Brukersystemer : informasjonsteknologi [2 ed.] 8278020760 [PDF]

Zitiervorschau

BRUKERSYSTEMER Informasj onsteknologi

Tove E. Bjune

Viggo Holmstedt

Jan Lystad Vermeulen

Bokmål

Økonomiforlaget - et datterselskap i Universitetsforlaget •H

‘R.j

( w"

•

©Økonomiforlaget as 1995 2. utgave 1997

ISBN 82-7802-076-0 Det må ikke kopieres fra denne boka i strid med åndsverkloven og fotografiloven eller i strid med avtaler om kopiering inngått med Kopinor, interesseorgan for rettighetshavere til åndsverk.

Boka er i 1997 godkjent av Nasjonalt læremiddelsenter til bruk på VKI etter læreplanen i Informa­ sjonsteknologi, Brukersystemer modul 1 A, på studieretning for allmenne, økonomiske og admini­ strative fag. Godkjenningen er gitt etter læreplan av september 1994 og gjelder inntil en ny eller revidert læreplan for videregående opplæring blir tatt i bruk.

Spørsmål om denne boka kan rettes til: Økonomiforlaget - et datterselskap av Universitetsforlaget Postboks 2959 Tøyen 0608 Oslo

Omslagsdesign: Medie Consult Illustrasjoner Foto: Samfoto s. 6, 56, 58, 60, 76, 88, 112, 136 Scanfoto s. 14, 154 AS Norsk Telegrambyrå s. 38 Pål-Arild Simonsen s. 7, 66, 67, 105 Tegninger: David Keeping s. 59, 62, 68, 77, 82, 96 Idun Hougen s. 8, 16, 37, 40, 54, 61, 63, 83, 89, 90, 91, 93, 94, 97, 98, 101, 107, 114, 128, 137, 171, 176, 181 Sats og layout: Tekstflyt as, Larvik 1997 Trykk: Falch Hurtigtrykk, Oslo 1997

Innhold 1 Informasjonssystemer......................... 6 Informasjonssystem.............................................7 Systemutvikling................................................... 9 System og delsystem.......................................... 9 Informasjonssystemers delsystemer.............. 10

2 Fra problem til beskrevet system ... 14 Systemutviklingens faser.................................. 15 Forandringsanalysen .................................... 16 Analysefasen................................................. 17 Utformingsfasen............................................ 25 Realiseringsfasen.......................................... 26 Innføringsfasen...............................................29 Forvaltning og drift...................................... 29 Dokumentasjon.................................................29 Systemdokumentasjon................................. 30 Brukerdokumentasjon................................. 30

3 Datamodellering.................................. 38 En eller flere tabeller........................................ 39 Begrepene i datamodellering........................... 40 Relasjon......................................................... 40 Entitetstype..................................................... 40 Identifikator/nøkkel...................................... 41 Forhold mellom entitetstyper.........................43 Minimums- og maksimumskardinalitet. . .45 Entitetstypers egenskaper............................... 46 Fra datamodell til database............................. 47 Entitetstyper blir relasjoner (tabeller) ... .47 Datakatalog..................................................... 51

4 Informasjonsteknologi påvirker samfunnet............................................ 56 Ny teknologi på arbeidsplassen...................... 57 Endringer i arbeidssituasjonen.................... 58 De ansattes kunnskaper og holdninger ... 62 Arbeidsmiljøloven og rammeavtalene......... 63 Rammeavtalene............................................ 63 Arbeidsmiljøloven........................................ 64 Personvern......................................................... 65 Overvåking..................................................... 66 Personregisterloven...................................... 69

5 Datakriminalitet.......................................76 Ulike former for datakriminalitet................... 77 Tyveri.............................................................. 78 Datasnoking................................................... 78 Sabotasjehandlinger...................................... 79 Datafiksing og programfiksing................... 79 Piratkopiering............................................... 80 Korts vindel...................................................... 81 Datasikkerhet...................................................... 82 Adgangskontroll........................................... 83 Brannsikring................................................. 83 Strømforsyning............................................. 83 Tilgangskontroll............................................. 83 Avlogging...................................................... 84 Logging.......................................................... 84 Kryptering...................................................... 84 Tilbakeringing............................................... 84 Sikkerhetskopier........................................... 85 Antivirusprogram...........................................85 Brannvegg...................................................... 85 Bevisstgjøring av brukere............................ 86 6 Utviklingstrekk ved datautstyr....... 88 Historiske personer........................................... 89 Utviklingstrekk ved datautstyr....................... 92 Datamaskintyper............................................. 103 Innholdet i en PC............................................. 104 Hovedkortet..................................................105 Komponentene på hovedkortet................. 106 7 Tallsystemer og mikroprosessoren . 112 Tallsystemer.................................................... 113 Skrivemåter for tallsystemer......................114 Omregning mellom tallsystemer............... 115 Mikroprosessoren........................................... 120 Mikrokode.................................................... 120 Regneoperasjoner i ALU............................ 123 Logisk operasjon......................................... 123 Privilegier...................................................... 127 Bruk av bussen............................................. 128

8 Operativsystem......................................... 136 Basisoperativsystemer.................................... 138 BIOS.............................................................. 138 Brukeroperativsystemer .................................. 142 9 Datakommunikasjon............................. 154 Datakommunikasjon, et hav av informasjon 155 Hva er datakommunikasjon?......................... 156 Fjernnett (WAN).........................................157 Lokalnett (LAN).........................................158 Datakommunikasjon - hva trenger du? ... 160 Modem.......................................................... 160 Kommunikasjonsprogram......................... 162 Elektroniske tjenester.................................... 163 Lokale, nasjonale og internasjonale nett. 165 Datakommunikasjon og etiske regler.......... 166 Elektroniske oppslagstavler (BBS)...............167 Hva finnes på en elektronisk oppslagstavle? 168 Internett............................................................ 168 Internetts oppbygning og virkemåte............ 170 IP-adresse..................................................... 170 TCP/IP-protokollene.................................. 170 Domenenavn............................................... 170 Tjenere og klienter...................................... 171 Internetts ulike tjenester.................................. 171 Verdensveven - World Wide Web.......... 171 Elektronisk post (e-post)............................175 Diskusjonsgrupper...................................... 177 IRC (Internet Relay Chat)......................... 178 FTP (File Transfer Protocol)..................... 179 Internett og datasikkerhet.............................. 180 Intranett............................................................ 180 Datakommunikasjon og framtiden.............. 182 Internett i praksis............................................. 183 Koble til modemet...................................... 183 Koble til og navigere på Internett............ 184 Søking på Internett...................................... 185 Archie............................................................ 187 Sende elektronisk post................................ 188

10 Prosjekt-oppgaver................................ 194 Pers Selskapsmat og Delikatesse................ 194 Norgesmesterskapet i gymping.................. 195 Bijouteri - salgsselskap................................196 Utsikten borettslag......................................... 196 Kennel River................................................... 201

Bilutleiefirmaet HanoBil AS....................... 201 Operasjon Dagsverk..................................... 202 11 Vedlegg..................................................... 204 Vedlegg 1 - Kravspesifikasjon..................... 204 Vedlegg 2 - Rammeavtale om teknologisk utvikling og datamaskinbaserte systemer 206 Stikkordregister ....................................... 208

Forord I faget Økonomi og informasjonsbehandling på grunnkurset fikk du en del grunnleggende kunnskaper og ferdigheter i faget som kalles for informasjonsteknologi. Når du nå har valgt modul IA Brukersystemer som studieretningsfag, betyr det at du får muligheten til å lære mer om et fag som etterhvert har blitt grunnlaget for et av de største virksomhetsområder i verden. I modul IA Brukersystemer skal du blant annet lære hvordan man planlegger nye edbbaserte informasjonssystemer og bygger opp databaser. Du skal også lære teoretisk og prak­ tisk bruk av datakommunikasjon. Det betyr at du vil tilegne deg nyttig kunnskap, som du kan benytte i mange tilfeller senere i livet.

Da vi laget denne boka, var vi blant annet opptatt av at den skulle bli så interessant og virke­ lighetsnær som mulig for deg og dine medelever. Vi har derfor benyttet relevante eksempler, «morsomme» figurer, ulike bilder og illustrasjoner samt en rekke historier under vignetten «Visste du at...» for å gjøre stoffet så lett tilgjengelig som mulig. Kombinert med mange opp­ gaver av ulik vanskelighetsgrad, tror vi at vi har lykkes med å lage en bok som gjør at du vil finne dette faget morsomt og interessant. Lykke til med skoleåret.

Horten og Sandefjord, april 1997

Tove Elisabeth Bjune

Viggo Holmstedt

Jan Lystad Vermeulen

1 Informasjonssystemer

Skarverennet - start fra Finse.

Etter å lest dette kapitlet skal du • ha lært at noen typer problemer kan løses ved hjelp av informasjonssystemer • ha lært at alle typer systemer kan deles opp i delsystemer

6

1

Informasjonssystemer

Skarverennet er et årlig skirenn som går fra Finse til Ustaoset. Rennet er verdens største skirenn og er 3,7 mil langt. I 1997 hadde det 15 000 delta­ kere i alle aldrer. Et idrettsarrangement er til glede for en rekke mennesker - ikke bare deltakerne, men kanskje like mye for arrangørene, de frivillige og ikke minst publikum. Har du noen gang tenkt over hvilken mengde informasjon som behandles for at det skal være mulig å arrangere et vel­ lykket idrettsarrangement av denne typen? Er det for eksempel noen sam­ menheng mellom påmeldingsskjemaet, startnummeret og resultatlisten. Hvordan er det eventuelt mulig å holde rede på det når det er mange tusen deltakere? Hvordan var det for eksempel mulig til enhver tid å få oppdaterte resultat­ lister under langrennsdistansene i OL på Lillehammer, eller hva er det som gjør det mulig å taste inn et emne på datamaskinen på biblioteket og deretter få en oversikt over alle bøkene som omhandler dette emnet? I januar leverer de fleste selvangivelser - hvordan er det mulig for noen å levere forenklet selvangivelse? Svaret er at det allerede er laget elektro­ niske informasjonssystemer som gjør det mulig. I dette kapitlet skal vi først se litt nærmere på hva et informasjonssystem er, før vi stifter bekjentskap med enkelte andre begreper som det er nyttig og nødvendig å ha et forhold til før vi går videre.

Elektroniske

informasjons­

systemer

Inf ormas j onssystem Datamaskiner er et svært godt hjelpemiddel i forbindelse med arbeids­ oppgaver knyttet til innhenting, lagring, bearbeiding og formidling av informasjon etter faste regler. I grunnkursboka brukte vi lønnsrutinen som et eksempel.

Innhenting, bearbei­ ding, lagring og for­ midling av infor­

masjon

Lønnsrutinen.

7

1

Informasjonssystemer

informasjons-

behandling

Informasjonssystem

Lønnsberegningen er bare ett eksempel på en rutine som blir mye mer effektivt utført ved bruk av informasjonsteknologi. I dag arbeider en stadig større del av befolkningen med å skape, bearbeide eller formidle informasjon. Vi sier at folk driver med informasjonsbehandling. Vi sier også at de arbeider med informasjonssystemer. Vi har ofte behov for å formidle store mengder informasjon. Likeledes har vi behov for å samle inn informasjon for så å bearbeide den før den formidles til andre. Det er dette som kalles informasjonssystem. Lønnsrutinen er derfor et informasjonssystem. Du er daglig i kontakt med flere informasjonssystemer. Hver dag må du ta små og store beslutninger. Når du tar en beslutning, må du først inn­ hente informasjon. Deretter må du bearbeide den for eventuelt så å ta beslutningen. Kanskje må du lagre informasjonen for å formidle den videre til noen av vennene dine?

pEksempel-------------------------------------------------------------Det siste halve året har du og tre-fire av dine venner jogget fast to ettermid­ dager i uken. Dere har nå vurdert formen til å være så god at tiden er inne til å teste den i andre sammenhenger. Dere har hørt om Skarverennet, men siden dere føler at 3,7 mil på ski er for langt, har dere mer lyst til å delta i en løpskonkurranse. I den forbindelse har du fått i oppdrag å undersøke hvilke løp som arrangeres i nærmeste framtid. Sammen skal dere deretter bestemme hvilket løp dere skal melde dere på. I dette tilfellet benytter du et informa­ sjonssystem - du innhenter informasjon fra løpsarrangører, lagrer informa­ sjonen, formidler den til vennene dine, og sammen bearbeider dere informa­ sjonen for å bestemme hvilket løp dere skal delta i.

Eksemplet viser et enkelt informasjonssystem. I arbeidslivet finner vi mengder av informasjonssystemer, både enkle og svært kom­ pliserte. En bedrifts lønnssystem, som består av beregning og utbetaling av lønn, er et informasjonssystem. Oppsett av timeplaner, fordeling av klasser på rom og fordeling av lærere på klasser er eksempel fra et informasjons­ system som benyttes i skolesammenheng. Skal du inn­ legges på sykehus, registreres det personopplysninger om deg. Du undersøkes, det stilles en diagnose, diagnosen blir regis­ trert, du blir behandlet, du får riktig mat, og du utskrives. Alle disse arbeids­ oppgavene er også eksempler på informasjonssystemer.

8

1

Informasjonssystemer

Noen informasjonssystemer er manuelle. De forutsetter en menneskelig vurdering og må derfor utføres av mennesker alene. Andre informasjons­ systemer er automatiserbare, og det innebærer at datamaskiner kan benyttes til å innhente, bearbeide, lagre og formidle informasjonen. Vi sier da at vi har et edb-basert informasjonssystem.

Manuelle og edbbaserte informa­

sjonssystemer

Med utgangspunkt i det vi nå har gjennomgått, kan vi si at informasjons­ systemer har en rekke fellestrekk.

Fellestrekk ved informasjonssystemer: 1

De er laget av mennesker fordi man har behov for å - innhente informasjon - bearbeide informasjon

- lagre informasjon for senere bruk - formidle informasjon til andre 2

De er laget for å løse en bestemt arbeidsoppgave.

3

De kan være manuelle eller automatiserbare.

Systemutvikling Å lage eller eventuelt endre et edb-basert informasjonssystem krever tid og planlegging. I tillegg er det nødvendig med kunnskap både om datamas­ kinen og informasjonssystemet. Dette arbeidet kalles systemutvikling. Fordi arbeidet krever spesielle kunnskaper, er det svært sjelden at utvik­ lingen gjøres av brukerne selv. Arbeidet utføres i første rekke av en yrkes­ gruppe som kalles systemutviklere eller systemerere. Systemutviklerne må imidlertid samarbeide med dem som skal bruke systemet. Brukerne er nemlig den gruppa som best vet hvordan informasjonssystemet skal være.

System og delsystem Systemutvikling innebærer altså utvikling av edb-baserte informasjons­ systemer. Vi skal se litt nærmere på hva et system egentlig er.

Nær sagt alt rundt deg er organisert i systemer. Kroppen din er et system av armer, bein, blodårer, muskler osv. Skolen du går på, er et system av klasser, elever, lærere, timer, fag, administrasjon osv. Vi sier også at alle systemer består av delsystemer. Skolen din er, som nevnt, et system som består av lærere, klasser osv. Imidlertid er klassene i seg selv også systemer. En klasse består blant annet av delsystemene

Systemutvikler

1

Informasjonssystemer

elever og lærere. Skolen er også et delsystem. Den er nemlig en del av det systemet som utgjør byen den ligger i.

Mennesker lager systemer fordi det gjør det enklere å holde oversikt over ting. Man har behov for systemer fordi de forenkler virkeligheten og gjør det enklere å beskrive eller analysere et problem.

-Eksempel-------------------------------------------------------------I Norge finnes det idrettslag som tilbyr en rekke aktiviteter. Geilo Idrettslag arrangerer blant annet Skarverennet. I denne boka skal vi se litt nærmere på et mindre idrettslag som heter Frisk. Idrettslaget Frisk tilbyr en rekke sportslige aktiviteter til sitt nærmiljø. Det har en friidrettsgruppe, en fotball gruppe og en håndballgruppe. Friidrettsgruppa har det valgt å dele opp i en gruppe for løpsøvelser og en gruppe for tekniske øvelser. Som alle andre lag og foreninger har det også et styre som tar seg av den administrative delen av aktivitetene. Vi kan dele Frisk inn på denne måten:

Informasj onssystemers delsystemer Fordi alle systemer består av delsystemer, kan informasjonssystemer også deles opp i delsystemer. Det er en kunnskap som er nyttig å ta i bruk når man skal utvikle edb-baserte informasjonssystemer.

Informasjonssystemer er ofte store og følgelig svært uoversiktlige. De består av en rekke arbeidsoppgaver og involverer ofte mye informasjon. I det øyeblikket man går i gang med å dele et informasjonssystem opp i delsystemer, blir det enklere å få full oversikt over de arbeidsoppgavene som utføres. Det er nødvendig dersom et manuelt informasjonssystem skal gjøres om til et informasjonssystem som utføres ved hjelp av data­ maskiner. Vi benytter et eksempel for å illustrere hvordan et informa­ sjonssystem kan deles opp i delsystemer.

10

1

Informasjonssystemer

Eksempel Idrettslaget Frisk arrangerer hver sensommer en løpskonkurranse. Løpsdistansene er 5 og 10 km, og alle kan delta gratis. Følgende arbeidsoppgaver er knyttet til gjennomføringen av dette løpet: • • • • •

ta imot og registrere påmeldinger lage startliste fordele startnummer notere tid lage resultatliste

For at det skal bli mulig å få full oversikt over informasjonssystemet, bør det deles opp i delsystemer. Hvilke delsystemer vi velger, er avhengig av hvilke behov brukerne har samt hva som er mest praktisk i forhold til hvilke arbeids­ oppgaver som skal utføres. Vi kan for eksempel dele inn i følgende delsy­ stemer:

• påmeldingsrutine • resultatrutine

Hvis vi benytter samme type skisse som tidligere i kapitlet, kan vi illustrere delsystemene på denne måten:

ta imot og registrere påmeldinger lage startliste fordele startnummer notere tid lage resultatliste

^>årt'e^,n9Sr(Jt/ne

ta imot og x registrere påmeldinger lage startliste fordele startnummer/

notere tid lage resultatliste

11

1

Informasjonssystemer

^Test deg 1 Hva er definisjonen av et informasjonssystem? 2 Hvilke fellestrekk har informasjonssystemer? 3 Hva er forskjellen på et manuelt og et automatiserbart informasjons­ system? 4 Hva innebærer begrepet systemutvikling? 5 Hvilke delsystemer kan vi for eksempel dele landet Norge opp i?

tOppgaver

.

.7. Byen du bor i, kan deles opp i blant annet skolen din, de folkevalgte og sykehuset. Disse delene kan ytterligere deles opp. For eksempel kan skolen din deles opp i klassen din, elevrådet, lærerne osv. a) Vis byens ulike delsystemer ved å lage en figur av samme type som den som illustrerer idrettslagets ulike deler. b) Bygg deretter ut figuren med flere delsystemer.

.2. Et sykehus kan deles opp i mange ulike avdelinger. Kirurgisk avdeling opererer, røntgenavdelingen tar alle typer røntgenbilder, resepsjonen tar imot henvendelser per telefon og fra besøkende og besvarer dem på best mulig måte. På laboratoriet undersøker man alle typer prøver som blir tatt av pasientene, medisinsk avdeling pleier pasienter med ulike typer syk­ dommer, og poliklinikken tar seg av dagbehandling av pasienter. På bar­ selavdelingen finner man de nyfødte barna og deres mødre. Her finner man også en avdeling for for tidlig fødte barn. Lag en skisse som viser sykehusets ulike deler.

.3. Et cruiseskip tilbyr sine gjester en rekke fasiliteter. Man spiser i en av de tre restaurantene i restaurantavdelingen. Man kan se et show, slappe av i pianobaren, se en film i kinosalen eller eventuelt danse og kose seg i danserestauranten. Alle disse tilbudene finner man i underholdningsavdelin­ gen. Dersom man ønsker å holde seg i form etter å ha inntatt all den gode maten, kan man ta i bruk skipets mosjonsavdeling. Der kan man enten bade i svømmebassenget, trene på egen hånd i trimrommet eller være med på en treningsrunde i skipets gymsal. Dersom man likevel skulle kjede seg, kunne det kanskje være interessant å ta en runde i butikkavdelingen, hvor man finner klesbutikk, kiosk, parfymeri, helsekostforretning og apotek.

12

1

Informasjonssystemer

Benytt beskrivelsen av cruiseskipet og lag en skisse som viser skipets ulike deler.

.4. Gi eksempler på minst tre andre systemer. Nevn også systemenes delsys­ temer.

.5. I disse oppgavene skal du dele opp informasjonssystemer.

Sjøhusene AS driver med utleie av idylliske små røde sjøhus på Vestlan­ det. Arbeidsoppgavene knyttet til bestillingsrutinen er å ta imot henven­ delser fra gjester, sjekke ledige rom, eventuelt gi beskjed om det er fullt, registrere bestillingen og deretter sende en bekreftelse til gjesten. Vi kan dele bestillingsrutinen opp i delsystemene sjekke ledige rom og registrering/bekreftelse. Finn oppgaver og delsystemer for bestillingsrutinen og lag en skisse av samme type som i eksemplet.

. 6. Postordrefirmaet CDLP markedsfører og selger CD-er og LP-er. Behand­ lingen av innkomne bestillinger kan beskrives slik: Bestillingen blir tatt imot på lageret, der varene samles i kurver. Eventuelle utsolgte utgivelser noteres i en egen rubrikk på bestillingen. Kurvene sendes deretter over til pakkeavdelingen, som pakker varene og påfører riktig adresse og bestiliingsnummer. Bestillingsseddelen følger fremdeles med. Varene blir der­ etter sendt til portoavdelingen, hvor de veies og påføres riktig porto. Fak­ turaen skrives ut på fakturakontoret på grunnlag av bestillingen. Postavdelingen summerer porto- og fakturabeløpet, skriver postoppkra­ vet og sender varene.

Skisser bestillingsrutinen.

. 7. Hvilke informasjonssystemer tror du man benytter i a) en restaurant b) envideokiosk c) et bilverksted

13

2 Fra problem til beskrevet system

Etter å ha lest dette kapitlet skal du • kunne identifisere, beskrive og avgrense et problem • ved hjelp av teknikken dataflytdiagrammer kunne analysere og dele problemet opp i håndterbare delproblemer som kan løses uavhengig av hverandre

14

2

Fra problem til beskrevet system

Du har nå lært at når man utvikler edb-baserte informasjonssystemer, driver man med systemutvikling. Du har også lært at informasjonssyste­ mer ofte er svært kompliserte, derfor må man dele dem opp i deres enkelte deler for å få full oversikt over dem. Vi skal nå se litt nærmere på hva som skjer fra en virksomhet oppdager at den har et problem som kanskje kan løses ved hjelp av et nytt informasjonssystem, til systemet er ferdig utviklet.

Når vi driver med systemutvikling, kan vi dele arbeidet opp i en rekke faser eller arbeidstrinn. Vi skal ta utgangspunkt i disse og vise deg hvordan vi fra å ha et problem kommer frem til et informasjonssystem.

Faser

Systemutviklingens faser Vi kan dele arbeidet inn i følgende faser eller arbeidstrinn:

Informasjonssystemets livssyklus

Systemutviklingens faser.

Alt har sin begrensede levetid, og det gjelder også informasjonssystemer. De fasene vi nå kort har skissert, kaller vi ofte informasjonssystemets livssyklus. Det er tiden fra et informasjonssystem blir «født» til det «dør».

Livssyklusmodellen

15

2

Fra problem til beskrevet system

Derfor kaller vi også figuren som viser systemutviklingens arbeidsgang, livssyklusmodellen. Som du ser av figuren som viser informasjonssy­ stemets livvsyklus, er det plassert piler som peker tilbake på tidligere faser. Det indikerer at det i løpet av informasjonssystemets livssyklus oppstår nye behov, slik at det må gjøres større eller mindre endringer i informasjonssystemet. Størrelsen på endringene avgjør hvor langt tilbake i fasene man må gå.

Forandringsanalysen Problem, idé eller

ønske

Forandringsanalyse

Som du ser av figuren, begynner det hele med at man har et problem, en idé eller et ønske i virksomheten. Det er alltid en årsak til at en virksom­ het velger å utvikle et nytt informasjonssystem. Årsaken kan være et pro­ blem, en idé eller et ønske. Et eksempel på et problem kan være at virk­ somhetens omsetning har gått ned fordi kundene har begynt å kjøpe fra konkurrentene. Bedriften får da et problem, og det er nødvendig å sette i gang en undersøkelse for å finne ut hvorfor kundene foretrekker konkur­ rentene, og hvordan inntjeningen kan økes igjen. Kanskje virksomhetens problem ligger i et dårlig informasjonssystem. For å kartlegge dette nærmere setter vi i gang en forandringsanalyse.

-Eksempel Medlemmene i idrettslaget Frisk klager stadig på at de får gjentatte purringer på kontingenter som de /i, har betalt. Frisks styre, og spesielt kassereren, klager over manglende oversikt over medlemmers innbetalinger. Fra lederne i de ulike gruppene er det uttrykt ønske om å få ajourførte lister over aktive medlemmer. Styret klager også over man­ glende oversikt over hvilke foreldre som har påtatt seg verv tidligere, og hvilke for­ eldre som er tilgjengelige for transport til og fra kamper og idrettsarrangement.

Problembeskrivelse

16

I arbeidet med å bestemme hvorvidt et nytt informasjonssystem kan løse eventuelle problemer, er det vanlig å lage en problembeskrivelse, og det finnes ulike måter å gjøre det på. Generelt kan vi si at arbeidet går ut på å innhente informasjon fra medarbeidere og eventuelt kunder og leverandø­ rer for å kartlegge dagens arbeidsrutiner, ønsker, behov og problemer. Ut fra det kartlagte materialet bestemmer de ansvarlige i virksomheten om

2

Fra problem til beskrevet system

en forbedring/nyutvikling av informajonssystemet er den beste måten å løse problemet på.

Dersom man konkluderer med at det er behov for et nytt eller endret informasjonssystem, setter man i gang analysefasen.

Analysefasen Analysefasen er en ren kartleggings- og planleggingsfase. Her utformes informasjonssystemet på papiret. En viktig oppgave i denne fasen ex fak­ tainnsamlingen. Det innebærer at systemutvikleren innhenter mest mulig informasjon om informasjonssystemet. Virksomhetens medarbeidere (brukerne) er viktige ressurspersoner i dette arbeidet - det er nemlig de som vet hvordan systemet bør fungere. Brukerne intervjues for å kartlegge hovedoppgavene til informasjonssystemet. Det kan resultere i en ganske omfattende «ønskeliste» for det nye informasjonssystemet. Det innebærer at det må foretas en form for avgrensning av hva som skal utvikles. Når avgrensningen er foretatt, er det nødvendig å utarbeide en mer detaljert beskrivelse av informasjonssystemet. Når det arbeidet er utført, sitter man igjen med en kravspesifikasjon. Det er et dokument som gir en samlet beskrivelse av de kravene brukerne stiller til informasjonssystemet. Vi kommer tilbake til dette senere i kapitlet.

Avgrensning av informasjonssystemet Alle systemer består som nevnt av delsystemer, og alle systemer er en del av et større system. I praksis innebærer det blant annet at mange informa­ sjonssystemer henger sammen med andre informasjonssystemer i den forstand at de henter data fra eller gir data til andre systemer.

Det er både upraktisk, uøkonomisk og for tidkrevende å utvikle alle disse informasjonssystemene på en gang. Etter at informasjonssystemets hovedoppgaver er kartlagt, er det derfor nødvendig å ta stilling til hvilke deler av systemet som skal utvikles i første omgang. Hvilke deler man velger å utvikle, avhenger av virksomhetens behov og økonomi.

Behov og økonomi

2

Fra problem til beskrevet system

-Eksempel-------------------------------------------------------------Idrettslaget Frisk har kartlagt at de har mangelfulle informasjonssystemer, og de har valgt å utvikle et edb-basert informasjonssystem for vedlikehold av medlemsopplysningene i første omgang. Det viser seg raskt at et slikt system kan bli nokså omfattende. Det er ønskelig med ulike typer medlemsrapporter, og i tillegg til registrering av rene medlemsdata og kontingentinnbetalinger ønsker brukerne å registrere hvilke idrettskonkurranser de ulike medlemmene har vært med i, og hvilke resultater de har oppnådd. Likeså ønsker man en oversikt over de vervene medlemmene har i klubben, og en beskrivelse av disse vervene. Styret i Frisk har liten kunnskap om utvikling av informasjonssystemer og om bruken av informasjonsteknologi til dette. De avgrenser den videre systemut­ viklingen til å omfatte følgende deler av informasjonssystemet: • • • •

registrere medlemsopplysningene, inkludert grentilhørighet registrere betaling av kontingent skrive ut purringer til medlemmer som ikke har betalt skrive ut ulike typer rapporter på bakgrunn av de lagrede opplysningene

Dataflytdiagrammer (DFD) Beskrivelses­ teknikk

Dataflytdiagram

Strukturert analyse

Når man skal detalj beskrive et informasjonssystem i analysefasen, er det nyttig å ta i bruk en beskrivelsesteknikk. Den skaffer de opplysningene som er nødvendig for å bygge informasjonssystemet, samtidig som den er et viktig hjelpemiddel i samtalen med brukerne under kartleggingen.

Det finnes flere teknikker å velge mellom. I denne boka velger vi teknik­ ken dataflytdiagrammer (også kalt DFD - Data Flow Diagrams), som er en del av en metode som ofte kalles strukturert analyse (structured analysis). Metoden er for omfattende til å bli presentert fullt ut i denne boka, men vi gir deg en liten introduksjon. Når man kartlegger et informasjonssystem ved hjelp av dataflytdiagram­ mer, er man interessert i følgende opplysninger fra brukerne:

• Hvilke arbeidsoppgaver skal informasjonssystemet utføre? • Hvilke data er det ønskelig å lagre? • Hvilke rapporter skal systemet produsere?

18

2

Fra problem til beskrevet system

Beskrivelsesteknikken DFD benytter en rekke symboler. Symbol Beskrivelse

Eksempel

Entitet kunde, medlem, leverandør - en kilde eller et bestemmelsessted for data

Prosess - behandling av data

registrere medlemsopplysninger, lage medlemsrapport

Arkiv - en samling data som lagres for senere bruk

medlemsarkiv, kundearkiv, resultatarkiv, bilarkiv

Dataflyt - en strøm av data som flyter til eller fra entiteter, prosesser eller arkiver

medlemsrapport, medlemsdata, purring, bestilling, resultat

Symboler i DFD.

Oppbygningen av dataflytdiagrammer innebærer at man først angir hovedsystemets oppgaver (brukernes krav), og deretter deler hovedsyste­ met opp i delsystemer, fordeler oppgavene på delsystemene og finner sammenhengen mellom dem. Denne oppdelingen finner sted inntil en har full oversikt over hele systemet. Overført til dataflytdiagrammer kalles det diagrammet som beskriver hovedsystemet, et kontekstdiagram. De ulike delene av hovedsystemet vises deretter ved hjelp av et dataflytdiagram 0 - DFD-0. Hvert enkelt delsystem, som kalles en prosess i et dataflytdiagram, kan deretter deles ytterligere opp i egne diagrammer dersom det er behov for det.

Kontekstdiagram DFD-0

Vi bruker et eksempel for å illustrere dette.

Eksempel Idrettslaget Frisk har bestemt seg for å lage et informasjonssystem som skal ajourholde medlemsopplysningene. Vi begynner med å angi hvilke oppgaver systemet skal ta seg av, ved hjelp av et kontekstdiagram.

Som du ser, viser et kontekstdiagram hovedsystemet som en sirkel - ofte kalt en prosess. Til og fra hovedsystemet flyter det data som kommer fra kilder eller går til bestemmelsessteder i hovedsystemets omgivelser. Kildene og bestemmelsesstedene kalles entiteter.

19

2

Fra problem til beskrevet system

Hovedsystemet blir detaljert videre ved hjelp av et dataflytdiagram 0 - DFD0, som viser hvilke arbeidsoppgaver som systemet skal utføre.

Som du ser, er hovedsystemet, i dette tilfellet medlemssystemet, i første omgang delt opp i tre delsystemer (delprosesser): oppdatere medlemsregiste­ ret, kontingentbehandling og rapportutskrift. Hvilken oppdeling som er natur­ lig, avhenger av hvilke arbeidsoppgaver som utføres i hovedprosessen. Dataflytdiagrammet viser hvilke data som er nødvendige for å utføre arbeidsoppgavene i prosessene, hva som produseres av data i prosessene, og hvilke data som skal lagres eller hentes - legg merke til hvilken vei pilene går i forhold til arkivet. Mellom prosessene og arkivene flyter det data.

Oppdelingen i et dataflytdiagram 0 er ofte grov, og det kan derfor være aktuelt å foreta en ytterligere detaljering av en eller flere av prosessene slik at det foregår bare én arbeidsoppgave i hver prosess. Prosess 1 - oppdatere medlemsarkivet - utfører i dette tilfellet bare registrering av medlemsopplysninger. I prosess 2 - kontingentbehandling - skjer derimot flere arbeidsopp­ gaver, og derfor detaljerer vi den prosessen ytterligere i et dataflytdiagram 2 DFD-2.

20

2

Fra problem til beskrevet system

Prosess 3 - rapportutskrift i dataflytdiagram 0 - produserer, som du ser, fire ulike typer rapporter. Arbeidsoppgavene som er knyttet til produksjonen av de ulike rapportene, er forskjellige, og følgelig må også denne prosessen detalje­ res i et dataflytdiagram 3 - DFD-3.

Dette er viktig når du tegner dataflytdiagrammer: Kontekstdiagrammet består bare av én prosess, med en eller flere entiteter. 2 Dataflytdiagram 0 skal ha de samme inngående og utgående dataflytene som kontekstdiagrammet. Likeså skal diagrammer som er detaljert videre, ha de samme inngående og utgående dataflytene som den prosessen som er utgangspunktet for detaljeringen. 3 Ingen av prosessene i et dataflytdiagram kan stå alene uten sammenheng med andre prosesser eller arkiver. 4 Detaljering av en prosess skjer inntil det bare utføres én arbeidsoppgave i prosessen.

1

Regler for utfor­

ming av dataflytdiagrainmer

Datakatalog Selve dataflytdiagrammene gir ikke nok informasjon om det informa­ sjonssystemet som skal lages. Det er nødvendig å beskrive innholdet i arkivene og dataflytene nærmere. Med andre ord må systemutvikleren angi lengden på de ulike feltene og hva slags type de skal være - skal feltet inneholde bare tekst, bare tall, både tekst og tall, en dato eller verdien ja eller nei? I den forbindelse benyttes datakatalogen (eng.: Data Dictionary - DD). Arbeidet med datakatalogen skjer i samarbeid med brukerne av informasjonssystemet, og det tas utgangspunkt i dataflyten og arkivene på det nivået de vises siste gang.

Beskrive innholdet i arkiver og dataflyter

21

2

Fra problem til beskrevet system

Ved utarbeidelse av en datakatalog benytter man en rekke faste symboler. Symbol

Beskrivelse Eksempel

Og

KUNDEDATA = knavn + kadresse + tlf + telefaks + leveringsadresse + kontaktperson

Enten eller

BETALT KONTINGENT =

Er lik

]

Gjentakelse (iterasjon)

Valgfritt

JA _NEI_

KUNDERAPPORT ={kundenavn + tlf + kontaktperson} KUNDEDATA = knavn + kadresse + tlf + (telefaks) + leveringsadresse + (kontaktperson)

Symboler i datakatalogen. Programutviklings-

verktøy

For øvrig er det programutviklingsverktøyet som virksomheten velger i realiseringsfasen, som bestemmer hvilke felttyper en har til rådighet. Vi benytter medlemssystemet til idrettslaget Frisk og illustrerer hvordan en datakatalog bygges opp.

^Eksempel

22

2

Fra problem til beskrevet system

Vi tar utgangspunkt i DFD-0 og vurderer hva som skal inngå i datakatalogen her. Prosess 1 - oppdatere medlemsarkivet - detaljeres ikke videre, og derfor skal den inngående dataflyten medlemsdata inngå i datakatalogen. Først angir vi hvilke felter dataflyten består av, og deretter bestemmer vi lengde og felttype. Legg merke til at det angis minimums- og maksimumslengde for hvert felt. For eksempel består feltet telefon av minimum åtte tegn og maksi­ mum åtte tegn, årsaken er at ingen telefonnummer består av færre tegn. MEDLEMSDATA = navn + adresse + postadresse + (telefon) + fødselsdato + gren + innmeldingsdato navn = 1 {tegn}25 adresse = 1 {tegn}20 postadresse = 1 {tegn} 15 telefon = 8{tegn}8 fødselsdato = datofelt t gren= 1 {tegn} 12 innmeldingsdato = datofelt

Arkivene skal også inngå i datakatalogen - i dette tilfellet heter arkivet medlem. Når det gjelder prosess 2, er den detaljert ytterligere, derfor tar vi utgangspunkt i DFD-2. Innbetalingsgiro er et standarddokument, som det er unødvendig å lage katalog for. Det gjelder også den inngående dataflyten betalingskvittering

23

2

Fra problem til beskrevet system

fra banken. Den utgående flyten purring er den eneste dataflyten det er aktuelt å lage datakatalog for i DFD-2. Når det gjelder prosess 3 i DFD-0, er også den detaljert ytterligere i DFD-3, som derfor danner utgangspunkt for datakatalogen. Her er det aktuelt å utarbeide datakatalog for hver enkelt rap­ port. MEDLEM = medlemsnr + navn + adresse + postadresse + (telefon) + fødselsdato + gren + betalt kontingent + innmeldingsdato

PURRING = medlemsnr + navn + adresse + postadresse + standardtekst MEDLEMSRAPPORT = {medlemsnr + navn + adresse + postadresse}

GRENRAPPORT = {medlemsnr + navn + gren}

Kra vspesifi kasj on Når analysefasen er gjennomført, sitter systemutvikleren igjen med en fullstendig beskrivelse av ulike delene av informasjonssystemet. Denne beskrivelsen samles i kravspesifikasjonen, som er et viktig dokument videre i utviklingen av informasjonssystemet.

En ferdig utfylt kravspesifikasjon bør inneholde følgende punkter: 1 En beskrivelse for målet med informasjonssystemet. 2 En beskrivelse av informasjonssystemets prosesser. Dataflytdiagrammene og datakatalogen viser delene av informasjons­ systemet, hvilke rapporter som skal produseres, hvilke data som skal lagres, og hvilke data som er nødvendige for å utføre prosessene. 3 En beskrivelse av opplæringskrav og endringstiltak i organisasjonen. 4 En beskrivelse av kravet til dokumentasjon. Systemdokumentasjonen forteller hvordan systemet er bygd opp, og brukerdokumentasjonen forteller brukeren hvordan systemet fungerer.

Vedlegg 1 viser hvordan en kravspesifikasjon kan se ut etter at analysefa­ sen er gjennomført.

24

2

Fra problem til beskrevet system

Utformingsfasen Denne fasen bygger på analysefasen og følgelig på kravspesifikasjonen. Her vurderes og til slutt velges konkrete løsninger. Det betyr at det velges programvare og edb-utstyr.

Valg av

programvare

I mange tilfeller har en virksomhet allerede edb-utstyr av en eller annen type. Det første man må ta stilling til, er om utstyret også kan brukes for det nye informasjonssystemet, eventuelt om det må bygges ut, eller om det må kjøpes helt nytt utstyr.

Ved valg av programvare kan resultatet bli et standardprogram. Dersom det ikke finnes passende standardprogrammer på markedet, må informa­ sjonssystemet spesiallages (skreddersys), enten ved hjelp av et tredjegenerasjonsverktøy (for eksempel Pascal, Cobol, C) eller et fjerdegenera­ sjonsverktøy (for eksempel DataBase, Microsoft Access, Works, Microsoft Excel). Utformingsfasen er en svært omfattende og avgjørende fase, og her er virksomheten avhengig av at det er blitt utført et grundig arbeid i analyse­ fasen, slik at programvare og edb-utstyr velges på riktig grunnlag.

Visste du at ... 11990 satte Rikstrygdeverket i gang en systemutviklingsprosess som ble kalt TRESS-90. Målet var å innføre nye edb-baserte informasjonssy­ stemer i store deler av etaten.

Det meste gikk galt for TRESS-90: budsjettoverskridelser, blant annet fordi det dukket opp nye behov underveis, teknologien som var valgt viste seg ikke å holde mål, og de ansvarlige fikk tidsproblemer.

Etterhvert ble systemutviklingen overtatt av et konsulentfirma, men idag er hele utviklingsprosjektet lagt ned.

25

2

Fra problem til beskrevet system

Vi tar utgangspunkt i idrettslaget Frisk igjen og illustrerer valg av edbutstyr og programvare.

-Eksempel-------------------------------------------------------------I 1990 anskaffet idrettslaget Frisk en brukt PC med prosessoren Intel 80286, 2 MB direkteminne (RAM) og 40 MB platelager (harddisk). Denne PC-en brukes ennå til skriving av diverse brev og notater til medlemmer og styre­ representanter. Styret benytter tekstbehandlingsprogrammet WordPerfect 4.2. Frisks første spørsmål blir da om klubben kan bruke denne maskinen for medlemssystemet også. Hvilket maskinbehov en har, avhenger i stor grad av hvilke programmer som skal benyttes. Moderne Windows-baserte programmer stiller store krav til så vel indre som ytre lager. I tillegg er prosessorens hastighet av betydning for hvor vellykket bruken er.

Styret har valgt et databaseprogram til å holde oversikt over data om med­ lemmene. Etter overveielse velges databaseprogrammet Microsoft Access, som er et Windows-basert program. Det innebærer at den eksisterende PC-en har for liten kapasitet, og styret bestemmer seg for å anskaffe en Pentium PC med 32 MB direkteminne og 1 GB platelager.

Realiseringsfasen Problem, idé, ønske

Ved overgangen fra utformingsfasen til realiseringsfasen kan man velge mellom to alternativer. Man kan enten skreddersy informasjonssystemet eller kjøpe et ferdig standardprogram. Dersom det er aktuelt å skreddersy, innebærer realiseringsfasen programmering. Med andre ord skriver man de instruksene som skal gis til maskinen. Dersom det finnes et passende standardprogram, innebærer realiseringsfasen at standardprogrammet til­ passes virksomhetens spesielle behov.

Når programmeringen er sluttført, foretar man til slutt alle tenkelige tester, slik at man er sikker på at systemet fungerer 100 % uten feil. Vi kan si at man «jager feil» i systemet.

{yisste du at...

y

Grace Hopper, som ble født i 1906 og døde 85 år gammel, var en av datahistoriens mest innflytelsesrike kvinner. Hun var historiens første «debugger», det vil si en person som finner feil i programvaren.

26

2

Fra problem til beskrevet system

Vi skal se litt nærmere på hva realiseringsfasen innebærer for medlemssystemet til idrettslaget Frisk.

-Eksempel----—— ------------------------------------------- _~ Når det gjelder medlemsrutinene, vil realiseringen innebære at informasjons­ systemet lages i Microsoft Access. Vi har følgende beskrivelse fra analysefa­ sen i tillegg til lengde og type på feltene:

MEDLEMSDATA = navn + adresse + postadresse + (telefon) + fødselsdato + gren + innmeldingsdato

MEDLEM = medlemsnr + navn + adresse + postadresse + (telefon) + fødselsdato + gren + betalt kontingent + innmeldingsdato

PURRING = medlemsnr + navn + adresse + postadresse + standardtekst MEDLEMSRAPPORT = {medlemsnr + navn + adresse + postadresse}

GRENRAPPORT = {medlemsnr + navn + gren} FØDSELSDATORAPPORT = {medlemsnr + navn + fødselsdato} MANGLENDE KONTINGENTINNBETALING = {medlemsnr + navn + adresse + postadresse + gren}

27

2

Fra problem til beskrevet system

Siden vi i dataflytdiagrammet har et medlemsarkiv, er det naturlig at det blir en databasetabell i databasesystemet. Tabellen kan for eksempel kalles MEDLEM. Datakatalogen for arkivet bestemmer hvilke felter databasetabellen skal bestå av. MEDLEM

Medemsnr Navn Adresse Postadresse Tlf Fødselsdato Idrettsgren Betalt Immeld.dato

Siden medlemssystemet skal realiseres i databaseverktøyet Microsoft Access, vil feltet medlemsnr og telefon være tallfelter, navn, adresse, postadresse og idrettsgren vil være tekstfelter, fødselsdato og innmeld.dato vil være dato/ klokkeslett-felt, og betalt kontingent vil være et ja/nei-felt.

Det er også laget datakatalog for den inngående dataflyten medlemsdata. Denne datakatalogen danner et fint utgangspunkt for planlegging av skjerm­ bildet for registrering av medlemmene. Etter at databasetabellen er laget, legges det inn en rekke testdata for å teste om tabellen fungerer. Deretter er tiden inne til å definere de ulike rapportene som systemet skal produsere. En og en rapport defineres på bakgrunn av data­ katalogen for utgående dataflyt.

Når alle rapportene er ferdig definert, kan det i mange tilfeller være bruker­ vennlig å lage en meny der brukeren kan velge de ulike bruksmulighetene. Prosessene i dataflytdiagrammene indikerer ofte hvilket menyvalg som er naturlig. Denne menyen kan godt deles opp i en hovedmeny med underme­ nyer (jf. hovedsystem som deles opp i delsystemer). /^FRISKs medlemssystem\ HOVEDMENY 1 Oppdatere medlemsregister 2 Kontingentbehandling \3 Rapportutskrift

J

FRISKs MEDLEMSSYSTEM OPPDATERINGSMENY 1 Oppdatere medlemsregisteret 2 Til hovedmeny

r

FRISKs MEDLEMSSYSTEM KONTINGENTMENY 1 Skrive ut giro 2 Registrere inn­ betaling 3 Skrive ut purring 4 Til hovedmeny

FRISKs MEDLEMSSYSTEM RAPPORTMENY 1 Medlemsrapport 2 Grenrapport 3 Fødselsdatorapport 4 Ikke betalt-rapport 5 Til hovedmeny

r

Menystruktur for idrettslaget Frisk. Bruker­ dokumentasjon

28

Når informasjonssystemet er testet ut og eventuelt rettet opp, utarbeides det en håndbok for brukerne. Håndboka kalles ofte en brukerdokumenta ­ sjon, og den skal fortelle framtidige brukere hvordan systemet fungerer.

2

Fra problem til beskrevet system

Før man går over til neste fase, innføringsfasen, må eventuelt nyinnkjøpt edb-utstyr og programvare installeres.

Innføringsfasen I denne fasen tar man i bruk det nye informasjonssystemet. Forutset­ ningen for det er at brukerne får opplæring. Innføringsfasen er ofte avgjørende for hvor vellykket bruken av det nye systemet kan bli. Det er ikke alltid slik at alle brukerne er like overbevist o om at omleggingen er den beste løsningen. Årsaken til at det innføres nye edb-systemer, er i de aller fleste tilfeller at det er ønskelig at arbeidsopp­ gaver skal utføres bedre og mer rasjonelt. For at dette målet skal oppfyl­ les, må brukerne bli opplært i å benytte informasjonssystemets mulig­ heter fullt ut. De må også være motivert for å ta det i bruk.

I mange tilfeller er innføring av nye edb-baserte informasjonssystemer en svært kostbar affære. Imidlertid hevdes det at den største kostnaden oppstår hvis man ikke lykkes i innføringsfasen. I neste kapittel skal vi komme mer tilbake til hvordan man kan lykkes i innføringsfasen.

Forvaltning og drift Når en virksomhet har et informasjonssystem, vil den gjeme ha nytte av det en god stund - det er ønskelig at livssyklusen skal bli lengst mulig. Det er derfor nødvendig å holde det ved like og eventuelt forbedre det. Tilbakemelding fra brukerne med hensyn til krav til informasjonssy­ stemet er imidlertid en viktig forutsetning når det gjelder forvaltning og drift.

Dersom brukernes krav ikke blir tilfredsstilt, rapporteres problemer, ideer og/eller ønsker til de ansvarlige i virksomheten. Avhengig av størrelsen og kompleksiteten på problemene/ønskene/ideene går man tilbake til de ulike fasene i livssyklusmodellen og oppdaterer informasjonssystemet. På et eller annet tidspunkt må man sannsynligvis begynne forandringsanalysen nok en gang.

Dokumentas j on Kravspesifikasjonen beskriver informasjonssystemets ulike deler. Et punkt i kravspesifikasjonen uttrykker behovet for dokumentasjon av det ferdige systemet. Vi har tidligere nevnt at et ferdig informasjonssystem bør ha en systemdokumentasjon og en brukerdokumentasjon.

Kravspesifikasjon

29

2

Fra problem til beskrevet system

Systemdokumentasj on Investering og

vedlikehold Systemutviklere

Som navnet indikerer, er dette en dokumentasjon av hvordan systemet er o bygd opp, og hva det kan gjøre. Årsaken til at det er av stor betydning å utarbeide denne dokumentasjonen, er at den er avgjørende for justering og vedlikehold av informasjonssystemet. Dette er med andre ord et doku­ ment for systemutviklere.

En systemdokumentasjon bør inneholde følgende: 1 2

3 4 5 6

En beskrivelse av hva informasjonssystemet gjør, og hvordan det er bygd opp (diagrammer, modeller o.l.). Eksempler på hvordan de rapportene som informasjonssystemet produse­ rer, ser ut. En beskrivelse av de skjermbildene og menyene informasjonssystemet benytter. En beskrivelse av eventuelle lagrede data - felttype og lengde. Eventuelle programkoder. Krav til maskinen.

EksempelEn systemdokumentasjon for Frisks medlemssystem vil inneholde en oversikt over hvilke felter databasetabellen består av, så vel som felttype og lengde. En beskrivelse av menyens oppbygning og andre skjermbilder er også viktig innhold i dokumentasjonen. Utskriftseksempler av rapporter og hvilke navn de er lagret under, er også viktig informasjon til systemutviklere som skal vedlikeholde informasjonssystemet.

Brukerdokumentasj on Innføringsfasen Håndbok for

brukere

Brukerdokumentasjonen lages ofte i innføringsfasen. Som ordet sier, er dette en dokumentasjon for brukerne av informasjonssystemet. Det er med andre ord en håndbok som forteller hva systemet kan gjøre, og hvordan en får det til å utføre de ulike rutinene.

En brukerdokumentasjon bør inneholde følgende: En beskrivelse av hvordan informasjonssystemet startes. En beskrivelse av hvilke menyer informasjonssystemet består av. En beskrivelse av hva de ulike menyvalgene resulterer i. Her må skjermbil­ der vises slik at brukeren kjenner seg igjen. 4 Eksempler på hvilke rapporter informasjonssystemet produserer. 5 En beskrivelse av hvordan man forlater informasjonssystemet. 1 2 3

30

2

Fra problem til beskrevet system

En brukerdokumentasjon bør være så opplysende som mulig. Man må ikke glemme at mange brukere har minimal kjennskap til bruk av infor­ masjonsteknologi.

QTestdeg 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

14

Hva mener vi med et informasjonssystems livssyklus? Hvilke faser består livssyklusmodellen av? Hva er resultatet av forandringsanalysen? Hvilke arbeidsoppgaver utføres i analysefasen? Hva er en kravspesifikasjon? Hvorfor er det ofte nødvendig med en avgrensning av informasjons­ systemet? Hva blir dataflytdiagrammer brukt til? Hva er en datakatalog, og hvorfor utarbeider man en slik? Hva gjøres i utformingsfasen? Når utføres testing av programmet? Hva er et standardprogram, og hva er alternativet? Hva gjøres i forvaltnings- og driftsfasen? Hva er en systemdokumentasjon, og hvorfor er det viktig å utvikle en slik dokumentasjon? Hva er en brukerdokumentasjon, og hvem utgjør målgruppa for denne dokumentasjonen?

lOppgaver

>

.8. Som du ser er dataflytdiagrammene i eksemplet på side 20-21 numme­ rert. Studer diagrammene og finn systemet for nummereringen og oppde­ lingen av de ulike prosessene.

31

2

Fra problem til beskrevet system

.9. a) Påpek feil når det gjelder inngående og utgående flyter i de neste dataflytdiagrammene. b) Nummerer dataflytdiagrammene.

. 10. Oda har en stor lidenskap - hun elsker musikk. Hun har etter hvert fått en anselig CD-samling, som hun har problemer med å ha full oversikt over. Hun ønsker derfor å registrere CD-ene i et arkiv. På grunnlag av de arki­ verte opplysningene (artist, utgivelsesår, musikk-kategori, platetittel o.l.) ønsker hun å lage to typer rapporter. En rapport skal vise en alfabetisk oversikt over alle CD-titlene, og den andre rapporten skal være sortert etter artist. a) Lag kontekstdiagram for CD-systemet. b) Lag DFD-0 for systemet.

32

2

Fra problem til beskrevet system

. 11 . Sjøhusene AS driver med utleie av idylliske små røde sjøhus på Vest­ landet. Du skal beskrive rutinen ved hjelp av dataflytdiagrammer. Arbeidsoppgavene knyttet til bestillingsrutinen er å ta imot henvendelser fra gjester, sjekke ledige rom, eventuelt gi beskjed om det er fullt, regi­ strere bestillingene og deretter sende en bekreftelse til gjestene.

a) Lag kontekstdiagram for bestillingsrutinen. b) Lag DFD-0 og del opp i tre delprosesser: sjekke ledige rom, registrere bestillinger og skrive bekreftelser.

. 12. I en skolesituasjon gis det kontinuerlig karakterer i de ulike fag i løpet av skoleåret. Disse karakterene registrerer læreren i en karakterprotokoll. Ved slutten av hver termin blir innholdet av protokollen brukt til å skrive ut karakterbøker som elevene skal ha. a) Lag kontekstdiagram for karaktersystemet. b) Lag DFD-0.

.13. Et musikk-korps holder oversikt over medlemmene sine i et medlems­ register. Dette registeret blir jevnlig oppdatert med hensyn til innmeldinger, utmeldinger og adresseforandringer. Registeret benyttes ved utsendelse av innbetalingsgiro for betaling av årlig medlemskontingent.

a) Lag kontekstdiagram for medlemsrutinen. b) Lag DFD-0. Du bør dele opp de to prosessene oppdatere medlems­ register og skrive giro. c) Prosessen oppdatere medlemsregister innebærer nå både registrering av innmeldinger, registrering av utmeldinger og registrering av adres­ seforandringer. Dette er tre ulike arbeidsoppgaver, og følgelig bør denne prosessen deles opp i tre nye prosesser. Lag DFD-1.

. 14. Kursarrangøren Lettdata AS skal arrangere et todagers kurs i bruk av reg­ neark. Følgende arbeidsoppgaver gjøres i den forbindelse:

• • • • •

registrere deltakerne skrive ut deltakerliste for eget bruk sende deltakerliste, bekreftelse og innbetalingsgiro til deltakerne registrere innbetalingene skrive purring til deltakere som ikke har betalt

a) Lag kontekstdiagram. b) Lag DFD-0.

33

2

Fra problem til beskrevet system

. 15. Parkering AS er et firma som skal leie ut parkeringsplasser i et parke­ ringshus. I den forbindelse registreres først opplysninger om den enkelte parkeringsplass - plassnummer, størrelse, etasje og månedspris - og om parkeringsplassen er utleid eller ikke. Disse opplysningene lagres i et plassarkiv. Når den enkelte parkeringsplass leies ut, registrerer man opp­ lysninger om leietakeren - navn, adresse, telefonnummer og leiedato - i samme arkiv. Eierne av parkeringshuset ønsker jevnlig tre typer rapporter - en rapport som viser en oversikt over alle parkeringsplassene, men uten opplysninger om eventuelle leietakere, en rapport som viser opplysninger om alle ledige parkeringsplasser, og til slutt en rapport som viser alle opp­ lysningene om alle parkeringsplassene gruppert etter etasje.

a) Lag kontekstdiagram. b) Detaljer kontekstdiagrammet så langt det er nødvendig, i form av underdiagrammer.

. 16. Idrettslaget Frisk arrangerer hvert år en løpskonkurranse. I første omgang ønsker styret å automatisere påmeldings- og resultatrutinen. Idrettslaget tar imot og registrerer påmeldinger, lager startlister, fordeler startnum­ mer, noterer tid og lager resultatliste. a) Lag kontekstdiagram. b) Detaljer kontekstdiagrammet så langt det er nødvendig, i form av underdiagrammer.

. 17. I disse oppgavene skal du arbeide med datakatalog. Fortsett å arbeide med eksemplet over. a) Studer eksemplet på side 23 og sett deg inn i bruken av datakatalogsymbolene. b) Som du ser, er det bare dataflyten medlemsdata som er laget ferdig. Angi lengde og type for de andre dataflytene og arkivet. Feltet betalt kontingent skal ha verdien ja eller nei, og følgelig vil angiv­ elsen av felttype bli slik: [ja/nei]. c) Lag datakatalog for de gjenstående rapportene i eksemplet.

34

2

Fra problem til beskrevet system

. 18. Du har følgende DFD-0:

Lag datakatalog for dataflyt og arkiver. (Nærmere opplysninger om inn­ holdet i de ulike rapportene og arkivet er beskrevet i oppgave 15.)

. 19. Nedenfor ser du hvordan resultatlisten fra Skarverennet er bygd opp. Lag datakatalog for denne listen.

MENN 30-34 ÅR

KVINNER 30-34

1) ANDERSEN PÅ L-FREDRIK

1) ORDINA ANTONINA SK TRAGSNESPOJKARNA 1:38.33 2)

KJELSES 1:38.59 2) RYPDAL MAGNOR ISFJORDEN IL 1:40.28 3) AASEBØ MORTEN LYN 1:42.36 4) HØGBERG THOR GEILO IL 1:45.37 5) JØRGENSEN JAN TORE IF LIUNGEN 1:48.27 6) BAGGETUN ALFRED IL HØYANG 1:50.15 7) GLENDRANGE ØYVIND LHMR SK 1:51:52 8) TRETTERUD OLE BJØRN TORPO IL 1:53.06 9) GJERDE BJARNE HEMSEDAL IL 1:54.38 10) LANGESETER SJUR SAS 1:55.29

SOLBAKKEN BRITT B RØLDAL IL 2:04.35 3) GRUMSTAD MARIT SVEA SKILAG 2:20.46 4) GUS­ TAVSEN ANNE G OSI 2:28.19 5) GISLERUD SIGRID INGEBORG BROMMA 2:29.50 6) SØRLIE TORUNN 2:35.33 7) ALSTERGREN HANNE 0 SLIDRE 2:44.11 8) KNUTSON BRITA KVIRNER ENG 2:56.47 9)ROGNE METTE 2:59.08 10) HANSEN HEIDI 3:02.21

35

2

Fra problem til beskrevet system

.20. I disse oppgavene skal du arbeide med kravspesifikasjoner. Bruk dataflytdiagrammene du laget i oppgave 5 - Sjøhusene AS - og lag en fullstendig kravspesifikasjon for systemet.

.21. Bruk oppgave 16 - løpskonkurransen til idrettslaget Frisk - og lag en full­ stendig kravspesifikasjon for systemet.

.22. Bruk oppgave 14 -Lettdata AS - og lag en kravspesifikasjon for systemet.

^Gruppeoppgaver .23. Anna og Karl Larssen eier et lite småbruk. Familien har bestemt seg for å gå til anskaffelse av en PC med passende programvare. Forutsetningen er imidlertid at man kan bruke PC-en maksimalt. På gården driver Anna Larssen en liten gårdsbutikk der hun selger håndverk som folk har laget. Det dreier seg om treskjæring, porselensmaling, maling på figurer, glassblåsing osv. Hun har en rekke faste leverandører som leverer håndverk. Hun ønsker å lage et system der hun registrerer leverandørenes navn, adresse, postadresse og telefonnummer og hvilken kategori håndverk (treskjæring, glassblåsing osv.) de leverer, samt siste leveringsdato. Med utgangspunkt i det vil hun skrive ut oppdaterte telefon- og adresselister. Hun ønsker også en gruppert liste som viser hvem som leverer hvilken kategori håndverk, og når de leverte siste gang. Leverandørene leverer ulike typer varer, og hun lurer fælt på om det på noen måte går an å lage et system der de ulike varetypene registreres med en beskrivelse, innkjøpsdato, leverandør, antall kjøpt inn, innkjøpspris og utsalgspris. Hun kan litt om regneark og mener at det kan være greiest å registrere varetypene der, slik at hun også kan få en oversikt over forskjellen på innkjøpsprisen og utsalgsprisen. Julen og til dels sommeren er to tidspunkt på året da gårdsbutikken går absolutt best. På disse tidspunktene ønsker hun å lage tilta­ lende salgsbrosjyrer som distribueres i postkassene. Bruk det du har lært i dette kapitlet, og det du kan om ulike typer pro­ gramvare, og lag det edb-baserte informasjonssystemet for Anna Larssen. Husk at de ikke har gått til innkjøp av PC-en og programvaren ennå - du må derfor råde dem til å kjøpe den type programvare du mener de har bruk for.

36

---------------------------------------------------------------------------------

2

Fra problem til beskrevet system

.24. Bonde Karl Larssen driver med epledyrking. I eplehagen har han fire for­ skjellige eplesorter - Inger Marie, Gravensten, Aroma og Filippa. Han selger en del av eplene sine via Gartnerhallen, som distribuerer eplene videre til forretninger. Larssen har imidlertid også en del faste kunder som kjøper epler av ham hvert år. Hittil har han registrert årlig avling, salg til kunder og Gartnerhallen manuelt i bøker. Adressene til de faste kundene har han også skrevet ned sammen med hvor mye de har kjøpt hvert år.

I forbindelse med at familien Larssen har bestemt seg for å kjøpe en PC, har Karl funnet tiden inne til å automatisere informasjonssystemene sine. Han ønsker et system der han kan legge inn alle data om de faste kundene sine - navn, adresse, postadresse, telefonnummer og hvor mange kilo epler de kjøpte siste år og tidligere år. Med utgangspunkt i denne lagrin­ gen ønsker han å skrive ut en telefon- og adresseliste, et informasjonsbrev til de faste kundene om at nå er det tid for å kjøpe norske epler, og en rapport som viser hvor mye hver enkelt kunde har kjøpt siste år sammen­ lignet med tidligere år. For hvert år ønsker han også å registrere høstens avling av hvert epleslag. Her ønsker han å registrere antall kilo solgt av hvert epleslag til enhver tid, og hvor mye som er på lager til enhver tid. Han ønsker også at de fem siste års avling vises for hvert epleslag, slik at han kan lage en grafisk framstilling av de ulike års avlinger for hvert eple­ slag. Bruk det du har lært i dette kapitlet, og det du kan om ulike typer pro­ gramvare, og lag det edb-baserte informasjonssystemet for Karl Larssen.

37

3 Datamodellering

Etter å ha lest dette kapitlet skal du

• ha lært hvordan du kan planlegge lagringen av dataene i et databasesystem ved hjelp av metoden datamodellering

38

3

I forrige kapittel lærte du å bruke dataflytdiagram for å analysere og dele opp et informasjonssystem. Du kartlegger da blant annet bruken av arki­ ver. Hvilke data som skal lagres, og hvordan de skal lagres, vises imidler­ tid ikke i dataflytdiagrammet. Du lærte da å benytte en datakatalog for å beskrive hvilke data som skal lagres. I en del tilfeller kan det vise seg at man ønsker å lagre så mange opplysninger om de enkelte forekomstene at det er hensiktsmessig å dele arkivet opp. Siden vi i mange tilfeller realise­ rer systemet ved hjelp av et databasesystem, snakker vi da om at det er behov for en eller flere databasetabeller.

Datamodellering

Databasesystem

En slik oppdeling i flere tabeller må planlegges, og vi har en egen metode som vi nytter i dette arbeidet. Metoden kalles datamodellering, og kan ses på som en metode som vi bruker etter at informasjonssystemet er kartlagt ved hjelp av dataflytdiagram. I dette kapitlet skal vi se nærmere på denne metoden.

En eller flere tabeller Som nevnt er det ikke alltid like enkelt å vite hvordan man best kan orga­ nisere en database. For å illustrere det skal vi ta utgangspunkt i et eksem­ pel som vi forenkler noe. Tenk deg at du skal lage et edb-basert informasjonssystem som skal hjelpe deg til å holde orden på platesamlingen din. Du må da registrere opplysninger om platene og artistene. Om platene vil du vite tittel, utgivelsesår, plateselskap og artist. Om artistene ønsker du å registrere navn, nasjonalitet og agent. Du vil mest sannsynlig lage en tabell med følgende felter: PLATER (tittel, utgitt, selskap, artistnavn, nasjonalitet, agent)

Rent umiddelbart ser dette ut som en akseptabel løsning. Det er imidlertid flere årsaker til at det ikke er den beste løsningen. Den medfører nemlig høyst sannsynlig en del unødvendig dobbeltlagring. Dersom du for eksempel har fem plater med samme artist, innebærer det at opplysnin­ gene om artisten blir registrert fem ganger.

PLATER Artistnavn Agent

Tittel

Utgitt Selskap

Prince 1999

1982

Warner Brothers

Prince

Gloria Prue

Diamonds & Pearls

1989

Warner Brothers

Prince

Gloria Prue

Grafitti Bridge

1990

Warner Brothers

Prince

Gloria Prue

The very best of Elton John 1990

Happenstance Ltd. Elton John

Nelson Wilson

Simply the Best

1991

Capitol Records

Tina Turner

Annie Lenn

Foreign Affairs

1989

Capitol Records

Tina Turner

Annie Lenn

39

3

Datamodellering

Ulemper ved feil organisering av databasen

Det er flere årsaker til at man ikke bør velge denne organiseringen:

1 Unødig mye innskrivning. 2 Sløsing med plass på lagringsmediet - dobbeltlagring. 3 Større sannsynlighet for feil - det er mulig at du skriver navnet på artisten feil en eller flere ganger. Når du da skal søke etter alle platene med denne artisten, finner du dem ikke fordi artistnavnet er skrevet feil. 4 Tungvint å oppdatere. Dersom en artist skifter agent, må du gå inn og endre dette for alle platene til artisten.

En løsning med alle dataene i en og samme tabell kan være akseptabel når systemet er svært lite. Når systemet blir større, er det en svært dårlig løs­ ning, Vi skal vise deg eksempler på hvordan vi unngår en samling med alle data i en tabell. Vi kommer tilbake til eksemplet med plater og artister i en senere oppgave.

Begrepene i datamodellering Før vi går i gang med å lære deg å konstruere datamodeller, må du kunne en del begreper.

Relasjon Re lasj on sdatabase

De fleste databasesystemer som benyttes i dag, er det vi kaller relasjons­ databaser. Vi skal ikke gå nærmere inn på teorien rundt databaser i denne boka, men nøye oss med å si at det riktige ordet på en databasetabell i for­ bindelse med datamodellering er en relasjon. Med andre ord sier vi at en relasjonsdatabase består av flere relasjoner (databasetabeller).

Entitetstype Et av de mest sentrale begrepene innenfor datamodellering er entitets­ type. Vi starter med å slå fast følgende regler for entitetstyper: Regler for entitetstyper

1 En entitetstype er noe man ønsker å samle opplysninger om. 2 En entitetstype består av mange entitetsforekomster. 3 En datamodell består i de fleste tilfellene av flere entitetstyper.

I en del litteratur som finnes i Norge, bruker man for enkelhet skyld begrepet entitet i stedet for entitetstype. I denne boka velger vi konse­ kvent entitetstype. Vi viser et eksempel for å illustrere entitetstyper.

40

3

Datamodellering

-Eksempel-------------------------------------------------------------Vi ønsker å lage et edb-basert informasjonssystem som holder rede på eien­ domsforholdet mellom hunder og barn - et hundesystem. Dersom vi datamo­ deller dette forholdet, blir den foreløpige datamodellen slik: Entitetstypen BARN

BARN

Entitetstypen HUND

eier

eies av

HUND

Beskrivelse av forholdet mellom entitetstypene

Vi får her entitetstypene BARN og HUND. I entitetstypen BARN er det mange entitetsforekomster - én for hvert barn vi ønsker å samle opplysninger om. Det er umulig å tegne en datamodell som viser alle barna man ønsker å lagre opplysninger om, derfor representerer vi dem ved hjelp av entitetstypen BARN. Det samme gjør vi med entitetstypen HUND. Forholdet kan fremstilles på denne måten:

Entitetsforekomst nr. 1

Entitetsforekomst nr. 4

Modellen kan leses fra venstre mot høyre - et barn eier hund, og fra høyre mot venstre - en hund eies av barn.

Forutsetningen for at «noe» (et objekt eller en hendelse) er en entitetstype, er at det kan tenkes flere forekomster av objektet eller hendelsen.

Identifikator/nøkkel Når vi skal lage et informasjonssystem ved hjelp av en relasjonsdatabase, kan vi ikke legge inn de virkelige objektene eller hendelsene (entitetsforekomstene). Vi må representere dem ved hjelp av ulike typer identifi­ katorer, gjeme kalt nøkler. En nøkkel er en dataverdi som gjør det mulig å finne tilbake til en bestemt forekomst i databasen. I relasjonsdatabaseog datamodelleringssammenheng snakker vi om ulike typer nøkler.

Nøkkel = dataverdi

41

3

Datamodellering

Kandidatnøkkel En nøkkel er en rekke tegn (tall/tekst) som representerer og identifiserer en hendelse eller et objekt. Eksempler på en nøkkel kan være Eksempler på nøkler

Sammensatt nøkkel

Entydighet

• • • •

egennavn nummer kode navn og adresse

Det siste eksemplet viser en sammensatt nøkkel. Nøkler må være enty­ dige. Det betyr at ingen av nøkkelverdiene er like. Fødselsnummeret vårt er et eksempel på en entydig nøkkel - ingen personer har likt fødselsnum­ mer. Kravet til entydighet medfører i enkelte tilfeller at nøkkelen må være sammensatt. Det er for eksempel mange som heter det samme, men det er lite sannsynlig at de bor på samme sted.

En relasjon (tabell) må alltid ha en nøkkel som er entydig. Når man skal velge en nøkkel, kan man i enkelte tilfeller ha flere å velge i, og det inne­ bærer at vi har flere kandidatnøkler. En kandidatnøkkel er med andre ord en verdi som kan identifisere entitetsforekomsten entydig.

Primærnøkkel Blant kandidatnøklene velger vi en primærnøkkel. Når vi velger hvilken av kandidatnøklene som skal være primæmøkkel, bør vi velge etter føl­ gende kriterier: Kritierier for valg

av primæmøkkel

1 2 3 4

Velg den korteste (i antall tegn). Unngå å velge en sammensatt nøkkel dersom det er mulig. Velg den som vil identifisere entitetsforekomsten over tid. Vær sikker på at nøkkelen alltid har verdi.

Dersom man ikke kan unngå en sammensatt nøkkel, bør man vurdere om man skal innføre en kode eller et nummer.

F remmednøkkel

«Limer» relasjonene

42

En tredje variant av nøkler som vi skal omtale i denne boka, er fremmednøkler. Vi kommer tilbake til denne typen nøkler senere i kapitlet. I denne sammenhengen nøyer vi oss med å si at en fremmednøkkel er det som «limer» relasjonene (tabellene) sammen slik at de utgjør en database.

3

Datamodellering

-Eksempel-------------------------------------------------------------Med utgangspunkt i eksemplet med hundesystemet kan primæmøkkelen for entitetstypen BARN være navn og adresse - altså en sammensatt nøkkel. For entitetstypen HUND lar vi primæmøkkel være et hundenummer som vi for­ korter hundenr. Nøkkelen kunne vært hundenavn og hundens adresse, noe som hadde medført at vi også her hadde fått en sammensatt primæmøkkel. For denne entitetstypen velger vi imidlertid å innføre et nummer som primærnøkkel. Resultatet er at denne entitetstypen har minst to kandidatnøkler hundens navn og adresse, og hundenr.

BARN (navn, adr.)

eier

eies av

HUND (hundenr.)

Forhold mellom entitetstyper De datamodellene vi hittil har vist i eksemplene, er ikke fullstendige. Datamodellen må også vise det virkelige forholdet mellom entitets­ typene. Det gjøres ved hjelp av forhold (eng.: relationships).

I en del norsk litteratur om emnet datamodellering vil man oppleve at det engelske ordet relationships er oversatt med relasjon, og det innebærer at man snakker om relasjoner mellom entitetstyper. (Obs! Gjelder blant annet også enkelte databaseprogram.) Man kan diskutere om det er riktig bruk av ordet relasjon, som også nyttes om en tabell. I denne boka bruker vi derfor begrepet forhold når vi snakker om sammenhengen mellom entitetstyper, og relasjon når vi snakker om en databasetabell.

Eksempel---------------------------------------------------------Forholdet mellom entitetstypene BARN og HUND kan være av typen en-tilmange. Det betyr at ett barn kan eie mange hunder, men én hund kan bare eies av ett barn. En-til-mange skrives ofte 1 : M.

Datamodellen ser da slik ut:

1 : M-forhold

Datamodellen leses da slik: Ett barn eier flere hunder, og en hund eies av ett barn.

43

3

Datamodellering

Når du leser datamodellen, må du huske at det bak hver entitetstype ligger flere entitetsforekomster (tenk gjeme arkivkort i en arkivskuff dersom det gjør det enklere) - en for hvert barn og en for hver hund. Vi leser en og en entitetsforekomst i entitetstypen BARN og ser på det enkelte barns forhold til entitetstypen HUND. Det første barnet (entitetsforekomst nr. 1) eier en av hundene i entitetstypen HUND. Det andre barnet (entitetsforekomst nr. 2) eier også bare en av hundene i entitetstypen HUND. En viktig forskjell er at de to barna ikke kan eie de samme hundene. Det ser vi dersom vi leser datamodel­ len fra høyre mot venstre - en hund kan bare eies av ett barn. Det tredje barnet (entitetsforekomst nr. 3) eier to av hundene i entitetstypen HUND. Vi kan illustrere dette slik:

1 :1,1 : M, M : 1,

M:M

Det finnes ulike typer forhold mellom entitetstyper: • • • •

en til en (1 : 1) en til mange (1 : M) mange til en (M : 1) mange til mange (M : M)

På de neste figurene ser du eksempler på disse.

1 : 1-forhold

Ett barn eier en hund

En hund eies av bare ett barn

M : 1-forhold

Ett barn eier bare en hund En hund eies av flere barn

44

3

Datamodellering

M : M-forhold

Ett barn eier flere hunder En hund eies av flere barn

M : M-forhold er litt spesielle når det gjelder å realisere databasen, som vi kommer tilbake til senere i kapitlet.

M: M-forhold

Minimums- og maksimumskardinalitet Det er av interesse å fastslå hvor mange entitetsforekomster én entitets­ forekomst maksimalt kan knyttes til gjennom et bestemt forhold. Dette antallet kalles gjeme maksimumskardinaliteten. Den forteller hvor mange entitetsforekomster som høyst kan knyttes til én entitetsforekomst. På tilsvarende måte kan vi fastsette en minimumskardinalitet, som fortel­ ler hvor mange entitetsforkomster som minst må knyttes til en entitets­ forekomst ved hjelp av et bestemt forhold. Her er det som regel snakk om to muligheter - ingen eller én. Minimumskardinaliteten er blant annet viktig for å angi hvilke begrensninger som gjelder for systemet.

I hundesystemet vårt er forholdet slik at ett bam kan eie minimum en hund og maksimum flere. En hund kan eies av minimum ett bam og maksimum ett bam. Datamodellen blir da seende slik ut: BARN (navn, adr.)

eies av

ett og bare ett

(hundenr.)

en eller flere

Hittil har vi bare vist datamodeller for hundesystemet vårt. På neste side følger eksempler på datamodeller som viser andre forhold.

45

3

Datamodellering

M : 1-forhold En bedrift ønsker å lage et informasjonssystem som holder rede på hvilke ansatte som jobber i hvilke avdelinger. Naturlige entitetstyper her vil være ANSATT og AVDELING. Primæmøkler kan være ansattnr. og avdelingsnavn, som vi fortkorter til avd.navn.

Vi leser denne datamodellen slik: Én ansatt jobber i én og bare én avde­ ling, men én avdeling sysselsetter minimum én og maksimum flere ansatte.

Du lurer kanskje på hvorfor ikke bedriften er en entitetstype i denne data­ modellen. Da må du huske at forutsetningen for en entitetstype er at det er flere forekomster av den. I dette tilfellet er det kun snakk om én bedrift. Dersom det var en kommune som ønsket opplysninger om de ulike bedriftene, deres ansatte osv., ville vi derimot også tatt med BEDRIFT som egen entitetstype.

1 : 1-forhold Bedriften ønsker også å vise hvilke ansatte som er leder for hvilke avde­ linger.

Denne datamodellen leser vi slik: Én ansatt er leder for minimum 0 eller

maksimum 1 avdeling, og én avdeling ledes av minimum en og maksi­ mum en ansatt.

Da vi laget denne datamodellen, tok vi en forutsetning. I entitetstypen ANSATT ligger alle ansatte lagret. Ikke alle disse ansatte er ledere, og derfor må vi ha med minimumskardinaliteten 0.

Entitetstypers egenskaper Attributter

Attributtliste

46

Hittil har vi bare lagret idenfikatoren (primæmøkkelen) for entitetstypene. Alle entitetstyper har imidlertid en eller flere egenskaper, også kalt attributter, som det er ønskelig å lagre. Disse egenskapene må doku­ menteres i datamodellen - enten i selve modellen eller i en egen egenskaps-/attributtliste.

3

Datamodellering

Du har kanskje allerede gjort oppgaven hvor du laget en datamodell for for­ holdet mellom filmer og regissører. Om de enkelte filmene kan det for eksem­ pel være interessant å lagre filmtittel, produsent, årstall, utgifter og inntekter. Dette blir da egenskapene, eller, om du vil, attributtene, til entitetstypen FILM. Om regissørene kan man lagre navn, fødselsdato og nasjonalitet. Datamodellen blir seende slik ut:

Egenskapene er viktige når datamodellen skal realiseres til en database. Rent generelt kan vi si at hver entitetstype blir en relasjon (tabell) i data­ basen, noe vi kommer tilbake til senere i kapitlet.

Fra datamodell til database Som nevnt er det en klar sammenheng mellom datamodeller og databa­ ser. I resten av dette kapitlet skal vi se litt på framgangsmåten du må følge når du skal realisere en database med utgangspunkt i datamodellen som du har laget i analysefasen. Datamodellen som består av entitetstyper, attributter og forhold mellom entitetstypene, beskriver dataene i det ønskede informasjonssystemet. Når vi nå skal foreta overgangen til en database, beveger vi oss over i utformingsfasen, der vi skal bestemme hvordan dataene skal lagres.

Analysefasen Utformingsfasen

Entitetstyper blir relasjoner (tabeller) Følgende hovedregel gjelder for overgang fra en datamodell til en data­ base: Hver entitetstype blir en relasjon (tabell).

Regel 1

Vi ser på et eksempel for å illustrere dette nærmere.

47

3

Datamodellering

-Eksempel-------------------------------------------------------------Vi tar igjen utgangspunkt i eksemplet med regissører som regisserer filmer. Denne datamodellen ser slik ut:

Når vi følger regelen over, får vi disse relasjonene (tabellene): FILM (filmtittel, produsent, årstall, utgifter, inntekter REGISSØR (navn, fdato, nasjonalitet

Det er vanlig å understreke primæmøkkelen.

Selv om vi ved å følge regel 1 sitter igjen med like mange relasjoner (tabeller) som vi har entitetstyper, har vi fremdeles ikke noen fullverdig database. En av definisjonene på en database er at den består av en samling tabeller som har noe med hverandre å gjøre. Det innebærer at relasjonene (tabellene) må henge sammen - vi må koble dem. Vi introdu­ serer en ny regel: Regel 2

Fremmednøkkel

Koblingsfelt

Vi flytter primæmøkkelen i «1-relasjonen (tabellen)» over i «M : relasjonen (tabellen)». Nøkkelen vi flytter, kalles en fremmednøkkel i den relasjonen (tabellen) den blir flyttet til, og den danner et koblingsfelt til den andre relasjonen. Mens vi er i gang med regler og flytting av nøkler, velger vi å vise deg nok en regel som du vil stifte nærmere bekjentskap med:

Regel 3

48

11 : 1-forhold kan i utgangspunktet hvilken som helst av de to identifikatorene/nøklene flyttes.

3

Datamodellering

-Eksempel-------------------------------------------------------------I eksemplet vårt med filmer og regissører får vi følgende relasjoner når vi følger regel 2: fremmednøkkel

FILM (filmtittel, produsent, årstall, utgifter, inntekter, navn)

koblingsfelt I I REGISSØR (navn, fødselsdato, nasjonalitet)

Fremmednøkkelen har fått en stiplet understreking for å vise at dette feltet er et koblingsfelt. Du lurer kanskje på hvorfor det nettopp er primæmøkkelen fra 1-rela­ sjonen (tabellen) som skal flyttes over i M-relasjonen og ikke omvendt. Det er fordi man vil hindre mest mulig dobbeltlagring i databasen. Dersom du prøver å flytte feil nøkkel, vil du se at det medfører en mengde dobbeltlagring. Vi skal illustrere det på neste figur. Den har fått et stort kryss over seg for å betegne at løsningen ikke er tilfredsstillende. htJtø

inntektep^

(filmtittel,

produsent,

årstall,

utgifter,

Bkie Moon Friends^

John Willis Liz Lynn

1989 1989

3 000 000/-boolsk). Sanne og usanne utsagn kan sammenlignes med elektriske brytere som er av eller på. Vi kan tenke oss at bryteren kan ha en av to tilstander. Det går også an å bruke andre eksempler. Vi kan for eksempel tenke på batterier som enten er ladet eller ikke ladet. Denne tenkemåten er nær knyttet til det vi kaller binærsyste­ met. Det er et tallsystem der hvert siffer bare kan ha verdiene en eller null. I det mer vanlige desimalsystemet kan som kjent siffrene ha verdier fra null til ni.

Visste du at... Dagens datamaskiner og dataprogrammer er nesten utenkelige uten boolsk algebra.

Herman Hollerith Herman Hollerith (1860-1929) ble tildelt detførste patent for elektriske hullkort­ maskiner i 1889.

Ved den store folketellingen i USA ble Holleriths maskin anvendt med stort hell. Ved å ta i bruk hullkort, slik som også Babbage hadde tenkt noen tiår i forveien, kunne Hollerith gjøre god forretning på sin nystar­ tede bedrift. Denne bedriften er starten på den kjente giganten Internatio­ nal Business Machines (IBM).

Konrad Zuse Ved at han brukte releer for å slå av og på brytere i en beregningsmaskin, kan vi si at den tyske Byingeniøren Konrad Zuse anvendte binærsystemet

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

for å lage en datamaskin. Binærsystemet bygger på at vi har to mulige verdier for hvert element i et mønster. Det kommer vi tilbake til senere i dette kapitlet.

Zuses arbeid hadde mye å si for utviklingen av det strategisk viktige V2våpenet under den andre verdenskrigen. Amerikanerne arbeidet samtidig på sin maskin Mark I, som fikk strategisk betydning i forbindelse med å stille inn kanoner så de ble mer treffsikre. Maskinen var 15 meter lang og mellom to og tre meter høy, og var verdens største regnemaskin. Begge disse maskinene kalles elektromekaniske, fordi de brukte både mekanikk og elektronikk for å fungere.

Fredrik Rosing Bull Hullkortmaskinen som denne nordmannen tok patent på i 1924, fikk beskrivelsen «automatisk registreringsmaskin for statistiske og lignende øyemed». Den kjente datamaskinprodusenten Bull i Frankrike ble grunn­ lagt på hans arbeid, der vi blant annet kjenner varemerket Zenith. Dessu­ ten kjenner vi igjen hans navn hos den kjente datamaskinprodusenten HoneyWell Bull i Amerika.

Hullkortmaskin

I 1997 delte den norske Dataforening ut Rosing-priser for kreativitet, an­ vendelse og brukervennlighet under en såkalt Rosing-konferanse. Rosing-priser er tidligere utdelt ved Høyskolen i Oslo, der Fredrik Rosing Bull i sin tid studerte. På denne måten er Bulls navn fortsatt en stimulans i norsk programutvikling og systemutvikling.

William Shockley Oppbyggingen av de elektroniske bryterne som trengs for å virkeliggjøre George Booles ideer om en datamaskin for logisk algebra, forutsatte på 1940-tallet bruk av radiorør. Radiorøret kan sammenlignes med lyspærer i energiforbruk og med forsterkere i funksjonalitet. Radiorøret er tatt i bruk på nytt i våre dager, men i en moderne utgave, i lydanlegg med spe­ sielle krav, og i militærstrategisk sammenheng. Oppfinnelsen av transistoren i 1948 avløste radiorøret i datamaskinkon­ struksjonen. Den fikk enorm betydning for hvilke muligheter vi senere fikk for å utvikle kraftigere datamaskiner. Transistoren er svært mye mindre enn radiorøret, arbeider mye hurtigere og bruker mye mindre energi.

En moderne pentiumprosessor som inneholder over 5 millioner transisto­ rer ville neppe kunne la seg bygge ved hjelp av radiorør. Den ville heller ikke kunne oppnå på langt nær de samme hastighetene, blant annet fordi ledningsbanene ville blitt for lange.

91

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Selv om William Shockley ikke bygde noen datamaskin, er hans oppfin­ nelse så viktig for utviklingen av nye datamaskiner at han likevel fortjener en plass i denne oversikten.

Utviklingstrekk ved datautstyr Vi skal nå se på enkelte viktige tekniske utviklingstrekk ved datamaskiner og datautstyr fram til i dag.

Elektroniske datamaskiner Den helt elektroniske datamaskinen ENIAC ble bygd i 1946.1 stedet for reléer, som er elektromagnetiske brytere med spoler, ble det konstruert forsterkertrinn som kunne fungere som brytere. Siden transistoren ikke var oppfunnet enda, ble det brukt radiorør i alle forsterkertrinn.

Radiorør og transistorer Radiorør har glødetråd inne i en glasskolbe, nesten som lyspærer, og utvi­ kler dermed en god del varme og bruker dessuten mye elektrisk energi. ENIAC var likevel et avgjørende gjennombrudd, fordi hastigheten på bryterne ble økt. Maskinen målte 18 ganger 10 meter, veide 33 tonn og utviklet med sine 20 000 radiorør temmelig mye varme.

Det er først i andre halvdel av det tjuende århundre at utviklingen av kraf­ tige datamaskiner skjøt fart. Som nevnt fikk transistoren avgjørende inn­ flytelse på utviklingen, fordi maskinene kunne lages med små dimensjo­ ner og beskjedne kraftbehov, og de krevde mindre vedlikehold. Utskifting av radiorør hadde inntil da vært en hovedbeskjeftigelse for vedlikeholdspersonalet.

^/isste du at...

y

Transistoren ble også starten på etterhvert eventyrlige prisfallpå datautstyr.

Integrerte kretser

Mikroprosessor

92

Midt på sekstitallet begynte industrien å sette sammen flere transistorer på en og samme plate, og kalte det integrerte kretser. Forkortelsen IC, som betyr integrated circuit, er fortsatt i bruk. Betegnelsen pakke blir også brukt. Noen tusen transistorer var i begynnelsen et fantastisk steg framover til enda mindre dimensjoner og kraftforbruk på datamaskinene. Fem år senere, i 1970, ble mikroprosessoren utviklet. Det er en IC som kan utføre mikrokode ved å hente instruksjoner fra et elektronisk minne. Det ble snart vanlig med mikroprosessorer som inneholdt flere hundre tusen transistorer i samme pakke.

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Mikroprosessorer I begynnelsen av åttiårene kom det flere produsenter på banen med små hjemmedatamaskiner. Disse mikromaskinene, som de også kaltes, var for det meste utstyrt med prosessorer fra enten Motorola, Zilog eller Intel. Maskinene var vanskelige å programmere og hadde få viktige bruksom­ råder, men leverandørene lovet gull og grønne skoger med hensyn til hva maskinene kunne brukes til. Motorolas mikroprosessorer ble ofte brukt i spillmaskiner og andre gra­ fiske datamaskiner. Prosessorene fra Zilog og Intel ble oftere brukt til formål i industri og næringsliv. De grafisk orienterte og brukervennlige datamaskinene fra Apple, som inneholdt Motorola-prosessoren (Macintosh), overlevde åttitallet, men utgjorde bare noen få prosent av verdens andel av datamaskinsalg, som etter hvert ble dominert av IBM (International Business Machines) og kompatible datamaskiner. IBM lanserte sin PC i oktober 1981, og ikke lenge etter fulgte mange leverandører opp med lignende datamaskiner, De som kunne bruke akkurat den samme programvaren og det samme til­ leggsutstyret, ble omtalt som IBM-kompatible eller kloner.

PC-en lansert oktober 1981

Utviklingen har siden gått i retning av å forbedre hastigheten. I 1997 lan­ serte Intel MMX-prosessoren, som er spesialisert på håndtering av multimedieprogrammer. Bruk av denne mikroprosessoren fører til økt hastig­ het og kvalitet på videofunksjoner i PC-en. Vi kommer tilbake til mikroprosessoren i et eget kapittel senere i boka.

Beskyttet programkjøring Et viktig utviklingstrekk ved overgangen til nittitallet handler om mikroprosessorer som kunne isolere ulike programmer og deres dataområder fra hverandre. Dette kalles beskyttet programkjøring (eng.: protected mode).

Mikroprosessorer fra denne tiden hjelper til med å isolere de for­ skjellige programmene fra hverandre. Det hindrer programmene i å ødelegge for hverandre mens de kjører i den samme datamas­ kinen. Før vi fikk beskyttet programkjøring, hendte det ofte at programmer ødela hverandres dataområder. Det skjedde van­ ligvis ikke av ond vilje, men som en følge av programme­ ringsfeil. Lignende ideer begynte å prege den objektorienterte programmeringen på samme tid. I objektorientert programmering er et av de viktigste for­ målene å isolere og beskytte programdeler og data innenfor det enkelte program. Det gjøres ved at hver programdel knytter seg sterkt til sine egne

93

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

dataområder, og beskytter samtidig dataene mot innblanding fra andre programdeler.

