1ZT-ICT-H3-P1.pptx

# Historische ontwikkeling van computers Dit onderwerp traceert de evolutie van computerhardware, beginnend bij vroege rekenmachines en eindigend bij moderne apparaten zoals smartphones en het Internet of Things. ### 1.1 Vroege rekenmachines #### 1.1.1 Rekenmachine van Von Leibniz De rekenmachine van Von Leibniz, ontwikkeld rond 1672, was een vroege mechanische rekenmachine die in staat was tot optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. Dit markeerde een belangrijke stap in de automatisering van berekeningen. #### 1.1.2 Analytische machine van Charles Babbage Charles Babbage ontwierp rond 1834 de Analytische machine. Deze machine wordt beschouwd als de eerste general-purpose computer en bestond uit vier fundamentele onderdelen: * **Geheugen (memory):** Voor het opslaan van gegevens en tussenresultaten. * **Loopwerk (berekeningseenheid):** De eenheid die de berekeningen uitvoert. * **Invoer (input):** Gebruikmakend van ponskaarten om instructies en data in te voeren. * **Uitvoer (output):** Geponste kaarten of gedrukte resultaten als uitvoer. ### 1.2 De elektronische computer #### 1.2.1 ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) De ENIAC, voltooid in 1946, was een van de eerste elektronische digitale computers. Deze machine was enorm groot en zwaar, met een gewicht van 30 ton en een stroomverbruik van 140 kilowatt. De ENIAC maakte gebruik van relais. ### 1.3 De transistor en VLSI #### 1.3.1 Transistorcomputers In de jaren 1960 kwamen de eerste computer met transistoren op de markt, zoals de PDP-1. Deze computers waren aanzienlijk kleiner en krachtiger dan hun voorgangers. De PDP-1 kon 4096 woorden aan geheugen opslaan en voerde ongeveer 200.000 berekeningen per seconde uit. #### 1.3.2 VLSI (Very Large Scale Integration) De ontwikkeling van VLSI-technologie in de jaren 1980 maakte het mogelijk om een zeer groot aantal transistoren op een kleine chip te integreren. Dit leidde tot aanzienlijk krachtigere en compactere computers. ### 1.4 Moderne computerontwikkelingen #### 1.4.1 De Wet van Moore De Wet van Moore, die observeert dat het aantal transistoren op een geïntegreerde schakeling ongeveer elke twee jaar verdubbelt, heeft de exponentiële groei van computerkracht en -capaciteit gedurende vele decennia aangedreven, met name rond het jaar 2000. #### 1.4.2 Toekomst: Quantum Computing Vooruitkijkend wordt quantum computing (rond 2040?) gezien als de volgende grote sprong in de computertechnologie, met het potentieel om problemen op te lossen die voor huidige computers onmogelijk zijn. ### 1.5 Evolutie van computeraars en apparaten #### 1.5.1 Persoonlijke Computers en Laptops * **1977:** De introductie van de personal computer (PC) maakte geavanceerde computerkracht toegankelijk voor individuele gebruikers. * **1981:** De laptop bood mobiele computerfunctionaliteit, waardoor gebruikers konden werken en berekeningen konden uitvoeren zonder gebonden te zijn aan een vaste locatie. #### 1.5.2 Mobiele en Draagbare Apparaten * **1984:** De Personal Digital Assistant (PDA) was een vroege vorm van een draagbaar digitaal apparaat, ontworpen voor taken zoals agenda, contacten en notities. * **1993:** Mobiele telefoons begonnen te ontstaan, aanvankelijk primair voor communicatie, maar legden de basis voor toekomstige slimme apparaten. * **1994:** Spelconsoles ontwikkelden zich als gespecialiseerde apparaten voor entertainment, wat de groeiende diversificatie van hardwareproducten illustreert. * **2007:** De smartphone integreerde de functionaliteit van een telefoon, computer en internettoegang in één draagbaar apparaat, wat een revolutie teweegbracht in mobiele technologie. * **2015:** Het Internet of Things (IoT) begon aan populariteit te winnen, waarbij alledaagse objecten werden uitgerust met sensoren en connectiviteit, waardoor ze gegevens konden verzamelen en uitwisselen. --- # Fundamentele onderdelen van de Analytical Engine Dit onderwerp belicht de vier kerncomponenten van Charles Babbage's Analytical Engine, een vroege voorloper van de moderne computer. ### 2.1 De vier kerncomponenten De Analytical Engine, ontworpen