1 Informatieverwerkende systemen

Transcriptie

1 Hoofdstuk 1 Informatieverwerkende systemen Informatieverwerkende systemen 1 WAT IS INFORMATICA? In de onderbouw heb je kennis gemaakt met het gebruik van ICT (Informatie- en CommunicatieTechnologie). In de lessen informatiekunde, zoals het vak op sommige scholen genoemd wordt, heb je gewerkt met de belangrijkste toepassingsprogramma s, zoals een tekstverwerker, een spreadsheet, een database management systeem, een presentatieprogramma. Ook ken je nu de functie van onderdelen van een computersysteem, bijvoorbeeld een scanner, een modem, de harde schijf en het geheugen. Je hebt gewerkt met een besturingssysteem: Windows, MacOS, Linux of een ander systeem. Bij het zoeken naar informatie heb je waarschijnlijk gebruik gemaakt van het internet: Google, Wikipedia en andere toepassingen. Kortom, je hebt geleerd de computer zinvol te gebruiken. Je gaat je nu bezig houden met het vak informatica. Het is lastig om daar een goede definitie van te geven, maar het komt erop neer dat informatica de leer is van informatieverwerkende systemen. Dergelijke systemen verwerken gegevens die van buiten het systeem komen: de invoer. Het resultaat van de verwerking wordt gepresenteerd aan de gebruiker of een ander systeem: de uitvoer. Vrijwel alle systemen kunnen de informatie kortere of langere tijd bewaren in een geheugen. opdracht 1 Om dit te illustreren kun je kijken naar het volgende voorbeeld. Peter Dijkstra is docent. Hij neemt regelmatig televisieprogramma s op, die hij gebruikt bij zijn lessen. Om daar een overzicht van te hebben, houdt hij een administratie bij waarin hij van elk programma de gegevens opschrijft: de titel, de tijdsduur, het onderwerp. Iedere keer als hij een programma aan een klas laat zien, noteert Peter dat ook. Je kunt daarom zeggen dat Peter informatie verzamelt over de opgenomen televisieprogramma's. Die gegevens legt hij vast en kan hij bewerken en gebruiken. Deze handelingen, zoals het verzamelen, bewerken en bewaren van informatie noem je informatieverwerking. administratiesysteem televisieprogramma s INVOER titel, onderwerp, tijdsduur programma, gebruik programma verzamelen, bewerken, bewaren, zoeken UITVOER overzicht opgenomen programma s, aantal keren gebruikt opdracht 2

2 1.2 ENIGMA Informatieboek Peter noteert de gegevens in een multomap, maar hij zou daarvoor ook (of beter) een computersysteem kunnen gebruiken. De definitie en het voorbeeld zijn vrij algemeen: de informatie kan met of zonder computers verwerkt worden. Dit is een ruime opvatting van het begrip informatica. Als je bij het vak informatica spreekt over informatieverwerkende systemen beperk je je vrijwel altijd tot informatieverwerking met behulp van computersystemen. opdracht INFORMATIE EN COMMUNICATIE In de vorige paragraaf is gesproken over informatieverwerkende systemen. Een informatieverwerkend systeem wisselt informatie uit met de omgeving. In ons voorbeeld gaat Peter een televisieprogramma opnemen. Hij moet daarvoor de harddiskrecorder instellen: de datum, het televisiekanaal, de begin- en eindtijd. Je kunt zowel Peter als de harddiskrecorder beschouwen als een informatieverwerkend systeem. Het uitwisselen van informatie tussen informatiesystemen noem je communicatie. Berichten worden van het ene systeem, de zender, naar het andere systeem, de ontvanger, verstuurd. In ons voorbeeld is Peter de zender. Hij verstuurt berichten naar de harddiskrecorder: hij stelt de harddiskrecorder in zodat het apparaat op het juiste moment het gewenste programma opneemt. Peter Harddiskrecorder datum, televisiekanaal, aanvangstijd, eindtijd ZENDER ONTVANGER Beide informatiesystemen kunnen afwisselend als zender of ontvanger optreden. De harddiskrecorder heeft een display waarop Peter kan aflezen welk televisiekanaal ingesteld is, of de videorecorder opneemt enzovoort. Copyright ENIGMA-online

