TECHNOLOGIE & RECHT
Deel 1 : Computer- en internettechnologieën
Hoofdstuk 1: Computersystemen, algoritmes en software
1. Inleiding
Computers en de software die ze uitvoeren vormen de motor van de digitale transformatie. De digitale
revolutie wordt gedragen door computers.
2. Computersystemen
2.1. De digitale revolutie
Digitale revolutie = de digitale verwerking van data en documenten + de volledige digitalisatie van onze
samenleving zelf.
Impact: sociaal-economisch & mentaal-cultureel. De voordelen worden groter ingeschat dan de
nadelen.
Deze digitale transformatie wordt mogelijk gemaakt door de enorme vooruitgang in de informatie- en
communicatietechnologie, zowel inzake de ICT-hardware als de ICT-software.
2.2. Computers
De computer is fundamenteel verschillend van andere uitvindingen in de geschiedenis (zoals
landbouw, het wiel …) omdat het programmeerbaar is.
Een computer = een hardwaremachine om berekeningen uit te voeren, die met software
programmeerbaar is om op dezelfde machine meerdere programma’s te kunnen uitvoeren. Het is een
apparaat waarmee gegevens (data) volgens formele procedure (algoritmes) verwerkt/bewerkt kunnen
worden om tot het gewenste resultaat te komen.
2.2.1. De evolutie van computers
19de eeuw Mechanische componenten: programmeerbare rekenmachines/computers (vb.
Babbage-machine)
20ste eeuw Elektronische componenten (elektronenbuizen) & halfgeleidercomponenten (=
transistoren)
1947 Halfgeleidertransistor
Dankzij de halfgeleidertechnologie werden de computers over de jaren heen almaar kleiner én tegelijk
krachtiger in rekenkracht. Gevolg: persoonlijke computer & laptop
1
,2.2.2. De Von Neumann-computerarchitectuur
De huidige computers gebruiken deze architectuur:
- 1945
- Door John van Neumann
De architectuur bestaat uit:
1. Een centrale werkingseenheid bestaande uit (CPU):
o Een rekenkundig-logische eenheid met processorregisters voor de berekeningen (ALU)
o Een besturingseenheid met instructieregister en programmateller voor de aansturing
(CU)
2. Een computergeheugen om zowel de data als de instructies op te slaan (RAM)
3. Invoer- en uitvoermechanismen en externe massa-opslag van gegevens en bestanden (Input
en output devices)
De werking:
- De computer wordt
geprogrammeerd met een softwareprogramma
- Dat programma wordt door de programmeur opgesteld en vervolgens ingelezen en
opgeslagen in het geheugen van de computer
- De CPU haalt een voor een de programma-instructies uit het geheugen en voert ze uit op de
data die ingevoerd worden en die eveneens in het geheugen van de computer worden
opgeslagen
- Ingevoerde gegevens moeten eerst worden gedigitaliseerd (1 en 0)
- Resultaten van berekeningen in het programma worden opnieuw naar het computergeheugen
weggeschreven
- Het eindresultaat van de berekeningen wordt uitgevoerd en bijvoorbeeld op het scherm
getoond of in een bestand weggeschreven
2
,Gevolg van de halfgeleidertechnologie: opslagcapaciteit neemt toe & krachtigere rekencapaciteit.
Een moderne computerchip bevat meerdere processorkernen naast elkaar die met hetzelfde
geheugen verbonden zijn > laat toe om softwareprogramma’s nog sneller te kunnen uitvoeren (of om
verschillende taken in parallel te kunnen uitvoeren).
CPU = numerieke en logische bewerkingen, maar een computer heeft ook een DSP voor
gespecialiseerde processoren voor specifieke taken, een GPU voor grafische bewerkingen of een
neutrale eenheid voor toepassingen van AI.
Bij de von Neumann-architectuur kunnen de ophaling van de volgende instructie die moet worden
uitgevoerd en de uitvoering van een bewerking op de data niet op hetzelfde moment plaatsvinden,
aangezien ze een gemeenschappelijke verbinding of bus naar het computergeheugen delen (= de
dubbele pijl in het schema).
Dit kan de snelheid beperken waarmee de computer zijn programma kan uitvoeren
Conclusie: er worden andere architecturen onderzocht
o Neuromorfe
o Kwantumcomputers
2.3. Elektronica en de wet van Moore
De huidige computers zijn opgebouwd met micro/nano-elektronica.
Transistor = het basisbouwblok waaruit elektronica is opgebouwd. Wordt fysiek gerealiseerd in een
halfgeleidertechnologie. De transistor kan worden beschouwd als een elektronische versie van een
digitaal programmeerbare schakelaar die kan worden aangeschakeld (1) of afgeschakeld (0) om zo
digitale berekeningen uit te voeren.
Alle te verwerken invoergegevens moeten eerst worden voorgesteld als bits (0 en 1) om in de
computer verwerkt te kunnen worden. Door dan transistoren op de gepaste manier te combineren
kunnen zo in principe alle rekenkundige en logische bewerkingen op die bits worden uitgevoerd.
