1: 3-lagenmodel + interfaces + herkennen

• Informatica
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 4-6

What makes a computer a computer?

We gebruiken computers dagelijks: Laptops, mobiels, geprogrammeerde wasmachines, smartwatches of verkeerslichten.

Maar wat is een computer eigenlijk?

Leerdoelen:

In dit onderdeel leer je:

• Wat is het 3-lagenmodel en waarom wordt het gebruikt?
  
• Onderdelen van elke laag herkennen en benoemen
• Invoer, uitvoer, verwerking en werkgeheugen ontdekken en benoemen
• Interfaces: Ontdekken hoe elke laag met de andere laag communiceert en samenwerkt

Bij dit onderdeel hoort:

ET Domein E_1:  3-lagenmodel + interfaces

ET Domein E_2: 3-lagenmodel herkennen

Dit staat in classroom

Deze les:

• Invoer, uitvoer, verwerking, geheugen
• 1e opdracht micro:bit
• 3-lagenmodel leren en toepassen op micro:bit

Lezen: 

ET Domein E_1: 3-lagenmodel + interfaces

We bekijken de micro:bit

Je ziet aan de achterkant o.a.:

speaker, processor, accelerometer, compass, pins, microfoon, antenne

In de overvolgende dia ga je bepalen of elk onderdeel hoort bij invoer, uitvoer, beide, verwerking

Aan de voorkant van de micro:bit vind je:

25 LED's, Knoppen A en B

Invoer

Uitvoer

Verwerking

Zowel in- als uitvoer

Compass

Accelerometer

Antenne

Processor = CPU

Pins

Microfoon

Speaker

25 LED's

Knoppen A en B

Met die onderdelen op zich kan niets gedaan worden.

Invoer, uitvoer, verwerking en geheugen moeten met elkaar samenwerken om apps te laten werken.

Dat gebeurt met een operating system, oftewel besturingssysteem.

Om de werking van een computer te verduidelijken wordt vaak het 3-lagenmodel gebruikt

Het 3-lagenmodel: Van de opbouw van (veel) computers kun je een schema maken: Het 3-lagenmodel

Waarom wordt dat vaak gedaan? Het maakt duidelijk wat de functie van elke laag is EN hoe de lagen samenwerken

Even herhaling en de eigen tekening verder invullen

Toepassingslaag

Logische laag

Fysieke laag

Processor = CPU

Microfoon

25 LED's

Knoppen A en B

IOS

Android

Windows

Tiktok

Instagram

Filius

02:06

Zet de componenten in de juiste volgorde, 1 ding mist: wat?

1

2

3

4

Invoer van informatie

Opslag

Verwerking

Uitvoer

Het moet zijn: invoer - opslag - verwerking - opslag - uitvoer, dus 2maal opslag

03:33

Wat is géén invoer?

1. Muis
2. Touchscreen
3. Harde schijf
4. Keyboard

03:59

Hoort het uitvoeren van een algoritme bij....

1. Invoer
2. Opslag
3. Verwerking
4. Uitvoer

04:21

Wat is géén uitvoer of uitvoermedium?

1. Werkgeheugen
2. Verkeerslicht
3. Monitor
4. Video

03:59

Wat is een algoritme?

Wat voor invoer zie je op de micro:bit

Werken met de micro:bit

Je gaat een 1e programma maken

Nodig:

• Blokeditor: Ga naar makecode.microbit.org
• Micro:bit en USB-kabel

Maak het programma: Kloppend hart

Tot welke laag hoort:

• Het programma, dus de blokken
• de LED's
• de USB-kabel
• Welke laag missen we hier? Is die niet gebruikt?

De micro:bit heeft wel degelijk een OS, alleen merk je daar niets van

We gaan het uitvoeren van een simpel programmaatje ontleden.

Het kloppend hart op de micro:bit

Je hebt hier een datasheet van de micro:bit voor nodig

• Het programma wordt naar het geheugen gekopieerd
• Het programma is een reeks instructies
• 1 voor 1 haalt de CPU de instructies uit het geheugen en voert ze uit
• Het resultaat wordt weer in het geheugen gezet
• Dan wordt het resultaat naar de uitvoer gestuurd

Interfaces:

De 3 lagen van het 3-lagenmodel moeten met elkaar samenwerken en communiceren, anders werkt het hele systeem niet.

Dat gebeurt met interfaces.

We bekijken weer de micro:bit: 

Als je heel goed kijkt, in het licht, dan zie je kleine sporen erin geëtst, tussen de onderdelen: De bus. Deze sporen vormen de verbindingen tussen de hardware- componenten. Dit is een voorbeeld van een hardware interface

Drivers: Interfaces tussen software en hardware. Ieder apparaat, zoals een printer, monitor, muis, heeft een eigen programma nodig. Omdat iedere printer weer anders is. Dat programma heet een driver

Waar

Niet waar

De verbinding tussen geheugen en processor is een software-interface

Ieder apparaat heeft een eigen driver

Een USB-kabel is een software-interface

Een app is een software-interface

Een API is een software-interface: Het laat het OS communiceren met een toepassing. 

Op deze site handige uitleg hierover

En als laatste: de user-interface: Elke manier van communiceren, bv via het display, knoppen, touchscreen, etc, maakt deel uit van de user-interface

Een vergelijking met een ober, die de bestelling doorgeeft en als API fungeert.

En 2 applicaties. De ene wil info van de andere over de huidige temp in Parijs. Hoe het andere programma werkt, weet de ene niet, de communicatie gaat via de API

Een tekenopdracht: Neem hiervoor dia 20

Neem de micro:bit opdracht en teken hiervan het 3-lagenmodel

Schrijf op elke laag welke hardware en software erbij betrokken is.

Wat is de user-interface?

Dit nog verder uitwerken

Hier vragen toevoegen over herkennen van de lagen

Zie: Fundament Online _ 2.3. Websites en webapplicaties

Zie vragen 1 en 2 op Fundament Online _ 2.3. Websites en webapplicaties

Welke 4 onderdelen maken van een apparaat een computer?

Wat betekent CPU?

1. Control Protocol Unit
2. Control Processing Unit
3. Central Protocol Unit
4. Central Processing Unit

Noem de 3 lagen van het 3-lagenmodel

Fysieke laag:
Wat wordt gebruikt
bij het kloppend hart
van de micro:bit?

Welke leerdoelen zijn al gehaald?

We bekijken de studiewijzer.