Wikijunior:Informatica

Informatica

Informatica is een woord dat gebruikt wordt als het over computertechniek gaat, dus daar gaat dit boek over. Computer techniek.

Veel is er te lezen over wanneer de mens precies begon met rekenen als je zoekt naar informatie over informatica. Dat is zo omdat rekenen is wat een computer doet.

Talstelsels

Een computer rekent met verschillende talstelsels en een talstelsel is een afspraak hoe cijfers en soms cijfers gecombineerd met letters gebruikt worden om berekeningen te maken.

Talstelsels die in de computer gebruikt worden zijn:

Het binaire talstelsel (de cijfers 0 en 1)
0 1

Het octale talstelsel (de cijfers 0 tot en met 7)
0 1 2 3 4 5 6 7

Het decimale talstelsel (de cijfers 0 tot en met 9)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Het hexadecimale talstelsel (de cijfers 0 tot en met 9 en de letters A tot en met F)
0 1 2 3 4 5 6 7 A B C D E F

De nul en de één van het binaire talstelsel noemen wij bits. Een byte is een rijtje van acht nullen en enen.

De binaire, octale en hexadecimale getallen worden in de computer gebruikt om snel grote getallen te verplaatsen tussen verschillende computeronderdelen. Deze grote verzamelingen getallen die tussen de onderdelen verplaatst worden noemen wij data.

Data en informatie

Stel dat je de bovenstaande getallen van de talstelsels ziet zonder de beschrijvende tekst, dan kun je die verzameling getallen data noemen. Het zegt op zichzelf weinig, pas met de beschrijvende tekst erbij weet je dat het een beschrijving van talstelsels is.

Dat maakt het informatie.

Wat je ziet en hoort via een computer noemen wij digitaal, want dat is omgezet naar getallen. Geluid, plaatjes, foto's en video's in de computer zijn allemaal verzamelingen getallen.

Computers zijn er in allerlei soorten en maten van heel klein zoals mobiele telefoons en tablets tot heel groot met bijvoorbeeld honderden of zelfs duizenden computers in kasten die dag en nacht aanstaan om data en informatie te sturen naar andere computers.

Dit zijn de belangrijkste onderdelen voor een werkende computer:

Een mainboard waar alle onderdelen op aangesloten worden.
Electrische voeding en kabel
Een processor
RAM geheugen/werk geheugen (dit zijn hele snelle geheugen chips waar snel data in en uit gestuurd kan worden en als de computer uitstaat is de data weg)
Een harde schijf waarop gegevens voor langere tijd bewaard kunnen worden. (dit zijn de schijven met magnetische metalen schijfjes of met lichtgevoelige cellen, de flashdisks, als de computer uit staat dan blijft de data hierop bewaard)
Een invoer apparaat zoals een toetsenbord
Een beeldscherm
Een netwerkkaart
USB ports/cd-rom speler

Het BIOS programma

Zodra je een computer aanzet, dan is er een eerste programma dat de computeronderdelen test en dat programma heet BIOS. Dat programmaatje zorgt ervoor dat de computer gaat piepen als er iets stuk is en je kunt in het BIOS zelf instellingen veranderen. Het BIOS zorgt voor die witte letters die je wel eens ziet als een computer opstart.

Het BIOS-programmaatje zelf zit in een chip op het mainboard en om de instellingen te bewaren die gaan over waar op het mainboard de apparaten precies aangesloten zijn, zit er vaak een batterijtje in de computer.

De apparaatjes en chips in de computer hebben meestal een eigen nummer waaraan het BIOS programma herkent wat ermee gedaan moet worden. Dat gebeurt zodra de computer aangaat en er electriciteit door de apparaatjes en computerchips gaat, dan verschijnen er allerlei nummers die het BIOS ontvangt.

De mensen die de apparaatjes en chips maken hebben met elkaar afgesproken wie welke nummers mag gebruiken er bestaan daarom lijsten waarin je kunt opzoeken welk nummer bij welk apparaatje of chip hoort. Meestal zijn dat hexadecimale getallen.

In het BIOS staat een regeltje tekst, een verwijzing naar een eerste programmaatje op de harde schijf waar het BIOS-programma naar zoekt om het in het RAM geheugen te laden en zo het besturingssysteem op te starten.

Het besturingssysteem

Om leuke dingen te kunnen doen met computers is er een systeem nodig waarmee wij de computer opdrachten kunnen geven. Zo'n systeem noemen wij een besturingssysteem. Dat is een verzameling programma's speciaal gemaakt om zoveel mogelijk computers te laten doen wat wij willen. Er zijn veel besturingssystemen en deze zijn op computers te installeren vanaf een cd-romschijf of USB flashdrive nadat je het gedownload hebt van het internet.

Als je nieuwsgierig bent naar hoe de besturingssystemen aan de binnenkant werken dan kun je zoeken naar open-source besturingssystemen. Opensource betekent dat je kunt kijken naar de programmeercode van de besturingssystemen en hun programma's.

In dit boek gaat het over gratis besturingssystemen want het is handiger als je kunt leren over een goed systeem zonder je spaarvarken open te maken.

De kernel

Opensource besturingssystemen gebruiken een verzameling programmeercode die in een bestand samengesteld is, en dat bestand wordt tijdens het opstarten in het RAM geheugen geladen en dat programma blijft dan actief zolang de computer aanstaat. De "kernel" zo heet dat programma en het probeert de computer met zoveel mogelijk apparaatjes, chips en computerprogramma's goed te laten werken. De regels daarvoor staan in de programmeercode van de kernel.

Het BIOS kijkt naar de plaatsen waar makers van besturingssystemen meestal de allereerste programmaatjes voor het laden van de kernel neerzetten en laadt de programmaatjes die het vindt in het RAM geheugen.

Het eerste programmaatje start een plaats in het RAM geheugen alsof het al een werkend systeem is met een vaste harde schijf. Tijdens het opstarten van dat eerste programma worden handige tooltjes uitgepakt. Tooltjes, dat is een naam voor gereedschap in de computer, en die tooltjes zijn nodig om programmaatjes in het RAM geheugen te laden zodra de kernel apparaatjes en chips herkent. De kernel gaat lijsten met namen en nummers van bekende computerapparaatjes langs en controleert dan of het nummer dat het uit de BIOS chip leest of van het apparaat zelf leest, bekend is en of de kernel daar programmeercode voor heeft. Deze programmeercode kan in de kernel zelf zitten of er is programmeercode buiten de kernel en dat noemen wij modules.

Apparaten die gestart worden zijn het toetsenbord, de muis, de videokaart voor het beeldscherm, de netwerkkaart om verbinding te maken met het netwerk, de geluidskaart.

In het RAM geheugen dat gestart is voor de kernel door de eerste programmaatjes tijdens het opstarten, wordt voor elk apparaat een stuk RAM geheugen bewaard waar de programmeercode voor het apparaat in zit. Dat plaatsje heeft een nummer en voor dat apparaat wordt een verwijzing gemaakt op een manier die voor ons goed te begrijpen is; het lijkt op gewoon een regel tekst op een harde schijf maar het bevindt zich in het RAM geheugen.