Les 3 + 4: hardware

• Informatica
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4

Blok 3: architectuur en Physical Computing

Wereldwijd servers aangevallen

Bespreking SE

• Hoe ging het SE? Tevreden met het cijfer?
  
• Was je door de lessen goed voorbereid op SE?
• Hoe wil je je op een volgend SE voorbereiden?

Wat is GEEN voorbeeld van een embedded system?

1. wasmachine
2. pinautomaat
3. schemerlamp
4. alarmsysteem

Wat is de juiste volgorde van het drielagenmodel?

1. toepassingen - logisch - fysiek
2. logisch - toepassingen - fysiek
3. fysiek - toepassingen - logisch
4. logisch - fysiek - toepassingen

Drielagenmodel

De fysieke laag. Deze laag bestaat uit de hardware die in een smartphone zit: van de accu tot en met het touchscreen. In hoofdstuk 4 lees je meer over hardware.

De logische laag bestaat uit software die de hardware aanstuurt en als intermediair tussen gebruikersprogramma's en hardware fungeert. Denk aan een OS of drivers voor hardware

De toepassingenlaag bestaat uit allerlei software: de gebruikersprogramma's of applicaties. Op een smartphone zijn dat de apps die kunnen worden geïnstalleerd vanuit de Play- of Appstore.

Noem een voordeel van logische laag TUSSEN toepassingen en hardware.

1. Voorkomt dat een programma (of virus) het hele systeem over kan nemen

2. Bevordert herbruikbaarheid van programma's (versie nodig voor elk OS, maar niet voor alle verschillende apparaten)

3. Vergemakkelijkt ontwikkelen van apps

Wat is NIET onderdeel van de fysieke laag?

1. netwerkkaart
2. Processor
3. toetsenbord
4. printerdriver

Tot welke laag behoort een User Interface zoals startscherm?

1. Fysieke laag
2. Toepassingenlaag
3. Logische laag
4. Gebruikerslaag

Tot welke laag behoort een browser zoals Chrome of Edge vanuit perspectief van losse computer?

1. Fysieke laag
2. Toepassingenlaag
3. Logische laag
4. Netwerklaag

Tot welke laag behoort een browser zoals Chrome of Edge vanuit perspectief van het netwerk?

1. Fysieke laag
2. Toepassingenlaag
3. Logische laag
4. Netwerklaag

Wat is de client in het geval van TikTok?

Wat is de server in geval van TikTok en hoe kan het dat de overheid van China bij jouw gebruikersinformatie kan?

Vraag 1 § 2.3

Vraag 2 § 2.3 

(transportvolgorde van data van database naar OV-app)

Hardware (§ 4.1 t/m 4.10)

Zelf aan de slag

• Bestudeer Fundament E1 Hardware (§ 4.1 t/m 4.10)
• Maak vraag 1 van § 4.2 (VNA)
• Maak vraag 1 van § 4.4 (SOC)
• Maak vraag 1 en 2 van § 4.5 (Processor)
• Maak vraag 1 t/m 3 van § 4.6 (Intern geheugen)
• Maak classroomopdracht "Systeeminformatie"
• Klaar? Bestudeer alvast hfdst. 5.1 t/m 5.3 ("Software")

Von Neumann architectuur

Kernapparatuur

Randapparatuur

toetsenbord, muis, touchpad, harde schijf, camera, microfoon etc.

Randapparatuur

beeldscherm, printer, harde schijf, boxjes etc.

VNM = onderscheid tussen kernapparatuur en randapparatuur

De binnenkant van een computer

Moederbord

Processor

Intern geheugen

Sensoren

Connectoren

Opslag

Voeding

Moederbord

Het moederbord zou je kunnen zien als het skelet en zenuwstelsel van de computer: het verbindt alle onderdelen van de computer met elkaar, zowel intern als externe onderdelen.

System on a chip (SOC)

Bij een desktop en laptop zijn processor, intern geheugen en andere hardware onderdelen als losse componenten op het moederbord geplaatst. 

Bij o.a. smartphones en embedded systems moet ruimte bespaard worden, dus System on a Chip (SOC): meerdere hardware onderdelen samen in 1 chip (processor, intern geheugen etc.)

