Datamaskinen - Oppbygging

Internett er fullt av lesverdig stoff om hvordan datamaskiner er oppbygde. Disse artiklene er for det meste skrevne for litt øvde databrukere, og kan være vanskelige å forstå for nybegynnere.

Enkel innføring

En datamaskin er en samling av mekaniske og elektroniske komponenter som ved hjelp av dataprogrammer kan utføre arbeidsoppgaver på en effektiv måte. Det spesielle med en datamaskin er at den arbeider med data, som er representert ved såkalt binære tall. Dette gjelder både data som bearbeides, og instruksjonene som styrer regneoperasjonene i maskinen. Et binært tall består av sifrene 0 og 1, og kan tolkes på flere vis, enten som bokstav-koder eller som tall i to-tallsystemet, eller som instruksjonskoder.

En datamaskin virker ved at den henter fram én og én instruksjon fra et lager, utfører instruksjonen og lagrer resultatet i datalageret. Instruksjonene er svært enkle: addisjon, multiplikasjon, lagring og kopiering. Det kreves vanligvis store mengder instruksjoner for å utføre komplekse operasjoner. Samlingen med instruksjoner kalles et program.

Instruksjonene et menneske skriver når det programmerer en datamaskin kalles kildekode, som er leselig for mennesker, men må oversettes for å bli instruksjoner til datamaskinen. Oversettingsprosessen kalles vanligvis kompilering. 

Alle datamaskiner har samme oppbygging, som kalles von Neuman arkitekturen:

• Et arbeids-lager (sentralhukommelse) som inneholder både data og instruksjoner på binær form
• En beregningsenhet som utfører matematiske og logiske operasjoner
• En styringsenhet som tolker instruksjonene og sørger for at de blir utført
• Inn/ut-enheter som sørger for kommunikasjon mellom bruker og kontrollenhet

Beregningsenheten og styringsenheten er bygd sammen og kalles CPU - Central Processing Unit.

Det er mange typer datamaskiner, fra de største såkalte supermaskinene, til de minste mikroprosessorene. I SESYFOSS konsentrerer vi oss om bærbare personlige datamaskiner.

Kort historikk:

• I begynnelsen, på 1950-tallet, var datamaskinene så svake at bare en bruker om gangen kunne bruke hver maskin. De styrte maskinene ved hjelp av et tastatur.
• Omkring 1960-70 økte kapasiteten slik at flere brukere kunne betjenes av hver maskin. Brukerne brukte koder som ble tastet inn på tastaturer.
• På begynnelsen av 1980 tallet ble maskinene så kraftige at hver bruker kunne få sin egen personlige datamaskin. PC'en gjorde sitt inntog, omtrent samtidig med den såkalte arbeidsstasjonen. PC'en var basert på tastatur (Microsoft), mens arbeidsstasjonen (Mac) brukte grafiske grensesnitt. PC'en var billig og fikk stor utbredelse. Arbeidsstasjonen var adskillige hakk dyrere, og der gikk utbredelsen langsommere.
• Omkring 1995 ble prisene lave nok til at høykapasitets PC'er fikk stor utbredelse. Funksjonaliteten økte kraftig. Tekstbehandlingsprogrammer fikk stor utbredelse. PC'en ble allemannseie.
• Cirka 2005 kom de trykkfølsomme skjermene. De ble billige nok til å kunne bli allemannseie. Først kom nettbrettene i 2006-07. Like etter kom smarttelefonene, som egentlig er små nettbrett som er bygde på toppen av mobiltelefoner.

Der er i hovedsak tre typer datamaskiner for personlig bruk: PC, nettbrett, og (smart) mobiltelefon. Alle tre har store likheter. Den grunnleggende oppbyggingen og virkemåten er den samme. De tre typene har blitt utviklet etter hvert som teknologien har blitt mer avansert. De tre skiller seg i bruken, i hvordan brukeren styrer maskinen.

De synlige delene av en datamaskin er skjerm og tastatur. Selve styrings/regneenheten, som utfører databehandlingen er ofte innebygd i skjermen og/eller tastaturet.

På internett finnes det så mye lesverdig stoff om datamaskiner at vi lar være å skrive mer her, men viser til de følgende henvisningene, som er skrevne for litt øvde databrukere.

Henvisninger:

• Wikipedia:  https://no.wikipedia.org/wiki/Datamaskin
• Store Norske leksikon:  https://snl.no/datamaskin