Samenvatting Technologie en Recht

Deel 1 – Computer- en internettechnologieën
1.1Computersystemen en software
1.1.1 Computersystemen
1.1.1.1 De digitale revolutie
 Huidige samenleving gekenmerkt door digitale revolutie
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 handmatige processen van vroeger nu digitaal worden uitgevoerd
o Sociaal-econ. impact + markt is grondig overhoop gegooid + mentaal-cultureel grote omslag
van mensen
 Mogelijk gemaakt door enorme vooruitgang in info- en communicatietechnologie

1.1.1.2 Computers en hun geschiedenis
 Digitale revolutie gedragen door computers die via netwerken verbinden zijn
o Computers komen op vele wijze voor
 Steeds verschillende !e technologische uitvindingen gedaan + apparaten/ hulpmiddelen ontwikkeld om
mogelijkheden uit te breiden
o Computer = fundamenteel  andere uitvindingen (vb. wiel, stoommachine, auto…)
o WANT zijn via software programmeerbaar voor meerdere toepassingen
 Computers = (met software programmeerbare) hardware machines om berekeningen te maken
 1e ontwikkeld in 19e eeuw m.b.v. mechanische componenten
o 20e eeuw: 1e keer elektronische componenten gebruikt
o WOII + Koude oorlog = grote drijfveren
o Computers met elektronenbuizen = groot + verbruiken veel vermogen + weinig bedrijfszeker
 Door ontwikkeling van CMOS-halfgeleidertechnologie & geïntegreerde schakeling mogelijk gemaakt
om snellere en betrouwbaardere computers te maken die minder vermogen verbruikten
o => computers worden kleiner + krachtiger
o Tegelijk ontstonden eerste bedrijven die software aanboden als product
o Deze groeide samen verder
o WEL ALARMBEL dat we niet al te afhankelijk mogen worden van buitenland inzake hardware
ontwerp en -productie

1.1.1.3 De wet van Moore
 Huidige computers zijn opgebouwd met micro/ nano-elektronica
o Basisbouwblok van elektronica = transistor
 = digitaal programmeerbare schakelaar die aangeschakeld kan worden om
berekeningen uit te voeren
 Alles dient voorgesteld te worden als reeksen van nullen en enen
 Worden op geïntegreerde schakeling (chip) met elkaar verbonden om
rekenprocessoren en geheugens te bouwen
o Gordon Moore voorspeelde dat # transistoren op CMOS-chip elke 1,5 jaar zou verdubbelen
 Tempo is bijgesteld naar verdubbeling elke 2 jaar
 = de wet van Moore
 => worden computers steeds sneller, waardoor ze steeds meer rekenkracht hebben
 Trend = bevestigd door grafiek:




1

, 
 = historisch over de jaren heen uitgebrachte commerciële processoren
 Is een lineaire trend maar assen zijn logaritmisch
 DUS rekenkracht van computers neemt exponentieel toe
 Naast rekenkracht per computer, neemt ook totale # computers toe
o => problemen die we nu uitrekenen sneller kunnen oplossen
 Realiteit worden er echter gewoon nieuwe en complexere problemen opgelost
 + snel veel data te transfereren en nieuwe online-diensten kunnen aangeboden
worden
o => lokale computer 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
 BEMERKING:
o Naast gewone computers voor algemeen gebruik ook steeds supercomputers ontwikkeld
werden
 Deze hebben buitengewoon grote rekenvermogen
o Mogelijk door intern vele processoren te bevatten en die met zeer snel intern netwerk te
verbinden
o + veel geheugen- en opslagcapaciteit
o 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 Momenteel naderen computers en rekenkracht die ven krachtig is als brein van 1 mens
o Tegen 2040-50 wordt verwacht dat computers even krachtig zullen zijn als breinen van alle
mensen samen = technologische singulariteit

1.1.1.4 Computerarchitecturen
 Exponentiële groei in rekenkracht vindt al meer dan een eeuw plaats
 Om die groei te realiseren over lange tijd waren en zijn verschillende technologieën nodig
o (elektro)mechanische computers
o Computers opgebouwd met relays
o Halfgeleidende elektrische buizen
o Huidige situatie met micro/ macro-elektronische halfgeleidertransistoren
o + onderzoek naar nieuwe technologieën (nog niet bepaald welke werken)
 Neuromorfe computers
 Kwantumcomputers…

A. De von neumann-architectuur
 Huidige computers gebruiken typisch Von Neumann-architectuur
o John von Neumann = ontwerper
o Ontwerparchitectuur voor elektronische digitale computer bestaat uit:
 Centrale verwerkingseenheid (CPU) die bestaat uit
 Rekenkundig-logische eenheid

2

,  Processorregisters die bestaat uit
 Besturingseenheid
 Instructieregister + programmateller
 Computergeheugen om zowel data als instructies op te slaan
 Externe massaopslag en in- en uitvoer-mechanismen




