Datoranvändning och datorteknik, 5 poäng: Tentamen 2006-02-16

Örebro universitet
Institutionen för teknik/Humanistiska institutionen
Thomas Padron-McCarthy (Thomas.Padron-McCarthy@tech.oru.se)

Tentamen för delkursen

Datoranvändning och datorteknik

i Digital mediedesign A

torsdag 16 februari 2006 kl 08:00 - 13:00 i sal L003

Hjälpmedel:	Miniräknare.
Poängkrav:	Maximal poäng är 64. För betyget Godkänd krävs ca 32 poäng. För betyget Väl godkänd krävs ca 48 poäng.
Resultat och lösningar:	Meddelas på delkursens hemsida senast torsdag 2 mars 2006.
Visning:	Torsdag 2 mars 2006 kl 12:00-12:30 i mitt rum (T2220). Efter visningen kan tentor hämtas på expeditionen.
Examinator och jourhavande:	Thomas Padron-McCarthy, telefon 0707-347013.

Skriv tydligt och klart. Lösningar som inte går att läsa kan naturligtvis inte ge några poäng. Oklara formuleringar kommer att misstolkas.
Skriv den personliga tentamenskoden på varje inlämnat blad. Skriv inte namn eller personnummer på bladen.
Skriv bara på en sida av papperet. Använd inte röd skrift.
Antaganden utöver de som står i uppgifterna måste anges. Gjorda antaganden får inte förändra den givna uppgiften.

LYCKA TILL!

Några olika enheter och prefix

Namn	Förkortning	Betydelse	Betydelse
Kilo	k	1000	10³
Kilo	K	1024	2¹⁰
Mega	M	1000000	10⁶
Mega	M	1048576	2²⁰
Giga	G	1000000000	10⁹
Giga	G	1073741824	2³⁰
Kibi	Ki	1024	2¹⁰
Mebi	Mi	1048576	2²⁰
Gibi	Gi	1073741824	2³⁰

1 byte = 8 bitar

1 Hz = 1 hertz = en (av någonting, till exempel en svängning) per sekund

Uppgift 1 (7 p)

Biofilm brukar än så länge filmas på vanlig, analog 35-millimetersfilm, men det blir vanligare med digitala filmkameror. De kameror som används för biofilm är bättre (och mycket, mycket dyrare) än de digitala filmkameror som finns för hemmabruk. Ett av flera standardformat (kallat "4K") har upplösningen 4096x2160 bildpunkter, och för varje bildpunkt lagras tre färger med hela 12 bitar per färg.

Film visas med 24 bilder i sekunden, och en typisk biofilm är 2 timmar lång.

a) (2p) Hur mycket data behövs för att lagra en film i det angivna formatet? Vi antar att man inte gör någon komprimering. Uttryck svaret i byte med ett lämplig prefix.

b) (1p) Hur många cd-skivor behövs för att lagra filmen?

c) (1p) Hur många dvd-skivor behövs för att lagra filmen?

d) (1p) Går den in på hårddisken på en vanlig hemdator?

e) (2p) Fortfarande skickas filmer ut till biograferna som stora filmrullar. En digital biofilm kan dock skickas som digitala data till biografen. Antag att biografen har bredbandsanslutning, med en bandbredd på 10 megabit per sekund. Hur lång tid tar det att skicka filmen till biografen?

För alla deluppgifterna gäller att du inte bara ska skriva svaret, utan visa hur du har räknat, och hur du har tänkt. (Om du inte kan räkna ut svaret, så visa hur du skulle ha räknat.)

Uppgift 2 (8 p)

Bilden på nästa sida visar ett PC-moderkort, ASUS A8N-E, som just nu kan köpas för ca 1000 kronor.

Var på moderkortet hittar man följande? (Alla saker i listan finns inte med på det här moderkortet.)

plats för processor
plats för RAM-minne
kontakt för anslutning av diskettenhet
kontakt för anslutning av IDE-hårddisk
kontakt för anslutning av Serial-ATA-hårddisk (SATA)
plats för grafikkort (PCI Express x16)
platser för andra PCI- och PCI Express-kort
platser för ISA-kort
kontakter för anslutning av el från nätaggregatet
northbridge
southbridge
kontakter som ska sticka ut på baksidan av datorn

Markera på bilden. (Du kan antingen rita av bilden och lämna in som lösning, eller riva ut sidan med bilden ur tentan.)

Moderkortet ASUS A8N-E

Uppgift 3 (7 p)

Den här bilden visar de kontakter på moderkortet ASUS A8N-E som ska sticka ut på baksidan av datorn. Vad är det för kontakter? Försök klara så många som möjligt. Om du inte kan avgöra vilken som är vilken, eftersom kontakterna är färgkodade och tentan är tryckt i svartvitt, till exempel vilken som är vilken av nummer 1 och 14, så skriv alternativen.

Här är de kontakter du har att välja på. (Alla kontakter i listan finns inte med på det här moderkortet.)

