Samenvatting STEM Lj1 Kwartiel 3
HOOFDSTUK 1
Objective 1) Een werkende definitie voor het concept van ‘Computational Thinking’ is de manier
waarop computer scientists denken en de manier waarop ze redeneren.
Objective 2) Het verschil tussen analoge en digitale representaties van data zit hem in het feit dat
analoge representaties geen einde hebben en niet opnieuw beginnen, heeft geen limieten in wat er
berekend kan worden. Voorbeelden hiervan zijn een analoge klok en de abacus.
Objective 3) De abacus is op dit moment het vroegst ontdekte mechanisme om mee te rekenen, de
oudste archeologische vinding dateert uit de 5 e eeuw voor Christus. De oudste geschreven
omschrijving dateert van de 13e eeuw na Christus afkomstig uit China. Hoewel geloofd wordt dat de
abacus gebruikt is in het vroege Mesopotamië. De manier waarop de abacus data representeert
gebeurt door kralen op een stokje die tegen een houten latje geschoven kunnen worden. Het
bewaren (storen) van informatie in een abacus wordt gedaan door het niet verschuiven van kralen
maar juist laten staan in de volgorde waarin ze staan. Zodra er wordt geschoven gaat de voorgaande
informatie verloren. Het verwerken (processen) van informatie op een abacus wordt gedaan door de
mens zelf door middel van het verschuiven van de kralen en het optellen en aftrekken van getallen.
Objective 4) Enkele uitvindingen hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van hardware en software
dit zijn:
- Napier ’s Bones: Een rechthoekige stok met cijfers en lijnen waardoor je kan
vermenigvuldigen, delen door en zelfs wortels berekenen.
- Pascaline/Leibniz’: Deze uitvindingen zorgden ervoor dat de gebruiker hendels en
draaiwieltjes kon gebruiken die interne mechanieken aanstuurden, hierdoor was het
optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen door mogelijk. Ook was het de eerste
uitvinding die de gebruiker een User Interface bood.
- Antikythera: Dit is het eerst bekende mechanisme dat tandwielen gebruikte, 30 met elkaar
verbonden tandwielen van verschillende maten. Deze uitvinding dateert uit de 1 e eeuw voor
Christus en geloofd werd dat positioneren van de hendel zorgde voor een juiste berekening
om vervolgens de locaties van zon, maan en planeten vast te stellen.
Objective 5) Het Stored Program concept is een apparaat waarvan het programma is losgekoppeld
van de hardware, zo kan het programma bewaard worden voor later hergebruik. In andere woorden:
Het programma instrueert het apparaat in wat hij moet doen. De verschillende programma’s zorgen
uiteraard ook voor andere uitkomsten.
Objective 6) De karakteristieken waar een computer aan moet voldoen zijn:
Het apparaat moet elektronisch zijn en niet alleen mechanisch
Het apparaat moet digitaal zijn en niet analoog
Het apparaat moet een Stored Program concept hanteren
Daarnaast bestaat een computer altijd uit 4 basisconcepten:
Input device: Dit biedt een manier om data in de computer te stoppen.
Output device: Dit biedt een manier om de resultaten te delen met de gebruiker.
Memory: Data die bewaard wordt komt in het geheugen van de computer terecht.
Processor: Deze verwerkt de data die binnenkomt door de input.
Objective 7) Het idee dat gefabriceerde siliconen gebruikt konden worden zodat transistors
gecombineerd werden tot 1 chip. Dit noemen we geïntegreerde circuits. Gordon Moore richtte Intel
Corporation op maar observeerde de circuits en voorspelde dat fabriekscapaciteiten zo zouden
,ontwikkelen dat het nummer aan componenten in een circuit zou verdubbelen per 18 maanden. Dit
kennen we als Moore’s Law, deze wet geldt al langer dan 40 jaar en zorgt ervoor dat onze computers
steeds sneller worden.
