Technologie en Recht
2024-2025
, Deel 1 – Computer- en internettechnologieën
H1 Computersystemen, algoritmes en software
1 Computersystemen
1.1 De digitale revolutie
- Huidige samenleving gekenmerkt door digitale revolutie (of digitale transformatie)
o Ingrijpende impact op manier van leven, wonen en werken
o Omvat:
▪ Digitaal verwerken van data en documenten
▪ Digitaliseren van de processen in bedrijven en organisaties
▪ Digitalisering van onze samenleving
o Impliceert dat vele processen die vroeger fysiek w uitgevoerd nu digitaal worden uitgevoerd
o Sociaal-econ. impact + kan bestaande markt grondig omgooien + vergt mentaal-
cultureel grote omslag van mensen
- Mogelijk gemaakt door enorme vooruitgang in info- en communicatietechnologie (ICT)
o Zowel inzake ICT-hardware als de ICT-software
1.2 Computers en hun evolutie
- Digitale revolutie gedragen door computers die via netwerken verbonden zijn
o Computers komen op vele wijze voor
- Mens steeds belangrijke technologische uitvindingen gedaan ((vb. wiel, stoommachine,
auto…) + apparaten en hulpmiddelen ontwikkeld om eigen mogelijkheden uit te breiden
MAAR:
o Computer = fundamenteel verschillend van andere uitvindingen
WANT computer is via software programmeerbaar voor meerdere toepassingen
- Computer = hardwaremachine om berekeningen uit te voeren, die met software programmeerbaar is
om op dezelfde machine meerdere programma’s te k uitvoeren. Het is een apparaat waarmee
gegevens (data) volgens formele procedures (algoritmes) verwerkt/bewerkt k w om tot het gewenste
resultaat te komen
- Al ontwikkeld in 19e eeuw m.b.v. mechanische componenten 20e eeuw: elektronische componenten
gebruikt WOII + Koude oorlog = grote drijfveren
- Computers met elektronenbuizen = groot + verbruiken veel vermogen + weinig bedrijfszeker
o Door ontwikkeling van CMOS-halfgeleidertechnologie & geïntegreerde schakeling
(chip of IC genoemd) mogelijk gemaakt om snellere en betrouwbaardere
computers te maken die minder vermogen verbruikten
o => tgv almaar verdergaande schaalverklaring van de transistoren gebruikt in de CMOS-
halfgeleidertechnologie w computers kleiner + krachtiger ontwikkeling persoonlijke computer en
later laptop, netbook en tablet
o Tegelijk ontstonden eerste bedrijven die software aanboden als product (vb. Microsoft, Adobe)
o Naast commerciële producten ontstonden er parallel ook openbronversies van
besturingssystemen en van softwareapplicaties
o Naarmate computers krachtiger, meer softwarefirma’s met nieuwe diensten en
softwaretoepassingen opgericht (vb. Amazon, Netflix, Google…) Overwicht in termen van
beurswaardering is overgeslagen nr aanbieders softwarediensten via internet, eerder dan nr
de computerfabrikanten Chips Act-initiatieven luiden WEL ALARMBEL dat we
geostrategisch niet al te afhankelijk mogen worden van buitenland inzake elektronicaontwerp
en -productie
, 1.3 De wet van Moore
- Huidige computers zijn opgebouwd met micro/ nano-elektronica
o Basisbouwblok van elektronica = transistor
▪ Fysiek gerealiseerd in halfgeleidertechnologie (wegens lage
vermogenverbruik w vr computerchips momenteel de CMOS-
technologie gebruikt)
▪ = elektronische versie van een digitaal programmeerbare schakelaar: die kan
w aangeschakeld (geleiden, dus een logische bit ‘1’) of afgeschakeld (niet
geleiden, dus een logische bit ‘0’) om zo digitale berekeningen uit te voeren
▪ Alle te verwerken invoergegevens moeten eerst w voorgesteld als reeksen van bits,
(binary digits, dwz nullen en enen) om in computers verwerkt te k w dr transistoren
op gepaste manier te combineren k zo in principe alle rekenkundige en logische
bewerkingen op die bits w uitgevoerd
▪ Om volledige computer met rekenprocessoren en geheugens
te bouwen, z veel transistoren nodig die met elkaar verbonden
moeten k w kostprijs drukken door transistoren zoveel mog
gezamenlijk in grote aantallen op 1 geïntegreerde schakeling
(integrated circuit (IC) of ‘chip’) gefabriceerd, die dan apart w
verplakt om snelle montage i/e computersysteem mog te
maken computer kan dan 1 of meer dergelijke verpakte
chips bevatten, typisch gemonteerd p een gedrukt bodje
(printed circuit board of PCB)
Chips zelf w op economisch zeer efficiënte manier
gefabriceerd in speciale hooggesofisticeerde
chipfabrieken
o Gordon Moore voorspeelde dat # transistoren op CMOS-chip elke 1,5 jaar zou verdubbelen,
dankzij continue verkleining transistoren
▪ Tempo is bijgesteld naar verdubbeling elke 2 jaar
▪ = de wet van Moore
▪ => worden computers steeds sneller, waardoor ze steeds meer rekenkracht hebben
(dwz almaar meer bewerkingen per seconde k uitvoeren, voor dezelfde prijs)
▪ Trend = bevestigd door grafiek:
•
• = historisch over de jaren heen # transistoren in commercieel uitgebrachte
processoren weergegeven
• vertoont een lineaire1 trend maar verticale schaal is logaritmisch!