3 Hoofdstuk 1 Informatieverwerkende systemen 1.3 Het begrip informatie is al een aantal keren genoemd. Iedereen heeft wel een beeld van wat daarmee wordt bedoeld, maar er een definitie van geven is niet eenvoudig. Zeker niet omdat in het dagelijks spraakgebruik 'gegevens' en informatie vaak door elkaar gebruikt worden. Je kunt informatie omschrijven als datgene wat je waarneemt en waarmee je je kennis vergroot. In zijn simpelste vorm is informatie van het type: Hé, daar loopt de kat van de buren. Maar ook de architectuur van een Core 2 Duo processor kan informatie zijn. Of dat informatie is, hangt af van de vraag voor wie het bestemd is. Daarom maak je een onderscheid tussen gegevens en informatie. Gegevens zijn berichten die voor de ontvanger geen betekenis hoeven te hebben. Informatie heeft voor de ontvanger wel betekenis. Dit houdt in dat een bericht voor de ene ontvanger wel een betekenis kan hebben en daarom voor hem informatie is. Hetzelfde bericht hoeft voor een andere ontvanger geen betekenis te hebben en is daarom voor hem slechts een gegeven. In de praktijk kun je je beter niet afvragen of een bericht een gegeven of informatie is, maar of een bericht door de ontvanger als gegeven of informatie wordt gebruikt. Informatie kan worden overgebracht in de vorm van berichten. Die zijn samengesteld uit symbolen: kleur, klank, beweging, geur, smaak, prikkels, pictogrammen, lettertekens. Luchthaven Barcelona Zo gaat bij een spoorwegovergang het rode licht knipperen als waarschuwingssignaal dat er een trein nadert. Tevens gaat er een bel rinkelen. Voor de weggebruikers zijn deze berichten duidelijk. Aardgas is van nature reukloos. Er is een geur aan toegevoegd om te waarschuwen bij een gaslek. Op luchthavens vind je pictogrammen. Deze duiden het toilet, kluisjes, de ticketbalie, de incheckbalie enzovoort aan. De Egyptenaren legden al 3000 jaar voor Christus boodschappen vast in de vorm van hiërogliefen. Een nadeel van dit systeem was dat een schrijver voor ieder woord een tekening of meer moest maken en dat een lezer al die tekeningen moest kennen. Dat betekende dat lang niet iedereen kon lezen en schrijven. Ons alfabet kent 26 tekens, waarmee je al je woorden kunt vormen. opdracht 8-13

4 1.4 ENIGMA Informatieboek 3 BITS EN BYTES Je hebt in de vorige paragraaf kunnen lezen dat informatie overgebracht kan worden in de vorm van berichten die samengesteld zijn uit symbolen. Zo kent ons alfabet 26 symbolen (tekens). Computers kennen maar twee basistekens, die traditioneel 0 en 1 worden genoemd. Deze nullen en enen worden elektronisch op verschillende manieren gemaakt, bijvoorbeeld door een hoge of lage spanning, magnetisatie linksom of rechtsom, reflectie van licht of verspreiding van licht. Hiermee wordt de informatie in een computer vastgelegd. Deze eenheid wordt een bit genoemd, een samentrekking van de woorden 'binary digit'. Een bit kan als waarde nul of één hebben, maar je moet je wel realiseren dat die nullen en enen alleen maar symbolen zijn. Van belang is slechts dat ze verschillend zijn. Je zou bijvoorbeeld ook een zwarte en een witte punt kunnen nemen. Alleen als een rij bits een getal voorstelt, worden de symbolen 0 en 1 ook opgevat als de cijfers 0 en 1. In de meeste computers vormt een groep van 8 bits een standaardeenheid, die byte wordt genoemd. Een byte kan 256 (= 2 8 ) verschillende waarden aannemen. Bits en bytes hebben geen vaste betekenis. Een byte kan een getal, een letterteken, kleur of geluid voorstellen. 3.1 GETALLEN Op de basisschool heb je geleerd te rekenen in het tientallig of decimaal stelsel. Dit stelsel is gebaseerd op 10 cijfers, 0 tot en met 9. De computer kent maar twee tekens (cijfers), de 0 en de 1. Daarom rekent de computer in een tweetallig of binair stelsel. In het schema hiernaast zie je hoe dat werkt. Het decimale getal 2 wordt in binaire notatie weergegeven als 10. Dat betekent 0 eenheden + 1 tweetal. In het binair stelsel kan gewoon gerekend worden, net zoals je dat in het decimaal stelsel hebt geleerd. opdracht tientallig tweetallig TEKST Tekst kan bestaan uit een serie lettertekens (a-z A-Z), cijfers (0-9), leestekens (,.?! : ;) en speciale tekens (& é ). Elk van deze tekens moet een unieke code krijgen, die te verwerken is door het computersysteem. Daarom wordt voor elk teken een binaire code afgesproken. Wanneer je ieder teken in het geheugen van de computer kunt vastleggen en weergeven, dan is het ook mogelijk om woorden, zinnen en teksten te coderen. Een standaardcode voor de meest voorkomende tekens is de ASCII-tabel (American Standard Code for Information Interchange). In deze tabel wordt elk letterteken door 7 bits weergegeven. Dit betekent dat er 128 tekens gecodeerd kunnen worden. Op een toetsenbord staan ongeveer honderd verschillende tekens. Het Engelse alfabet kent geen letters met diacritische tekens (met een ` of een of een ^ enz.) Daarom volstonden hier 128 tekens. Om aan de Europese behoefte aan letters met diacritische tekens tegemoet te komen werd de ASCII-tabel op verschillende manieren met 1 bit naar 1 byte uitgebreid, zodat er 256 tekens gecodeerd konden worden. Met elk van deze uitgebreide ASCII-tabellen konden de meest gebruikte tekens van alle Europese talen worden weergegeven. Copyright ENIGMA-online

