Elektriska kretsar.pdf - Rolf Lövgren

Philip Åhagen
Rolf Lövgren
Mälardalens Högskola Produktutveckling 3
2009/2010 KPP 039
Användningsområden
Elektriska kretsar i datorer
En dator kan bestå av flera elektroniska, mekaniska, optiska eller andra komponenter. Dessa styrs av
ett datorprogram, vilket är gränssnittet mellan datorn och människan. Datorns ursprungliga uppgift
var att utföra avancerade beräkningar, men blev snabbt ett vardagligt verktyg vid bland annat
kommunikation, informationslagring, mediebearbetning och underhållning.
Datorns uppbyggnad
Datorns uppbyggnad kan lättast beskrivas i fyra delar; aritmetiska enheten, styrenheten, minnet och
användargränssnittet. Även om datorteknikens utveckling exploderat sedan 1940-talet så används
fortfarande denna grundläggande struktur som John von Neumann föreslog redan då.
Aritmetiska enheten och styrenheten
I dagens datorer är Aritmetiska enheten och styrenheten samlade i en enhet nämligen processorn
(CPU). Processorn fungerar i enkelhet som ett chip beskrivet som ovan, dvs. det jämför en
matningsspänning med en signal med hjälp av en transistor. Skillnaden är att i en processor
innehåller hundratals miljoner transistorer.
Den grundläggande funktionen hos processorn är att utföra beräkningar. Med beräkningar menas de
grundläggande räknesätten addition, subtraktion, division och multiplikation. Processorn jobbar efter
"instruktioner" som är indelade i grupperna hämta, avkoda, utföra och skriva tillbaka.
Minnet
Minnet i en dator är i regel uppdelat i fyra grupper: Register (ingår i processorn), Cacheminnet (ingår
i processorn), Primärminnet (RAM) och Sekundärminnet (hårddisk). Dessa grupper kan ställas i en
pyramid där registret är högst upp, cacheminnet i övre mitten, primärminnet i undre mitten och
sekundärminnet i basen av pyramiden. Triangeln visar på ett pedagogiskt sätt förhållandet mellan
pris/kapacitet och snabbhet där registret är det snabbaste men samtidigt det dyraste minnet. För att
hålla ett lågt pris på datorn så låter man de snabba, dyra minnena sköta operationer som kräver
snabb lagring och läsning och så låter man de långsamma billiga minnena utföra lagring och läsning
av sådan data där hastigheten spelar mindre roll.
Användargränssnittet
Användargränssnittet är det området som är mest intressant för ingenjörer och produktutvecklare.
Det är gränssnittet hos en produkt som gör att produkten kan användas. Gränssnitt betyder koppling
mellan två områden, t ex mjukvarumoduler och hårdvarumoduler. Men det vanligaste gränssnittet
som även är det mest omtalade är gränssnittet mellan maskin och människa.
Gränssnitt hos en dator medger två saker:
Page 11 of 12
Inmatning, som ger användaren möjlighet att påverka systemet
Utdata, som systemet använder för att påvisa vad användarens påverkan resulterade i
En dator utan gränssnitt skulle betyda att varken skärm, tangentbort, mus eller ljud skulle finnas.
Vilket gör datorn näst intill oanvändbar.