Hoofdstuk 1: De computer voor algemeen gebruik en de gebruikte nummers

Deel 1: Inleiding tot computers en besturingssystemen
Deel 1.1: Inhoudsopgave
Hoofdstuk 1: De algemene computer en gebruikte nummers

De computer is een elektronische machine die uit verschillende componenten bestaat voor het verwerken en opslaan van de gegevens. De gegevens kunnen resulteren in tekst, beeld, geluid of video.

1.1 Externe fysieke componenten van een computer voor algemeen gebruik

De volgende afbeelding toont de tekening van een computer voor algemeen gebruik met de meest gebruikte componenten:

Figuur. 1.1 Computer voor algemeen gebruik

Het toetsenbord, de muis en de microfoon zijn invoerapparaten. De luidspreker en het scherm (monitor) zijn uitvoerapparaten. De systeemeenheid, in het diagram de computer genoemd, voert alle berekeningen uit. Invoerapparaten en uitvoerapparaten worden randapparatuur genoemd.

Het vorige diagram is een torencomputersysteem of eenvoudigweg een torencomputer. Daarvoor staat de systeemunit rechtop. Als alternatief kan de systeemeenheid worden ontworpen om plat op het bureau (tafel) te liggen en wordt de monitor er bovenop geplaatst. Een dergelijk computersysteem wordt een desktopcomputersysteem of eenvoudigweg een desktopcomputer genoemd.

De volgende afbeelding is het diagram van een laptopcomputer met de namen van de externe componenten:

Afb. 1.2 Laptopcomputer

Als iemand gaat zitten, kan de laptop op schoot worden gezet om te werken. Het optische station in het diagram is het cd- of dvd-station. Het touchpad is de vervanger van de muis. De systeemeenheid heeft het toetsenbord.

1.2 Typen

Omdat tegenwoordig van elke elite, waar dan ook ter wereld, wordt verwacht dat ze de computer kunnen gebruiken, moet elke elite leren typen op het toetsenbord. Typelessen kunnen betaald of gratis worden aangeboden op internet. Als het geld of de middelen er niet zijn voor de lessen, moet de lezer het volgende advies gebruiken om te weten hoe hij moet typen:

Op het Engelse toetsenbord heeft een van de middelste rijen de F- en K-toetsen. De F-toets bevindt zich aan de linkerkant, maar niet aan het linkeruiteinde van de rij. De J-toets bevindt zich aan de rechterkant, maar niet aan het rechteruiteinde.

Aan elke hand van een persoon bevinden zich de duim, wijsvinger, middelvinger, ringvinger en pink. Voordat u gaat typen, moet de wijsvinger van de linkerhand zich boven de F-toets bevinden. De middelvinger moet zich boven de volgende toets bevinden die naar links beweegt. De ringvinger moet boven de volgende toets volgen, en de pink boven de toets erna, allemaal naar links. Voordat u gaat typen, moet de wijsvinger van de rechterhand zich boven de J-toets bevinden. De middelvinger van de rechterhand moet zich boven de volgende toets bevinden die naar rechts beweegt. De ringvinger moet boven de volgende toets volgen, en de pink moet boven de toets erna staan, helemaal naar rechts.

Bij het instellen van de handen moet u de dichtstbijzijnde vinger gebruiken om de beoogde dichtstbijzijnde toets op het toetsenbord in te drukken. In het begin zal het typen langzaam zijn. Uw typen zal echter in de loop van de weken en maanden sneller gaan.

Laat deze houding nooit varen, want de typesnelheid neemt toe. Laat bijvoorbeeld nooit het juiste gebruik van de laatste drie vingers van de linkerhand achterwege. Als het wordt verlaten, zal het erg moeilijk zijn om terug te keren naar de juiste typaanpak. Daarom zal de typsnelheid niet verbeteren zolang de fout niet wordt gecorrigeerd.

