Hårdvaran i en persondator

Delar  |  Processorer  |  Bussar  |  RAM  & cache  |  minneskapslar  |  binära tal
  
Följande beskrivning gäller i grova drag både äldre och nyare persondatorer.

Delar

En persondator (PC eller Mac) brukar bestå av dessa delar:

CPU med internt och externt cacheminne, RAM-minne (ofta 32-512 MB), bios (ROM-minne), diskettstation (oftast 1,44 MB), hårddisk (ofta 500 megabyte upp till 120 GB), CD-ROM- eller DVD-läsare (ofta 6-48 x fart), serieportar, parallellportar, USB- eller Firewire-portar, grafikkort (ofta med 2-64 MB video RAM), nätaggregat, systemlåda, skärm, tangentbord, mus och en massa sladdar. Datorn har ofta en del extra instickskort, tex nätverkskort och ljudkort. Ibland är datorn ansluten till strömförsörjningen via ett överslagsskydd (UPS).

Processorer

CPU betyder Central Processing Unit, eller processor i dagligt tal. Kortfattat kan man säga att dagens (år 2004) processorer ofta är av typen Pentium 4, Celeron, Athlon eller kompatibla. Ju högre klockfrekvens de har i megahertz, desto snabbare är de. Läs den detaljerade beskrivningen av olika processorer.

Bussar och kortplatser

”Bussen” är de ledningar längs vilka data sänds mellan och olika enheter. Om bussen har 16 ledningar i bredd säger man att bussen är 16-bitars. Bussens ledningar motsvaras av de guldfärgade kontakterna på alla instickskort. Här är några kortplatsstandarder till PC-bussen:

8-bitars ISA, 16-bitars ISA, EISA, Vesa Local Bus, 32-bitars PCI, 64-bitars AGP.

RAM-minne och processorns arbetslägen

minneskarta för en PCRAM-minne kallas även för primärminne eller arbetsminne. De första PC som kom 1981 med processorn 8088 kunde bara låta DOS adressera upp till 640 kbyte konventionellt minne. På dessa datorer förekom även expanderat minne LIM EMS, men det används nästan aldrig numera.

En PC med DOS kunde på 1980-talet endast placera program i de första 640 kbyte minne. Men på en 80286 eller högre kan en del av COMMAND.COM placeras i HMA (high memory area), dvs de första 64 kb av det utökade minnet (extended memory) just ovanför 1024 kB. Från DOS används HIMEM.SYS och DOS=HIGH.

En 386 eller högre som kör DOS kan placera vissa drivrutiner i det övre minnet (UMB, upper memory block) mellan 640 och 1024 kB. DOS använder EMM386.EXE och DOS=UMB. En 386 eller högre som kör DOS, kör processorn i real mode, med begränsningarna ovan.

En 386 eller högre som kör Windows 3, OS/2, Windows 95/98 eller Windows NT, kan adressera nästan obegränsat med minne. När man gör detta switchas processorn till avancerat läge, med rak minnesadressering. Det kallas även skyddat läge eller protected mode.

Detta avancerade läge kan användas till att ha flera parallella DOS-sessioner, eller virtuella datorer. Det kan även användas till Windowsprogram och liknande icke-DOS-program, som inte är bundna av gränsen 640 kB.

Virtuellt minne är delar av hårddisken som ”låtsas” vara äkta RAM-minne, m.h.a. en växlingsfil. Därmed kan man adressera mer minne, dvs ladda mer program och data, än det fysiska minnet i datorn. I Windows 95/98 sköts det automatiskt med en dynamisk växlingsfil. Det innebär att då det fysiska minnet tar slut, skyfflas en del av minnesinnehållet över till denna fil på hårddisken. Det brukar märkas på att hårddisken arbetar ber och det går långsammare att skifta mellan program. I Windows 3.11, Windows NT och Linux används en fast växlingsfil.

Cache

Cacheminne är ett buffertminne. Oftast används det för att mellanlagra information. Information som ofta hämtas kommer att hämtas fortare än om man inte hade cache. Exempel på fysisk cache: intern L1 CPU-cache (primär cache), extern L2-cache (sekundär cache), cache via RAM-minnet och cache inbyggt i hårddiskars kontrollkort.

