Hardware

Inleiding

We kunnen ons geen leven voorstellen zonder een computer, laptop, tablet of smartphone. We ‘tokkelen’ erop los, maar kennen in feite slechts weinig over de achterliggende werking van onze dierbare toestellen. Welke onderdelen bevat onze computer? Hoe werken deze onderdelen samen? Wat is er stuk aan mijn toestel en welk effect heeft dit op de werking ervan?

Via deze cursus

  • Krijg je een zicht op de algemene werking van een computer.
  • Leer je de vaktermen kennen zodat je aan een computerspecialist de nodige uitleg kan geven.
  • Leer je alle mogelijke randapparaten kennen die onderdeel kunnen uitmaken van een computerconfiguratie.
  • Kan je zelfstandig, met de nodige achtergrondkennis, een nieuw toestel
  • Kan je verschillende apparaten verbinden met je computer.

 

Via deze lessenreeks worden volgende leerplandoelstellingen behandeld:

  • 6.1.1
    De belangrijkste componenten in een computerconfiguratie kennen en hun functie kort toelichten waaronder processor, intern geheugen, extern geheugen, videokaart, netwerkkaart, poorten
  • 6.1.2
    Een aantal begrippen en bijhorende eenheden toelichten waaronder de capaciteit van verschillende geheugens, de processorsnelheid, de toegangssnelheid.
  • 6.1.3
    De belangrijkste onderdelen in een systeemeenheid aanduiden waaronder moederkaart, processor, koeling, geheugen, voeding, uitbreidingslots, poorten, opslagmedia, grafische kaart, connectoren, batterij.
  • 6.1.4
    Uit een aantal advertenties de meest geschikte computerconfiguratie kiezen in functie van het beoogde gebruik.

Basis

Computerconfiguratie

De computer op school, waar jij momenteel aan werkt, noemen wij ook wel een computerconfiguratie.

Een computerconfiguratie werkt vlot door een samenwerking van hardware en software. Alles wat je van de computer vast kan nemen is hardware. Ook alle bekabeling valt onder de noemer hardware. Een synoniem voor hardware is apparatuur. Software zijn de programma’s en procedures die nodig zijn om een computersysteem of eender welk ander toestel te laten doen wat het moet doen (vb. Google Chrome, Windows, Office 365 …). Een televisietoestel is bijvoorbeeld hardware en het programma dat het toestel doet gehoorzamen aan drukken op de afstandsbediening is software. De DVD-speler en het DVD-schijfje zijn hardware. De muziek die op het schijfje staat is software. De computer en printer zijn hardware. Het tekstverwerkingsprogramma (vb. MS-Word) en het programma dat een tekst naar de printer stuurt, zijn software. Een synoniem voor software is programmatuur. Let op: Om software op een computer te laten werken, heb je steeds een besturingssysteem nodig. Dit stuurt als het ware de andere programma’s aan. Het bekendste voorbeeld van een besturingssysteem is Windows.

Onder de hardware van een computerconfiguratie vallen de systeemeenheid en de randapparaten. De “doos” waaraan je randapparaten (vb. toetsenbord, …) zijn aangesloten, noemen we de systeemeenheid. Het omvat dé belangrijkste onderdelen die ervoor zorgen dat je computer goed functioneert. Om de computer dingen te laten ‘doen’, hebben we randapparaten nodig (vb. muis, toetsenbord, printer). Bij het gebruik van een laptop worden de systeemeenheid en bepaalde randapparaten (vb. toetsenbord, mousepad) gecombineerd in één behuizing.

Computers kan je onderverdelen in enkele categorieën:

Gegevensverwerkend proces

Computerconfiguraties werken volgens een proces met 3 stappen: invoer, verwerking/tijdelijke opslag en uitvoer. Voor de invoer van informatie gebruik je randapparaten zoals het toetsenbord. Jij “bestuurt” op deze manier de computer. Voor de verwerking van informatie is de systeemeenheid verantwoordelijk. De systeemeenheid verwerkt info die ze krijgt via invoerapparaten en slaat deze tijdelijk op. Daarna slaat ze deze op in een extern geheugen (vb. harde schijf) en/of brengt ze dit in een andere vorm over naar uitvoerapparatuur (vb. beeldscherm). Voor de uitvoer gebruik je randapparaten zoals het beeldscherm. Lees onderstaand voorbeeld grondig door en stel vragen aan de leerkracht indien je het niet begrijpt.

