Cursus Hardware

19
Begrippen uit de informatica Werken in informatica brengt met zich mee dat een aantal begrippen, afgeleid uit de Engelse taal, ter ore komen van de gebruikers. Wat betekenen deze woorden nu allemaal? Binnen informatica onderscheiden wij een aantal belangrijke groepen: Hardware Het materiaal waarmee we werken zoals de computer, microprocessor, scherm, toetsenbord, schijven. Software De programma's die gebruik maken van deze hardware en zo de communicatie verrichten tussen de verschillende onderdelen. HARDWARE Binnen hardware hebben we verschillende componenten met ieder een specifieke opdracht. Wanneer we spreken over een computer, spreken we over een verwerkingseenheid met in- en uitvoerapparaten. In de meest simpele vorm spreken we dus over een computerkast met daaraan een toetsenbord en scherm. IN DE COMPUTERKAST In de computer treffen we volgende onderdelen aan: Moederbord of mainboard. Basisonderdeel van de computer waarop alle interne en externe onderdelen verbonden zijn. Bevat interne bussen en uitbreidingssleuven voor diverse apparaten, evenals de controleorganen voor de verschillende uitwendige communicatiepoorten. De moduleerbaarheid van een computer hangt af van de uitbreidingen die het moederbord mogelijk maakt. Verschillende merken produceren moederborden. Bij aanschaf dient men vooral te letten op het type processor en werkgeheugen dat ondersteund wordt. Microprocess or Het hart van de computer waarin alle berekeningen gebeuren. De processor wordt gekoeld door koelvinnen met of zonder ventilator. Intel Pentium, AMD K6 en Athlon, IBM, Cyrix,, Motorola Cachegeheuge Zeer snel geheugen dat door de 256 KB - 512 KB Pagina 1

Transcript of Cursus Hardware

Page 1: Cursus Hardware

Begrippen uit de informatica

Werken in informatica brengt met zich mee dat een aantal begrippen, afgeleid uit de Engelse taal, ter ore komen van de gebruikers. Wat betekenen deze woorden nu allemaal?

Binnen informatica onderscheiden wij een aantal belangrijke groepen:

Hardware Het materiaal waarmee we werken zoals de computer, microprocessor, scherm, toetsenbord, schijven.

Software De programma's die gebruik maken van deze hardware en zo de communicatie verrichten tussen de verschillende onderdelen.

HARDWARE

Binnen hardware hebben we verschillende componenten met ieder een specifieke opdracht.

Wanneer we spreken over een computer, spreken we over een verwerkingseenheid met in- en uitvoerapparaten. In de meest simpele vorm spreken we dus over een computerkast met daaraan een toetsenbord en scherm.

IN DE COMPUTERKAST

In de computer treffen we volgende onderdelen aan:

Moederbord of mainboard.

Basisonderdeel van de computer waarop alle interne en externe onderdelen verbonden zijn. Bevat interne bussen en uitbreidingssleuven voor diverse apparaten, evenals de controleorganen voor de verschillende uitwendige communicatiepoorten.De moduleerbaarheid van een computer hangt af van de uitbreidingen die het moederbord mogelijk maakt.

Verschillende merken produceren moederborden. Bij aanschaf dient men vooral te letten op het type processor en werkgeheugen dat ondersteund wordt.

Microprocessor

Het hart van de computer waarin alle berekeningen gebeuren. De processor wordt gekoeld door koelvinnen met of zonder ventilator.

Intel Pentium, AMD K6 en Athlon, IBM, Cyrix,, Motorola

Cachegeheugen

Zeer snel geheugen dat door de processor gebruikt wordt om tijdelijk informatie op te slaan

256 KB - 512 KB cache.Intern (Level1) of extern(Level2) aan de processor

Werkgeheugen

Het geheugen dat de computer gebruikt als tijdelijke opslagplaats van informatie tijdens het werken van de computer. Hoe groter dit geheugen is, hoe sneller de processor over recente informatie kan beschikken.Is trager dan cachegeheugen.

