Hoofstuk 1. Welkom by Graad 12 IT: Hoe 'n Rekenaarstelsel Inmekaarpas GRATIS
Wanneer jy jou kaart by 'n Shoprite-betaalpunt in Polokwane tik, gebeur daar verbasend baie verwerking in minder as 'n sekonde. Die kaartleser ('n toevoertoestel) lees jou besonderhede, 'n verwerker kontroleer die bedrag, netwerkhardeware kontak die bank, en 'n drukker of skerm rapporteer terug. 'n Enkele lugtydaankoop van R49 gebruik stilweg elke deel van 'n rekenaarstelsel wat as 'n span saamwerk. Hierdie hoofstuk staan terug en kyk na die hele stelsel voordat latere hoofstukke een vir een op die verwerker, die bedryfstelsel en berging inzoem. Jou doel hier is om te sien hoe die dele inmekaarpas en om daaroor te praat met die korrekte Graad 12-woordeskat.
1.1 Die toevoer-verwerking-afvoer-bergingmodel
Elke rekenaar, van 'n slimfoon tot 'n bediener in 'n datasentrum in Kaapstad, volg dieselfde vierfasemodel. Toevoer is data wat die stelsel binnekom ('n sleuteldruk, 'n vingerafdruk, 'n strepieskodelesing). Verwerking is die werk wat op daardie data gedoen word deur die SVE (Sentrale Verwerkingseenheid). Afvoer is die resultaat wat die stelsel verlaat ('n gedrukte kwitansie, 'n klank, 'n beeld op 'n skerm). Berging hou data vir later, hetsy tydelik in geheue of permanent op 'n skyf.
Dit help om data van inligting te onderskei. Data is rou, onverwerkte feite (die getal 17). Inligting is data wat verwerk is om betekenisvol te word (17 leerders het geslaag). Die hele doel van 'n rekenaarstelsel is om data betroubaar en vinnig in inligting te omskep.
Stap 1 (Toevoer): die skandeerder lees die strepieskode 6001234.
Stap 2 (Verwerking): die SVE soek die nommer teen die katalogus op.
Stap 3 (Berging): die uitleendatum word na die databasis op skyf geskryf.
Stap 4 (Afvoer): die skerm wys "Terug teen: 30 Junie".
Dieselfde rou nommer het deur hierdie vier fases nuttige inligting geword.
1.2 Hardeware: die vier funksionele kategorieë
Hardeware is enige fisiese deel van die stelsel wat jy kan aanraak. Ons groepeer hardeware volgens die werk wat dit doen, wat netjies op die vierfasemodel pas.
- Toevoertoestelle voer data in: sleutelbord, muis, raakskerm, mikrofoon, skandeerder, webkamera.
- Verwerkingstoestelle doen die werk: die SVE en, vir grafika, die GVE (Grafiese Verwerkingseenheid).
- Afvoertoestelle bied resultate aan: monitor, drukker, luidsprekers, projektor.
- Bergingstoestelle hou data: RAM (tydelik), en skywe soos 'n SSD of hardeskyf (permanent).
Die moederbord bind alles saam. Dit is die hoofstroombaan wat die SVE en RAM huisves en die busse verskaf, die elektriese paaie waarlangs data tussen komponente beweeg. Sommige toestelle, soos 'n raakskerm of 'n multifunksionele drukker, is terselfdertyd toevoer- en afvoertoestelle.
1.3 Sagteware: stelselsagteware teenoor toepassingsagteware
Sagteware is die stel instruksies wat vir die hardeware sê wat om te doen. Sonder sagteware is selfs 'n kragtige masjien 'n duur briefgewig. Sagteware verdeel in twee breë klasse.
Stelselsagteware laat die rekenaar self loop en bestuur dit. Die belangrikste voorbeeld is die bedryfstelsel (BS), soos Windows, macOS, Android of Linux, wat die hardeware beheer, geheue en lêers bestuur en 'n platform vir alles anders verskaf. Nutsagteware (antivirus, skyfopruiming, rugsteungereedskap) en toesteldrywers hoort ook hier.
Toepassingsagteware help die gebruiker om 'n spesifieke taak te doen: 'n woordverwerker vir 'n opstel, 'n blaaier vir navorsing, 'n sigblad vir 'n begroting, of 'n bankprogram soos Capitec Pay. As 'n Graad 12 IT-leerder gaan jy ook jou eie toepassingsagteware skryf in die programmeringsgedeelte van hierdie kursus.
1.4 Hoe die dele saamwerk: die masjiensiklus
Binne die SVE gebeur verwerking deur 'n herhalende haal-dekodeer-uitvoer-siklus, dikwels die masjiensiklus genoem. Die SVE haal die volgende instruksie uit geheue, dekodeer dit om te verstaan wat verlang word, voer dit uit, en stoor waar nodig die resultaat. Hierdie lus herhaal miljarde kere per sekonde. Jy gaan die verwerker se binnewerk in Hoofstuk 2 bestudeer; vir nou hou net die beeld vas dat alle nuttige werk 'n lang stroom van hierdie klein stappies is.
Spoed hang van meer as een getal af. Klokspoed, gemeet in gigahertz (\(\text{GHz}\)), tel hoeveel siklusse per sekonde loop, waar \(1\ \text{GHz} = 10^9\) siklusse per sekonde is. Die aantal kerne laat 'n SVE verskeie strome instruksies gelyktydig loop. Die hoeveelheid RAM bepaal hoeveel data op 'n slag bewerk kan word voordat die stadige skyf nodig is.
1.5 Die meet van data, en waarom dit in Suid-Afrika saak maak
Data word in bisse en grepe gemeet. 'n Bis is 'n enkele 0 of 1; agt bisse maak een greep (byte). Groottes skaal op in ongeveer duisendvoudige stappe: kilogreep, megagreep, gigagreep, teragreep. Ons kan 'n kilogreep skryf as \(1\ \text{KB} = 1024\ \text{grepe}\) en 'n megagreep as \(1\ \text{MB} = 1024\ \text{KB}\).
Dit maak saak omdat mobiele data in Suid-Afrika duur is. As 'n videogreep \(250\ \text{MB}\) groot is en 1 GB data omtrent R85 kos, gebruik die greep ongeveer 'n kwart van daardie gigagreep, sowat R21. Begrip van groottes help jou en die gesinne vir wie jy sagteware bou om verstandig te bestee.
1.6 Konvergerende tegnologie
Konvergensie is die neiging waar een toestel die werk doen wat verskeie afsonderlike toestelle voorheen gedoen het. 'n Moderne slimfoon is 'n telefoon, kamera, musiekspeler, GPS, flits en rekenaar in een. Dit bring gerief en laer koste, maar konsentreer ook risiko: verloor die foon en jy verloor alles op een slag. Deur hierdie kursus gaan jy sulke afwegings opweeg, want goeie IT gaan nooit net oor wat tegnies moontlik is nie, maar oor wat regte mense werklik goed dien.