Vb. Je gaat naar een toestel om geld uit de muur te halen. Je voert je kaart in (= invoer). Het toestel leest de kaart uit en linkt dit aan jouw rekening (= verwerking) en dit zolang dat je kaart in het toestel zit (= tijdelijke opslag). Je maakt je keuze om geld af te halen door op het scherm te drukken (= invoer). Het toestel verwerkt je keuze (= verwerking). Een onderdeel van het toestel haalt het nodige geld af en plaats het in het bakje (= uitvoer). Je krijgt je kaart terug (= uitvoer).

Vb. Je moet voor een werkje voor sociale wetenschappen een tekst in MS-Word typen. Je hebt reeds een kladversie op papier voorbereid. Met behulp van het toetsenbord en de muis typ je de woorden op de juiste plaats (= invoer). De systeemeenheid verwerkt de informatie die jij invoert (= verwerking/opslag) en laat het resultaat zien op je beeldscherm (= uitvoer).

Capaciteit van geheugen

De systeemeenheid van een computerconfiguratie bevat enkele geheugens (vb. RAM-geheugen, extern geheugen, …). Deze geheugens dienen om bestanden (tijdelijk of permanent) op te slaan. Deze bestanden hebben een bepaalde grootte, uitgedrukt in een aantal ‘bytes’. Elk geheugen in de systeemeenheid heeft een ook bepaalde grootte, ook wel de capaciteit van het geheugen genoemd. Omdat de bestanden en de bijbehorende geheugens de laatste decennia steeds groter geworden zijn, dienen we de afgeleide eenheden te gebruiken (megabytes, gigabytes, terabytes).

Systeemeenheid

Moederbord

Het moederbord is het belangrijkste onderdeel van de systeemeenheid. Het heeft als belangrijkste functie om alle onderdelen van de computer met elkaar te verbinden en ervoor te zorgen dat ze kunnen communiceren. Alle andere onderdelen dienen dus op één of andere manier verbonden te zijn met het moederbord. Soms gebeurt dit door ze rechtstreeks aan te sluiten op het moederbord (vb. processor, uitbreidingskaarten, grafische kaart, RAM-geheugen), maar vaak gebeurt dit ook via de poorten (zie 2.6).

Processor

De processor is verantwoordelijk voor de tweede stap van het gegevensverwerkend proces, namelijk de verwerking. Dit is dus een ‘rekencentrum’ die ervoor zorgt dat er verbinding ontstaat tussen de invoer- en uitvoerapparaten. Dit onderdeel sluit je rechtstreeks aan op het moederbord. De snelheid van de verwerking van gegevens is enerzijds afhankelijk van de kloksnelheid van de processor. Anderzijds maakt ook het aantal kernen uit. Oude processoren bestonden uit één kern die gegevens verwerkte. Nieuwere processor bestaan uit twee (‘dualcore’), vier (‘quadcore’) of meer kernen die samenwerken bij de verwerking van gegevens. Deze snelheid wordt uitgedrukt in een aantal gigahertz (GHz).

De huidige processoren zijn zo snel, dat ze ook de neiging hebben om heel warm te worden. Daarom plaatsen ze een processorkoeler op de processor om hem steeds op de juiste temperatuur te houden.

RAM-geheugen

RAM-geheugen, ook wel intern geheugen of werkgeheugen genoemd, wordt door computers gebruikt om snel te functioneren. Je zou het RAM geheugen kunnen zien als een kleine harde schijf waarvan de inhoud constant van wisselt terwijl de processor bezig is met de verwerking van gegevens. Deze vorm van geheugen wordt gekoppeld aan stap van het gegevensverwerkend proces, namelijk het tijdelijk opslaan van gegevens en programma’s.

RAM-geheugen is een ‘vluchtig geheugen’, het kan geen gegevens permanent bewaren zodat je ze later terug zou kunnen gebruiken. Wanneer je je computer afsluit, verdwijnen dus alle gegevens van dit geheugen.

Net zoals het aantal kernen bij een processor, is de grootte van het RAM-geheugen belangrijk. Hoe groter dit geheugen, hoe meer gegevens en programma’s tegelijkertijd kunnen worden opgeslagen. Dit wordt uitgedrukt in gigabyte.