16 MB RAM tot 2 GB RAM.

Opslagmedia Opslagmedia zijn dragers voor Capaciteit uitgedrukt in

Pagina 1

Page 2: Cursus Hardware

elektronische informatie. De opslagcapaciteit is in de loop der jaren steeds groter geworden. De toegangstijden tot de opgeslagen informatie steeds sneller.

MB of GB.

Power-supply Dit is de stroomvoorziening van de computer, meestal voorzien van een ventilator voor koeling.

Opslagmedia kunnen zowel intern in de computerbehuizing ondergebracht worden als extern aangekoppeld worden via de communicatiepoorten.

Hierna volgen enkele opslagmedia die in de handel verkrijgbaar zijn. Erachter staat de standaard opslagcapaciteit zoals deze op het ogenblik van het schrijven van deze handleiding bekend zijn.Deze opsomming is niet limitatief. Er komen maandelijks nieuwe media op de markt.

Diskette Verplaatsbaar medium. De diskette kan gebruikt worden om kleine tot middelgrote files op te slaan. Zeer kwetsbaar medium met groot gevaar voor dataverlies. Enkel 3,5” diskettes zijn momenteel nog in gebruik.

5,25 “DS: 360 KB5,25 “HD: 1,2 MB3,5” DD: 720 KB3,5” HD: 1,44 MB

Harde schijf Vast in de PC ingebouwd medium met een grote tot zeer grote opslagcapaciteit. Kan met een standaard IDE of met een SCSI-kabel verbonden worden aan een respectievelijke controller. Kan eventueel ook ondergebracht worden in een externe kast, verbondenmet de computer via SCSI - , parallelle of USB kabelverbinding.Voordeel : snellere data-access dan andere media en een vrij stabiele werking.

20 MB – 200 GB

CD-ROM CD-R CD-RW

Read Only Memory op CD.Het medium van de jaren '90. Een CD-ROM-lezer kanenkel data en audio lezen die op een CD-plaatje gebrand werd. Daarom spreken we van een ROM.Op een CD/R kan je data schrijven en deze daarna zo dikwijls aflezen als je zelf wilt. De R staat voor recordable.Een CD-RW kan je herbeschrijven. De RW duidt op rewritable.

640MB of 700 MB

DVDDVD-R/+RDVD-RW/+RWDVD-RAM

Het medium waar de 21ste eeuw mee ingezet wordt. Deze met laser gelezen plaatjes bieden een veel grotere opslagcapaciteit dan de CD. In de DVD-wereld zijn echter verschillende spelers aanwezig waardoor verschillende protocollen ontstaan zijn.

DVD : tot 17GBDVD ±R/RW :Enkellagig : 4,7 GBDubbellagig : 8,5 GBDVD-RAM : 4,7 tot 9,4 GB

ZIP-Drive Verwisselbaar opslagmedium dat in 1998 een verkoops-boom beleefde. In 1999

100 MB, 250 MB en 1 GB.

Pagina 2

Page 3: Cursus Hardware

werd de opslagcapacitelt vergroot. De 1 GB-versie werkt enkel met een SCSI-interface.

Superdisk (LS-drive)

De concurrent van de ZIP-drive. De diskettes van 120 MB worden gelezen in een toestel dat ook de normale 1,44 MB diskettes kan gelezen. Minder gekend bij het grote publiek.

120 MB

Magneetband Magneetbanden bestaan in verschillende grootten en vormen. Het zijn media die een grote capaciteit aan gegevens kunnen opslaan maar als grote nadeel hebben dat de gegevens sequentieel geschreven en gelezen moeten worden. Je moet de band steeds spoelen tot op de locatie waar de gegevens staan. Magneetbanden worden dan ook hoofdzakelijk gebruikt voor het opslaan van grote hoeveelheden van gegevens die niet dikwijls wijzigen.Bvb : Back-up van gegevens op servers of computers.

Meerdere GB

Flash geheugen-varianten

De nieuwste trend in opslagmedia zijn de toestellen/kaarten die gebruik maken van de flash-technologie. Vooral de opkomst van de digitale fotografie ligt aan de grond van de explosieve evolutie van dit soort opslagmedia. De techniek is gebaseerd op deze van een EEPROM (Electrically erasable programmable read-only memory). De kaarten zijn licht en snel uitwisselbaar. Er zijn geen draaiende onderdelen waardoor de slijtage minimaal is. De invoering van USB-memorypennen en varianten geeft een goed en veilig alternatief voor het gebruik van diskettes, ZIP- en LS disks. Flash geheugens worden nu al meegeleverd met computers in plaats van een diskette drive.