En moderne mikroprosessor er altså bygd opp rundt et av de viktigste prinsippene for objektorientering, nemlig det å beskytte data mot innblan­ ding fra programmer eller prosedyrer som ikke har rettigheter til dataene. I en PC fra midt på 80-tallet er det vanligvis montert en prosessor som har betegnelsen 80286. Denne mikropro­ sessoren er den første av PC-prosessorene som kan inn­ stilles av et program til å kjøre i beskyttet tilstand (protected mode). Det som beskyttes, er programmer og data som ligger i arbeidsminne. Det betyr at det finnes mekanismer i prosessoren som beskytter, eller isolerer, programmer fra hverandre, og som isolerer hvert programs dataområder i arbeidsminne fra hverandre.

De prosessorene som er kommet siden 80286, nemlig 80386, 80486 og Pentium-serien, er enda bedre utstyrt for å sette i verk denne beskyttelsen, og den er blitt vanligere å ta i bruk når man lager operativ­ systemer til datamaskinen.

Hastighetsøkning Et annet meget viktig utviklingstrekk er datamaskinenes hastighetsøk­ ning. Som følge av bedre datalagre, både platelagre og elektroniske lagre, har behandlingen av store datamengder etter hvert sprengt hastighetsrekorder på løpende bånd. Bedre teknikker for konstruksjon av komponen­ ter og kretskort har også bidradd til at maskinene tåler større hastigheter uten at det forekommer feil i dataoverføringene.

Databuss Databussen er det nettet av elektriske ledere som frakter data fra ett sted til et annet i datamaskinen. Det er av stor betydning for arbeidshastigheten å kunne frakte mange databiter av gangen.

-Eksempel--------------------------------------------------------------Tenk over den betydningen antall kjørebaner på en motorvei har for hvor mye trafikk som kan avvikles per tidsenhet. Bredden på

databussen

94

Hvor mange databiter som kan fraktes samtidig, bestemmes av bredden på databussen. Dersom databussen kan frakte åtte biter om gangen, kan vi snakke om en åttebiters datamaskin. En sekstenbiters datamaskin har en databuss som kan frakte seksten biter om gangen.

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Mikroprosessoren bruker datamaskinens buss for å hente og lagre data. Bussen er selve den elektriske oppkoblingen som er nødvendig mellom mikroprosessoren, de andre elektriske komponentene og den elektroniske hukommelsen. Omtrent som i et stort veisystem med motorveier og tilfør­ sels veier trengs det også her et kontrollsystem for å unngå kollisjoner.

Utvidelse av databussen Det krever svært mye å utvide databussen på en PC. En slik utvidelse får konsekvenser for hele oppbyggingen av hovedkortet, i tillegg til at det krever mer av selve mikroprosessoren.

Hovedkortet

Utvidelse av databussen har likevel vært gjenstand for utvikling gjennom hele PC-ens snart tjueårige levetid. Under planleggingen av IBMs PC, som ble lansert i 1981, ville ingeniørene lage en åttebiters datamaskin, fordi det var det vanlige på den tiden.

IBM ble satt på bedre tanker av blant andre den unge Bill Gates, som litt senere kom til å stå bak gigantselskapet MicroSoft. Resultatet ble at IBM besluttet å konstruere en sekstenbiters PC. I dag, omtrent 17 år senere, ser vi at 32 biters datamaskiner erobrer markedene og overtar for de gamle sekstenbiters datamaskinene over hele verden.

Tilleggskort og buss Når vi tar for oss hovedkortet til en PC, ser vi de lett synlige delene av bussen som består av flere parallelle kontaktstnper. 1 hver av disse kontaktstripene kan vi trykke på plass tilleggskort.

-Eksempel--------------------------------------------------------------Det gjør vi dersom vi vil utstyre PC-en med bedre elektronikk enn det som allerede finnes på hovedkortet, for eksempel lydkort eller videokort.

Med buss mener vi mer enn bare disse kontaktstripene. Vi mener i tillegg hele den tekniske og elektroniske løsningen som består av ledningsbaner og tilleggselektronikk som skal få kommunikasjonen mellom mikropro­ sessoren og de øvrige komponentene til å gå riktig for seg. En viktig del av det er de kjørereglene som det må være enighet om for å unngå kolli­ sjoner. Alle som lager tilleggskort og komponenter, må holde seg til disse reglene. Settet med slike regler kalles ofte en protokoll.

Protokoll

Busstyper I løpet av den tiden PC-en har vært på markedet, har flere forskjellige busstyper vært i bruk. Vi skal nå omtale fem busstyper som har vært vanlige i PC-sammenheng.

95

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

PCZYT-bussen er den busstypen som de første PC-ene var utstyrt med ved lanseringen i 1981. Denne bussen ble snart for svak i ytelse. Den ble erstattet med den såkalte AT-bussen, som ble standard og fikk betegnel­ sen ÅSA-bussen.

ISA er forkortelsen for Industry Standard Architecture. Bruk av tilleggs­ kort medførte som regel at vi måtte stille inn mekaniske brytere (mikrobrytere) eller koblingsbøyler på selve kortet - for å få det til å virke. Has­ tigheten for overføring av data ble begrenset av en klokke på 8 mHz. I forhold til kravene i en moderne PC vil vi oppleve denne bussen som langsom. Kravet til tilleggskort til ISA-bussen var at de måtte klare over­ føringshastigheter på opptil 8 mHz. I en PC på 133 mHz kan det bli en veldig forskjell mellom ytelsen på bussen og de øvrige komponentene. Derfor har det kommet flere busstyper.

EISA -bussen står for Extended ISA. Denne bussen tar gjeme imot gamle kort, men tillater litt raskere kort, der mikrobrytere og koblingsbøyler er erstattet med små statiske hukommelser som kan innstilles med et data­ program. Dette dataprogrammet er som regel et installasjonsprogram. Bussbredden er 32 biter, mens ISA hadde 16 biter.

VESA

VESA-bussen hører til gruppen av lokalbusser. Lokalbuss betyr at det er direkte oppkobling mellom mikroprosessoren og de kretsene som styrer skjermbildet. Det medfører raskere svartider når prosessoren spør om tilgang til bussen. Forkortelsen VESA står for Video Electronics Stan­ dards Association, og bussen ble særlig anvendt når det ble stilt krav til hurtigere grafikk. Bredden på bussen er 32 biter, og klokkefrekvensen kan komme opp i over 33 mHz, men det mangler muligheter for automa­ tisk innstilling av elektronikken (konfigurering). MCA-bussen (Micro Channel Architecture) ble anvendt i IBM-maskiner, og hadde gode muligheter for å stilles inn ved hjelp av installasjonsprogrammer, og hastigheten var også bedre enn EISA. I tillegg har denne

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

bussen gode muligheter for automatisk konfigurering, samt både 32 biters og 64 biters bredde. MCA-bussen skiller seg også ut fra de andre ved at den ikke er begrenset til digitale signaler. Den kan også overføre analoge signaler, og er dess­ uten i stand til å betjene flere mikroprosessorer på en gang. Den ble likevel ikke så alminnelig i andre PC-er enn IBMs egne maskiner. Selv med automatisk konfigurering kan det oppstå uventede problemer når nytt utstyr skal på plass i datamaskinen. Med en litt uvanlig buss er det duket for ytterligere problemer. PCZ-bussen står for Peripheral Components Interconnect Bus. Dette er også en lokalbuss med god ytelse for grafikk. Bredden kan være både 32 og 64 biter. Hastig­ heten tilsvarer 33 mHz. Denne bussen er laget med tanke på blant annet Plug and Play teknologien. Det innebærer automatisk konfigurering som i MCA. Sammen med Windows 95 er denne teknologien ment å avlaste brukerne så de ikke skal behøve å bekymre seg verken om installasjonsprogrammer eller mikrobrytere. Tilleggsut­ styret skal ganske enkelt virke med en gang utstyret er koblet opp riktig.

Grafikk og skjermer I begynnelsen av datamaskinens historie var grafikken karakterbasert. Bokstaver, tallsymboler og spesialtegn som utropstegn, punktum, komma og så videre ble kalt karakterer (eng.:characters). Etter hvert begynte vi på norsk å kalle dem tegn. Vi begynte da å si at grafikken var tegnbasert i stedet for karakterbasert, men uttrykket betydde nøyaktig det samme. Den tegnbaserte grafikken innebar at hvert punkt på skjermen kunne programmeres med ett tegn. Dermed ble den programmerbare oppløseligheten i bildet nokså grov. Det var som regel plass til 80 tegn fordelt på 25 linjer.

Karakterbasert

Tegnbasert

Etter hvert ble det behov for å kunne programmere mer nøyaktig på skjer­ men, særlig i forbindelse med forretningsgrafikk, der man ville kunne vise utviklingen i for eksempel salg og fortjeneste ved hjelp av dia­ grammer. De første løsningene bød på en litt høyere program­ merbar oppløsning, nemlig 320 horisontale prikker fordelt over 200 linjer. Vi kan tenke på dette som en høy oppløsning i to dimensjoner, nemlig horisontalt og vertikalt.

Markedet var likevel ikke helt fornøyd før kravet til å kunne presentere farger i forbindelse med forretningsgrafikk var til­ fredsstilt. Vi kan da snakke om en tredje dimensjon, nemlig farge-

97

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

dimensjonen. De første løsningene for fargegrafikk på PC-en omfattet seksten farger. Oppløseligheten kunne da skrives som 320 x 200 x 16. Det første tallet er den horisontale oppløseligheten. Det andre tallet angir den vertikale oppløseligheten, og det tredje tallet angir fargeoppløseligheten, eller fargedybden.

{yisste du at... Da IBM lanserte sin PC i begynnelsen av åttitallet, ville ikke gigantfirmaet tro at høyoppløselig fargegrafikk var en god salgsvare. De lagde en fargeløs PC som fort opplevde konkurranse fra hjemmedatamaskinindustrien.

Da IBM til slutt tok imot utfordringen og lagde en litt mer fargeglad PC, ble det litt halvhjertet gjort med CGA-tilleggskortet for fargeskjerm med 320 ganger 200 pikslers oppløsning og seksten farger. Piksel betyr bildepunkt (eng.: pixel), litt originalt forkortet fra engelsk: picture element. CGA betyr Color Graphics Array. Andre fabrikanter gjorde jobben grundigere med EGA-kortet, som hadde bedre oppløsning (EGA\ Enhanced Graphics Adap­ ter). Så tok IBM endelig utfordringen på alvor og lanserte VGA-standarden (VGA: Virtual Graphics Array). Denne stan­ darden hadde egentlig flere muligheter for oppløselighet inne­ bygget. Oppløsningen med 480 ganger 640 piksler og seksten farger ble vanligvis brukt til forretningsgrafikk, mens 320 ganger 200 piksler og 256 farger ble brukt til spill. Andre pro­ dusenter kom igjen på banen med SuperVGA, som hadde enda høyere oppløsning. I dag er det vanlig med flere millio­ ner farger og omtrent tusen ganger tusen bildepunkter. Det har ført til et behov for større skjermer for å vise alle detaljene godt nok. Mens det tidligere var vanlig med 14 tommers skjermer, er skjermene nå ofte på minst 17 tommer, målt diagonalt over skjermåpningen.

Skrivere Utskrift og presentasjon av data på papir er et av de viktigste formålene med databehandling. De vanligste skrivertypene til nå har vært matrise­ skrivere, blekkskrivere og laserskrivere. Dyrere og profesjonelle skrivere i blant annet grafisk industri er termiske skrivere og sublimasjonsskrivere.

Som annet datautstyr har skrivere utviklet seg ved at de har blitt raskere og billigere og gir mer imponerende resultater enn før.

98

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Matriseskriverne påfører papiret bokstaver og bilder ved hjelp av små prikker. Disse prikkene settes av ved at nåler, montert i en matrise, hamrer mot et fargebånd som er montert rett foran papiret. Kvaliteten på utskrif­ ten blir bedre ved å øke antall nåler. Støyen fra nålenes hamring mot papirvalsen medførte at en del bedrifter måtte investere i lyddempende bokser som skriverne kunne stå inne i. Papiret kom ofte i lange remser med hull langs sidene, og skriveren måtte sørge for mekanisk framtrekk av papiret ved hjelp av disse hullene. Papirkrasj forekom når mekanikken trakk papiret fram med forskjellig hastighet på hver av sidene. Som den eldre skrivemaskinen var også matriseskriverne i stand til å lage gjennomslag til en blåkopi samtidig med originalen. Fargeutskrifter ble mulig ved å bruke et bånd med flere langsgående farger. Båndet ble heist opp og senket, avhengig av hvilken farge som skulle stemples på papiret. Det ble brukt tre grunnfarger på selve båndet. For å sette sammen nye farger måtte man heise og senke båndet, og det måtte gå flere ganger over den samme linjen. Dette blandet fargene, men tok svært mye tid og forår­ saket en god del støy.

På en matriseskriver slår nålene inn mot fargebåndet og lager et avtrykk på papir. Etter hvert som skrivehodet flytter seg steg for steg, blir tall og bokstaver dannet. Andre typer matrise­ skrivere harflere nåler i bredden for skriving av hele bok­ staver.

Blekkskriverne har overtatt markedet etter matriseskriverne. De er popu­ lære fordi de er stillegående og gir pene utskrifter ved at det sprøytes fine blekkstråler ut gjennom dyser i skrivehodet. Antallet dyser som blekket kommer ut av, avgjør utskriftskvaliteten. Selve skriveren er nokså rimelig i innkjøp, men blekkpatronene er nokså dyre. Blekkskrivere har også fargemuligheter, og setter sammen farger på omtrent samme måte som matriseskriverne, ved at blekkstråler med ulik farge og intensitet føres flere ganger over den samme utskriftsbanen for å gi sammensatte farger ut fra tre grunnfarger og sort. Papiret legges i bunker, akkurat som kopieringspapir. Papirkrasj forekommer når framtrekksmekanismen tar tak i flere ark om gangen.

En av årsakene til papirkrasjet kan være at papiret blir statisk elektrisk. Det gjør at arkene klistrer seg fast til hverandre.

Laserskriverne er raske, rimelige i drift, men noe dyrere i innkjøp enn blekkskriverne. Papiret legges i som i en blekkskriver. Papirkrasj fore­ kommer hvis papiret blir statisk elektrisk og arkene klistrer seg sammen. Selv om ikke laserskriverne kan lage gjennomslag, kan du skrive ut samme siden flere ganger på den tiden en matriseskriver brukte på en eneste side. Resultatet blir også nokså pent og nøyaktig. Det finnes avan­ serte og dyre lasere som skriver farger og tosidig. Kvaliteten på utskriften

99

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

henger sammen med tettheten i utskriften. Den måles vanligvis i prikker per tomme, som på engelsk blir dots per inch, forkortet til dpi. Vanlige kvaliteter har inntil nå vært 300 dpi og 600 dpi.

Annet tilleggsutstyr Et utviklingstrekk til er framveksten av mer allsidig og variert tilleggsut­ styr til datamaskinene. Tidligere tenkte vi mest på to typer platelagre, nemlig fast platelager (harddisk) og løse plater (disketter), og skjerm og skriver, når vi nevnte tilleggsutstyr. Bruk av digital databehandling har gitt oss enkle og veldefinerte grensesnitt mellom forskjellig datautstyr. Det har derfor blitt enklere å finne opp og produsere utstyr på nye bruks­ områder og i tillegg videreutvikle de områdene som allerede finnes. Vi skal nevne noe av tilleggsutstyret her.

Zip-drive er en populær enhet for datalagring som bruker 100 megabyte plater og kobles til parallellporten (skriverutgangen). CD-ROM er digi­ tale plater som ser ut som musikk-cd-er. Dataene kan leses om og om igjen, men skrives bare en gang. Disse lagrer omtrent 650 megabyter per plate, og det arbeides for å finne teknologi som lar oss lagre mange ganger så mye på hver plate. Et viktig arbeid dreier seg om utvikling av DVD, som i sin enkleste form vil tilby lager på nesten 5 gigabyte. Forkor­ telsen DVD kan bety Digital Video Disk, og utvikles som følge av et sam­ arbeid mellom tidligere store konkurrenter på dette markedet. I store databehandlingssentraler finner vi magnetbåndstasjoner. Modem brukes i datakommunikasjon og har utviklet seg fra langsomme enheter som var vanskelige å programmere, til våre dagers raske og stan­ dardiserte enheter. Modem tilkobles datamaskinen med seriekabel, som innebærer at alle databitene kommer etter hverandre.

Parallellkabel

ISDN utstyr kan brukes i stedet for modem for å oppnå en langt raskere kommunikasjon enn modemet er i stand til. ISDN kan fås som innebygd kort eller som en boks som står på utsiden av datamaskinen. Tilkoblingen kan gjøres med parallellkabel, som innebærer at flere databiter kan komme fram til bussen samtidig.

På samme måte som modemet kan ISDN allerede om kort tid være avløst av teknologi med svært mye raskere overføringsmuligheter. Dette kan for eksempel dreie seg om ATM eller TV-kabel, som begge tilbyr svært høye overføringshastigheter på dataene.

100

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

^yisste du at... Intemett-tjenester over kabelnettet vil gi kraftige hastighetsøkninger i forhold til ISDN, og åpner for interessante muligheterfor lyd og bilde. Registreringsenheter er utstyr som sender data inn til datamaskinen. Her kan vi nevne mus, som sender data i serie langs en en-biters kanal. Musteknologien har varianter som utnytter IR (infrarødt lys) eller radiosignaler som trådløs forbindelse til datamaskinen.

En skanner kan lese bilder og tekst som legges på en glassplate, omtrent som på en kopimaskin for farger. Bilder gjøres om til digitale mønstre, tekster kan omdannes fra digitale mønstre til redigerbar tekst. I begge til­ feller blir dataene sendt til datamaskinen gjennom et grensesnitt som van­ ligvis er SCSf-basert. SCSI står for Small Computer Systems Interface, og brukes i PC-er som en programmerbar kommunikasjonsport for over­ føring av store datamengder mellom PC-en og ytre utstyr. Det finnes også skannere som bruker skriverporten. Da kalles tilkoblin­ gen et parallellgrensesnitt. Dessuten finnes det håndskannere. De krever at du holder hånden stødig når du fører leseområdet over papirflaten. En håndskanner kan blant annet bruke serietilkobling, akkurat som mus.

^Vissf^dt^^. I amerikanske jagerfly er cockpiten så overfylt med instrumenter at det amerikanske flyvåpen for lenge siden tok i bruk tale som kommandoinstrument (registreringsenhet) i cockpitene. Etter hvert har leverandørene av lydkort tatt med moduler for talekommando i pakkene sine. Det er mulig å få enhver PC til å utføre inntalte kommandoer dersom du har det nødvendige tilleggsutstyret, som består av et lydkort og mikrofon.

Mennesker med funksjonshemninger krever spesiell til­ pasning av utstyret for å kunne betjene det. I denne sam­ menhengen er det vist mye oppfinnsomhet.

-Eksempel-------------------------------------------- —--------------Endring av blikkretningen eller bare selve pusten er eksempler på hva perso­ nen kan bruke for å utløse digitale signaler som igjen kan styre programmer.

Musteknologi

SCSI-basert grensesnitt

Parallellgrensesnitt

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Vi kan sette sammen ulike deler som skanner og lydkort for å få datama­ skinen til å lese høyt fra en bokside eller en avisside. Tenk over hva dette kan bety for blindes muligheter til å bruke vanlig lesestoff. Hva med men­ nesker som ikke har lært å lese?

Analoge signaler

Digitale prinsipper

I forbindelse med dataspill brukes av og til en kontrollspak, på engelsk joystick, som kommuniserer med datamaskinen gjennom en spesiell kontakt som på engelsk kalles game-port. Denne porten styres av analoge signaler. Dette er litt uvanlig, siden nesten all annen kommunikasjon mellom registreringsenheter og datamaskinen, som nevnt i først i dette kapitlet, foregår etter digitale prinsipper.

Miljøhensyn Fargeskjermer, skrivere og annet datautstyr har vært gjenstand for et ener­ gi spareprogram i USA som kalles Energy Star. Når du slår på datamaski­ nen, kommer det fram et symbol øverst i høyre hjørne dersom PC- produ­ senten har vært med i dette programmet. I Energy Star-programmet stilles det krav til hvor mye elektrisk energi utstyret skal få lov til å forbruke. For å nå sparemålene utstyres maskinene med automatikk som slår på sparemodus når enheten ikke er i bruk.

^Visste du at...

j

Det er regnet ut at det ville tilsvare ti kullkraftverk i innsparinger dersom alle PC-er i USA hadde tatt hensyn til Energy Star standarden.

En moderne PC Utviklingen av PC-teknologi har gått så raskt at en lærebok som sier noe om en moderne PC, kan risikere å bli gammeldags på kort tid. Vi skal likevel si litt om hva vi mener om kravene til en moderne PC i dag. Energispare-

automatikk

En moderne PC bør være utstyrt med energispareautomatikk, for eksem­ pel Energy Star. For å kunne utnytte den høye oppløseligheten i moderne programvare bør skjermens størrelse være på 17 tommer. Skjermen bør også være flimmerfri for å spare øynene for altfor stor belastning ved langvarig jobbing.

En alminnelig bra utstyrt datamaskin har i dag en klokkefrekvens (hastig­ het) på omtrent 200 mHz. Et fast platelager på 2 gigabyte og et elek­ tronisk minne på 64 megabyte er også i ferd med å bli vanlig. Dersom utviklingen fortsetter i samme tempo, kan man kanskje gjette på en for­ dobling av disse tallene om ett år?

102

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Datamaskintyper I dette avsnittet skal vi lage en oversikt over forskjellige typer av datama­ skiner. Fordi det nå finnes så mange slags apparater og så mye utstyr som er bygd opp etter digitale prinsipper, må vi gjøre en avgrensning og bare ta med utstyr som har betydning for databehandling i organisasjoner, og ikke tenke på hjemme-utstyr. Da kan vi skille ut fire hovedtyper, selv om grensene mellom dem ikke er helt skarpe og kanskje vil flytte seg etter hvert.

Superdatamaskiner Superdatamaskiner brukes av eksperter for å foreta uhyre kompliserte beregninger, oftest i forskningssammenheng. I Norge har vi en slik maskin ved SINTEF ved NTH i Trondheim. Der utføres det for eksempel analyser for oljeindustrien. Det matematiske ligningssystemet i slike beregninger kan inneholde opptil en million variabler.

Superdatamaskinene, som det finnes bare noen få av i hele verden, kan stå som servere (tjenere) for andre brukere. Det innebærer at andre universi­ teter eller store organisasjoner etter avtale kan koble seg opp mot superdatamaskinen for å få utført beregningene sine.

yVisste du at...

j

Meteorologisk institutt er en storbruker av superdatamaskinkraft.

Stormaskiner Stormaskiner brukes i mindre grad til beregninger, men mer til data­ behandlingsoppgaver som involverer meget store mengder data. Disse maskinene står ofte som servere (tjenere) for terminaler eller minimaskiner. Minimaskiner er en maskintype vi straks skal komme tilbake til. Stormaskinene brukes av store organisasjoner og av offentlige etater. De har døgnkontinuerlig drift og vedlikeholdes av en fast stab. Størrelsen og varmeutviklingen gjør at disse maskinene oftest får egne rom med kjøle­ anlegg og egen tilpasset strømforsyning.

Server

Et eksempel på bruk av en stormaskin finner vi i Postgirobygget i Oslo, der maskinen håndterer flere hundre tusen inn- og utbetalinger hver eneste virkedag. Hver enkelt overføring av denne typen kalles en transak­ sjon. Siden stormaskiner behandler så store datamengder og betjener så mange viktige organisasjoner i samfunnet vårt, er vi svært utsatt dersom det skulle oppstå driftsproblemer. Det er derfor satt inn store ressurser på driftssikkerheten.

103

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Minimaskiner Minimaskiner brukes ofte som tjenere for maskinparken innenfor organi­ sasjoner av en viss størrelse, i de tilfellene der en stormaskin ville vært overdimensjonert. Minimaskinen kan da brukes for å betjene organisa­ sjonens 50 til 200 PC-brukere. Dette oppsettet kan for eksempel ses i banker, der de ansatte har terminaloppkobling til bankens minimaskin, som igjen kanskje er knyttet til en stormaskin som står mer sentralt. Lokalnett

På denne måten kan minimaskinen stå som tjener i et lokalnett for å admi­ nistrere og gjøre andre ressurser i nettet tilgjengelige, som for eksempel skrivere og stormaskinressurser.

Personlige datamaskiner og terminaler Den personlige datamaskinen (PC) er utrustet for å klare en rekke databe­ handlingsoppgaver på egen hånd. Den brukes derfor mye som arbeidssta­ sjon i lokale nettverk. En sterkt utrustet PC kan dessuten også brukes som tjener i mindre lokale nettverk. For å oppnå god nok drift kan vi si at bru­ kertallet bør holde seg under 100 brukere. PC-en kan like gjeme brukes i næringslivet som i hjemmene, og til svært ulike oppgaver. Den store interessen rundt PC-en har gjort det lønnsomt å utvikle en omfattende mengde med tilleggsutstyr. Med den gode tilgan­ gen på slikt tilleggsutstyr har dette igjen skapt ny interesse hos forbru­ kerne.

I lokalnett finner vi ofte dumme terminaler, som de kalles. Det er data­ maskiner som er litt «dummere», eller dårligere teknisk utstyrt, enn vanlige PC-er. De kan til gjengjeld være mer spesialiserte mot den oppga­ ven det er å fungere som klient i et lokalt nettverk, og vi bruker fellesbe­ tegnelsen arbeidsstasjon om en slik terminal. Vi kan finne både dumme terminaler og PC-er i bruk som arbeidsstasjoner i lokale nettverk.

Innholdet i en PC Mange lurer på hva som finnes inne i en datamaskin, og mener da oftest en PC, som er den datamaskinen folk flest har stiftet bekjentskap med. Det finnes flere typer av PC-er i betydningen personlig datamaskin, men mange mener at det var IBM som i 1981 lanserte det som nå kalles PC (personal computer). Det er i alle fall uten tvil den IBM-kompatible PCen som er den mest utbredte personlige datamaskinen i verden i dag.

Hovedkortet

104

Vi skal nå se på en del av de viktigste komponentene som brukes i en vanlig moderne PC. Hovedkortet er den sentrale delen som alle de andre delene og komponentene er koblet til.

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Hovedkortet Hovedkortet er et brett med plass til komponenter og ledningsbaner som leder signaler mellom komponentene. Alle komponentene som til sammen utgjør datamaskinen, befinner seg enten på hovedkortet eller er koblet til hovedkortet med kontakter og ledninger. Noen av komponentene er loddet fast på hovedkortet, mens andre kan plugges inn i kontakter som er loddet fast på hovedkortet. En del komponenter kobles til ved hjelp av kontakter som er montert på baksiden av PC-en, men disse kontaktene er igjen koblet til hovedkortet. Flere av komponentene kan enten være fastmontert eller plugget inn, avhengig av hva kortfabrikanten har valgt å gjøre mulig. Deretter kommer det an på hva eieren av PC-en har bestemt seg for å bruke av fastmonterte komponenter, og hva hun vil erstatte med dyrere og bedre komponenter.

Fastmontert Plugget inn

Kontaktfor strømforsyning— Tabell/bruksanvisning for konfigurering. til hovedkortet.

Nøyaktig konstruksjon av hovedkortet er viktig fordi det gjelder å få sig­ naler med meget høy hastighet til å flyte feilfritt mellom de elektriske komponentene. Signalbanene ligger meget tett, fordi kravet til hovedkor­ tet er at det skal romme mange komponenter på et lite område og føre sig-

Signalbaner

105

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

nålene hurtig mellom dem. Jo høyere signalhastigheten er, jo større er problemene med å unngå forstyrrelser og kortslutninger mellom signalbanene.

Komponentene på hovedkortet Vi skal nå se nærmere på en del av de viktigste komponentene på hoved­ kortet. Hovedkortet med alle komponentene som trengs for å få det til å virke, kalles et PC-system.

Mikroprosessoren

Klokkehastighet

Megahertz

Mikroprosessoren er den sentrale komponenten på hovedkortet. Nesten alle de andre komponentene styres av denne komponenten. Mikropro­ sessoren kan utføre instruksjoner ett skritt om gangen, og skritthastigheten bestemmes av en klokke som gir regelmessige signaler. (Det kan du også lese om i grunnkursboka, side 13.) Klokken består av et elektronisk krets­ løp med et krystall som tikker med en nøyaktig hastighet (frekvens). For hvert tikk sendes det et klarsignal til mikroprosessoren om at den kan gå ett skritt videre med det den holder på med. Klokkehastigheten oppgis ofte i annonser, der hastigheten oppgis i megahertz (millioner tikk per sekund). Mikroprosessoren er ofte satt ned i en sokkel for at den skal kunne byttes ut med utgaver som tåler høyere klokkehastigheter. Inne i prosessoren er det også ledningsbaner og komponenter, for eksempel transistorer, som kan føre signaler med mye høyere hastigheter enn det som er mulig mellom komponenter på hovedkortet.

Elektronisk hukommelse Elektronisk hukommelse (memory), inneholder instruksjoner og data som mikroprosessoren trenger for å vite hva den skal gjøre. Elektronisk hukommelse finnes i flere varianter, avhengig av hva den skal brukes til. Felles for alle variantene er at reaksjonstiden er god nok til at mikropro­ sessoren kan hente instruksjoner i den hastigheten som klokken tillater. Hver eneste hukommelsescelle er nummerert, eller har en adresse, som vi heller sier. Hver enkelt hukommelsescelle kan dermed adresseres ved hjelp av et nummer. En CD-ROM er jo også en slags hukommelse, siden den kan lagre data og programinstruksjoner, men der går det så langsomt å hente instruksjoner at det måtte kastes bort veldig mange klokkepulser mellom hver instruksjon. Det lar seg heller ikke gjøre for prosessoren å adressere hver hukommelsescelle direkte i et slikt lager.