Voeding

Een computer heeft stroom nodig om te kunnen werken. Deze stroom wordt geleverd via het net (= stopcontact) of via een batterij.

Bij desktop computers zorgt de voeding ervoor dat de stroom van het net verdeeld over alle onderdelen van de computer. Deze voeding bevindt zich in de behuizing van de computer, het is dus een interne voeding. Je verbindt de voeding met een stopcontact via een 3-polige netsnoer.

Bij een laptop maak je gebruik van een externe voeding die je verbindt met de batterij. Belangrijk: Er zijn onderling tussen de voedingen grote verschillen merkbaar. Je kan dus je laptop niet verbinden met een stopcontact via om het even welke voeding! Een verkeerde voeding kan je laptop beschadigen! Bij een laptop wordt de voeding gebruikt op de batterij van de laptop op te laden.

Extern geheugen

Via deze cursus maakte je reeds kennis met het interne geheugen. Dit vluchtige geheugen zorgt samen met de processor dat de computer razendsnel berekening kan maken. Wanneer je echter met een computer werkt, dien je ook regelmatig zaken op te slaan. De toestellen die gegevens voor langere tijd kunnen bewaren noemen we externe geheugens. Deze worden niet rechtstreeks op het moederbord verbonden zoals het RAM-geheugen, maar dit gebeurd via bekabeling (vandaar de naam ‘extern’ geheugen).

Deze geheugens worden gebruikt bij twee stappen van het gegevensverwerkend proces, namelijk de invoer (het uitlezen van info) en de uitvoer (het opslaan van info). De grootte van een dergelijk geheugen wordt meestal uitgedrukt in een aantal gigabytes of terabytes.

Er bestaan heel wat soorten externe geheugens. Over het algemeen worden deze verdeeld in 3 categorieën:

Elke computer bevat sowieso een harde schijf, die gebruikt wordt om gegevens permanent te bewaren. De traditionele (magnetische) harde schijf of HDD wordt steeds minder gebruikt en wordt vervangen door de Solid State Drive of SSD. Hieronder kan je enkele voordelen van de SSD terugvinden:

·        De SSD is sneller dan de traditionele HDD.

·        De SSD verbruikt minder stroom en is dus zuiniger.

·        De SSD is bestand tegen schokken.

·        SSD’s maken geen geluid.

·        SSD’s hebben geen bewegende onderdelen en zijn bijgevolg slechts in beperkte mate onderhevig aan slijtage.

·        SSD’s hebben een beperkt gewicht.

·        SSD’s produceren weinig warmte.

Uitbreidingskaarten

Op het moederbord is er ruimte om enkele uitbreidingskaarten te plaatsen.

Randapparaten

Invoerapparaten

Toetsenbord

Via een toetsenbord ga je informatie doorgeven naar de systeemeenheid. Er zijn twee types toetsenborden, namelijk het AZERTY-toetsenbord en het QWERTY-toetsenbord. In België maken we voornamelijk gebruik van het eerste type.

Indeling Azerty-toetsenbord

Indeling Qwerty-toetsbord

Toetsenborden sluit je aan via een USB connector. Er bestaat ook een draadloze variant, waarbij je een zendertje via een USB connector aansluit op de systeemeenheid.

Muis

Via de muis kan je de muisaanwijzer op het beeldscherm bedienen. Via twee muisknoppen kan je navigeren in programma’s en aanpassingen doorvoeren.

Een muis sluit je aan via een USB connector. Een draadloze variant is net zoals bij toetsenborden een mogelijkheid.

Geheugenkaartjes (fototoestel, Smartphone, …)

Heel wat digitale toestellen (vb. fototoestel, Smartphone, GoPro, externe harde schijf,…) maken gebruik van geheugenkaartjes om bestanden (vb. afbeeldingen, muziek, …) op te slaan. Soms dient dit kaartje ter uitbreiding van het bestaande interne geheugen, soms is dit het enige geheugen waarop bestanden kunnen worden opgeslagen. Er zijn op de markt verschillende types geheugenkaartjes ter beschikking, dus bekijk vooraf aandachtig welk type voor jouw toestel aangewezen is. Hieronder vind je enkele voorbeelden:

Bestanden op het geheugenkaartje overbrengen naar de computer kan je op twee manieren uitvoeren:

  • Je kan je toestel rechtstreeks aansluiten op je computer aansluiten. Hiervoor gebruik je normaal gezien een USB kabel. Daarna zal de computer het nieuwe geheugen herkennen. Vanuit de verkenner kan je bestanden verplaatsen.
  • Je haalt het kaartje uit het toestel en leest het uit met een kaartlezer, die verbonden is met de computer via een USB kabel. De computer herkent het nieuwe geheugen. Vanuit de verkenner kan je bestanden verplaatsen.

