1ZT-ICT-H2.pptx

# Informatie- en communicatietechnologie (ICT) basisconcepten Dit onderwerp introduceert de fundamentele concepten binnen ICT, met een focus op talstelsels, signaaltypes en bemonstering. ### 1.1 Talstelsels Talstelsels zijn methoden om getallen weer te geven. Binnen ICT zijn met name het binaire, decimale en hexadecimale talstelsel van belang. #### 1.1.1 Decimaal talstelsel Het decimale talstelsel is het talstelsel dat wij dagelijks gebruiken. Het is een positional getallensysteem met basis 10, wat betekent dat het tien unieke cijfers gebruikt: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 en 9. De waarde van een cijfer wordt bepaald door zijn positie in het getal. De algemene formule voor het omzetten van een decimaal getal naar zijn componenten is de som van de producten van elk cijfer met de overeenkomstige macht van de basis (10): $$D = d_n \times 10^n + d_{n-1} \times 10^{n-1} + \dots + d_1 \times 10^1 + d_0 \times 10^0$$ Waarbij: * $D$ het decimale getal is. * $d_i$ de cijfers van het decimale getal zijn. * $n$ de hoogste macht van 10 is. #### 1.1.2 Binair talstelsel Het binaire talstelsel, ook wel tweewaardig talstelsel genoemd, is de basis van digitale computers. Het maakt gebruik van slechts twee cijfers: 0 en 1. Deze cijfers worden bits genoemd (binary digits). Net als bij het decimale talstelsel, bepaalt de positie van een bit zijn waarde, maar dan met machten van 2. De formule voor het omzetten van een binair getal naar een decimaal getal is: $$B = b_n \times 2^n + b_{n-1} \times 2^{n-1} + \dots + b_1 \times 2^1 + b_0 \times 2^0$$ Waarbij: * $B$ het binaire getal is. * $b_i$ de bits van het binaire getal zijn (0 of 1). * $n$ de hoogste macht van 2 is. > **Tip:** Bedenk dat elke positie in een binair getal een dubbele waarde vertegenwoordigt ten opzichte van de positie rechts ervan, beginnend bij $2^0 = 1$. **Voorbeeld:** Het binaire getal 10011100 omzetten naar decimaal: $1 \times 2^7 + 0 \times 2^6 + 0 \times 2^5 + 1 \times 2^4 + 1 \times 2^3 + 1 \times 2^2 + 0 \times 2^1 + 0 \times 2^0$ $= 1 \times 128 + 0 \times 64 + 0 \times 32 + 1 \times 16 + 1 \times 8 + 1 \times 4 + 0 \times 2 + 0 \times 1$ $= 128 + 0 + 0 + 16 + 8 + 4 + 0 + 0 = 156$ #### 1.1.3 Hexadecimaal talstelsel Het hexadecimale talstelsel, ook wel zestientallig talstelsel genoemd, wordt vaak gebruikt in computerwetenschappen omdat het een compactere manier biedt om binaire getallen weer te geven. Het heeft basis 16 en gebruikt 16 symbolen: de cijfers 0-9 en de letters A-F. De letters A tot en met F vertegenwoordigen de decimale waarden 10 tot en met 15. * A = 10 * B = 11 * C = 12 * D = 13 * E = 14 * F = 15 De formule voor het omzetten van een hexadecimaal getal naar een decimaal getal is: $$H = h_n \times 16^n + h_{n-1} \times 16^{n-1} + \dots + h_1 \times 16^1 + h_0 \times 16^0$$ Waarbij: * $H$ het hexadecimale getal is. * $h_i$ de hexadecimale cijfers (of hun decimale equivalenten) zijn. * $n$ de hoogste macht van 16 is. > **Tip:** Hexadecimale getallen zijn handig omdat elke hexadecimale digit (0-9, A-F) precies overeenkomt met 4 binaire digits (een nibble). Dit maakt conversie tussen binair en hexadecimaal erg eenvoudig. **Voorbeeld:** Het hexadecimale getal 2D1 omzetten naar decimaal: $2 \times 16^2 + D \times 16^1 + 1 \times 16^0$ $= 2 \times 256 + 13 \times 16 + 1 \times 1$ $= 512 + 208 + 1 = 721$ #### 1.1.4 Omzettingen tussen talstelsels ##### 1.1.4.1 Van binair naar hexadecimaal en omgekeerd Om een binair getal om te zetten naar hexadecimaal, groepeer je de binaire digits in groepen van 4, beginnend vanaf de rechterkant. Vul aan met nullen indien nodig om de meest linkse groep compleet te maken. Converteer vervolgens elke groep van 4 bits naar zijn corresponderende hexadecimale cijfer. Om een hexadecimaal getal om te zetten naar binair, zet je elk hexadecimaal cijfer om naar zijn 4-bit binaire equivalent. **Voorbeeld:** Binaire 10011100 omzetten naar hexadecimaal: Groeperen: 1001 1100 Omzetten: 1001 is 9, 1100 is C. Resultaat: 9C (hexadecimaal). **Voorbeeld:** Hexadecimale 2D1 omzetten naar binair: 2 = 0010 D = 1101 1 = 0001 Resultaat: 001011010001, wat meestal wordt geschreven als 1011010001 (de leidende nullen worden weggelaten). ##### 1.1.4.2 Van decimaal naar binair Een veelgebruikte methode is recursieve deling door 2, waarbij de resten de binaire cijfers vormen, gelezen van onder naar boven. **Voorbeeld:** Decimaal 156 omzetten naar binair: $156 \div 2 = 78$ rest 0 $78 \div 2 = 39$ rest 0 $39 \div 2 = 19$ rest 1 $19 \div 2 = 9$ rest 1 $9 \div 2 = 4$ rest 1 $4 \div 2 = 2$ rest 0 $2 \div 2 = 1$ rest 0 $1 \div 2 = 0$ rest 1 De resten van onder naar boven lezen: 10011100. ##### 1.1.4.3 Van decimaal naar hexadecimaal Dit gebeurt op een vergelijkbare manier als de omzetting naar binair, maar dan door recursief te delen door 16. De resten worden omgerekend naar hexadecimale cijfers. **Voorbeeld:** Decimaal 721 omzetten naar hexadecimaal: $721 \div 16 = 45$ rest 1 $45 \div 16 = 2$ rest 13 (D) $2 \div 16 = 0$ rest 2 De resten van onder naar boven lezen: 2D1. #### 1.1.5 Andere talstelsels Naast binair, decimaal en hexadecimaal, kunnen er ook andere talstelsels voorkomen, afhankelijk van de toepassing. Het octale talstelsel (basis 8) wordt bijvoorbeeld soms gebruikt. ### 1.2 Analoog vs. Digitaal Informatie kan op twee hoofdvormen worden weergegeven: analoog en digitaal. #### 1.2.1 Analoge signalen Analoge signalen zijn continu en kunnen elke waarde binnen een bepaald bereik aannemen. Ze variëren vloeiend in tijd en amplitude. Voorbeelden zijn de geluidsgolven die onze stem produceert, de temperatuur, of de intensiteit van licht. #### 1.2.2 Digitale signalen Digitale signalen zijn discreet en kunnen slechts een eindig aantal waarden aannemen, meestal twee (bijvoorbeeld 0 en 1, of laag en hoog voltage). Informatie wordt weergegeven als een reeks van discrete samples. Computers werken inherent met digitale signalen. > **Tip:** Denk aan een dimmer voor een lamp (analoog, traploos regelbaar) versus een aan/uit schakelaar (digitaal, twee standen). ### 1.3 Bemonstering (Sampling) Om analoge signalen te kunnen verwerken met digitale systemen, moeten ze worden omgezet naar een digitale vorm. Dit proces omvat bemonstering. #### 1.3.1 Sampling rate De sampling rate, ook wel bemonsteringsfrequentie genoemd, is het aantal samples dat per seconde van een analoog signaal wordt genomen. Het wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). Een hogere sampling rate betekent dat er meer punten per seconde van het signaal worden gemeten, wat resulteert in een nauwkeurigere digitale representatie van het originele analoge signaal. Volgens de Nyquist-Shannon bemonsteringstheorema, moet de sampling rate minstens tweemaal de hoogste frequentie van het signaal zijn om het signaal zonder informatieverlies te kunnen reconstrueren. $$f_s \geq 2 \times f_{\text{max}}$$ Waarbij: * $f_s$ de sampling rate is. * $f_{\text{max}}$ de maximale frequentiecomponent in het analoge signaal is. ### 1.4 Toepassingen van ICT-basisconcepten De hierboven besproken basisconcepten zijn essentieel voor diverse toepassingen binnen ICT: * **Programmeren:** Fundamentele concepten zoals booleaanse logica (waarheidstabellen met WAAR/NIET WAAR, gerelateerd aan binaire 0 en 1) zijn cruciaal voor het schrijven van software. * **Netwerken:** IP-adressen en MAC-adressen, die worden gebruikt om apparaten in netwerken te identificeren, zijn vaak gebaseerd op binaire of hexadecimale representaties. * **Webdesign en andere gebieden:** De onderliggende principes van digitale datarepresentatie en signaalverwerking zijn overal aanwezig, van hoe afbeeldingen en geluid worden opgeslagen tot hoe communicatie plaatsvindt. --- # ICT-toepassingen en programmeren Dit deel bespreekt de praktische toepassingen van ICT, met een focus op programmeren, netwerken en webdesign. ## 2. ICT-toepassingen en