Dataverwerking
1. De computer
Als we het hebben over verwerking van gegevens verwijzen we naar digitale gegevens die met de computer
worden verwerkt, waardoor het belangrijk is om deze te situeren in de computer. Apparaten die we dagelijks
gebruiken (bv. de smartphone) zijn ook computers, dus is het nuttig om te weten hoe ze functioneren!
De definitie van een computer volgens de Encyclopedia Britannica is ‘A machine that can store and process
info’. Deze definitie vermeldt niet specifiek digitale verwerking, omdat apparaten uit premoderne tijden ook
beschouwd kunnen worden als computers. Bijvoorbeeld de Abacus (links), het telraam uit de Romeinse tijd,
dat waarschijnlijk ook gebruikt werd in Mesopotamië om getallen te coderen en rekenkundige bewerkingen
mee uit te voeren & het Antikythera mechanism (rechts), een complex systeem van bronzen tandwielen uit
de 2de eeuw v.C., gevonden op het Griekse eiland Antikythera (1901). Dit werd door de Grieken gebruikt voor
navigatie door de beweging van de zon, maan en planeten bij te houden, en kan beschouwd worden als een
premoderne computer, omdat het de positie van hemellichamen kon coderen en hun beweging kon simuleren.
Een digitaal signaal geeft gegevens weer als een reeks discrete waarden (0,
1, 2…), waardoor het op een bepaald moment hoogstens één van een eindig
aantal waarden kan aannemen. Voorbeelden van een digitaal signaal zijn de
HDMI-videotransmissies, Bluetooth audio gegevensstromen… Een analoog
signaal is een signaal dat alle mogelijke reële waarden (temperatuur,
geluid…) kan aannemen. Voorbeelden van een analoog signaal zijn FM-
radio uitzendingen, Vinyl platenspelers…De term digitaal komt van ‘digits’
in het Engels, dat is afgeleid van het Latijnse ‘digiti’ dat aangaf dat vingers
werden gebruikt om te tellen. Dit verwijst naar het feit dat je het aantal
waarden kunt tellen dat een digitaal signaal kan aannemen, terwijl het voor
een analoog signaal onmogelijk is om de verschillende waarden te tellen.
, 2. Hardware & software
Nu we een goede definitie hebben van wat een computer is, gaan we kijken naar de twee belangrijkste
onderdelen van een computer, namelijk hardware en software. Zoals deze termen aangeven is hardware het
fysieke onderdeel van de computer, terwijl software bestaat uit de programma’s die erin draaien.
2.1. De hardware
In de jaren vóór de Tweede Wereldoorlog circuleerden er al ideeën over een hardware door bv. Alan Turing,
maar de echte behoefte aan een hardware voor snelle/intensieve berekeningen kwam er pas tijdens WO II.
Toen was er in de VS namelijk het Manhattan-project voor de ontwikkeling van de atoombom waarbij de
machine ENIAC van groot belang was, maar deze was echter destijds geprogrammeerd voor slechts één type
taak (bv. als rekenmachine), en het herprogrammeren voor andere taken vereiste veel
technische inspanningen. Hierdoor werd door de Hongaars-Amerikaanse wetenschapper
John van Neumann samen met de ENIAC-ingenieurs een idee van een machine ontwikkelt
die zowel instructies als gegevens kon opslaan. De eerste computers die de Von Neumann
architectuur (hardware) implementeerden verschenen aan het einde van de jaren ’40,
nadat er in 1945 een document van Von Neumann circuleerde over zijn ontwikkelingen.
De Von Neumann architectuur (hardware) bestaat altijd uit drie essentiële componenten: Central Processing
Unit (CPU), een memory (geheugen) en het input/output-systeem. De CPU is het brein van de computer, het
geheugen slaat info op &het input/output-systeem zorgt dat we met de computer kunnen communiceren.