512 MB – 16 GB

De computer evolueerde op het einde van de 20ste eeuw naar een waar multimediatoestel (toestel dat voor verschillende functies gelijktijdig gebruikt kan worden). Het was eigenlijk IBM die de aanzet hiertoe gaf door de bustechnologie toe te passen die het mogelijk maakte om in de computer uitbreidingssloten te voorzien. Deze uitbreidingssloten zorgden ervoor dat de computer intern uitbreidbaar werd voor nieuwe bijkomende functionaliteiten. Ook Interrupt requests (IRQ) doen hun intrede. Het zijn bitsignalen(1 of 0) die om aandacht vragen van de processor. Een processor kan maximaal 16 interrupts verwerken (IRQ0 – IRQ15). Een aantal interrupts zijn aan vaste functies toegewezen, andere kunnen door uitbreidingskaarten gebruikt worden. Zo kennen we de videokaarten, geluidskaarten, netwerkkaarten, modemkaarten, tv-kaarten, kaarten voor video bewerking, ….

Pagina 3

Page 4: Cursus Hardware

Pagina 4

Page 5: Cursus Hardware

Ook de uitbreidingsloten evolueerden mee met de snelheid van de computers en de interne bussen(adres- en databussen). Alle bustechnologieën kregen hun eigen

afkorting mee. Alles begon met de ISA (Industry Standard Architecture) van IBM. Momenteel spreken we vooral over de PCI uitbreidingssleuven en AGP grafische kaart-

uitbreidingssloten. Hieronder volgt een kort overzicht.

Bustype Omschrijving GebruikISA Industry Standard Architecture.

Standaard van IBM die oorspronkelijk ontwikkeld werd voor de XT-computer met een sturing van 8 bits. In 1984, bij de opkomst van de AT-computer ze omgevormd maar 16 bits.

Wordt nog steeds gebruikt voor het aansturen van langzame hardware zoals modems en muis. Wordt minder gebruikt als uitbreidingsslot.

EISA Extended Industry Standard Architecture. Met ISA compatibel bussysteem dat 32 bits communicatie ondersteunde.

Er zijn weinig kaarten gemaakt die deze structuur ondersteunen. Werden vooral in servers gebruikt. Is nog uitzonderlijk in gebruik.

VLB Video Electronics Standards Association Local Bus (ook VESA LB genoemd) is naast de PCI-bus de meest gebruikte interne busstructuur. Het is een basis ISA bus met een extentie slot voor extra 16 bits. Hierdoor pasten ISA-kaarten ook in de VLB-sloten.Nadeel : - hoog stroomverbruik - geen plug and play

De opkomst van PCI en het gebrek aan plug & play mogelijkheden heeft het gebruik van deze kaarten doen uitdijen. Hoogtepunt van gebruik was tijdens het 486-processor tijdperk.

PCI Peripheral Component Interconnect local bus. De meest gebruikte bus in de huidige systemen. Heeft als belangrijkste troeven dat de uitbreidingskaarten gemakkelijk via plug & play geïnstalleerd kunnen worden. Het bussysteem maakt gebruik van een eigen adresseringssysteem waardoor het mogelijk is meerdere kaarten aan één toe te wijzen.Momenteel is ook reeds een PCI-Expressslot in ontwikkeling met een doorvoersnelheid van 4 GB/Sec

Alom tegenwoordig in de moderne computers. Het zijn conventioneel wit gekleurde uitbreidingssleuven.

AGP Accelerated Graphics PortSpeciaal slot voor video-uitbreidingskaarten. Dit slot ontlast de PCI-bus van het transport van grote video-gegevens. Vooral bij gebruik van 3D-videotoepassingen zorgt de AGP-kaart voor betere prestaties omdat ze rechtstreeks

Vooral nuttig bij 3D games(spellen) en wetenschappelijke toepassingen waarbij de grafische voorstelling belangrijk is.In ieder modern moederbord is een AGP-slot voorzien.