106

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Den alminneligste formen for elektronisk hukommelse konstrueres med Æ4Å/-kretser. Det er hukommelsesceller som lastes med et innhold ved hjelp av en teknikk som minner om det å lade opp eller lade ut et batteri. Dermed kan man godt si at verdien er enten ladet eller utladet. Det er denne tilstanden vi ellers kaller 0 eller 1, og som er grunnen til at vi bygger på det binære tallsystemet, totallssystemet. De mest alminnelige av disse RAM-cellene er dynamisk RAM. Det betyr at cellen må fornye ladingen hele tiden for å kunne holde på informasjonen. Den lades ved at den blir avlest flere ganger i sekundet.

RAM

En hurtigere, og dyrere, variant av RAM-kretser er statisk RAM. Denne hukommelsen trenger ikke gjenopplading. En liten andel av datamaski­ nens hukommelse kan være statisk. Denne statiske hukommelsen kobles nærmere prosessoren for å lagre data og programdeler som bmkes ofte. En slik teknologi kalles hurtigminne (cache-memory). Bruk av hurtigminne kan bidra til økt hastighet på programkjøringen.

Bussen Bussen brukes som kontaktledd mellom mikroprosessoren og den elek­ troniske hukommelsen. For å kommunisere med bussen brukes tre områder av den til hvert sitt spesielle formål. Bussen er en slags holde­ plass for data som skal fraktes til eller fra mikroprosessoren eller til andre komponenter som trenger dem.

Vi kan dele inn bussen i de tre hovedområdene adressebuss, kontrollbuss og databuss. Adressebussen brukes for å kontrollere hvor i hukommelsen dataene og instruksjonene skal hentes, og hvor dataene skal plasseres.

Kontrollbussen brukes for å samordne de hendelsene som trengs når data skal fraktes hit og dit. Det er nødvendig for at ikke forskjellige kompo­ nenter på hovedkortet skal gå i veien for hverandre ved å kreve forskjellig innhold på for eksempel databussen på samme tidspunkt.

107

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

Databussen er selve overføringskanalen for data og programinstruksjoner. For å øke hastigheten på overføringen er, som nevnt på side 94, databredden av stor betydning. En 32-biters overføring kan overføre dobbelt så mange biter om gangen som en sekstenbiters overføring.

Hjelpekretser

DMA

DMA-komponenter er enkle, spesialtilpassede hjelpeprosessorer som på egen hånd kan bruke kontrollbussen og adressebussen for å flytte store datamengder uten å behøve å bry hovedprosessoren. Ordet DMA er forkortelse for det engelske Direct Memory Access, som betyr direkte minnetilgang. Som regel programmeres DMA-komponenten ved hjelp av hovedprosessoren, som deretter lar den utføre selve dataoverføringene helt på egen hånd.

AvbrutÅAkontrolleren er en komponent som kan ta imot signaler fra tilko­ blet utstyr. Denne komponenten er også en forenklet prosessor som kan arbeide på egen hånd hvis den bare er programmert først. Avbruddskontrolleren kan avbryte (eng.: interrupt) mikroprosessoren og få den til å utføre et annet program enn det den egentlig holder på med. Det andre programmet kalles da en servicerutine. Det typiske er at servicerutinen gjør jobben sin på svært kort tid. Det er likevel svært viktig at denne jobben blir utført. Den kan gå ut på enten å rydde opp i noe eller å behandle og kanskje besvare et signal fra en annen komponent i systemet.

Klokkekretsene er komponenter som sammen med et krystall sørger for at alle de andre komponentene holder takten. Det er en av klokkekretsene som sørger for at dynamisk ram blir gjenoppladet med jevne mellomrom. Det gjør den ved å sende et signal til en av DMA-komponentene som leser all hukommelse fra første til siste adresse i PC-en. Dette medfører at hver hukommelsescelle blir gjenoppladet eller utladet, avhengig av om verdien er 1 eller 0. Hele hukommelsen blir altså gjenoppfrisket uten å belaste prosessoren med noe som helst arbeid.

Digitalteknikk Vi har nå sett på noen av de viktigste komponentene i en vanlig PC. Når vi tenker på hvor mange detaljer som må være i orden for at hele datamas­ kinen skal virke, er det nesten utrolig at det går. Grunnen til at det virker, er den store nøyaktigheten den digitale teknikken arbeider med. Det er derfor uhyre spennende å prøve å finne ut litt mer om hvordan komponen­ tene utfører dette nøyaktige samarbeidet.

I neste kapittel skal vi studere to tallsystemer som gjør det litt enklere å forstå hvordan komponentene og mikroprosessoren samarbeider.

108

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

^Testdeg 1 Hva er en abakus? 2 Hvilket programutviklings verktøy var med på å gjøre mikrodata­ maskinen populær tidlig på åttitallet? 3 Hva het verdens første programmerer? 4 Hva kalles utregninger som gjøres med sanne og usanne verdier? 5 Hvilken betydning har boolsk algebra for dagens datamaskiner og dataprogrammer? 6 Hvilken norsk pioner har hatt tilknytning til en fransk datamaskinprodusent? 7 Hvilken oppfinnelse gjorde radiorøret overflødig i datamaskiner? 8 Hvilken innsats gjorde William Shockley for utviklingen av datamaskinen? 9 Hvilken avgjørende utvikling fant sted i 1970? 10 Hvilke fordeler har transistoren framfor radiorøret i en datamaskin? 11 HvaerENIAC? 12 Hva forbinder du med navnene Motorola, Zilog og Intel? 13 Når ble IBMs PC lansert? 14 Hva kunne skje før vi fikk beskyttet programkjøring? 15 Hva er et viktig formål med objektorientert programmering? 16 Hvilken komponent i datamaskinen er det som sørger for beskyttet programkjøring? 17 Hva mener vi med ordet databuss? 18 Hva mener vi med uttrykket sekstenbiters databuss? 19 Hvem er Bill Gates? 20 Hva betyr EISA? 21 Hvilken busstype forbinder du med Windows 95? 22 Hvilken datamaskinleverandør forbinder du med MCA-bussen? 23 Hvilken rolle har forretningsgrafikken spilt for utviklingen av datagrafikken? 24 Hva er typisk for SuperVGA når det gjelder oppløsning og farger? 25 Hva er en piksel? 26 Hva kan årsaken til papirkrasj i en laserskriver eller en blekkskriver egentlig være? 27 Hva betyr dpi? 28 Hva er en skanner?

109

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

^Oppgaver

j

.55. Beskriv hvordan datautstyr kan hjelpe en analfabet til å lese bøker?

.56. Bruk Internett og finn ut hva som skjer med den nye standarden DVD for CD-ROM for øyeblikket.

.57. Lag en forenklet tegning, enten på frihånd eller ved hjelp av et tegneprogram, som viser hovedkortet med de komponentene du har lært om i dette kapitlet. Husk at du ikke kan tegne det nøyaktig som det ser ut i virkelig­ heten. Du må lage en prinsippskisse. Det blir da du selv som i stor grad bestemmer hvor de ulike komponentene havner i bildet. Det viktigste er å få med alle.

. 58. Lag tegningen med piler og navn på komponentene slik at andre kan lære noe av den.

.59. Nevn ulike fordeler og ulemper ved å bruke blekkskriver med farger.

. 60. Hva er avbrudd og avbruddskontroller for noe? Lag en forklaring for en som er helt uvitende om datamaskiner.

Gruppeoppgaver .61. Diskuter hva som kan menes med det engelske uttrykket «memory refresh». Lag en forklaring på hvorfor og hvordan dette foregår.

. 62. Ved bruk av hurtigminne (cache-memory) lastes et programområde inn i en spesielt hurtig hukommelse for å utføres der. Selve kopieringen tar litt tid, mens programutførelsen går raskere enn i den vanlige hukommelsen. Diskuter hva som må til for at det skal være fordelaktig for brukeren av datamaskinen å ha hurtigminne.

. 63. Diskuter uttrykket digitalteknikk. Hva er det egentlig for noe, og hvilken betydning har digitalteknikk i vår hverdag?

110

6

Utviklingstrekk ved datautstyr

. 64. Digitalt videoutstyr, som videokameraer og videospillere, og digitale foto­ apparater, blir mer og mer vanlig. Dette utstyret lagrer oftest bilder i digital form og lar brukeren forstørre bildet digitalt. Det gir ofte et annet resultat enn når man bmker optikk (lysbrytning i glass) for å forstørre bilder. Diskuter forskjellen, og diskuter de kvalitetsmessige sidene ved digital forstørring.

.65. Ta utgangspunkt i utstyr som dere kjenner, for eksempel det som er på skolen, og det som eventuelt er hjemme hos hver enkelt av dere. Diskuter fordeler ved forskjellige måter å sette sammen datamaskinen på. Noen har harddisker uten diskettstasjon, noen har bare svart-hvitt-skjerm. Noen har stor skjerm, noen har liten skjerm. Noen har laserskriver, mens andre har blekkskriver eller matriseskriver. Gå fram slik:

a) Bruk maksimalt ti minutter på å komme på diskusjonstemaer. b) Bruk to minutter på å sette opp en liste over hva dere skal diskutere, ut fra diskusjonstemaene. c) Diskuter dere gjennom lista i løpet av de neste 40 minuttene. Skriv refe­ rat fra diskusjonen.

- 111

7 Tallsystemer og mikro­ prosessoren

Etter å ha lest dette kapitlet skal du • ha fått kunnskaper om det hexadesimale og det binære tallsystemet • vite mer om virkemåten til mikroprosessoren og hvordan den henter og utfører instruksjoner • vite mer om datamaskinens busstruktur

112

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Mikroprosessoren omtales ofte som «hjernen» i en datamaskin, og har av den grunn blitt innhyllet i litt mystikk, fordi vi kan tro at den ligner litt på menneskehjemen. I dette kapitlet skal vi trenge litt inn i mikroprosessorens mysterier og lære litt om hvordan den egentlig «tenker». Det blir mye lettere å forstå det dersom vi samtidig setter oss inn i hvordan mikropro­ sessoren teller! Når vi snakker om det, bruker vi nemlig to andre tall­ systemer enn vi er vant med ellers. I dagliglivet bruker du titallssystemet. Mikroprosessoren er lettest å forstå dersom du kjenner til 16-tallssystemet og totallssystemet.

Titallssystemet

16-tallssystemet

Totallssystemet

Mikroprosessoren arbeider først og fremst med datamaskinens elektro­ niske hukommelse, som den får kontakt med gjennom bussen. Derfor skal vi i dette kapitlet også se litt nærmere på bruk av bussen.

Tallsystemer Når du teller og gjør utregninger til daglig, er du vant til å bruke titalls­ systemet. Du bruker bare én sifferplass når du skal telle fra 0 til 9. Du har lært at hvis du skal telle videre fra 9, må du bruke en sifferplass til. Fra 100 til 999 må du bruke tre sifre. For hver sifferplass er det ti forskjel­ lige sifre som brukes. Derfor kalles systemet titallssystemet eller det desi­ male tallsystemet. I totallssystemet, det binære tallsystemet, brukes bare to sifre. Det er de to første siffeme i desimalsystemet, nemlig 0 og 1. Hvis du skal telle videre fra 1, må du bruke en sifferplass til. Tallverdiene i binærsystemet blir dermed nokså lange å skrive, men til gjengjeld svarer hvert siffer direkte til en ladning i en hukommelsescelle.

Binære tallsystem

Tallet hundre skrives i desimalsystemet som 100, men i binærsystemet blir det 110010. Tallverdien hundre skrives altså med dobbelt så mange sifre i binærsystemet som i desimalsystemet. Til gjengjeld vises ladnin­ gen i hver hukommelsescelle direkte. Det kalles et bitmønster. I sekstentallsystemet, det heksadesimale tallsystemet, bmkes hele 16 for­ skjellige sifre. Det er de ti første sifrene i desimalsystemet som brukes, og deretter bokstavene A til F. Hvis vi skal telle videre fra F, må vi bruke en sifferplass til. Tallverdiene i det heksadesimale tallsystemet blir dermed kortere å skrive. Hvert heksadesimalt siffer svarer til fire binære sifre og dermed til fire hukommelsesceller eller biter.

Heksadesimale

tallsystem

113

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

yj/isste du at... Ordet bit stammer fra forkortelsen for binary digit på engelsk. Det engel­ ske binary digit betyr direkte oversatt binært siffer.

Tallet hundre skrives i det heksadesimale tallsystemet som 64. Denne tall­ verdien skrives altså med ett siffer mindre i det heksadesimale tallsyste­ met enn i desimalsystemet.

Skrivemåter for tallsystemer Det er ikke alltid det framgår så lett av skrivemåten hvilket tallsystem tallet er skrevet i.

«Heks»

Når vi ønsker å si fra at det er titallsystemet vi bruker, sier vi at vi skriver tallet desimalt. For det binære tallsystemet sier vi at vi skriver tallet binært. For det heksadesimale systemet sier vi at vi skriver tallet heksadesimalt, men vi kan også si at vi skriver det i heks. I heks er femten det største tallet vi kan skrive med bare ett siffer, og da bruker vi «sifferet» F. Det er det samme som 15 desimalt. Når vi legger sammen heks F og heks F får vi summen 30 desimalt. Denne summen skrives som 1E i heks. Ett-tallet er verdt 16 desimalt. Sifferet E er verdt 14 desimalt. Summen er altså 30 desimalt.

I grunnkursboka om informasjonsbehandling, side 11, stod det om bok­ staven stor A og ascii-verdier. Ascii-verdien for stor A er sekstifem. Tall­ verdien kan skrives som 65 desimalt, mens det skrives 01000001 binært.

Én byte Binær form

114

Grunnen til å skrive en null helt til venstre i det binære tallet er at vi har nytte av å gruppere sifrene i åtte biter om gangen. Vi vil nemlig gjerne ordne adressene i datamaskinen slik at hver adresse inneholder én byte. Hver byte er vanligvis delt inn i åtte biter. Det forbedrer lesbarheten ytterligere dersom vi lager bupper på fire og fire sifre i binær form.

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Omregning mellom tallsystemer I dette kapitlet skal du få litt mer trening i å behandle tallverdier i heksadesimal og binær form. Når du lærer det, får du mye bedre muligheter for å forstå forklaringene på hvordan mikroprosessoren arbeider.

Bitmønstre for bokstaver Vi skal først se på ascii-verdien for liten A. Den er 97 desimalt, og det skrives 01100001 binært. Du får også vite at ascii-verdien for stor B er 01000010 og for liten B er den 01100010. Nå kan du studere disse to bitmønstrene og prøve å finne ut hva som er forskjellig, og hva som er likt i forhold til de to tilsvarende bitmønstrene for bokstaven A i stor og liten utgave.

Bokstav

Stor

Liten

A

0100 0001

01100001

B

01000010

01100010

Vi teller bitene fra høyre mot venstre, slik at den biten som er helt til høyre, kalles bit null, og biten helt til venstre i en gruppe på åtte kalles bit sju. I avsnittet over viste det seg at den biten som var i posisjon fem (bit 5), bestemte om bokstaven A skulle være stor eller liten. Hvis bit fem hadde verdien 1, ble bokstaven liten. Hvis bit fem hadde verdien 0, ble bokstaven stor.

Denne regelen viser seg å gjelde også for bokstaven B i tabellen ovenfor. Dersom vi hadde skrevet inn flere bokstaver, ville det vist seg at regelen hadde gjeldt for de andre bokstavene også.

Omregning fra binære til heksadesimale skrivemåter Du skal nå lære en teknikk for binære tall som gjør det enklere å lese tall­ verdiene. Teknikken går ut på å lese fire biter om gangen. Disse fire bitene erstatter vi med ett heksadesimalt siffer.

115

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Vi bruker tabellen om igjen.

Bokstav

B

Stor

Liten

0100 0001

0110 0001

4 1

6 1

0100 0010

0110 0010

42

62

Når vi bruker det binære tallsystemet, er det lettere å beregne fire sifre om gangen enn å ta alle de åtte sifrene som er i en byte på en gang. Med bare fire sifre om gangen trenger du bare å beherske hoderegning med summe­ ring av hele tall fra null til åtte. Summen blir aldri større enn femten. Vi starter fra høyre og går mot venstre i tallet.

r-Eksempel--------------------------------------------------------------Tenk på dette eksemplet: 0100

Du begynner på bit null (lengst til høyre), som er verdt enten null eller en. Så går du videre til bit en, som er verdt enten null eller to. Bit to er verdt enten null eller fire, og bit tre er verdt enten null eller åtte. Verdien av hvert siffer summeres etter som du går fra siffer til siffer. I eksemplet 0100 skal du få tallverdien 4.

Ved å bruke skrivemåten for potensregning fra matematikken er det lettere å skrive ned regelen. Da kan du skrive: BitO x 2° + Biti x 21 + Bit2 x 22 + Bit3 x 23 Se på tabellen ovenfor om igjen. Se om du er enig i at hoderegningen er overkommelig. Ascii-verdien for bokstaven stor A er 65 desimalt. Dette skrives som 41 heksadesimalt. Hvis vi kjenner den binære skrivemåten for et bestemt tall, er det enkelt å skrive tallet i heks.

Det blir litt vanskeligere når summen blir høyere enn 9. Da må du bruke de spesielle heksadesimale sifrene A, B C, D, E og F. Det er litt uvant. Prøv deg på følgende tabell, og se om du er enig i de heksadesimale ver­ diene som er beregnet:

116

Tallsystemer og mikroprosessoren

7

Tegn

Binærkode

9

0011 1001

39

0101 1001

59

Tegn

Binærkode

1

0011 0001

z

0101 1010

3 1

5A

Den heksadesimale verdien for bokstaven stor «Z» er altså hex 5A, og for bokstaven Y er den hex 59. Hva vil den heksadesimale skrivemåten for ascii-verdien til stor bokstav X være? Hva vil den binære skrivemåten være?

Svar: X -> hex 58, eller 0101 1000. X er foran Z i alfabetet!

^Visste du at...

j

Det som gjør det enkelt å gjøre om skrivemåten mellom binære og heksa­ desimale siffergrupper, er at fire binære sifre alltid tilsvarer ett heksadesimalt siffer.

Omregning fra heksadesimal til desimal skrivemåte Vi skal nå se på en teknikk for omregning fra heks til desimalt. Vi tar utgangspunkt i det heksadesimale tallet 1111. Det kan forveksles med et binært tall fordi det er brukt bare enere. Men sifferet én er jo selv­ sagt tillatt i heks også. Vi starter fra høyre og går mot venstre i tallet:

Siffer null er verdt enten null eller det sifferet angir. Siffer en verdt enten null eller det sifferet angir, multiplisert med 16. Siffer to er verdt enten null eller det sifferet angir, multiplisert med 16 ganger 16. Siffer tre er verdt enten null eller det sifferet angir, multiplisert med 16 ganger 16 ganger 16. Verdien av hvert siffer legges til totalsummen for hele tallet etter hvert som vi går fra siffer til siffer i retning fra høyre mot venstre. Ved å bruke skrivemåten for potensregning fra matematikken er det lettere å skrive ned regelen. For tallet 1111 heks kan regnestykket se slik ut:

117

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Tallet 1111 hex er 4369 desimalt fordi: 1111

4096

256

16

1

Vi prøver det samme med et annet tall. La oss prøve med det heksadesi­ male tallet E73A.

Tallet E73A hex er 59194 desimalt fordi: 7

E

3

A = 59194

57344

1792

48

10

Omregning fra desimaltall til heksadesimale tall Det er vanskeligere å regne om fra desimaltall til heksadesimale tall, fordi vi da må dividere med seksten i stedet for å multiplisere. Vi velger oftest å bruke kalkulator til dette. Det lønner seg å lære noen av grenseverdiene for hvor vi må legge til nye sifre. I titallsystemet har vi såkalte runde tall ved 10, 100 og 1000. Vi har runde heksadesimale tall ved verdiene 16, 256 og 4096. Kanskje du kan imponere noen du kjenner, ved å klare hurtig «hoderegning» med potenser av to eller seksten. Se følgende tabell:

Hexadesimalt

Desimalt

Binært 0001 0000

10

16

100

256

0001 0000 0000

1000

4096

0001 0000 0000 0000

10000

65536

0001 0000 0000 0000 0000

Du kan her se at oppsettet blir mer oversiktlig når du grupperer fire binære sifre for hvert heksadesimale siffer.

118

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Kalkulasjoner i ulike tallsystemer Vi skal se på tre regnestykker som eksempel på hvert av de tre tallsyste­ mene vi nettopp har gjennomgått. 9 +

2

=

11

Enkelt? Hvilket tallsystem var dette? Se på dette regnestykket også: 9 +

8

=

11

Hvilket tallsystem var dette? Se til slutt på dette regnestykket: 1 +

1

+

1

Hvilket tallsystem var dette?

Tallsystemer, mennesker og datamaskiner Etter å ha lest de foregående sidene vet du at det binære tallsystemet er nær knyttet til datamaskinens virkemåte.

Ved å forstå det binære tallsystemet har du samtidig et godt grunnlag for å forstå mer om hvordan mikroprosessoren virker. Binærsystemet er samti­ dig litt tungvint for oss mennesker å gjøre beregninger med. Vi oversetter derfor oftest binære tallverdier til heksadesimale når vi skal presentere tallene eller gjøre beregninger med dem. Den heksadesimale skrivemåten er lettere å lese enn den binære når man får litt trening i det.

Den korte veien mellom det heksadesimale og det binære tallsystemet gir oss derfor en god grunn til å lære om det heksadesimale tallsystemet også. Dette skal vi se nærmere på i kapitlet om mikroprosessoren og dens virkemåte.

119

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Mikroprosessoren CPU

I grunnkursboka står det at CPU, som betyr Central Prosessing Unit, er det samme som mikroprosessor. I dette kapitlet skal du lære mer om hva som skjer når mikroprosessoren arbeider.

Mikrokode Mikrokode

For at mikroprosessoren skal greie å hente og å utføre instruksjoner, må den ha et innebygd program til dette formålet. Dette innebygde programmet, mikrokoden, kommer i tillegg til de programmene vi tenker på når vi snakker om dataprogrammer. Vanlige dataprogrammer ligger i den elekt­ roniske hukommelsen. Mikrokoden ligger inne i mikroprosessoren.

Mikrokoden er et program som utføres inne i mikroprosessoren. Mikro­ koden ber om nye instruksjoner og bestemmer hva hver enkelt instruk­ sjon skal medføre. Mikroprosessoren henter instruksjoner og data fra hukommelsen. For å få dette til å virke må et PC-system (se side 106) først ha en måte å legge instruksjonene inn i hukommelsen på. Dette kan kalles å laste inn eller å starte opp et program. Vanligvis hentes alle programinstruksjonene fra en programfil på en harddisk, etter at du har gitt ordre om å starte programmet.

{yisste du at...

j

Slike programfiler har vanligvis et navn som slutter med «.EXE».

ALU

Masketeknikk

Mikroprosessoren henter altså instruksjoner fra hukommelsen. I kontroll­ enheten finner mikrokoden ut hva instruksjonen betyr, og hvilke tilleggs­ opplysninger som trengs. Deretter sendes nødvendig informasjon videre til ALU. Forkortelsen ALU betyr aritmetisk logisk enhet (eng..- arithmetic/logic unit). Etter behandlingen der overtar kontrollenheten igjen og sørger for at resultatene blir lagret på riktig sted i hukommelsen. Mikrokoden bruker en masketeknikk, omtrent som en sorteringsmaskin eller en puttekasse for bam, og finner hurtig ut hvilken gruppe av instruk­ sjoner den sist innhentede instruksjonen hører til. Dette er omtrent den samme metoden du lærte å bruke på side 115 for å avgjøre om en bokstav var stor eller liten. Det kalles også dekoding. Den samme maske teknikken brukes for å avgjøre hvor mange tilleggsbyter som trengs for å få nærmere rede på hva som videre skal skje. Klok­ ken, som ble omtalt på sidene 106 og 108, bestemmer hvor ofte prosess­ oren kan hente nye instruksjoner, og er dermed en viktig faktor for å avgjøre hvor fort maskinen kan arbeide. Selv om det kan ta svært kort tid

120

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

å behandle en instruksjon, må prosessoren likevel vente til klokken har gitt klarsignal, før den kan hente neste instruksjon.

Registre Mikrokoden har noen få lagerplasser tilgjengelig inne i mikropro­ sessoren. Vi kaller disse lagerplassene registre. Ett av registrene kalles AX-registret eller bare AX. Dessuten har mikroprosessoren et register som alltid peker på den adressen i hukommelsen som inneholder neste instruksjon. Dette registret kalles IP. Forkortelsen står for instruksjonspeker (eng.: instruction pointer). Mikrokoden beregner avstanden til neste instruksjon, og sørger for å øke tallverdien i IP-registret så registret alltid peker på neste instruksjon. Mikrokoden arbeider direkte med alle mikroprosessorens registre, og de elektriske signalveiene er uhyre korte. Instruksjonene går derfor svært raskt unna så lenge mikroprosessoren får arbeide med sine egne registre.

Er du opptatt av at visse programdeler skal gjennomføres veldig hurtig, og du samtidig er en dyktig programmerer, kan du sørge for at mestepar­ ten av arbeidet foregår i prosessorens egne registre. I en moderne Pentium-prosessor finner vi både åttebiters, sekstenbiters og 32-biters registre. Som regel er de ordnet slik at ett 32-biters register består av fire åttebiters registre. De samme fire åttebiters registrene danner samtidig to sekstenbiters registre.

^Visste du at...

j

Det registret vi nettopp nevnte, AX-registret, er et sekstenbiters register. Bokstaven X i betegnelsen AX brukes for å minne oss om det. Lyden X skal minne om lyden i ordet seksten (eng.: sixteen). AX-registret er sammensatt av en lav og en høy del.

Den lave delen omfatter de åtte binære sifrene som skrives lengst til høyre når tallet skrives binært. Den høye delen omfatter de åtte binære sifrene som står lengst til venstre i tallet når det skrives binært. Disse to delene kalles henholdsvis AL og AH, og danner til sammen AX. Bokstavene L og H står for /av og høy.

256-tallsystemet Vi kan lage så mange tallsystemer vi vil. Alle tallsystemer har en base som gir tallsystemet navn. Basen i titallsystemet er tallet ti. I det heksade­ simale tallsystemet er basen tallet seksten. Vi kan også tenke oss et tall­ system med basen 256. Det kan da kalles 256-tallsystemet.

121

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Det er sjelden noen bruker dette tallsystemet til å gjøre utregninger. Det er imidlertid et praktisk tallsystem å bruke når vi arbeider med å forstå åtte biters registre.

Da kan nemlig ett slikt register representere ett siffer i 256-tallsystemet.

-Eksempel------------------------------------------------------- ---- — 255 (Tallverdien skrevet i desimalsystemet) + 2 = 11 (Tallverdien 257 skrevet i «256»-tallsystemet I 256-tallsystemet er tallet 11 lik tallverdien 257 i desimalsystemet. Sifferet 1 en plass til venstre har tallverdien 256. Summen av 256 og 1 er 257. Dersom AL-registret inneholder verdien 1 og AH-registret inneholder verdien 1, kan du regne ut verdien i AX-registret. Den skal da bli 256 + 1 = 257.

Du kan si dette på en litt annen måte også: For å telle til 255 trenger du bare ett åttebiters register. Skal du telle videre fra 255, trenger du ett re­ gister til. Du kan ganske enkelt tenke på det nye registret som om det var et nytt siffer.

Tallverdier i mikroprosessoren For å forstå hvordan mikroprosessoren arbeider med tallverdiene, kan du tenke deg at den bruker et tallsystem basert på én byte som siffer. Da får du med en gang nytte av å bruke 256-tallsystemet som hjelpemiddel. En byte (åtte biter) kan brukes til å telle så langt som til 255 før vi må få ett nytt siffer til venstre. En sekstenbiters prosessor kan derfor enkelt behandle tall med to slike sifre. Dette betyr at tallområdet opp til 65535 er dekket. Tenk på AX-registret igjen.

Den høye delen i AX-registret kalles AH og tilsvarer det venstre sifferet. Det inneholder dermed den mest verdifulle tallverdien av de to sifrene. Den lave (minst verdifulle tallverdien) delen kalles AL. Dette registret til­ svarer det høyre sifferet. Den høye delen i AX-registret (AH) må vi multiplisere med 256 og addere til den lave delen (AL) for å finne den sekstenbiter lange tallver­ dien i AX-registret. Vi skal se på et eksempel.

122

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Hvis AL-registret inneholder den heksadesimale tallverdien A7 og AH-registret inneholder den heksadesimale tallverdien 16, kan utregningen foregå slik:

AX

Registeret

Tallet

AH

AL

inneholder 16 hex

inneholder A7 hex

22 x 256’

167 x 256°

5632

+

■

= 5799

167

Tallet 256° har tallverdien 1. Vi kan skrive tallet som 16A7 i heks.

Regneoperasjoner i ALU Enheten ALU brukes til alle regneoperasjoner inne i mikroprosessoren. I utgangspunktet er det addisjon og subtraksjon som kan utføres. I tillegg er det noen logiske operasjoner. Vi skal nå se et eksempel på en logisk ope­ rasjon.

Logisk operasjon Vi skal vise hvordan divisjon med 2 kan gjøres i en ALU ved hjelp av en logisk operasjon som flytter alle bitene i et register mot høyre. Vi tar som eksempel at registret AX inneholder tallet 19950. Dette regi­ stret er som nevnt et seksten biters register. Hvis du bruker det du har lært om binære tall, kan du finne ut nøyaktig hvordan tallet er lagret i registret:

123

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Registret

Tallet

AX

AH

AL

inneholder 4D

inneholder EE

0100 1101

+

■

= 19950

1110 1110

Det heksadesimale tallet kan enkelt skrives som et binært tall. Hvis du lager firergrupper av seksten biter, får du fire heksadesimale sifre. Du får dessuten fire binære firergrupper. Vi skal nå se på selve regnestykket: I hodet eller med en kalkulator kan du regne ut at 19950 delt på 2 er 9975.

