire tekens. Deze worden afhankelijk van een bepaalde code gestockeerd in en file welke we inladen bij opstarten van de computer.

34

rd De code welke we gebruiken is afhankelijk van het stuurprogramma die we gebruiken. In DOS hadden we de keuze uit verschillend land codes. Deze waren gekoppeld met de telefooncodes. Zo was bijvoorbeeld de land code voor België = BE of 032. Dat gaf dan de aanduiding dat we werkten met een AZERTY keyboard in de plaats van een normaal QWERTY keyboard lay-out zoals voorzien werd. Met de introductie van Windows werd dat al uit onze handen genomen en werd er door de landcode aanduiding een teken lay-out gekozen en geïnstalleerd op onze computer zodat we zonder probleem het keyboard konden gebruiken. Als aansluit mogelijkheden hebben we de IBM mogelijkheid (grote stekker) en de kleinere stekker of PS/2 stekker. Moderne keyboarden worden ook aangesloten met een USB mogelijkheid. Het is ook mogelijk te werken met keyboarden die al draadloos zijn. Later gaan we de USB in diepte bespreken. Het keyboard wordt rechtstreeks aangesloten op het moederbord van de computer . Dit geeft ook als aanduiding dat je een toetsenbord nodig hebt om een computer op te starten De muis van de computer. Ook een aanduiding toestel of pointing device die we goed kennen is de muis (fig. 13). Dit toestel Gebruikt men meestal om bepaalde delen op het scherm aan te duiden. De werking van een muis is afhankelijk van het scherm. We zullen dat later als we de schermen bespreken zeker kunnen uitleggen hoe men aan die uitdrukking komt.

Figuur 11

Als pointing device hebben we nog andere mogelijkheden, zoals een pointing marker…enz. Verder hebben we nog ander input gebruik toestellen die de werking van een keyboard kunnen overnemen zoals een barscanner, een elektronische tekenpen en zo verder.

35

rd

Figuur 12

36

rd

Figuur 13

37

rd

Hoofdstuk 7 Beeldscherm 7.1 CRT (cathhode ray tube) Een ander onderdeel van de computer is het beeldscherm. Laten we eerst en vooral uitgaan van het feit dat een beeldscherm GEEN noodzakelijk deel is van en computer. M.a.w men kan een computer ook gebruiken zonder beeldscherm. Dat lijkt onlogisch voor onze PC, maar denk maar eens aan PLC13 sturingen, dit is ook computer maar dan niet altijd met een scherm Ondanks dat ze niet zoveel meer in gebruik genomen worden gaan we toch eerst even terug op de CRT-schermen. Het is nog niet zolang dat deze schermen hun nut bewezen. En ondanks het feit dat ze voor sommige voorbij zijn hebben ze nog steeds voordelen t.o.v de ‘platte schermen’ CRT staat voor Cathode Ray Tube, of een kathode straal buis. Om de werking daarvan te begrijpen gaan we even terug in de tijd toen de zogenaamde ‘radiobuizen’ gebruikt werden, dus voor de begin jaren 70. In die tijd werd de elektronica beheerst door het vacuüm buis. Een glazen buisje met elektroden, die de signalen konden sturen, of versterken. De zaken welke we nu met IC’s kunnen en vroeger met transistoren kon men dan bereiken met die ‘buizen’. We kunnen hier zo diep ingaan als we willen, en ondanks we u dat niet willen onthouden zullen we ons echter beperken tot soort die het meeste voorkomt (vroeger en nu) namelijk de penthode. Zoals u ziet hebben we in deze tekening 5 aansluitingen. Vandaar de naam penthode. Ik gebruik deze tekening om u de werking van een elektronenbuis even uit te leggen. Hier zijn een paar dingen uit de fysica belangrijk namelijk de werking van een atoom. Uit vroegere lessen weet u dat in een atoom wij grosso-modo twee onderdelen vinden, namelijk elektronen (negatief potentiaal) die draaien rond een kern en de elektronen kern (positief potentiaal).Dit gebeurd in bepaalde elektronenschillen. Uit de lessen scheikunde weten we dat bij geleiders bepaalde elektronen op de buitenste schil door een toevoeging van energie het stelsel kunnen verlaten en zich bewegen naar een ander stelsel. We weten ook uit de wetenschap dat elektronen, die negatief ‘geladen’ zijn aangetrokken worden door een positief potentiaal. Met deze wetenschap gaan we 13

PLC = programmable logic controllers)

38

rd werken. We hebben een zender(kathode) die uit een elektronen geleidend materiaal (mogelijkheid tot afgifte van elektronen) bestaat en deze maken we nog meer negatief met een negatief potentiaal verschil( plaatsen van meer elektronen). Door dit meer negatief maken staan de elektronen ‘te drummen’ om zich te verwijderen van de kathode. Een paar proberen het al maar er ontbreek nog een energie om deze te laten in groep vertrekken. Dit bekomen we door de kathode te verwarmen (toevoegen van energie). Om zeker te zijn dat de elektroden zullen op bestemming aankomen, zullen we de ontvanger (anode) die normaal al uit een positief geladen materiaal bestaat, nog meer positief maken. Gevolg de elektronen vertrekken met een blij gemoed nar de anode die hun ‘met open armen ontvangt’, om het een beetje dichterlijk uit te leggen. Met het eerste rooster vlak na de kathode kunnen we de straal sturen. Dit noemt ook het stuurrooster. Door dat rooster afwisselend meer en minder negatief te maken kunnen we de elektronenstraal als het ware beïnvloeden in zijn sprong van kathode naar anode.Tweede rooster (schermrooster) zorgt er terug voor dat de elektronen langs een goede baan geleid worden. Laatste rooster of keerrooster vangt de veloren elektronen op en stuurt ze terug naar de kathode om zo te laten hergebruiken. Immers niet alle elektronen komen op de anode terecht. Afvalligen die op de glazen wand botsen worden door het keerrooster opgevangen en terug gestuurd. Laat ons dat nu eens in een schakeling bekijken: Positief geladen(+)

R

Grond lading (-)

Sturing

Verwarmingsstroom

Dit rudimentair schemaatje illustreert mijn vorige uitleg. Nu we de principes van het geheel vast hebben gaan we even terug naar het begin en bekijken de CRT

39

rd . U zult zien dat dit in feite niet veel verschilt van onze normale elektronenbuis. Enkel dat we door bepaalde handgrepen de elektronenstraal in dit geval laten zien. Laat ons die tekening eens bestuderen. Terug zien we de verwarming juist onder de kathode. Dit om de emissie van elektronen te vergemakkelijken (zie boven). De eerste verschuiving is het stuurrooster(control grid) Met deze zullen we de elektronenstroom kunnen beïnvloeden. Terug door daar een potentiaal aan te leggen zullen we de elektronenstroom iet of wat kunnen beïnvloeden. Dan hebben we de focuseringsring. Die zijn werking is tweeledig. Eerst en vooral zal het lichtjes positief geladen zijn en daardoor een versnelling van de elektronen teweeg brengen. In tweede instantie zullen we de elektronenstraal bundelen (focusering) en zo een wijd uitgespreide straal brengen naar een fijne straal. Nadien hebben we twee soorten platen, Verticale (V) en Horizontale (H). Door een potentiaal 14 tussen deze platen te brengen zullen we onze straal die van uit de focuseringsring komt respectievelijk horizontaal en vertikaal afbuigen. Let op hier is er een beweging in de straal. Daardoor kunnen we bijvoorbeeld een beeld vormen. Een hoge spanning zal de staal aantrekken en uiteindelijk op het beeld scherm laten komen. Door het plaatsen van gerichte schermen voor het beeldoppervlak die ‘fluorescerend is afgewerkt, kunnen we dus de elektronenstraal zien. Als we met kleuren werken is dit in feite gans het zelfde maar dan in drievoud. Immers de kathode is het elektronenkanon en bij kleuren hebben we 3 aparte kanonnen. Het is natuurlijk niet zo simpel als ik het hier voorstel maar het principe is het zelfde. De uitleg van dit zou ons te ver laten afwijken van onze stof.

7.2 LCD - TFT LCD LCD wordt ook passieve display technologie genoemd. Daarmee wordt een methode bedoeld die geen licht uitzendt (CRT zendt een lichtstraal naar het beeldscherm), in de plaats daarvan maakt dit systeem gebruik van het omgevingslicht. Door dit licht te manipuleren zal men informatie kunnen verstrekken op het ‘beeldscherm’. Dit heeft als voordeel dat men bijna geen verbruik heeft en men dus dit systeem kan gebruiken als er weinig verbruik van elektriciteit mogelijk is (laptop), en tevens het toestel weinig plaats mag innemen. De summiere werking is als volgt: LCD is in feite een organische stof, die in de vloeibare als in gekristalliseerde vorm voorkomt. In de vloeibare vorm zijn de buisvormige moleculen geplaatst in meer dimensionale tabellen . Zie figuur Door het toepassen van een elektrisch veld kan men deze kristallen vormen. 14

LCD = Liquid Cristal Display

40

rd Een LCD bestaat uit 2 onderdelen. Deze vormen een ‘kleine fles’ structuur. De binnenkant van dit flesje is bedekt met een polymeer15, die ook gebruikt wordt om de moleculen uit te lijnen. De uitlijning van LCD molecule is normaal in de richting van de buffer. Echter wordt nu meestal in de moderne uitvoeringen wordt nu het systeem TN16 gebruikt. Daarin wordt nu een loodrechte buffering gebruik dat wil zeggen zoals op onderstaande figuur te zien is dat de oppervlakten een draai van 90 graden ten opzichte van elkaar. We noemen dat een orthogonale verbinding

Figuur 14

De spiraal structuur dat hierdoor ontstaat, kan licht controleren. Zoals u ziet is vooraan een generator die een willekeurig gepolariseerd licht produceert en op het einde een analysator/reflector. Als het willekeurig gepolariseerd licht door de eerste filter gaat is het horizontaal gepolariseerd. Het gaat door het eerste glas en wordt door de kristallen gedraaid en gaat door het achterste glas. Als de licht 90° gedraaid is ten opzichte van het oorspronkelijke zal het licht wordt het 100% gereflecteerd in de cel. In dit geval zal de achtergrond getoond worden. In dit geval zilver of grijs. Het LCD glas heeft op ieder zijde elektrische geleiders die in contact staan met de kristallen. Deze elektrodes zijn gemaakt van ITO17als er een bepaald signaal toegepast wordt op de cel elektroden komt er een elektrisch veld rond de cel. De LCD moleculen zullen draaien in de richting van het veld. Dit volgens de regels, horizontaal gaat door en wordt geabsorbeerd door de laatset analysator en vertoont en zwart vlak. Bij de verticale gepolariseerde of als het toestel afstaat zal het omgevingslicht 100% gereflecteerd worden en hebben we een grijs vlak.

