Inleiding

kennismaking Wie zijn jullie? Wie ben ik?

Wat gaan we zien De Computer Besturingssystemen Word Excel Powerpoint beheerspakketten

Deel 1: De Computer

Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model Logisch zicht Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

Een beetje geschiedenis Computer = rekenaar Materiële ondersteuning van rekenen is zeer oud Essentieel bij deze ondersteuning: algoritme een recept om via een opeenvolging van kleine transformaties een resultaat te berekenen

Algoritme Transformaties controle Toestand

Uitvoering van een algoritme controle + + transformaties 4 1 1181 + 237 + toestand 1 8

Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de toestand: extern toestandsgeheugen Vingers, keitjes, knoopjes Seizoensbepaling Wolfsbeenderen5000 V.C. Steentijdperk

Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de toestand: extern toestandsgeheugen Telraam Abacus(13e eeuw; China) geschreven symbolen

Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de transformaties Zeventiende eeuw Rekenlat (1622) Mechanische calculatoren 1622 William Schickard 1642 sommen Blaise Pascal 1673 producten Gotfried Leibniz

Automatiseringsgeschiedenis Automatisering van de controle Jacquardweefgetouw met ponskaarten (begin 19e eeuw) Babbage: eerste samenvoeging van toestand, transformatie en controle in één model.

De machines van Babbage Difference machine 1822 Analytical machine 1833

Automatiseringsgeschiedenis Echte doorbraak in de automatisering van de controle Ontwikkelingen in de telefonie (begin 20e eeuw) Konrad Zuse: eerste elektromechanisme computer: Z1 (1938-1943, 1989) Mauchly & Eckert: eerste computer: ENIAC: Electronic Numerical Integrator And Computer (1946) John von Neumann: eerste stored program computer: EDVAC (1949)

Z-1 (1938) Puur mechanisch Vermenigvuldiging: 5s!

Z-1 Deutsche Technik Museum Berlin-Kreuzberg Gereconstrueerd in 1986-1989

Z-3 (1941) Met relais Vermenigvuldiging: 3s Deutsche Museum in Muenchen

ENIAC (14 feb 1946) 14 vermenigvuldigingen per s Mauchly Eckert eerste bug

Programmeren van de ENIAC

EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) John von Neumann (1903-1954) 300 vermenigvuldigingen per s

Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model Logisch zicht Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie

Von Neumann-machine Logisch zicht ALU Geheugen data R, S Controle instructies klok

Von Neumann-machine Fysisch zicht BUS CVE adres Controle ALU data klok controle registers Geheugen:bau-cellen RAM Invoer/Uitvoer

Het geheugen Array van geheugencellen of BAU-cellen (basic addressable units) Elke BAU-cel heeft een adres bau-cel 0 1 bau-cel 1 2 bau-cel 2 3 bau-cel 3 4 bau-cel 4 ...

Werking van de systeembus geheugen CVE adres lezen data adres schrijven data

Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model Logisch zicht Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

Abstractieniveaus Een computersysteem bestaat uit een hiërarchie van lagen Elke laag heeft een goed gedefinieerde interface naar de bovenliggende en onderliggende lagen Essentieel bij de ondersteuning van opwaartste compatibiliteit

Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model Logisch zicht Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

Lagen Toepassingenprogramma’s Archi-tectuur Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal Controlesignalen Organi-satie Functionele blokken Poortnetwerken Transistoren en verbindingen

Architectuur vs. Organisatie “zichtbaar” Architectuur 1 Architectuur 2 Architectuur Hardware/software interface Organisatie 1 Organisatie 2 Organisatie 3 Organisatie “onzichtbaar”

Compatibiliteit Toepassingenprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Binaire compatibiliteit Machinetaal Hardware 1 Hardware 2 Hardware 3

Compatibiliteit Toepassingenprogramma’s Broncodecompatibiliteit Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal1 Machinetaal2 Machinetaal3 Hardware 1 Hardware 2 Hardware 3

Emulatie Toepassingenprogramma’s Hoog-niveauprogrammeertalen Machinetaal 1 Emulatie Machinetaal 2 Hardware

Voorbeelden interpreters Java virtuele machine Visual Basic interpreter Web-browser Postscript interpreter Pdf-interpreter Perl interpreter Lisp, Prolog …

Overzicht Een beetje geschiedenis Het von Neumann model Logisch zicht Fysiek zicht Abstractieniveaus in computersystemen Architectuur vs. organisatie Hardwarecomponenten