Pagina 5

Page 6: Cursus Hardware

communiceert met de processor en het systeemgeheugen. AGP is geen bus-systeem maar één enkel insteekslot voor één kaart met bijzondere grafische eigenschappen.

In onderstaande tabel geven we een overzicht van de bitbreedte die de verschillende bussen aankunnen, de snelheid waarmee ze werken en de bandbreedte die maximaal bereikt kan worden. De bandbreedte is het aantal megabytes dat per seconde getransporteerd kan worden door de bus.

BusBreedte (bits)

Bus Snelheid (MHz)

Commerciële Bandbreedte

(MB/sec)

Werkelijke Bus Bandbreedte

(MB/sec)

8-bit ISA 8 8,3 8 7,9

16-bit ISA 16 8,3 16 15,9

EISA 32 8,3 32 31,8

VLB 32 33 133 127,2

PCI 32 33 133 127,2

64-bit PCI 2.1

64 66512

508,6

AGP 32 66 256 254,3

AGP (x2 mode)

32 66x2512

508,6

AGP (x4 mode)

32 66x41024

1017,3

AGP (x8 mode)

32 66x82048

2034,6

Pagina 6

Page 7: Cursus Hardware

De Controller

De controller voor harde schijven en diskettestations is sinds de ATX-moederborden uitgebracht werden(1997), ondergebracht op het moederbord zelf. De controller stuurt 3 connectoren. 1 connector voor diskettestations, 2 IDE-connectoren voor harde schijven en/of CD/DVD-stations. Aan iedere connector kunnen maximaal 2 toestellen gekoppeld worden. Dit maakt dat maximaal 2 diskettestations(floppydrives) aangesloten kunnen worden. De schijfnamen A: en B: zijn hiervoor voorbehouden.

Beide IDE-connectoren kunnen ieder 2 stations aansturen en krijgen de namen Primary en Secundary. Het eerst aan te spreken station op iedere connector noemen we de Master drive, de tweede de Slave drive. Opdat de computer weet welke master en welke slave is, worden op alle toestellen die op de controller aangesloten kunnen worden enkele contacten aangebracht die kortgesloten moeten worden met behulp van een jumper(= kleine bus met geleidende binnenzijde). Welke contacten dit zijn verschilt van merk tot merk en zelfs van type tot type. Daarom wordt steeds in de handleiding van het toestel en meestal ook op het toestel zelf aangegeven hoe de verbinding tussen de pinnen aangebracht moet worden. Lees dit aandachtig vooraleer je het apparaat installeert!

Jumper achteraan harddisk verplaatsen achterzijde van CD-lezer

Pagina 7

Page 8: Cursus Hardware

COMMUNICATIE BUITEN DE KASTEen computer kan niet werken zonder in- of uitvoerapparaten. Daar waar de eerste computers met de gebruiker communiceerden door middel van lampjes en beeptoontjes, kunnen we nu geen enkele computer meer voorstellen zonder scherm (monitor) en toetsenbord.

Aan de buitenzijde van de computer worden steeds meer apparaten aangesloten. Deze maken gebruik van de connectoren op de PC of de insteekkaarten. Zo kennen we volgende externe apparaten of ook randapparaten genoemd:

- Muis - Camera/Webcamera - ….- Joystick - Modem- Printer - Scanner- Plotter - Besturing voor machines

Het toetsenbord is het invoerapparaat bij uitstek en bevat een alfanumeriek en numeriek klavier. Tussen beide klavieren in tref je ook nog een aantal navigatietoetsen aan die, afhankelijk van het programma, het mogelijk maken te bewegen op het scherm.

Boven het alfanumeriek toetsenbord vinden we de functietoetsen. Dit zijn toetsen waaraan de programmeurs vrij opdrachten kunnen toewijzen. (In Windows is Fl bijvoorbeeld de Help-toets).

De laatste nieuwe toetsenborden bevatten steeds meer programmatorisch gestuurde extra functietoetsen. Meestal zijn deze toetsen gerelateerd aan internetgebruik.