Figuur 15

Om verschillende kleuren te bekomen zal men verscheidene filters gebruiken. 15

Plymeer = molecule die bestaat uit een sequentie van identieke of soortgelijke onderdelen die aan elkaar gekoppeld zijn (vb. PVC) 16 TN = Twisted Nematic Devices 17 ITO = Indium Tin Oxide

41

rd

Hoofdstuk 8 CD & DVD & Tape 8.1 Cd-rom en DVD Een volgend onderdeel waar we nu niet meer zonder kunnen is de CD-DVD speler. Een cd of compact disc is een optische schijf die oorspronkelijk voor de opslag van muziek werd gebruikt (als vervanger van de grammofoonplaat van vinyl) maar die sinds een paar jaar na de originele introductie ook voor de opslag van anders soort gegevens wordt ingezet als cdrom en cd-video. De cd werd door Sony geïntroduceerd in Japan in het najaar van 1982. In het voorjaar van 1983 werd, ook door Philips, de cd in de Verenigde Staten en Europa geïntroduceerd. De cd-rom (waarbij rom staat voor 'read only memory') wordt vrijwel uitsluitend in computers gebruikt. Figuur 16

Cd's zijn gewoonlijk 120 millimeter in diameter en hebben een transparante beschermlaag van 1,2 mm dik. Er is ook een variant toegestaan met een diameter van 80 mm. De schijven worden gemaakt van kunststof (policarbonaat) waarin de digitale informatie, in de vorm van "putjes" en "landjes", wordt geperst. Aan de putjeskant wordt de plaat spiegelend gemaakt door een dun laagje aluminium aan te brengen. De spiegelende kant van de schijf wordt beschermd door een dunne, maar harde, laklaag waarop een label kan worden gedrukt. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is de laklaagkant de meest kwetsbare zijde. De spiraalvormige groef met putjes en landjes is maximaal 5,4 kilometer lang. Gebruikt als opslag voor computers, past op een cd-rom 650 MB aan gegevens. Er zijn tegenwoordig ook cd's en cd-rom's verkrijgbaar die een capaciteit van 700 MB hebben en 80 minuten aan muziek kunnen bevatten. De cd wordt van binnenuit naar buiten afgelezen in een spiraalspoor van putjes. Dat spoor komt met een constante snelheid van 1,2 m/s voorbij: aan het begin draait de schijf daarvoor sneller rond dan aan het eind. Het lezen van de putjes gebeurt met een diode-laser met een golflengte van 780 nm. De putjes zijn ongeveer 125 nm diep, en 500 nm breed, en variëren in lengte van 833 tot 3054 nm lang. De reflectie van de laser wordt continu gemeten, en daaruit wordt het originele signaal teruggerekend. Het aluminium buiten de putjes spiegelt het laserlicht goed, maar de putjes zijn donker door destructieve interferentie. Twintig jaar na de introductie van de cd wordt duidelijk dat de schijfjes minder robuust zijn dan aanvankelijk gedacht. De kreet 'cd-rot' is inmiddels algemeen geaccepteerd om aan te geven dat cd's hun aluminium substraat verliezen. Natuurlijk door de jaren heen is de kwaliteit merkelijk verbeterd maar toch blijft deze afbraak bestaan. Opslag van cd's op een

42

rd constante temperatuur en op een donkere plek zou de levensduur ten goede komen. Het is dus bewezen dat CD's echter door zonlicht of hoge temperaturen hun data zullen verliezen. Zoals we de tabellen hebben bij een floppy disk is er ook een methode om de data van een CR-rom te lezen en op te zoeken. Daarvoor bestaat er een speciale adressering schema. In het begin had men adressering uitgewerkt volgens de subcode. Dit is een adressering code gebruikt voor de cd-rom familie voor audio, CD-I, en data. Langs hoofd data is er een gescheiden data stroom die een tijdsindeling bevat. Simpel gesteld bevat deze tijdscode de speeltijd van disk, welke start op 00:00:00 en verhoogd volgens de speeltijd. De subcode adressering wordt afgedrukt in minuten en seconden en frames. Per seconde heeft men dan ook 75 frames. Dit volgens het eerste gebruik namelijk de audio CD. Toen de dataCD kwam heeft men een nader adressering schema moeten opstellen. De dat op een cd wordt gegroepeerd in blokken, sectors genaamd. Iedere sector heeft een specifiek adres, het sector adres. De term sector duid dus een blok data aan op een media en bestaan normaal uit 2048 bytes (ook andere groten zijn mogelijk). Een cd speler zal de data aanspreken volgens de sectoren, en dit op basis van het sector adres. Een normale cd is een ROM systeem. Nu hebben we ook systemen welke de data kunnen plaatsen op een cd. Deze media kan enkel gebruikt worden om data op te plaatsen, maar eens geplaatst heeft het een onomkeerbaar baar karakter., met andere woorden men kan enkel schrijven en niet meer uitwissen. Deze noemen we CR-R . Er bestaan echter ook cd welke we kunnen schrijven en terug uitwissen CD-RW of rewritable disc genaamd. Men kan dit ook niet voor een oneindig aantal keren herschrijven. We gebruiken hiervoor ‘low-level’ adressering. Deze zijn gelijkaardig aan de CD-R en CD-RW en zorgen voor een invoering van tijdscode in datavorm op een blanco disk. Deze code is in principe gelijkaardig aan de gebruikte subcode (zie boven). We brengen deze code aan door een gemoduleerd ‘wobble’ signaal.

8.2 Hoe ontstaat een compact disk In principe is een Compact Disk, een CD dus, niet meer als een schijfje plastic (policarbonaat plastic). Het schijfje heeft een doorsnede van praktisch 12 centimeter en een dikte van ongeveer 1,2 millimeter (dun dus). Als we een stukje dwarsdoorsnede van een CD bekijken onder b.v. een microscoop, dan zien we iets dergelijks als dit:

Figuur 17

A label laag B bescherm laag C Data laag (reflectie laag) D bescherm laag (transparant) E Logische 0 (bultje) F Logische 1 (putje)

Een ding kun je nu misschien zelf al bedenken: de gegevens staan opgeslagen in digitale vorm, te weten in 1'en en 0'en. Zie hier waar de putjes (F) en de bultjes (E) in de bovenstaande tekening goed voor zijn. Het spoor

43

rd Een ander kenmerk van een CD is dat op het oppervlak een soort spiraal (helix) staat, het spoor waar de laser langs beweegt. Dit is eigenlijk hetzelfde als de oude platenspeler, de naald volgt een groef (het spoor) tot het einde van deze groef is bereikt.

Figuur 18

Dit spoor, genaamd Track of Helix, kan wel 5 kilometer lang zijn. Je snapt natuurlijk dat de afbeelding hierboven een simplistische weergave daarvan is. In de werkelijkheid zit het spoor veel dichter bij elkaar. Draaisnelheid De lees-kop, eigenlijk de laser en de sensor samen (zie afbeelding hieronder), beweegt van het midden van buiten van de CD.

Figuur 19

Omdat de snelheid in de buitenste ring hoger is voor wat betreft het aantal passerende putjes en bultjes, past de CD speler zijn snelheid aan. Als de kop in het centrum is, draait de CD sneller dan als de kop aan de rand van de CD is. Het doel daarbij is de zogenaamde bitrate (het aantal passerende 1-en en 0-en) constant te houden. Je kunt dit vergelijken met het lopen van een rondje. Naarmate het rondje groter wordt, moet je harder lopen om binnen dezelfde tijd het rondje in zijn geheel rond te lopen. Je legt in principe een grotere afstand af. Zo geldt dat ook voor de CD. Het aantal afgelegde meters, als de CD constant met dezelfde snelheid zou rond draaien, zal in de buitenste ring het grootste zijn. Lezen De CD werkt met een laser. Een laser is in principe een bundel geconcentreerd licht. Een eigenschap van licht is dat het steeds rechtdoor gaat, tenzij de richting wordt gebroken door een reflecterend oppervlak, b.v. een spiegel. Bij deze verandering van richting geldt de natuurkundige regel: hoek van inval is gelijk aan de hoek van uitval. M.a.w. Als een licht bundel onder een hoek van 45 graden op een spiegel komt, dan zal de hoek van uitval ook 45 graden zijn. Kijk nu eens naar de volgende afbeeldingen:

44

rd

Figuur 20

In de bovenstaande afbeelding zien we wat er gebeurt als de laser (A), reflecteert op een bultje (afbeelding 1). In dit geval, mist de gereflecteerde laser de sensor (B), voor de CDspeler de conclusie dat dit een NUL is. Als de laser echter op een putje (afbeelding 2) reflecteert, zien we dat de gereflecteerde laser de sensor (B) wel raakt, wat de CD-speler interpreteert als een EEN.

