3. Tietokone ja ohjelmointikieli

Tämän luvun alussa esitetään karkea yleiskuvaus tietokoneen rakenteesta ja toiminnasta. Näiden tunteminen ei ole välttämätöntä ohjelmoinnin opiskelussa, joten kohta 3.1 voidaan jättää ensimmäisellä lukemalla vähemmälle huomiolle. Laitteiston perusasioiden tuntemisesta on kuitenkin apua eräiden ohjelmointikielen käsitteiden ymmärtämisessä ja myöhemmissä luvuissa selitetäänkin tällaisia asioita tämän luvun tietoihin nojautuen.

Luvun muissa alakohdissa selitetään ohjelmointikielen yleiset perusteet ja kuvataan tietokoneohjelman suorittamiseen liittyviä asioita. Lukija saa sen pohjalta suppean käsityksen siitä, miten kirjoitettu ohjelmakoodi muuntuu toimivaksi tietokoneohjelmaksi.
 

3.1 Tietokoneen rakenteesta ja toiminnasta

3.1.1 Tietokoneen rakenne

1. Tietokoneen tulee pystyä lukemaan tietoja ulkomaailmasta omaan käyttöönsä.
2. Tietokoneen tulee pystyä käsittelemään tietoa ja käsittelyn aikana varastoimaan sitä.
3. Tietokoneen tulee pystyä siirtämään tietoa ulkopuolelleen.
4. Tietokoneen tulee pystyä suorittamaan matemaattisia operaatioita, kuten yhteen-, vähennys-, kerto- ja jakolaskuja.
5. Tietokoneen tulee pystyä vertailemaan tietoja ja valitsemaan toimenpiteitä vertailun tuloksen pohjalta. Vertailulla tarkoitetaan tässä tietojen yhtäsuuruuden, erisuuruuden tai muun keskinäisen suhteen toteamista.
6. Tietokoneen suorittamaa tehtävää täytyy voida muuttaa. Kyseessä ei siis saa olla pelkkä automaatti, joka tekee aina saman tehtävän, oli tämä kuinka monimutkainen tahansa. Tietokoneen tätä ominaisuutta kutsutaan ohjelmoitavuudeksi.

Prosessoria ja keskusmuistia yhdessä kutsutaan nimellä keskusyksikkö. Keskusmuisti on tarpeen, jotta suorittimen käsittelemä tieto voidaan tilapäisesti varastoida käsittelyn aikana. Oheislaitteita tarvitaan tallennettaessa tietoa keskusyksikön ulkopuolella sekä siirrettäessä tietoa koneen ja ulkomaailman välillä. Jälkimmäisiä kutsutaan joko syöttö- tai tulostuslaitteiksisen mukaan, kumpaan suuntaan tieto siirtyy. Tyypillisiä syöttölaitteita ovat näppäimistö ja hiiri, tulostuslaitteita puolestaan kuvaruutu (monitori) ja kirjoitin. Tiedon tallentamiseen käytetyt laitteet, kuten levyasema, voivat toimia kummassakin tehtävässä.

Seuraavassa on tietokoneen perustoimintojen rakennekaavio.

Kuvio 3-1: Tietokoneen perusrakenne.

Tiedon esittäminen tietokoneessa perustuu sähköisten piirien ominaisuuksiin. Helpoimmin on teknisesti toteutettavissa piiri, jolla on vain kaksi tilaa: esimerkiksi jännite jossain elementissä on 0 V tai 5 V. Tämän vuoksi tiedon esitystapana ovat kaksijärjestelmän luvut eli binääriluvut , jotka sisältävät vain ykkösiä ja nollia. Tiedon perusyksikkönä on yksi bitti , johon voidaan tallentaa yksinumeroinen binääriluku eli arvo 0 tai 1. Käytännössä tarvitaan kuitenkin suurempia yksikköjä, joita ovat tavu ja sana. Tavuun kuuluu yleensä 8 bittiä ja sanaan yhdestä neljään tavua eli siis 8, 16, 24 tai 32 bittiä. Tietokoneen sananpituuden mukaan puhutaan mm. 8-, 16- ja 32-bittisistä koneista.