Om met deze en andere externe apparaten te communiceren moeten op de computer connectoren voorzien worden die dit mogelijk maken. Op een ATX-moederbord zijn de meest gangbare connectoren reeds voorzien. Hieronder een voorbeeld van opstelling.

Pagina 8

PS/2 connectoren voor muis en toestenbord

Parallelle poort (LPT)

Seriële poorten (COM) USB-poorten

Telefoon en netwerkconnectoren (RJ11 en/of RJ45)

Audio-aansluitingen

Page 9: Cursus Hardware

In onderstaande tabel vind je een lijst met de meest gebruikte communicatiepoorten :

PS/2 Connectie voor randapparaten zoals een toetsenbord en de muis, ontwikkeld door IBM.

Parallelle poort (LPT)

Poort voor parallelle communicatie met de randapparaten. Oorspronkelijk door IBM ontwikkeld voor communicatie met printers(afdrukapparaten). De poort stuurt 8 bitsignalen gelijktijdig door naar de printer. De andere van de 25 pinnen worden gebruikt voor diverse stuursignalen. De snelheid kan tot 100 KBps (kilobytes per seconde) bedragen.

Seriële poort (COM)

De seriële poort stuurt de bits achter elkaar naar de randapparaten. Deze werkt aldus langzamer dan de parallelle. Er bestaan 2 types (9 en 25 pins). Aangezien deze poorten meestal gebruikt werden voor communicatie tussen de computer en andere apparaten. Noemt men dit in computertaal de COM-poorten. De meeste gangbare computers hebben er maximaal 2.De snelheid is afhankelijk van het type: van 115 Kbps (kilobits per second) tot 460 Kbps.

USB poort Universal Serial BusIs de laatste nieuwe manier van communicatie die vooral opgang vindt in de sector van de homecomputers. Het betreft een snelle seriële communicatiebus die zeer geschikt is voor de plug- and play techniek. Een computer kan tot 127 USB-apparaten beheren. De meeste computers hebben zelf 2 tot 4 USB-aansluitingen. De rest wordt aangesloten via zogenaamde HUB’s. Versie 1.1 kan een communicatiesnelheid tot 12 Mbps aan, terwijl de nieuwere versie 2.0 met een snelheid van 480 Mbps 40 maal sneller is. Deze laatste versie is dan ook beter geschikt voor transport van beeld en audio.

USB-A: Computerzijde

USB-B: Toestelzijde

SCSI poort

Small Computer System InterfaceIs een snellere parallelle verbinding, speciaal ontworpen voor SCSI-apparaten.Deze worden vooral in high-end systemen gebruikt. Er bestaan 3 versies met verschillende aansluitingen en snelheden. SCSI-1, SCSI-2 en SCSI-3 met een maximale communicatie-snelheid van respectivelijk 5MBps (megabytes per seconde), 40MBps en 320 MBps.

PCMCIA -poort

Personal Computer Memory Card International AssociationDit is een uitbreidingsslot dat hoofdzakelijk gebruikt wordt bij draagbare computers. In dit slot

Pagina 9

Page 10: Cursus Hardware

worden kredietkaartachtige uitbreidingskaarten ondergebracht gaande van Flash-memorykaarten tot modems en netwerkkaarten.

Infrarood-poort

Via infrarood signalen communiceert de computer met de randapparaten. Ook dataoverdracht tussen de computers is op dezemanier mogelijk.

Firewire Firewire is momenteel al redelijk standaard in de videosector (DV camera's e.s.), maar wordt steeds vaker ook voor andere doeleinden gebruikt, zoals netwerken en mobiele opslag (externe harddisks). Op de nieuwste moederborden is vaak al een firewire (uitbreidings)poort aanwezig. Bij de Mac is deze overdrachtsvorm al veel langer standaard. Er bestaan 6-pins en 4-pins aansluitingen.

SOFTWARE

Software is de code die geschreven wordt om de gegevens die in de computer gestopt worden om te vormen tot informatie. Tevens zorgt de software ervoor dat de computer weet hoe hij met de hardware moet omspringen.

We onderscheiden twee grote groepen software: besturingssoftware en toepassingssoftware.