8.3 Verschil CR en DVD Na de ingang van de CD werd er gekeken naar het plaatsen van ook bewegende beelden op een schijfje. Dar bewegende beelden meer plaats in nemen dan gewone data moest men er van uitgaan dat men een grotere opslag capaciteit nodig had. Daarom werd er in 1995 een nieuw systeem uit gebracht namelijk de DVD waarbij de V niet staat voor video maar voor versatile of veelzijdig. Aldus kon men er ook andere data op kwijt dan enkel video.

8.3.1 parameters van CD en DVD Parameter doorsnee plaat plaatdikte (substraat) standaard aftastsnelheid kortste pitlengte afstand tussen de sporen golflengte laser spoordichtheid per inch bitdichtheid per inch data rate Opslagcapaciteit -enkellaags, enkelzijdig -enkellaags, dubbelzijdig -tweelaags, enkelzijdig -tweelaags, dubbelzijdig -eenmalige eigen opname (DVD-R) -herhaaldelijke eigen opname (DVD-RAM)

DVD 120mm 2x0,6mm 3,49-3,84m/s 0,4mu 0,74mu 650/635nm 34.000 96.000 11Mbit/s

CD 120mm 1x1,2mm 1,2-1,4m/s 0,83mu 1,6mu 780nm 16.000 43.000 1,2-4,8 Mbit/sec

4,7GB 9,4GB 8,5GB 17GB 3,8GB

0,68GB

bemonsteringsfrequentie

96kHz

0,68GB /kant

2,6GB /kant

44,1kHz

45

rd

8.4 Tape Voordat men sprak van enige vorm van opslag op diskettes cd en zelfs hard disk had men al de band of Tape Figuur 21

Figuur 21 toont u een band die zelfs nu nog gebruikt wordt op mainframes in bepaalde firma’s.

Figuur 22

In bovenstaande figuur ziet men een toestel van een IBM mainframe waar men de data op banden zet. Normaal vind men dat enkel in grote firma’s waar men werkt met mainframes. Ook is dat te vinden in bijvoorbeeld plaatsen waar men ‘gevoelige data’ moet bewaren. Het nadeel is hier dat men sequentieel moet schrijven en lezen en als men iets moet opzoeken dat het nogal redelijk lang kan duren en betrekkelijk ingewikkelde zoek machines nodig zijn. Deze zijn wel verbeterd met uitbrengen van de cardridges, welke compacter zijn en daardoor gemakkelijker te behandelen zijn.

46

rd

Figuur 23

In bovenstaande figuur zien we een soort cassette band (cardrige) en zijn lezer. Dit wordt meestal gebruikt om back-ups te maken. Zij zijn meestal ingebouwd in servers. Normaal in pc hebben we een ander veelgebruikt systeem namelijk de zip drive. Zip drive komt van het opslaan van gegevens in gecomprimeerde vorm.(zip) Hoe men dat doet zullen we later (2de jaar) wel zien.

Figuur 24

Deze ‘bandjes’ zijn te verkrijgen in de 100 MB versie en de 250 MB. Zij waren enorm populair in het pre-cd tijdperk. Met de komst van CDRW en ook DVDRW hebben ze in belangrijkheid ingeboet. In bijlage zal er een uitleg zijn over ‘nieuwe’ technieken zoals de bleu ray disc, een schijfje met hoge opslag mogelijkheid.

47

rd

Hoofdstuk 9 de voedingskast Een zeer belangrijk deel van de behuizing is de voedingskast. In feite een van de meest belangrijkste gedeelten. Immers het toestel moet ergens een voeding van krijgen. Deze wordt aangesloten op het moederbord en verzorgt de verschillende voedingsspanningen welke men nodig heeft.

9.1 Functies en signalen De primaire functies van een voeding van een pc zijn: - conversie: het omzetten van de 220 v/50Hz licht spanning naar de gevraagde spanningen, 24v,+/- 5v, 3.3v. - gelijkrichting daar ons net werkt op wisselspanning en we gelijkspanning nodig hebben zal de noodzaak zich voordoen tot gelijkrichting van de spanning - filtering dit zorgt dat de gelijkspanning dat we uiteindelijk gaan toepassen op ons toestel zoweinig mogelijk pieken vertoont - regulering dit verzekerd ons van een min of meer stabiele spanning - isolatie met deze zorgen we dat er een strikte scheiding is tussen de verschillende spanningen. - koelen de hoofdventilator zal benevens de koeling van de voeding ook een rolspelen in de luchtstroom van de pc kast - stroombeheer hier zorgen we voor een meer rationeel gebruik van de gegeven spanningen.

9.2 Componenten van een voeding 220V gelijkrichting

transfo

gelijkrichten

filteren

12/24v

5v regelen 3,3v Figuur 25.

48

rd

Bovenstaand schema geeft de werking weer van een voeding. We gaan dat eens verduidelijken.

9.2.1 Gelijkrichting Zoals we voordien reeds opgemerkt hebben is ons spanningsnet 220v- 50 Hz. Wisselspanning, dus het alterneert tussen +310 v maximum en – 310v minimum. Hoe komen we daaraan.

9.2.1.1 Sinusgolf De grondgolf van een signaal heeft steeds sinusoïdale vorm. Dit komt omdat een sinusoïdale vorm ontstaat uit een vector die in tegenwijzer zin draait aan een eenparig snelheid in een cirkel. De straal van die cirkel, of de grote van de vector is 1. Dat is theorie die we voordien al gezien hebben. Als we nu eens die vector beweging uitplotten in een vlak figuur tussen de assen X en Y waar X = de tijd en Y = de grote van de vector dan bekomen we volgende figuur: Y (grote) A x(hoeksnelheid)

T 0

pi/2 pi 2pi/3 2pi

Figuur 26

De grote is afhankelijk van de plaats op de cirkel. Wiskundig gaat dat volgens de formule: V = VM * sin (ωt) waarbij ω = 2 * π * f. En f op zijn beurt zijnde de frequentie = 1 / T. waarbij T gelijk is aan de periode. Periode is het 1 maal terug keren van de vector op de zelfde plaats. Praktisch: Veronderstel dat de vector vertrekt op het punt A en ronddraait in de cirkel in tegenwijzer zin. Het volgende moment dat de vector terug op het punt A komt heeft hij 1 periode afgelegd. Dit wordt uitgerukt in seconden en is dus een tijdseenheid. Het aantal keren dat de vector terug op A komt is omgekeerd aan de periode. Immers beeld u in dat in een tijd interval van 1 seconde passeert de vector 2 x door het punt A. Dus iedere halve seconde zal de vector door A passeren. Dus de periode is 0.5 sec en de frequentie dat de vector A passeert is 2 of 1/500ms Dezelfde beredenering kunnen we toepassen op de hoeksnelheid. Immers om de volledige cirkel af te leggen hebben we 2π nodig om een volledige cirkel af te leggen, of om terug op

49

rd dezelfde plaats te komen. Dit maal de frequentie dat we op deze plaats komen en we hebben de hoeksnelheid. Om een moment afbeelding van de grote te kennen hebben we dus nodig de plaats dat de vector op een gegeven moment zal zijn. We weten dat op het moment van de pijl een bepaalde tijd verstreken is. Op dat tijdstip zal de grote op de Y as kunnen berekend worden. Namelijk de VM * sin(2*π*f), op dat moment. Om nu het maximum waarde te berekenen bestaat er een uitdrukking die zegt dat het maximum waarde gelijk is aan de effectieve waarde (of de waarde die men normaal aanduid i.e 220V) gedeeld door met √2 / 2 of 0.707.

9.2.1.2 Gelijkrichting Een gelijkrichting gebeurt door het zenden van het signaal door een gelijkrichter of diode. Dit is een elektronisch onderdeel dat de eigenschap heeft om de stoom maar in 1 richting door te laten en in de andere richting te sperren (tegen houden). kathode anode Figuur 27 Waar de kathode negatief is (-) en de anode positief(+) Maken we even volgende schakeling: Voorstelling :

A

w s en we passen de vorige spanning toe op ‘WS’ dan zullen we op punt a de volgende spanning krijgen:

Figuur 28

Immers als we een positieve (groter dan 0) spanning hebben zal deze tegen gehouden worden door onze kathode van de diode en volledig op het punt A staan. Bij een negatieve spanning (kleiner dan 0) zal deze doorgelaten worden door de kathode en niet verschijnen op het punt A. Met andere woorden we hebben een ‘gelijkgerichte’ spanning (alleen positief wordt door gelaten). Dit noemt men dan ook een gelijkgerichte spanning. Zouden we dat toepassen op een (RC) schakeling die er een min of meer gelijkspanning van maakt zoals hier onder dan krijgt men.

R C

C 50

rd Spanning

tijd

Met een beetje verbeelding kan dit een gelijkspanning genoemd worden. Om dit te verbeteren zullen we een schakeling gebruiken die het aantal pulsen zal verdubbelen namelijk de brug gelijkrichter. Deze maakt dat het negatieve sinus gedeelte ook positief komt. Daardoor hebben we een verdubbeling van de positieve pulsen.

Door deze verdubbeling krijgt men tussen de pulstoppen een kleinere neergang in de spanning. Dit noemt men de rimpel op de gelijkspanning. Door die rimpel zo klein mogelijk te maken verbeterd men de gelijkspanning. Er zijn verschillende methoden om dit te doen, de een minder efficiënt dan de andere. In ons geval zullen we een min of meer ongewone manier toepassen. Namelijk door gebruik te maken van een eerste gelijkrichting zullen we de 220V gelijkrichten. Na dien zullen we deze terug omvormen in een wisselspanning met hogere frequentie, die we dan terug transformeren en gelijkrichten. Door die spanning terug om te vormen naar een wisselspanning met hogere frequentie zullen we de rimpel op die gelijkspanning verkleinen. Immers daar de frequentie verhoogd zal de periode verkleinen en de spanningshoogten dichter bij elkaar komen en zo de neergaande spanning verkleinen. Zo krijgt men een zeer kleine rimpel op de gelijkspanning. Door het terug om te vormen naar een wisselspanning met hoge frequentie kan men ook gemakkelijker de spanning verkleinen (transformeren) naar de lagere spanningen 24,12 en 5V

9.2.1.3 Filteren Hier zal men de gelijkspanning verder van de rimpel ontdoen. In dat proces zal men ook zien als de overblijvende spanning genoeg is in grote en de rimpel niet te groot is. Door een spanning te koppelen aan deze twee parameters wordt het mogelijk gemaakt door teugkoppeling de uitgangspanning van de 1ste gelijkrichting moduleverder te aan te passen in grote en frequentie.

9.2.1.4 regelen In deze module zal men doormiddel van spanningsdeling de 5v omvormen in 3.3 V en 5V.

51

rd Een spanningsdeler is een gewone weerstand waar de benodigde spanning over staat. Daar het een statisch gegeven is zal die redelijk stabiel zijn. Dit is belangrijk aangezien men werkt met de ‘core’ spanning van de IC.

9.3 Fouten van de voeding Gezien deze component van levensbelang is, wordt de fouten percentage ook zoveel mogelijk beperkt. De methode van werken wordt ook soms de geschakelde methode genoemd. De geschakelde voedingen zijn de meest stabiele voedingen maar hebben één groot nadeel, namelijk dat bij defect meestal verscheidene componenten van die voedingen fout lopen. Dit daar hun werking meestal in verband stat met elkaar. Daarom kan men niet veel met een defecte voeding aanvangen en zal men ze meestal in zijn geheel vervangen.

52

rd

Hoofdstuk 10 Ethernet - en modem kaart 10.1 Algemeen Meestal worden de computers de dag van vandaag niet meer als alleen staande entiteiten gebruikt. Ook thuis zal men meer en meer werken in een netwerk. Hetzij internet hetzij een extranet of een lokaal netwerk. Om dit te bekomen zijn er verschillende mogelijkheden. We denken hier aan de soorten verbindingen langs LAN of WAN of zelfs rechtstreeks computer naar computer. De onderdelen die we daarvoor moeten ‘toevoegen’ aan de computer zijn eenvoudige insteekkaarten. En zelfs dit kan nu reeds in het moederbord verwerkt zitten.

10.2 Modem In feite spreek men hier over een toestel dat we normaal beter gaan bespreken in de lessen netwerk en datacommunicatie. Een modem is een Modulator-Demodulator. Deze dient om een digitaal signaal te versturen over een analoge telefoonlijn. Verdere uitleg volgt bij de lessen datacommunicatie. Wat ons hier aanbelangt is hoe ziet dat er uit en hoe zal men dat gebruiken in samenwerking met een computer.

Figuur 29

Figuur 30

Figuur 29 stelt een modem kaart voor. Deze wordt in en PCI slot ingebracht in een computer. Daar aan verbind men de telefoonlijn. Door dit kan men gebruik makend van een gewone telefoonlijn data versturen. Figuur 30 zal de zelfde uitwerking hebben maar hier staat de modem los van de computer. Het is een bijkomend toestel, dat aangesloten wordt aan de seriële poort (Com poort1 of 3) van de computer. Een modem kaart zal ook deze methode gebruiken, maar hier wordt hij inwendig aan deze poort gesloten.

Figuur 31

De andere kant van de modem zal dus door gebruik te maken van een kabel (4 of 2 draad) en een RJ10 stekker (fig. 32) aangesloten worden op de telefoonlijn.

53

rd

Figuur 32

10.3 Ethernet kaart Deze kaart bied de mogelijkheid om een computer in LAN netwerk aan te sluiten. Daar de meeste personen gebruik maken van een breedband aansluiting of een ADSL aansluiting is dat een meer voorkomend onderdeel die meestal ingebed zit in het moederbord. Terug zal de juiste werking van dit duidelijk worden in de lessen datacommunicatie en netwerken.

Figuur 33

Deze kaart is ogenschijnlijk dezelfde als de modem kaart. Niets is minderwaar. Bij deze kaart ziet men 1 aansluiting een RJ45 aansluiting (fig 34). Deze wordt verbonden met een UTP (STP) kabel van 6 of 8 aders welke dan verbonden wordt met het netwerk. Dit is ofwel een WAN of LAN of een ander verbindingstoestel (router, switch, hub…).

Figuur 34

10.4 Aansluiten van een RJ 45 stekker Ondanks het feit dat men kant en klare draden met stekkers kan kopen en verkrijgbaar zijn in de kleinhandel, kan het noodzakelijk zijn om zo nu en dan zelf een stekker op een draad te zetten. Daarvoor heeft men speciale richtlijnen. We zullen hier de twee meest voorkomende methoden bekijken namelijk een gewone RJ45 UTP aansluiting en een zogenaamde ‘crossover ‘draad.

54

rd

10.4.1 Gewone UTP aansluiting We werken met een gewone 8 aderig UTP kabel (de meest voorkomende). De draden moeten aangesloten worden volgen een speciale daarvoor uitgedachte kleuren code. Met een speciale tang zullen we dan dit RJ45-stekkertje sluiten. Hieronder vind je de aansluitingsmethode. In de lessen zullen we zelf een kabeltje maken en zo de praktijk aan de theorie toetsen.

Figuur 35

In de figuur 35 vind je de aansluitingen. Links van een gewone kabel en rechts van een crossover kabel.

55

rd

Hoofdstuk 11 Printers 11.1 Algemeen Een computer is een gemakkelijk werk instrument maar Jan met de pet heeft nog steeds graag iets waar hij kan naar kijken en in zijn handen houden. Men spreekt hier over een stuk papier of een print-out. Dit zal men bekomen door een schrijver (printer) aan de computer te schakelen en de data uit te printen. Om dit te verwezenlijken hebben we verschillende soorten printers, elk met hun specifiek gebruik.

11.2 Begrippen 11.2.1 Impact versus non impact Dit begrip wordt gebruik betreffend de behandeling van het papiet. Matrix-, Daisy-, Wheelen lijnprinters maken fysisch contact met het papier en worden daarom impact printers genoemd. Deze printers gebruiken en soort hamer technologie waar door het drukken van het inktlint tegen het papier een afdruk nagelaten wordt. Laser-, Inktjet-, Bubbeljet-, Thermische printers worden non-impact printers genoemd. Hier is het fysisch contact niet van belang. Een groot verschil is dat impact printers beter overweg kunnen met meervoudig gelaagd papier en uitermate geschikt is voor ketting papier.

11.2.2 Afdruksnelheid We stellen dit voor door het aantal karakters per seconde (cps) die op het papier gezet worden. Dit begrip komt van bij de matrix printers waar een karakter belangrijk is. Bij moderne versies zoals inktjet en laser zal men meer spreken van pagina per minuut (ppm). Daar is de afdruk per pagina meer van belang. Vroeger sprak men ook van lijn per minuut (lpm). Dit kwam door de lijnprinters, die als belangrijkste meetpunt een afdruk lijn hadden. Deze printers werden meestal bij mainframes gebruikt.

11.2.3 Afdrukkwaliteit Eén van de meest besproken eigenschappen van een printer is de afdrukkwaliteit. Dit stamt nog van in de tijd van de matrixprinter. Dit wordt gesteld als de kwaliteit van de afdruk t.o.v. een daisy Wheel typemachine. De gangbare kwaliteit normen zijn Draft: dit is een afdruk met lage kwaliteit waar de punten van de karakters te zien zijn. NLQ: Near Letter Quality dit is een betere kwaliteit maar de punten zijn nog steeds zichtbaar. Dit wordt gevormd door een dubbeldruk met lichte verplaatsing van de afdrukkop. (150 dpi) LQ: Letter Quality: Deze komt het dichts bij de afdruk van de typemachine (min 300dpi)

56

rd

Figuur 36

In bovenstaande figuur hebt u een voorbeeld van Draft en NLQ afdruk van karakters. Dit begrip is na het gebruik van de non impact printers meer en meer van het voorplan verdwenen en wordt enkel nog aangehaald in meer grafische omgevingen.

11.2.4 tekst en grafieken Daisy Wheel- en lijnprinters hebben een vaste set van afdrukbare karakters, zoals vroeger de typ machine. Zij zijn daarom niet geschikt voor het afdrukken van tekeningen. Matrixprinters en de non impact printers echter zijn uitermate geschikt om tekeningen af te drukken. Hoewel als men veel en uitgebreide tekeningen moet afdrukken is men wel meer gebaad bij een plotter.

11.2.5 Lettertype (fonts) ,afdrukgrootte, stijl Een letter type stelt een bepaald ontwerp van letter voor welke de printer kan afdrukken. Deze kunne bijgeleverd worden bij de printer zelf als font files. In de hedendaagse computer wereld zijn er in ieder tekstverwerking programma een gamma van fonts voorzien Dit is de grote in 8 pts

Dit is de grote in 10 pts

Dit is de grote in 12 pts

Dit is de grote in 16 pts

Dit is de grote in 18 pts

Dit is de grote in 24 pts

Dit is de grote in 36pt pts Figuur 37 Figuur 38

57

rd

Ieder letter kan afgedrukt worden op een bepaalde grote. Deze wordt uitgedrukt in punten (overblijfsel van de matrixprinter) een punt is 1/72 van een inch (2,54 cm) of 0.35mm De stijl van de karakters is : Nomaal : standaard tekst Vet (Bold) verdikking van het karakter Cursief (Italic): lichtjes overhellend naar rechts (75°) Onderstreept: onderstreept met vaste lijn.

11.2.6 printerstandaarden De fysische verbinding van een printer met de computer wordt meestal gedaan langs de parallelle poort. Een protocol (zie later) zal de regels die gerespecteerd moeten worden om te communiceren bepalen. SPP – Standaard parallelle poort gegevens van computer naar printer. Dit wordt ook simplex genoemd EPP – Enhanced parallel poort laat communicatie in beide richtingen toe maar niet terzelfder tijd dit wordt ook halfduplex genoemd ECP – Enhanced Capabilities port laat communicatie in beide richtingen toe. Dit noemen we fullduplex. Er zal een standaard IEEE 18gebruikt worden.

11.3 Matrix printers In het begin keek men naar de schrijfmachine. Dit was een systeem dat een hamer met een letterafdruk op een inktlint sloeg en zo een afdruk maakte van de letter op papier achter het inkt lint. Dit waren de eerste printer mogelijk heden. Nadien sprak men over de naald matrixprinter. De methode was bijna hetzelfde maar hier werd de letter gevormd door de inslag van naalden op het lint en daarna op het papier. Dit is een voorbeeld van een impact printer. Er bestaan in de computerwereld een gamma van naald matrixprinters. Maar men had een goed resultaat met een 9 pins printer. Dat wil zeggen een printer waar 9 naalden op een lijn staan.

11.3.1 werking

In figuur 39 is de werking visueel voorgesteld. Een stroompuls zal de magneet een aantrekkingskracht geven en daardoor een cilindertje voorbewegen die het pinnetje op het inkt veld drukt. Bij wegvallen van die stroom zal de kracht verdwijnen en door de elasticiteit van de houder waarop het pinnetje staat zal dit terugtrekken en klaarstaan voor een andere puls. Figuur 39

18

IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers

58

rd

11.3.2 Voordeel Ondanks het oubollige systeem is dit nog steeds een gevraagde werking. Dit wordt gebruikt bij die methoden war men papier moet hebben met doorslagen. Men denkt hierbij aan winkels en kantoren. Door gebruik te maken van meerdere pinnen zal men de kwaliteit aanzienlijk verhogen.

11.3.3 Nadeel Het grootste nadeel van deze printermethode en ook daar waar ze meestal voor gemeden wordt is het lawaai. Een doordringend lawaai van de pinnen die alsmaar aangetrokken en op het papiet gedrukt wordt is niet te harden. Hoewel de moderne matrixprinters een goede demping hebben is het toch een van de afknappers om zo een printer aan te schaffen. Een ander veel voorkomend nadeel is de prijs. Door de meer en meer geavanceerde techniek is dit een kostelijk geheel in vergelijking met de inktjet en bubbeljet printers.

11.4 Inktjet printers

De werking van een inkjetprinter is grotendeels hetzelfde als die van matrixprinters, maar in plaats van met naaldjes de tekst op papier te zetten, worden er minuscule inktdruppels op het papier gespoten. Intrinsiek is de inkt niet duur (misschien enkele tientallen euro per liter), maar de fabrikanten van dit type printers voor de consumentenmarkt geven hoge kortingen op de aanschaf, en forceren de gebruikers daarna om hun eigen zeer dure inkt aan te schaffen. Men betaalt in de inkt dus eigenlijk de aanschaf van de printer. Een inktjet printer is een printer die vloeibare inkt gebruikt, die op papier 'gesproeid' wordt. In feite wordt er met wat kracht een druppeltje op het papier gespoten. Er zijn zwart/wit en kleuren inktjet printers. Inktjet printers kunnen worden ingedeeld naar de 2 verschillende soorten technologieën die worden gebruikt: piezo-inktjet en thermische inktjet. Bij piezo-inktjet printers bevindt zich achter ieder kanaal van de printkop een piëzo elektrisch element. Door op dit element een elektrische puls te zetten, verandert dit element van vorm. Door deze snelle vormverandering wordt er een schokgolf opgewekt in het bijbehorende inktkanaal. De schokgolf zorgt ervoor dat één of meer druppeltjes inkt uit het kanaal worden geschoten. De Japanse firma Epson is de enige die dit soort inktjet printers op de markt brengt voor kantoor- en thuistoepassingen. Epson bezit ook alle belangrijke octrooien voor deze technologie. Bij thermische inktjet printers bevindt in ieder inktkanaal een klein verwarmingselementen. Door hierop een elektrische puls te zetten, vormt zich lokaal een dampbelletje in de inkt, dat na het uitzetten van de pulst weer implodeert. Door deze implosie wordt in de inkt een schokgolf opgewekt. De schokgolf zorgt weer voor het wegschieten van een druppeltje inkt..

11.4.1 Bubbeljet

59

rd

INKT

verwarmingselement

luchtbel die vergroot

drukt de inkt naar buiten

spuitneus Figuur 40

De inkt gaat door het buisje. In dit buisje zit een luchtbel die vergroot door een puls. Door het vergroten van die luchtbel wordt er een inkt partikel op het papier ‘gespoten’. Door het verwarmingselement in de inkt wordt de inkt opgewarmd en creëert een luchtbel die langzamerhand vergroot en opeens zal barsten. Door het barsten van de luchtbel wordt er een vacuüm gemaakt die opzijn beurt inkt zal innemen en aan de spuitneus doorsturen naar de printerkop waarna het op het papier zal gedrukt worden. Een gemiddelde bubbeljet heeft 300 tot 600 spuitneuzen die gelijktijdig een druppel op het papier kan brengen.

11.4.2 Piëzoelektrische methode A

A' inkt

reservoir

spuitneus Figuur 41

60

rd Figuur 41 geeft de voorstelling van de inkttoevoer langs piëzo elektrische weg. Bovenaan een verzamelplaats van inkt ligt een kristal. Door inbrengen van de elektrische puls op de draden A en A’ zal het kristal verbuigen en zo de inkt samen drukken. Door deze samendrukking zal de inkt door de spuitneus op het papier aangebracht worden. Eventueel inktoverschot of inkt kan uit een reservoir genomen worden.

11.4.3 Drop on demand en Continuous flow Deze beide bovenstaande methoden wijzen hoe de inkt uit een reservoir naar buiten gehaald wordt. Ze wijzen echter nog niet hoe het op het papier komt. Dit kan op twee manieren

A

B Figuur 42

De inkt wordt per druppel door de spuitneus gedrukt. door een spanning aan te brengen op de platen A en B respectievelijk negatief en positief zal men de inkt straal afbuigen en op het papier doen belanden. Zodoende worden de letters gevormd. Dit wordt de drop on demand genoemd en zal zo een efficiënt inktverbruik hebben. afbuig electroden piezoelec

pomp

reservoir

opvangbak en verbinding

Figuur 43

In figuur 43 wordt het continuous flow principe uitgewerkt. Door het piëzo elektrische gedeelte wordt een constante inkt stroom geproduceerd die door de afbuigelektroden omgevormd worden in letters op hert papier geplaatst worden. Bij een 0 spanning zal de inkt opgevangen worden in het opvangbakje en terug naar de reservoir gestuurd worden. 61

rd

11.4.4 Halftoning De eerste afdruk proces is de zogenaamde Halftoning of het gebruik van halftinten. Dit is de zelfde techniek als of u een foto bekijkt van een krant onder een vergrootglas. Dan ziet men een verzameling van puntjes met halftinten van grijs en zwart. De eerste stap in de samenstelling van en beeld op deze techniek. Dit bestaat op een verdeling van een pagina in een aantal cellen. Iedere cel bestaat uit een matrix van punten. Een volledig opgevuld rooster is dan zwart en een volledig leeg is een wit. Men kan ook schaduwpunten maken met deze techniek. Een arcering van 25 procent geeft dan een andere kleur zetting. Het aantal, dat afgedrukt wordt is iets dat afhankelijk wordt van de soort printer. Het uiteindelijke resultaat geeft een bitmap afdruk op papier. Een inktjet printer drukt geen volledige lijn in een keer. Het heeft meerdere passages nodig op een tekst in bvb 12 pts af te drukken. Dit is normaal want een lijn van een inktjet printer is zeer dun, ongeveer dikte van en menselijk haar, ongeveer een miljoen maal kleiner dan een water druppel.

11.4.5 Kleuren conversie Het beeld op een monitor bestaat uit RGB kleuren. Deze moet eerst een conversie ondergaan naar een CMYK- kleur voor men het op papier kan laten verschijnen. RGB schema maakt gebruik van 24 bits voor elke afzonderlijke pixel van het beeld, en steunt op de helderheid van de kleuren (golflengte) om een afzonderlijke kleur samen te stellen.

62

rd

Purper Blauw Groen Geel Oranje Rood

Voor het omzetten van RGB naar CMYK kleur zal de pc een color lookup table gebruiken. Hier in staat de vergelijking van de binaire kleurcode naar corresponderende binaire CMYK kleur.

11.4.6 Halftoning met kleur Met monochrome halftoning wordt een beeld samengesteld met het tonen van grijswaarden doormiddel van cellen. Met kleur gaat dat over hetzelfde principe. Met dit verschil dat er een aparte laag per kleur wordt gemaakt.. Deze lagen worden dan op elkaar gerukt en zo het kleur gevormd.

11.4.7 Geordende transitie De methode creëert de transitie van een bepaalde kleur naar een ander dankzij de evenredige verspreiding techniek. (dithering) Met deze techniek regelt de gemoedelijke overgang naar een andere kleur.

11.7.8 Beeld diffusie Deze techniek wordt bijna gebruikt door alle printers. Deze bestaat uit de veronderstelling dat een printer ieder punt met 255 kleurschakeringen op grijswaarden kan afdrukken, alhoewel hij maar 4 kleuren tot zijn beschikking heeft. Een zwart punt krijgt bvb 255 en wit 0. Diffusie start met de toewijzing van een grijswaarde aan elk afzonderlijk punt in het beeld, en berekend de fout naar het geen hij effectief zal afdrukken. Stel een stuurprogramma voorziet voor een punt de grijswaarde 128. Geen effectieve afdruk van deze waarde levert een fout op van 128 (128-0). Wel afdruk levert een fout op van -127 (255-128). De grootte van deze fout een maatstaf voor de diffusie van de aaneen liggende punten. Een negatieve foutwaarde verkleint de kans om een afdruk va zwarte punten in de 63

rd onmiddellijke omgeving, een positieve fout vergroot die kans. Dit geeft een geleidelijke overgang van de kleuren aangezien de aansluitende waarden op elkaar afgestemd zijn.

11.4.9Voordeel Een groot voordeel van deze soort printers is de lage kostprijs. Ondanks dat de werkwijze redelijk ingewikkeld schijnt te zijn, zijn de ontwerpkosten laag en drukken daardoor de prijs. Een tweede voordeel is de geruisloosheid in werken wan deze printers.

11.4.10 Nadeel Het nadeel van deze printers is dat men niet kan werken met meer lagen papier. Immers we hebben geen impact op het papier dus we kunnen niet werken met doorslagen er van. Ook kan men niet werken met ketting papier. Wat ook als nadeel kan aanzien worden.

11.5 Laser printer

Figuur 44

In figuur 44 ziet men de werking van de laser printer. Deze werking komt overeen met de werking van een fotokopieer machine.

11.5.1 elektronfotografische procedure (EP)

-

praktisch alle laser printers maken gebruik van de EP procedure, waarvan de gefixeerde laserstraal en de droge toner de voornaamste kenmerken zijn. Afdruk principe in 6 factoren. conditioneren de volledige trommel krijgt een uniforme volledige elektrische lading van – 600V met behulp van de primaire kroondraad (primary corona wire, main corona) die in de toner cassette zit. schrijven de controller van de laserprinter stuurt de laserstraal en één of meer spiegels om het beeld op de trommel te projecteren. Het continu in en uitschakelen van die straal creëert kleine puntjes op die trommel die overeenkomen met de tekst en grafieken op de trommel. De plaatsen waar die laserstraal komt neemt de lading af tot -100V .als het beeld volledig op de trommel staat laat een controller en blad papier aanvoeren tot de registratie rollen van de toner (registration roller)

64

rd ontwikkelen in de ontwikkeling rol (development roller) die ook een deel van de toner is, zit een magneet die het ijzerpoeder in de toner aantrekt. De roterende rol zit dicht bij de trommel en geeft de gelegenheid om de aangevoerde toner aan te trekken. De trommel heeft na deze stap een volledig spiegelbeeld van het document. overbrengen de achterkant van het papiet krijgt een positieve lading. Het trekt de negatief geladen toner aan. Op dit momentstaat het beeld van het af te drukken document op het papier, maar de toner blijft daar enkel zitten door het magnetisme. fixeren de fixerende rollers (fusing rollers) geven hitte af en oefenen druk uit op de toner en het papier waardoor ze letterlijk in elkaar versmelten. De fixerende rollers zijn bedelt met teflon en lichte siliconen olie om te voorkomen dat het papier en / of de toner blijven plakken. Schoonmaken Voor de volgende pagina aan de beurt komt veegt een rubberen borstel alle residu van de trommel en verwijderd een fluoriderende lamp alle resterende elektrische ladingen. De verwijderde toner is niet geschikt voor recyclage maar zit in een apart compartiment van de toner cassette

11.5.2 LED procedure De afdruk procedure is het zelfde als het vorige maar in plaats van laserstraal en spiegels maakt dit type gebruik van een batterij van LED. Het aantal Led is bepalend voor de resolutie van de afdruk

11.5.3 LCD-procedure Terug is de afdruk procedure het zelfde doch nu maakt het systeem gebruik van een LCD scherm waardoor licht gestuurd wordt. Dit naar de manier waarop LCD reageert op spanning

11.5.4 Tonercasette

Dit is de tank waarin het poeder voor de afdruk bewaard wordt. Hij bestaat uit de volgende ingrediënten: - plastiek elke korrel heeft een omhulsel van plastiek op basis van styreen. Deze plastiek versmelt bij het fixeren - ijzer elke korrel heeft een ijzerbinding van 40%. Dit is ijzer oxide - kiezelaarde zeer fijn zand om het klitten te voorkomen - opgeladen verfstof speciale stof die de grote van de elektrostatische lading helpt bepalen - was

65

rd hulpmiddel bij het versmelten van de toner - Zwarte koolstof Toegevoegd om de kleur te verdiepen

11.5.5 Voordeel De afdrukken zijn zuiver en goed leesbaar. Normaal gezien komt op papier wat men op het scherm ziet. Immers het is een foto van het af te drukken gedeelte. De afdruk snelheid is hoog zonder verlies van kwaliteit. De afdruk prijs wordt gedrukt omdat men meer afdrukken per toner kan maken.

11.5.6 Nadeel Het toestel is nogal prijzig. Kleuren afdrukken zijn ook nog steeds aan de dure kant. Ondanks dat men langer doet met een toner is de toner bij aankoop nog steeds redelijk duur. Men kan stellen als men professioneel afdrukt, of men moet veel afdrukken in hoge kwaliteit maken, is de aankop van een laserprinter te overwegen.

66

rd

Hoofdstuk 12 USB 12.1 Algemeen Tegenwoordig heeft ieder moderne printer of scanner die we thuis gebruiken een zogenaamde USB aansluiting. Deze afkorting staat voor ' Universal Serial Bus' . Deze aansluiting is ooit bedacht om de hoeveelheid connectoren die er op de markt zijn terug te dringen en ervoor te zorgen dat we 1 type aansluiting zouden krijgen. Het was oorspronkelijk de bedoeling dat ieder apparaat met dit type connector of aansluiting werd uitgevoerd, waardoor je nooit meer een ander type of soort kabel moest kopen. Hoewel dit niet helemaal is geslaagd is de USB aansluiting toch een groot succes.

12.2 Voordelen USB Een USB aansluiting heeft verschillende voordelen. Laat ons er een paar bekijken Eenvoudig in gebruik. Relatieve hoge doorvoer snelheid Plug en Play systeem (als de software het toelaat) Flexiebel Goedkoop in aanschaf Makkelijk uitbreidbaar

11.3 Standaarden in USB USB is er tegenwoordig in een tweetal standaarden. De zogenaamde USB 1.1 en de USB 2.0 standaard. Deze laatste is vrij recent geïntroduceerd en is speciaal ontwikkeld voor hogere snelheden. Was met USB 1.1. een overdrachtssnelheid van 12Mbps voldoende, met USB 2.0 kunnen er snelheden van 480Mbps bereikt worden! Mede door deze hoge snelheid zullen we USB veel meer gaan gebruiken voor multimediatoepassingen zoals scannen, fotograferen en videobewerking.

11.4 aansluitingen De standaard connectoren voor USB aansluitingen kunnen we onderverdelen in twee typen: Het zogenaamde connector A type en de connector B type aansluiting.

Figuur 45

Figuur 46

67

rd

Het type A connector vinden we aan de achterzijde van onze PC en het type B connector vinden we terug op onze webcam, scanner, printer enzovoort. Het type B connector wordt dus gebruikt op externe apparaten. Tegenwoordig zien we ook zogenaamde mini USB connectoren in allerlei uitvoeringen. Deze zijn vaak te vinden op digitale camera’s of videocamera’s. Let dus goed op welk type kabel u nodig heeft. Domesticon heeft meerdere USB kabels in het assortiment.

11.5 aansluitingen in de computer Systeem uitbreiden met PCI kaart die voorzien is van USB poorten. Indien u nog geen USB poorten in uw computer heeft of u wilt het aantal USB poorten uitbreiden met USB 1.1 of USB 2.0 dan is een PCI uitbreidingskaart een goede oplossing. Hiervoor heeft u echter wel een vrij PCI slot nodig. Dit kunt u controleren door uw PC geheel uit te schakelen en alle kabels te verwijderen aan de achterzijde. Hierna kunt u de behuizing van uw PC losschroeven en voorzichtig verwijderen.

Figuur 47

11.6 uitbreiding mogelijkheden Systeem uitbreiden met een USB hub. Het grote voordeel van een USB Hub is dat u op eenvoudige wijze extra poorten kunt toevoegen. Een nadeel kan zijn dat u een los apparaat erbij krijgt dat u in een aantal gevallen altijd met een adapter op het lichtnet moet aansluiten. Een USB 2.0 hub moet altijd worden voorzien van een adapter. Systeem uitbreiden met USB booster om de afstand te vergroten tussen uw systeem en USB apparaat. Dit biedt een goede oplossing als u het apparaat dat u wilt gebruiken niet dicht bij uw computer kunt plaatsen.

68

rd

Hoofdstuk 13 RAID 13.1 Algemeen De gedachte van dit systeem is een combinatie van HD’s in een array (stapel) en dit in tegenstelling tot een SLED of Single Expensive Disk Alsook zal deze stapel zich gedragen als een enkele HD. Echter zak dit een bijkomend voordeel opleveren inzake de MTBF19 factor van de disk. Immers de MTBF van een stapel wordt hier de MTBF van een enkele HD gedeeld door het aantal HD in de stapel. De stapel structuur bestaat uit verschillende mogelijkheden. Deze worden gekend als RAID1 tot RAID-5. Elk van hen heeft een bepaalde fout tolerantie en verschillende mogelijkheden van werking. Meestal worden RAID controllers gebruikt in Server bij bedrijven, maar omdat er meer en meer moederborden worden aangeboden die met RAID controllers zijn uitgerust, gaan we er in dit artikel even op in.

13.2 Wat is RAID RAID staat voor Redundant Array of Independent Disks. Met RAID worden twee of meerdere harde schijven gebruikt om een systeem te bouwen dat tegen fouten bestand is (ook fouttolerant genoemd) en/of hoge data doorvoersnelheden levert. Dit wordt gedaan door de harde schijven op een bepaalde manier aan elkaar te koppelen met een RAID controller.

13.3 raid configuraties Er zijn diverse configuraties mogelijk: RAID 0 Striping RAID 1 Mirroring RAID 0+1 Striping en Mirroring RAID 5 Striping with distributed parity

13.3.1 RAID 0 STRIPING Hierbij worden minimum twee harde schijven van (bij voorkeur) identieke grootte en merk aan elkaar gekoppeld op de RAID controller. Onze data wordt gelijkmatig over de twee schijven verspreid: het OS wordt niet op één harde schijf geïnstalleerd, maar de installatie wordt verdeeld over twee harde schijven. Idem dito voor onze programma's. (Bij striping ziet de computer maar één harde schijf en niet de twee die op de RAID controller zijn aangesloten). Elk programma wordt verdeeld in blocks en op de harde schijven geschreven. Stel dat je een programma hebt dat bestaat uit 10 blocks (A, B, C, D, tot J): die blocks worden bij het schrijven gelijk verdeeld over elke harde schijf. Twee schematische voorbeeldjes: RAID 0 met 2 harde schijven: 19

MTBF = Mean Time Between Failure

69

rd

Disks/Blocks Harde schijf 1 / A C E G I Harde schijf 2 / B D F H J RAID 0 met 3 harde schijven: Disks/Blocks Harde schijf 1 / A D G J Harde schijf 2 / B E H Harde schijf 3 / C F I Bij een normale harde schijf worden de bestanden achter elkaar geladen (A, B, C, D, enz.), maar in dit geval wordt de data van de harde schijven parallel geladen, wat maakt dat de data doorvoersnelheid verdubbeld of verdriedubbeld wordt (naargelang het aantal harde schijven dat je gebruikt voor deze RAID configuratie). PLUSPUNTEN ] Snel lezen: minstens verdubbeling van de data doorvoersnelheid. ] De opslagcapaciteit van de harde schijven blijft behouden. (2 schijven van 40 GB geeft 80 GB aan ruimte). MINPUNTEN ] Je gegevens zijn niet bepaald veilig: gaat er een schijf stuk ben je alle gegevens kwijt.

13.3.2 RAID 1 MIRRORING Een RAID 1 configuratie wordt ook wel een mirror configuratie genoemd. Hierbij worden twee harde schijven gebruikt die altijd exact dezelfde data bevatten. De ene harde schijf is dus een spiegelbeeld (mirror = spiegel) van de andere. Als gebruiker merk je niet dat het systeem zo'n configuratie heeft: de computer heeft een c:\ drive en wanneer je daar iets op plaatst wordt het 'achter de schermen' simultaan naar beide harde schijven geschreven. De RAID controller doet dit automatisch. Deze configuratie biedt de veiligheid dat als er een harde schijf stuk gaat, er gewoon verder gewerkt kan worden. De computer draait door op de tweede schijf. Je hebt met deze RAID configuratie geen snelheidswinst maar je bestanden zijn wel veilig. Een schematisch voorbeeldje:

13.3.3 RAID 1 met 2 harde schijven: Disks/Blocks Harde schijf 1 / A B C D E F G H I J Harde schijf 2 / A B C D E F G H I J PLUSPUNTEN ] Je gegevens zijn veilig. MINPUNTEN

70

rd

] Je kan maar de helft van je werkelijke diskruimte gebruiken, want je slaat alles immers tweemaal op. [] Schrijven gebeurd iets langzamer doordat naar beide harde schijven moet worden geschreven.

13.3.3 RAID 0 +1 STRIPING EN MIRRORING Dit is een combinatie van de twee bovenstaande RAID oplossingen. Je hebt hiervoor minimaal 4 schijven nodig. Hierbij kan er bijvoorbeeld striping gebeuren op twee harde schijven, waarvan dan een kopie wordt geschreven naar de andere twee. Dit geeft een snel én fouttolerant systeem. Een schematisch voorbeeldje: Disks/Blocks Harde schijf 1 / A C E G I Harde schijf 2 / B D F H J Harde schijf 3 / A C E G I Harde schijf 4 / B D F H J PLUSPUNTEN Je gegevens zijn veilig. ] Snel lezen: verdubbeling van de data doorvoersnelheid. MINPUNTEN Je hebt minimaal vier harde schijven nodig. Je kan maar de helft (soms minder - zie TIPS VOOR CRACKS) van je werkelijke diskruimte gebruiken, want je slaat alles immers tweemaal op. Schrijven gebeurd iets langzamer doordat alles dubbel moet worden geschreven.

13.3.4RAID 5 STRIPING WITH DISTRIBUTED PARITY Hierbij worden drie of meer harde schijven gebruikt om de betrouwbaarheid te vergroten en tegelijk minder verkwistend met de totale diskruimte om te gaan. Met RAID 5 wordt geen exacte kopie geschreven naar alle schijven, maar de gegevens gelijkmatig verdeeld en wordt er extra informatie bijgehouden (parity) waarmee de gegevens zijn te herconstrueren wanneer er een harde schijf stuk gaat. Een voorbeeldje: We schrijven 2 stukjes informatie weg. Op schijf 1 komt stukje 1 terecht met een waarde van 4. Op schijf 2 komt stukje 2 terecht met een waarde van 5. Op schijf 3 komt dan (dankzij de intelligente RAID controller) de optelsom met een waarde van 9 terecht (dit is de parity). Als er nu een harde schijf stuk gaat, kan er gemakkelijk de ontbrekende waarde berekend (het ontbrekende stuk gevonden) worden: Is schijf 1 stuk: 9 - 5 = 4 Is schijf 2 stuk: 9 - 4 = 5 71

rd Is schijf 3 stuk: 5 + 4 = 9 PLUSPUNTEN Je gegevens zijn veilig. ] Je hoeft niet alle gegevens dubbel op te slaan. MINPUNTEN ] Je hebt minimaal drie harde schijven nodig. ] Het schrijven van gegevens kost wel wat tijd want de parity moet steeds aangepast worden.

13.4 TIPS Kies bij voorkeur harde schijven van dezelfde grootte. Ook de snelheid van de schijven maakt uit: een trage harde schijf zal de rest ophouden omdat er steeds bij lezen en schrijven op hem gewacht moet worden. Een 7200 RPM harde schijf in combinatie met een 5400 RPM harde schijf geeft snelheidsverlies omdat de snelste harde schijf moet wachten tot de tragere klaar is. Kies een goede RAID controller. Af te raden: heel goedkope kaarten of RAID controllers die op het moederbord worden geleverd: dit zijn meestal soft-RAID kaarten. Die doen hun werk deels softwarematig, en belasten de processor. De duurdere maar betere kaarten zijn de hardware-RAID kaarten. Die doen al het rekenwerk zelf, en laten de processor meestal ongemoeid. Het is altijd wikken en wegen, kijk naar wat je belangrijk vindt, want er zijn ook stevig uitgeruste kaarten met eigen geheugen op die dan ook een navenant prijskaartje hebben opkleven.

13.5 TIPS VOOR CRACKS Om de opslag capaciteit bij een RAID 0 en 0 + 1 configuratie te berekenen gebruik je de volgende formule: < grootte van de kleinste schijf x aantal schijven > Stel dat je een harde schijf hebt van 20 GB en twee andere van 40 GB dan krijg je een (maximale) opslag capaciteit van: < 20 x 3 > = 60 GB.

