Overzicht Informatica
Module 1.3 Tentamen
Informatica: theoretische studie van algoritmen, informatie en computatie.
Informatiekunde: studie van verwerking, beheer en retrieval van informatie.
Binair naar hexadecimaal:
4 bits per hexadecimaal digit. Binair 1010 = decimaal 10 = hexadecimaal A.
Bit: binary digit (binair cijfer 0 of 1). Kleinste hoeveelheid in computer
gerepresenteerde informatie.
Byte: 8 bits
Input 1 Input 2 AND OR XOR
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1
0 1 0 1 1
0 0 0 0 0
Main memory/Primary storage/RAM: random access memory. Geheugen
waar individuele cells (eenheden geheugen, meestal 1 byte groot) in willekeurige
volgorde toegankelijk zijn. Vluchtig, de inhoud is weg na het uitzetten van de
computer. Alleen bewaard indien opgeslagen.
Secondary mass storage: harde schijf, CD, USB flashdrive, tapes. Kan over het
algemeen meer data bevatten dan geheugen van een computer, maar is relatief
traag.
Bestanden (files): een bestand is een data-eenheid opgeslagen op een mass
storage medium. Een bestand bevat vaak meerdere logical records. Logical
(data) record: natuurlijke groep van data-items.
Representatie tekst: ASCII (American Standard Code for Information
Interchange), 7 bits. Unicode, 16 bits, bevat belangrijkste karakters talen
wereldwijd. ISO standaard, 32 bits, bevat meeste karakters die in talen
wereldwijd gebruikt worden.
Representatie numerieke waarde: binaire getallen door bits. Meestal vast
aantal bits (64) per getal gebruikt. Gevolg is mogelijk afrondingsfouten
(truncation) en beperkte maximale grootte (overflow).
Negatieve getallen (sign-magnitude): maak gebruik van een tekenbit (0
positief en 1 negatief).
Negatieve getallen (one’s complement): negatieve versie van positief getal
krijg je door bitsgewijs NOT toe te passen.
Negatieve getallen (two’s complement): kopieer bits van rechts naar links
tot een 1 is gekopieerd. Daarna het complement van de overgebleven bits.
Representatie andere data: beelden per pixel (picture element,
eigenschappen vast te leggen met getallen). Geluid door sampling (continu
signaal door discrete sequentie waarden van het signaal) of MIDI (Musical
Instrument Digital Interface).
Datacompressie: lossless compressie (geen informatieverlies) of lossy
compressie (wel informatieverlies)
Datafouten:
Foutdetectie: parity bit, checksum
Foutcorrectie: een beetje redundatie in de representatie laat het toe om
communicatie-, schrijf-, of leesfouten te herstellen. Hamming distance.
Stored Program concept: programma’s kunnen als bitpatronen worden
gerepresenteerd en opgeslagen in het geheugen. Vanaf het geheugen kunnen de
,instructies van het programma worden uitgevoerd door de CPU. Relatief
eenvoudig aan te passen.
Machine-instructie: door bitpatroon gerepresenteerde instructie herkenbaar
voor CPU.
Machinetaal: de verzameling van alle door een machine herkenbare instructies.
Soorten instructies:
Data transfer: kopieer data van ene naar andere locatie.
Maak nieuwe bitpatronen met logische of rekenkundige bewerkingen
Control: stuur de uitvoering van het programma.
Machine-cyclus:
1. Fetch: retrieve the next instruction from memory and then increment the
program counter.
2. Decode: decode the bit pattern in the instruction register.
3. Execute: perform the action required by the instruction in the instruction
register.
Logische of rekenkundige bewerkingen
Logisch: AND, OR en XOR
Rekenkundig: optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, etc.
Communicatie met andere apparaten: port (verbindingspunt), controller (bv:
USB controller).
Belangrijkste functies van een OS (Operating System):
Roostering (scheduling) van taken/programma’s.
Coördinatie van uitvoering van taken.
Toebedeling van resources (geheugen, CPU, printertoegang, etc.) aan
verschillende taken.
Ophalen en opslaan van bestanden
Monitoring van acitviteiten van de computer en waarschuwen bij bepaalde
gebeurtenissen.
User interface.
Evolutie OS:
Aanvankelijk geen OS, computer draait 1 programma tegelijk en moet steeds
handmatig worden hergeprogrammeerd. Eerste toepassing OS: batch-processing
van programma’s.
Multiprogramming, interactive processing, timesharing, multiprocessor CPU,
networks.
Classificatie software:
, OS-componenten:
Shell: communicatie met gebruiker, GUI of tekst gebaseerd (command-
line).
Kernel: basisfuncties. File manager, device drivers, memory manager,
scheduler and dispatcher.
File manager: houdt bij waar bestanden zich bevinden in mass storage en
hoeveel ruimte er nog over is voor nieuwe bestanden. Bestanden zijn meestal
georganiseerd voor en door gebruiker. Directory (Folder, Map) en Directory Path.