1.3 Moederbord

Het moederbord is een breed bord en bevindt zich in de systeemeenheid. Het bevat een elektronisch circuit met elektronische componenten erop. De circuits op het moederbord zijn als volgt:

Microprocessor
Tegenwoordig is dit één onderdeel. Het is één geïntegreerd circuit. Het heeft pinnen om verbinding te maken met de rest van de andere circuits op het moederbord

De microprocessor doet alle analyses en core computing voor het moederbord en het hele computersysteem.

Hardware-onderbrekingscircuit
Stel dat de computer momenteel een programma (applicatie) uitvoert en dat er een toets op het toetsenbord wordt ingedrukt. De microprocessor moet worden onderbroken om de sleutelcode te ontvangen of te doen wat ervan wordt verwacht als gevolg van het indrukken van een bepaalde toets.

Dergelijke hardware-interrupts kunnen op twee manieren worden uitgevoerd: ofwel heeft de microprocessor één pin voor het interruptsignaal voor elk mogelijk randapparaat, ofwel kan de microprocessor ongeveer twee pinnen hebben en is er een interruptcircuit dat voor alle mogelijke situaties aan deze twee pinnen naar de microprocessor gaat. randapparatuur. Dit interruptcircuit heeft pinnen voor de interruptsignalen van alle mogelijke randapparatuur die de microprocessor zouden onderbreken.

Het interruptcircuit is meestal één klein geïntegreerd circuit, samen met enkele kleine elektronische componenten, poorten genoemd.

Directe geheugentoegang
Elke computer heeft een Read Only Memory (ROM) en een Random Access Memory (RAM). De grootte van het ROM is klein en het bevat slechts een kleine hoeveelheid informatie permanent, zelfs als de computer is uitgeschakeld. De grootte van het RAM-geheugen is groot, maar niet zo groot als de grootte van de harde schijf.

Wanneer de stroom is ingeschakeld (de computer is ingeschakeld), kan RAM veel informatie bevatten. Wanneer de computer wordt uitgeschakeld (de stroom is uitgeschakeld), houdt alle informatie in het RAM op te bestaan.

Wanneer een code van één teken moet worden overgebracht van het geheugen naar een randapparaat of omgekeerd, doet de microprocessor het werk. Dit betekent dat de microprocessor actief moet zijn.

Er zijn momenten waarop een grote hoeveelheid gegevens van het geheugen naar de schijf moet worden overgebracht of omgekeerd. Er is een circuit op het moederbord dat het Direct Memory Access (DMA)-circuit wordt genoemd. Deze zorgt voor de overdracht, net als de microprocessor.

De DMA komt alleen in actie, alleen als de hoeveelheid gegevens die moet worden overgedragen tussen het geheugen en het invoer-/uitvoerapparaat (randapparatuur) groot is. Wanneer dat gebeurt, is de microprocessor vrij om door te gaan met ander werk – en dat is het belangrijkste voordeel van een direct geheugentoegangscircuit.

Het DMA-circuit is meestal een IC (Integrated Circuit), samen met enkele kleine elektronische componenten die poorten worden genoemd.

Adaptercircuit voor visuele weergave-eenheid
Om de gegevens van de microprocessor naar het scherm te verplaatsen, moeten deze door het Visual Display Unit Adapter Circuit op het moederbord gaan. Dit komt doordat de karakters of signalen van de microprocessor niet direct geschikt zijn voor het scherm.

Andere circuits
Andere circuits kunnen zich op het moederbord bevinden. Een geluidscircuit voor de luidspreker kan zich bijvoorbeeld op het moederbord bevinden. Het geluidscircuit kan ook als geluidskaartcircuit in een sleuf op het moederbord worden geplaatst.

Voor de doeleinden van dit hoofdstuk is het voldoende om de aanwezigheid van de eerder genoemde circuits te kennen, zelfs zonder het geluidscircuit.

