Centralt innehåll
1. Hur fungerar en dator?
1.1 Datorns uppbyggnad
En vanlig dator fungerar ungefär som en hjärna som följer instruktioner. Den är uppbyggd av några viktiga delar:
- Processorn (CPU) – som är "hjärnan" och gör beräkningar samt bestämmer vad som ska hända.
- Minne – där instruktioner och information sparas tillfälligt när datorn (CPU:n) jobbar.
- Indata – t.ex. tangentbord och mus, så att vi kan ge kommandon till datorn.
- Utdata – t.ex. skärm eller högtalare, så att vi kan se resultatet.
- Grafikprocessor (GPU) är en speciell typ av "hjärna" i datorn, som är byggd för att göra många små beräkningar samtidigt.
Grafikprocessorn (GPU) hjälper den vanliga processorn (CPU).
1.2 Operativsystem
För att du ska kunna använda datorn (t.ex. skriva i Word eller spela spel) måste det finnas ett system som styr allt. Det kallas operativsystem (OS). Det vanligaste operativsystemet på PC-datorer är Windows.
Operativsystemet har många uppgifter. Det ansvarar för att säkerställa att alla komponenter i datorn fungerar tillsammans smidigt. Det gör att du på skärmen kan se vad som finns i hårddisken, det beskriver hur utskrifter ska göras, vilka teckensnitt som används och så vidare. Till de flesta operativsystem finns också hjälpprogram, som t.ex. kalkylator.
Operativsystemet fungerar som ett gränssnitt mellan användaren, appar och datorns hårdvara.
Gränssnitt inom datortekniken handlar om hur olika saker ska samarbeta och jobba ihop.
Ett användargränssnitt är t.ex. det du ser på skärmen och använder för att prata med datorn – menyer, knappar, ikoner osv.
Gränssnitt är ett begrepp som skapats i samband med den nya datortekniken.
Begreppet används för att beskriva gränsytan mellan två system, t.ex. hur två olika apparater kopplas samman.
Med användargränssnitt brukar man mena den del av exempelvis ett datorprogram som kommunicerar med användaren.
Alltså i stort sett det som vi ser på skärmen.
1.3 Hårdvara & Mjukvara
Hårdvara är de fysiska delarna av en dator som du kan se och ta på, t.ex. processor, skärm, tangentbord och moderkort.
Mjukvara är programmen och instruktionerna som datorn använder för att göra saker, t.ex. operativsystem, appar och spel.
2. Datorns språk
2.1 Ettor och nollor
Datorer arbetar genom att använda två olika signaler som kallas för ettor och nollor.
Ettorna och nollorna representerar två värden och fungerar ungefär som en strömbrytare som antingen är på eller av.
Datorn tänker bara i två lägen: ström på (1) eller ström av (0). Det kallas binära tal.
- En bit = en 1:a eller 0:a
Datorn använder massor av små strömbrytare för att räkna och förstå saker. Det här kallas det binära talsystemet.
- 8 bitar = en byte
Bit förkortas med ett litet b och byte förkortas med stort B. Det är lätt att förväxla orden, därför bör du alltid skriva ut dem i stället för att förkorta dem.
1 bit = 0 eller 1
1 byte = 8 bitar
1 024 tecken = 1 kilobyte (kB) = cirka ett tusen tecken (1 024 tecken)
1 kB (kiloByte) är 1024 byte.
I vardagen betyder "kilo" = 1000 (t.ex. 1 kg = 1000 g), i det decimala talsystem (basen 10) som upphöjt till 10 blir 1000 (10^10 = 1000).
Men i datorer följer vi binära tal (basen 2), och basen 2 upphöjt till 10 blir 1024 (2^10 = 1024).
2.2 Teckenkodning
För att kunna använda signalerna och skriva exempelvis bokstäver, måste de översättas. För att göra denna översättning används teckenkoder. Om du sätter samman åtta stycken nollor och ettor i en rad har du fått en byte. Med åtta bitar på en rad blir det 256 olika kombinationer (28).
Teckenkoder är listor med kombinerade nollor och ettor som var och en representerar ett tecken, en siffra eller en bokstav.
Varje bokstav har en kod med 1:or och 0:or. Till exempel representerar raden 01000001 representerar bokstaven A.
