Teknik 2 · Kapitel 13

Modeller, dimensionering och rimlighet

Att planera tekniska system med begrepp, teorier, modeller och beräkningar.

Lektionsmål

Efter kapitlet ska du kunna...

använda tekniska begrepp korrekt
förklara hur teorier och modeller hjälper oss
beskriva konstruktion och dimensionering
göra enkla kapacitetsberäkningar
bedöma om ett resultat verkar rimligt

Startfråga

”Servern klarar många användare”

Hur många är ”många”?

Vad gör användarna?

Hur mycket data skickas?

Under hur lång tid?

Tekniska beslut kräver tydliga begrepp och mätbara antaganden.

Tre verktyg

Begrepp, teori och modell

Begrepp	Ger namn åt tekniska delar och egenskaper.
Teori	Förklarar hur och varför något fungerar.
Modell	Förenklar ett system så att det kan förstås och analyseras.

Tillsammans gör de tekniska resonemang precisa och möjliga att granska.

Tekniska begrepp

Orden bär information

Algoritm	Steg som leder till ett resultat.
Databas	Struktur för lagring och organisering av data.
Server	Dator eller tjänst som levererar data eller funktioner.
Nätverk	Enheter som kommunicerar med varandra.
Bandbredd	Datamängd som kan överföras per tidsenhet.

Precision

Liknande ord – olika betydelse

500 GB lagring

Beskriver hur mycket data som får plats. Byte används för datamängd.

100 Mbit/s bandbredd

Beskriver hur många miljoner bitar som kan överföras per sekund.

1 byte = 8 bitar
500 GB × 8 = 4 000 Gbit
4 000 Gbit ÷ 0,1 Gbit/s = 40 000 s ≈ 11,1 timmar

Lagringen är som en behållare. Bandbredden är hastigheten genom röret. Tiden ovan är ett teoretiskt minimum.

Teorier

Förklara det vi observerar

nätverksteori förklarar hur data överförs
databasteori förklarar hur information organiseras
algoritmteori hjälper oss jämföra lösningar

Teori gör att vi kan förutsäga beteende innan hela systemet byggs.

OSI-modellen

Dela upp kommunikationen i lager

Lager	Exempel på vad som ingår
7 · Applikation	HTTP, DNS och tjänster som program använder
6 · Presentation	Dataformat, kodning, komprimering och kryptering
5 · Session	Start, hantering och avslut av kommunikationssessioner
4 · Transport	TCP, UDP, portar och tillförlitlig leverans
3 · Nätverk	IP-adresser och routing mellan nätverk
2 · Datalänk	Ethernet, Wi-Fi, MAC-adresser och ramar
1 · Fysisk	Kablar, radiovågor, kontakter och elektriska signaler

Lagerindelningen hjälper oss lokalisera var ett kommunikationsproblem kan finnas.

Algoritmers komplexitet

Vad händer när datamängden växer?

Indata	Lösning A	Lösning B
10 poster	10 steg	100 steg
1 000 poster	1 000 steg	1 000 000 steg

Två lösningar kan verka lika snabba i liten skala men bete sig helt olika när datan växer.

Modeller

Förenkla för att förstå

En modell visar utvalda delar av verkligheten för ett bestämt syfte.

systemdiagram visar komponenter och kopplingar
databasscheman visar tabeller och relationer
nätverksmodeller visar kommunikation
UML visar programstruktur och beteende

Modellens gräns

En modell visar inte allt

Detaljer tas bort för att det viktiga ska bli tydligt.

Samma system kan därför behöva flera modeller.

Översiktsmodell

Visar systemets huvuddelar.

Detaljmodell

Visar en viss komponent eller process.

Kontrollfråga

Vilken modell passar?

Teamet behöver visa hur elever, kurser och lärare hänger ihop i ett datasystem.

Exempel · databasschema

Elever läser kurser

Elev

PK elev_id
namn
e_post

Konstruktion

Planera hur delarna samverkar

vilka komponenter behövs?
vilket ansvar har varje komponent?
hur skickas data mellan delarna?
vilka tekniska lösningar väljs?
hur ska systemet kunna ändras senare?

Exempel · webbplats

En enkel systemmodell

Webbläsare⇄Webbserver⇄Applikation⇄Databas

Modellen hjälper teamet att diskutera ansvar, dataflöde, säkerhet och möjliga flaskhalsar.