CPU Input/output systeem Geheugen
2.1.1. CPU
De kloksnelheid is voor de CPU een belangrijk element, aangezien die het aantal bewerkingen kan weergeven
dat per seconde kan worden uitgevoerd. Deze CPU bestaat uit drie belangrijke onderdelen: Arithmetic Logic
Unit (ALU), de registers en de besturingseenheid. De ALU is het brein achter de CPU dat de bewerkingen op
de computer uitvoert, de registers zijn de opslagplaats van alle tussenstappen van de bewerkingen en van alle
gegevens die nodig zijn voor het proces van de ALU & de besturingseenheid beheert het hele proces, voorziet
de ALU van de volgorde van bewerkingen en regelt de informatiestroom tussen de ALU en de registers.
Tegenwoordig hebben de meeste computers een multi-core (één CPU met meerdere eenheden) of een multi-
processor (veel CPU’s op elkaar afgestemd). Het doel hiervan is het verdelen van onafhankelijke taken van
het programma over verschillende cores, die aan het einde van het proces worden gecombineerd, waardoor
het mogelijk is om meerdere apps samen te gebruiken. Naast de CPU bestaat er ook een Graphics Processing
Unit of GPU, een elektronische schakeling die is ontworpen om de weergave van 3D te verbeteren. Deze GPU
is gebaseerd op parallel computing, waardoor het gebruik ervan geschikt is voor artificiële intelligentie (AI).
, 2.1.2. Het geheugen/opslag
Een belangrijk onderdeel van het geheugen van een computer is het primair geheugen dat bestaat uit een
Random Access Memory (RAM) en Read-Only Memory (ROM). De RAM is een tijdelijke opslagplaats van
bestanden en programma’s, dus bevat vooral vluchtige informatie die verdwijnt bij het uitschakelen van de
computer. De ROM bevat permanente instructies voor de computer en het Basic Input Output System (BIOS),
namelijk het eerste programma dat wordt uitgevoerd bij het opstarten van een computer. De ROM bevat dus
vooral niet-vluchtige informatie die altijd blijft behouden op de computer.
Een ander belangrijk onderdeel van het geheugen van een computer is het secundair geheugen dat bestaat
uit een Solid-State Drive (SSD) en Hard Disk Drive (HDD). De SSD gebruikt een flash-geheugen, die veel sneller
zijn dan de HDD, maar duurder zijn en meer stroom verbruiken. De HDD daarentegen bestaat uit draaiende
schijven, die een grote opslagcapaciteit hebben maar traag zijn. SSD is dus geschikt voor snelle en frequente
toegang tot gegevens, terwijl HDD vooral geschikt is voor het opslaan van grote hoeveelheden archiefgegevens.
2.1.3. Het input/output systeem
Het input-outputsysteem is gebaseerd op het concept van mens-computerinteractie (HCI), waardoor bv. een
toetsenbord, camera, scanner, touchscreen… allemaal deel uitmaken van het input-outputsysteem. De HCI is
belangrijk geweest voor het toegankelijk maken van digitale apparaten voor bv. mensen met beperkingen. Er
bestaan verschillende soorten output, namelijk als materiaal (gedrukte tekst) of als digitaal (geluid, video…).
Touchscreen is nu het belangrijkste input-outputsysteem op smartphones en tablets. Het eerste model van
een touchscreen bestond al in de jaren ’60, maar is pas populair geworden in 2007 na de lancering van de
eerste iPhone, waardoor tegenwoordig de meeste apparaten met touchscreen werken. Deze touchscreen
wordt gebruikt voor de input (bv. aanraking), maar ook voor de output (bv. beelden, trillingen).
2.1.4. Interactie en verbinding van de hardware via het moederbord en de bussen
Het moederbord (links) bevat alle componenten van de CPU en het geheugen, en maakt de verbindingen met
het input-outputsysteem mogelijk. De bussen (rechts) zijn verantwoordelijk voor de communicatie tussen de
componenten & transporteren gegevens, instructies en stroom tussen CPU, geheugen en andere onderdelen.