Moederbord met socket

Moederbord met slot

Slocket

Processor Koelvin+ ventilator

Processor

Chipset Integreert verschillende functies: klokgenerator, busregelaar, timer, onderbrekingsregelaar, DMA-regelaar, klok, toetsenbordregelaar

Geheugenmodules SIMM Single inline memory module DIMM Dual inline memory module

Geheugemodules op het moederbord

PCI-kaart (Peripheral Component Interconnect)

PCI-slots

ISA-kaart (Industry Standard Architecture)

Harde schijf

Harde schijf

EIDE (Enhanced Integrated Device Electronics)

Accelerated Graphics Port Moederbord ISA-slots PCI-slots Processor slot AGP-slot Accelerated Graphics Port Chipset EIDE ports DIMM sockets

Secundaire geheugen Magnetische Schijven Magnetische banden (tapes) Optische schijven

Magnetische schijven

Magnetische schijven Sturing + buffering van de harde schijf

Magnetische schijven 3 platen (platters) 6 oppervlakken

Magnetische schijven Glazen of aluminium oppervlak met magnetiseerbare laag, gepolijst.

Magnetische schijven 6 koppen (zweven 5 m boven oppervlak) Per positie kunnen 6 sporen (op 6 oppervlakken) gelezen worden (cilinder)

Magnetische schijven spoor sector

Tijden Zoektijd: verplaatsen van de kop naar de juiste cilinder Latentietijd: wachten totdat de juiste sector onder de kop komt Transfertijd: tijd nodig om gegevens te lezen of te schrijven

Voorbeeld Model WDE18300 WD136AA Capaciteit 18.310 GB 13.601 GB Interface SCSI EIDE Oppervlakken 8 4 Koppen 8 4 Sector: 512 bytes 512 bytes Sporen/duim 13500 ? Sporen 13614 16343

Voorbeeld Model WDE18300 WD136AA Zoektijd 5.7 ms 10.5 Spoor/spoor 0.6 ms 2 ms Latentie 2.99 ms 5.5 ms Toerental 10 036 RPM 5400 RPM BW disk 45 MB/s 25 MB/s BW host 80 MB/s 66.6 MB/s Buffer 2-8 MB 2 MB

Voorbeeld Model WDE18300 WD136AA Foutprob. <1/1014 <1/1014 MTBF 1000000h 500000h 114 jaar 57 jaar Levensduur 5 jaar 5 jaar Opstarttijd 25s 10s Vermogen 14W 6W

Master Control Block Eerste sector die door het besturingssysteem geladen wordt na het opstarten van de CVE. Meestal sector 0 van spoor 0 van oppervlak 0 Ook master boot record genaamd

Buffering Laat toe om sneller te communiceren met de schijf, dan de snelheid waarmee kan gelezen of geschreven worden

Interleaving Minimaliseert de latentietijd bij sequentieel lezen 8 1 4 5 7 2 9 3 6

Floppy disk Zelfde principe als de hard-disk Veel kleiner (1,44 MB) Draait niet indien niet gebruikt Rotatiesnelheid: 300 TPM Aantal sporen: 80 Sectors per spoor: 18 Bandbreedte: 500 kb/s (64,5 kB/s) Nu: ZIP (100-250 MB), en Jaz (2 GB) Duur

Tapes Vooral voor backup Goedkoop medium Voornamelijk Dat DLT Capaciteit 4-150 GB

CD-ROM Origineel 74 min muziek: 783 MB

CD-ROM

DVD-ROM

Inhoud Bussen Communicatie en synchronisatie Secundair geheugen Invoerapparaten Uitvoerapparaten Verbinding met de buitenwereld

Invoerapparaten Toetsenbord Muizen & trackballs, joysticks Lichtpennen en aanwijsschermen

Toetsenbord 101 toetsen (enhanced keyboard) 104 toetsen (windows keyboard) Layout: querty, azerty, qwertz, dvorak

Toetsenbordmatrix Bij toetsaanslag: sluiten van de schakelaar Omzetting scancode (x,y) naar letterteken Interne buffering (16 bytes)

Toetsenborden Bounce: bij een toetsaanslag soms schakeldender  slechts 1 teken Bij ingeduwd houden: typematics. Na een zeker tijdsinterval b.v. 30 x het teken per seconde. Op laptops: vaak speciale (compacte) toetsenborden en afzonderlijke numerieke toetsenborden