ALU kan skifte (dvs. forskyve) alle sifrene i det binære tallet en plass mot høyre. Det gjør den ved å presse inn en null lengst til venstre. Alle de andre sifrene skyves da en plass mot høyre. Det siste sifferet faller bare ut og blir borte. La oss se på resultatet i neste tabell:

Det nye tallet blir slik:

0010

0110

1111

0111

Som i hex er:

2

6

F

7

Da kan du Tallet 26F7 hex er 9975 desimalt fordi: stille opp 2 6 F 7 denne figuren: = 9975

8192

124

+

1536

+

240

+

7

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Assembly ALU velger framgangsmåter ved hjelp av mikrokoden i mikroprosesso­ ren, og vi kan ikke gjøre noe fra eller til i programkoden vår for å gripe inn i dette. Derimot kan vi bruke programmeringsspråk eller maskinkode for å velge tilsvarende framgangsmåter for våre egne programmer. Vi kan bruke et lavnivåspråk som kalles assembly for å gi mikroprosessoren slike detaljerte instrukser. Programmet som oversetter assemblyspråket til et språk som mikroprosessoren forstår, kalles et assemblyprogram eller en assemblykompilator.

Assemblyprogram

eller -kompilator

For bedre å forstå hva dette dreier seg om, skal du lære to assemblykommandoer. Hvis du nå lærer deg disse to assemblykommandoene, kan du etterpå se på programlinjene nedenfor.

Koden MO V betyrflytt tallet inn i registret (eng.: Move). Rett etter denne koden kommer navnet på registret, for eksempel AX. Til slutt kommer tallet. Koden SHR betyr skift alle bitene en plass mot høyre (eng.: shift right). Rett etter denne koden kommer navnet på registret der forskyvingen skal skje. Til slutt kommer et tall som sier hvor mange plasser forskyvningen gjelder.

Nå skal du lære deg hvordan et assemblyprogram ser ut, og hva det kan gjøre. Følgende to programlinjer plasserer et tall inn i AX-registret og forskyver tallet en plass mot høyre. MOV AX,4DEE

SHR AX,1

Greide du å følge med? Klarte du å se at det var tallet 19950 som kom inn i AX-registret? Hvis ikke kan du se om igjen i tabellen på side 124. Kan du tenke deg hvordan du kunne latt mikroprosessoren dividere med åtte i stedet for med to? Du kan dividere med 8 ved å forskyve tallet tre plasser. (2A3 = 8). Du kan se likheten med desimalsystemet. Forskyvning av sifre mot høyre eller venstre fører til divisjon eller multiplikasjon med ti.

Det følgende er enda et eksempel på en assembly kode. Hvis programmet utføres i DOS, fører det til at mange hjerter skrives ut på skjermen. Asciinummeret for hjerte-bildet er 3.

Ascii

125

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

MOV CX, 730 MOV DL,3 MOV AH,2

INT21 LOOP 107

RET

Når assemblyprogrammet oversetter instruksjonene slik at mikropro­ sessoren forstår dem, blir resultatet maskinkode. I avsnittet om maskin­ kode skal vi oversette dette assemblyprogrammet til maskinkode.

Maskinkode Mikroprosessoren forstår ikke noe av verken assemblykoder eller andre programmeringsspråk. Den forstår bare mønstre av biter (se side 113) som kommer i en rekkefølge som er meningsfull for mikrokoden. Dette kalles maskinkode. En kompilator, også kalt oversetterprogram for programmeringskode, sørger for å tolke programkoden og finne de riktige maskinkodene.

I det første eksemplet ovenfor så assemblykoden slik ut: MOV AX,4DEE SHR AX,1

En assemblykompilator ville lage følgende maskinkode for mikropro­ sessoren.

Maskinkode

Assemblykode

B8 F7 26

MOV AX, 26F7

Dl E8

SHR AX, 1

Mikrokoden verken ser eller forstår den heksadesimale skrivemåten. Mikrokoden ser bare den binære koden i form av bitmønstre, og kan på det grunnlaget sile ut den informasjonen som trengs til enhver tid.

Mikroprosessoren har flere registre. Ett av dem heter BX. Instruksjonen MOV BX, 4DEE ville gitt maskinkoden BB EE 4D. Du kan allerede se lik­ heten i den første firergruppen, nemlig heks B, eller binært 1011. Dette bitmønsteret bruker mikrokoden for å slå opp i listene sine. Mikrokoden finner da kommandoen MOV. Den andre firergruppen brukes til å avgjøre hvor tallet skal sendes, altså om det skal til registret AX eller til registret BX.

126

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

I det andre eksemplet, som skrev ut bilder av hjerter på en tekstbasert skjerm i DOS, blir maskinkoden slik: B9 30 07

B2 03 B4 02

CD 21

E2FC C3

I boka er koden ordnet slik at du kan kjenne igjen programlinjene. Alt som skjer av programutførelse i en datamaskin, er, som du nå har sett eksempler på, basert på ren maskinkode. Du har også sett eksempler på hvordan mikrokoden masker ut kommandoer.

Privilegier Privilegier er omtrent det samme som rettigheter. Prosessoren kan tildele et dataprogram bestemte rettigheter angående bruken av den elektroniske hukommelsen og bruken av de elektriske komponentene.

Nivåer av privilegier De prosessorene som er konstruert fram til i dag, har blitt stadig bedre utstyrt for å kunne gi privilegier til dataprogrammene. Det har ført til en bedre beskyttelse av program og data i den elektroniske hukommelsen. Det er blitt stadig vanligere, og dessuten mer nødvendig, å ta mulighetene for beskyttelse i bruk når man lager operativsystemer til datamaskinen. I neste kapittel skal du lære mer om operativsystemer.

^yisste du at...

y

For å kunne sørge for god beskyttelse for programkjøring må noen pro­ grammer ha høyere privilegier enn andre. Den mikroprosessoren som er i bruk i en moderne PC, har fire nivåer for privilegier, og hvert nivå kalles en ring. Programkode som ligger i ring 0, har alle mulige privilegier. Med privilegier mener vi da tillatelser og muligheter til å lese og skrive i programkode og programdata, og mulig­ heter til å lese og skrive porter. Alle privilegier betyr at denne koden kan lese og skrive hvor som helst i hukommelsen. Den kan også lese og skrive til alle elektriske komponenter (porter) som er koblet opp via bussen.

127

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Ring 3 gir de svakeste privilegiene. Dette nivået tillater bare at program­ met leser og skriver sitt eget dataområde. Programmet kan verken lese eller skrive noe annet sted. Det kan heller ikke bruke datamaskinens portadresser for å behandle elektriske komponenter som lydkort og videokort. Programmet må i stedet be koden i ring 0 om å utføre slike ærender for seg. Ring 3 er nivået for alminnelige brukerprogrammer i Windows. Pro­ grammer som kjører med privilegier for ring 3, har få privilegier, men kan til gjengjeld heller ikke gjøre så mye galt. Hvis det skjer noe galt likevel, er det koden i ring 0 som har ansvaret for å rydde opp.

Eldre programmer og beskyttet programkjøring Det er ikke alltid at systemet for beskyttelse er tatt fullstendig i bruk. Det er opp til operativsystemet å bestemme om prosessorens muligheter for beskyttelse skal tas i bruk helt eller bare delvis. En grunn til å bruke beskyttelsesmulighetene bare delvis kan være at operativsystemet gjeme vil tillate bruk av eldre dataprogrammer. Problemet med en del gamle dataprogrammer er at de ofte bryter reglene for hva som burde være tillatt. Eksempler på det er å bruke andre programmers dataområder uten å be om lov eller uten å reservere plass først, og å skrive direkte til datamaskinens porter.

Programmer som skriver til datamaskinens komponenter via elektriske porter, bør forsikre seg om at det elektriske utsty­ ret er på plass, og at utstyret virker slik det blir programmert. I et operativsystem som bruker alle mulighetene for beskyt­ telse, skal egentlig koden i ring 0 ta seg av det. Det er derfor både vanskelig og risikabelt å lage et operativsystem som tillater en blanding av gamle og nye programmer. Det enkleste er å anvende full beskyttelse, slik det er blitt vanlig å gjøre i de nye programmene som utgis i våre dager. Vi skal se nærmere på operativsystem i neste hovedkapittel, men først skal vi se litt på hvordan mikroprosessoren bruker bussen.

Bruk av bussen

Mange viktige

detaljer

128

For å forstå litt mer av det arbeidet som mikroprosessoren utfører, skal du nå studere hvordan informasjon kan flyte fra et lydkort og inn i mikropro­ sessoren. Du vil da oppdage at det å overføre noe så enkelt som en eneste byte fra lydkortet til mikroprosessoren via bussen omfatter mange viktige detaljer. Prøv å følge med så godt du kan.

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Bussen sørger for at data utveksles mellom de forskjellige komponentene i PC-systemet. Denne utvekslingen kalles IO (eng.: znput output). Kom­ ponentene er koblet til bussen med lO-porter. IO-port er betegnelsen på selve overføringsveien mellom bussen og den enkelte komponenten. Hver IO-port har en adresse som er uttrykt ved hjelp av et tall. IO-portene er med andre ord nummerert.

Arbeidsgangen for en IO-handling Med IO-handling mener vi her den handlingen som utføres når data skal transporteres mellom mikroprosessoren og en annen elektrisk komponent. En IO-instruksjon brukes når vi vil ha mikroprosessoren til å lese infor­ masjonen i en elektronisk komponent som er koblet til bussen. IOportene har faste adresser der vi kan lese informasjonen i den elektriske komponenten akkurat som hukommelsen også har faste adresser for hver informasjonsbit. Vi kan for eksempel lese innholdet i et lydkort ved at vi skaffer oss rede på adressen til lydkortet. I det eksemplet vi skal bruke her, har vi på forhånd skaffet oss rede på at adressen er 221 heksadesimalt.

For å demonstrere hvordan mikroprosessoren kan kommanderes til å lese informasjon fra et lydkort, skal vi bruke et lite assemblyprogram på bare to linjer. Selv et så lite program krever kjennskap til visse regler som gjelder mikroprosessoren.

Den regelen vi må kjenne i dette tilfellet, handler om hvordan mikropro­ sessoren kan lese IO-porter. Regelen er at for å lese IO-porter må, vi bruke AL-registret til å oppbevare informasjonen som kommer fra IOporten, og DX-registret for å oppbevare IO-adressen. Programmet må derfor først lade DX-registret med verdien 221 heksadesimalt. Deretter leser programmet informasjonen inn i registret AL. Det lille programmet på bare to linjer blir da seende slik ut: MOV DX, 221 IN AL,DX

Etter at disse to programlinjene er gjennomført, ligger det en kopi av inn­ holdet i port 221 i mikroprosessorens AL-register.

Bussen og detaljene i en IO-handling Vi har før behandlet bussen i sammenheng med utviklingstrekk ved data­ utstyr, se side 94. Vi har også sagt at bussen inneholder tre hoveddeler, som brukes til tre forskjellige oppgaver. Den brukes til å sette ut adressen der data skal hentes eller lagres, til å mellomlagre selve dataene, og til å

129

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

sette og lese kontrollsignalene som skal hjelpe de forskjellige elektriske komponentene å holde sin plass i køen. (Se side 107.) Det siste er nødven­ dig for at ikke komponentene skal gå i veien for hverandre og forstyrre hverandres signaler.

Det lille to-linjers programmet ovenfor legger først verdien 221 heks inn i registret DX. Dette er nødvendig for å kunne lese IO-porter som har seks­ tenbiters adresse.

Deretter leses innholdet av denne porten inn i åttebitersregistret AL. Det som skjer, er likevel litt mer omstendelig, og vi skal prøve å følge hendel­ sene mer detaljert for å lære litt mer om bruk av bussen. Vi tenker oss at IP-registret (mstruksjonspekeren) peker rett på det stedet i hukommelsen der maskinkoden for «MOV DX,221» ligger. Mikropro­ sessoren setter ut IP-registerets innhold på adressebussen, og stiller deret­ ter inn kontrollsignalet for Memory read (som betyr: les hukommelsen). Mikroprosessoren jafser så i seg maskinkoden for «MOV DX». Mikroko­ den tolker den og gir ordre om å hente den neste sekstenbiters verdien som ligger i hukommelsen, nemlig verdien 221 heks. IP-registret øker deretter med hele maskinkodens lengde, slik at IP nå peker på instruksjo­ nen «IN AL,DX». Mikroprosessoren leser deretter maskinkoden for IN AL,DX. Fordi koden er «IN» og ikke «MOV», vet mikrokoden at den må stille inn kon­ trollsignalet for IO-lesing. Dette signalet stilles inn slik at adressen på adressebussen virker på en tilkoblet komponent i stedet for på hukommel­ sen. Mikroprosessoren legger deretter ut innholdet av DX-registret (som i dette eksemplet nå er 221 heks) ut på adressebussen, og får til slutt endelig tilbake informasjonen fra lydkortet.

Ved å bruke kontrollsignaler klarer altså mikroprosessoren å få bussen til å hente IO-informasjon i stedet for hukommelsesinformasjon.

Operativsystemet forenkler arbeidet Som du ser, kan det være nokså vanskelig å behandle maskinens kompo­ nenter hvis du skal gjøre alt arbeidet selv. Heldigvis har vi operativsystem som avlaster, forenkler og tilrettelegger alt for oss når vi vil bruke kom­ ponentene i datamaskinene.

I neste kapittel skal vi se nærmere på operativsystemer.

130

7

Test deg selv 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

30

Tallsystemer og mikroprosessoren

.

Hvorfor sies det at mikroprosessoren har vært innhyllet i mystikk? Hvorfor lærer vi om andre tallsystemer i dette kapitlet? Hvilke tallsystemer har du lært om i dette kapitlet? Hvilket tallsystem fører til de lengste skrivemåtene for tallverdiene? Hvilket tallsystem forbinder du med tallet seksten etter å ha lest dette kapitlet? Hvilket tall forbinder du med binærsystemet? Hva er ascii-verdien for bokstaven stor A? Hva er ascii-verdien for bokstaven stor B? Hvilken bit bestemmer om bokstaven er stor eller liten? Hvor mange binære sifre brukes for hvert heksadesimale siffer? Hvordan skrives desimaltallet 4369 i det heksadesimale tallsystemet? Hva er det første mentetallet verdt i det desimale tallsystemet? Hva er det første mentetallet verdt i det binære tallsystemet? Hva er det første mentetallet verdt i det heksadesimale tallsystemet? Hva skjer med tallverdien i et vanlig desimaltall når vi forskyver alle sifrene en plass mot venstre? Hva er mikrokode? Hva betyr ALU? Hva er det som bestemmer hvor ofte mikroprosessoren kan hente nye instruksjoner? Hvordan finner mikrokoden ut hvilken gruppe en instruksjon hører til? Hva kalles lagerplassene inne i mikroprosessoren? Hva betyr forkortelsen IP når den brukes om et register i mikro­ prosessoren? Hva er sammenhengen mellom AL, AH og AX? Hva betyr SHR AX,1? Hva slags kode forstår mikroprosessoren? Hvorfor brukes privilegier i datamaskinen? Hvilke deler av datamaskinen omfattes av privilegier? Hvor mange nivåer av privilegier har vi i en vanlig moderne PC? Hva er en IO-handling? Hvordan kan mikroprosessoren veksle mellom å lese i hukommelsen og å lese IO-informasjon? Hva gjør operativsystemet med komponentene i datamaskinen?

131

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

^Oppgaver . 66. Gjør følgende tall om fra heksadesimal til desimaltall:

Eksempel: 15 hex = 16 + 5 = 21 desimalt 10 heks =

20 heks = 30 heks = 40 heks =

11 heks =

22 heks = 33 heks =

44 heks = A0 heks = Al heks =

BO heks = B2 heks =

0C heks =

1000 heks = 2000 heks =

1001 heks = 3003 heks =

Gjør følgende tall om fra binære tall til heksadesimale tall. Bruk to sifre i svaret:

Eksempel 1101 binært = 8 + 4 + 0 + l = 0C heksadesimalt 1000 binært =

1001 binært =

0001 binært = 0110 binært = 1010 binært =

0101 binært =

132

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

Gjør følgende tall om fra binære tall til heksadesimale tall. Bruk fire sifre i svaret:

Eksempel 10001101 binært=8+0+0+0 + 8+4+0+l=8C heksadesimalt 1000 0000 binært = 1000 0001 binært =

1000 0010 binært = 1000 0011 binært = 1000 0100 binært =

1000 1000 binært = 0111 0000 binært =

1111 0000 binært =

^Gruppeoppgaver

. 67. Legg sammen følgende heksadesimale tall hver for dere. Sammenlign og diskuter løsningene etterpå: 1000 + 2000 =

A000 + 1000 = 000A + 0001 =

FFFE + 0001 = FF00 + 00FF 100F + 0002 lOFF + 0001 EEEE + ABCD

. 68. Bruk gamle tidsskrifter, bøker, Internett osv. og lag en oversikt over de mest populære mikroprosessorene som er og har vært brukt i vanlige hjemmedatamaskiner og PC-er i åtti- og nittiårene. Få med viktige opp­ lysninger, for eksempel klokkehastighet.

133

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

. 69. Bruk oppslagsverk og lærebøker i databiblioteket og finn ut mer om logiske operasjoner i ALU. Finn ut hva OR, AND, NOT og XOR betyr. Lag en forklaring med illustrasjoner som kan brukes av andre elever som vil lære hva disse regneoperasjonene betyr. Lag også regneeksempler med heksadesimale tall og binære tall som kan hjelpe til med å belyse hva de fire operasjonene OR, AND, NOT og XOR gjør.

. 70. Skriv opp assemblyteksten på side 126 (hjerteprogrammet) med god plass mellom linjene. Diskuter og skriv ned så gode forklaringer som mulig på hva hver linje gjør. Forklar så mange av linjene som dere greier.

lEgne notater:

134

.

7

Tallsystemer og mikroprosessoren

135

8 Operativsystem

Etter å ha lest dette kapitlet skal du

• ha fått kjennskap til datamaskinens operativsystem • vite mer om hvilke oppgaver operativsystemene har i forhold til brukerprogram og data • vite mer om forskjellige typer operativsystem

136

8

Operativsystem

I forrige kapittel leste du om mikroprosessoren og alle de elektriske kom­ ponentene i datamaskinen. Derfor vil du sikkert nå mene at det må være vanskelig å skrive dataprogrammer for disse komponentene. Du har rett! For å klare å utnytte datamaskinens ressurser trenger vi et operativsystem som kan ta imot ordre fra oss. Disse ordrene skal få komponentene til å utføre det arbeidet vi ønsker.

To operativsystemer En moderne PC har minst to operativsystemer. Først er det basisoperativsystemet som tar seg av alt det elektroniske. Deretter er det brukeroperativsystemet, som tar seg av brukerprogrammene. Disse to operativsystemene må samarbeide, samtidig som de har et spesielt ansvar for hver sin ende av PC-teknologien. I dette kapitlet skal vi se nærmere på hvordan operativsystemene løser noen av disse oppgavene.

Fleroppgavekjøring (multitasking) og avbrudd For at en datamaskin skal kunne fungere godt, må den faktisk arbeide med flere programmer på en gang. Dette kan kalles multitasking, på norsk fleroppgavekjøring, dvs. samtidig kjøring av flere oppgaver. Det er et eget program som sørger for at tastaturet virker som det skal, et annet program sørger for at dataskjermen hele tiden viser det den skal, et tredje program sørger for at diskettstasjoner og andre platelagre virker som de skal. Disse programmene, og tiere til, må være i gang hele tiden for å få datamaskinen til å virke på en fornuftig måte.

Multitasking

Mikroprosessoren klarer bare å holde på med ett program om gangen. I vår nære framtid kommer det til å bli laget utgaver som kan holde på med flere programmer samtidig. Allerede nå kan flere mikroprosessorer sam­ arbeide på det samme hovedkortet.

Selv om mikroprosessoren bare kan holde på med ett program om gangen, veksler den så hurtig mellom programmene at vi som bruker maskinen, får følelsen av at alt skjer samtidig. Hvis det ikke var slik, ville maskinen oppført seg veldig rart og tungvint. Tenk om du skulle skrive en stil, og måtte starte et tastaturprogram for hver gang du ville trykke på en tast!

For å gi brukeren opplevelsen av at flere programmer kjører på samme tid, brukes såkalte avbrudd (eng.: interrupts). Det innebærer at det pro­ grammet du selv har startet, for eksempel tekstbehandleren, lar seg avbryte stadig vekk. Avbruddet kan enten skyldes et tastetrykk, et nytt bilde som skal vises, en datasamling som skal lagres, eller en av de mange andre nødvendige operasjonene som må til for at alt skal gå lekende lett for seg i det programmet du egentlig har startet.

Avbrudd

137

8

Operativsystem

Basisoperativsystemer De som lager en datamaskin, har mange muligheter for å sette sammen komponentene på den beste måten de kan. Hver maskinprodusent kommer vanligvis fram til forskjellige løsninger. For programmereren er det likevel viktig å kunne holde seg til den samme måten å programmere datamaskinen på, uavhengig av hvem som har produsert den. Det er verre hvis hun må lære nye knep for hver eneste ny datamaskin. For å få den samme måten å programmere komponentene på må det skrives et basisoperativsystem for programmereren. Dette operativsystemet er en samling med småprogrammer som utgjør grensesnittet (eller forbindel­ sen) mellom maskinens elektriske komponenter og en programmerer.

BIOS Denne betegnelsen brukes om basisoperativsystemet. Forkortelsen står for Basic Input Output Operating System. Alle datamaskiner må ha en BIOS. Dette operativsystemet er alltid inkludert i prisen når man kjøper en PC, og det er alltid montert på hovedkortet i form av en IC (integrert krets, se side 92). Programmet BIOS er enten fastbrent eller ligger som flash-memory inne i IC-brikken. Uttrykket flash-memory brukes om hukommelse som bevarer innholdet sitt selv om datamaskinen slås av, og som likevel kan endre innholdet når det trengs.

BIOS grenser til maskinvaren Vi kan si at BIOS har to ansikter. Det ene vender mot elektronikken i datamaskinen, med et ansiktsuttrykk som forandrer seg fra maskin til maskin. Det andre vender seg mot program­ mereren og har det samme ansiktsuttrykket uansett hvilken maskin det dreier seg om.

Alle BlOS-systemer beregnet på PC ser altså nesten like ut fra programmererens synspunkt, men er helt forskjellige fra de elektriske komponentenes synspunkt. En BIOS som passer til én maskins elektroniske system, vil neppe passe til en annen maskins elektroniske system. BIOS selges sammen med selve datamaskinen, og alminnelige brukere vet neppe at den eksisterer i det hele tatt.

^yisste du at...

y

Andre sammensatte elektroniske komponenter, for eksempel grafikkadaptere (se side 97) og nettadaptere, har sine egne BlOS-programmer. De lagres i en IC

etter de samme prinsippene som for hovedkortets BIOS, enten som et uforan­ derlig, fastbrent program, eller som et utskiftbart program i en flash-memory.

138

8

Operativsystem

BlOS-hukommelsesområder BIOS er en samling med dataprogram som har små datalagre (eller vari­ abler som en programmerer vil kalle dem) på en, to eller fire byter, på faste plasser i datamaskinens hukommelse. De fleste av disse plassene har adresser som for BlOS-programmet begynner på heks 40. Det utgjør et dataområde, som vi kan kalle BlOS-hukommelsesområdet.

Faste plasser i BlOS-området Hver eneste plass i BlOS-hukommelsesområdet (adresse i hukommel­ sen) brukes til noe helt bestemt, og som regel på samme måte i alle mas­ kiner. En programmerer og forskjellige operativsystemer kan hver for seg benytte seg av disse faste adressene når de skal utføre maskinnære opera­ sjoner i datamaskinen.

r-Eksempel--------------------------------------------------------------Ett eksempel på det er bruken av hovedkortets klokke. Klokkekretsene vekker BlOS-programmet mange ganger hvert sekund. Hver gang det vekkes, må BIOS-programmet legge ut informasjon om hvor mange ganger klokken har tikket siden midnatt. Denne informasjonen legges hver gang på et fast sted i hukommelsen i BlOS-hukommelsesområdet.

Et annet eksempel er det stedet i hukommelsen der informasjon om tastetrykk ligger og venter på å bli brukt. Hver gang tastaturet sender informasjon om et tastetrykk gjennom tastaturkabelen, mottas informasjonen av en elektronisk krets som vekker BIOS. BlOS-programmet må da ta ut informasjonen fra den elektroniske kretsen og legge den tilgjengelig for brukerens operativsystem. BIOS bruker også da sitt eget hukommelsesområde.

BlOS-hukommelsesområdet for klokken Informasjon om klokken som du nettopp har lest om, legges i lagercellen 40:6C heks. Der ligger det en tallverdi som BIOS lar øke med én 18,2 ganger hvert eneste sekund, det vil si med en frekvens på 18,2 hertz. På fem sekunder har verdien økt med 100 (fem ganger 18,2 er 100).

BlOS-hukommelsesområdet for tastebufferen Tastebufferen er det stedet i hukommelsen der informasjon om tastetrykk ligger og venter på å bli benyttet av et dataprogram. Dette lagerstedet har adressen 40:1E heks. Når vi trykker ned en tast og slipper den igjen, går egentlig det svært lang­ somt for datamaskinen. Den rekker fint å skrive ned nummeret på den tasten du trykte, og legge dette nummeret i køen som starter i adresse 40:1E. Når brukerens operativsystem får tid, kan det litt senere hente ut informasjonen om neste tast fra denne køen ved hjelp av en købehandler.

139

8

Operativsystem

Informasjonen som hentes ut på denne måten, blir av brukerens operativ­ system sendt videre til det første dataprogrammet som ber om informa­ sjonen. Deretter kan dataprogrammet foreta seg de handlingene det er programmert til i forhold til den tasten som er brukt. For eksempel kan programmet skrive bokstaven S på skjermen etter at tasten «s» er trykt ned på tastaturet.

Litt mer om beskyttet programkjøring 32 biters operativsystemer legger ofte begrensninger på alminnelige brukerprogrammers muligheter for å lese og skrive i andre dataprogrammers o hukommelsesområder. Årsaken er sikkerhetshensyn. Det medfører også begrensninger i mulighetene for å lese og skrive i BIOS hukommelsesområdet. Operativsystemet gjennomfører disse begrensningene ved å programmere mikroprosessorens kontrollmuligheter. Hvis programme­ reren likevel vil lese og skrive innholdet i disse områdene, må hun bruke BlOS-rutinene i stedet. BlOS-rutinene er i denne sammenhengen små programdeler som kjører med fulle privilegier i ring 0.

Virtuelle drivere Eldre dataprogrammer krever oftest tilgang til elektriske komponenter med kommandoene IN, som du lærte om på side 129, og kommandoen OUT, som sender data til komponenten. Disse programmene kan få pro­ blemer med beskyttet programkjøring. Grunnen er at de egentlig ikke får lov til å bruke kommandoene IN og OUT, og ikke er beskjedne nok til å bruke BlOS-rutinene heller. Noen operativsystemer, for eksempel Windows 95, bruker virtuelle drivere for eldre dataprogrammer. En vir­ tuell driver er et program som klarer å fange opp de freidige 10-kommandoene/ør de når fram til feilmeldingsrutinene. Den virtuelle driveren sjekker om kommandoen kan utføres uten at det oppstår kollisjoner eller andre problemer, og lar oftest brukerprogrammet slippe igjennom med ærendet sitt. Brukerprogrammet merker ikke noen forskjell, hvis ikke kommandoen blir stoppet og det vises en feilmelding.

BlOS-rutiner Betegnelsen BlOS-rutiner brukes om en samling med små programmer som kommuniserer med de elektriske komponentene i datamaskinen (se side 107). BlOS-rutinene bruker de faste lageradressene som vi har nevnt to eksempler på ovenfor (klokka og tastaturet). Like viktig er det at BIOS kommuniserer med brukerens operativsystem, og noen ganger direkte med brukerprogrammet. Vi kan bruke tastetrykk og klokke om igjen for å gi mer konkrete eksem­ pler på hva BIOS gjør.

140

8

Operativsystem

BlOS-rutiner for tastaturet Det er BIOS som er først ute for å lese tastetrykk og legge informasjonen om dem fra seg i tastebufferen. Når du trykker ned en tast, sendes det et elektrisk signal til interrupt-kontrolleren (se side 108). Denne kontrolleren sender deretter et signal til mikroprosessoren om at det programmet som er i gang, må stoppes for en stund.

Kontrolleren

Kontrolleren leverer deretter en ny adresse til mikroprosessorens IPregister (se side 121 om instruksjonspekeren). Deretter starter mikropro­ sessoren ved hjelp av registret IP en servicerutine (se side 108) i BIOS som finner ut hvilken tast som er brukt. Rutinen legger et kodenummer for tasten i tastebufferen. Når det er gjort, fortsetter det opprinnelige pro­ grammet der det slapp før avbruddet.

Utenom BlOS-rutinen for tastaturet En programmerer kan godt sniktitte i tastebufferen ved å la programmet sitt lese i tastebufferen før informasjonen om tastetrykket brukes av den alminnelige købehandleren. Hun kan også slette hele innholdet i tastebuf­ feren, dersom hun vil at en ny programdel skal starte uten at det ligger informasjon om ventende tastetrykk i tastebufferen.

BlOS-rutiner for klokken Det er også BIOS som gir grunnlaget for å vise tiden i datamaskinen. Vi nevnte en av klokkekretsene på side 108. Denne komponenten er pro­ grammert til å kalle opp en BIOS rutine 18,2 ganger i sekundet. Egentlig foregår det slik at klokkekomponenten sender et elektrisk signal til inter­ rupt-kontrolleren. Deretter vekker interrupt-kontrolleren opp akkurat den BlOS-rutinen som har med klokken å gjøre. Det er BlOS-rutinen som leser innholdet i adressen 40:6C, øker verdien med en og legger den økte verdien tilbake igjen.

Utenom BlOS-rutinen for klokken Andre programmer kan både lese og skrive i hukommelsesområdet for klokken. En programmerer kan for eksempel bruke informasjonen i dette området til å måle hvor lang tid det har gått mellom to hendelser. Hun kan også forandre verdien i dette lagerstedet for å narre andre dataprogram­ mer.

Oppgradering av BIOS Som du ser, finnes det likhetspunkter mellom hvordan klokken og tasta­ turet behandles av PC-systemet. Framgangsmåten for å starte den riktige BlOS-rutinen er nokså lik i begge tilfellene.