Om de kostprijs te drukken worden transistoren zoveel mogelijk gezamenlijk in grote aantallen op één
geïntegreerde schakeling gefabriceerd, die dan apart wordt verpakt om snelle montage in een
computersysteem mogelijk te maken.
Gordon Moore:
- Voorspelde in 1965 dat het aantal transistoren op een CMOS-chip elk anderhalf jaar zou
verdubbelen
o Door continue verkleining van transistoren
- Later is dit bijgesteld naar een verdubbeling elke 2 jaar
- Dit is de wet van Moore
3
, - Gevolg: computers worden steeds sneller en sneller
Transistoren kunnen niet oneindig kleiner worden gemaakt. Daarom worden ze tegenwoordig op en
naast elkaar geplaatst.
Netwerken tussen computers versterken de exponentiële groei in rekenmogelijkheden nog meer.
Toepassingen die nu technisch niet mogelijk zijn zullen dus later wel mogelijk zijn. Steeds meer
moeilijke vraagstukken worden opgelost. ChatGPT bijvoorbeeld gebeurt niet op je computer, maar wel
op een server ergens anders. Het resultaat van een invoering in ChatGPT wordt dan nadien terug
doorgestuurd naar je lokale computer.
Supercomputers = computers die speciaal ontworpen zijn voor hun buitengewoon groot
rekenvermogen …
- Bevatten processoren die intern met een zeer snel netwerk verbonden zijn
- Veel geheugen- en opslagcapaciteit
- Kunnen worden gebouwd door meerdere computers te laten fungeren als één cluster
- Wordt gebruikt voor bijvoorbeeld zware berekeningen in onderzoekswerk op universiteiten of
onderzoeksinstellingen
Technologische singulariteit = wanneer computers krachtiger worden dan de mensheid, een breekpunt
in de tijd waarop de technologische vooruitgang zo snel zou kunnen gaan dat mensen met hun huidige
intelligentie de resulterende maatschappij niet meer zouden kunnen begrijpen of beheersen (na 2040-
2050).
2.4. Toekomstige computerarchitecturen
2.5.
1. Mechanische computers
2. Computers opgebouwd met relais
3. Halfgeleidende elektrische buizen
4. Micro/nano-elektronische halfgeleidertransistoren (nu)
5. Nieuwe technologieën (toekomst)
o Neuroforme computers
o Kwantumcomputers
2.5.1. Neuromorfe computers
= computers die architecturaal zo zijn opgebouwd dat ze de neurobiologische architectuur en werking
van onze hersenen en zenuwen proberen nate bootsen of te emuleren. Het zijn zelflerende systemen
4
Deel 1 : Computer- en internettechnologieën
Hoofdstuk 1: Computersystemen, algoritmes en software
1. Inleiding
Computers en de software die ze uitvoeren vormen de motor van de digitale transformatie. De digitale
revolutie wordt gedragen door computers.
2. Computersystemen
2.1. De digitale revolutie
Digitale revolutie = de digitale verwerking van data en documenten + de volledige digitalisatie van onze
samenleving zelf.
Impact: sociaal-economisch & mentaal-cultureel. De voordelen worden groter ingeschat dan de
nadelen.
Deze digitale transformatie wordt mogelijk gemaakt door de enorme vooruitgang in de informatie- en
communicatietechnologie, zowel inzake de ICT-hardware als de ICT-software.
2.2. Computers
De computer is fundamenteel verschillend van andere uitvindingen in de geschiedenis (zoals
landbouw, het wiel …) omdat het programmeerbaar is.
Een computer = een hardwaremachine om berekeningen uit te voeren, die met software
programmeerbaar is om op dezelfde machine meerdere programma’s te kunnen uitvoeren. Het is een
apparaat waarmee gegevens (data) volgens formele procedure (algoritmes) verwerkt/bewerkt kunnen
worden om tot het gewenste resultaat te komen.
2.2.1. De evolutie van computers
19de eeuw Mechanische componenten: programmeerbare rekenmachines/computers (vb.
Babbage-machine)
20ste eeuw Elektronische componenten (elektronenbuizen) & halfgeleidercomponenten (=
transistoren)
1947 Halfgeleidertransistor
Dankzij de halfgeleidertechnologie werden de computers over de jaren heen almaar kleiner én tegelijk
krachtiger in rekenkracht. Gevolg: persoonlijke computer & laptop
1
,2.2.2. De Von Neumann-computerarchitectuur
De huidige computers gebruiken deze architectuur:
- 1945
- Door John van Neumann
De architectuur bestaat uit:
1. Een centrale werkingseenheid bestaande uit (CPU):
o Een rekenkundig-logische eenheid met processorregisters voor de berekeningen (ALU)
o Een besturingseenheid met instructieregister en programmateller voor de aansturing
(CU)
2. Een computergeheugen om zowel de data als de instructies op te slaan (RAM)
3. Invoer- en uitvoermechanismen en externe massa-opslag van gegevens en bestanden (Input
en output devices)
De werking:
- De computer wordt
geprogrammeerd met een softwareprogramma
- Dat programma wordt door de programmeur opgesteld en vervolgens ingelezen en
opgeslagen in het geheugen van de computer
- De CPU haalt een voor een de programma-instructies uit het geheugen en voert ze uit op de
data die ingevoerd worden en die eveneens in het geheugen van de computer worden
opgeslagen
- Ingevoerde gegevens moeten eerst worden gedigitaliseerd (1 en 0)
- Resultaten van berekeningen in het programma worden opnieuw naar het computergeheugen
weggeschreven
- Het eindresultaat van de berekeningen wordt uitgevoerd en bijvoorbeeld op het scherm
getoond of in een bestand weggeschreven
2
,Gevolg van de halfgeleidertechnologie: opslagcapaciteit neemt toe & krachtigere rekencapaciteit.
