Informatica samenvatting
Hoofdstuk 0: inleiding
1. De rol van algoritmen
Algoritme = reeks stappen die bepalen hoe een taak wordt uitgevoerd
Computer moet met algoritme overweg kunnen – mate van intelligentie wordt beperkt door
de mate van intelligentie die met algoritmes kan worden overgedragen
Programma = een algoritme in een vorm waarmee een machine kan werken
Programmeren = maken, structureren en aanleren programma’s
Software = programma’s en de algoritmen die ze vertegenwoordigen
Hardware = apparatuur zelf
Gödel Kurt onvolledigheidsstelling = elk axiomatisch systeem ( axioma = stelling die aanvaard wordt
wonder dat we bewezen werd, bv. 1 + 1 = 2) met voldoende kracht om de getaltheorie uit te
drukken, bevat stellingen die noch bewezen, noch ontkracht kunnen worden. Traditionele
wiskundige systemen waarvan correctheid of onjuistheid niet bewezen kan worden.
2. De oorsprong van rekenmachines
Telraam = gegevensopslagsysteem, met enkel in combinatie met mens een volledig rekenmachine
Rekenmachine ook gebaseerd geweest op werking van tandwielen
Ponskaarten waarbij informatie wordt voorgesteld als gaatjes
3. Abstractie
Abstractie = Abstract tool = een tool of component die gebruikt kan worden zonder dat men zich
zorgen hoeft te maken over de component zijn inwendige eigenschappen
Onderscheid eig. entiteit en details inwendige samenstelling => details negeren en
beschouwen als enkelvoudige entiteit
Maatschappelijke gevolgen
In wetgeving (rechten, aansprakelijkheid) – in regering (vragen over regeling, PIPA / SOPA) – in de
werkplaats (professionalisme, ERP / CRM/ SaaS)
Hoofdstuk 1: gegevensopslag
1. Bits en hoe ze worden opgeslagen
Bits = reeks enen en nullen die symbolen voorstellen, betekenis afhankelijk van toepassing
Boolean bewerkingen
= gates = apparaat die uitvoer geeft van boolean bewerking op basis van invoer
= bewerkingen die rekenen met waar en niet-waar
, AND = beide waar , OR = 1 moet waar zijn,
XOR = er mag 1 waar zijn, NOT = 1 Statement
als invoer en uitvoer is omgekeerde ervan
Opslagtechnieken
1. Flip-flops = schakeling die als uitvoer een waarde
van 0 of 1 constant blijft houden, tot puls van
andere schakeling voor andere uitvoer zorgt. 1
bit opslaan
a. PROBLEEM: flip-flop geraakt waarde kwijt
als voedingsspanning wegvalt
2. Ringkerngeheugen
s = kleine ringen van
magnetisch
materiaal, de kern houdt het magnetisch veld enkele dagen vast (opgeslagen waarde weg
door vluchtigheid)
3. Condensator = 2 // plaatjes met smalle spleet ertussen en komt voor geladen en ongeladen
a. Chip = miljoenen condensatoren op 1 wafer
b. Vluchtig dus behoren tot dynamisch geheugen
4. Flashgeheugen = bits opgeslagen door elektronen in siliciumdioxide, dient als
opslagmateriaal
a. Niet vluchtig en schrijven/ lezen
b. Elektronen blijven jaren zitten, waardoor gebruikt wordt om programma’s
permanent op te slaan
c. EEPROM (niet vluchtig & schrijven), ROM (alleen lezen), WORM (1x schrijven,
veel lezen)
Hexadecimale notatie
= stream = lange reeks bits = verkorte notatie, naar een lengte als veelvoud van 4
= reeks 4 bits
2. Werkgeheugen
= aantal schakelingen die elk 1 bit kunnen opslaan, deze schakelingen worden gegroepeerd in
cellen met elk 8 bits = BYTE
Standaardgeheugencel heeft capaciteit 1 byte
,Om verschillende cellen (geheugenlocaties of registers) van elkaar te onderscheiden krijgen we een
geheugenadres (= unieke naam van elke cel in werkgeheugen ter onderscheid)
- Elke cel is uniek, met mogelijkheid te werken met de ‘volgende cel’ en de ‘vorige cel’
o Alle cellen (bits) vormen een lange rij, waardoor mogelijk is om stukken van die
lange rij te gebruiken om bitpatronen op te slaan die langer zijn dan lengte cel
o Cellen kunnen willekeurig benaderd worden
- RAM = random acces memory = cellen in geheugen kunnen willekeurig benaderd worden
- DRAM = dynamic random acces memory = RAM met dynamische geheugentechnologie
- SRAM = static ram = geheugenopslag via bistabiele schakeling bestaande uit 4 tot 6
transistoren (flipflop), hoge duur en verbruik
Andere schakelingen kunnen gegevens uit het geheugen ophalen door elektronisch de inhoud van
een adres op te vragen of info opslaan in het geheugen door te verzoeken een bepaald bitpatroon in
de cel met adres te plaatsen
Omvang van het geheugen
- Vaak uitdrukken in machten van 2
- Kilobyte = 1024 bytes, megabyte = 1.048.576 bytes, gigabyte = 1.073.741.824 bytes
3. Massageheugen
- Massageheugensystemen = extra geheugenapparatuur omdat werkgeheugen te vluchtig