Besturingssoftware dient om de interne communicatie tussen de computeronderdelen en de gebruikersinterface mogelijk te maken. We onderscheiden hierin de BIOS (Basic Input Output System) en het OS (Operating system). De BIOS bevat alle informatie over de apparaten die op de computer zijn aangesloten. Deze informatie wordt opgeslagen op een CMOS-chip (Complementary Oxyde Semiconductor). Dit is een chip die herschrijfbare data bevat en gevoed wordt met een batterij. Wanneer deze batterij geen spanning meer levert, zal de CMOS zijn gegevens verliezen en weet de computer niet meer welke apparaten aangesloten zijn of in de PC steken.

Het operating systeem verzorgt de communicatie tussen de gebruiker en de apparatuur. De IBM-compatibele PC's werken meestal met een DOS-variant (Disk Operating System). Windows 95, 98, NT, 2000 en XP zijn dergelijke varianten. Deze laatste operatingsystemen zijn dusdanig uitgerust dat ze veel meer bieden dan alleen maar de communicatie verzorgen tussen de computer en de gebruiker. Ze worden meestal geleverd met een groot aantal toepassingen.

Andere besturingsystemen zijn Unix en zijn vrij in de markt te verkrijgen en gebruiken Linux-variant. Voor Apple-computers spreken we over Mac-OS (Mac Intosh Operating System).Toepassingssoftware is software die de gebruiker toelaat de functies die hij aan de computer wil opdragen op een gebruiksvriendelijke manier uit te laten voeren. We spreken hier dan over het hele gamma spelen, tekstverwerkers, spreadsheets, presentatieprogramma's tekenprogramma's enz. .

ENKELE BEGRIPPEN

Pagina 10

Page 11: Cursus Hardware

1 bit = pulssignaal dat positief of negatief kan zijn. 1 byte = 8 bits (01010101) 1 Word = 2 bytes = 16 bits

1 KB (Kilobyte) = 1024 Bytes1 MB (Megabyte) = 1024 KB = 1048576 Bytes1 GB (Gigabyte) = 1024 MB = 1073741824 Bytes

Het maximaal verwerkbare geheugen evenals de opslagcapaciteit van de media worden uitgedrukt in Bytes (MB, GB).De interne verwerkingssnelheid van een computer wordt uitgedrukt in Hz(Hertz). Zo spreken we van een processor met een snelheid van 450 MegaHertz (MHz). Ook de snelheid van de externe bus wordt in deze eenheid weergegeven. Meestal bedraagt deze 66 of 100 MHz.

Harde schijven en diskettes worden ingedeeld in een bepaald formaat, herkenbaar voor de computer. Voor de IBM-compatibele PC's vinden we FAT (Fat Allocation Table) en FAT32 binnen de Windows 98 omgevingen. Windows NT kent ook nog het NTFS-systeem (NT-file system). Voordat een disk bruikbaar is in de computer moet deze geformateerd worden volgens de te gebruiken standaarden (FAT - FAT32 - NTFS ... ).

De Hard Disk:

Wat is een Hard Disk:

De harde schijf is een hardware waarop informatie magnetisch word opgeslagen, dankzij de magnetische aard is het mogelijk om de informatie opgeslagen ook wanneer de computer uitgeschakeld is. Harddisks bestaan uit een pakket van magnetische schijven en lees-/schijfkoppen. Deze schijven hebben een indeling in concentrische sporen.

Pagina 11

Page 12: Cursus Hardware

Elk spoor is in een aantal sectoren ingedeeld. De eerste sector is de bootsector, waarin de formatteringsgegevens van de schijf zijn vastgelegd. Als bij personal computers harde schijven verwisseld worden, dan worden de schijven inclusief lees-/schrijfarmen, stappenmotor en overige elektronica omgeruild. De harddisk zoals die in een personal computer voorkomt, is dus een complex mechanisch en elektronisch samengebouwd geheel. In de huidige generatie is de harddisk het meest gebruikte opslagmedium. Geen enkel ander opslagmedium biedt (nog) een zo flitsende combinatie van snelheid, capaciteit en gebruiksgemak voor zo’n lage prijs.