Keskusmuisti koostuu peräkkäisistä sanoista tai tavuista, joita kutsutaan muistipaikoiksi . Ne erotetaan toisistaan kunkin muistipaikan osoitteen perusteella: ensimmäisen osoite on 0, seuraavalla 1, jne. Muistin kokoa mitataan yleensä kiloina , jolloin 1 kilo (merkitään 1K) on 2^10 eli 1024 muistiyksikköä (tavua tai sanaa). Näin ollen koneessa, jossa on 64 kiloa (64K) muistia, muistiosoitteet ovat välillä 0 - (2^16 - 1) (kymmenjärjestelmässä 65535). Suurempi muistin koon yksikkö on mega , joka tarkoittaa 2^10 kiloa eli runsaat miljoona muistipaikkaa (esim. 1M keskusmuistia).

Muistin rakenne:

1. Perusyksiköt ovat bitti, tavu ja sana.
2. Suurempia yksiköitä ovat kilotavu, kilosana, megatavu

ja megasana.
3. Pienintä muistiosoitteen avulla erotettavaa yksikköä

kutsutaan muistipaikaksi.
4. Kullakin muistipaikalla on yksikäsitteinen osoite.

Keskusmuistissa tieto ja ohjelma säilyvät vain niin kauan, kuin koneessa on virta päällä. Koska tietojen olemassaolo halutaan varmistaa muinakin aikoina, ne tallennetaan muulloin oheislaitteelle, josta käytetään myös nimitystä massamuisti . Massamuistina voivat toimia esimerkiksi levyke tai kovalevy. Massamuistin ja keskusmuistin erona on tiedon säilyvyyden lisäksi myös se, että keskusmuisti toimii paljon nopeammin (viitattaessa jossain osoitteessa olevaan muistipaikkaan), mutta on vastaavasti myös kalliimpaa kuin massamuisti. Jälkimmäistä on taas yleensä tarjolla huomattavasti enemmän kuin keskusmuistia.
 

3.1.2 Tietokoneen toiminta*

Ohjelmaa suoritetaan seuraavasti:

1. Jokaisella käskyllä on oma binäärinen vastineensa, joka tallennetaan muistiin kuten tavalliset luvutkin. Käskyt ovat siis pelkkiä binäärilukuja, joten muistia selaamalla ei voida erottaa, mitkä luvut ovat käskyjä mitkä käsiteltävää tietoa eli dataa. Ohjelmoijan tai ohjelmointijärjestelmän tulee huolehtia siitä, että nämä asiat eivät mene sekaisin eli ettei suoritin yritä tulkita dataa ohjelmana.
2. Suoritin pystyy hakemaan muistista sinne talletetut käskyt yksi kerrallaan ja tulkitsemaan ne. Käskyt on talletettu muistiin peräkkäisiin muistipaikkoihin, jolloin suoritettuaan yhden käskyn loppuun suoritin hakee seuraavan käskyn lähinnä seuraavasta muistipaikasta.
3. Tästä oletusjärjestyksestä poiketaan vain, jos suoritettu käsky antoi ohjeen hakea uuden käskyn jostain muusta osoitteesta. Tällöin on kyseessä joko hyppykäsky (JUMP) tai haarautumiskäsky (CMP). Näiden erona on se, että edellisen seurauksena ohjelman suoritus jatkuu uudesta osoitteesta aina, jälkimmäisen seurauksena vain silloin, jos tietty ehto on voimassa (muistipaikan x sisältö > akun sisältö).
4. Ohjelman suoritus päättyy kohdattaessa HALT-komento, joka pysäyttää ohjelman.