BIJBEHORENDE BEGRIPPEN HOOFDSTUK 1
Abacus Memory
ABC Computer Pascal, Blaise
Analog Pascaline
Analytical Engine Processor
Antikythera device Program
App Programmable
Application Programmer
Atanasoff, John Punched cards
Babbage, Charles Representation
Berry, Chuck Semiconductor Technology
Calculation Software
Chip Software developer
Code Stored Program Concept
Computational Thinking Storage
Computer User interface
Computer science Z4 Computer
Computer system Zuse, Konrad
Data
Differential analyzer
Digital
Ekert, Peter
ENIAC
Electronic
Exponential growth
Graphical User Interface
Hardware
High-level programming language
Hollerith Herman
I/O
Input
Integrated circuit
Jacquard, Joseph Marie
Jacquard loom
Kilby Jack
Leibniz Gottfried
Ada Lovelace
Machine instruction
Modern computer
Moore, Gordon
Moore’s Law
Napier, John
Napier’s Bones
Noyce, Robert
Output
Manchester Small Scale Experimental Machine
Mauchly, John
, HOOFDSTUK 2
Objective 1) We onderscheiden twee termen namelijk ‘informatie’ en ‘data’. Informatie is afkomstig
uit de echte wereld en andere bronnen/vormen zoals geluid, kleur et cetera. Een computer begrijpt
geen informatie maar alleen data. In STEM worden de woordenboek definities gebruikt voor de
woorden ‘informatie’ en ‘data’.
- Informatie: Kennis die gecommuniceerd wordt die over een bepaald onderwerp, feit of
gebeurtenis gaat en wordt verteld als iets nieuws.
- Data: Hoeveelheden in karakters of symbolen waar opdrachten mee worden uitgevoerd door
o.a. computers en worden opgeslagen of doorgestuurd in de vorm van elektriciteit,
magnetische tapen of punched cards.
Objective 2) Data wordt gecodeerd in bit strings door allereerst te weten hoeveel bits er nodig zijn
voor een stukje informatie. Voor 1 bit zijn er twee mogelijkheden (0 en 1). Voor 2 bits zijn er in totaal
4 mogelijkheden (0 en 0, 0 en 1, 1 en 1, 1 en 0). Bij elke bit die erbij komt verdubbelen de
mogelijkheden. Bij 3 bits zijn er dus 8 mogelijkheden. Informatie kan gekoppeld worden aan een
bepaald bit-patroon (bijvoorbeeld de kleur rood = 001). Dit werkt hetzelfde voor letters zoals A, B of
C enzovoorts.
Objective 3) De datacapaciteit van een computing system is de hoeveelheid informatie die kan
worden gecodeerd. Dit is gerelateerd aan het aantal bits dat beschikbaar is. Dit wordt weergegeven
in ‘byte’ (1 byte is een string van 8 bits). Een andere maat van capaciteit is een ‘word’, dit is een
eenheid gebaseerd op de hardware van een computing system (1 wordt is een bepaalde lengte aan
bits die wordt vervoerd als 1 enkel item) Enkele voorbeelden van informatie en hoeveel capaciteit
daarvoor nodig is zijn als volgt:
- Toetsenbordsymbool = 1 Bit
- Verslag van 10 bladzijden = 40 Kilobytes
- MP3 opname van 5 minuten = 5 Megabytes
- Hoge kwaliteitsfoto = 5 Megabytes
- Cd-audio = 800 Megabytes
- Volledige DVD 8,5 Gigabytes
- Gehele Wikipedia = 6 Terabytes
Objective 4) Een positioneel numeral system heft als eerste een ‘base’ nodig (dit wordt ook wel een
radix genoemd). In het decimale systeem is dit 10 gezien de cijfers 0 t/m 9 worden gebruikt. Het
kleinste cijfer is altijd 0 en het grootste is altijd één kleiner dan de base. In computers wordt het
binaire stelsel gebruikt namelijk 0 en 1 met een base van 2.
Objective 5) Met een integer nummer wordt een rond getal bedoeld, dus geen kommagetal. Een
kommagetal is een voorbeeld van een realnummer. Een computing system geeft een rond getal weer
als een binaire bit string. We nemen het volgende voorbeeld:
- Het decimale systeem
Nummer 9 2 5 Base is 10
Positie van nummer 2 1 0
Kracht van de base 10^2 10^1 10^0
Betekenis 9x10^2 + 2x10^1 + 5x10^0
Omdat 9 op positie 2 staat doem we de base tot de macht 2. 10 tot de macht 2 is 100 -> de
som is dan 9x100 = 900 enzovoorts.