o + : verminderde vluchtigheid, grotere opslagcapaciteit, lagere kosten
o - : mechanisch waardoor meer tijd nodig is om gegevens opslaan of ophalen
- Online = apparaat of informatie verbonden met de machine
- Offline = menselijk ingrijpen is nodig om machine te activeren
Magnetische schijven
- Magneetschijf = gegevens worden opgeslagen op een roterende magnetische schijf
voorzien van coating
o Schijf is verdeeld in cilinders, bestaande uit tracks boven elkaar liggend, waarbij
elke track op cirkel een schijf is
o Track nog onderverdeeld met sectoren (cirkelsegmenten), waar info als een
ononderbroken reeks bits wordt opgeslagen
o Tracks en sectoren geen permanent onderdeel van fysieke structuur van schijf =>
magnetisch op schijf aangebracht via formatteren of initialiseren
Laag niveau formatteren = onderverdelen schijf in sporen en sectoren,
controle sector voor lezen en schrijven
Hoog niveau formatteen = wegschrijven lege inhoudstabel / gegevens
- Niet buigbaar => harde schijf systemen
- Capaciteit afhankelijk van het aantal gebruikte schijven en dichtheid tracks en sectoren
aangebracht
Beoordeling prestaties: zoektijd (kop van ene track naar andere) / rotatievertraging / toegangstijd
(som zoektijd en rotatievertraging) / overdrachtssnelheid ( tijd gegevens verplaats van schijven)
- Noot = schrijven of lezen vereist geen verplaatsing van de koppen
o De kop zweeft boven de schijf, indien het de plaat raakt tijdens de werking,
kunnen de gegevens verloren gaan = HEADCRASH
, Compact Discs (CD)
CD = schijf met diameter van 12 cm en vervaardigd uit reflecterend materiaal met transparante
beschermende coating
- Info opgeslagen door variaties aan te brengen in reflecterend materiaal, en deze
onregelmatigheden kunnen gedetecteerd worden door een laserstraal
- Op 1 spiraalvormige track, van binnen naar buiten gelezen
- Meer informatie opgeslagen op buitenrand van CD, dit compenseren door meer sectoren
per schijfomwenteling lezen naarmate laserstraal einde nadert
- Voor uniforme overdrachtssnelheid => aanpassen rotatiesnelheid
- Optimaal bij continue lange reeksen
Magneetband = info opgeslagen in de magnetische coating van een dunne plastic tape die om een
spoel wordt gewonden
Bestanden opslaan en ophalen
Bestanden = grote eenheden die informatie kunnen bevatten
Fysieke scheiding = bestanden ophalen en opslaan in meerdere byte-eenheden, elke sector van een
magneetschijf moet bewerkt worden als een continue reeks bits
Fysiek record = gegevensblok dat voldoet aan de fysieke kenmerken van opslagapparaat
Natuurlijke scheiding = scheidingen in informatie in bestand zelf
Logische record = natuurlijke blokken binnen een bestand ter onderverdeling
Buffer = stuk werkgeheugen waarin verschillende fysieke records worden gegroepeerd
Blokken gegevens die compatibel zijn met de fysieke records worden uitgewisseld tussen
Massageheugen en buffer
4. Informatie representeren in de vorm van bitpatronen
Tekst
Alle verschillende symbolen een uniek bitpatroon, teksbestand = bevat lange reeks in ASCII of Uni
ASCII (American code, 8 bit) / Unicode (16 bits voor elk symbool) / International Standards
Organisation (32 bits)
Numerieke waarden
Getallen opslaan als gecodeerde tekens is inefficiënt en daarom gebruiken we binaire notatie
Afbeeldingen
Bitmaptechnieken (andere techniek vectortechnieken)
Afbeelding beschouwd als verzameling puntjes, pixels
Pixel voorgesteld door combinatie van bits, en het resulterende bitmappatroon = bitmap
Per pixel = 3 bytes, 0 of 1 is zwart/wit en kleur door combinatie van bits
Afbeelding kan niet vergroot of verkleind worden, alleen door dit met de pixels te doen
Hoofdstuk 0: inleiding
1. De rol van algoritmen
Algoritme = reeks stappen die bepalen hoe een taak wordt uitgevoerd
Computer moet met algoritme overweg kunnen – mate van intelligentie wordt beperkt door
de mate van intelligentie die met algoritmes kan worden overgedragen
Programma = een algoritme in een vorm waarmee een machine kan werken
Programmeren = maken, structureren en aanleren programma’s
Software = programma’s en de algoritmen die ze vertegenwoordigen
Hardware = apparatuur zelf
Gödel Kurt onvolledigheidsstelling = elk axiomatisch systeem ( axioma = stelling die aanvaard wordt
wonder dat we bewezen werd, bv. 1 + 1 = 2) met voldoende kracht om de getaltheorie uit te
drukken, bevat stellingen die noch bewezen, noch ontkracht kunnen worden. Traditionele
wiskundige systemen waarvan correctheid of onjuistheid niet bewezen kan worden.