Seuraavana esitetään pieni esimerkkiohjelma käyttäen ylläolevaa käskykantaa. Ohjelma lukee syöttölaitteelta 10 lukua, laskee niiden summan ja kirjoittaa sen tulostuslaitteelle eli suorittaa saman asian kuin seuraava Pascal-ohjelman katkelma:

summa := 0;
maara := 0;
repeat
  Read(luku);
  summa := summa + luku;
  maara := maara + 1;
until maara >= 10;
Write(summa);

10   SET 0                 ; Asetetaan summan alkuarvoksi 0.
11   STORE 100
12   SET 0                 ; Asetetaan luettujen lukujen määrän alkuarvoksi 0.
13   STORE 101
14   SET 10               ; Asetetaan luettavien lukujen määräksi 10.
15   STORE 104
16   SET 1                 ; Asetetaan lukumäärän muutokset arvoksi 1.
17   STORE 103
18   IN                      ; Luetaan luku akkuun syöttölaitteelta.
19   STORE 102       ; Tallennetaan se hetkeksi muistiin.
20   LOAD 100         ; Siirretään summan arvo akkuun
21   ADD 102           ; ja lisätään luettu luku siihen.
22   STORE 100       ; Tallennetaan summan uusi arvo takaisin muistiin.
23   LOAD 101         ; Siirretään lukumäärä akkuun
24   ADD 103           ; ja lisätään siihen 1.
25   STORE 101       ; Tallennetaan uusi arvo takaisin muistiin.
26   CMP 104           ; Tutkitaan, onko akku jo 10
27   JUMP 18           ; Jos ei ollut, palataan lukemaan uusi luku
28   LOAD 102        ; Muutoin siirretään summa akkuun
29   OUT 102           ; ja kirjoitetaan se tulostuslaitteelle.
30 HALT                 ; Pysäytetään ohjelma.

Kuvio 3-2 havainnollistaa ohjelman ja sen käyttämien muistipaikkojen sijaintia muistissa. Muistipaikkoja, joiden osoitteet ovat välillä 0-9, 31-99 ja 105-..., ei tarvita tämän ohjelman kanssa lainkaan.

Kuvio 3-2: Ohjelma ja data muistissa.
 
 

3.2 Mikä on ohjelmointikieli?

Inhimillisen kommunikaation ja toisaalta ihmisen ja tietokoneen kommunikaation välillä on perustavaa laatua oleva ero. Inhimillinen tiedon välitys perustuu puhuttuun tai kirjoitettuun kieleen, joista edellisessä lisäksi ilmeillä ja eleillä on merkittävä osuus. Inhimillisen kielen eli ns. luonnollisen kielen ymmärtäminen edellyttää yhteisiä taustatietoja käsitteiden merkityksestä, koska ilmaisut ovat usein epätäsmällisiä. Esimerkiksi isoäidin kakkureseptissä saattaa lukea "hieman kaakaota ja ripaus kanelia". Mikäli tällaista yhteistä taustaa ei ole, kommunikaatio vaikeutuu ja kakku ei maistukaan samalta kuin entisaikoina mummolassa. Inhimilliseen kommunikaatioon liittyy myös oppiminen, joten seuraamalla isoäidin työskentelyä keittiössä on mahdollista selvittää oikeat annostelumäärät.

Tietokoneelta puuttuvat kaikki nämä tekijät. Se ymmärtää vain hyvin rajallisen joukon etukäteen määrättyjä täsmällisiä toimintoja, jotka on välitettävä sille jossain kiinteässä esitysmuodossa. Sillä ei ole kykyä ymmärtää asioiden ja käsitteiden taustoja eikä kykyä oppia.

Perusongelma ihmisen ja tietokoneen välisessä kommunikaatiossa on se, että siihen tarvitaan välitysmekanismi, jota molemmat ymmärtävät. Koska tietokone ei ymmärrä luonnollista kieltä, sen ohjaamiseen käytetään ohjelmointikieltä. Tämä eroaa luonnollisesta kielestä seuraavilta osin:

Ohjelmointikielen ja luonnollisen kielen tärkeimmät erot:

1. Ohjelmointikielen käsitteet ja rakenteet on määritelty täsmällisesti.
2. Ohjelmointikielellä ilmaistut asiat ovat yksiselitteisiä.

Näistä syistä ohjelmointikielen lauseissa ei ole tulkinnan varaa, vaan ihminen ja kone ymmärtävät esitetyn asian samalla tavalla.