141

8

Operativsystem

Det finnes en mengde tilsvarende rutiner som til sammen utgjør datama­ skinens BIOS. Eldre PC-er har rutinene fastbrent i en IC (integrert krets). Av og til vil man bytte til nyere utgaver av en BIOS, for å få med seg siste nytt av feilrettinger eller bedre måter å gjennomføre rutinene på. Hvis rutinene er fastbrent i en IC, må selve IC-en byttes ut med en nyere utgave. I en moderne PC kan innholdet i denne IC-en erstattes med nye utgaver ved hjelp av et spesialprogram. Hvis dette går an, kalles IC-en en «flash-memory».

{yisste du at...

j

Når man bytter ut sin gamle utgave av BIOS med en ny versjon av BIOS, får man altså en ny versjon av det programmet som hjelper en program­ merer til å programmere komponentene i datamaskinen.

Brukeroperativsystemer Vanlige brukere kan ikke direkte bruke BIOS til noe som helst. De må ha et brukervennlig operativsystem for å få tilgang til datamaskinens ressur­ ser. Dette operativsystemet kan være sammensatt av rutiner som bruker BlOS-rutiner direkte, eller som setter sammen grunnleggende rutiner i brukeroperativsystemet for å lage nye brukervennlige rutiner. Vi kan dele brukeroperativsystemer inn i to hovedtyper. Vi snakker da om kommandolinjesystemer og grafiske operativsystemer (GUI).

Tegnbasert modus Kommandolinjesystemene er som regel de eldste. De bruker lite av data­ maskinens ressurser. Når vi snakker om kommandolinje, snakker vi sam­ tidig om tegnbasert skjermvisning eller modus (eng.: character mode). Med tegnbasert mener vi at alt som kommer på skjermen er tegn, slik som bokstaver, sifre og spesialtegn. Det som trengs av lagerkapasitet for å lagre en hel skjermside er vanligvis ikke mer enn 4 kB RAM.

Grafisk modus De grafiske systemene bruker oftest mer av datamaskinens ressurser og krever også raske skjermkort for å unngå ventetid foran skjermen. Det kommer blant annet av at behandling av bilder krever nokså mye hukom­ melse. Det som trengs av lagerkapasitet for å lagre en hel skjermside, er svært varierende, men det kan fort komme til å dreie seg om flere hundre kB RAM.

142

8

Operativsystem

Bildet i grafisk modus er fra spilledelen av EasyTouch 97.

iCowboystøvler er på moten igjen, og brukes nå av folk som ikke ' r '

t

■ r- r ■— - r - r~ f.

V* -~r-V

» V* ZV‘. f 7—• "*

. r---—- --- >?-■■ r— r-- r?

F’*

.---_~ ,-r, ~ "

E^nr r F rr r ^7^ S Fff r KFr £ F ra£ES W£!BEEgBgWtEBlgBsglWK5lgEEsBraWF

Bildet i tekstmodus viser program­ meringslinjer som brukes for å starte spillet.

Kommandolinj esystem Operativsystemer som gir brukeren en kommandolinje i tegnbasert modus, kan kalles kommandolinjebaserte operativsystemer. Disse operativsystemene tar det litt tid å lære seg, men de er raske å betjene for en trenet bruker. Det finnes mange brukere som av og til går ned til en kom­ mandolinje for å utføre visse oppgaver, selv om de til daglig har et mer avansert operativsystem.

Kommandolinje-

basert

Det viktigste i et DOS (disk operating system) er å få tilgang til datafilene og å holde orden på dem. Den beste måten å håndtere datafilene på er gjennom dataprogrammer. Operativsystemet må dermed tillate oppstart av programmer. Mulighetene for organisering og gjenfinning av filer er også viktig. Etter hvert som datalagrene har blitt større og filene flere, har behovet for et brukervennlig operativsystem bare økt. Vi skal se på to eksempler på kommandolinjesystemer.

143

8

Operativsystem

MS-DOS og PC-DOS MS-DOS er nesten tvillingen til PC-DOS. Det operativsystemet IBM valgte da selskapet lanserte den første PC-en i 1981, ble kalt PC-DOS. Operativsystemet var nærmest utviklet på kjøkkenbordet hjemme hos en flink programmerer, Tim Patterson fra Seattle, USA. Han kalte det beskjedent nok QDOS, som stod for Quick and Dirty Disk Operative System. Et velrenommert selskap som IBM ville ikke forbindes med et så uhøytidelig navn. De kjøpte teknologien, men byttet navn på operativsystemet. IBM fikk Microsoft og Bill Gates til å samarbeide om produksjonen av PC-DOS. Etter hvert skilte Microsoft og IBM lag, og Microsoft ble etter kort tid markedsleder med sitt MS-DOS (Microsoft Disk Operating Sys­ tem).

Håndtering av datafiler foregår gjennom systemkommandoer og oppstart av programmer. Systemkommandoene er engelske, selv om enkelte leve­ randører av og til koster på seg en nasjonal oversettelse. Mange av sys­ temkommandoene kan forsynes med argumenter. Med argumenter mener vi tilleggsopplysninger eller nærmere bestemte krav til hvordan kommandoen skal utføres.

Noen kommandoer i MS-DOS/PC-DOS Hver kommando har sine egne muligheter for å ta imot argumenter. Ved å skrive kommandoen med spørsmålstegn etter kan du få en nærmere for­ klaring på hvilke argumenter du kan bruke, og hvordan du bruker dem. Det spiller ingen rolle om kommandoene skrives med store eller små bokstaver. Nedenfor følger en oversikt med eksempler på kommandoer i MS-DOS.

144

Kommando

Betydning

DIR

viser fram alle filer i en katalog

DIR /S

viser fram alle filer både i katalogen og i alle kataloger som ligger inne i den katalogen du skriver kommandoen i.

TYPE tekstfil

skriver ut innholdet i tekstfilen på skjermen.

COPY frafil tilfil

kopierer innholdet i en fil over til en annen fil.

COPY utskriftsfil >lpt 1

skriver ut innholdet av en fil til skriveren. Dette brukes hvis du har valgt utskrift til fil fra for eksempel tekstbehandleren WORD, fordi du ikke hadde skriveren tilgjengelig for din maskin.

8

CD katalognavn

er en kommando som lar deg bytte sted å være. Du tenker deg at du er i en katalog, men gjeme vil dra til en annen katalog. Da bruker du kom­ mandoen CD.

MD nykatalog

denne kommandoen kan brukes for å opprette en helt ny katalog.

PROGRAMFIL DATAFIL

det viser hvordan man skal kommandere opera­ tivsystemet til å starte et dataprogram. Du må bytte ut de to ordene PROGRAMFIL med en aktuell dataprogramfil og DATAFIL med en aktuell datafil. Det er dataprogrammet selv som bestemmer om det automatisk vil starte med datafilen som en innlastet datafil.

Operativsystem

Unix og Linux Operativsystemet Unix ble utviklet i 1971 i laboratoriene til Bell, et stort amerikansk selskap. Det fulle navnet på selskapet er American Telephone & Telegraph. Meningen var bare at det skulle brukes av programmerere og teknisk personale på Bell DECs minimaskiner. (Om minimaskiner, se side 104.)

yyisste du at...

Bell

j

De personene som først utviklet UNIX, ble nokså forbauset over å se at UNIX var blitt det dominerende operativsystemet i nesten hele data­ industrien ti år senere. Operativsystemet er ikke brukervennlig etter de standardene som rår i dag. Sent på 70-tallet gav Bell operativsystemet bort gratis til læresteder og kolleger. Dermed ble det godt kjent blant alle som stod på spranget fra skolebenken til industrien. Disse personene ville gjeme fortsette å bruke det de var blitt kjent med. I våre dager er det fortsatt stor interesse for operativsystemet UNIX, og vi finner det igjen i form av videreutviklede systemer, for eksempel LINUX.

Flere prosesser UNIX systemer brukes ofte i Intemett-sammenhenger. Til forskjell fra MS-DOS kan UNIX håndtere flere prosesser, og det passer godt for den oppgaven det er å håndtere både Intemett-oppgaver og andre program­ kjøringer på samme tid. Med prosess mener vi her det samme som et program med tilhørende data.

145

8

Operativsystem

Prosessen kan være i forskjellige tilstander. Den kan enten være i full sving, eller ventende på å komme i gang, eller den kan være stoppet. Det er operativsystemets evne til å få mikroprosessoren til å arbeide litt om gangen på hver prosess som gjør UNIX til et system som kan håndtere flere prosesser.

Flere mikroprosessorer Mye tyder på at det snart vil bli vanligere med maskiner med flere mikro­ prosessorer, og da må vi kreve at operativsystemet kan håndtere arbeids­ delingen mellom flere mikroprosessorer i tillegg til prosessene. DMAkontrolleren, som du leste om på side 108, kan til en viss grad sies å være en ørliten forsmak på de mulighetene en slik ekstraprosessor vil kunne gi, selv om DMA-kontrolleren ikke er i stand til å kjøre programinstruksjoner, slik en fullverdig mikroprosessor kan.

Linux Akkurat nå er det operativsystemer som LINUX som har størst oppmerk­ somhet både fra intemett-brukere og fra mange høyere læresteder. LINUX ble konstruert med utgangspunkt i et system som ble kalt Minix. Finnen Linus Torvalds utvidet Minix til det til slutt utgjorde et fullgodt UNIX operativsystem.

Noen kommandoer i UNIX/LINUX Nedenfor følger en oversikt med eksempler på kommandoer i UNIX og LINUX. Disse operativsystemene skiller mellom kommandoer som er skrevet med store bokstaver, og kommandoer som er skrevet med små.

Kommando

Betydning

Is

Denne kommandoen viser innholdet i den katalogen du

er i. cdup

Med denne kommandoen kan du gå ut av den katalogen

du er i, for å gå ett nivå opp. Vi kan også si det med andre ord: du går til forrige katalog.

146

cd annenkatalog

Denne kommandoen lar deg gå direkte til en annen katalog.

pwd

Denne kommandoen lar deg se navnet på den katalogen du er i.

cp frafil tilfil

Denne kommandoen lar deg kopiere innholdet i den ene filen over til den andre.

mkdir nykatalog

Denne kommandoen lar deg lage en ny katalog.

cal 1997

Denne kommandoen skriver ut en liten kalender. Argu­ mentet kan byttes ut med et hvilket som helst årstall.

8

Operativsystem

Grafiske brukergrensesnitt Operativsystemer som lar brukeren utstede kommandoer ved å anvende pekeredskap på bildeunderlag, kalles GUI (eng.: graphical user interface) eller grafisk brukergrensesnitt. For at man skal kunne klare seg uten pekeredskap, for eksempel mus, er det vanligvis samtidig mulig å bruke tastaturet.

Disse operativsystemene er enkle å lære, i alle fall på overflaten. De er avanserte og krever mye av datamaskinens ressurser. Vi hører av og til at uerfarne brukere som skal kjøpe sin første PC, uttaler: «Jeg trenger ikke noe avansert, for jeg er ikke noen avansert bruker». Det er ofte nettopp disse som trenger en PC med et mest mulig avansert operativsystem.

Skrivebordet Grafiske operativsystemer vil la skjermbildet se ut som overflaten på skri­ vebordet ditt. Der kan du spre utover både dokumenter og verktøy som du jobber med over en viss periode. Når et verktøy ikke er så aktuelt lenger, skal du kunne rydde det bort. Tanken bak det er at folk flest klarer å finne fram på skrivebordet sitt, mens det var litt for vanskelig å finne fram i de gamle kommandolinjesystemene. Det finnes mange nyttige småprogrammer i et grafisk operativsystem. Disse programmene kan vi gjeme kalle verktøy. Vi finner for eksempel en langt bedre utgave av kalenderen i Windows 3.x enn den vi fant i UNIX (se tabellen på side 146). Vi finner også gode tekstbehandlere og styreprogrammer for kommunikasjon og multimedier. De er nokså velutstyrte dersom vi sammenligner med hva som ble levert sammen med operativ­ systemet MS-DOS i sin tid.

147

8

Operativsystem

&

A Grøovy covisetion to VfisttofciwB

Hetwpfk Thingy

QUAKE latjrich

Ccmptete ÅccesVtoALL dfFÆi

H arvetet

Rftcycle Bin

Mksosoft inbox,« whatnot

få

q®

T mp Motepad

m-IRC Launched from

FtlefeneJ

Groovyfttie 'pointer - rtnrig>/ cafcdo.p

Hightmae DOS

K Netscape GoW 3 0•News Bigger Better

Iftlene*

Du kan ordne skrivebordet ditt som du vil. Ved å logge deg på som en annen bruker kan du til og med ha forskjellige skrivebord.

«Levende» datafiler Objektorientert

Det viktigste i et grafisk operativsystem er fortsatt å få tilgang til datafil­ ene, men tendensen er mye sterkere til å tenke objektorientert. Det inne­ bærer at du kan tenke på at datasettet har en oppførsel i tillegg til å inne­ holde ren informasjon. En mer vanlig betegnelse på en oppførsel i et datasett er ordet metoder. Man kan lett få følelsen av at dataene har metoder fordi dataprogrammene kan startes ved at man fokuserer på og velger seg en datafil. Med andre ord kan man starte et dataprogram ved å dobbeltklikke på dataene.

I Windows 3.x kan du gå inn i filbehandleren og velge Tilknytt for å få en datafil til å starte et dataprogram. I Windows 95 finnes den samme mulig­ heten, i tillegg til flere andre måter å starte programmene på.

Flere skrivebordsteknikker «Dra-og-slippteknikken»

148

Blant de mange interessante teknikkene vi kan bruke i Windows 95, er dra-og-slipp-teknikken. Du kan for eksempel finne den innebygde tekst­ behandleren WordPad, skrive et lite notat og bruke dra-og-slipp for å legge notatet fra deg på skrivebordet, akkurat som en gul huskelapp. Når du senere klikker på huskelappen, kommer teksten fram igjen.

8

Operativsystem

-Eksempel-------------------------------------------- -----------------Et annet eksempel er at du kan legge en eller flere skrivere på skrivebordet. Når du har en tekst du vil skrive ut, kan du dra teksten bort til den skriveren du vil og slippe den. Dermed starter utskriften av seg selv, basert på den aktiverte skriveren. I miljøer med flere skrivere er dette en stor forbedring fra det å måtte huske på å velge riktig skriver fra en meny et sted langt inne i program­ met.

På tilsvarende måte kan du behandle både lydfiler, bildefiler og filmfiler. Så snart du har verktøyet på skrivebordet, enten det er et bildebehandlingsprogram, en lydavspiller eller en filmavspiller, kan du dra datafilen bort til verktøyet, slippe den og få den avspilt eller vist fram.

Utforskeren og filbehandleren Filbehandleren for Windows 3.x lot vanlige brukere få tilgang til de fleste filfunksjoner, som kopiering, flytting, oppstart av programfiler og det å skaffe seg oversikt over det de hadde av filressurser. Microsoft lanserte utforskeren (eng.: Explorer) i Windows 95 som et resultat av en grundig undersøkelse av hva alminnelige brukere hadde vanskeligheter med å forstå. Noen synes at utforskeren er minst like vanskelig som filbehand­ leren fra Windows 3.x, men den er i alle fall svært annerledes.

Operativsystemet Windows 95 gir oss mange muligheter til å skreddersy skrivebordet. Det er enkelt å la den gamle filbehandleren ligge på skrivebordet, dersom du foretrekker den. Ellers kan du legge en og en harddisk eller diskettstasjon, og til og med de enkelte mapper, lett tilgjengelig på skrivebordet, på samme måte som du kan gjøre det med verktøy og data­ filer.

Skreddersy

skrivebordet

Virtuelle drivere Mange brukerprogrammer som er skrevet tidligere, prøver å få direkte tilgang til elektriske komponenter og kretser i datamaskinen, mens de kjører i et operativsystem som egentlig ikke tillater dette. Se side 140. For å løse dette problemet har operativsystemet et sett med virtuelle driverprogrammer, som lar de fremmede programmene få tilgang til kompo­ nentene på tilsynelatende samme måte som før.

149

8

Operativsystem

I virkeligheten foregår IO-operasjonene ved hjelp av programmerte rutiner med de virtuelle driverne som et slags isolerende mellomlag. Mikroprosessoren overvåker alle forsøk på å skrive til portene i datamas­ kinen. De som kommer fra programmer utenfor ring 0, og som derfor er ulovlige, blir sendt til den virtuelle dri veren i stedet. Der blir handlingen undersøkt og eventuelt godkjent, og utføres til slutt etter utvidede sikker­ hetsregler på en betryggende måte.

API Grensesnitt for

programmer

API er forkortelse for Application Programming Interface. Det betyr på norsk omtrent: grensesnitt for programmer. Operativsystemet Windows bruker API i alle sine versjoner for å standardisere og forenkle det å lage nye programmer. Det fører også til en stor forenkling for den enkelte bruker, fordi programmene kommer til å ligne hverandre en god del, dersom programmereren bruker API-rutiner for alminnelige dialoger og handlinger i Windows. En alminnelig dialogboks der du skal svare Ja eller Nei, er et eksempel på en rutine som allerede er ferdig skrevet i Windows API. Det har du kanskje sett et bevis på hvis du har fått fram teksten Yes og No i et program som for øvrig har norsk språk. Det kan skje dersom Windows er installert på engelsk.

TAPI

Programmeringsgrensesnitt for

telefonbruk

Et eksempel på en API-gruppe som finnes i Windows 95, er TAPI. Dette ordet står for Telephony Application Programming Interface, og blir på norsk omtrent: programmeringsgrensesnitt for telefonbruk. Det er TAPI som gjør det enkelt å lage for eksempel automatisk oppkobling og nedkobling ved hjelp av modem når du går ut på Internett fra en datamaskin i et privat hjem.

Andre grafiske operativsystemer Andre GUI som vi nevner her, er Windows NT og OS/2. Begge disse ope­ rativsystemene går lenger i å ta i bruk mikroprosessorens beskyttelsesmuligheter enn Windows 95. Operativsystemer for Macintosh har også vært lenge på markedet, og regnes som meget gode GUI-systemer. Et eksempel på dette er System 7, som ble lansert i 1991. OS/2 er laget av IBM, som har slitt lenge med å få dette operativsystemet til å bli en øko­ nomisk suksess.

150

8

Operativsystem

{yisste du at... IBM lanserte også Warp, en markedstilpasning av OS/2, som skulle være et operativsystem mer rettet mot det hurtig voksende hjemmemarkedet. Det er et av de første operativsystemer som er blitt markedsført på samme måte og like intenst som alminnelige husholdningsprodukter.

Nettverk Samtidig med framveksten av GUI-systemer har bruk av nettverk blitt stadig mer aktuelt. Nettverksdrift bygger som regel på egen elektronikk som bygges inn i PC-en med et tilleggskort. Denne elektronikken må også ha sin egen BIOS, som igjen utnyttes av et eget brukeroperativsystem. De moderne GUI-systemene har støtte for nettverk innebygd. Vi har nå sett eksempler på hvordan du gjennom et operativsystem kan få adgang til datamaskinens ressurser. I kapitlet om datakommunikasjon skal vi se på hvordan du kan få tilgang til all verdens datamaskiners ressurser, blant annet gjennom Internett og BBS.

Internett BBS

^Test deg selv 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19

Hva er hovedoppgaven for et operativsystem? Hva er BIOS? Hva er fordelen med BIOS sett fra programmererens synspunkt? På hvilken adresse i hukommelsen begynner BIOS adresseområdet? Hva er flash-memory? Hva betyr IC? Hvorfor må et program utsettes for avbmdd? Hva kalles det programmet som ligger fast på for eksempel en grafikk-adapter eller en nettadapter? Hva er en virtuell driver? Hva betyr assemblykommandoen OUT? Hva er det som beskyttes i beskyttet programkjøring (eng.: protected mode)? Hvilke to hoveddeler er det BIOS kommuniserer med? Hvordan kan man oppgradere BIOS, dvs. få ny BIOS? Hva betyr IP når vi tenker på mikroprosessoren? Hva står forkortelsen DOS for? Hva er tegnbasert modus? Hvor mange kB trengs for å lagre en skjermside i tegnbasert modus? Hva står forkortelsen MS-DOS for? Hvilken forkortelse bruker vi om grafiske brukergrensesnitt?

151

8

Operativsystem

20 Nevn to fordeler med kommandolinjebaserte operativsystemer. 21 Når ble den første PC-utgaven av en datamaskin lansert, og hvem stod bak lanseringen? 22 Hva er den viktigste oppgaven for et DOS (et disk operativ system)? 23 Hva betyr QDOS? 24 Hvordan skal du skrive ut en fil til en skriver i MS-DOS når du ikke har utskriftsprogrammet? 25 Hva betyr argumenter når vi tenker på kommandoer i et operativsystem? 26 Hvordan skal du lage en ny katalog i MS-DOS? 27 Hva er en prosess? 28 Hva står forkortelsen API for? 29 Hva står forkortelsen TAPI for?

lOppgaver

.

. 71. Hva kan tenkes å være fordelen med å ha et fast hukommelsesområde for BIOS?

. 72. Hva gjør BlOS-programmet hver gang det vekkes av hovedkortets klokke?

. 73. Hva forbinder du med tallet 18,2 etter å ha lært deg innholdet i dette kapitlet?

. 74. Forklar hvordan BIOS og tekstbehandleren samarbeider om å bruke tastaturet som registreringsenhet.

. 75. Hvor mange ganger rekker datamaskinens klokke å tikke i løpet av fem sekunder?

. 76. Hva brukes en købehandler til?

. 77. Hvilke tilstander kan en prosess være i?

. 78. Hvis du bruker Win95: Lag snarveier til en tekstfil, et dataprogram og en katalog.

152

8

Operativsystem

Hvis du bruker Windows 3.x: Lag en ny gruppe på dataskjermen ved å bruke menyvalget Fil og Ny fra programbehandleren. Legg inn ferdige ikoner i gruppen ved å bruke CTRL + dra og slipp fra andre grupper.

. 79. Tenk deg at du skulle lage en API for meldingssystemet i Windows 95. Hva ville du kalt denne API-en?

{gruppeoppgaver

.80. Ta utgangspunkt i MS-DOS eller et DOS-vindu i Windows.

Gjør eksperimenter med følgende kommandoer:

Dir

Type Sort Copy Bruk argumentet /? for å finne ut hvilke andre argumenter man kan bruke til hver kommando, og hvordan noen av argumentene kan brukes.

Finn ut hva som kan gjøres med kommandoen COPY CON MIN.TXT.

(Denne kommandoen må avbrytes med tastetrykket F6 og Enter til slutt.)

Skriv en rapport om hva gruppa klarte å finne ut.

.81. Finn ut alt dere kan om betydningen av kommandoen SET og ordet ENVIRONMENT i MS-DOS.

.82. Diskuter hvordan dere skal få solgt en datamaskin med et avansert opera­ tivsystem til en kunde som ikke vil ha det så avansert. Hun sier at hun ikke er noen avansert bruker, derfor vil hun ikke ha noen avansert maskin. Sammenlign GUI og enkle kommandolinjebaserte løsninger.

153

9 Datakommunikasjon

Etter å ha lest dette kapitlet skal du • kunne definere hva datakommunikasjon er • kunne gjøre rede for hvilke teletjenester som finnes, og hva slags informasjon de inneholder • kunne følge de etiske reglene som gjelder ved datakommunikasjon

• kjenne til lokale, nasjonale og internasjonale datanett • kunne gjøre rede for hva Internett er, og hvordan det fungerer

• kunne bruke modem og kommunikasjonprogram • kunne bruke Internetts ulike tjenester • kunne definere hva et intranett er

154

9

Datakommunikasjon

Datakommunikasjon er i dag blitt en viktig del av vår hverdag. Flere og flere bedrifter og privatpersoner bruker datakommunikasjon daglig på en eller annen måte. Uten at du kanskje vet om det eller har tenkt over det, er det nok ikke umulig at du selv kan ha brukt en eller annen form for data­ kommunikasjon de siste dagene.

Tidligere når vi leverte Lotto-kupongene, måtte de leveres før tirsdag ettermiddag. Takket være datakommunikasjon kan vi nå vente helt til lørdag ettermiddag før vi leverer den. Når folk handlet, måtte betalingen skje kontant eller med sjekk. I dag blir kontanthandelen mindre og mindre til fordel for korthandelen. Datakommunikasjon er i voldsom vekst. Det er faktisk et av de raskest voksende medier i verden.

I dette kapitlet skal skal vi se nærmere på datakommunikasjon, hva det er, og hvordan det fungerer.

Datakommunikasjon, et hav av informasjon A benytte datakommunikasjon kan sammenlignes med a reise gjennom land etter land med bil på en motorvei. Veiene fører deg til omtrent hele verden. Vi kan derfor bruke uttrykk som elektroniske motorveier, som vi også kan kalle nettverk. Ved hjelp av datakommunikasjon og elektroniske motorveier kan du hente en masse informasjon i løpet av noen få minut­ ter. Det kan være dataprogrammer av forskjellig art, informasjon og tids­ skrifter, rykende ferske nyheter, de siste børsnoteringene, stoff du trenger til prosjektoppgaven din, eller et artig spill.

Elektronisk

motorvei = nettverk

Datakommunikasjon er altså noe vi alle omgås med til daglig. Når du avbestiller månedens bok i bokklubben, kan du gjøre det ved å bruke tastene på telefonen. Informasjonen du gir med tastetrykkene, sendes til bokklubbens datamaskin, som registrerer din avbestilling. Den elektroniske motorveien kan også benyttes til å utveksle noen ord med venner i for eksempel Australia eller hente et tegneprogram som ligger på en datamaskin i Tyskland. Det finnes med andre ord utrolig mange bruksområder knyttet til datakommunikasjon.

155

9

Datakommunikasjon

Visste du at... Når transportselskapet ERT Norge i Larvik ønsker å se hvor i Europa en av bilene deres befinner seg, og eventuelt sende en nøyaktig kjøreordre til sjåføren, bruker de datakommunikasjon. I tillegg til å se hvor bilene deres befinner seg, kan de blant annet regne ut den korteste veien mellom to punkter i Europa. Sentralen i Larvik sender informasjon fra en lokal datamaskin via sa-tellitt til en mottaker i bilen. Sjåføren får dermed infor­ masjonen fra ERT Norge på en skriver i bilen.

Hva er datakommunikasjon? Datakommunikasjon innebærer at data sendes mellom datamaskiner i et datanett eller via telenettet. Nettverk WAN = fjernnett LAN - lokalnett

Datamaskinene må være knyttet sammen i et nettverk for å «snakke» sammen. Det er to hovedtyper nettverk som brukes. Fjernnett eller WAN (wide area networks), og lokalnett eller LAN (local area networks).

Nettverkstypene LAN og WAN.

156

9

Datakommunikasjon

Fjernnett (WAN) Kommunikasjonen i et fjernnett foregår i teleleverandørenes (f.eks. Telenors) telenett eller via satellitter. Det vil si at signalene sendes gjennom telenettet eller via satellitter til datamaskinen det kommuniseres med. I et fjernnett kan datakommunikasjonen strekke seg over store geografiske områder. For eksempel kan en bedrift i Oslo kommunisere med sine kon­ torer i Hamburg og i Amsterdam. Telenettet består enten av vanlige kabler eller optiske fibrer. I en optisk fiber er kjernen laget av et slags glass, og signalene sendes som lysstråler. Det er også det samme telenet­ tet og de samme satellittene som overfører signalene når du snakker i tele­ fonen.

Telenettet kan også være et ISDN-nett (Integrated Services Digital NetWork). Det er en teknologi som har vært i sterk frammarsj de siste årene, og som gir full utnyttelse av dagens eksisterende tele-nett. ISDN-nettet er i motsetning til vårt «vanlige» analoge telenett, digitalt. I et analogt nett er det tale og lydsignaler som overføres, mens det i et ISDN-nett er digitale signaler som overføres. Dette er signaler som for eksempel en datamaskin forstår og kan behandle. Og siden det er digitale signaler som overføres, får vi en rekke flere muligheter. Overføringer som tale, tekst, data, video og bilder er noen av dem. ISDN-nettet mulig­ gjør også overføring av flere tjenester samtidig. I praksis betyr det at du for eksempel kan prate i telefonen samtidig som du er på Internett eller sender en faks.

Fjernnett

Optisk fiber

ISDN

Digitale signaler

Overføringen fra ett sted til et annet går også mye raskere med ISDN enn i et ordinært telenett. På grunn av denne kapasiteten og overførings­ hastigheten er det mye rimeligere å overføre informasjon via telenettet. ISDN-nettet gir også mye mindre feil ved overføring enn et vanlig analogt nett. En overføring med ISDN kan ha bare en tusendel av feilene i et vanlig nett.

{jips & Råd

j

Når vi sier at et nett har «høy» kapasitet, betyr det i praksis at skjerm­ bildene oppdateres hurtigere, og at filoverføringer går raskere.

Kabelnettet (dvs. nettet som gir oss alle tv-kanalene) har inntil de siste årene vært forbeholdt tv-sendinger til husstander. Men sender man digi­ tale signaler over kabelnettet (i stedet for analoge som tidligere), blir det raskt mange flere bruksområder. Datakommunikasjon er ett av dem, og i framtiden vil vi se at flere og flere hjem daglig vil utføre oppgaver ved hjelp av kabelnettet. Allerede i dag leveres det flere tjenester på kabelnet-

Kabelnett

157

9

Datakommunikasj on

Høy kapasitet

tet, og en av dem er muligheten til å «surfe» på Internett. Kabelnettets for­ deler er først og fremst dets høye kapasitet, og at store deler av husstan­ dene er tilknyttet.

Lokalnett (LAN) Lokalnett

Lokalnett består av to eller flere datamaskiner som er koblet sammen i et datanett. Ethernet og Token Ring er to betegnelser for hvordan nettverket er kablet, og hvilken metode dataene sendes på over nettet.

Grovt sett kan de to typene illustreres slik:

Nettverkstypen Ethernet.

Nettverkstypen Token Ring. Ethernet

Ethernet er den typen nettverk de fleste bruker i dag, og overførings­ hastigheten er som regel 10 Mb/s (mega biter per sekund). Fast Ethernet er en utvidet og forbedret standard av Ethernet, og har en overførings­ hastighet på hele 100 Mb/s.