Ofta används 8 bitar för att representera en bokstav eller ett tecken. 8-bitars kodsystem har 256 tecken i sin tabell, så kallad ASCII-kod.
Unicode är en standard för teckenkodning som använder mer än 8 bitar och som stöder alla språk. Unicode ger plats för alla tecken i världens olika skriftsystem, idag finns mer än 100 000 definierade tecken.
3. Datorns delar
3.1 Processorer
Processorn (CPU) hämtar instruktioner från minnet, gör beräkningarna och ser till att allt i datorn fungerar tillsammans.
CPU står för Central Processing Unit och är som datorns "hjärna" och gör beräkningar samt bestämmer vad som ska hända.
Processorerna utvecklas ständigt. De blir snabbare och strömsnålare. Mobiltelefoner, läsplattor och bärbara datorer har behov av cpu:er som inte tar så stor plats.
3.2 Minne
RAM-minne (Random Access Memory) är snabba minnen som datorn använder när den jobbar.
Minnet är där instruktioner och information sparas tillfälligt när datorn (CPU:n) jobbar. Men de glömmer allt när datorn stängs av.
3.3 Hårddisk
På hårddisken (HDD = Hard Disk Drive) sparar datorn alla program, bilder, spel och annat du har i den. Det är datorns stora "minneslåda".
Hårddisken sparar alltså information, t.ex. Word-dokument, spel och presentationer, även när datorn är avstängd.
Hårddisken har snurrande tunna skivor i sig. När du sparar något, skriver datorn magnetiska spår på skivorna med ett litet skrivhuvud.
Den har också ett läshuvud för att läsa information från skivorna.
En motor driver skivorna runt med en hastighet av ca 7 000 varv/minut.
Läs- och skrivhuvudet ligger mycket nära skivan utan att röra vid den.
Hårddisken måste därför hanteras varsamt när den är igång så att inte skivan skadas. Ett jack i den gör den oläsbar; det blir en s.k. hårddiskkrasch.
Idag blir SSD-diskarna (Solid State Drive) som består av ett antal flashminneskretsar allt vanligare.
De har flera fördelar jämfört med traditionella hårddiskar: De drar mindre ström, är mindre känsliga för stötar och slag (har inga rörliga delar) och är mycket snabbare.
3.4 Grafikkort (GPU)
En grafikprocessor (GPU = Graphics Processing Unit) är en speciell typ av "hjärna" i datorn, men den är byggd för att göra många små beräkningar samtidigt.
Grafikprocessorn (GPU) hjälper den vanliga processorn (CPU).
Den används främst till att rita bilder och filmer på skärmen, men idag används den också till andra tunga jobb, som AI och vetenskapliga beräkningar.
Det mesta av bearbetningen som utförs på en dator sker via datorns centrala behandlingsenhet, eller CPU.
För att hjälpa CPU:n att köra mer effektivt kan ett grafikkort användas för att bearbeta grafikdelen av bearbetningarna.
Eftersom de flesta av dagens program är grafiskt orienterade kan grafikkortet hjälpa nästan alla program att köras mer effektivt.
Skillnaden i prestanda märks dock särskilt i 3D-spel, bildredigering och AI-tillämpningar.
3.5 Nätaggregat
Ström till datorn (nätaggregatet):
När du stoppar in kontakten i väggen får datorn stark växelström (230 volt). Datorn behöver svagare likström, så en del i datorn gör om strömmen så den passar.
3.6 Ljudkort
För att du ska höra ljud från datorn (som musik eller spel) behövs ett speciellt kort som skickar ljudet rätt.
3.7 CD/DVD-enhet
Med den här kan du spela skivor eller bränna (spara saker) på dem, ungefär som att spela eller spela in filmer eller musik.
3.8 Moderkort
En stort kretskort där alla delar i datorn sitter fast och kan prata med varandra.
3.9 Portar
En port på en dator är ett uttag där du kan koppla in olika kablar eller enheter. I datorns portar ansluts t.ex. skärm, mus eller tangentbord.
4. Datorns hastighet
Datorns processor (CPU) jobbar i takt med en klocka. Ju snabbare klockan tickar, desto snabbare jobbar datorn. Hastigheten mäts i gigahertz (GHz).
