Inhoudsopgave Computersystemen en -netwerken

  1. Inleiding 1
    1. Analoog en digitaal 1
    2. Hardware en software 2
    3. Computers in onze samenleving 2
  2. Getalrepresentaties en codesystemen 4
    1. Talstelsels 4
      1. Binaire stelsel 4
      2. Bits en bytes 5
      3. Octale en hexadecimale stelsel 5
    2. Binair rekenen 6
      1. Conversie 6
      2. Optellen 6
      3. Vermenigvuldigen en delen 7
      4. Negatieve getallen 8
      5. Complement 8
      6. Complementeren in het binaire stelsel 8
      7. Rekenen met negatieve binaire getallen 9
    3. Codesystemen 9
      1. BCD-code 9
      2. ASCII-code 10
      3. Gray-code 11
    4. Fouten in codes 12
      1. Pariteit 13
      2. Hamming-code 14
      3. Hamming-afstand 15
      4. CRC 15
    5. Opgaven 18
  3. Digitale techniek 19
    1. Logische niveaus 19
    2. Boolean algebra 19
    3. Poortschakelingen 21
    4. Combinaties van poorten 22
    5. Mintermen 23
    6. Karnaugh-diagrammen 24
    7. Don't care-condities 26
    8. Tijdsdiagrammen 27
    9. Propagation delay 28
    10. Fan-in en fan-out 29
    11. Geheugenelementen 30
      1. Eenvoudige flipflops 30
      2. Flipflops met een klokingang 31
      3. Binaire teller 34
      4. Data-latches 36
    12. Astabiele en monostabiele schakelingen 37
    13. Registers 37
    14. Ontwerpen van flipflop-schakelingen 39
    15. Combinatorische schakelingen 45
      1. Code-detector 45
      2. Decoder 46
      3. Encoder 46
      4. Multiplexer 46
      5. Demultiplexer of decoder 47
      6. Comparator 47
      7. Pariteitsgenerator 48
      8. Adder 49
      9. Barrelshifter 50
    16. Opgaven 51
  4. AD- en DA-conversie 53
    1. DA-conversie 53
      1. Enkele DAC-parameters. 54
      2. Principe-realisatie van DAC's 55
    2. Analoog-digitaal-conversie 57
      1. ADC-parameters 57
      2. AD-conversiemethoden 58
        1. Parallel-methode 58
        2. Weegmethode 59
        3. Telmethode met DAC 61
        4. Telmethode met dual ramp integration 61
    3. Sampling theorema 63
    4. Digitale signaalbewerking 64
    5. Opgaven 64
  5. Computerarchitectuur 66
    1. Bus-architectuur 66
      1. Datatransfer tussen registers 66
        1. Tri-state buffers 67
        2. Bidirectionele buffers 69
      2. Adres-, data- en controle-bus 72
      3. Blokschema van een computer 72
    2. Bouwstenen 73
      1. Geheugen 73
        1. RAM, ROM 76
        2. Eigenschappen 79
      2. CPU 79
        1. Globale opbouw 79
        2. Von Neumann-cyclus 81
        3. De werking van de CPU meer in detail 82
        4. Instructieset 85
        5. Stack pointer 88
      3. I/O 91
        1. Speciale I/O 92
        2. {Memory mapped I/O 92
        3. I/O-poorten 93
        4. Interrupts 95
      4. Exceptions 96
      5. Interrupt levels 97
        1. Interrupt polling 97
        2. Interrupt vectoring 99
        3. Interrupt controller 99
      6. Non-maskable interrupt 101
      7. Reset 101
      8. CPU-families 102
    3. Systeembussen 103
      1. Bus-eigenschappen 103
      2. PC-bussen 106
      3. Algemene systeembussen en industriële bussen 107
        1. VME en Multibus 107
        2. PCI 108
        3. SCSI-bus 110
          1. Synchrone en asynchrone transfers 113
          2. Single ended en differentiële SCSI-bekabeling 113
          3. SCSI-2, wide SCSI en fast SCSI 113
          4. Command buffering 113
    4. Opgaven 115
  6. Input en output 116