Cacheminne används även för att utjämna toppar och bottnar i en ojämn datatrafik, t ex i de seriekretsar som används mellan datorn och modem.

Då man använder RAM-minne som cacheminne använder gamla DOS och Windows 3 ett program som heter Smartdrive. Motsvarande funktioner finns inbyggda i Windows 95/98, Win NT och OS/2. Om en dator startar Windows 3 väldigt sakta och använder hårddisken ovanligt mycket, kan det vara ett tecken på att man inte aktiverat Smartdrive från AUTOEXEC.BAT. Det kan också vara ett tecken på att datorn har för lite RAM-minne och att den då använder hårddisken som virtuellt minne. Win 3 kan effektivt utnyttja upp till 16 MB RAM, medan Win 95/98 och senare inte har några särskilda begränsningar och kan utnyttja upp till 40 MB RAM eller mer.

Man talar även ibland om filcache. Det används till din webbläsare. Informationen från nyligen besökta webbsidor lagras på hårddisken, så att de snabbare kan laddas nästa gång du besöker en webbplats. Sådan filcache används även för offline browsing, dvs att man tittar på webbsidor medan man är nedkopplad.

Minneskapslar

Mineskapslarna brukar vara av typen SRAM (static RAM) eller DRAM (dynamic RAM). SRAM är lite snabbare men dyrare. Till L2-cacheminne brukar SRAM användas. Till vanligt RAM-minne används oftast DRAM. På grafikkort förekommer både SRAM och DRAM.

DRAM

DRAM-koderDRAM-kapslar brukar monteras som SIMM (single inline memory module) och har ofta 30 eller 72 kontaktpinnar i storlekar upp till 32 MB. På de flesta Pentiummoderkort måste dessa monteras parvis.

  • En typ av DRAM kallas Fast Page och klarar en bussfrekvens om max 66 MHz, på både 486- och Pentiummoderkort.

  • En typ av DRAM kallas EDO (extended data output), används till Pentium-system och klarar en bussfrekvens om max 66 MHz.

SDRAM

Kapslar av typen SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) har 168 kontaktpinnar och klarar bussfrekvens upp till 100 MHz. Men då krävs moderkort av typen Intel 430 VX eller motsvarande. SDRAM finns i storlekar på upp till 256 MB och behöver inte monteras parvis. Alla system baserade på Pentium II och liknande kräver SDRAM.

Hur kan man identifiera olika minneskapslar? Bra fråga. Ibland finns en etikett som säger i klarspråk ”16 MB, 32 MB, osv”. Ibland finns följande beteckning: 1M32 (=4 MB), 2M32 (=8 MB), 4M32 (=16 MB). Och ibland finns endast lite mer kryptiska beteckningar, som på bilden.

Bitar, byte, binärt, hexadecimalt


Så kan det kännas då datorn krånglar.

Både arbetsminnet och sekundärminnet lagrar all info i form av ”nollor” och ”ettor”. Det beror på att det bara går att åstadkomma två olika distinkta lägen i minneskretsar respektive magnetmedia. En sådan nolla eller etta kallas en bit.

En dator räknar binärt. När den t ex räknar från 1 till 5 ser det ut så här: 0001 0010 0011 0100 0101.

Det är ju inte så lätt att läsa binära tal, därför brukar man i datasammanhang använda hexacedimal räkning. Om man t ex räknar från 1 till 16 ser det ut så här: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10

Åtta bitar kallas en byte. Byte kallas ofta för tecken, men det ska man bara säga om man talar om lagring av text. Det kan ju även vara sifferdata eller bilder som lagras.

En kilobyte är 1024 byte, eftersom 1024 = 210 d.v.s. 2x2x2x2x2x2x2x2x2x2

En megabyte är 1024 kilobyte.

Mer läsning

Mer info om hårdvara finns på  www.tomshardware.com och i newsgroups under comp.sys.ibm.pc.hardware

Om du vill veta mer om allt detta, är det en god idé att gå med i ABC-klubben och använda vårt off-line konferenssystem Win LMSG.

Om du ska köpa dator, bojkotta Dell och Gatwway, som stämmer uppfinnaren Håkan Lans, trots att det är dataföretagen som missbrukar Lans patent.

Per Åkesson, april 1998
rev jul -12


Åter till Pers datasida