 

Werking van de harde schijf:

Een harde schijf bestaat uit verschillende schijven ‘platters’ waarop een dunne film van magnetisch materiaal is aangebracht. De harde schijf werkt door middel van een elektronische motor die de verschillende platters ronddraait. Deze worden beschreven door middel van leeskoppen, die data schrijven door magnetische deeltjes te positioneren op de platen. Deze koppen staan vast op een metalen arm, zodat de gehele platen bereikt worden en niet slechts de buitenkant.De leeskop vliegt vliegensvlug over de platters om zo de gevraagd data te verzamelen. De snelheid van de harde schijf wordt bepaald door ‘Seek time’ en ‘date rate’. Seek time is de tijd die nodig is om de data te lokaliseren, ‘date time’ is de informatie die de harde schijf per seconde verzend. Moderne harde schijven worden ingedeeld in de volgende snelheidsindicaties: RPM, ofwel rotations per minute en de hoeveelheid aan cachegeheugen. Vandaag de dag draaien de schijven aan 5400 of 7200 rondjes per minuut. Ook de grote van het cachegeheugen op de harde schijf speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de snelheid. Een doorsnee harde schijf heeft tegenwoordig een 2Mb of 8Mb cachegeheugen.

Men kan de werking van een harde schijf dus eigenlijk een klein beetje gaan vergelijken met een diskette.

Toch zijn er enkele grote verschillen aanwezig. Zo is de harde schijf in het bezit van meerdere ‘schijven’, een diskette slechts één. De schijfjes van een hard disk zijn gemaakt van onbuigzaam materiaal waar dus een magnetiseerbaar laagje overheen zit. Het schijfje van een diskette is buigzaam en van plastic maar ook wel voorzien van een magnetiseerbaar laagje. Bovenaan de diskette, kan je een beschermend klepje wegschuiven waardoor de eigenlijke diskette vrij zichtbaar is. Bij een harde schijf is dit onmogelijke omdat deze in een luchtdichte kast tegen stof en vuil zit verborgen.Een harde schijf kan veel meer data bevatten dan een diskette. Een harde schijf gaat tegenwoordig al tot 6.4 gigabyte, terwijl de gebruikelijke diskettes maximaal 2,88 megabyte aan capaciteit hebben. De zogenaamde ZipDrives werken wel met diskettes van 100 megabyte, maar daarvoor is een aparte disc drive nodig.

Voor de duidelijkheid: 1 Byte bestaat uit 8 bits, 1024 byte is 1 kilobyte, 1024 kilobyte is 1 megabyte, 1024 megabyte is 1 gigabyte, 1024 gigabyte is 1 terabyte.

Pagina 12

Page 13: Cursus Hardware

1024 komt voort uit 2 tot de macht 10. De '2' staat voor de twee tekens ('enen' en 'nullen') waar een computer alleen mee kan werken. Bit staat voor Binary Digit, wat Engels is voor Tweedelig Cijfer ('1' en '0').

Opbouw van een hard Disk:

Een harde schijf bestaat uit meerdere, onbuigzame, ronde platen met een dun magnetiseerbaar laagje. Elke schijf heeft twee koppen: beide kanten van een schijf worden benut. We kijken bij een harde schijf naar een aantal dingen, te weten:

- Het aantal cilinders (cylinders)

- Het aantal koppen (heads).

- Het aantal sporen (tracks).

- Het aantal sectoren (sectors).

Cilinders:

Een cilinder is een denkbeeldige buis die niet zichtbaar is. Er zijn net zoveel cilinders als dat er verschillende sporen zijn. Een cilinder bevat alle sporen met hetzelfde nummer, dus bijvoorbeeld alle sporen 0 van de verschillende schijven zitten in dezelfde cilinder.

Koppen:

Een kop is een klein spoeltje dat leest en schrijft van en naar de harde schijf door middel van elektromagnetisme. Elke schijf bestaat uit twee koppen (aan de bovenkant een en aan de onderkant een), die zowel lezen als schrijven. De koppen zitten aan armen die door een stappenmotor heel snel en precies over de schijven geloodst worden naar de plaats waar de informatie staat of moet staan.