Ohjelmointikielet kuuluvat laajempaan ns. muodollisten eli formaalien kielten luokkaan, joilla on samat ominaisuudet. Muita formaaleja kieliä ovat mm. matematiikassa ja logiikassa käytetyt merkintätavat. Ohjelmointikieliä on maailmassa tuhansia, mutta laajemmassa käytössä on vain kymmenkunta kieltä. Muut kielet on suunniteltu yleensä erityistarkoituksiin, joihin tavallisempien kielten ominaisuudet eivät kunnolla sovellu.

Kielet jaetaan ns. matalan tason kieliin ja korkean tason kieliin sen mukaan, kuinka abstrakteja toimintoja ja käsitteitä ne sisältävät. Matalan tason kielillä voidaan periaatteessa tehdä samat asiat kuin korkean tason kielilläkin, mutta se ei ole useinkaan mielekästä, koska ihmisen on helpompaa ja nopeampaa esittää ajatuksiaan jälkimmäisten avulla. Matalan tason kieliä ovat assembler- ja konekielet , joiden käsitteet ja toiminnot liittyvät suoraan tietokoneen suorittimen toimintoihin. Tästä syystä myös jokaisella erilaisella suorittimella on oma assembler- ja konekielensä. Assembler-kielinen ohjelma on tekstiä, jota ihminen voi lukea, mutta konekielinen ohjelma sisältää vain kaksijärjestelmän lukuja.

Korkean tason kielellä kirjoitetut ohjelmat eivät ole sidottuja minkään tietokoneen erityisominaisuuksiin, vaan samaa ohjelmaa
voidaan suorittaa eri tietokoneilla. Tätä kutsutaan ohjelmankoneriippumattomuudeksi.

Pascal-kieli on yleinen korkean tason kieli, joka on suunniteltu erityisesti opetuskäyttöön. Sen tärkeimpiä hyviä ominaisuuksia ovat suuri ilmaisuvoima erilaisen tiedon esityksessä ja käsitteiden suhteellisen pieni määrä. Verrattuna etenkin kotimikroissa yleiseen alkeiskieleen, BASIC-kieleen, Pascal-kielellä on olennaisesti paremmat mahdollisuudet rakentaa suuria ja monimutkaisia ohjelmia hallitusti. Toisaalta Pascalissa (standardin mukaisena) on selkeät puutteensa, jotka rajoittavat sen käyttökelpoisuutta eräissä tehtävissä. Niistä on lyhyesti kerrottu kirjan lopussa.
 

3.3 Ohjelmointikielen perusasiat

Edellä kohdassa 3.1 tuotiin esille joukko tarpeita, jotka tietokoneen tulee täyttää. Näitä olivat:

tiedon siirtäminen koneen ja ulkomaailman välillä
tiedon tallentaminen koneen sisällä
matemaattiset toiminnot
tiedon vertailu ja toimenpiteiden valitseminen tämän pohjalta

Korkean tason kielen perustoiminnot on lueteltu alla. Viimeistä kolmea kohtaa ei ole johdettu em. tietokoneille asetetuista tarpeista, vaan vaatimuksista, jotka nousevat ohjelman toteuttamiseen liittyvistä käytännön ongelmista.
 

