Primaire labels

Zo werkt een computer


Wanneer je een computer wilt programmeren, is het natuurlijk praktisch dat je in grote lijnen weet hoe een computer werkt. Dat leggen we in klare taal uit.

Rekenaar

Het van oorsprong Engelse woord ‘computer’ was de naam voor iemand die — al dan niet met mechanische hulpmiddelen — gecompliceerde berekeningen uitvoerde. Datzelfde geldt voor het Duitse woord ‘Rechner’.

Menselijke computers
Menselijke computers in NACA High Speed Flight Station (1949)
Bron: NASA Images

Computers werden uiteindelijk weg-geautomatiseerd door de computers zoals we die tegenwoordig kennen. Ze doen in basis namelijk hetzelfde als de menselijke variant: rekenen, snel! En zonder pauzes, 13e maand, doorbetaling bij ziekte, vakantiegeld en AOW-premie. Computers kunnen worden gebruikt voor het verwerken, bewerken, ophalen, opslaan, genereren, analyseren en presenteren van grote hoeveelheden informatie, ook wel data genoemd.

Een willekeurige computer bestaat uit een aantal onderdelen waarvan je de afkortingen niet per sé hoeft te onthouden:

  • De processor of CPU (CVE in het Nederlands);
  • het geheugen of RAM;
  • invoerapparaten zoals toetsenbord, muis of microfoon;
  • uitvoerapparaten zoals beeldscherm, printer of luidsprekers;
  • opslagapparaten zoals harde schijf, diskette of USB-stick.

De processor en het geheugen vormen verreweg de meest essentiële onderdelen van een computer. Ze worden vaak vergeleken met een brein omdat het enige gelijkenis kent met onze hersenen. Op die twee onderdelen gaan we ons richten.

Processor (CPU)

Elke computer heeft een processor. Een processor verwerkt gegevens met een snelheid die een gemiddeld mens het nakijken geeft. Processoren voeren voorgedefinieerde opdrachten en berekeningen uit. Zo rekent een processor bijvoorbeeld met gemak uit hoeveel liter water in jouw schuur past. Je kunt dat echter niet lukraak vragen. Een computer moet — net als jij — weten wat de afmetingen van de schuur zijn om de berekening correct uit te voeren. Dat zou er zo uit kunnen zien:

- Haal de lengte
- Haal de breedte
- Haal de hoogte
- Vermeningvuldig lengte × breedte × hoogte
- Bewaar resultaat

Zo een lijst met instructies wordt een programma genoemd.

Om het resultaat van die berekening te ‘onthouden’, heeft de processor echter wel ‘herinneringsvermogen’ nodig: het geheugen.

Vluchtig geheugen (RAM)

Het geheugen van de computer kun je vergelijken met een zeer lange straat met huizen. Elk huis heeft een uniek huisnummer — een adres — en op elk adres kan desgewenst een gegeven bewaard worden in de vorm van een getal. Laten we zeggen dat in ons ‘schuurvoorbeeld’ de waarden voor lengte, breedte en hoogte worden bewaard op de adressen 4, 5 en 6 en dat ze op nummer 12 graag willen weten wat de inhoud van onze schuur is. De processor leest de waarden die zijn opgeslagen op het vierde, vijfde en zesde huisadres, vermenigvuldigt ze en schrijft het resultaat van die vermenigvuldiging naar het twaalfde adres. Zo noemen we dat: het lezen en schrijven van geheugen.

Gestileerd voorbeeld lezen en schrijven geheugenadressen
Een processor voert het beschreven programma uit

De ‘geheugenstraat’ in het voorbeeld is relatief klein; dertien adressen. (Adres 0 telt ook mee.) Stel je eens voor: een ouderwetse computer had vaak een geheugen van enkele tienduizenden adressen en moderne computers hebben er al gauw een miljard!

Oja, vluchtig geheugen? Jazeker. Als de computer wordt uitgezet, gaat de inhoud van alle geheugenadressen verloren.

Resumerend

Een computer bestaat minimaal uit een processor en geheugen. De processor voert een lijst met instructies uit — een programma. Hij kan waarden lezen uit geheugenadressen, allerhande berekeningen uitvoeren en schrijft desgewenst waarden terug naar het geheugen. Zorg dat je dit principe begrijpt. Mocht je onverhoopt toch enige moeite hebben met het concept lees het artikel dan nog een keer aandachtig door en vraag gerust hulp.

Lees verder: Binair, bits en bytes

%d bloggers liken dit: