3 Architectuur van de PC

3.1 Data

3.2 Bouwstenen van de PC zelf

Bij de bespreking van de PC vertrekt men steeds van het onderscheid tussen hard- en software.  De hardware omvat alle tastbare onderdelen, terwijl de software de programma’s omvat waarmee de PC kan werken.

foto van een multimedia pc (plaats de muis op een onderdeel en de benaming zal verschijnen)

Wat de software betreft staan we eerst even stil bij de  begrippen data en de  bouwstenen daarvan: de bits & bytes.

3.1 Data

3.1.1 Begrip data

De PC is in essentie een data processor.  Zijn functie is simpel: de input, verwerking en output van data.  Dit gebeurt op een elektronische manier in de processor en tussen de verschillende componenten.  In deze paragraaf staan we eerst stil bij het begrip data.

Data kunnen de vorm aannemen van geluid, letters, cijfers, foto’s, grafieken, beeldmateriaal, enz….  Van nature zijn deze data analoog (volgens het woordenboek: "werkend met continu veranderlijke gegevens, waarbij tussen elke twee waarden een oneindig aantal andere waarden mogelijk is: een analoge rekenmachine; tegengest: digitaal^[1] ").

De PC kan alleen omgaan met data die ergens geassocieerd zijn met elektriciteit en elektronica.  Dit kan verwezenlijkt worden middels elektronische schakelingen die ofwel AAN ofwel UIT kunnen staan.  Als het af staat leest de PC een 0, en als het aan staat een 1.  Vergelijk het met een schakelaar.

Alle data die een PC verwerkt - of het nu tekst, beeld of klank is - wordt omgezet in enen en nullen, deze data noemt men daarom digitaal (cfr. volgende afbeelding).  

bit

Elke 0 of 1 wordt een bit genoemd.  Bit is de afkorting van Binary digit (binair getal).

Het is een binair getal aangezien het afgeleid is van het binair telsysteem.  Dit wordt verder besproken in de cursus informatietechnologie.   
De vraag kan gesteld worden hoe nu die 1 of 0 fysisch wordt vertaald in een computersysteem.
Het antwoord hangt af van de gegevensdrager:
- op het moederbord (bussysteem): wordt de 0 of 1 vertaald naar een bepaald spanningsniveau van electriciteit
- op een harde schijf wordt de 0 of 1 vertaald naar een Noord- of Zuidpolariteit van de kleine deeltjes op het oppervlak van een harde schijf.
- op een CD of DVD wordt de 0 op 1 vertaald naar pits (putjes) en lands.

Byte

Bits worden gegroepeerd in groepen van 8, die men een Byte noemt (samentrekking van By eight, of per acht).  Een voorbeeld van een Byte is:  10010101.  Hiermee worden o.a. de letters van het alfabet gevormd.  De A is = 01000001.

Als je het woord “vakantie” intikt komt dit voor de PC dus overeen met 8 Bytes.  Zo kan je uitrekenen dat er met 8 bits  256 combinaties van bits mogelijk zijn.

Er bestaat een internationaal erkende standaard om letters, getallen en andere tekens op dezelfde manier in een 8 bit code weer te geven: ASCII.  Dit staat voor American Standard Code for Information Interchange.

Bytes worden nog verder gegroepeerd, in kilobytes, megabytes, enz… Voor de leek op dit gebied worden deze termen in de onderstaande tabel nog eens kort toegelicht:

Bits & Bytes worden meestal verkort voorgesteld, waarbij een kleine ‘b’ staat voor bit, en een grote ‘B’ voor Byte. 

Je kan bij wijze van oefening alle gegevensdragers linken met deze tabel. Bv. hoeveel bytes kunnen er op een ZIP-drive, een CD-ROM, een DVD, enz…

3.1.2 Gegevensverwerking

In essentie kan het functioneren van een PC vereenvoudigd worden tot 3 schakels:

Dit schema vertoont veel gelijkenissen met het proces van de gegevensverwerking:

Gegevens zijn feiten, kenmerken, begrippen…. zoals namen, adressen, telefoonnummers, prijzen, hoeveelheden, afmetingen, enz…   Je moet ze kunnen weergeven in een bepaalde vorm: tekst, tabellen, grafieken, ….. zodat je ze kan interpreteren, communiceren en verwerken.