• DUS rekenkracht van computers neemt exponentieel2 toe
▪ transistoren k niet oneindig kleiner w gemaakt dus drm nieuwste trend om meerdere
siliciumchips in 1 verpakking naast of driedimensionaal boven elkaar te monteren
- Naast rekenkracht per computer, neemt ook totale # computers toe netwerken tss computers
versterken de exponentiële groei in rekenmogelijkheden nog verder
1
Er komt een constante hoeveelheid bij de huidige waarde bij
2
De huidige waarde w met een constante factor vermenigvuldigd
, o => bestaande problemen sneller oplossen
▪ Realiteit worden er echter complexere problemen opgelost of almaar nieuwe en
krachtigere toepassingen ontwikkeld
o + snel veel data te transfereren en om diensten aan te bieden wrvr rekenkracht of
dataopslag fysiek elders staan dan op je eigen computer nieuwe online-diensten
=>lokale computer hoeft niet superkrachtig te zijn, terwijl eigenlijke
berekeningen elders gebeuren op krachtige rekenserver binnen
organisatie of zelfs op park van krachtige rekenservers in extern
datacenter waarvan resultaat dan via (internet)netwerk terug
doorgestuurd wordt naar lokale computer (cliënt)
Enorme toename rekenmog’n verklaart de groeiende
impact van softwaretoepassingen en toenemende
belang algoritmes (maar ook toenemende kritiek
wegens hoge energieverbruik)
- BEMERKING:
o Naast gewone computers voor algemeen gebruik ook steeds supercomputers
ontwikkeld werden
▪ Deze hebben buitengewoon groot rekenvermogen
Mogelijk doordat ze intern vele processoren bevatten die intern met zeer snel
netwerk verbonden z
+ vaak veel geheugen- en opslagcapaciteit
K ook gebouwd w dr meerdere computers te laten
fungeren als 1 cluster; zelfs een groot gedistribueerd
netwerk van veel gewone computers k tegenwoordig als 1
supercomputer w ingezet
Gebruikt voor zware berekeningen in onderzoekswerk op
universiteiten of onderzoeksinstellingen
- Wat gebeurt er nu als die exponentiële groei in rekenkracht blijft doorgaan?
o Wet van Moore voor CMOS-technologie
▪ = deel van curve
▪ + rekenkracht stijgt al exponentieel sinds begin 20e eeuw
o Zelfs als huidige CMOS-schaalverkleining niet verder mog is, is de verwachting dat wts’rs en
ingenieurs andere technologieën ontwikkelen om groei in rekenkracht verder te zetten
o Momenteel naderen computers en rekenkracht die even krachtig is als brein van 1 mens
Tegen 2040-50 wordt verwacht dat computers even krachtig zullen zijn als
breinen van alle mensen samen = technologische singulariteit
= breekpunt in de tijd waarop technologische vooruitgang zo snel zou k
gaan dat mensen met hun huidige intelligentie de resulterende mij niet
meer z k begrijpen of beheersen) dr zelflerende AI
1.4 Computerarchitecturen
- Exponentiële groei in rekenkracht vindt al meer dan een eeuw plaats
- Om die groei te realiseren over lange tijd waren/ zijn verschillende technologieën nodig:
o (elektro)mechanische computers
o Computers opgebouwd met relais
o Halfgeleidende elektrische buizen
o Huidige situatie met micro/ macro-elektronische halfgeleidertransistoren
o + onderzoek naar nieuwe technologieën (nog niet bepaald welke zullen doorbreken: afh. Van
performantie, kostprijs en betrouwbaarheid)
▪ Neuromorfe computers
▪ Kwantumcomputers etc.