De microprocessor wordt ook wel de Central Processing Unit genoemd, afgekort als CPU. De microprocessor wordt afgekort als µP. CPU betekent hetzelfde als µP. De CPU en µP worden in de rest van deze online carrièrecursus veel gebruikt, in de betekenis van microprocessor of centrale verwerkingseenheid, die beide hetzelfde zijn.

1.4 Tellen in verschillende bases

Tellen betekent het optellen van 1 bij het vorige cijfer of vorige nummer. Hieronder volgen tien cijfers, inclusief 0 voor het tellen in grondtal 10:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Een andere naam voor basis is radix. Radix of basis is het aantal verschillende cijfers bij het tellen van de basis. Basis tien heeft tien cijfers zonder tien, die uit twee cijfers bestaat. Na het optellen van 1 bij 9, wordt 0 geschreven en wordt de carry van 1 vlak voor 0 geschreven om tien te hebben. In feite is er geen (enkel) cijfer voor welke grondtal dan ook (welke grondtal dan ook). Merk op dat er geen cijfer voor tien bestaat. Tien kan worden geschreven als 1010, wat wordt gelezen als één-nul grondtal tien.

Grondtal zestien heeft zestien cijfers, inclusief 0, namelijk:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

In basis zestien zijn de getallen tien, elf, twaalf, dertien, veertien, vijftien respectievelijk A, B, C, D, E en F. Ze kunnen ook in kleine letters worden geschreven als: a, b, c, d, e, f. Merk op dat er geen cijfer voor zestien bestaat.

In grondtal zestien wordt, na het optellen van 1 bij F, 0 opgeschreven en de carry van 1 vlak voor 0 geschreven, zodat 1016 wordt gelezen als één-nul grondtal zestien.

Grondtal acht heeft acht cijfers, inclusief 0, namelijk:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Merk op dat er geen cijfer voor acht bestaat.

In grondtal acht wordt, na het optellen van 1 bij 7, 0 opgeschreven en de carry van 1 vlak voor 0 geschreven, zodat 108 ontstaat, wat wordt gelezen als één-nul grondtal acht.

Grondtal twee heeft twee cijfers, inclusief 0, namelijk:

0, 1

Merk op dat er geen cijfer voor twee bestaat.

In grondtal twee, na het optellen van 1 bij 1, wordt 0 opgeschreven en wordt de carry van 1 vlak voor 0 geschreven om 102 te krijgen, wat wordt gelezen als één-nul grondtal 2.

In de volgende tabel wordt geteld van één tot één nul met grondtal zestien. De overeenkomstige getallen in basis tien, basis acht en basis twee worden ook in elke rij gegeven:

Onthoud dat tellen betekent dat je 1 optelt bij het vorige cijfer of vorige nummer. Voor elke reeks basistelnummers blijft de carry van 1 naar links bewegen. Naarmate de grotere aantallen verschijnen, wordt het breder.

Binaire getallen en bits
Een getal bestaat uit symbolen. Een cijfer is een van de symbolen in het getal. Grondtal 2-getallen worden binaire getallen genoemd. Een grondtal 2-cijfer wordt een BIT genoemd, die gewoonlijk wordt geschreven als een korte term voor binaire digiT

1.5 Een getal van het ene grondtal naar het andere converteren

In deze sectie wordt het converteren van een getal van het ene grondtal naar het andere getoond. De computer werkt in principe in basis 2.

Conversie naar basis 10
Omdat iedereen de waarde van een getal met grondtal 10 waardeert, wordt in dit gedeelte de conversie van een getal met grondtal 10 naar grondtal 10 uitgelegd. Om een ​​getal naar grondtal 10 om te zetten, vermenigvuldigt u elk cijfer in het gegeven grondtal met het grondtal dat wordt verhoogd. naar de index van zijn positie en voeg de resultaten toe.