    1. Typen I/O-poorten 116
    2. Configureren van de I/O-poort 117
      1. Interrupts 118
      2. DMA-technieken 118
    3. Analoge I/O 120
      1. Invoer van analoge signalen 120
        1. Sampling 120
        2. Werkgebied 120
      2. Uitvoer van analoge signalen 121
      3. Toepassingen 121
        1. Audio I/O 121
        2. Beeld digitalisering 121
        3. Video I/O 122
        4. Digitale signaalbewerking 122
        5. Regelsystemen 122
    4. Randapparatuur 122
      1. Toetsenbord 122
      2. Pointing device 123
      3. Beeldscherm 123
        1. Grafische kaarten voor MS-DOS-systemen 124
      4. Printer 125
      5. Secundair geheugen 126
        1. Disk 126
        2. Tape 126
    5. Software 126
    6. Opgaven 127
  7. Datacommunicatie 128
    1. Inleiding 128
    2. Simplex, duplex 128
    3. Protocol, serieel, parallel, snelheid, effici\"entie 129
    4. Serieel datatransport 129
      1. Synchroon datatransport 130
      2. Tijdelijk synchroon datatransport 131
      3. Asynchroon datatransport 132
    5. Parallel datatransport 133
    6. Modem 134
    7. V.24 of RS-232 136
    8. RS-423, RS-422, RS-485 137
    9. ISDN 139
    10. Centronics interface 140
    11. Opgaven 140
  8. Disks 141
    1. Typen disks 141
    2. Optische disks 141
    3. Magnetische disks 141
    4. Terminologie 142
    5. Disk-parameters 143
    6. Harddisks 144
    7. Backup 144
    8. Partitionering 145
    9. Intelligente disk-controllers 145
      1. ATA (IDE, E-IDE) 145
      2. SCSI 147
    10. RAID 147
    11. Conclusie 148
    12. Opgaven 149
  9. Systeemprestatie 150
    1. Cache-technologie 150
      1. Hardware-cache 151
        1. Typen 151
        2. Levels 151
        3. Cache-werking 152
        4. Associatief geheugen 153
        5. Cache-implementatie 155
          1. Associatieve mapping 155
          2. Direct mapping 155
          3. Set-associatieve mapping 156
          4. Schrijven in cache-geheugen 157
          5. Replacement algoritme 157
          6. Cache flushing 158
          7. Cache-consistentie 158
      2. Software cache technieken 159
        1. Replacement algoritme 159
        2. Schrijven in de buffer-cache 159
        3. Grootte van de buffer-cache 159
    2. RISC versus CISC 159
      1. Moderne CPU-architectuur 159
      2. RISC-filosofie 160
      3. Pipelining 160
      4. Superscalaire architectuur en superpipelining 161
      5. PowerPC, Pentium 162
    3. Multiprocessor-systemen 163
      1. Classificatie van Flynn 163
      2. Architecturen 164
    4. Conclusie 164
    5. Opgaven 165
  10. Operating systems 166
    1. Inleiding 166
    2. Taken van het operating system 166
    3. Kernel, device drivers 166
    4. Process 167
    5. Geheugenmodel van een process 167
    6. System calls 168
    7. Command interpreter 169
    8. Typen operating systems 170
    9. Process-management 170
      1. Multitasking en memory-management 170
      2. User- en kernel-mode 175
      3. Process-management bij beperkt geheugen 176
      4. Virtueel geheugen 177
      5. Threads 179
      6. Shared code 179
      7. Dynamic link libraries, shared libraries 180
      8. Interprocess-communicatie 180
    10. Client/server-model 181
    11. Object oriented model 182
    12. Graphical user interface, API 183
      1. MacOS 184
      2. MS-Windows 184
      3. X-Windows 184
      4. NextStep 184
    13. File-management 184
      1. Directories 185