Scanner

Scanners zijn apparaten die afgedrukte teksten, afgedrukte afbeeldingen, …, digitaliseren zodat ze kunnen bekeken en bewerkt worden op de computer.

De scanner verdeelt het document (vb. afgedrukte tekst, afgedrukte afbeelding, code, …) in kleine vakjes, die vervolgens worden uitgelezen door het toestel. Voor elk vakje wordt de kleur en vorm opgeslagen. Het resultaat zie je verschijnen op je beeldscherm. Je stelt op voorhand de kwaliteit van de scanner in. Hoe meer vakjes worden uitgelezen, hoe kleiner de vakjes zijn en hoe beter de kwaliteit van het eindresultaat. Het aantal vakjes dat wordt uitgelezen wordt ook wel de resolutie van de scanner genoemd. De resolutie wordt, net zoals bij beeldschermen en printers, uitgedrukt in DPI (het aantal vierkantjes per inch). Hoe hoger de resolutie, hoe meer ruimte (in MB) het bestand op je harde schijf zal innemen.

Moderne scanners sluit je op de computer aan via een USB kabel.

Er bestaan 3 soorten scanners:

Uitvoerapparaten

Printer

Er zijn heel wat printers op de markt beschikbaar. Het is niet evident om diegene aan te kopen die aan jouw wensen voldoet. Eerst en vooral leer je de soorten printers kenner. Daarna je enkele belangrijke eigenschappen van printers kennen. Deze eigenschappen kan je gebruiken om printers te vergelijken!

Soorten printers:

Wanneer je printers wenst te vergelijken, moet je rekening houden met enkele eigenschappen:

  1. Prijs

De prijs van het toestel, ook wel de aankoopprijs, is een eerste belangrijke eigenschap. LET OP: Deze prijs moet je samen met de prijs voor een inktpatroon/toner bekijken. Hou hierbij ook rekening met het aantal pagina’s die je kan afdrukken met een inktpatroon/toner. Sommige fabrikanten zorgen er namelijk voor dat de prijs van hun toestellen vrij laag is, om daarna dan hoge prijzen aan te rekenen voor de inktpatronen/toners. Bij goedkope kleurenprinters heb je vaak twee inktpatronen nodig, namelijk één voor zwarte inkt en één voor alle kleuren. Bij duurdere kleurenprinters zijn er soms meerdere inktpatronen beschikbaar voor kleuren (vb. blauw, rood en geel). Bij fotoprinters heb je soms tot 10 verschillende inktpatronen voor de kleuren.

Inktjetprinters zijn over het algemeen een pak goedkoper dan laserprinters. Laserprinters zijn daarentegen wel goedkoper in gebruik. Waarom? De prijs van een toner is wel vrij hoog, maar je kan duizenden pagina’s afdrukken. Met inktpatronen kan je doorgaans heel wat minder pagina’s afdrukken.

  1. Resolutie

De resolutie bepaalt, net zoals bij een scanner, de kwaliteit van de afdruk. Hoe hoger de resolutie, hoe hoger het aantal beeldpuntjes dat per inch (= 2,54 cm) kan afgedrukt worden op het papier. Goedkopere inktjetprinters hebben over het algemeen een lagere resolutie dan laserprinters en fotoprinters. Het is vanzelfsprekend dat gesofisticeerde inktjet fotoprinters een veel hogere resolutie hebben dan goedkope inkjetprinters voor thuisgebruik.

Opmerking: Soms worden er bij advertenties twee dpi-waarden vermeld (vb. 2000 x 1200 dpi). Hierbij geldt 2000 dpi als de horizontale resolutie en 1200 dpi als de verticale resolutie.

  1. Snelheid

Wanneer je dagelijks heel wat afdrukken maakt, is de snelheid van het printer een belangrijker eigenschap. Die snelheid wordt uitgedrukt in ppm (pagina’s per minuut). Laserprinters hebben doorgaans een veel hogere snelheid dan inkjetprinters. Let wel op: Hoe hoger de gewenste kwaliteit van de afdruk (= resolutie), hoe lager de printsnelheid.