programmeren Deze sectie introduceert de concrete toepassingen van informatietechnologie, waaronder de basisprincipes van programmeren met Booleaanse waarden, de werking van netwerken middels IP- en MAC-adressen, en de fundamenten van webdesign. ### 2.1 Programmeren met Booleaanse waarden Programmeren is het geven van instructies aan een computer om een specifieke taak uit te voeren. Een fundamenteel concept in programmeren is het gebruik van Booleaanse waarden, die de waarheidswaarde van een uitspraak representeren. * **Booleaanse waarden**: Dit zijn de twee mogelijke waarden: waar (True) of onwaar (False). * **Logische operatoren**: Deze operatoren worden gebruikt om Booleaanse waarden te combineren en te manipuleren. De belangrijkste zijn: * **AND (EN)**: Het resultaat is waar als beide operanden waar zijn. * Voorbeeld: `Waar EN Waar = Waar` * Voorbeeld: `Waar EN Onwaar = Onwaar` * **OR (OF)**: Het resultaat is waar als ten minste één van de operanden waar is. * Voorbeeld: `Waar OF Onwaar = Waar` * Voorbeeld: `Onwaar OF Onwaar = Onwaar` * **NOT (NIET)**: Keert de waarheidswaarde van de operand om. * Voorbeeld: `NIET Waar = Onwaar` * Voorbeeld: `NIET Onwaar = Waar` * **Toepassingen**: Booleaanse logica wordt gebruikt in beslissingsstructuren (if-statements), loops en om complexe voorwaarden in software te definiëren. ### 2.2 Netwerken met IP- en MAC-adressen Netwerken stellen computers in staat om met elkaar te communiceren. Om dit mogelijk te maken, worden apparaten geïdentificeerd met unieke adressen. * **IP-adres (Internet Protocol address)**: Dit is een logisch adres dat wordt toegewezen aan elk apparaat dat deel uitmaakt van een computernetwerk dat het Internet Protocol gebruikt voor communicatie. IP-adressen worden gebruikt om apparaten te routeren over netwerken, zodat gegevenspakketten hun bestemming kunnen bereiken. * Ze kunnen statisch (vast) of dynamisch (tijdelijk, via DHCP) worden toegewezen. * Voorbeeld: `192.168.1.1` (IPv4) * **MAC-adres (Media Access Control address)**: Dit is een uniek, fysiek adres dat is ingebed in de netwerkinterfacecontroller (NIC) van een apparaat. Het MAC-adres wordt gebruikt voor communicatie binnen een lokaal netwerk (LAN). * Het wordt ook wel het fysieke adres of hardwareadres genoemd. * Het is meestal permanent en wordt door de fabrikant toegewezen. * Het bestaat uit 12 hexadecimale cijfers, gegroepeerd in zes paren gescheiden door dubbele punten of streepjes. * Voorbeeld: `00:1A:2B:3C:4D:5E` > **Tip:** Het IP-adres is vergelijkbaar met het huisadres waar brieven naartoe worden gestuurd, terwijl het MAC-adres meer lijkt op de naam van de persoon aan wie de brief gericht is binnen dat huis. ### 2.3 Webdesign Webdesign omvat het proces van het creëren van websites. Dit houdt in zowel de esthetische vormgeving als de technische functionaliteit. * **Basistechnologieën**: * **HTML (HyperText Markup Language)**: Definieert de structuur en inhoud van webpagina's. * **CSS (Cascading Style Sheets)**: Bepaalt de presentatie en opmaak van HTML-elementen (kleuren, lettertypen, lay-out). * **JavaScript**: Maakt interactieve elementen en dynamische functionaliteit op webpagina's mogelijk. * **Belangrijke concepten**: * **Gebruikerservaring (UX - User Experience)**: Hoe een gebruiker de website ervaart. * **Gebruikersinterface (UI - User Interface)**: De visuele elementen waarmee een gebruiker interactie heeft. * **Responsief design**: Websites die zich aanpassen aan verschillende schermformaten (desktop, tablet, mobiel). ### 2.4 Analoog vs. Digitaal Informatie kan op twee fundamentele manieren worden gerepresenteerd: analoog en digitaal. * **Analoog**: Een continue representatie van informatie, waarbij de waarde geleidelijk kan variëren. Voorbeelden zijn de golven van geluid of de temperatuur gemeten met een kwikthermometer. * **Digitaal**: Een discrete representatie van informatie, waarbij de waarden worden uitgedrukt als afzonderlijke, telbare