      2. File-namen, extensies en permissies 185
      3. Aliases, hard- en symbolic links 186
      4. Filesystemen 187
      5. Meer filesystemen voor één operating system 187
      6. Een disk met meer filesystemen 187
      7. Toegang tot `vreemde' filesystemen 188
      8. Netwerk-filesystemen 188
    14. Operating systems uit de praktijk 188
      1. MS-DOS 188
        1. System calls van MS-DOS 190
        2. Processes onder MS-DOS 191
        3. Expanded en extended memory 192
        4. MS-DOS-filesysteem 193
      2. MS-Windows 194
      3. Windows 95 194
      4. Windows NT 194
      5. Unix 196
        1. Unix-filesysteem 197
        2. X-Windows 198
      6. OS9 199
      7. OS/2 199
    15. Conclusie 200
    16. Opgaven 200
  11. Digitale besturingen 202
    1. Inleiding 202
    2. Besturingscomputer 202
    3. Microcontroller 202
    4. PLC 203
      1. Opbouw van een PLC 205
        1. Ingangen 205
          1. RC-netwerk 206
          2. Hysterese systeem 206
        2. Uitgangen 206
          1. Relais 207
          2. Transistor 207
          3. Solid state 207
        3. I/O-mogelijkheden 207
          1. Binaire modules 207
          2. Gecombineerde binaire modules of registers 208
          3. Analoge in- of uitgangsmodules 208
          4. Counters 208
        4. Central processing unit (CPU) 208
        5. Geheugen 209
          1. Programmageheugen 209
          2. Datageheugen 209
      2. Verwerkingscyclus 209
      3. Eenvoudig praktijkvoorbeeld 210
        1. Relais 210
        2. Probleemoplossing met relais 211
        3. Probleemoplossing met PLC 212
      4. Praktische aspecten 213
      5. Hardware 213
      6. Software, IEC 1131-3 213
        1. IL (instruction list) 215
        2. LD, Ladder Diagram 215
        3. FCB (function block diagram) 216
        4. SFC (sequential function chart) 217
        5. ST (structured text) 219
      7. Visualisatie en interfacing 220
      8. Voorbeeld van een kleine PLC 220
        1. Digitale ingangen 221
        2. Analoge ingangen 221
        3. Uitgangen 222
        4. Overige onderdelen 222
        5. PU40 223
        6. SP40 224
      9. Modulaire PLC 224
    5. DCS 225
      1. Opbouw en werking 225
      2. Software 225
    6. Keuze van besturingshardware 226
    7. Opgaven 226
  12. Computernetwerken 227
    1. Inleiding 227
    2. Algemene begrippen en principes 227
      1. LAN/WAN 227
      2. Netwerktopologie 228
      3. ISO/OSI-referentiemodel 229
      4. Baseband/broadband 230
      5. IEEE 802 230
      6. Koppeling van netwerken 231
      7. Datagram en virtueel circuit 232
      8. Data encapsulation 233
    3. Ethernet 233
    4. Token-ring 238
    5. Token-bus 240
    6. High speed netwerktechnologie 241
      1. 100BASE-T, 100BASE-TX en 100BASE-T4 241
      2. 100VG-AnyLAN 241
      3. FDDI 241
      4. ATM 242
    7. Vergelijking van diverse systemen 242
    8. Netwerksoftware en operating systems 242
      1. File-server-systemen 242
      2. Remote execution 243
      3. Distributed systems 243
      4. De praktijk 243
        1. IPX/SPX en Novell 243
        2. TCP/IP en NFS 245
        3. RPC, remote procedure call 248
        4. DCE 248
    9. Internet en intranet 249
      1. Internet diensten 250
      2. DNS 251
      3. Routing 251
      4. World Wide Web 251
    10. Netwerken in productiesystemen 253
      1. Veldbussen 254
      2. SCADA, CIM en MES 256
    11. Opgaven 257