4300: Hardware: de computerapparatuur
Onder "hardware" verstaat men doorgaans het totaal van de apparatuur in een computersysteem. De minimale hardware die nodig is om een computer te vormen zijn:
- CPU, de verwerker.
- RAM, werkgeheugen.
- ROM, vast geheugen.
- Disks, langere opslag.
- I/O, voor de bediening.
Opbouw van een computer
Een computer bestaat dus uit een CPU (processor), geheugen elementen en I/O (in- en outputvoorzieningen), onderling verbonden door een "Adres-bus" (wie is aan de beurt?) en een "Data-bus" (wat is de info?). Een "bus" is in de digitale elektronica een gegevenskanaal, een vaak meerdraads verbinding tussen meerdere onderdelen.
Bovenstaande geldt voor alle computers, ook voor heel kleine in huishoudelijke apparaten, telefoons of speelgoed; de verschillen zitten alleen in de invoer (knopjes en sensors of toetsenborden en muizen) en de uitvoer (motoren en lampjes of grafische displays). Wel kunnen (bijna) alle elementen bij kleine computers in slechts één elektronische chip zijn samengevoegd.
De CPU is het hart van de schakeling, maar haalt zijn opdrachten en informatie uit het geheugen. Hiertoe zal de CPU een "geheugen adres" op op de "Adres-bus" zetten, waarop de geadresseerde geheugenlocatie dient te reageren via de "Data-bus". Instructies en andere "data" kunnen in beginsel door elkaar in het geheugen zitten en ook de I/O chips kunnen geheugen bevatten en dan ook in het geheugenbereik worden opgenomen. Aangezien bovendien bij veel computers het geheugen of de I/O kan worden uitgebreid, is het in de praktijk over meerdere chips of geheugen-modules verdeeld (zgn. geheugen-slots) en vindt een voorselectie plaats met behulp van een "Adres-decoder" die eerst de juiste chip of module kiest.
Werking van de computer
Bij het opstarten (of resetten) van een computer wordt de "Instructie teller" in de "CPU" op een standaard waarde gezet die, via de "Adres bus", naar het geheugen van de computer wordt gezonden. De gekozen geheugenplaats, meestal in een "ROM", geeft de eerste instructie terug via de "Data bus" aan de "Instructie decoder" die zorgt voor de uitvoering. Bij sommige typen processors wordt het adres van de eerste instructie teruggegeven en volgt er nog een extra slag. Doorgaans zal de Instructie teller zich na elke instructie met 1 verhogen, zodat de volgende instructie zal worden uitgevoerd; en zo verder.