Lespakket 1 - Inleiding

1.1 General purpose computers

Dat hangt ervan af wat je als een computer beschouwt. Denk niet alleen aan laptops en desktops, maar ook aan tablets, smartphones, smartwatches of zelfs slimme borden en rekenmachines. Kun je alle soorten computers in het lokaal opsommen?

General purpose en special purpose computers

• Computers zijn onmisbaar in de samenleving en worden gebruikt voor economie, ontspanning, transport en wetenschap.
• General purpose computers zijn ontworpen voor verschillende taken (zoals desktops, laptops, tablets, smartphones).
• Special purpose computers zijn gebouwd voor één specifieke taak (zoals boordcomputers, fabrieksbesturing, GPS).

Desktop en laptops

• Desktops zijn vaste computers met losse onderdelen (monitor, toetsenbord, muis), krachtig en uitbreidbaar, maar niet draagbaar.

• Laptops zijn draagbaar, hebben geïntegreerde onderdelen en een batterij, maar beperkte uitbreidingsmogelijkheden.
• Netbooks zijn kleine, lichte laptops voor eenvoudige taken, met lange batterijduur en beperkte prestaties.
• Ultrabooks zijn dunne, lichte laptops tussen netbooks en gewone laptops in, soms met aanraakscherm.

Mobiele apparaten

• Ze vallen onder de slate form factor, waarbij het hele apparaat uit één plat, rechthoekig stuk bestaat zonder fysiek toetsenbord dat standaard aanwezig is.

• Tablets zijn volledig geïntegreerd in het scherm, worden bediend met aanraking of stylus, en zijn niet uitbreidbaar.
• E-readers zijn speciaal voor het lezen van teksten, met energiezuinig e-ink scherm en lange batterijduur.
• Smartphones combineren telefonie met computermogelijkheden en internet, maar zijn moeilijk te repareren of uit te breiden.

Overige general purpose computers

• Smart-tv’s zijn televisies met internettoegang en apps, vaak onderdeel van een thuisnetwerk.

Scan deze qr-code om de video te bekijken

• Wearables zijn draagbare computers zoals smartwatches en smart glasses, vaak gericht op gezondheid of communicatie.

Scan deze qr-code om de video te bekijken

Test jezelf!

Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken

1.2 Computers in netwerken

• General purpose computers kunnen worden ingedeeld in standalone computers en netwerkcomputers.
• Een standalone computer is niet verbonden met een netwerk; dit komt tegenwoordig zelden voor.
  • Voordeel van standalone: zeer veilig, nauwelijks risico op virussen of hackers.
  • Nadelen van standalone: geen internet, geen delen van bestanden of randapparaten.
• Een netwerkcomputer is verbonden met andere computers en kan gegevens uitwisselen.
  • Netwerkcomputers kunnen als werkstation of server functioneren.
  • Voordelen van netwerkcomputers: eenvoudig delen van data en middelen, toegang tot internet.
  • Nadeel: kwetsbaarder voor virussen en hackers.
  • In bedrijven, scholen en overheden zijn computers bijna altijd verbonden in netwerken, meestal met internet.
  • Dit boek focust op de bouw en werking van computers; netwerken worden in een ander boek behandeld.

Test jezelf!

Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken

1.3 De krachtigste computers

Mainframes

• Een mainframe is een uiterst krachtige computer die honderden tot duizenden gebruikers tegelijk kan bedienen.
• Ze worden vooral gebruikt door grote bedrijven voor grootschalige gegevensverwerking, zoals transacties bij banken.
• IBM is marktleider in mainframes, met meer dan 90% marktaandeel.
• Rond 2010 beleefden mainframes een heropleving door de groei van mobiel internet en de nood aan betrouwbare, centrale verwerking van grote datastromen.
• De term mainframe ontstond in de jaren 1970, toen kleinere computers (minicomputers) opkwamen.
• Mainframes centraliseren de verwerking, in tegenstelling tot netwerken die taken verdelen over meerdere computers.
• Kenmerken van mainframes:
  • Ontworpen voor één complexe, centrale taak.
  • Grote verwerkingscapaciteit en betrouwbaarheid (RAS: reliability, availability, serviceability).
  • Onderhoud kan vaak gebeuren terwijl het systeem online blijft.
  • Uitgebreide input/output-mogelijkheden via meerdere processoren (channels).
  • Multi-user: honderden tot duizenden gebruikers via terminals.
  • Ondersteunen vaak meerdere besturingssystemen, meestal neerwaarts compatibel.
  • Gebruik van lock-stepping voor foutcontrole: twee processoren voeren dezelfde taak uit en vergelijken het resultaat.

Supercomputers

• Supercomputers zijn ontworpen voor extreem snelle, complexe berekeningen, vooral voor wetenschappelijk onderzoek.
• Ze bestaan uit honderden tot duizenden processoren die parallel werken, vaak als een cluster van nodes verbonden via snelle netwerken.
• Oorspronkelijk gebruikt voor militaire en nucleaire toepassingen, nu vooral door universiteiten en onderzoeksinstellingen.
• Complexe problemen worden opgedeeld in deelproblemen die gelijktijdig op verschillende nodes worden uitgevoerd.
• Moderne supercomputers gebruiken machine learning om hun eigen software te optimaliseren.
• Rekenprestaties worden uitgedrukt in flops (floating point operations per second):
  • In 1964: 3 megaflops (3 miljoen berekeningen/sec)
  • Nu: meer dan 1 exaflops (1 triljoen berekeningen/sec)
• In Europa worden supercomputers ingedeeld in tiers:
  • Tier 0: Europees beheerd (bv. 12 in de EU)
  • Tier 1: Nationaal beheerd (bv. BrENIAC in België, Snellius in Nederland)
  • Tier 2: Regionaal beheerd

Vergelijking mainframes en supercomputers

• Mainframes zijn ontworpen voor betrouwbaarheid en langdurige, centrale verwerking van veel transacties (langeafstandslopers).
• Supercomputers zijn gebouwd voor maximale rekenkracht en snelheid bij complexe berekeningen (sprinters).
• Beide behoren tot de HPC-systemen (High Performance Computing), maar hebben verschillende doelen en architecturen.

Test jezelf!

Scan deze qr-code om de inhoud te bekijken