Datamaskinene i et Ethernet arbeider uavhengig av hverandre. Alle datamas­ kinene er koblet til et felles signalsystem nærmere bestemt en kabel. I dette signalsystemet sendes Ethemet-signaler seriellt, en bit av gangen, til hver datamaskin i nettet. Når en datamaskin skal sende data, «lytter» den først på kanalen, og når kanalen er ledig sender den dataene i form av en pakke.

158

9

Datakommunikasjon

Som navnet tilsier er Token Ring organisert som en fysisk ring, og har sine fordeler i nett hvor det er hard belastning. Overføringshastigheten er enten 4 Mb/s (mega biter per sekund) eller 16 Mb/s. Sammenligner vi overføringshastigheten med et Ethernet eller Fast Ethernet, ser vi at Token Ring-nettet er noe tregere. Overføringshastigheten i et Token Ring-nettverk er imidlertid svært stabil.

Token Ring

Når data overføres i et Token Ring-nett, sendes dataene fra en aktiv stasjon til neste maskin sammen med en informasjonspakke kalt et token eller en stafettpinne. Når riktig mottaker får pakken, kopierer og kvitterer denne for informasjonen samtidig som den sender pakken eller tokenet til neste datamaskin i ringen. Stafettpinnen ender opp hos avsender som kontrollerer at datene ikke er blitt endret for deretter å fjerne det fra nettet.

Token

Datamaskinene i nettverkene knyttes sammen ved hjelp av kabler (ofte kalt nettverkskabel). Kablene forbinder datamaskinene ved at de kobles til et nettverkskort som er montert i maskinene. For at datamaskinene skal kunne kommunisere med nettet via nettverkskortet, må det installeres såkalt klientprogramvare. Datamaskinene blir da det vi kaller klienter eller arbeidsstasjoner i nettet.

Nettverkskort Klient­ programvare

Klienter

Hovedgrunnen til at et økende antall bedrifter velger å installere lokalnett, er muligheten til å dele lokale ressurser. Lokale ressurser er for eksempel modem, skrivere og lagringsplass. Når lagringsplass deles, vil det i praksis si at programvare og opplysnin­ ger som ligger på én maskin, kan deles av alle i nettet. Fordelen med det er at du ikke trenger å ha de samme programmene og de samme opplys­ ningene på flere maskiner, og dermed sparer du mye lagringsplass. Ulempen er hvis det skulle oppstå et brudd eller en feil på nettet. Maski­ nene som er tilknyttet den maskinen som har programmene eller opplys­ ningene lagret, vil da ikke få tilgang til dette.

Som regel tas fellesressursene hånd om av en server, også kalt tjener, i et lokalnett. En tjener er i praksis en kraftig PC eller annen datamaskin. I tillegg til å dele ressursene utfører tjeneren også oppgaver som adgangs­ kontroll og sikkerhetskopiering. På samme måte som en PC eller arbeids­ stasjon trenger et operativsystem, trenger en tjener et nettverksoperativ­ system. De mest brukte nettverksoperativsystemene er Novell NetWare, Microsoft Windows NT, Unix, Banyan Vines og OS/2.

Tjener

Nettverks­ operativsystem

Lokalnett er begrenset til et mindre geografisk område, for eksempel et kontorbygg. Lokal- og fjernnettene kan også kombineres.

159

9

Datakommunikasjon

^Eksempel----------------------------------------------------- -------Hydro konsernet har avdelinger spredt over store geografiske områder i Norge. Ved å kombinere lokal- og fjernnett kan Hydro knytte disse avdelin­ gene sammen. Felles informasjon for hele konsernet behøver derfor bare plas­ seres ett sted, og man får på denne måten en effektiv informasjonsflyt. Skal informasjonen endres, eller skal det legges inn ny informasjon, er det på denne ene maskinen at det gjøres. Umiddelbart etter ser hele Hydro konsernet endringene.

Datakommunikasjon - hva trenger du? Datamaskin, modem,

For å få kontakt med en annen datamaskin via telenettet trenger du en datamaskin, en telelinje, et modem og et kommunikasjonsprogram.

kommunikasjons­

program

Modemet kan være et kort montert inne i datamaskinen, eller en boks som er

koblet til datamaskinens COM-port (serieutgang) på baksiden. ISDN

Skal du kommunisere i et ISDN-nett, må datamaskinen din være til­ koblet utstyr som takler tjenestene et ISDN-nett kan tilby. Telenettet må også være tilknyttet en sentral som er utstyrt for ISDN. Ikke alle har en slik tilknytning i dag, men man regner med at 90 % av Norges befolknin­ gen har tilgang til ISDN innen kort tid.

Modem Digitale signaler

Analoge signaler

160

Navnet modem er egentlig en sammenslåing av ordene modulator og Jemodulator. Modemet trenger du for å kunne sende og motta informa­ sjon. Når du sender informasjon fra datamaskinen din, sendes digitale signaler. Det er signaler som datamaskinen arbeider med og forstår. Informasjonen går så gjennom modemet, som gjør den om til analoge signaler. Det er tale- eller lydsignaler som telenettet behersker. Det er de samme signalene som sendes når du prater i telefonen.

9

Datakommunikasjon

Signalene sendes videre i telenettet og kommer fram til mottakerens modem, som gjør de analoge signalene om til digitale signaler. Signalene blir så mottatt og lest av datamaskinen.

Din PC med kommunikasjonsprogram.

Din kommunikasjonspartner med kommunikasjonsprogram.

De to kommunikajonsprogrammene «snakker sammen» gjennom modemene.

Når datamaskinene kommuniserer, sier modemets overføringshastighet oss hvor hurtig informasjonen sendes mellom dem. Det er avgjørende for hvor lang tid det tar å overføre for eksempel et dokument eller et program, eller for hvor fort skjermbildet på PC-en blir oppdatert. Overføringshastigheten kan måles på forskjellige måter. Den mest brukte målemetoden er bps (biter per sekund). Når du overfører data, går tellerskrittene. Er overføringshastigheten høy, tar det kortere tid å sende dataene enn ved en lavere hastighet. Kostnadene blir dermed lavere med et modem med høy overføringshastighet. De vanligste overføringshastig­ hetene er 9600 bps, 14 400 bps, 28 800 bps, 33 600 og 56 000 bps.

Overførings­ hastighet

bps

-Eksempel-------------------------------------------------------------For å finne ut omtrent hvor lang tid det tar å overføre for eksempel et doku­ ment på 1 MB, med en hastighet på 14 400 bps, kan du regne slik:

14 400 bps : 10 = 1440 tegn per sekund (eps, characters per second) Grunnen til at vi deler på 10 og ikke 8, er at måten dataene sendes på, gjør at det mellom hver bit blir en liten pause. Pausene kalles stoppbiter.

1 tegn = 8 biter

1 MB = ca. 1 000 000 tegn 1 000 000 tegn : 1440 tegn per sekund = 694 sekunder = 11,5 minutter Det tar altså ca. 11,5 minutter å overføre 1 MB med et modem med en hastig­ het på 14 400 bps.

161

9

Datakommunikasjon

Komprimere

data V.42bis

ISDN-adapter

Modemer kan også komprimere data som overføres. Det vil si at dataene som sendes, blir pakket sammen til en mindre størrelse når de blir sendt, og pakket ut til normal størrelse når de blir mottatt. Er størrelsen mindre, går overføringen raskere. V.42bis er en datakompresjonsstandard for modemer som komprimerer dataene til en brøkdel. Et modem med V.42bis-komprimering kan overføre data opptil fire ganger raskere enn et modem uten komprimering. Et 14 400 modem med V.42bis kan derfor overføre data med inntil 57 600 bps. Men på grunn av kvaliteten på tele­ nettet er dette teoretiske hastigheter som det er vanskelig å oppnå i prak­ sis. Hvilken type fil som overføres, har også betydning for hvor mye modemet klarer å komprimere den.

I et ISDN-nett blir som nevnt dataene overført mye raskere enn et i et vanlig analogt telenett. I praksis kan overføringshastigheten mangedobles i forhold til vanlige telelinjer, og det er derfor mange vil bruke ISDN. Siden ISDN nettet er digitalt, trenger man ikke noe modem for å omforme signalene. Det man i stedet trenger, er en såkalt ISDN-adapter som kobles mellom datamaskinen og telefonkontakten.

Kommunikasj onsprogram

«Samme språk»

Kommunikasjonsprogrammet er nødvendig for å kunne bruke modemet og dermed kommunisere med andre datamaskiner. Det må installeres på datamaskinen det er koblet et modem til. Kommunikasjonsprogrammet forenkler og rasjonaliserer arbeidet, og sørger for at modem og datama­ skin kommuniserer riktig. Det hjelper deg med å foreta overføringer av data begge veier, og med å lagre hentet informasjon på riktig sted. Kom­ munikasjonsprogrammet hjelper deg også med å overføre data raskt og feilfritt, samtidig som det sørger for at datamaskinene «snakker» sammen med samme språk.

Før kommunikasjonsprogrammet kan fungere skikkelig, må visse innstil­ linger gjøres. Dette er innstillinger som først og fremst har å gjøre med forbindelsen mellom modemet og datamaskinen. Kommunikasjons­ port

162

Du må for eksempel oppgi hvilken serieutgang (COM-port) modemet er tilkoblet. En serieutgang er en kommunikasjonsport bak på datama­ skinen. Det er vanligvis to slike porter på en datamaskin. Er ikke riktig port spesifisert, kan ikke datamaskinen sende data til modemet. Hvilken hastighet modemet skal arbeide med, spesifiseres også i kommunika­ sjonsprogrammet.

9

Datakommunikasjon

^Visst^di^at^^^^y Serieutgangen på en PCfinnes i flere forskjellig utgaver. Det som skiller dem, er en liten brikke som kalles UART. Den mellomlagrer data, slik at overføringen mellom PC og modem kan gå raskere. Har PC-en en såkalt 16550 UART, kan du trygt benytte modemets høyeste hastighet. Er det imidlertid en 16450 eller 1250 UART i PC-en, må hastigheten settes ned til 19 200 bps eller 38 400 bps. Hva slags UART din PC har, kan du sjekke ved å starte DOS-programmet MSD. Er det behov for det, kan serieut­ gangen skiftes ut med en ny og raskere for et par hundre kroner. Når du overfører data, kan det være støy eller forstyrrelser på telelinjen som kan gi feil på overføringen. Kommunikasjonsprogrammet er kon­ struert slik at det bruker ulike overføringsprotokoller for å sikre en rask og feilfri overføring. En overføringsprotokoll består av et sett med regler for hvordan overføringen skal kontrolleres og feil skal repareres. Den beste, mest brukte og kanskje raskeste protokollen er Zmodem. Andre protokoller er Xmodem, Ymodem og Kermit. Overføringsprotokollen på Internett er FTP (File Transfer Protocol).

Eksempler på kommunikasjonsprogrammer er Telix, QmodemPro, Ter­ minal (Windows 3.1), Hyper Terminal (Windows 95 og NT) og Trumpet Winsock. Prisene på de forskjellige kommunikasjonsprogrammene vari­ erer sterkt. Noen følger med operativsystemet, mens andre koster opptil et par tusen kroner. Det finnes også en mengde gratis programmer.

Overførings­ protokoll

Kommunikasjons­

program

Elektroniske tjenester Når du har kommet i gang med datakommunikasjon, har du tilgang til en mengde forskjellige elektroniske tjenester. Noen av dem er gratis, andre må du betale en avgift for å bruke. Blant annet kan du ved å benytte Datatorget få tilgang til følgende infor­ masjonsdatabaser: • • • • •

Informasjons­ databaser

Foretaksinformasjon og kredittopplysninger Grunnboks- og eiendomsinformasjon Løsøre- og enhetsregisteret Den elektroniske telefonkatalogen (DEK) Verdipapir- og valutakurser

Er du for eksempel interessert i nye eller gamle avisartikler, kan Aften­ postens datatjeneste være noe for deg. Her kan du søke i artikler som har vært på trykk i avisen.

163

9

Datakommunikasjon

Du har også muligheten til å lese ferske utgaver av alle landets ledende aviser ved hjelp av datakommunikasjon.

VG er en av landets aviser som du finner på Internett. Utgaven er ikke noen kopi av papirutgaven, men inneholder også mye som ikke har vært på trykk.

pEksempel-------------------------------------------------------------En høyskolestudent som liker å følge med på utviklingen i verden, skaffer seg et abonnement på Datatorget, som er drevet av Telenor. Her kan hun som et supplement til studiene skaffe seg nyheter fra NTB eller lese siste nytt fra næringslivet. Hun kan også sitte på hybelen og søke gjennom Universitets­ bibliotekets bokhyller etter titler som kan være nyttige til studiene. Når hun skal betale regningene sine, gjør hun det også gjennom Datatorget.

I tillegg til store offentlige tjenester, som i eksemplet over, finnes det en mengde mindre elektroniske tjenester som privatpersoner, foreninger og bedrifter driver.

164

9

Datakommunikasjon

Føler du deg litt dårlig? Kanskje Doktor Online kan hjelpe deg. Et populært sted for alle hypokondere, der du kan stille spørsmål til legen.

Lokale, nasjonale og internasjonale nett De elektroniske tjenestene er ofte knyttet sammen i nettverk. På den måten får du flere tjenester å velge i når du først er koblet opp, samtidig som du kan kommunisere med andre brukere som geografisk er langt unna. Det finnes flere forskjellige nett. Vi kan grovt dele dem inn i konferansenett, internasjonale nett og elektronisk post-nett. Nordic-Net, Rime og Polamett er norske konferansenett der du kan diskutere forskjel­ lige emner med andre brukere rundt omkring i landet. Det største interna­ sjonale nettet er Internett. Via det kan du skaffe deg omtrent all tenkelig informasjon fra hele verden. Det er også verdens største elektronisk post­ nett.

Nettverk

Uninett er et nettverk som alle høyskoler i Norge er knyttet til. Her kan studenter og lærere hente og utveksle informasjon. Uninett er også til­ koblet Internett.

Uninett

Skolenettet er et forholdsvis nystartet nett som knytter mange av skolene i Norge sammen. Skolenettet er også en del av det nordiske skoledatanettet. Nettet er et høyhastighetsnett som er bygd opp som et «lite internett». Det vil si at tjenestene og funksjonene er de samme som på Internett, bortsett fra at den geografiske rekkevidden er begrenset.

Skolenett

Internett

165

9

Datakommunikasjon

Microsoft Network

America Online, CompuServe og Prodigy er navnene på noen av USAs (og verdens) største kommersielle datanett-tjenester, med en mengde norske brukere. Programvareprodusenten Microsoft har også et eget internasjonalt nett kalt Microsoft Network. Her kan du blant annet handle varer og få siste nytt om produktene deres.

Datakommunikasjon og etiske regler Elektronisk

motorvei

Spør du folk hva de forbinder med datakommunikasjon, svarer de gjeme sex og vold. Det er ikke til å legge skjul på at slikt kan finnes på en av de elektroniske motorveiene. En voksen person har som regel ikke noe problem med å se slikt. Men når vi vet at bam helt ned i åtte-niårsalderen bruker datakommunikasjon, er det grunn til bekymring.

Gutterommet sentral for grov data-porno En 15-ånng i Oslo til­ bød over 5000 grove pornografiske filer fra sin database, deriblant nakcnbilder av seg selv. JAN GUNNAR RJRULY INGAR STORFJELL (foto)

Jm su-ls7.gif s udjiex.gif / glftny35O.gif dtog0G41.gif pent_011.gif julia5.gif \ diai517.gif

550224 950222 950222 950223 950223 950224 950225

757 159 172 373 70 255 4 00

0 6 S 6 3 2 5 1

Courtney igjenPEN DAMB! Madonna koser seg Ginny, ni.ee asa Darae sos vasker puppene Sine X duajen: Penthouse 11 Julie spraading Dritdeilig daee i våt badedrakt

MENY: Faksimile med noen av tilbudene fra 15-åringen. Og dette er langtfra det groveste på menyen.

Faksimile Aftenposten.

Lov- og regelverket vi har i dag, er ikke dekkende nok for dette området. Det finnes heller ikke nok ressurser til å kontrollere alle tilgjengelige tje­ nester. Hver og en må derfor ta sin del av ansvaret, og ikke distribuere data som inneholder sex eller vold. Kan innholdet av det du sender, virke støtende på andre, særlig bam, skal du ikke sende det. Det blir heldigvis arbeidet med et nytt lovforslag i regjeringen, slik at man ved hjelp av lover og regler skal kunne stoppe slikt.

Regler

166

Når du bruker de forskjellige elektroniske tjenestene, bør du også rette deg etter de reglene som gjelder ved datakommunikasjon.

9

Datakommunikasjon

Spesielt bør disse reglene følges: 1

Ikke send fra deg informasjon i form av tekst, bilder eller annet som kan virke støtende på andre.

2

Bryt ikke inn i ressurser eller tjenester du ikke har tilgang til.

3

Ordlegg deg på en slik måte at innholdet ikke kan misforstås av andre.

4

Ikke skjul din identitet, unntatt når slik tildekking er tillatt.

5

Bryt ikke andre brukeres rett til personvern.

6

Ødelegg ikke innhold eller struktur i datalagret informasjon

7

Sløs ikke med ressurser (mennesker, kommunikasjonskapasitet, datautstyr).

8

Ikke fomærm eller forulemp andre brukere.

For øvrig gjelder regelen om å oppføre seg høflig.

Virusrutiner er også viktig, slik at data som sendes, ikke inneholder virus, og at data som mottas, blir sjekket for virus. Virus er nærmere omtalt i kapitlet Datakriminalitet.

Virusrutiner

Elektroniske oppslagstavler (BBS) Noen av de populære elektroniske tjenestene i dag er de såkalte elektro­ niske oppslagstavlene, eller BBS-ene. BBS er en forkortelse for Bulletin Board System.

Bulletin Board

System

En elektronisk oppslagstavle er en eller flere datamaskiner i et lokalnett som er tilkoblet telenettet via et modem. På datamaskinen er det et program som styrer tjenestene som tilbys. Hva som skal tilbys, er det eieme av den elektroniske oppslagstavlen som bestemmer. Når du ringer opp en slik, er det du som bestemmer hva programmet skal gjøre, ved hjelp av tastetrykk på maskinen din. Det er som om du skulle sitte ved den datamaskinen du ringer opp, bare at det er en telefonlinje som forbinder dere.

^VissteduaU^^^^/ Antallet BBS-er i Norge og verden for øvrig øker daglig. Mange tror at BBS-ene er på vei bort, men det viser seg at disse populære tjenestene vil leve i mange år ennå. Hovedgrunnen til det er at det først og fremst er bil­ lig å sette opp en BBS, samtidig som det ikke kreves altfor mye kunnskaper.

167

9

Datakommunikasjon

Mange unge synes derfor dette er spennende, og «rigger» til en BBS hjemme på gutte- eller jenterommet. Bare i Norge finnes det flere hundre større og mindre BBS-er.

Hva finnes på en elektronisk oppslagstavle? Filområder, bulle­

tiner, konferanser

De fleste oppslagstavler er delt opp i områdene filområder, bulletiner, konferanser og dører.

og dører

Shareware

Konferanse-

nettverk

Dører

I friområdene kan du laste ned (eng.: download) filer til din egen datama­ skin. Det kan være tekst, bilder, lyd, spill og programmer. I mange tilfel­ ler er programmene Shareware, det vil si at du kan prøve ut programmet i en periode før du må betale for det. Bulletiner inneholder som regel infor­ masjon til brukeren fra eieme av oppslagstavlen. Det kan for eksempel være informasjon om hva den elektroniske oppslagstavlen kan tilby av tjenester og informasjon.

I konferansedelen kan du skrive og svare på meldinger. Det er ofte en rekke ulike konferanser du kan velge mellom, for eksempel politikk, vitenskap, matlaging, data, kjøp og salg, musikk og spill. I tillegg kan oppslagstavlen være tilknyttet et konferansenettverk. Her kan du utveksle meldinger med andre elektroniske oppslagstavler, både nasjonalt og internasjonalt. Eksempler på slike nett er Polamett, ILink eller UseNet. Mange oppslagstavler har også såkalte dører. Ved å velge en av dørene kan du starte forskjellige programmer eller spill og bruke dem mens du er oppkoblet.

Internett Nett av nett

ARPANET

Internett er verdens største nettverk. Det består av av flere tusen store og små individuelle nettverk. Fra sin opprinnelse i 1960-årene og fram til i dag har Internett hatt en voldsom vekst. Internett, eller ARPANET som det het i 60-årene, ble først og fremst startet med militær hensikt. Det ameri­ kanske forsvarsdepartementet ville lage et datanettverk som kunne fungere uansett tilstand. Blant annet var tanken at det skulle kunne fungere selv i en krig som ble utkjempet med kjernefysiske våpen. ARPANET ble raskt populært, og etter hvert var det ikke bare de militære som fikk bruke nettet. Flere og flere universiteter og institusjoner så også sin nytte i nettet og fikk ta det i bruk.

NSFNET

168

I takt med den kraftige økningen i antall brukere måtte nettet bygges ut. National Science Foundation bygde opp noen superdatamaskiner i et nett som de kalte NSFNET.

9

Dette nettet hadde mye større kapasitet enn ARPANET, og det var også mye bedre. 1 1990 ble derfor ARPANET lagt ned, og vi fikk det Internett vi kjenner i dag.

Datakommunikasjon

ARPANET

Det er ingen som eier Internett. Hvem som helst kan i dag bruke det og koble sitt nettverk til det. Ingen har heller oversikt over hvor mange som bruker Internett, men man snakker om at 60 millioner mennesker har tilgang i dag.

På Internett kan du delta i konferanser, sende og motta elektronisk post, hente eller lese informasjon og data, handle varer og hente programmer og spill. Spekteret av de forskjellige tjenestene er enormt.

Jean Michel Jarre:Oxygene 2 Pnsras på 51 1 h ti produkter! Kjempetest av Nintendo 64! Fransk løksuppe - originalt? Men fy så godt det er... Les vår omtale

Nå kan du skaffe deg billige demomodeller. Opptil 50% avslag!

Vi har testet maskinen og spillene. Her far du svar på det aller meste.

Bestill Cinemania 97

Star W ars filmene på tilbud!

PC -kr 349,(Omtale)

Kun kr 350,- for alle tre.

Live: Ny CD!

Bestill Puck City

Les vår omtale.

PC/Mac-kr 199,(Omtale)

PC-spill omtaler

Bestill Festi Mummidalen

Vi har omtaler av de beste titlene.

PC/Mac-kr 349,(Omtale)

Akers Mic saker Hi-Fi kyndige

Vi sgker flere spill kyndige

Akers Mic i Oslo tilbyr blant annet flere tusen CD- og filmtitler som du kan søke i og bestille. Du kan også høre utdrag av platene eller se filmklipp før du bestem­ mer deg. Varene har du i postkassen i løpet av få dager.

Flere og flere høyskoler benytter nå også Internett aktivt i forbindelse med studiene. Her utveksles det informasjon med andre studenter verden over, og det innhentes aktuelt stoff. Dette har blitt en så viktig informa­ sjonskilde at alle videregående skoler og høyskoler kommer til å ha internett-tilkobling innen kort tid.

169

9

Datakommunikasjon

Internetts oppbygning og virkemåte

Nettverk

Internett består av tusenvis av datamaskiner av alle typer, små og store, billige og dyre. Alle datamaskinene er knyttet sammen ved hjelp av kabler og telelinjer. Siden alle maskinene henger sammen, sier vi at det er et nettverk, og ikke et hvilket som helst nettverk, men verdens største ver­ densomspennende nettverk.

IP-adresse Unike adresser

Alle datamaskinene som er tilknyttet Internett, har hver sin unike adresse. Ingen adresse er lik, og hele Internetts struktur er bundet opp ved hjelp av disse adressene. Uten dem ville ikke Internett ha fungert. Selve adressen heter IP (Internet Protocol)-aåresse og består av en tall­ rekke. Adressen er en 32-biters adresse som vanligvis deles i fire deler (oktetter) å åtte biter, og skrives som fire desimale tall. IP-adressen til for eksempel datamaskinen der du kan lese Aftenposten, er 194.143.110.3. Adressene kan man få ved å sende en søknad til Ripe Network Coordination Centre i Amsterdam, Nederland, som deler ut disse og som også holder oversikt over hvem som har hvilke adresser. På den måten er man sikre på at ingen får tildelt adresser som alt er i bruk.

TCP/IP-protokollene Protokoll

For at alle Internetts datamaskiner skal kunne snakke sammen, må de ha et felles «språk» eller en felles protokoll, som det også heter. Protokollene som benyttes på Internett, heter TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). En protokoll er en standard og et sett av regler for hvordan data skal utveksles. Ved hjelp av disse kan PC-er, Mac-er, Unixmaskiner og andre datamaskiner snakke sammen.

Domenenavn Når vi skal navigere og knytte oss til et eller annet på Internett, må vi vite hvor vi skal. Skal vi lese Aftenposten, kan vi oppgi at vi vil til o 194.143.110.3, som er IP-adressen til deres datamaskin. A huske pa alle disse tallrekkene er imidlertid forferdelig tungvint, for ikke å si umulig. Domenenavn er i dette tilfelle redningen. DNS-er

170

I stedet for å oppgi tallrekken kan vi oppgi domenenavnet «aftenposten.no». På flere datamaskiner rundt omkring i verden ligger det oversik­ ter over slike domenenavn. Dette er databaser som kalles DNS-er

9

Datakommunikasjon

(Domain Name Servers) eller navnetjenere, og har som oppgave å gjøre IP-adresser om til navn. I disse databasene står det for eksempel at IPadressen 194.143.110.3 heter «aftenposten.no». På den måten slipper vi vanlige brukere å tenke på disse tallrekkene.

Tjenere og klienter Datamaskinene på Internett kan deles inn i to hovedtyper. Tjenerne er den ene typen, og det er de som har som oppgave å «tjene» oss, det vil si gi oss den informasjonen vi er ute etter. Og vi som er ute etter informasjon er den andre typen, nemlig klientene. Tjenerne gjør som vi ber om og gir oss den informasjonen eller tjenesten vi ønsker, mens vi klienter stort sett bare henter informasjon. Klientene er gjeme vanlige PC-er eller Mac-er, mens tjenerne oftest er større og kraftigere datamaskiner med nettverks­ operativsystemer som Unix og Microsoft Windows NT.

Internetts ulike tjenester Ved hjelp av Internett og dets teknologi kan vi snakke med mennesker over hele kloden, sende post eller diskutere ulike emner, lese aviser eller tidsskrifter, høre radiosendinger, handle varer, betale regninger, søke etter informasjon og uendelig mye mer.

Verdensveven - World Wide Web De fleste som har hørt om Internett, har også hørt om World Wide Web eller WWW. Begreper som «surfing» på Internett er relatert til World Wide Web, eller Verdensveven på norsk. Verdensveven er et informasjonssystem som ble introdusert i 1993, og var systemet som vir­ kelig satte fart på kommersialiseringen av Internett. Verdensveven er et moderne multimedieorientert system med grafisk brukergrense­ snitt. Det betyr at det er grafikk, lyd, tekst og film som presenteres på skjermen. Systemet er brukervennlig og styres enkelt med musen. Det er såkalte hypertekster i dokumentet, som gjør at hvis du trykker på et bilde eller en uthevet tekst, flytter du deg direkte til informasjonen selv om den befinner seg på den andre siden av jordkloden.

Verdensveven -

World Wide Web (WWW)

Hypertekst

171

9

Datakommunikasjon

r-Eksempel aktuelt/sex&samliv/reiselw/moie/skjsnnhet&velvære/data&iirtefnen/jobb&studiM/ kultur

reis i 6 mnd.

f2O.OOO Psykoloi

jenteprat orn Sex & samliv

Du har lo

tH å lyve'

slik blir du

horosskop

reiseleder

arog vinn

aprti 1997

For å lese bladet Det Nye klikker du på tekst og bilder som vises på skjer­ men. Bildene og teksten er hypertekst, og du kommer videre til artiklene i bladet.

Webtjener

For at informasjonssystemet skal fungere, må alle dokumenter som skal vises på Internett, ligge på såkalte webtjenere. En webtjener er en data­ maskin (for eksempel en kraftig PC) med webtjenerprogramvare innstallert. Denne maskinen må også være fysisk tilknyttet Internett, slik at folk fra hele verden kan se innholdet. I dag finnes det hundretusener av slike webtjenere på Internett, og det er disse og innholdet av dem som skaper hele Verdens ve v-systemet. Eksem­ pler på webtjenerprogramvare kan være WebSite fra 0'Reilly eller Microsoft Information Server.

HTML (Hyper Text Markup Language)

Explorer

Det som vises på skjermen, kalles en webside eller hjemmeside. Alle dokumenter som ligger på World Wide Web, er laget i et språk som heter HTML (Hyper Text Markup Language). Ved å benytte spesielle koder i teksten får websidene et flott utseende på skjermen. Man er imidlertid nødt til å benytte en webleser (eng.: webbrowser), for å se resultatet av sidene som er skrevet i HTML. En webleser er et program som tolker kodene i HTML-dokumentet, og Netscape Navigator, Opera eller Micro­ soft Internet Explorer er eksempler på slike weblesere.

HTML-kode

I en HTML-kode er alle koder omgitt med klammene < >. Inne i klam­

Hjemmeside

Netscape Navigator, Opera, Internet

172

9

Datakommunikasjon

mene står selve koden. Koden betyr at ordet som kommer etter koden, skal utheves. For å avslutte en bestemt kode (f.eks. koden for uthev) benyttes en skråstrek (også kalt slash) /. Skriver vi for eksempel: Hei på deg!Jeg har det bra.
Slik lager jeg en web-side

vil det se slik ut når du ser dokumentet i en webleser:

Hei på deg! Jeg har det bra. Slik lager jeg en webside ...

pEksempel-------------------------------------------------------------HTML-kodene til websidene på Internett kan alle enkelt få tilgang til. I webleseren MS Internet Explorer klikker du på View (Vis) og på Source (HTML). Sandefjord Reiselivsforeningens forside og HTML-kode ser for eksempel slik ut:

Websiden.

Q reiseliv(l) hli

M9E3I



SandeFjord ReiseliusEorening