Informatie slaat op gegevens die je op een bepaald moment nodig hebt, je moet de beschikbare gegevens dus verwerken, ordenen, combineren, selecteren, synthetiseren, grafisch weergeven e.d. zodat je ze nuttig kunt gebruiken.

Je kunt makkelijk de parallel zien tussen dit schema en de 2 schema’s die in de volgende paragraaf aan bod komen i.v.m. de architectuur van de PC.  

 3.2 Bouwstenen van de PC zelf

Alle onderdelen van een PC kan je ordenen op 2 manieren:

1^e  zoals je alles fysisch waarneemt.
2^e volgens de werking van het systeem.

3.2.1 Visuele ordening

Op de onderstaande figuur kan je de meeste componenten herkennen.  Probeer zoveel mogelijk componenten die je herkent te benoemen. Als je met de muis beweegt boven een onderdeel verschijnt er uitleg bij sommige onderdelen.

foto van de binnenkant van een pc (tower) (plaats de muis op een onderdeel en de benaming zal verschijnen)

Hieronder volgt een bovenaanzicht van een computer, met daarnaast de belangrijkste componenten. Als je de muis boven een onderdeel houdt, dan verschijnt een benaming in een geel tekstvak.

foto met bovenaanzicht van een pc met zijn componenten (bron: Koen Walraevens, ict-medewerker Artevelde).
(plaats de muis op een onderdeel en de benaming zal verschijnen)

De componenten kunnen worden ingedeeld in 2 categorieën:  

 3.2.2 Functionele ordening

De moderne PC heeft zijn roots in de jaren 40 in Amerika.  John von Neumann was een wiskundige (zie hoofdstuk i.v.m. de geschiedenis van de PC) en had reeds de computer in 5 basisonderdelen gesplitst:

·        CPU

·        input

·        output

·        werkgeheugen

·        permanent geheugen.

 Daarmee was von Neumann de eerste die het principe van het werkgeheugen (RAM) uitvond.  Als we zijn model toepassen op de huidige PC’s dan ziet dat er als volgt uit: cfr. afbeelding.

bron: website www.mkdata.dk

Het eerste schema van von Neumann kan gecombineerd worden met het input-verwerking-output model, en daarop is de structuur van deze cursus gebaseerd.

·        De meest centrale component in de computer (cf. 2 middencirkels in het schema van von Neumann) is het moederbord, dit komt aan bod in hoofdstuk 4, samen met de voeding van de PC.

·        Op dit moederbord zit de CVE, wat staat voor Centrale Verwerkings Eenheid.  Deze CPU staat links in het bovenstaande schema, en wordt behandeld in hoofdstuk 5.

·        Op het moederbord bevindt zich ook een systeem om data uit te wisselen tussen de verschillende componenten van het moederbord en tussen de randapparatuur (zie middenbalk). Men spreekt in dit verband over het bussysteem en over de controllers.  Deze worden besproken in hoofdstuk 6, samen met de uitbreidingskaarten.

·        Het werkgeheugen (boven in schema) is het zenuwcentrum van de computer, omdat alle opdrachten, programma’s en gegevens er tijdelijk gestockeerd worden.  De verschillende soorten geheugens worden behandeld in hoofdstuk 7.

·        De data die de computer moet verwerken kunnen gestockeerd worden op diverse opslagmedia zoals harde schijf, diskette, enz…. In hoofdstuk 8 worden alle actuele media op een rijtje gezet. 

·        In hoofdstuk 9 en 10 worden respectievelijk de input- en output- apparaten besproken.

·        Tot slot biedt hoofdstuk 11 een introductie op netwerken.  

terug