Muis: bovenaanzicht encoder chip roterende bal

Muis: onderaanzicht roterende bal

Muis “rollers” 90º: X- en Y-richting

infrarode pulsgenerator Muis infrarode pulsgenerator

Andere muistypes Trackball: omgekeerde muis B.v. bij laptops, of bij draagbare muizen Touchpad: bij laptops (wrijven en tikken) Staafje tussen toetsen Joystick: xy-positie + rotatie

Lichtpennen en aanwijsschermen Lichtpen: detecteert de elektronenstraal per refresh. Enkel bruikbaar indien het pixel niet zwart is. Aanwijsscherm Optisch (met leds, of met camera) Elektrisch (verandering weerstand)

Inhoud Bussen Communicatie en synchronisatie Secundair geheugen Invoerapparaten Uitvoerapparaten Verbinding met de buitenwereld

Uitvoerapparaten Laserprinters Ink jet printers Video display

Laser printer

Ink Jet Printers Goedkoop Voldoende snel (4 ppm, ZW) Goede resolutie: 300 dpi tot 1200 dpi (dots per inch)

Spuitgaten Gaten van 50 m diameter Gaten van 25 m diameter

Ink jet methoden Piezo-elektrisch (mechanisch) Thermisch (dampvorming) (epson)

Video display Technologie: Schermafmeting, aspect ratio & oriëntatie CRT: Kathodestraalbuis (Cathode Ray Tube) LCD: Liquid Cristal Display Schermafmeting, aspect ratio & oriëntatie Maximale resolutie & kleurendiepte Dot pitch (grootte van een pixel) Refresh rate

Afmeting, aspect-ratio & oriëntatie Grootte: 12, 14, 15, 17, 19, 21 duim Aspect-ratio: 4:3 (zoals TV) of 16:9 (film) Oriëntatie: landschap of portret Opmerking: zichtbare grootte < opgegeven grootte

Kleurendiepte, resolutie, dot pitch True color: 8 bits per kleurcomponent (rood, groen, blauw) per pixel: 16,8 miljoen combinaties (SVGA-standaard) Resolutie XGA: 800x600 pixels & true color UXGA: 1600x1200 pixels & true color Resolutie & kleurendiepte bepalen de hoeveelheid videoram in de videokaart Dot pitch: grootte van een pixel

Dot pitch 0,31 0,28 (courant) 0,27 0,26 0,25 0,51 (TV)

Refresh rate Aantal keer dat het scherm per seconde herschreven wordt Om flikkering te vermijden  72 Hz, best 85 Hz Non-interlaced: per periode wordt het volledige scherm herschreven, en niet 50% van de lijnen (even/oneven).

Analoog vs. digitaal VGA (Video graphics array): zet het binaire beeld om in een analoog signaal dat naar de (analoge) monitor gestuurd wordt DVI (Digital Video Interface): stuurt de digitale informatie rechtstreeks naar een digitale monitor

LCD-schermen LCD: Liquid Cristal Display Twee types: Lichtbron: Passive matrix LCD Active matrix LCD (gebaseerd op een dunne film transistor TFT) Lichtbron: Ingebouwd (backlit) Omgevingslicht (reflective)

Inhoud Bussen Communicatie en synchronisatie Secundair geheugen Invoerapparaten Uitvoerapparaten Verbinding met de buitenwereld

Externe verbindingen Infrarood (IrDA) 9 kB/s (75 kb/s) Seriële poort 14,3 kB/s (115 kb/s) Parallelle poort 1 MB/s USB poort 1,5 MB/s PS/2 poort Ethernet-poort 10 MB/s (100 Mb/s)

USB-poort Universal Serial Bus Kan bijna alle andere poorten vervangen Uitbreidbaar tot 127 poorten Meeste randapparaten aansluitbaar Bandbreedte: 12 Mb/s = 1,5 MB/s Hogere bandbreedte: FireWire 400 Mb/s = 50 MB/s (vnl. videotoepassingen)

USB-connectoren USB A (computerzijde) USB B (apparaatzijde)

USB-hub van 1  4 aansluitingen

Deel 2: Besturingssystemen

Overzicht Dos Windows 95 – NT – 2000 Unix Linux

Deel 3: Internet

Overzicht Een beetje geschiedenis TCP/IP Email WWW - Webbrowser FTP Toekomst