Een harde schijf draait zeer snel: tussen de 4500 en 10.033 omwentelingen per minuut. De koppen worden door de arm tegen de schijf gedrukt, maar raken 'm niet als de harde schijf draait. Door die hoge snelheid van de schijf zorgt een dun, klevend luchtlaagje er namelijk voor dat de koppen 0.5 micrometer boven het oppervlak zweven. Een beetje vergelijkbaar met een hovercraft. Een halve micrometer is heel weinig. Daarom zijn harde schijven ook luchtdicht afgesloten en iets luchtledig gemaakt. Een stofdeeltje of zelfs een vingerafdruk tussen de kop en de schijf zouden voor grote beschadigingen van het oppervlak van de schijf zorgen!

Als nu de harde schijf stil staat, zullen de koppen wel op het oppervlak gedrukt worden. Bij het upspinnen (op toeren komen) van de schijf zouden de koppen eerst een stuk over het oppervlak schuren als ze niet op een speciale plaats zouden staan. Die speciale plaats is er, en wordt de 'landingsplaats' genoemd. Dat gebied ligt zo dicht mogelijk bij de as, en heeft het hoogste nummer van de sporen. Het landingsgebied is namelijk het binnenste spoor. Het aantal sporen geeft daarom gelijk het nummer van het landingsgebied weer, omdat de sporen vanaf 'spoor 0' geteld worden. Als er 1024 sporen zouden zijn, dan heb je 'spoor 0' tot en met 'spoor 1023'. Dat zijn er namelijk 1024. 'Spoor 1024' is dan het landingsspoor. De koppen op het landingsspoor zetten, heet 'het parkeren van de harde schijf'. Dat parkeren gebeurt automatisch als de harde schijf stopt met draaien. Vroeger moesten de harde schijven

Pagina 13

Figuur 5: Opbouw uit cilinders en schijven

Page 14: Cursus Hardware

geparkeerd worden met behulp van een programmaatje dat de koppen op het landingsspoor zette.

Harde schijven kunnen zonder gevaar getransporteerd worden, maar zodra ze draaien zijn ze erg kwetsbaar door de kleine ruimte tussen de koppen en de schijf.

Sporen:

Een spoor is een niet-zichtbare cirkel op een harde schijf die bij het formateren magnetisch aangebracht wordt, net zoals een cilinder. Een harde schijf heeft veel sporen, waarvan het buitenste 'spoor 0' heet. Elke schijf uit een harde schijf begint opnieuw met het tellen van de sporen. Een harde schijf met meerdere schijven heeft dus op elke schijf een spoor 0, en een spoor 1, en een spoor 2 enz.

 

 

 

Pagina 14

Page 15: Cursus Hardware

Er wordt van buiten naar binnen geteld en gelezen, vergelijkbaar met een LP en in tegenstelling tot de Compact Disc (een LP en CD bestaan echter uit een lange spiraal, terwijl een schijf uit meerdere cirkels bestaat).

Sectoren:

De sporen zijn verdeeld in sectoren, die ook weer niet zichtbaar zijn. De deling van de sporen gebeurt door lijnen die wijzen van de as naar de rand van de schijf. Gewoon de straal dus. Een sector is doorgaans 512 bytes groot, oftewel 0.5 kilobyte, maar fysiek varieert de grootte van de sectoren op de harde schijf. Er liggen op de rand van een schijf namelijk evenveel clusters als dicht bij de as. De omtrek is aan de buitenkant echter groter dan meer naar binnen toe, dus de sectoren hebben aan de buitenrand meer ruimte. De dichtheid van de kleinere sectoren meer naar binnen, hebben een grotere dichtheid de grotere sectoren meer naar buiten. Als we het over het aantal sectoren hebben, dan wordt het aantal sectoren per cilinder bedoeld.

Pagina 15

Page 16: Cursus Hardware

InformaticaNaam:

………………………………………………………………… Nr.: ……

Klas: …………………… Datum: …………………………………………

OPDRACHT : Hardware

Breng 3 folders met computerartikelen mee. Stel met behulp van deze folders 2 computers samen en maak hierbij een prijsberekening met behulp van Excel. Ontwerp nu voor deze computer nu zelf een reclameblaadje en beschrijf alle kenmerken (Word).

Pagina 16