1. De computer
Als we het hebben over verwerking van gegevens verwijzen we naar digitale gegevens die met de computer
worden verwerkt, waardoor het belangrijk is om deze te situeren in de computer. Apparaten die we dagelijks
gebruiken (bv. de smartphone) zijn ook computers, dus is het nuttig om te weten hoe ze functioneren!
De definitie van een computer volgens de Encyclopedia Britannica is ‘A machine that can store and process
info’. Deze definitie vermeldt niet specifiek digitale verwerking, omdat apparaten uit premoderne tijden ook
beschouwd kunnen worden als computers. Bijvoorbeeld de Abacus (links), het telraam uit de Romeinse tijd,
dat waarschijnlijk ook gebruikt werd in Mesopotamië om getallen te coderen en rekenkundige bewerkingen
mee uit te voeren & het Antikythera mechanism (rechts), een complex systeem van bronzen tandwielen uit
de 2de eeuw v.C., gevonden op het Griekse eiland Antikythera (1901). Dit werd door de Grieken gebruikt voor
navigatie door de beweging van de zon, maan en planeten bij te houden, en kan beschouwd worden als een
premoderne computer, omdat het de positie van hemellichamen kon coderen en hun beweging kon simuleren.
Een digitaal signaal geeft gegevens weer als een reeks discrete waarden (0,
1, 2…), waardoor het op een bepaald moment hoogstens één van een eindig
aantal waarden kan aannemen. Voorbeelden van een digitaal signaal zijn de
HDMI-videotransmissies, Bluetooth audio gegevensstromen… Een analoog
signaal is een signaal dat alle mogelijke reële waarden (temperatuur,
geluid…) kan aannemen. Voorbeelden van een analoog signaal zijn FM-
radio uitzendingen, Vinyl platenspelers…De term digitaal komt van ‘digits’
in het Engels, dat is afgeleid van het Latijnse ‘digiti’ dat aangaf dat vingers
werden gebruikt om te tellen. Dit verwijst naar het feit dat je het aantal
waarden kunt tellen dat een digitaal signaal kan aannemen, terwijl het voor
een analoog signaal onmogelijk is om de verschillende waarden te tellen.
, 2. Hardware & software
Nu we een goede definitie hebben van wat een computer is, gaan we kijken naar de twee belangrijkste
onderdelen van een computer, namelijk hardware en software. Zoals deze termen aangeven is hardware het
fysieke onderdeel van de computer, terwijl software bestaat uit de programma’s die erin draaien.
2.1. De hardware
In de jaren vóór de Tweede Wereldoorlog circuleerden er al ideeën over een hardware door bv. Alan Turing,
maar de echte behoefte aan een hardware voor snelle/intensieve berekeningen kwam er pas tijdens WO II.
Toen was er in de VS namelijk het Manhattan-project voor de ontwikkeling van de atoombom waarbij de
machine ENIAC van groot belang was, maar deze was echter destijds geprogrammeerd voor slechts één type
taak (bv. als rekenmachine), en het herprogrammeren voor andere taken vereiste veel
technische inspanningen. Hierdoor werd door de Hongaars-Amerikaanse wetenschapper
John van Neumann samen met de ENIAC-ingenieurs een idee van een machine ontwikkelt
die zowel instructies als gegevens kon opslaan. De eerste computers die de Von Neumann
architectuur (hardware) implementeerden verschenen aan het einde van de jaren ’40,
nadat er in 1945 een document van Von Neumann circuleerde over zijn ontwikkelingen.
De Von Neumann architectuur (hardware) bestaat altijd uit drie essentiële componenten: Central Processing
Unit (CPU), een memory (geheugen) en het input/output-systeem. De CPU is het brein van de computer, het
geheugen slaat info op &het input/output-systeem zorgt dat we met de computer kunnen communiceren.