 Dergelijke computer werkt als volgt:
o Geprogrammeerd met programma dat ingeladen wordt in geheugen
o CPU haalt 1 voor 1 instructies uit geheugen en voert ze uit op data + geheugen worden
opgeslagen
o Resultaten worden opnieuw naar geheugen weggeschreven
o Eindresultaat van berekening wordt uiteindelijk uitgevoerd
 Bij Von Neumann-architectuur kan ophalen van volgende instructie en uitvoeren van bewerking op
data niet op hetzelfde moment plaatsvinden WANT gemeenschappelijk bus naar geheugen delen
 Momenteel ook andere computerarchitecturen bestudeerd en onderzocht worden

B. Neuromorfe computers
 Computers gebaseerd op Von Neumann-architectuur zijn zeer geschikt voor uitvoeren van numerieke
berekeningen
 MAAR minder efficiënt in uitvoeren van cognitieve taken => neuromorfe computers
o = computers die architecturaal zo zijn opgebouwd dat ze neurobiologische architectuur en
werking van onze hersenen en zenuwen proberen na te bootsen
o !ste eigenschap:
 (zelf)lerende systemen zijn die via training voortdurend hun werking kunnen
verbeteren
 Zich kunnen aanpassen aan omstandigheden of aan veranderende situaties
 Die beslissingen kunnen nemen o.b.v. nieuwe gegevens ontvangen
o Wordt gebruikt voor “cognitieve” toepassingen
o Kan deze artificiële neurale systemen ook op klassieke bestaande computers in software
programmeren
 MAAR implementaties in specifieke neuromorfe hardware zijn typisch sneller en
verbruiken minder energie
o Domein evolueert snel!

C. Kwantumcomputers
 Voor snellere berekeningen wordt in nabije toekomst veel verwacht van kwantumcomputers
o = computers waarbij rekenprocessor gebruikmaakt van principes van kwantummechanica
o Basiselement = qubits
 = kwantummechanisch tegelijkertijd waarden “0” en “1” kunnen hebben
 DUS berekeningen met qubits worden tegelijk voor beide waarden uitgevoerd
 Beperking tot op dit moment is dat verstrengeling van qubits vrij snel onstabiel wordt
o => # betrouwbaar uit te voeren kwantumberekeningen en dus lengte van uit te voeren
kwantumalgoritmes op dit moment in de praktijk nog vrij beperkt is
o + hard gewerkt aan foutencorrectiemethodes
 Google beweert kwantumsuprematie gerealiseerd te hebben in 2019
o IBM heeft dit ontkracht
o 2020: China heeft kwantumsuprematie bereikt
o Voorspelling van Neven: rekenkracht van kwantumcomputers neemt toe met tijd volgens
dubbel-exponentiële functie
o + gewerkt aan kwantumcentrische supercomputers

3

, 1.1.2 Algoritmes
 Grote voordeel van computers = niet beperkt tot 1 specifieke taak, maar zijn programmeerbaar om
meerdere taken uit te voeren
 Programmeren gebeurt met softwareprogramma, dat geschreven wordt in programmeertaal
 => vertaald naar uitvoerbaar of executeerbaar programma
 Tenslotte uitvoeringscode uit te voeren, voert computer gewenste acties uit naar beoogde einddoel
toe

1.1.2.1 Wat is een algoritme?
 Om taak op te lossen wordt vaak algoritme uitgevoerd
o = eindige reeks instructies om (wiskundige) probleem op te lossen
 Het op te lossen probleem is vaak wiskundig gedefinieerd
 Ook meerdere manieren mogelijk om probleem op te lossen, DUS meerdere
algoritmes voor hetzelfde probleem mogelijk
 Verschillen meestal in hoeveelheid tijd en/ of hardware die nodig is om probleem op
computer op te lossen
o DUS waar algoritme beschrijving is van oplossingsprocedure van probleem, is
overeenkomstige computerprogramma implementatie van dat algoritme
 Door toenemende rekenkracht van computers neemt # softwareprogramma’s in onze samenleving toe
o => ook ethische en juridische implicaties van software dienen ook in oog gehouden te worden
o Hoe krachtiger mogelijkheden van software, hoe moeilijker vaak is om echt van fake en
bonafide van malafide te onderscheiden
 Algoritmes bestaan typisch uit meerdere stappen in sequentie
o Die zich kunnen herhalen
o Of die beslissingen vereisen om taak te voltooien




o Vb.
 Procedure van algoritme is vanzelfsprekend gebaseerd op kennis over wereld
o Onderscheid tussen declaratieve en procedurele kennis
o Declaratieve kennis = feitelijke uitspraak over aspect uit wereld
 Zegt niets over hoe je dergelijke cirkel op computerscherm moet tekenen
 => procedurele kennis – geeft methode van oplossing

1.1.2.2 Kenmerken van algoritmes
 Waaraan voldoen?
o Correctheid = juiste uitvoer geven voor gegeven invoer
o Eindigheid: algoritme moet in eindige tijd stoppen met zinnig antwoord
o Uitvoeringssnelheid: hoe snel berekent algoritme het gewenste antwoord?
o Robuustheid: kan algoritme overweg met alle mogelijke vormen van invoer, zelf onverwachte
of foutieve invoer?
o Elegantie: is algoritme leesbaar en begrijpbaar voor programmeurs?
 Enkele recentere uitdagingen die eveneens belangrijk zijn:
o Is algoritme ethisch? Zeker als we algoritmes autonoom beslissingen laten nemen


4