1. Tiedon tallentaminen ohjelman suorituksen aikana. Tällä tarkoitetaan seuraavia mekanismeja:
• Ohjelmassa tarvitaan rakenteita, joihin voidaan tallentaa tietoa käsittelyä varten. Näitä ovat muuttujat ja vakiot.
• Ohjelmassa tulee voida käsitellä erityyppistä tietoa, kuten kokonaislukuja, reaalilukuja ja tekstitietoa. Käsittelyyn liittyy paitsi erityyppisen tiedon esittäminen ohjelmassa, myös kullekin tietotyypille ominaiset operaatiot. Numeeriselle tiedolle tarvitaan matemaattisia toimintoja ja merkkitiedolle aakkosjärjestys.
• Tietoa täytyy pystyä jäsentämään yhdistämällä joukko erillisiä tietoja kokonaisuudeksi. Tällaista yhdistettä voidaan käsitellä kokonaisena tai osissa. Esimerkiksi tietojen esittäminen taulukon avulla on yleinen menetelmä eri ohjelmointikielissä.
• Tietoa siirretään ohjelman eri osien välillä. Suuri ohjelma on jaettu erillisiin osiin ja näiden välillä täytyy pystyä siirtämään tietoa ohjelman suorituksen aikana.
2. Tiedon siirtäminen ohjelman ja ulkomaailman välillä
• Ohjelmassa tarvitaan usein yhteydenpitoa käyttäjän kanssa, joten ohjelman tulee voida lukea käyttäjän antamia tietoja ja kirjoittaa halutut tiedot käyttäjän näkyville.
• Ohjelman laskemia tietoja tulee pystyä tallettamaan pysyvään muotoon massamuistiin ja toisaalta ohjelman tulee voida lukea massamuistissa olevia tietoja.
• Ohjelman kirjoittaman tekstin ulkoasuun voidaan vaikuttaa. Tähän liittyviä asioita ovat mm. tekstin rivi- ja sarakerakenteen ohjaaminen.
3. Matemaattisten asioiden ilmaiseminen. Tähän liittyvät:
• laskutoimitukset
• matemaattiset lausekkeet
• matemaattiset funktiot
4. Tiedon vertailu
• Erityyppisille tiedoille tarvitaan kullekin mahdollisuus todeta tiedon yhtäsuuruus ja erisuuruus.
• Vertailujen tuloksena saadaan loogisia arvoja tosi tai epätosi. Näitä loogisia arvoja täytyy voida yhdistellä lausekkeiksi. Esimerkiksi halutaan tutkia, onko muuttujan arvo välillä 0-10
• (a > 0) and (a < 10).
• Erityyppisille tiedoille tarvitaan myös järjestysrelaatio, jotta voidaan verrata tietojen keskinäistä suhdetta. Luvuilla on luonnollinen järjestys ja kirjaimilla aakkosjärjestys, mutta järjestys voidaan määritellä myös muille merkeille tai tiedon esitystavoille.
5. Päättely ja ohjelman käskyjen suoritusjärjestyksen kontrollointi
• Ohjelman käskyillä tulee olla jokin suoritusjärjestys.
• Ohjelmassa tarvitaan ehdollisia käskyjä. Tietokone suorittaa halutut toimenpiteet vain, jos tietty ehto on voimassa.
• Ohjelmassa tulee voida toistaa käskyjä määräkerrat tai niin kauan, kuin tietty ehto on voimassa.
6. Ohjelman rakenteen määrittely
• Käskyjoukkoja tulee voida koota suuremmiksi kokonaisuuksiksi. Suuren ohjelman rakentamista ei voida hallita, jollei ohjelmalle voida muodostaa jonkinlaista hierarkiaa.
• Samasta syystä ohjelman osat tulee voida eriyttää itsenäisiksi kokonaisuuksiksi, jolloin ne voidaan toteuttaa toisistaan erillään.
7. Tiedon suojaaminen
• Ohjelman eri osat tulee voida eristää toisistaan, etteivät ohjelman käsittelemät tiedot pääse sekaantumaan vahingossa.
8. Ohjelmointikielen määrittely
• Ohjelmointikielen rakenteilla on täsmällisesti määrittely esitystapa, jolla tarkoitetaan sitä, missä järjestyksessä kielen symbolit esiintyvät. Esimerkiksi Pascal-ohjelman otsikko alkaa sanalla program, jota seuraa ohjelman nimi, jota seuraa tarvittaessa vasen kaarisulku, jne.
• Ohjelmointikielen rakenteiden toiminta määritellään yhtä täsmällisesti. Tähän asiaan kuuluu esimerkiksi se, että jos
• if -sanaa seuraavan lausekkeen arvo on tosi, suoritetaan
• then-sanaa seuraava käsky, muutoin
• else-sanaa seuraava käsky, ei koskaan molempia.

3.4 Miten ohjelmointikieli "toimii"?

Kun ohjelma on muunnettu konekieliseksi, sitä suoritetaan samojen periaatteiden mukaan, kuin edellä on kuvattu kohdassa 3.1. Ohjelman tarvitsemat tiedot eli data luetaan joltakin syöttölaitteelta ja tulostettavat tiedot siirretään jollekin tulostuslaitteelle.Ks. kuvio 3-3. Kuviossa 3-4 on otettu mukaan myös ohjelman kääntäminen.

