Een computer is een machine die gegevens verwerkt tot informatie.

Hoe ingewikkeld deze machine ook is, het basisschema is eenvoudig: Altijd moeten er gegevens zijn ingevoerd (input). Deze worden verwerkt. Hierbij kan gebruik gemaakt worden van ggevens die al eerder in de computer zijn opgeslagen in het geheugen, en vervolgens kunnen deze weer worden opgeslagen. invoer en uitvoer
Voor de invoer zijn er verschillende machines en onderdelen zoals:

Ook voor de uitvoer zijn er weer verschillende onderdelen of zelfstandige apparaten zoals:

Er zijn veel machines die met invoer, verwerking en uitvoer werken zoals bijvoorbeeld een (eventueel elektrische) typemachine. De invoer wordt verzorgd door de aanslagen op het toetsenbord en het ingevoerde vel papier, de uitvoer is het getypte vel.

analoog - digitaal

De computer heeft echter een eigen manier van verwerking. Alles gebeurt elektronisch en er lopen veel signalen. Electrische signalen zijn in twee sooorten te verdelen: analoge signalen digitale signalen. Deze soorten zijn eenvoudig te onderscheiden maar het is lastig het verschil te formuleren: Als je in onderstaande tekeningen kijkt zie je langs de verticale as de hoogte van het signaal. Bij een analoog signaal is tussen elk van de signaalhoogten een onbeperkt aantal tussen waarden mogelijk. Bij een digitaal signaal is er tussen twee signaalhoogten maar een beperkt aantal signaalhoogten mogelijk. Als voorbeeld kun je kijken naar een analoog signaal. Als je de waarden 4,0 en 5,0 kiest, dan is ook 4,5 mogelijk, maar ook 4,21 of 4,206 of 4,2058 en ga zo maar door. Bij een digitaal signaal is het op een gegeven moment niet meer mogelijk een tussenwaarde aan te wijzen. Stel je voor dat het op honderdste van de signaaleenheid aanwijst. Dan is 4,0 en 5,0 te onderscheiden. Ook nog wel 4,5 en 4,6. Maar tussen 4,55 en 4,56 zit géén tussenwaarde. Was het een analoog signaal dan kon dat nog wel. Analoog bestaat dan nog 4,552 en 4,5523 enzovoorts.

voorbeelden
Voorbeelden van analooge signalen zijn: het signaal van een zandloper, de kwikthermometer, de zonnewijzer, en een draaispoelmeter. Voorbeelden van digitale signalen zijn dan de digitale koortsthermometer, de klok en thermometer boven de reclamezuil van de RAI, het telraam. digitaliseren Vaak moet een analoog signaal eerst digitaal gemaakt worden: digitaliseren heet dat. Dit kan met verschillende graden van nauwkeurigheid. Dat zie je in de 3 grafiekjes op de vorige pagina. Hieruit blijkt ook dat er altijd iets aan informatie bij digitaliseren verloren gaat. Digitaliseren geeft enig verlies. Soms kan dat veel zijn. Digitale signalen zijn dus niet altijd nauwkeuriger dan analoge signalen. Een digitale tijdsaanduiding op reclamezuilen is vaak in hele minuten. Dit is nauwkeuriger dan een zonnewijzer in de tuin, maar minder nauwkeurig dan een analoog horloge met een secondewijzer op de wijzerplaat. De 3 figuren hier rechts laten overigens zien dat een digitaal signaal lang niet altijd nauwkeuriger hoef te zijn dan een analloog signaal. Het is een Ð soms zelfs ruwe - benadering van een analoog signaal!

digitaal - binair

De computer wordt ook in deze les de digitale machine genoemd. Deze omschrijving kan echter nauwkeuriger: de computer is wel digitaal maar in het bijzonder werkt hij binair. Binaire signalen en getallen zijn een speciale soort van het digitale. Wij hier zijn decimale signalen gewend. De getal waarden worden gevormd met cijfers tussen 0 en 9. Octale getallen hebben cijfers tussen 0 en 7, terwijl het hexadecimale talstelsel met 16 verschillende cijfersymbolen moet omgaan. Voorbeelden van digitale signalen zijn dus: Decimale signalen Binaire signalen Octale signalen (achttallige cijfersystemen) Hexadecimale signalen (zestientallige cijfersystemen). voordeel digitaal Het voordeel van digitale signalen boven analoge signaalverwerking is: een digitaal signaal kan zonder kwaliteitsverlies worden doorgegeven, bewerkt en bewaard. Bij analoge signalen ontstaat altijd enig ruis. Eventuele ruis bij digitale signalen kan weer worden afgerond naar de digitale waarden. voordeel binair Maar computers hebben een binaire verwerking van gegevens en dat leidt dan tot nog een voordeel: Het signaal heeft maar 2 toestanden en deze kunnen op heel veel manieren worden voorgesteld:

Omdat de computer dus binair werkt een de invoer en uitvoer dat vaak niet is, zal het basisschema van de computer moeten worden uitgebreid: Voordat de invoer kan worden bewerkt moet deze eerst binair gemaakt worden: dit het digitaliseren of met een ruimere bewoording: coderen. De gegevens worden dus omgezet naar een code, die zo'n machine kan begrijpen. Na de bewerking hebben wij niets aan zomaar een reeks van enen en nullen. Deze reeks moet weer worden omgezet naar een code die voor de mens begrijpelijk is. Dit noemt men decoderen.

bits en bytes
De binaire cijfers warmee de computer werkt worden dan ook bits genoemd. Een bit is een samentrekking van het woord binary digit, wat binair cijfer betekent. Het is een 1 of een 0. Bij verwerking en opslag worden bits altijd per 8 of een veelvoud van 8 verwerkt. Zo'n groepje van 8 bits heet dan byte: een samentrekking van by eight. Dit betekent dan per acht, en dat klopt.

De digitale geluidsopmars:

de Compact Disc
voor de geïnteresseerde techneut

In de tachtiger jaren werd de muziek hoofdzakelijk via langspeelplaten uitgebracht. Het opgenomen analoge signaal werd als analoog spoor geperst in de LP en op de pick-up thuis afgetast. Dit ging altijd gepaard met ruis. De kwaliteit van de plaat ging achteruit doordat de naald van de pick-up door de groef van de LP ging en deze afsleet. De CD wordt afgetast door een laserstraal, die al dan niet minuscule putjes van de CD registreert. Zo'n putje meet 0,5 micron breed, 0,1 micron diep en 1 tot 3 micron lang; waarbij 1 micron eenduizendste millimeter is. In 1983 kwam de CD op de markt. Met een doorsnede van 12 cm en een speelduur van 72 minuten, ervoer men dat als een zeer compacte vorm van muziekregistratie. Bij het digitaliseren van het geluid is het signaal 16-bits diep en de samplefrequentie is 14,4 kHz. Dit laatste betekent dat elke seconde er 14,4 keer 1 000 dus 14 400 keer per seconde de hoogte van het analoge signaal wordt bekeken. Die hoogte kan met 216 verschillende getallen weergeven: dit zijn 65536 verschillende waarden. De draaisnelheid van de schijf nemt gedurende de sessie af: van 500 omwentelingen per minuut naar 200 omwentelingen per minuut. Op hetzelfde medium kan met een andere codering dezelfde techniek ook andere informatie worden opgeslagen. De CD heeft als broertjes de CD-I, de foto CD, video-CD, DVD en de CD-ROM gekregen. De technische gegevens zijn vergelijkbaar maar de gegevens zijn niet alleen naar geluid te coderen, maar ook naar beelden, animaties, en programma's. Voorlopig is de maximale hoeveelheid bits gelijk aan 650 MB. MB staat voor megabyte, wat overeenkomt met ongeveer een miljoen bytes. De digitale revolutie zet zich nu voort met een compressiemogelijkheid: MP3.

invoer apparatuur: een special tekstinvoer OCR

Met een scanner kun je afbeeldingen scannen. Maar je kunt ook een tekst scannen. In eerste instantie heb je dan een plaatje in plaats van tekst. Je kunt de tekst dus niet qua inhoud en opmaak aanpassen. Met een speciaal programmma kun je dan proberen de figuur in tekst om te zetten. Dit wordt een tekstherkenningsprogramma of OCR-programma genoemd. OCR staat voor Optical Character Recognition. Vertaald betekend dit: optische karakterherkenning. Het programma probeert de vormen van de letters te herkennen in dit dan om te zetten naar tekst. Deze kun je dan in je tekstverwerker verder verwerken.

uitvoer apparatuur: een special printers

Aan de hand van de techniek, die printers gebruiken kun je ze onderverdelen in drie soorten:

naaldprinter (matrixprinter)
De naaldprinter is een verouderd type. Deze wordt niet meer aangeboden. Het principe beruste op een reeks van kleine naaldjes, die een lint met inkt tegen het papier sloegen. Met deze printers kunnen alleen teksten en lijnen worden weergegeven in een slechte zwart-wit kwaliteit.

inkjet
De inkjetprinter biedt tegenwoordig een goede kwaliteit. Het principe berust op een spuitkop, die hele kleine druppeltjes inkt op het papier spuit. De inkt zit in - dure - cartridges die vervangen kunnen worden. De inkt wordt in de kleuren zwart, geel, cyaan en magenta aangeleverd. Inkjetprinter zie vooral bij thuisgebruikers en bij het maken van een proef. Er zijn ook inkjetprinters speciaal ontworpen voor fotoafdrukken. Behalve de inkt is dan ook duur speciaal papier noodzakelijk.

laserprinter
De laserprinter werkt met toner, die via een trommel op het pepier wordt overgebracht en gefixeerd. Laserprinters werken vooral in kantoor omgevingen. Ze zijn meestal vrij snel en uitgevoerd in zwart-wit. De kosten per afdruk zijn dan bij veel afdrukken beduidend lager dan inkjetprinters. De kleurmodellen zijn erg duur en niet zo goed van kwaliteit. Wel snel en goedkoop.

 

afbeeldingen