Een moderne computerchip bevat meerdere processorkernen naast elkaar die met hetzelfde
geheugen verbonden zijn > laat toe om softwareprogramma’s nog sneller te kunnen uitvoeren (of om
verschillende taken in parallel te kunnen uitvoeren).
CPU = numerieke en logische bewerkingen, maar een computer heeft ook een DSP voor
gespecialiseerde processoren voor specifieke taken, een GPU voor grafische bewerkingen of een
neutrale eenheid voor toepassingen van AI.
Bij de von Neumann-architectuur kunnen de ophaling van de volgende instructie die moet worden
uitgevoerd en de uitvoering van een bewerking op de data niet op hetzelfde moment plaatsvinden,
aangezien ze een gemeenschappelijke verbinding of bus naar het computergeheugen delen (= de
dubbele pijl in het schema).
Dit kan de snelheid beperken waarmee de computer zijn programma kan uitvoeren
Conclusie: er worden andere architecturen onderzocht
o Neuromorfe
o Kwantumcomputers
2.3. Elektronica en de wet van Moore
De huidige computers zijn opgebouwd met micro/nano-elektronica.
Transistor = het basisbouwblok waaruit elektronica is opgebouwd. Wordt fysiek gerealiseerd in een
halfgeleidertechnologie. De transistor kan worden beschouwd als een elektronische versie van een
digitaal programmeerbare schakelaar die kan worden aangeschakeld (1) of afgeschakeld (0) om zo
digitale berekeningen uit te voeren.
Alle te verwerken invoergegevens moeten eerst worden voorgesteld als bits (0 en 1) om in de
computer verwerkt te kunnen worden. Door dan transistoren op de gepaste manier te combineren
kunnen zo in principe alle rekenkundige en logische bewerkingen op die bits worden uitgevoerd.
Om de kostprijs te drukken worden transistoren zoveel mogelijk gezamenlijk in grote aantallen op één
geïntegreerde schakeling gefabriceerd, die dan apart wordt verpakt om snelle montage in een
computersysteem mogelijk te maken.
Gordon Moore:
- Voorspelde in 1965 dat het aantal transistoren op een CMOS-chip elk anderhalf jaar zou
verdubbelen
o Door continue verkleining van transistoren
- Later is dit bijgesteld naar een verdubbeling elke 2 jaar
- Dit is de wet van Moore
3
, - Gevolg: computers worden steeds sneller en sneller
Transistoren kunnen niet oneindig kleiner worden gemaakt. Daarom worden ze tegenwoordig op en
naast elkaar geplaatst.
Netwerken tussen computers versterken de exponentiële groei in rekenmogelijkheden nog meer.
Toepassingen die nu technisch niet mogelijk zijn zullen dus later wel mogelijk zijn. Steeds meer
moeilijke vraagstukken worden opgelost. ChatGPT bijvoorbeeld gebeurt niet op je computer, maar wel
op een server ergens anders. Het resultaat van een invoering in ChatGPT wordt dan nadien terug
doorgestuurd naar je lokale computer.
Supercomputers = computers die speciaal ontworpen zijn voor hun buitengewoon groot
rekenvermogen …
- Bevatten processoren die intern met een zeer snel netwerk verbonden zijn
- Veel geheugen- en opslagcapaciteit
- Kunnen worden gebouwd door meerdere computers te laten fungeren als één cluster
- Wordt gebruikt voor bijvoorbeeld zware berekeningen in onderzoekswerk op universiteiten of
onderzoeksinstellingen
Technologische singulariteit = wanneer computers krachtiger worden dan de mensheid, een breekpunt
in de tijd waarop de technologische vooruitgang zo snel zou kunnen gaan dat mensen met hun huidige
intelligentie de resulterende maatschappij niet meer zouden kunnen begrijpen of beheersen (na 2040-
2050).
2.4. Toekomstige computerarchitecturen
2.5.
1. Mechanische computers
2. Computers opgebouwd met relais
3. Halfgeleidende elektrische buizen
4. Micro/nano-elektronische halfgeleidertransistoren (nu)
5. Nieuwe technologieën (toekomst)
o Neuroforme computers
o Kwantumcomputers
2.5.1. Neuromorfe computers
= computers die architecturaal zo zijn opgebouwd dat ze de neurobiologische architectuur en werking
van onze hersenen en zenuwen proberen nate bootsen of te emuleren. Het zijn zelflerende systemen
4