Programma’s krijgen toegang tot bestanden via file manager.
Memory manager: wijst geheugen (main memory) toe aan verschillende taken
(multiprogramming of multitasking). Kan virtueel geheugen creëren.
Scheduler and dispatcher: bepaalt welke taken worden uitgevoerd en hoeveel
tijd hieraan wordt toebedeeld.
Device drivers: communicatie met de perifere apparaten, zoals printer, scanner
etc.
Bootstrap: programma in ROM, start als computer wordt aangezet. Zet OS van
mass storage naar geheugen en laat OS dan beginnen.
Deadlock: mogelijk als processen strijden om not-sharable resources, als
resources aanvankelijk slechts gedeeltelijk worden gevraagd en als toebedeelde
resources niet kunnen worden teruggenomen.
Encryption (versleuteling): https versus http. Public-key encryption.
Certificaat.
Algoritme: an algorithm is an ordered set of unambiguous, executable steps
that defines a terminating process.
Geordend
Eenduidig (niet ambigu)
Uitvoerbaar
Samen een eindig proces
Algoritmes die niet strikt aan voorwaarden voldoen: parallelle algoritmes, non
deterministische algoritmes.
Hoe bedenk je een algoritme?
1. Understand the problem.
2. Devise a plan for solving the problem (get an idea of ho wan algorithmic
procedure might solve the problem).
3. Carry out the plan (formulate the algorithm and represent it as a
program).
4. Evaluate the solution (program) for accuracy and its potential as a tool for
solving other problems.
Strategieën voor oplossen: kijk of iemand het wiel al voor je uitgevonden
heeft. Bekijk het probleem achterwaarts. Begin met een eenvoudiger verwant
probleem. Begin grof en verfijn daarna. Doe iets!
Iteratieve structuren:
Pretest loop: while (condition) do (loop body)
Posttest loop: repeat (loop body) until (condition)
Recursie: de uitvoering van een recursieve procedure kan bij de uitvoering
leiden tot een andere uitvoering van dezelfde procedure.
Programmeertalen steeds verder van de machine af, richting programmeur.
-Eerste generatie: machinetaal
-Tweede generatie: assembly language
-Derde generatie: gebruiken high-level primitieve termen/concepten. Machine-
onafhankelijk. FORTRAN, COBOL, ALGOL. Elke primitieve term correspondeert met
een reeks machine-taal instructies. Compiler zet programma om in machinetaal.
Module 1.3 Tentamen
Informatica: theoretische studie van algoritmen, informatie en computatie.
Informatiekunde: studie van verwerking, beheer en retrieval van informatie.
Binair naar hexadecimaal:
4 bits per hexadecimaal digit. Binair 1010 = decimaal 10 = hexadecimaal A.
Bit: binary digit (binair cijfer 0 of 1). Kleinste hoeveelheid in computer
gerepresenteerde informatie.
Byte: 8 bits
Input 1 Input 2 AND OR XOR
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1
0 1 0 1 1
0 0 0 0 0
Main memory/Primary storage/RAM: random access memory. Geheugen
waar individuele cells (eenheden geheugen, meestal 1 byte groot) in willekeurige
volgorde toegankelijk zijn. Vluchtig, de inhoud is weg na het uitzetten van de
computer. Alleen bewaard indien opgeslagen.
Secondary mass storage: harde schijf, CD, USB flashdrive, tapes. Kan over het
algemeen meer data bevatten dan geheugen van een computer, maar is relatief
traag.
Bestanden (files): een bestand is een data-eenheid opgeslagen op een mass
storage medium. Een bestand bevat vaak meerdere logical records. Logical
(data) record: natuurlijke groep van data-items.
Representatie tekst: ASCII (American Standard Code for Information
Interchange), 7 bits. Unicode, 16 bits, bevat belangrijkste karakters talen
wereldwijd. ISO standaard, 32 bits, bevat meeste karakters die in talen
wereldwijd gebruikt worden.
Representatie numerieke waarde: binaire getallen door bits. Meestal vast
aantal bits (64) per getal gebruikt. Gevolg is mogelijk afrondingsfouten
(truncation) en beperkte maximale grootte (overflow).
Negatieve getallen (sign-magnitude): maak gebruik van een tekenbit (0
positief en 1 negatief).
Negatieve getallen (one’s complement): negatieve versie van positief getal
krijg je door bitsgewijs NOT toe te passen.
Negatieve getallen (two’s complement): kopieer bits van rechts naar links
tot een 1 is gekopieerd. Daarna het complement van de overgebleven bits.
Representatie andere data: beelden per pixel (picture element,
eigenschappen vast te leggen met getallen). Geluid door sampling (continu
signaal door discrete sequentie waarden van het signaal) of MIDI (Musical
Instrument Digital Interface).