Elk cijfer voor elk getal in elk grondtal heeft een indexpositie die begint bij 0 en vanaf het rechteruiteinde van het getal, naar links bewegend. De volgende tabellen tonen de cijferindexposities van D76F16, 61538, 10102 en 678910:

Index – > 3 2 1 0
Cijfer -> D 7 6 F16

Index – > 3 2 1 0
Cijfer -> 6 1 5 38

Index – > 3 2 1 0
Cijfer -> 1 0 1 02

Index – > 3 2 1 0
Cijfer -> 6 7 8 910

Het converteren van D76F16 naar basis 10 gaat als volgt:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160

Opmerking: elk getal dat wordt verhoogd tot de index 0 wordt 1.

163 = 16 x 16 x 16;
162 = 16 x 16
161 = 16
160 = 1

Merk ook op dat in de wiskunde => betekent “dit impliceert dat” en ∴ daarom betekent.

In een wiskundige uitdrukking moeten eerst alle vermenigvuldigingen worden gedaan voordat ze worden opgeteld; dit komt uit de BODMAS-reeks (eerst haakjes, gevolgd door Waarvan nog steeds vermenigvuldiging is, gevolgd door delen, vermenigvuldigen, optellen en aftrekken). De voorbeelden zijn dus als volgt:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 16 x16 x 16 + 7 x 16 x16 + 6 x 16 + F x 160
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 4096 + 7 x 256 + 6 x 16 + F x 1
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 53248 + 1792 + 96 + 15
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 55151

∴ D76F16 = 5515110

Het omzetten van 61538 naar grondtal 10 gaat als volgt:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80

Opmerking: elk getal dat wordt verhoogd tot de index 0 wordt 1.

83 = 8x8x8;
82 = 8 x 8
81 = 8
80 = 1

Merk ook op dat in de wiskunde => betekent “dit impliceert dat” en ∴ daarom betekent.

In een wiskundige uitdrukking moeten eerst alle vermenigvuldigingen worden gedaan voordat ze worden opgeteld; dit komt uit de BODMAS-reeks. De voorbeelddemonstratie is dus als volgt:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 8 x 8 x 8 + 1 x 8 x 8 + 5 x 8 + 3 x 80
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 512 + 1 x 64 + 5 x 8 + 3 x 1
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3072 + 64 + 40 + 3
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3179

∴ 61538 = 317910

Het omzetten van 10102 naar grondtal 10 gaat als volgt:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20

Opmerking: elk getal dat wordt verhoogd tot de index 0 wordt 1.

23 = 2x2x2;
22 = 2 x 2
21 = 2
20 = 1

Merk ook op dat in de wiskunde => betekent “dit impliceert dat” en ∴ daarom betekent.

In een wiskundige uitdrukking moeten eerst alle vermenigvuldigingen worden gedaan voordat ze worden opgeteld; dit komt uit de BODMAS-reeks. De voorbeelddemonstratie is dus als volgt:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 2 x 2 x 2 + 0 x 2 x 2 + 1 x 2 + 0 x 10
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 8 + 0 + 2 + 0
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 10

∴ 10102 = 1010

Conversie van Basis 2 naar Basis 8 en naar Basis 16
Conversie van base 2 naar base 8 of base 2 naar base 16 is in het algemeen eenvoudiger dan conversie van een andere base naar een andere base. Ook worden basis 2-nummers beter gewaardeerd in basis 8 en basis 16.

Conversie van Basis 2 naar Basis 8
Om van grondtal 2 naar grondtal 8 te converteren, groepeert u de cijfers van grondtal 2 in drieën, vanaf de rechterkant. Lees vervolgens elke groep in basis acht. Tabel 1.1 (Tellen in verschillende radixen), die overeenkomsten bevat tussen grondtal 2 en grondtal acht voor de eerste acht getallen, kan worden gebruikt om de groepen getallen van grondtal 2 in grondtal acht te lezen.

Voorbeeld:
Converteer 1101010101012 naar basis 8.

Oplossing:
Groeperen in drieën, van rechts, geeft het volgende:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

Uit Tabel 1.1, hier rechts gelezen, is 1012 58 en 0102 28, waarbij de eerste 0 wordt genegeerd. Dan is 1012 nog steeds 58 en is 1102 68. Dus in basis 8 worden de groepen:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

En voor conventioneel schrijven:

1101010101012 = 65258

Een ander voorbeeld:

Converteer 011000101102 naar basis 8.