Raspberry pi

System on a chip - (SOC)

The Qualcomm Snapdragon 400 MSM8226 is an entry-level ARM-SoC for Android smartphones. It integrates four Cortex-A7 cores at up to 1.2 GHz (Quad-Core) and a Adreno 305 graphics card at 450 MHz. Furthermore, a HSPA+ radio, WLAN (b,g,n) and Bluetooth 4.0 are integrated in the SoC.

Processor: besturings- én rekenorgaan

• CPU = Central Processing Unit > gegevensverwerking
• Haalt instructies en gegevens op uit interne geheugen;
• Laat berekeningen door het rekenorgaan uitvoeren;
• Slaat resultaten op in het interne geheugen (of eigen cache...);
• Regelt uitvoer van gegevens, bijv. naar beeldscherm of printer.
• NB: processor kan alleen werken met instructies en data die eerst vanuit opslag in interne geheugen is geladen.

Processor (CPU): besturings- en rekenorgaan

De hoeveelheid instucties die een processor kan verwerken drukken we uit in MIPS: millions of instructions per second

De snelheid van een processor drukken we uit in hertz. Bij huidige CPU's spreken we zelfs van Gigahertz (Ghz). Dat is een miljard hertz

Processor: besturings- én rekenorgaan

• Moderne processors vaak meerdere cores/ kernen (multicoresystem) voor efficiëntie/ snelheid
• Eén zo'n kern kan één proces uitvoeren
• Multicoresysteem maakt dus multitasking (= tegelijk uitvoeren van meerdere processen) mogelijk
• Dat kan echter ook met één core door continu te wisselen tussen processen, waardoor het LIJKT alsof meerdere processen tegelijkertijd worden uitgevoerd. 

Intern geheugen

RAM - Random Access Memory

Het interne geheugen van een computer, ook wel RAM, word gebruikt om tijdelijk informatie op te slaan. Zodra de computer uit gaat is het RAM weer leeg.

ROM - Read-Only memory

Stukje geheugen dat vooral gebruikt wordt bij opstarten. Gegevens in het ROM worden niet gewist als de computer uit staat.

Opslag: HDD (hard disk drive

• Bewegende onderdelen
• Relatief goedkoop
• Verouderde techniek

Opslag: SSD (Solid State Drive)

• Geen bewegende onderdelen
• Sneller dan een HDD
• Zelfde techniek als RAM geheugen

Sensoren, actuatoren en connectoren

• Sensor = onderdeel dat voor input zorgt heet een sensor. Denk daarbij aan een camera, kompas, gyroscoop, gps-chip of touchscreen. Hierbij moeten analoge signalen worden omgezet naar digitaal.
  

• Actuator = onderdeel dat voor output zorgt. Denk aan printer, beeldscherm, speaker
  

• Connector = de interfaces (verbindingen) tussen verschillende hardware onderdelen. Denk hierbij aan USB, HDMI of stroom
  

CPU

Moederbord

Videokaart (GPU)

Koeler

Voeding

Harde schijf

• Wat is hier de randapparatuur?

Alles behalve de CPU

Waar zul je niet zo snel een SOC (System on a Chip) tegenkomen?

1. Smartphone
2. Gaming-pc
3. Embedded system
4. Laptop

Kan multitasking alleen in een multicoresysteem?

1. Ja
2. Nee

Bij CPU reclames wordt een hoge kloksnelheid (Ghz) genoemd. Leg uit waarom dat misleidend kan zijn

Hoe heet de tijdelijke gegevensopslag in de processor?

1. Cache
2. RAM
3. ROM
4. Intern geheugen

Als opgeslagen gegevens verdwijnen bij uitzetten van computer, dan gaat het om...

1. Intern geheugen
2. Extern geheugen

Wat is GEEN voorbeeld van een extern geheugen (opslag)?

1. HDD
2. SDD
3. Flash
4. RAM

Als de geheugenruimte 200GB is, is er dan sprake van extern of intern geheugen?

1. Extern
2. Intern

Huiswerk

Fundament E1 - Hardware en Software

• Bestudeer hoofdstuk 4.1 t/m 4.9
• Maak §4.2 - vraag 1
• Maak §4.4 - vraag 4
• Maak §4.5 - vraag 1 en 2
• Maak §4.6 - vraag 1 t/m 3 


• Bestudeer hoofdstuk 5.1 t/m 5.3


• Maak §5.2 - vraag 1 t/m 4 en Maak §5.3 - vraag 1