1 / 62

Hardware …og hvor dum en computer egentlig er

Hardware …og hvor dum en computer egentlig er. Hardware og software. For at kunne lave noget fornuftigt med en computer, skal man bruge både hardware og software Hardware : Engelsk, betyder ”isenkram” – de fysiske dele, en computer består af (skærm, tastatur, mus, og alt det inden i kassen)

airlia
Download Presentation

Hardware …og hvor dum en computer egentlig er

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Hardware…og hvor dum en computer egentlig er RHS - Informationsteknologi

  2. Hardware og software • For at kunne lave noget fornuftigt med en computer, skal man bruge både hardware og software • Hardware: Engelsk, betyder ”isenkram” – de fysiske dele, en computer består af (skærm, tastatur, mus, og alt det inden i kassen) • Software: De programmer (Word, Messenger, Counterstrike, Internet Explorer,…) vi bruger for at lave noget med computeren RHS - Informationsteknologi

  3. En computers tænkemåde… • For at forstå hardware i en computer, skal man vide lidt om, hvordan en computer ”tænker” • En computer ”tænker” ikke, den regner! • Hvordan får man noget metal til at regne…? RHS - Informationsteknologi

  4. Tændt eller slukket • En computer regner ved hjælp af metal og strøm • Computeren kan endda kun se, om strømmen er tændt eller slukket… • Hvordan kan man bruge det til at regne? • Til det formål bruger man en transistor RHS - Informationsteknologi

  5. Transistor • En transistor er et meget simpelt stykke elektronik • To ledninger fører ind i transis-toren; en ledning fører ud • Her er det smarte: transistoren kan lave en ”udregning”, ud fra om der er strøm på de to ledninger, der fører ind i transistoren • En såkaldt logisk funktion RHS - Informationsteknologi

  6. Den kloge transistor • Hvad kan den så regne ud? • Ved første øjekast ikke så imponerende… RHS - Informationsteknologi

  7. Logisk, ikke sandt…? • Det transistoren kan ”regne ud”, er et eksempel på en logisk funktion • I en logisk funktion putter man nogle (1 eller flere) værdier ind, og får en værdi ud • MEN værdierne – og resultatet – kan kun være sand eller falsk RHS - Informationsteknologi

  8. Logiske funktioner - eksempel Resultat To værdier ind Fire mulige kombinationer RHS - Informationsteknologi

  9. Logiske funktioner - eksempel Tre værdier ind Otte mulige kombinationer RHS - Informationsteknologi

  10. Logiske funktioner - transistor Hvis vi sætter slukket = falsk tændt = sand RHS - Informationsteknologi

  11. Nuller og etter • Hvis vi nu kalder sand for 0 (nul), og kalder falsk for 1 (et), bliver tabellen fra før: • Dette er den måde, vi som regel betegner ”tændt” og ”slukket” • Et talsystem med kun 0 og 1 kaldes et binært talsystem RHS - Informationsteknologi

  12. Det binære talsystem • Computere bruger det binære talsystem, mennesker bruger (mest) 10-tals systemet • Hvis vi i 10-tals systemet skriver 110, betyder det: 1x100 + 1x10 + 0x1 = 110 • Hvis vi i det binære talsystem skriver 110, betyder det: 1x4 + 1x2 + 0x1 = 6 • En anden skriveform: • 11010 = 1x102 + 1x101 + 0x100 = 110 • 1102 = 1x22 + 1x21 + 0x20 = 6 RHS - Informationsteknologi

  13. Det binære talsystem • Selv om det binære talsystem ser lidt mærkeligt ud, kan man regne helt som i det almindelige 10-tals system • I 10-tals systemet: 5 + 7 = 12 • I det binære talsystem: 101 + 111 = 1100 • Vi regner med menter helt som normalt • 0 + 0 = 0 • 0 + 1 = 1 • 1 + 0 = 1 • 1 + 1 = 0, og 1 i mente RHS - Informationsteknologi

  14. Hardware – opgave 1 • At regne med binære tal er – stort set – som at regne med almindelige tal • Hvordan skrives 2, 9 og 22 i det binære talsystem? • Her er to binære tal: 10010 og 1111. Hvad svarer de til i det normale talsystem • Hvad er 1010 + 1100 (i det binære talsystem)? • Hvordan fungerer det at regne med menter, når man lægger to tal sammen i det binære talsystem? RHS - Informationsteknologi

  15. Tilbage til transistorer • Men…den der transistor fra før kunne jo ikke finde ud af at lægge tal sammen • Rigtigt, men hvis man er snedig nok, kan man sætte flere transistorer sammen på en måde, så de giver et andet resultat 1+1 = ? RHS - Informationsteknologi

  16. Den kloge transistor - igen • Hvordan var det nu den regnede…? RHS - Informationsteknologi

  17. Den kloge transistor - igen • Men man kunne jo sætte dem sammen, og få noget andet ud… A B Y RHS - Informationsteknologi