Beeldschermen

Het beeldscherm toont jou als gebruiker van de computer steeds het resultaat van alle processen die de computer uitvoert. Vaak zal je via het toetsenbord en/of muis informatie invoeren, die vervolgens verwerkt wordt door de processor. Het resultaat zie je vervolgens op je beeldscherm.

Beeldschermen bestaan er in diverse soorten en groottes. De grootte van het scherm, dat gemeten wordt door de diagonaal op te meten, wordt uitgedrukt in inch. Eén inch bedraagt 2,54 centimeter. Voor inch wordt ook wel een aanhalingsteken (“) gebruikt.

De kwaliteit van wat je kan zien op het scherm, wordt bepaald door de resolutie. Net zoals bij de scanners en printers, wordt het scherm opgebouwd uit een groot aantal kleine vakjes. Deze worden ook wel beeldpuntjes of pixels genoemd. Hoe meer pixels, hoe groter de resolutie. Elk beeldscherm kan een maximale resolutie aan (vb. 1280 x 1024 pixels, 1024 x 768 pixels …). Via je besturingssysteem (vb. Windows) kan je je resolutie aanpassen.

Er bestaan enkele types van beelschermen, waarvan de TFT / LCD beeldschermen de meest gebruikte zijn. Deze beeldschermen zijn plat, wegen relatief weinig en verbruiken weinig energie.

Beeldschermen kan je via drie manieren aansluiten: VGA, DVI en HDMI. De oudste manier om de verbinding tussen het beeldscherm en de systeemeenheid te maken is de VGA-technologie. Via deze kabel worden analoge signalen van de systeemeenheid naar het beeldscherm gestuurd. De kwaliteit van het beeld is vrij beperkt.

Een nieuwere wijze om verbinding te maken is de aansluiting via de DVI-technologie. Via deze kabel worden digitale signalen van de systeemeenheid naar het beeldscherm gestuurd. Dit leidt tot een betere kwaliteit van het beeld. Let op: Er bestaan verschillende soorten DVI-aansluitingen. Maak zeker gebruik van de correcte kabel.

Tot slot bestaan er ook nog de HDMI-technologie. Deze technologie stuurt net zoals DVI digitale signalen door. Het grote verschil is dat het niet alleen informatie doorstuurt over beelden, maar ook over geluid. Bijgevolg wordt het vaak gebruikt om een televisie en een digicorder / X-box / Playstation met elkaar te verbinden.

Alternatieven voor de HDMI-technologie, zijn de hypermoderne Display Port-technologie en de USB C-technologie. Deze kunnen net zoals HDMI zowel beeld als geluid versturen. Afhankelijk van toestel tot toestel zal het mogelijk zijn om één van deze te gebruiken.

Samenvatting:

Luidsprekers

Wanneer je op een computer een muziekfragment selecteert, heb je luidsprekers nodig om de klank te kunnen horen. Deze luidsprekers kunnen zowel ingebouwd/intern (laptop) als extern aanwezig zijn. Let op: hoe kleiner de luidsprekers, hoe minder luid je klank kan afspelen. Om aan te geven hoe luid de luidsprekers klank kunnen afspelen, wordt er gebruikt gemaakt van decibel (uitgedrukt in dB) of RMS vermogen (uitgedrukt in Watt).

Je sluit luidsprekers aan op de computer via een dubbele mini-jack connector of een mini-jack / cinch connector. Je gebruikt de lichtgroene poort die zich achteraan de computer bevindt (zie verder in cursus).

Poorten

Onderstaande afbeelding toont je een voorbeeld van enkele poorten die je op de achterzijde van de systeemeenheid van een desktop computer kan terugvinden. Via deze poorten kan je meerdere randapparaten aansluiten, maar ook verbinding maken met een netwerk of het internet. BELANGRIJK: Gebruik de juiste kabel om de aansluiting te mak

Bronnen

  • informaticalessen.be
  • meneer.depuydt.eu
  • http://nickthienpont.classy.be/
  • Computerwijs
  • Desktopper – computersystemen en gegevensbeheer
  • Me & Company
  • https://kb.stonegroup.co.uk/index.php?View=entry&EntryID=175&Msg=&mobile=0