Kuvio 3-3: Ohjelman ajaminen.

Tietokoneohjelmissa esiintyy usein virheitä, joiden vuoksi ohjelma toimii väärin tai ei toimi lainkaan. Niille on olemassa kolmenlaisia syitä. Ensinnäkin ohjelmoija voi kirjoittaa ohjelmaansa ilmauksen, joka ei ole ohjelmointikielen sääntöjen mukainen. Kyseessä on tällöin ns. kielioppi- eli syntaksivirhe , esimerkiksi ohjelmalta puuttuu otsikko. Tällaisista virheistä saadaan yleensä kääntäjältä käännösaikainen virheilmoitus , eikä ohjelmaa voi suorittaa, ennen kuin virhe on korjattu. Toinen virhelähde on se, että ohjelmalla yritetään tehdä jotain selvästi mahdotonta, esimerkiksi jakaa nollalla. Ajonaikaiset virhetilanteet huomataan vasta ohjelman suorituksen aikana ja niistä saatava ilmoitus on ns. ajonaikainen virheilmoitus.

Kolmantena virhelähteenä ovat tilanteet, joissa ohjelmoija on miettinyt ohjelman logiikan virheellisesti: ohjelma ei teekään sitä, mitä ohjelmoija luulee sen tekevän. Näistä ns. loogisista virheistä ei tule välttämättä mitään ilmoitusta, vaan virhe havaitaan vain vääristä lopputuloksista. Tietysti ne voivat johtaa myös ajonaikaisiin virhetilanteisiin. Loogisten virheiden löytäminen edellyttää ohjelman perusteellista testausta.

Ohjelma, josta ei tule käännösaikaisia tai ajonaikaisia virheitä, ei välttämättä ole virheetön.

Kuvio 3-4: Ohjelman kääntäminen ja ajaminen.

Kuvio 3-5: Ohjelman kääntäminen ja ajaminen.
 

3.5 Kertaus

1. Tietokoneen tehtävänä on lukea tietoja, käsitellä niitä ja tulostaa lopputulokset. Näitä varten koneessa on suoritin, keskusmuisti ja oheislaitteita.
2. Tietokone on ohjelmoitavissa.
3. Tiedon esittäminen tietokoneessa perustuu kaksijärjestelmään, perusyksikkönä bitti, suurempina yksikköinä tavu ja sana.
4. Keskusmuisti koostuu perättäisistä muistipaikoista, jotka erotetaan toisistaan osoitteensa perusteella.
5. Ihminen ja kone voivat kommunikoida ohjelmointikielen avulla, koska se on täsmällisesti ja yksiselitteisesti määritelty. Ohjelmointikieliä on monia erilaisia.
6. Ohjelmointikielissä olevat käsitteet ja toiminnot nousevat niistä tarpeista ja vaatimuksista, joita tietokoneelle asetetaan. Matalan ja korkean tason kielissä on tästä johtuen samoja perustoimintoja, mutta korkean tason kielen toiminnot ovat yleisempiä, eivätkä liity mihinkään erityiseen suorittimeen.
7. Ohjelmointikielellä kirjoitettu ohjelma täytyy muuntaa konekielelle, ennen kuin sitä voidaan ajaa.

Ohjelmassa olevista virheistä voidaan saada käännösaikaisia ja ajonaikaisia virheilmoituksia, mutta näiden puuttuminen ei takaa ohjelman virheettömyyttä.

Käsitteitä

• Tilanne, jossa ohjelman suorituksen aikana esiintyy virheellinen toiminto, esim. luvun jakaminen nollalla. Mikäli järjestelmä huomaa virheen, se antaa ajonaikaisen virheilmoituksen (run time error message).

• Kieli, jossa konekielen eri käskyt ja niihin liittyvät argumentit on kirjoitettu tekstinä.

• Kaksijärjestelmän luku.

• Tietokoneessa esitettävän tiedon pienin perusyksikkö.

• Ohjelman käsittelemä tieto.