CPU Input/output systeem Geheugen
2.1.1. CPU
De kloksnelheid is voor de CPU een belangrijk element, aangezien die het aantal bewerkingen kan weergeven
dat per seconde kan worden uitgevoerd. Deze CPU bestaat uit drie belangrijke onderdelen: Arithmetic Logic
Unit (ALU), de registers en de besturingseenheid. De ALU is het brein achter de CPU dat de bewerkingen op
de computer uitvoert, de registers zijn de opslagplaats van alle tussenstappen van de bewerkingen en van alle
gegevens die nodig zijn voor het proces van de ALU & de besturingseenheid beheert het hele proces, voorziet
de ALU van de volgorde van bewerkingen en regelt de informatiestroom tussen de ALU en de registers.
Tegenwoordig hebben de meeste computers een multi-core (één CPU met meerdere eenheden) of een multi-
processor (veel CPU’s op elkaar afgestemd). Het doel hiervan is het verdelen van onafhankelijke taken van
het programma over verschillende cores, die aan het einde van het proces worden gecombineerd, waardoor
het mogelijk is om meerdere apps samen te gebruiken. Naast de CPU bestaat er ook een Graphics Processing
Unit of GPU, een elektronische schakeling die is ontworpen om de weergave van 3D te verbeteren. Deze GPU
is gebaseerd op parallel computing, waardoor het gebruik ervan geschikt is voor artificiële intelligentie (AI).
, 2.1.2. Het geheugen/opslag
Een belangrijk onderdeel van het geheugen van een computer is het primair geheugen dat bestaat uit een
Random Access Memory (RAM) en Read-Only Memory (ROM). De RAM is een tijdelijke opslagplaats van
bestanden en programma’s, dus bevat vooral vluchtige informatie die verdwijnt bij het uitschakelen van de
computer. De ROM bevat permanente instructies voor de computer en het Basic Input Output System (BIOS),
namelijk het eerste programma dat wordt uitgevoerd bij het opstarten van een computer. De ROM bevat dus
vooral niet-vluchtige informatie die altijd blijft behouden op de computer.
Een ander belangrijk onderdeel van het geheugen van een computer is het secundair geheugen dat bestaat
uit een Solid-State Drive (SSD) en Hard Disk Drive (HDD). De SSD gebruikt een flash-geheugen, die veel sneller
zijn dan de HDD, maar duurder zijn en meer stroom verbruiken. De HDD daarentegen bestaat uit draaiende
schijven, die een grote opslagcapaciteit hebben maar traag zijn. SSD is dus geschikt voor snelle en frequente
toegang tot gegevens, terwijl HDD vooral geschikt is voor het opslaan van grote hoeveelheden archiefgegevens.
2.1.3. Het input/output systeem
Het input-outputsysteem is gebaseerd op het concept van mens-computerinteractie (HCI), waardoor bv. een
toetsenbord, camera, scanner, touchscreen… allemaal deel uitmaken van het input-outputsysteem. De HCI is
belangrijk geweest voor het toegankelijk maken van digitale apparaten voor bv. mensen met beperkingen. Er
bestaan verschillende soorten output, namelijk als materiaal (gedrukte tekst) of als digitaal (geluid, video…).
Touchscreen is nu het belangrijkste input-outputsysteem op smartphones en tablets. Het eerste model van
een touchscreen bestond al in de jaren ’60, maar is pas populair geworden in 2007 na de lancering van de
eerste iPhone, waardoor tegenwoordig de meeste apparaten met touchscreen werken. Deze touchscreen
wordt gebruikt voor de input (bv. aanraking), maar ook voor de output (bv. beelden, trillingen).
2.1.4. Interactie en verbinding van de hardware via het moederbord en de bussen
Het moederbord (links) bevat alle componenten van de CPU en het geheugen, en maakt de verbindingen met
het input-outputsysteem mogelijk. De bussen (rechts) zijn verantwoordelijk voor de communicatie tussen de
componenten & transporteren gegevens, instructies en stroom tussen CPU, geheugen en andere onderdelen.