  18. Tilbage til transistorer • Det blev jo ikke meget bedre….men vi kan jo kombinere på andre måder! • Det vi vil nå frem til, er at kunne lave binær addition korrekt • Binær addition er jo ”bare” en lidt speciel logisk funktion, med 3 værdier ind, og 2 værdier ud • Kan også opfattes som to logiske funktioner RHS - Informationsteknologi

  19. Binær addition RHS - Informationsteknologi

  20. Sådan kan vi plusse… • En snedig person har så fundet frem til denne kombination: RHS - Informationsteknologi

  21. Den første byggeklods • På denne måde har vi nu fået metal og strøm til at kunne lave addition • Herfra er det ikke så vanskeligt at få lavet de andre regnearter • Hermed havde man faktisk grundlaget for de første computere. RHS - Informationsteknologi

  22. ENIAC • Bygget omkring 1945 • Ca. 30 tons • Baseret på radiorør • Ca. 20.000 transistorer • Regnede på baner for missiler • Virkede kun halvdelen af tiden… RHS - Informationsteknologi

  23. 60 år senere… • I dag laver man ikke transistorer enkeltvis til computere – de sættes sammen på en chip • De mest avancerede chips rummer flere milliarder transistorer – på et område på størrelse med en lillefingernegl • Hvis biler havde gennemgået samme udvikling: • Pris: 10 kr • Benzinforbrug: 10.000 km pr. liter • Topfart: 100.000 km pr. time RHS - Informationsteknologi

  24. Moore’s lov • ”Indenfor to år kan vi fordoble antallet af transistorer på en chip” RHS - Informationsteknologi

  25. Fra 0 og 1 til Counterstrike • Selv om vi kan få metal og strøm til at lægge tal sammen, er der stadig meget langt til at få en PC til at spille Counterstrike • Computeren kan håndtere enorme mængder data, ved enorme hastigheder • Hvor hurtigt? • Hvor meget data? RHS - Informationsteknologi

  26. Kilo, Mega, Giga, Tera… • Når man snakker om computer, siger man tit ting som ”megabytes”, ”gigahertz”, og så videre… • Hvad betyder det egentlig? Det handler som regel om mængder af data og regnehastighed • Husk, at ”mega”, ”giga”, osv er ord, som angiver en størrelse af noget: • Kilo = 1.000 (tusind) • Mega = 1.000.000 (million) • Giga = 1.000.000.000 (millard) • Tera = 1.000.000.000.000 (billion) RHS - Informationsteknologi

  27. Bits og bytes • For en computer er den mest simple enhed for data netop et 0 eller 1 • Dette kaldes for en bit • En computer regner altså på bits – ikke andet. • En lidt mere praktisk enhed er en række på 8 bits – dette kaldes for en byte. • Hvorfor lige 8 bits? • Mest en tradition, men vi kan for eksempel definere et ”tegnsæt” med 8 bits RHS - Informationsteknologi

  28. Bits og bytes • Hvor mange forskellige bytes findes der? • En byte er 8 bits, hver bit kan være 0 eller 1 • Antal muligheder: 2x2x2x2x2x2x2x2 = 256 (28) • Vi kan nu lade hver kombination på 8 bits betyde et specifikt tegn, for eksempel ”H” • Med 256 muligheder har vi nok til store og små bogstaver, tal, specialtegn og så videre. • Et eksempel på dette er ASCII koder RHS - Informationsteknologi

  29. ACSII koder RHS - Informationsteknologi

  30. Mængder af data • Som regel omtaler man mængder af data i bytes (hvor én byte er 8 bits) • For en computer er alt slags data bare en lang række af bits • Det kræver et program – lavet af mennesker – at fortolke rækken af bits som for eksempel musik, video, en Word dokument, og så videre • Hvor mange bytes kræver forskellige slags data? RHS - Informationsteknologi

  31. Størrelse af forskellige data RHS - Informationsteknologi

  32. Hardware – opgave 2 • Ved at bruge 8 bits (en byte) til at repræsentere et tegn, kan vi lave 256 forskellige tegn. Hvis vi nu brugte to bytes i stedet for, hvor mange forskellige tegn kan vi så lave? • En DVD til film kan rumme ca. 10 Gigabytes. Hvor lang en film kan man have på sådan en DVD? • En gammeldags diskette rummer ca. 1,5 Megabytes. Hvor lang en film kan den rumme? Hvor meget musik? • Overvej, hvorfor film og billeder fylder så meget i forhold til tekst RHS - Informationsteknologi

  33. Regnehastighed • Når en computer regner, regner den på mange rækker af bits på samme tid. • For at dette kan fungere, skal de små regne-enheder regne ”i takt” • Man har derfor en ”dirigent”, der angiver hvornår der skal regnes • Dirigentens hastighed styrer, hvor hurtigt computeren kan regne RHS - Informationsteknologi

  34. Regnehastighed • Hvor hurtigt kan dirigenten dirigere – hvor mange taktslag i sekundet (Hertz)? • På den gamle computer, ca. 10.000 gange pr. sekund (10 kiloHertz) • På en moderne PC, ca. 3.000.000.000 gange i sekundet (3 GigaHertz) RHS - Informationsteknologi