Datacompressie: lossless compressie (geen informatieverlies) of lossy
compressie (wel informatieverlies)
Datafouten:
Foutdetectie: parity bit, checksum
Foutcorrectie: een beetje redundatie in de representatie laat het toe om
communicatie-, schrijf-, of leesfouten te herstellen. Hamming distance.
Stored Program concept: programma’s kunnen als bitpatronen worden
gerepresenteerd en opgeslagen in het geheugen. Vanaf het geheugen kunnen de
,instructies van het programma worden uitgevoerd door de CPU. Relatief
eenvoudig aan te passen.
Machine-instructie: door bitpatroon gerepresenteerde instructie herkenbaar
voor CPU.
Machinetaal: de verzameling van alle door een machine herkenbare instructies.
Soorten instructies:
Data transfer: kopieer data van ene naar andere locatie.
Maak nieuwe bitpatronen met logische of rekenkundige bewerkingen
Control: stuur de uitvoering van het programma.
Machine-cyclus:
1. Fetch: retrieve the next instruction from memory and then increment the
program counter.
2. Decode: decode the bit pattern in the instruction register.
3. Execute: perform the action required by the instruction in the instruction
register.
Logische of rekenkundige bewerkingen
Logisch: AND, OR en XOR
Rekenkundig: optellen, aftrekken, vermenigvuldigen, etc.
Communicatie met andere apparaten: port (verbindingspunt), controller (bv:
USB controller).
Belangrijkste functies van een OS (Operating System):
Roostering (scheduling) van taken/programma’s.
Coördinatie van uitvoering van taken.
Toebedeling van resources (geheugen, CPU, printertoegang, etc.) aan
verschillende taken.
Ophalen en opslaan van bestanden
Monitoring van acitviteiten van de computer en waarschuwen bij bepaalde
gebeurtenissen.
User interface.
Evolutie OS:
Aanvankelijk geen OS, computer draait 1 programma tegelijk en moet steeds
handmatig worden hergeprogrammeerd. Eerste toepassing OS: batch-processing
van programma’s.
Multiprogramming, interactive processing, timesharing, multiprocessor CPU,
networks.
Classificatie software:
, OS-componenten:
Shell: communicatie met gebruiker, GUI of tekst gebaseerd (command-
line).
Kernel: basisfuncties. File manager, device drivers, memory manager,
scheduler and dispatcher.
File manager: houdt bij waar bestanden zich bevinden in mass storage en
hoeveel ruimte er nog over is voor nieuwe bestanden. Bestanden zijn meestal
georganiseerd voor en door gebruiker. Directory (Folder, Map) en Directory Path.
Programma’s krijgen toegang tot bestanden via file manager.
Memory manager: wijst geheugen (main memory) toe aan verschillende taken
(multiprogramming of multitasking). Kan virtueel geheugen creëren.
Scheduler and dispatcher: bepaalt welke taken worden uitgevoerd en hoeveel
tijd hieraan wordt toebedeeld.
Device drivers: communicatie met de perifere apparaten, zoals printer, scanner
etc.
Bootstrap: programma in ROM, start als computer wordt aangezet. Zet OS van
mass storage naar geheugen en laat OS dan beginnen.
Deadlock: mogelijk als processen strijden om not-sharable resources, als
resources aanvankelijk slechts gedeeltelijk worden gevraagd en als toebedeelde
resources niet kunnen worden teruggenomen.
Encryption (versleuteling): https versus http. Public-key encryption.
Certificaat.
Algoritme: an algorithm is an ordered set of unambiguous, executable steps
that defines a terminating process.
Geordend
Eenduidig (niet ambigu)
Uitvoerbaar
Samen een eindig proces
Algoritmes die niet strikt aan voorwaarden voldoen: parallelle algoritmes, non
deterministische algoritmes.
Hoe bedenk je een algoritme?
1. Understand the problem.
2. Devise a plan for solving the problem (get an idea of ho wan algorithmic
procedure might solve the problem).
3. Carry out the plan (formulate the algorithm and represent it as a
program).
4. Evaluate the solution (program) for accuracy and its potential as a tool for
solving other problems.
Strategieën voor oplossen: kijk of iemand het wiel al voor je uitgevonden
heeft. Bekijk het probleem achterwaarts. Begin met een eenvoudiger verwant
probleem. Begin grof en verfijn daarna. Doe iets!
Iteratieve structuren:
Pretest loop: while (condition) do (loop body)
Posttest loop: repeat (loop body) until (condition)
Recursie: de uitvoering van een recursieve procedure kan bij de uitvoering
leiden tot een andere uitvoering van dezelfde procedure.
Programmeertalen steeds verder van de machine af, richting programmeur.
-Eerste generatie: machinetaal
-Tweede generatie: assembly language
-Derde generatie: gebruiken high-level primitieve termen/concepten. Machine-
onafhankelijk. FORTRAN, COBOL, ALGOL. Elke primitieve term correspondeert met
een reeks machine-taal instructies. Compiler zet programma om in machinetaal.