5 Hoofdstuk 1 Informatieverwerkende systemen 1.5 In onze moderne communicatiemaatschappij waarin internet een belangrijke rol speelt, heb je een nieuwe standaard nodig om ook de tekens van niet-europese talen weer te geven. Daarvoor is een nieuwe standaard in ontwikkeling: Unicode. De eerste versie van Unicode is een 16-bits code (2 bytes), waarmee verschillende tekens kunnen worden gecodeerd. Nu is er een 32-bits (4 bytes) codering waarbij het aantal tekens, dat volgens de standaard gebruikt mag worden, beperkt is tot ( ). Daarmee kunnen veel tekens van het Japans en Chinees weergegeven worden. Ook het Hebreeuws, Cyrillisch en Arabisch alfabet wordt hiermee vastgelegd. opdracht AFBEELDINGEN Behalve met getallen en tekst wordt er veel met afbeeldingen gewerkt. Ook afbeeldingen moeten binair gecodeerd worden om voor een computersysteem hanteerbaar te zijn. Een afbeelding wordt opgebouwd uit kleine beeldelementen die pixels ('picture elements') worden genoemd. De kwaliteit (resolutie) wordt bepaald door het aantal pixels dat gebruikt wordt voor de afbeelding: dpi dots per inch (=2,54 cm). Een monitor heeft bijvoorbeeld een resolutie van 72 tot 200 dpi, een laserprinter begint bij 300 dpi, en een scanner heeft een resolutie van 2400 dpi of meer. Voor een beeldscherm wordt de resolutie meestal niet in dpi opgegeven, maar geeft men het totaal aantal pixels op het scherm, bijvoorbeeld 800x600 of 1024x768. Ook bij de digitale camera wordt de resolutie niet gemeten in dpi, maar in megapixels (1 megapixel is 1 miljoen pixels). Die geven het totaal aantal pixels dat de digitale optische sensor van de camera aan kan. Afhankelijk van het aantal kleuren dat gebruikt wordt, zijn er een of meer bytes nodig om een pixel te coderen. Wanneer het bijvoorbeeld een zwartwitafbeelding betreft, dan kan een pixel met één bit worden gecodeerd (bijv. 1 = zwart, 0 = wit). Wanneer het een kleurenafbeelding betreft, zijn daar één of meer bytes voor nodig. Een veel gebruikte kleurcodering is RGB, waarbij de kleur wordt uitgedrukt als een combinatie van drie basiskleuren: Rood, Groen en Blauw. De intensiteit van elk van de basiskleuren wordt in een byte opgeslagen. Door middel van drie bytes zijn 2 24 (2 8 x 2 8 x 2 8 ) = verschillende kleurtinten te maken. Men spreekt in dit geval van een afbeelding met een kleurendiepte van 24 bits. Een afbeelding kan opgebouwd worden als een vlak van pixels. Dit wordt een bitmap of rasterafbeelding genoemd. Bij afbeeldingen die op deze manier zijn vastgelegd, wordt van elk pixel de kleur vastgelegd. Deze manier van vastleggen vraagt veel geheugenruimte. Bovendien zijn gebogen lijnen rafelig, omdat ze uit een serie puntjes zijn opgebouwd. Daarom wordt er ook een andere codering gebruikt die een afbeelding wiskundig beschrijft: de vectorcodering. Een cirkel of een rechthoek is regelmatig van vorm en daarom kort wiskundig te beschrijven. Dat spaart geheugenruimte. Een voordeel van een vectorafbeelding is dat zij vergroot kan worden, zonder dat de pixels zichtbaar zullen worden.