72

rd

Bijlage bij hoofdstuk3. SATA Kabel of S-ATA) is een computerbus ontworpen voor het transport van gegevens tussen de computer en de harde schijf opvolger van de Parallel-ATA/PATA/P-ATA (Advanced Technology Attachment) of IDE-bus. De eerste generatie (SATA150) werkt met een maximale doorvoersnelheid van 150 MB/sec. In 2004 werd een nieuwe generatie (SATA II/SATA 300) ontwikkeld die de doorvoersnelheid verhoogde tot maximaal 300 MB/sec. Men verwacht rond 2007 een nieuwe generatie die de maximale doorvoersnelheid verhoogt tot 600 MB/sec. Serial ATA gebruikt dunnere kabels dan de flatcables van parallel ATA, waardoor er meer ruimte is in de computerkast. Hierdoor is een betere koeling mogelijk. De kabels kunnen niet omgekeerd worden aangesloten, zoals dat bij veel vooral oudere IDE kabels het geval was. Verder is er geen sprake meer van een gedeelde bus zoals bij IDE. Hierdoor is er geen onderscheid meer tussen master en slave disks. Een belangrijk voordeel van SATA is dat drives verwisseld kunnen worden terwijl de spanning er op staat (hot-swappable).

sata voedings kabel

sata connector

73

rd

Bijlage bij hoofdstuk 8 Blu Ray Disk De Blu-ray Disc (blauwestraal schijf) is een optisch mediaformaat dat informatie opslaat op een 120 mm cirkelvormige schijf (de cd/dvd-afmeting) met behulp van een blauwe laser van 405 nm golflengte. Standaard dvd's en cd's gebruiken een rode laser met een golflengte van respectievelijk 650 nm en 780 nm. De Sony/Philips-ingenieurs die de Blu-ray Disc ontwierpen in 1995, hadden de taak om een optische vervanger te ontwerpen voor de DV-camcorder. Belangrijk was hierbij dat door de gebruiker zelf kan worden opgenomen. Massa-replicatie voor distributie van videofilms en data was bij het ontwerp van ondergeschikt belang. Daar het inmiddels, na tien jaar, duidelijk geworden is dat de DV-markt zal worden vervangen door camcorders uitgerust met solid-state geheugen (discutabel), hebben de verkopers van Blu-ray Disc de koers moeten verleggen. De in Japan geïntroduceerde Blu-ray Disc is een tafelmodel dat HD-video kan opnemen. De kortere golflengte van de gebruikte blauwe laser maakt het mogelijk een hogere informatiedichtheid te behalen zodat meer informatie op dezelfde schijf kan worden opgeslagen. Een schijf heeft de capaciteit van ongeveer 25 GB of twee uren van HDTV-audio + -video tussen 36 en 72 Mbps. Het is tevens mogelijk om meerdere lagen boven op elkaar te zetten welke elk 25 GB hebben, hierdoor is het mogelijk om meer dan 50 GB op één schijf op te slaan. De Blu-ray Disc heeft een beschermlaag van krap 100 micrometer, die in tegenstelling tot de beschermlaag van cd's deel uitmaakt van het lichtpad van de laser. De eerste BD-discs hadden een folie als beschermlaag, maar tegenwoordig wordt er een coating gebruikt, net zoals bij cd's en dvd's. Ook werden bij de eerste versies ter bescherming tegen krassen en vingerafdrukken de BluRay-discs verpakt in een cartridge. In een later stadium werden deze vervangen, zodat ze qua uiterlijk hetzelfde zijn als de huidige cd's en dvd's. Bovenop de coating van de Blu-ray Disc zit op dit moment (2006) ook een harde, krasvaste beschermlaag van enkele micrometers. Door de hoge informatiedichtheid is het niet mogelijk om eenvoudig van aangepaste dvdreplicatieapparatuur gebruik te maken om platen te fabriceren. De concurrent HD DVD heeft een dikkere beschermlaag en een lagere dichtheid, 17 GB per laag, en kan met minder problemen op bestaande dvd-replicatieapparatuur gefabriceerd worden, omdat HD DVD voortborduurt op de bestaande dvd. HD DVD-spelers kunnen eenvoudig compatibel gemaakt worden met cd en dvd. De concurrerende systemen hebben dus duidelijke voor- en nadelen, zodat het niet goed mogelijk is om aan te geven welk van de twee het zal 'winnen'.

74

rd

Bibliografie Van internet www.wiskunde.nl www.wikepadia.org www.weethet.nl www.audiomusic.nl www.vego.nl www.microsoft.com history.acusd.edu www.intel.com

boeken PC hardware easycomputing Pcmagazine Clikx Knowledge of Systems Morgan

75

rd

Table of Contents Hoofdstuk I Historiek ................................................................................................................. 3 1. Historiek van een Computer. .......................................................................................... 3 Hoofdstuk 2. Getallen & stelsels ................................................................................................ 7 2.1 Getallen stelsel en berekeningen .................................................................................. 7 2.2 Stelsels .......................................................................................................................... 7 2.2.1 Binair stelsel .............................................................................................................. 7 2.2.2 Octaal stelsel ............................................................................................................. 8 2.2.3 Hexadecimaal stelsel. ................................................................................................ 9 Hoofdstuk 3 Computer ............................................................................................................. 13 3.1. Het moederbord ......................................................................................................... 13 3.2. De processorsocket en de processor. ......................................................................... 15 3.3. ROM en RAM geheugen. .......................................................................................... 17 3.4 Powerconnector. ......................................................................................................... 22 3.5 Floppy-, IDE connectoren .......................................................................................... 22 3.6 AGP-, PCI-, EISA uirbreidingen ................................................................................ 22 3.7 RJ11, RJ45 aansluitingen. .......................................................................................... 22 3.8 Videoaansluiting, Parallel aansluiting ,seriële aansluiting, USB en PS2 ................... 22 Hoofdstuk 4 CPU – Central Processing Unit ........................................................................... 23 Hoofdstuk 5 De Floppy Disk , Harde Schijf ............................................................................ 27 5.1. Algemeenheden. ........................................................................................................ 27 5.2 De opbouw van een floppy drive ............................................................................... 30 5.3 harde schijf ................................................................................................................. 31 5.4 logische en fysische crash .......................................................................................... 32 Hoofdstuk 6 Keyboard ............................................................................................................. 34 Hoofdstuk 7 Beeldscherm ........................................................................................................ 38 7.1 CRT (cathhode ray tube) ........................................................................................... 38 7.2 LCD - TFT ................................................................................................................ 40 Hoofdstuk 8 CD & DVD & Tape............................................................................................. 42 8.1 Cd-rom en DVD ......................................................................................................... 42 8.2 Hoe ontstaat een compact disk ................................................................................... 43 8.3 Verschil CR en DVD.................................................................................................. 45 8.3.1 parameters van CD en DVD.................................................................................... 45 8.4 Tape ............................................................................................................................ 46 Hoofdstuk 9 de voedingskast ................................................................................................... 48 9.1 Functies en signalen ................................................................................................... 48 9.2 Componenten van een voeding .................................................................................. 48 9.2.1 Gelijkrichting .......................................................................................................... 49 9.2.1.1 Sinusgolf............................................................................................................... 49 9.2.1.2 Gelijkrichting ....................................................................................................... 50 9.2.1.3 Filteren ................................................................................................................. 51 9.2.1.4 regelen .................................................................................................................. 51 9.3 Fouten van de voeding ............................................................................................... 52 Hoofdstuk 10 Ethernet - en modem kaart ................................................................................ 53 10.1 Algemeen ................................................................................................................. 53 10.2 Modem ..................................................................................................................... 53 10.3 Ethernet kaart ........................................................................................................... 54

76

rd 10.4 Aansluiten van een RJ 45 stekker............................................................................. 54 10.4.1 Gewone UTP aansluiting ...................................................................................... 55 Hoofdstuk 11 Printers............................................................................................................... 56 11.1 Algemeen ................................................................................................................. 56 11.2 Begrippen ................................................................................................................. 56 11.2.1 Impact versus non impact ...................................................................................... 56 11.2.2 Afdruksnelheid ...................................................................................................... 56 11.2.3 Afdrukkwaliteit ..................................................................................................... 56 11.2.4 tekst en grafieken ................................................................................................. 57 11.2.5 Lettertype (fonts) ,afdrukgrootte, stijl ................................................................... 57 11.2.6 printerstandaarden ................................................................................................ 58 11.3 Matrix printers .......................................................................................................... 58 11.3.1 werking .................................................................................................................. 58 11.3.2 Voordeel ................................................................................................................ 59 11.3.3 Nadeel .................................................................................................................... 59 11.4 Inktjet printers .......................................................................................................... 59 11.4.1 Bubbeljet ............................................................................................................... 59 11.4.2 Piëzoelektrische methode ...................................................................................... 60 11.4.3 Drop on demand en Continuous flow ................................................................... 61 11.4.4 Halftoning.............................................................................................................. 62 11.4.5 Kleuren conversie .................................................................................................. 62 11.4.6 Halftoning met kleur ............................................................................................. 63 11.4.7 Geordende transitie................................................................................................ 63 11.7.8 Beeld diffusie ........................................................................................................ 63 11.4.9Voordeel ................................................................................................................. 64 11.4.10 Nadeel .................................................................................................................. 64 11.5 Laser printer ............................................................................................................. 64 11.5.1 elektronfotografische procedure (EP) ................................................................... 64 11.5.2 LED procedure ...................................................................................................... 65 11.5.3 LCD-procedure...................................................................................................... 65 11.5.4 Tonercasette .......................................................................................................... 65 11.5.5 Voordeel ................................................................................................................ 66 11.5.6 Nadeel .................................................................................................................... 66 Hoofdstuk 12 USB ................................................................................................................... 67 12.1 Algemeen ................................................................................................................. 67 12.2 Voordelen USB ........................................................................................................ 67 11.3 Standaarden in USB ................................................................................................. 67 11.4 aansluitingen ............................................................................................................. 67 11.5 aansluitingen in de computer.................................................................................... 68 11.6 uitbreiding mogelijkheden ........................................................................................ 68 Hoofdstuk 13 RAID ................................................................................................................. 69 13.1 Algemeen ................................................................................................................. 69 13.3.1 RAID 0 STRIPING ............................................................................................... 69 13.3.2 RAID 1 MIRRORING .......................................................................................... 70 13.3.4RAID 5 STRIPING WITH DISTRIBUTED PARITY .......................................... 71 Bijlage bij hoofdstuk3. SATA Kabel ............................................................................... 73 Bijlage bij hoofdstuk 8 Blu Ray Disk .............................................................................. 74 Bibliografie............................................................................................................................... 75 Van internet ...................................................................................................................... 75 boeken .............................................................................................................................. 75

77

rd

78