  35. 3.000.000.000 Hertz • Tre milliarder gange pr. sekund er pænt hurtigt… • For hvert taktslag bevæger lyset sig 10 centimeter • Så hurtigt, at selve chippens størrelse begynder at være et problem • Antal taktslag pr. sekund kaldes også for clockfrekvens RHS - Informationsteknologi

  36. CPU • Hvor foregår alt det regneri så henne? • Selve regneriet foregår i en enhed kaldet CPU (engelsk: Central Processing Unit) • Denne enhed er stort set bare en chip, der ser ret kedelig ud… RHS - Informationsteknologi

  37. CPU’en og det indre lager • CPU’ens opgave er at regne løs på rækker af bits – men hvor kommer de rækker af bits fra? • Nogen skal sørge for, at CPU’en hele tiden har noget at regne på, og tage sig af de resultater, CPU’en producerer • Til dette formål bruger computeren det indre lager RHS - Informationsteknologi

  38. Det indre lager • Når CPU’en regner, sker der følgende: • Data flyttes fra det indre lager til CPU’en • CPU’en regner på data • Resultatet flyttes fra CPU’en til det indre lager • Det indre lager er altså ”bare” et lager, hvor vi kan opbevare en vis mængde data • Det indre lager er passivt, der sker ingen beregning her • Som regel er det indre lager af typen RAM (engelsk: Random Access Memory) RHS - Informationsteknologi

  39. Det indre lager • Hvad er det indre lager egentlig? • Bare nogle chips, som kan rumme en vis mængde data • I en moderne PC vil det indre lager typisk rumme 1-4 Gigabyte • Hvad kan data konkret være? For eksempel data fra en mp3-fil, som CPU’en skal regne på for at lave det om til musik RHS - Informationsteknologi

  40. Indre vs. ydre • Indre lager i form af RAM har én stor fordel: overførsel af data mellem CPU og RAM er ret hurtigt (flere Gigabytes pr. sekund) • Hurtigt i forhold til hvad? • Men der er nogle store ulemper: • RAM er temmelig dyrt (i forhold til hvad?) • Når strømmen til computeren slukkes, forsvinder al data fra det indre lager • Vi har derfor også brug for et ydre lager RHS - Informationsteknologi

  41. Det ydre lager • Hvor kommer data i det indre lager fra? De kommer fra det ydre lager • Hvad er det ydre lager? Overordnet set det samme som det indre lager, altså et passivt lager for data, MEN • Er som regel langt billigere end RAM • Bevarer data, når strømmen er slukket • Mest almindelige form for ydre lager i en moderne PC er en harddisk RHS - Informationsteknologi

  42. En hård sag… • En harddisk rummer en antal magnetiske plader, hvorpå man kan lagre enkelte bits ved at magnetisere et bestemt område af pladen • Moderne harddiske rummer typisk 200-1000 Gigabyte RHS - Informationsteknologi

  43. Harddisk vs. RAM RHS - Informationsteknologi

  44. Harddisk vs. RAM • Med andre ord: • RAM: • Meget hurtigt og stabilt, MEN • Meget dyrt, og gemmer ikke data uden strøm • Harddisk: • Meget billig og stor kapacitet, og gemmer data uden strøm, MEN • Meget langsom, og baseret på mekanik RHS - Informationsteknologi

  45. Andre typer ydre lager RHS - Informationsteknologi

  46. Hardware – opgave 3 • Undersøg, hvor meget plads der er på harddisken på din computer. Hvor meget af pladsen er brugt? • For ca. 20 år siden kostede en harddisk på 40 Megabyte omkring 4000,-. I dag koster en harddisk på 1000 Gigabyte omkring 500,-. Hvor meget billigere er en harddisk blevet, regnet ud i pris pr. Gigabyte • Sammenlign dit resultat med Moore’s lov – har udvik-lingen været tilsvarende for prisen (pr. Gigabyte) på en harddisk? RHS - Informationsteknologi

  47. Bundkortet • I en PC vil der være en plade, hvorpå de centrale komponenter sidder – denne plade kaldes for bundkortet • På bundkortet vil der (mindst) være • CPU • RAM (indre lager) • Nogle ”hjælpekomponenter” • Pladser til at sætte andre enheder ind (sokler) RHS - Informationsteknologi

  48. Andre typer enheder • Eksempler på andre enheder kan være: • Grafikkort • Lydkort • Netkort • TV-kort • På nogle PC’er sidder disse komponenter direkte på bundkortet, på andre som ”ekstra” enheder sat i soklerne på bundkortet • Hvorfor…? RHS - Informationsteknologi

  49. Andre typer enheder • Selv med dagens meget hurtige CPU’er, kan man ”aflaste” CPU’en ved at bruge disse ekstra enheder • Grafikkort • Specielt designet til at regne på grafik • Fjerner denne beregning fra CPU’en • Kan øge den grafiske ydelse med op til 100 gange • Typisk anvendelse: SPIL!! RHS - Informationsteknologi

  50. RHS - Informationsteknologi

More Related