6 1.6 ENIGMA Informatieboek De vectorcodering is vooral geschikt voor eenvoudige plaatjes en clipart en niet voor kleurenfoto's, omdat die bestaan uit een groot aantal onregelmatige vormen, waarvan de wiskundige beschrijving ingewikkeld is. opdracht 17, 18, 22, 23, GELUID Geluid, zoals stemmen en muziek, bestaat uit golven die zich verplaatsen door de ruimte. Je kunt geluid horen als je oren de geluidsgolven waarnemen. Om geluid vast te leggen op bijvoorbeeld een cd of in een computersysteem moet het geluid gedigitaliseerd worden. Dit proces wordt sampling genoemd: de hoogte van de geluidsgolf wordt een aantal keer per seconde gemeten. Hoe meer samples per seconde worden opgenomen, des te nauwkeuriger de oorspronkelijke geluidsgolf kan worden weergegeven. Om geluid in cd-kwaliteit weer te geven moeten er samples per seconde (44,1 khz) worden gemaakt. Hogere samplefrequenties worden gebruikt bij professionele toepassingen en nieuwe standaarden: 48kHz, 96kHz, 192kHz (DVD-Audio) en 2,8 MHz (Super Audio CD). Niet alleen het aantal samples dat per seconde gemeten wordt is bepalend voor het bepalen van de oorspronkelijke geluidsgolf, maar ook het aantal bits dat ter beschikking staat om de waarde op te slaan. Om aan de norm van CDkwaliteit te voldoend is het geluid meestal gesampled met 16 bits per sample. Dit wil zeggen dat elke sample 2 16 ( ) verschillende waarden kan aannemen. Om een nog betere geluidskwaliteit te krijgen wordt soms 20 bits per sample gebruikt. schaalverdeling in bits Aantal samples per seconde Om het gedigitaliseerde geluid af te spelen bevat een apparaat, zoals een cd-speler een DAC: een Digitaal Analoog Converter. Die zet de samples weer om naar analoge geluidsgolven, zodat wij het geluid in de vorm van golven uit de geluidsboxen kunnen horen. Het digitaal opnemen van muziek vraagt veel geheugen Om 20 seconden stereomuziek in cd-kwaliteit op te slaan heb je ongeveer 3 MB geheugen nodig. opdracht 19, 24 Copyright ENIGMA-online een seconde stereomuziek

7 Hoofdstuk 1 Informatieverwerkende systemen VIDEO Video is het synchroon opnemen en afspelen van bewegend beeld en geluid. Televisie is een toepassing van video waarbij het videosignaal via zenders of kabel verzonden wordt. Om video digitaal op te slaan is veel geheugenruimte nodig. Daarom wordt de data gecomprimeerd opgeslagen. Een veel gebruikt systeem voor de compressie van beelden geluidsbestanden is MPEG (Moving Picture Experts Group). De compressietechniek van MPEG gaat er vanuit dat in opeenvolgende beelden veel overeenkomst zit. Wanneer je tijdens Studio Sport naar Dione de Graaff kijkt, blijft de achtergrond gelijk. Alleen haar gezicht beweegt. Die gewijzigde informatie moet worden doorgegeven. MPEG concentreert zich op het verschil tussen opeenvolgende beelden. Het belangrijk voordeel is dat met weinig kwaliteitsverlies videobestanden vele malen kunnen worden verkleind. bron: NOS In de loop der jaren zijn er verschillende MPEG-standaards ontstaan. Het begon in de jaren negentig met MPEG-1 voor video cd s. Dit formaat wordt nu ook gebruikt voor het aanbieden van streaming video materiaal via internet. De kwaliteit komt overeen met VHS video (bitrate 1,5 Mb/s). Op een CD-rom kan een uur aan videomateriaal geplaatst worden. Het MP3 audio bestandstype is een onderdeel van het MPEG-1 formaat. De standaard MPEG-2 is ontworpen voor digitale televisie-uitzendingen. Het wordt ook gebruikt op DVD s. De beeldkwaliteit is hoger dan van MPEG-1 (bitrate 4-9 Mb/s). Een uur aan MPEG-2 video neemt ongeveer 3 GB in beslag. Ook kan het gebruikt worden voor HDTV. De bitrate is dan hoger: 80 Mb/sec. MPEG-4 is een nieuwe standaard voor gebruik via het internet, HDTV en digitale mobiele apparatuur, zoals mobiele telefoons en videowalkmans. Door een betere compressie worden MPEG-4 bestanden kleiner dan bij MPEG-1 en MPEG-2. Tevens biedt MPEG-4 mogelijkheden om video interactief te maken. Wanneer je een element in een film aanklikt, word je doorverwezen naar aanvullende informatie. Populaire formaten als DivX en Xvid zijn afgeleid van MPEG-4. opdracht 20, DATACOMPRESSIE Om video digitaal op te slaan wordt er gebruik gemaakt van datacompressie. Bij die vorm van compressie wordt informatie weggelaten om het bestand kleiner te maken. Uit het gecomprimeerde bestand is het oorspronkelijke bestand niet meer exact terug te krijgen. We noemen dit niet-exact omkeerbare compressie of lossy compression. Lossy compression wordt gebruikt om audio bestanden (bijvoorbeeld mp3), afbeeldingen (bijvoorbeeld jpeg) en video (bijvoorbeeld mpeg) te verkleinen. Wanneer je teksten gaat comprimeren dan mag er niets verloren gaan. Iedere letter moet weer teruggehaald kunnen worden: exact omkeerbare compressie of lossless compression. Voorbeelden van lossless compression zijn zip, rar en lzw.