PS/2-musport
PS/2-tangentbordsport
Parallellport
RJ-45-port för Ethernet
Analoga ljudkontakter (linje in, linje ut, flera högtalare, mikrofon)
USB-portar
Digital S/PDIF-ljudport (optisk)
Digital S/PDIF-ljudport (elektrisk)
Serieport
Firewire-port
VGA-port för bildskärm

Uppgift 4 (3 p)

När läraren satte ihop den här tentan, lagrade han förutom själva texten även bilderna av moderkortet och dess kontakter, från uppgift 2 och 3. Vilka lagringsformat kan det ha varit lämpligt att välja för dessa två bilder, och varför?

Uppgift 5 (4 p)

Komponenterna i en dator, till exempel ljudkortet, består i sin tur av mindre komponenter. Vilka av följande delar kan man hitta om man skruvar isär ett ljudkort, och (för dem som man hittar) vad gör de?

D/A-omvandlare (även kallad DAC)
A/D-omvandlare (även kallad ADC)
GPU
RJ-45-kontakt
Polariserande filter

Uppgift 6 (5 p)

Du är datalärare på en grundläggande datorkurs för hjärnkirurger. (De är alltså förmodligen intelligenta och kunniga, utom just om datorer.) Hjärnkirurgerna frågar dig om hur datorgrafik i spel fungerar: "Sån där datorgrafik som i Quake och EverQuest, är det film som man spelat in med skådespelare, och sen väljer datorn ut filmsnuttar som passar?"

Screenshot från EverQuest II

Förklara hur det egentligen fungerar. Din förklaring bör åtminstone innehålla termerna ståltrådsmodell (wireframe), polygon, textur, och kanske även vektor och projicera, och fler termer som du tycker behöver tas upp. Men förklara på ett sätt som hjärnkirurgerna förstår.

Uppgift 7 (3 p)

Ge exempel på ett dåligt och ett bra lösenord, och förklara varför det är dåligt respektive bra.

Uppgift 8 (3 p)

Vad är Unicode och ASCII? Vilka fördelar och nackdelar har Unicode jämfört med ASCII?

Uppgift 9 (3 p)

Kvaliteten på en digital signal, till exempel en ljudsignal, påverkas (bland annat) av dess samplingsfrekvens och dess upplösning. Förklara vad som menas med samplingsfrekvens och upplösning, och varför dessa påverkar kvaliteten.

Uppgift 10 (2 p)

Förkortningen USB betyder Universal Serial Bus, alltså universell seriebuss. Universell betyder att den kan användas till lite av varje, men vad menas med serie och buss?

Uppgift 11 (4 p)

Data hanteras i en dator logiskt sett i form av ettor och nollor. Men dessa ettor och nollor är ju inte blyerts på ett papper, utan till exempel ström (etta) eller ingen ström (nolla) i en sladd. Hur representeras ettor och nollor...

i RAM-minne
på en hårddisk
på en CD-ROM
på en CD-R-skiva

Uppgift 12 (2 p)

Som man kan se av tabellen med megabyte med mera i början av tentan, så mäts minnesstorlekar ofta inte i jämna tusental eller miljontal, utan bara nästan tusental eller miljontal, nämligen i enheter om 1024 och 1048576. Varför?

Uppgift 13 (3 p)

a) (1p) Hur fungerar en AND-grind? (Inte hur den är uppbyggd internt, utan vilka in- och utsignaler den har, och vad den gör.)

b) (1p) Förklara hur en halvadderare (engelska: half-adder) fungerar. (Inte hur den är uppbyggd internt, utan vilka in- och utsignaler den har, och vad den gör.)

c) (1p) Hur kan man kombinera en AND-grind och en XOR-grind till en halvadderare?

Uppgift 14 (4 p)

Moores lag finns i flera olika versioner, men uttrycks ofta som att prestandan på datorkomponenter fördubblas på 18 månader (vilket är samma sak som att den blir fyra gånger bättre på tre år). Transistorerna och ledningarna på chipsen blir mindre (så fler får plats) och snabbare (så kretsarna kan arbeta fortare).

Processorer är en av de datorkomponenter som utvecklats mest. De klockas i högre och högre hastigheter, men man har också kommit på nya, smartare sätt för processorn att arbeta.

a) (1p) Jag skrev att processorn "klockas" i en viss hastighet. Vad innebär det?

b) (3p) Vilka andra sätt, förutom det där med klockningen, använder moderna processorer för att öka prestandan? Förklara kort hur de fungerar.

Uppgift 15 (6 p)

Du har börjat jobba på en reklambyrå, och första dagen får du en ny, fin dator att ställa på skrivbordet. Reklambyråns dataansvarige, som tyvärr inte är särskilt kompetent, skickar med en lapp med följande text:

    Datorn har ett primärminne på 2 gigabyte,
    och en hårddisk på 400 gigabyte.
    Jag har ännu inte installerat operativsystemet,
    men så fort jag hinner kommer jag förbi och formaterar hårddisken,
    varefter jag partitionerar den och sen installerar Windows.
    Sen ska du ställa in IP-adressen 130.243.405.396
    och nätmasken 255.255.255.33.
    Default gateway ska vara 130.243.105.1,
    och DNS-server 130.243.105.1.
    Nätverksanslutningen klarar ca 100 megabyte per sekund.

Du upptäcker genast att flera saker som står på lappen måste vara fel. Vilka saker är det, och varför vet du att de är fel?