2. Computerens opbygning

Posted on by

Hvad er en computer? “Det er sådan en dims du sidder ved lige nu!!!”, svarede en kvik computer-nørd i et Internetforum. En teoretisk og mere korrekt definition har Niels Ole Finnemann m.fl. fremsat i bogen: “Internettet i mediehistorisk perspektiv” side 23 til 32. Sammenfattende definerer Finnemann m.fl. computeren til at være et værktøj, der kan programmeres til at udføre enhver beregning gennem et endeligt antal operationer.

Med andre ord, computeren er et værktøj, som kan udføre alle opgaver, der kan realiseres i et program. Uanset om du vil sende beskeder til dit barnebarn, følge med i nyhederne, slappe af med et computer-spil, redigere billeder eller udføre en helt anden opgave, der kan programeres, så er computeren værktøjet, der kan afvikle programmer og dermed udføre mange forskellige opgaver.

I dette afsnit gennemgås selve computerens opbygning, med henblik på at få en forståelse for, hvordan dette værktøj virker. Der kan forekomme tekniske forklaringer, som forhåbentlig ikke virker alt for afskrækkende. Computeren består af en processor (CPU), et arbejdslager (RAM-lager) og forskellige ind- og udlæsningsenheder (I/O-enheder eller I/O-devices).

fig2_pcFigur 1 : Til venstre står kassen inde i hvilken selve computeren er, – højtalere, skærm, tastatur, mus og printer er blot enheder brugeren benytter for at udnytte computerens regnekraft.

Processor og enheder
Processoren og arbejdslageret er monteret på en printplade (også kaldet bundkortet) inde i den grå kasse (som kan have andre farver), der typisk står ved siden af skærmen. I/O-enhederne er bla. skærm, tastatur, mus og printer.

Processoren er computerens centralenhed. Det er her alle instruktionerne fra et computerprogram bliver afviklet og det er her programdata bliver bearbejdet. Processoren består af registre, en regneenhed, en clock og et instruktionssæt. Hver programinstruktion indlæses i processorens instruktionsregister. Instruktionsregisteret udvælger de mikroinstruktioner der skal afvikles. Clocken bestemmer hastigheden og synkroniserer rækkefølgen de forskellige operationer udføres i. Regneenheden udfører beregninger på data og instruktioner. Se også figur 1 i afsnittet “Der var en gang …”.

Arbejdslageret opbevarer programmerne, der skal køres på computeren. Det er herfra, processoren henter programinstruktioner og programdata. Når en bruger ønsker at afvikle et program, hentes det fra et ydre lager fx. harddisken og opbevares i arbejdslageret under programafviklingen.

Programmet er en fil, dvs. en rækkefølge af tegn i et af computerens lagre. En fil kan både være en programfil, billedfil, textfil mm. I en programfil repræsenterer tegnene programinstruktioner og data, der tilsammen udgør selve programmet. Når programfilen er overført til arbejdslageret, sættes processoren til at gennemløbe programmets instruktioner og bearbejde programdata, figur 2 viser filer i et RAMlager.

fig4_byteFigur 2 : Computerens lager er en lang sekvens af lagerceller. Hver lagercelle har en entydig adresse. Og cellens indhold er en lille smule data programmerne skal bruge. Mængden af data der kan være i en lagercelle kaldes en byte.

 

I/O-enhederne gør det muligt under selve programafviklingen at indlæse og udlæse data. I et textbehandlingsprogram skal brugeren kunne indlæse text vha. tastaturet, i et spil foretages forskellige valg med musen og i et emailprogram vises en besked på skærmen. Tastatur, skærm, mus, modem, harddisk, DVD-drev, CD-rom, floppy-disk, printer, scanner og højtalere er nogle af de mest almindelige I/O-enheder, der er koblet til computeren og som gør det lettere for brugeren at indlæse data eller modtage data fra et program.

Processor, I/O-enheder og arbejdslager er al den elektronik, som også kaldes hardwaren. Programmerne er softwaren. Den består af data og instruktioner, som bestemmer, hvordan hardwaren skal anvendes.

Når brugeren ønsker at køre et program, giver hun besked til operativsystemet (operativsystemets opbygning gennemgås senere), der starter med at lede efter programmet (som regel på harddisken).

Hvis operativsystemet finder programmet, bliver det kopieret fra det ydre lager (fx. harddisk eller CD-rom) og lagt ind i arbejdslageret. Herefter begynder processoren at gennemløbe programmets instruktioner. I et textbehandlingsprogram afventer programmet typisk, at brugeren indlæser et tegn fra tastaturet. Når tegnet bliver anslået på tastaturet, sørger programmet for, at det bliver vist på skærmen og at tegnet bliver tilføjet textfilen sammen med de andre tegn, som brugeren har skrevet. Når det sidste tegn er indlæst, kan programmet gemme hele texten på harddisken, hvis brugeren ønsker det.

Når brugeren ønsker at køre et program, giver hun besked til operativsystemet (operativsystemets opbygning gennemgås senere), der starter med at lede efter programmet (som regel på harddisken). Hvis operativsystemet finder programmet, bliver det kopieret fra det ydre lager (fx. harddisk eller CD-rom) og lagt ind i arbejdslageret. Herefter begynder processoren at gennemløbe programmets instruktioner.

Plads og hastighed.
Plads og hastighed har afgørende indflydelse på computeres afvikling af programmer. De første computere der blev lavet for 50 år siden havde kun plads til få hundrede tegn i deres arbejdslager og udførte mindre end 100 beregninger i sekundet. I dag har en typisk hjemmepc plads til 500.000.000 tegn og kan udføre 20.000.000 beregninger i sekundet. En computers kapacitet og dens evne til at opfylde brugernes behov måles i forskellige enheder, der er udtryk for plads og hastighed :

  • Hertz er en enhed for, hvor hurtigt clocken arbejder og dermed hvor mange programinstruktioner, der kan afvikles i sekundet i processoren. Også overførsel af data og instruktioner fra RAMlager til CPU måles i hertz.
  • Baud er betegnelsen for, hvor mange bit et modem kan overføre til eller modtage fra Internettet i sekundet.
  • Megabit er måleenhed for overførselshastighed på et lokalnet.
  • Bytes angiver hvor meget plads der er på et lager, fx harddisk, RAMlager, cachelager, CDrom etc. 1 kilobyte er 1024 = 2^10 bytes, 1 megabyte = 2^20 bytes, 1 gigabyte = 2^30 bytes, 1 terabyte = 2^40 bytes. Skærmkort kapacitet måles også i bytes.
  • Skærmkorts kapacitet måles også i bytes, et skærmkort på 64 megabytes er i stand til at opbevare 64 megabyte billeddata, der skal vises på skærmen.
  • Rpm er en forkortelse for rotation pr. minute og angiver med hvilken hastighed der kan læses fra harddisk, CDrom og DVD.

Link til endnu mere viden:

Computerguide.dk
Karbos guide
KendDinPC

Oprettet august 2002; sidst opdateret juli 2008.