Door: Jorian Nieuwenhuis
04-04-2022
Beknopte Samenvatting STEM
Computational Thinking H1 -6 + paper van Anderson
1 - What is computational thinking?
1.1 - Computers, computers everywhere
Computers zijn overal, dat was het wel zo'n beetje voor deze paragraaf.
1.2 - Computer, computer science, and computational thinking
Computer Hardware: Tastbare onderdelen
Computer Software: Alles wat te programmeren en te updaten is
1.3 - From abacus to machine
Abacus 4 aspecten die in moderne computers zijn terug te vinden:
1) Storage
2) Representation
3) Calculation
4) User interface
Abacus:
1) Storage Opslag blokjes, waarde blijft zolang er geen blokjes verplaatst worden
2) Representation Presenteert een waarde, een getal
3) Calculation Mens moet blokjes verplaatsen --> berekening
4) User interface Met vingers blokjes verplaatsen
Computer:
1) Storage Slaat data op
2) Representation Presenteert informatie aan gebruiker a.d.h.v. data
3) Calculation Heeft door mens ingevoerde software nodig --> berekening
4) User interface Keyboard, beeldscherm, muis, etc.
Napier's bones:
Vermenigvuldigen en delen (naast optellen en aftrekken en soms worteltrekken)
Uitvinding van John Napier
Sticks met verschillende getallencombinaties
Deze sticks moeten op een bepaalde manier naast elkaar worden gelegd waaruit uiteindelijk
een antwoord uit af te lijden valt
De Pascaline en de Leibniz' calculator:
Eerste rekenkundige machines (of soort van machines; apparaten)
Beide zowel verbetering in zowel snelheid als user interface
- Draaibare onderdelen
- Sneller en handiger
Het Antikythera mechanisme:
Ongeveer 100 jaar v.C. (véél eerder dan bovengenoemde apparaten)
Een 30-tal tandwielen van verschillende groottes
Apparaat dat de stand van de zon, maan, sterren en planeten kon lokaliseren
Geen computer, eerder een special purpose rekenmachine
1.4 - The first software
Programmeerbare machine → Software → Software geeft instructies aan de hardware
Weefgetouw van Jacquard:
Joseph-Marie Jacquard
Eerste programmeerbare machine
Papieren met gaten als software (zoals een muziekdoos of draaiorgel)
The Analytical Engine:
Charles Babbage
Implementatie van de eerste "computer software"
Net als het weefgetouw van Jacquard ook gebruik gemaakt van kaarten met gaten er in
Kaarten --> Programma's om series wiskundige berekeningen door te voeren, met dezelfde basics als hedendaagse
computers
(Ada Lovelace was rond dezelfde tijd ook met zoiets bezig, maar Babbage was de eerste)
1.5 - What makes it a modern computer?
Een moderne computer voldoet aan de volgende eisen:
1
, Door: Jorian Nieuwenhuis
04-04-2022
1) Is elektronisch (i.p.v. enkel mechanisch)
2) Is digitaal (i.p.v. analoog)
3) Stored Program Concept (Moet programma's op kunnen slaan)
Eerste elektrische rekenapparatuur: (nog géén computer)
Hollerith's Machine (doel: tabellen maken m.b.t. volkstelling)
De 4 essentiële onderdelen van een computer:
1) Input device (muis, keyboard, touchscreen, microfoon, etc.)
2) Output device (beeldscherm, luidsprekers, etc.)
3) Geheugen
4) Processor
1.6 - The first modern computer
Differential analyzers:
Grote rol in transitie van mechanische rekenapparatuur naar elektronische computers
Doel: differentiaalvergelijkingen oplossen
Géén computers want níet digitaal
ENIAC:
Eerste elektronische computer? Nee, want blijkbaar had iemand een paar jaar eerder iemand al patent aangevraagd
hierop, de ABC
ABC Computer:
Twijfelachtig of dit eerste moderne computer is, want stored program concept was niet optimaal en computer was
niet programmeerbaar voor andere taken.
Wel het eerste wat betreft: 1) Elektronisch programmeerbare rekenapparaat
2) Elektronisch geheugen
3) Gebruik van binaire getallen
Na verbeteringen kon de ENIAC worden gezien als de eerste moderne computer
Opkomst programmeertalen rond 1950
1.7 - Moore's law
Moore's Law: Verwachting dat de capaciteiten van computers elke 18 maanden zouden verdubbelen door nieuwe
ontwikkelingen.
2 - How real-world information becomes computable data
Dit hoofdstuk gaat over het omzetten van real world information in data zodat dit verwerkt kan worden door de computers.
Dit is de eerste stap in computational problem solving
2.1 - Information and data
Information age, de benaming van de huidige tijd, gezien de grote hoeveelheid informatie die in omloop is vergeleken met
vroegere tijden
De termen informatie en data kennen enige overlap en worden vaak door elkaar gehaald
Volgens het boek (en het Oxford Engels woordenboek):
Data: De grootheden, tekens en symbolen die worden gebruikt in computers (In moderne computers
in de vorm van elektrische signalen)
Informatie: Gecommuniceerde kennis, feiten
2.2 - Converting information into data
Hoe wordt real world information omgezet in data? Dat is een van de grootste uitdagingen in deze information age
Het boek onderscheidt 2 soorten data, namelijk continue data en discrete data
Continue data:
Als er een oneindig aantal mogelijke waarden zijn voor een bepaald datum
= Analoog (in elektronica)
Voorbeeld 1: Wat is het gewicht van mijn veel te dikke buurvrouw? Dit is nooit een exact getal.
317.346372386523654782338... kilo
Voorbeeld 2: π volledig uitgeschreven --> kan dus niet
Discrete data:
Als er een eindig aantal mogelijke waarden zijn voor een bepaald datum
= Digitaal (in elektronica)
Voorbeeld 1: Hoeveel schildpadden zijn er in de wereld? Hoeveel uitgeprocedeerde asielzoekers houden er
van pinguïnvlees op hun pannenkoek? Dit zijn allemaal hele getallen.
Voorbeeld 2: Het gemiddelde van 1 & 2 is exact 1,5. Niet meer en niet minder. Exact.
2