door Charles Babbage, wordt beschouwd als de eerste blauwdruk voor een algemeen toepasbare computer. Het apparaat was opgebouwd uit vier fundamentele onderdelen die essentieel waren voor zijn functionaliteit: #### 2.1.1 Geheugen (memory) Dit onderdeel diende als opslagplaats voor getallen en gegevens die de machine nodig had voor berekeningen. Het geheugen kon gegevens vasthouden die gedurende het rekenproces gebruikt moesten worden. #### 2.1.2 Loopwerk (berekeningseenheid) Het loopwerk, ook wel de berekeningseenheid genoemd, was verantwoordelijk voor het uitvoeren van de rekenkundige bewerkingen. Dit omvatte basisoperaties zoals optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. Dit was het "brein" van de machine waar de daadwerkelijke berekeningen plaatsvonden. #### 2.1.3 Invoer (input) De invoer van gegevens en instructies in de Analytical Engine werd verzorgd via ponskaarten. Deze methode, die ook in andere mechanische apparaten uit die tijd werd gebruikt, maakte het mogelijk om programma's en data op een gestructureerde manier aan de machine aan te bieden. #### 2.1.4 Uitvoer (output) De resultaten van de berekeningen konden op verschillende manieren worden gepresenteerd. De uitvoer van de Analytical Engine bestond uit geponste kaarten of een gedrukte uitvoer, waardoor de resultaten van de machine zichtbaar en bruikbaar werden gemaakt. > **Tip:** Begrijpen hoe deze vier onderdelen samenwerkten, is cruciaal voor het bevatten van het baanbrekende ontwerp van Babbage. Het is een fundamenteel concept voor het begrijpen van de evolutie van computers. --- # Vooruitgang in computertechnologie en miniaturisatie Dit onderwerp behandelt de belangrijkste technologische sprongen die hebben geleid tot krachtigere en kleinere computers, zoals de introductie van transistoren, VLSI en de Wet van Moore. ### 3.1 Historische ontwikkeling van computers De ontwikkeling van computers kent een rijke geschiedenis met significante mijlpalen die de weg hebben geplaveid voor de moderne technologie. #### 3.1.1 Vroege rekenmachines * **1672 - Von Leibniz Rekenmachine:** In staat tot optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. * **1834 - Charles Babbage's Analytical Engine:** Wordt beschouwd als de eerste general-purpose computer met vier fundamentele onderdelen: * Geheugen (memory) * Loopwerk (berekeningseenheid) * Invoer (via ponskaarten) * Uitvoer (geponste of gedrukte uitvoer) #### 3.1.2 De opkomst van elektronische computers * **1946 - ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer):** Een vroege elektronische computer die tijdens de Tweede Wereldoorlog werd ontwikkeld. Deze machine woog 30 ton en verbruikte 140 kilowatt, wat typisch was voor relaiscomputers uit die tijd. #### 3.1.3 Transistorcomputers * **1960 - Eerste computer met transistoren (bv. PDP-1):** De introductie van transistoren markeerde een cruciale stap in de richting van kleinere en efficiëntere computers. De PDP-1 had een geheugen van 4096 woorden en kon 200.000 berekeningen per seconde uitvoeren. #### 3.1.4 VLSI (Very Large Scale Integration) * **1980 - VLSI:** Deze technologie maakte het mogelijk om een zeer groot aantal transistoren op een kleine ruimte te integreren. Dit was een sleutelontwikkeling die de rekenkracht exponentieel deed toenemen en de grootte van computers drastisch verkleinde. #### 3.1.5 Wet van Moore * **2000 - Wet van Moore:** Hoewel niet strikt een technologische sprong, beschrijft de Wet van Moore de empirische observatie dat het aantal transistoren op een geïntegreerde schakeling ongeveer elke twee jaar verdubbelt. Dit heeft geleid tot een continue cyclus van verhoogde rekenkracht en verkleining van computerapparatuur. #### 3.1.6 Toekomstige ontwikkelingen * **2040? - Quantum Computing:** Dit vertegenwoordigt een potentiële toekomstige generatie computertechnologie die gebruikmaakt van kwantummechanische principes. ### 3.2 Evolutie van computerapparaten De technologische vooruitgang heeft geleid tot een diversificatie en miniaturisatie van computerapparaten, waardoor computing steeds toegankelijker en draagbaarder is geworden. * **1977 - PC (Personal