Processorn arbetar snabbt – på en sekund hinner den öppna och stänga sina strömbrytare miljardtals gånger.
Hastigheten avgörs av processorns klockfrekvens, något som man anger i hertz (förkortas Hz).
Är klockfrekvensen 1 000 Hz hinner processorn med 1 000 arbetsmoment på en sekund.
De moderna processorerna har klockfrekvenser på gigahertz (GHz, det vill säga miljarder Hz).
Den hinner alltså med miljarder moment på en enda sekund.
Men så snabb är inte hela datorn. Signalerna ska via bussen genom ledningar, och även om det sker med nästan ljusets hastighet, så blir det fördröjningar som påverkar datorns hastighet.
5. Bussar
Datorns delar pratar (kommunicerar) med varandra genom ledningarna till och från processorn. Ledningarna kallas för bussar.
Bussens bredd bestämmer hur mycket data som kan överföras per klockcykel. Det är som vägar där information åker fram och tillbaka inne i datorn.
Ju bredare vägar, desto mer information kan skickas.
Det påverkar hur effektivt processorn kan arbeta. I moderna datorer är 64-bitars bussar vanliga, särskilt för processorer och minneshantering.
Begrepp
Hårdvara: De fysiska delarna av en dator som du kan se och ta på, t.ex. processor, skärm, tangentbord och moderkort.
Mjukvara: Programmen och instruktionerna som datorn använder för att göra saker, t.ex. operativsystem, appar och spel.
Indata: Information som skrivs in till datorn (t.ex. tangentbord, mus).
Utdata: Information som datorn skickar ut (t.ex. skärm, högtalare, skrivare).
Processorn (CPU): Datorns "hjärna" som utför instruktioner och beräkningar.
Grafikprocessor (GPU): Specialiserad processor som sköter grafik och bildberäkningar.
Operativsystem (OS): Programvara som styr datorns hårdvara och låter andra program köras (t.ex. Windows, macOS).
Gränssnitt: Hur användaren eller program kommunicerar med datorn.
Bit: Minsta enheten av information i en dator (0 eller 1).
Byte: 8 bitar.
Teckenkodning: Kombinerade nollor och ettor i listor som var och en representerar ett tecken, en siffra eller en bokstav.
Minne (RAM): Där datorn tillfälligt lagrar information som används just nu. Snabbt minne som datorn använder när den är påslagen.
Hårddisk (HDD): Lagringsenhet som sparar information även när datorn stängs.
SSD (Solid State Drive): Som en hårddisk, men har flashminneskretsar. Strömsnålare, snabbare och inga rörliga delar jämför med en vanlig hårddisk.
Nätaggregat: Strömförsörjning. Omvandlar el från vägguttag (växelström) till likström som datorn behöver.
Ljudkort: Kort som hanterar ljud.
CD/DVD-enhet: Lagringsenhet som läser/skriver skivor.
Moderkort: Kortet i datorn där alla komponenter kopplas ihop.
Port: Ett uttag där du kan koppla in olika kablar eller enheter. I datorns portar ansluts t.ex. skärm, mus eller tangentbord.
Bussar: Ledningarna till och från processorn.
Länkar
Quiz
Öva på quizen för att träna till provet. Du måste göra den flera gånger för att få godkänt.
Inlogg till quizen är din e-post (skolmejlen).
Passord: är ditt 6-siffriga personnr, t.ex. 090217 om du är född den 17:nde februari 2009.
Vill du byta passord kan du klicka på "glömt passordet" vid inloggning.
Instuderingsfrågor
1. Vad är ett gränssnitt inom datorteknik?
2. Vad gör nätaggregatet i en dator?
3. Vilken del i datorn gör att vi hör ljud?
4. Vad används CD/DVD-enheten till?
5. Vad står HDD för och vad gör en HDD?
6. Vad sparas på hårddisken?
7. Vad är moderkortet?
8. Vad är grafikkortets uppgift?
9. Vad gör RAM-minnet?
10. Vad behövs för att vi ska kunna använda datorn?
11. Vad är en bit?
12. Hur många bitar är en byte?
13. Vad är en byte?
14. Vad är ASCII?
15. Hur sparas saker på en hårddisk?
16. Vad är en buss i en dator?
17. Vad är en port?
18. Vad mäts datorns hastighet i?