eenheden, meestal in de vorm van binaire getallen (0s en 1s). * **Voordelen van digitaal**: Nauwkeurigheid, eenvoudigere opslag, bewerking en transmissie zonder kwaliteitsverlies. * **Omzetting**: Analoge signalen moeten worden omgezet naar digitale signalen voor verwerking door computers. #### 2.4.1 Sampling Rate Bij de omzetting van een analoog signaal naar een digitaal signaal is de *sampling rate* cruciaal. * **Sampling rate**: Dit is het aantal metingen (samples) per seconde dat wordt genomen van een analoog signaal om het om te zetten naar een digitaal formaat. De eenheid van sampling rate is Hertz (Hz) of samples per seconde. * **Invloed**: Een hogere sampling rate resulteert in een nauwkeurigere digitale representatie van het originele analoge signaal, maar vereist ook meer opslagruimte en verwerkingskracht. * Voor audio wordt bijvoorbeeld vaak een sampling rate van $44,100$ Hz gebruikt (CD-kwaliteit). Dit betekent dat het geluid $44,100$ keer per seconde wordt gemeten. Deze principes vormen de basis voor veel ICT-toepassingen die we dagelijks gebruiken. --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | ICT | Informatie- en communicatietechnologie, een breed veld dat zich bezighoudt met de opslag, ophalen, transmissie en manipulatie van data en informatie met behulp van computers en telecommunicatietechnologieën. | | Talstelsel | Een systeem voor het representeren van getallen. Gangbare talstelsels zijn binair (basis 2), decimaal (basis 10) en hexadecimaal (basis 16). Elk talstelsel gebruikt een specifieke set symbolen en regels om waarden weer te geven. | | Binair | Een talstelsel met basis 2, dat alleen de cijfers 0 en 1 gebruikt. Dit is de fundamentele manier waarop computers data opslaan en verwerken. | | Decimaal | Het standaard talstelsel dat in het dagelijks leven wordt gebruikt, met basis 10 en de cijfers 0 tot en met 9. | | Hexadecimaal | Een talstelsel met basis 16, dat de cijfers 0-9 en de letters A-F gebruikt om waarden weer te geven. Het wordt vaak gebruikt in de informatica om binaire getallen compacter weer te geven. | | Omzetting (tussen talstelsels) | Het proces van het converteren van een getal van het ene talstelsel naar het andere, zoals van binair naar decimaal, of van decimaal naar hexadecimaal, en vice versa. | | Recursieve deling | Een methode om een getal van een hogere basis naar een lagere basis om te zetten, waarbij herhaaldelijk wordt gedeeld en de resten worden verzameld. | | Som van de producten | Een methode voor het omzetten van een binair getal naar decimaal, waarbij elk binair cijfer wordt vermenigvuldigd met de overeenkomstige macht van 2 en de resultaten worden opgeteld. | | Boolean (programmeren) | Een datatype in de programmering dat slechts twee mogelijke waarden kan aannemen: waar (true) of onwaar (false). Dit is essentieel voor logische operaties en beslissingsstructuren. | | IP-adres | Internet Protocol-adres, een uniek numeriek label dat is toegewezen aan elk apparaat dat is verbonden met een computernetwerk dat het Internet Protocol voor communicatie gebruikt. | | MAC-adres | Media Access Control-adres, een unieke identificatie die is toegewezen aan een netwerkinterfacecontroller (NIC) om te worden gebruikt als netwerkadres in communicatieprotocollen op een data link layer. | | Analoog signaal | Een continu signaal dat variabele waarden representeert, zoals een geluidsgolf of temperatuurmeting, in tegenstelling tot een digitaal signaal dat discrete waarden gebruikt. | | Digitaal signaal | Een signaal dat discrete waarden representeert, meestal in de vorm van binaire getallen (0s en 1s). Digitale signalen worden gebruikt in computers en andere elektronische apparaten. | | Sampling Rate | De frequentie waarmee samples van een analoog signaal worden genomen om een digitaal signaal te creëren. Een hogere sampling rate resulteert in een accuratere digitale representatie van het oorspronkelijke analoge signaal. |