• Muisti, jonne suoritin voi välittömästi ja nopeasti tallentaa tai lukea tietoa.

• Suoritin ja keskusmuisti yhdessä.

• Muistin koon yksikkö. 210 eli 1024 sanaa tai tavua.

• Suorittimen ymmärtämät binääriset komennot.

• Ohjelman toimintojen riippumattomuus tietokoneen erityisominaisuuksista.

• Ohjelmointikieli, joka ei perustu mihinkään erityiseen suorittimeen, vaan jonka käsitteet ja operaatiot ovat korkeammalla abstraktiotasolla.

• Suorittimen ymmärtämien binääristen komentojen joukko.

• Kääntäjän antama ilmoitus, kun se huomaa tietokoneohjelmassa ohjelmointikielen sääntöjen vastaisen ilmauksen.

• Tietokoneohjelma, joka osaa muuntaa tekstimuotoisen tietokoneohjelman konekielelle.

• Ohjelmassa oleva virhe, jonka seurauksena ohjelma tekee jotain muuta, kuin ohjelmoija oli alunperin tarkoittanut.

• Ihmisten välisessä kommunikaatiossa käytetty kieli.

• Laite tai tallennusväline, jonne voidaan tallentaa suuria määriä tietoa ja jossa tieto säilyy, vaikka laitteessa ei tilapäisesti olisi sähkövirtaa.

• Ohjelmointikieli, jonka rakenteet perustuvat olennaisesti tietyn suorittimen käskykantaan.

• Muistin koon yksikkö. 220 yksikköä eli 1024 kilosanaa tai kilotavua.

• Keskusmuistiin liittyvä menetelmä, jonka avulla voidaan osoittaa mikä tahansa haluttu muistipaikka.

• Keskusmuistissa oleva muistisana.

• Tietokoneeseen liitettävä apulaite, jonka avulla tietokone voi tallentaa tietoa pysyvästi (muistilaite) tai kommunikoida ulkomaailman kanssa (syöttö- tai tulostuslaite).

• Tekstimuotoisen ohjelman muuntaminen konekielelle.

• Suorittimen sisällä oleva muistipaikka.

• Muistin perusyksikkö, joka koostuu yhdestä tai useammasta tavusta.

• Tietokoneen muistisanan bittien lukumäärä.

• Tietokoneen keskeisin osa, joka osaa suorittaa ohjelmia.

• Oheislaite, jolla siirretään tietoa ulkomaailmasta tietokoneelle, esim. näppäimistö.

• Muistin perusyksikkö, joka koostuu yleensä kahdeksasta bitistä.

• Oheislaite, jolla siirretään tietoa tietokoneesta ulkomaailmaan, esim. kirjoitin.

Harjoitustehtäviä

1. Ota selvää, miten seuraavia laitteita käytetään ja miten ne toimivat:
1. levykeasema
2. kovalevy
3. hiiri.
2. Selvitä jostakin tietokoneesta seuraavat ominaisuudet:
1. keskusmuistin koko
2. sananpituus
3. koneeseen liitettävät oheislaitteet.
3. Voidaanko seuraavia asioita pitää kohdassa 3.1.1 olevien vaatimusten pohjalta tietokoneina? Perustele vastauksesi.
1. nelilaskin
2. kaupan elektroninen vaaka
3. ihmisaivot
4. hiiren aivot?
4. Ovatko seuraavat ilmaukset mielestäsi täsmällisiä ja yksiselitteisiä. Jos eivät ole, miksi?
1. "Matti kävelee joka päivä kouluun puolen kilometrin päähän."
2. "Tietokoneen osat ovat suoritin, keskusmuisti, näppäimistö ja monitori."
3. "Koeputkessa olevaan liuokseen sekoitetaan 2.75 g NaOH:ta"
4. "Ohjelma hyppää seuraavaksi muistipaikkaan 37 ja suorittaa siinä olevan käskyn."
5. Vertaa kohdassa 3.1.2 olevaa Pascal-ohjelmaa ja esitettyä konekielistä ohjelmaa. Mitkä konekielen käskyt vastaavat kutakin Pascal-kielistä käskyä?