2. De oorsprong van rekenmachines
Telraam = gegevensopslagsysteem, met enkel in combinatie met mens een volledig rekenmachine
Rekenmachine ook gebaseerd geweest op werking van tandwielen
Ponskaarten waarbij informatie wordt voorgesteld als gaatjes
3. Abstractie
Abstractie = Abstract tool = een tool of component die gebruikt kan worden zonder dat men zich
zorgen hoeft te maken over de component zijn inwendige eigenschappen
Onderscheid eig. entiteit en details inwendige samenstelling => details negeren en
beschouwen als enkelvoudige entiteit
Maatschappelijke gevolgen
In wetgeving (rechten, aansprakelijkheid) – in regering (vragen over regeling, PIPA / SOPA) – in de
werkplaats (professionalisme, ERP / CRM/ SaaS)
Hoofdstuk 1: gegevensopslag
1. Bits en hoe ze worden opgeslagen
Bits = reeks enen en nullen die symbolen voorstellen, betekenis afhankelijk van toepassing
Boolean bewerkingen
= gates = apparaat die uitvoer geeft van boolean bewerking op basis van invoer
= bewerkingen die rekenen met waar en niet-waar
, AND = beide waar , OR = 1 moet waar zijn,
XOR = er mag 1 waar zijn, NOT = 1 Statement
als invoer en uitvoer is omgekeerde ervan
Opslagtechnieken
1. Flip-flops = schakeling die als uitvoer een waarde
van 0 of 1 constant blijft houden, tot puls van
andere schakeling voor andere uitvoer zorgt. 1
bit opslaan
a. PROBLEEM: flip-flop geraakt waarde kwijt
als voedingsspanning wegvalt
2. Ringkerngeheugen
s = kleine ringen van
magnetisch
materiaal, de kern houdt het magnetisch veld enkele dagen vast (opgeslagen waarde weg
door vluchtigheid)
3. Condensator = 2 // plaatjes met smalle spleet ertussen en komt voor geladen en ongeladen
a. Chip = miljoenen condensatoren op 1 wafer
b. Vluchtig dus behoren tot dynamisch geheugen
4. Flashgeheugen = bits opgeslagen door elektronen in siliciumdioxide, dient als
opslagmateriaal
a. Niet vluchtig en schrijven/ lezen
b. Elektronen blijven jaren zitten, waardoor gebruikt wordt om programma’s
permanent op te slaan
c. EEPROM (niet vluchtig & schrijven), ROM (alleen lezen), WORM (1x schrijven,
veel lezen)
Hexadecimale notatie
= stream = lange reeks bits = verkorte notatie, naar een lengte als veelvoud van 4
= reeks 4 bits
2. Werkgeheugen
= aantal schakelingen die elk 1 bit kunnen opslaan, deze schakelingen worden gegroepeerd in
cellen met elk 8 bits = BYTE
Standaardgeheugencel heeft capaciteit 1 byte
,Om verschillende cellen (geheugenlocaties of registers) van elkaar te onderscheiden krijgen we een
geheugenadres (= unieke naam van elke cel in werkgeheugen ter onderscheid)
- Elke cel is uniek, met mogelijkheid te werken met de ‘volgende cel’ en de ‘vorige cel’
o Alle cellen (bits) vormen een lange rij, waardoor mogelijk is om stukken van die
lange rij te gebruiken om bitpatronen op te slaan die langer zijn dan lengte cel
o Cellen kunnen willekeurig benaderd worden
- RAM = random acces memory = cellen in geheugen kunnen willekeurig benaderd worden
- DRAM = dynamic random acces memory = RAM met dynamische geheugentechnologie
- SRAM = static ram = geheugenopslag via bistabiele schakeling bestaande uit 4 tot 6
transistoren (flipflop), hoge duur en verbruik
Andere schakelingen kunnen gegevens uit het geheugen ophalen door elektronisch de inhoud van
een adres op te vragen of info opslaan in het geheugen door te verzoeken een bepaald bitpatroon in
de cel met adres te plaatsen
Omvang van het geheugen
- Vaak uitdrukken in machten van 2
- Kilobyte = 1024 bytes, megabyte = 1.048.576 bytes, gigabyte = 1.073.741.824 bytes
3. Massageheugen
- Massageheugensystemen = extra geheugenapparatuur omdat werkgeheugen te vluchtig