Oplossing:

011010001102 = | 01 | 101 | 000 | 110 |
=> 011010001102 = | 18 | 58 | 08 | 68 |
∴ 011010001102 = 15068

Houd er rekening mee dat de voorloopnullen in elke groep worden genegeerd. Als alle cijfers in een groep nullen zijn, worden ze allemaal vervangen door één nul in de nieuwe grondtal.

Conversie van Basis 2 naar Basis 16
Om van grondtal 2 naar grondtal 16 te converteren, groepeert u de cijfers van grondtal 2 in vieren, vanaf de rechterkant. Lees vervolgens elke groep in basis zestien. Tabel 1.1 (Tellen in verschillende radixen), die overeenkomsten bevat tussen grondtal 2 en grondtal zestien voor de eerste zestien getallen, kan worden gebruikt om de groepen getallen van grondtal 2 in grondtal zestien te lezen.

Voorbeeld:
Converteer 1101010101012 naar grondtal 16.

Oplossing:
Groeperen in vieren, van rechts, geeft het volgende:

| 1101 | 0101 | 0101 |

Uit tabel 1.1 en hier rechts gelezen, is 01012 58 waarbij de voorloop 0 wordt genegeerd, 01012 is nog steeds 58 en negeert de voorloop 0, en 11012 is D16. Dus in basis 16 worden de groepen:

D16 | 516 | 516 |

En voor conventioneel schrijven:

1101010101012 = D5516

Een ander voorbeeld:
Converteer 11000101102 naar grondtal 16.

Oplossing:

11010001102 = | 11 | 0100 | 0110 |
=> 11010001102 = | 316 | 416 | 616 |
∴ 11010001102 = 34616

Houd er rekening mee dat de voorloopnullen in elke groep worden genegeerd. Als alle cijfers in een groep nullen zijn, worden ze allemaal vervangen door één nul in de nieuwe grondtal.

1.6 Conversie van Basis 10 naar Basis 2

De conversiemethode is een continue deling van het decimale getal (met grondtal 10) door 2. Lees vervolgens het resultaat van onderen af, zoals de volgende tabel illustreert, voor het decimale getal 529:

Van onderaf gelezen is het antwoord 1000010001. Voor elke delingsstap is er het deeltal dat wordt gedeeld door de deler om het quotiënt te verkrijgen. Het quotiënt heeft altijd een geheel getal en een rest. De rest kan nul zijn. Bij conversie naar grondtal 2 is het laatste quotiënt altijd nul rest 1.

1.7 Problemen

De lezer wordt geadviseerd alle problemen in een hoofdstuk op te lossen voordat hij naar het volgende hoofdstuk gaat.

1. a) Noem in de lijst drie invoerapparaten voor de systeemeenheid van een computer voor algemeen gebruik.
b) Vermeld in de lijst twee uitvoerapparaten naar de systeemeenheid van een computer voor algemeen gebruik.

2. Welk advies zou je geven aan iemand die wil leren typen, maar niet over het geld of de middelen beschikt voor professionele typelessen?

3. Geef de namen van vier hoofdcircuits (componenten) van het moederbord van een computer voor algemeen gebruik en leg kort hun rol uit.

4. Maak een teltabel voor de tien, zestien, acht en twee basissen met basis zestien nummers van 116 tot en met 2016.

5. Converteer de volgende getallen zoals dat in een wiskundeles wordt gedaan:
a) 7C6D16 naar basis 10
b) 31568 tot basis 10
c) 01012 naar basis 10

6. Converteer de volgende getallen naar grondtal 8, zoals dat in de wiskundeles wordt gedaan:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Converteer de volgende getallen naar grondtal 8, zoals dat in de wiskundeles wordt gedaan:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Converteer 102410 naar grondtal twee.