Computer):** De introductie van de personal computer maakte computerkracht toegankelijk voor individuele gebruikers. * **1981 - Laptop:** De ontwikkeling van laptops bood draagbare computeroplossingen. * **1984 - PDA (Personal Digital Assistant):** Deze apparaten combineerden functionaliteit zoals agenda's, contactpersonen en notities in een draagbaar formaat. * **1993 - Mobiele Telefoons:** De opkomst van mobiele telefoons begon de communicatie en computerfunctionaliteit te integreren in één apparaat. * **1994 - Spelconsoles:** Specialisatie in entertainment met krachtige grafische en rekenmogelijkheden. * **2007 - Smartphones:** Een significante evolutie die geavanceerde computerfunctionaliteit, internettoegang en communicatie in een handzaam apparaat combineerde. * **2015 - IoT (Internet of Things):** De integratie van computersystemen in alledaagse objecten, waardoor deze gegevens kunnen verzamelen en uitwisselen. > **Tip:** Begrip van de Wet van Moore is essentieel om de exponentiële groei in computerprestaties en de impact daarvan op miniaturisatie te kunnen plaatsen. De constante verdubbeling van transistoren op chips verklaart waarom apparaten steeds krachtiger en kleiner worden. --- ## 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 | |------|------------| | Rekenmachine | Een apparaat dat ontworpen is voor het uitvoeren van rekenkundige bewerkingen zoals optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. | | Analytical Engine | Een mechanische universele computer ontworpen door Charles Babbage, die gezien wordt als de voorloper van moderne computers. | | Geheugen (memory) | Een component van een computer die gebruikt wordt om gegevens en instructies op te slaan die de processor nodig heeft voor het uitvoeren van taken. | | Loopwerk (berekeningseenheid) | Het deel van een computer dat verantwoordelijk is voor het uitvoeren van rekenkundige en logische bewerkingen. | | Invoer (ponskaarten) | Een methode om gegevens en instructies in een computer in te voeren door middel van gatenpatronen op kaarten. | | Uitvoer (geponste of gedrukte uitvoer) | De manier waarop een computer resultaten presenteert, hetzij in geponste vorm op kaarten, hetzij als gedrukte output. | | ENIAC | De Electronic Numerical Integrator And Computer, een van de eerste elektronische digitale computers, gebouwd in de jaren 40. | | Transistorcomputers | Computers die gebruik maken van transistoren als elektronische schakelaars, wat een aanzienlijke verbetering betekende ten opzichte van eerdere relaiscomputers. | | VLSI (Very Large Scale Integration) | Een technologische vooruitgang waarbij een zeer groot aantal transistoren op één enkele chip geïntegreerd kan worden. | | Wet van Moore | Een voorspelling die stelt dat het aantal transistoren op een microchip ongeveer elke twee jaar verdubbelt, wat resulteert in exponentiële groei van rekenkracht en afname van kosten. | | Quantum Computing | Een nieuw type computer dat gebruik maakt van kwantummechanische principes zoals superpositie en verstrengeling om berekeningen uit te voeren. | | PC (Persoonlijke Computer) | Een computer ontworpen voor individueel gebruik, die wijdverspreid raakte vanaf de late jaren 70. | | Laptop | Een draagbare computer die alle componenten van een desktopcomputer bevat in een compacte vorm. | | PDA (Personal Digital Assistant) | Een draagbaar elektronisch apparaat dat fungeert als persoonlijke organisator, met functies zoals een agenda, adresboek en notities. | | Mobiele Telefoons | Draagbare telecommunicatieapparaten die oorspronkelijk bedoeld waren voor spraakcommunicatie, maar evolueerden naar multifunctionele apparaten. | | Spelconsoles | Gespecialiseerde computersystemen die primair ontworpen zijn voor het spelen van videogames. | | Smartphones | Geavanceerde mobiele telefoons met uitgebreide computerfuncties, waaronder internettoegang, applicaties en multimedia. | | IoT (Internet of Things) | Een netwerk van fysieke objecten die zijn uitgerust met sensoren, software en andere technologieën om gegevens te verzamelen en uit te wisselen met andere apparaten en systemen via het internet. |