o + : verminderde vluchtigheid, grotere opslagcapaciteit, lagere kosten
o - : mechanisch waardoor meer tijd nodig is om gegevens opslaan of ophalen
- Online = apparaat of informatie verbonden met de machine
- Offline = menselijk ingrijpen is nodig om machine te activeren
Magnetische schijven
- Magneetschijf = gegevens worden opgeslagen op een roterende magnetische schijf
voorzien van coating
o Schijf is verdeeld in cilinders, bestaande uit tracks boven elkaar liggend, waarbij
elke track op cirkel een schijf is
o Track nog onderverdeeld met sectoren (cirkelsegmenten), waar info als een
ononderbroken reeks bits wordt opgeslagen
o Tracks en sectoren geen permanent onderdeel van fysieke structuur van schijf =>
magnetisch op schijf aangebracht via formatteren of initialiseren
Laag niveau formatteren = onderverdelen schijf in sporen en sectoren,
controle sector voor lezen en schrijven
Hoog niveau formatteen = wegschrijven lege inhoudstabel / gegevens
- Niet buigbaar => harde schijf systemen
- Capaciteit afhankelijk van het aantal gebruikte schijven en dichtheid tracks en sectoren
aangebracht
Beoordeling prestaties: zoektijd (kop van ene track naar andere) / rotatievertraging / toegangstijd
(som zoektijd en rotatievertraging) / overdrachtssnelheid ( tijd gegevens verplaats van schijven)
- Noot = schrijven of lezen vereist geen verplaatsing van de koppen
o De kop zweeft boven de schijf, indien het de plaat raakt tijdens de werking,
kunnen de gegevens verloren gaan = HEADCRASH
, Compact Discs (CD)
CD = schijf met diameter van 12 cm en vervaardigd uit reflecterend materiaal met transparante
beschermende coating
- Info opgeslagen door variaties aan te brengen in reflecterend materiaal, en deze
onregelmatigheden kunnen gedetecteerd worden door een laserstraal
- Op 1 spiraalvormige track, van binnen naar buiten gelezen
- Meer informatie opgeslagen op buitenrand van CD, dit compenseren door meer sectoren
per schijfomwenteling lezen naarmate laserstraal einde nadert
- Voor uniforme overdrachtssnelheid => aanpassen rotatiesnelheid
- Optimaal bij continue lange reeksen
Magneetband = info opgeslagen in de magnetische coating van een dunne plastic tape die om een
spoel wordt gewonden
Bestanden opslaan en ophalen
Bestanden = grote eenheden die informatie kunnen bevatten
Fysieke scheiding = bestanden ophalen en opslaan in meerdere byte-eenheden, elke sector van een
magneetschijf moet bewerkt worden als een continue reeks bits
Fysiek record = gegevensblok dat voldoet aan de fysieke kenmerken van opslagapparaat
Natuurlijke scheiding = scheidingen in informatie in bestand zelf
Logische record = natuurlijke blokken binnen een bestand ter onderverdeling
Buffer = stuk werkgeheugen waarin verschillende fysieke records worden gegroepeerd
Blokken gegevens die compatibel zijn met de fysieke records worden uitgewisseld tussen
Massageheugen en buffer
4. Informatie representeren in de vorm van bitpatronen
Tekst
Alle verschillende symbolen een uniek bitpatroon, teksbestand = bevat lange reeks in ASCII of Uni
ASCII (American code, 8 bit) / Unicode (16 bits voor elk symbool) / International Standards
Organisation (32 bits)
Numerieke waarden
Getallen opslaan als gecodeerde tekens is inefficiënt en daarom gebruiken we binaire notatie
Afbeeldingen
Bitmaptechnieken (andere techniek vectortechnieken)
Afbeelding beschouwd als verzameling puntjes, pixels
Pixel voorgesteld door combinatie van bits, en het resulterende bitmappatroon = bitmap
Per pixel = 3 bytes, 0 of 1 is zwart/wit en kleur door combinatie van bits
Afbeelding kan niet vergroot of verkleind worden, alleen door dit met de pixels te doen