8 1.8 ENIGMA Informatieboek Er zijn vele compressietechnieken in omloop. Bij lossless compression kan gewerkt worden met codes van variabele lengte: de meestvoorkomende tekens of kleuren krijgen de kortste code. Andere technieken proberen regelmaat te ontdekken in patronen: in plaats van een rij van 53 spaties staat er dan zoiets als '53 spaties'. Dat kan bij plaatjes met veel blauwe luchten of groene voetbalvelden veel ruimte schelen! Bij lossy compression worden, zoals je al hebt kunnen lezen, alleen de pixels die veranderen, aangegeven. Of men laat alles weg waar het menselijk oog of oor toch niet gevoelig voor is. opdracht 21 4 SYSTEMEN In de vorige paragrafen heb je een aantal keren het woord systeem zien staan in combinatie met een ander woord, bijvoorbeeld een informatieverwerkend systeem, een computersysteem, een waarschuwingssysteem. We hebben dit begrip gebruikt zonder het verder toe te lichten, omdat het woord systeem een algemeen gebruikte term is. Denk bijvoorbeeld aan het communistische systeem in de voormalige Sovjetunie, het periodiek systeem bij het vak scheikunde of het besturingssysteem Windows Dit zijn allemaal systemen, maar je kunt ze niet met elkaar vergelijken. Van een systeem kun je een aantal kenmerken opnoemen. Om te beginnen kent een systeem grenzen. Je moet vaststellen wat wel en niet tot het systeem behoort. Je kunt als voorbeeld het waarschuwingssysteem bij een spoorwegovergang nemen. Componenten van dit systeem zijn bijvoorbeeld het rode knipperlicht, de bel, de spoorbomen en de detectielus. De automobilist die wacht voor het rode knipperlicht behoort niet tot het systeem, maar tot de omgeving. De componenten van het systeem communiceren met elkaar en met de omgeving. De naderende trein wordt waargenomen door de detectielus. Die stuurt een signaal naar het knipperlicht, de bel en de spoorbomen. De automobilist hoort de bel, ziet het rode knipperlicht en ziet de spoorbomen omlaag gaan. Copyright ENIGMA-online Ook een computersysteem bestaat uit een aantal componenten die met elkaar en de omgeving communiceren. Wanneer je met behulp van een routeplanner een reis naar Zuid-Frankrijk wilt uitzetten, kun je gebruik maken van een computersysteem. Dat systeem kan bestaan uit een PC (de hardware), Windows (het besturingssysteem) en de Routenet-Routeplanner (een Internetapplicatie) of een PDA (de hardware), Pocket PC (het besturingssysteem) en TomTom Navigator (een applicatie). Als gebruiker van dit systeem behoor je tot de omgeving. Met behulp van het toetsenbord vul je op het scherm de plaats van vertrek en aankomst in. Daarna klik je met de muis op de knop om de route te laten berekenen

9 Hoofdstuk 1 Informatieverwerkende systemen 1.9 Informatici maken onderscheid tussen verschillende soorten informatiesystemen. In de volgende paragrafen zie je drie soorten systemen: procesgeoriënteerde systemen, gegevensgeoriënteerde systemen en modelgeoriënteerde systemen. In de dagelijkse praktijk zullen er informatiesystemen bestaan die kenmerken hebben van twee of meer soorten systemen. Het is niet altijd mogelijk een systeem in één hokje te stoppen. opdracht 27, 28, PROCESGEORIËNTEERDE SYSTEMEN Procesgeoriënteerde systemen regelen of besturen geluids- en videoapparatuur, GSMtelefoons, inbraakalarm installaties, thermostaten van de centrale verwarming enzovoort. Deze systemen zijn meestal ingebouwd in de apparaten en worden dan embedded systems genoemd. Dergelijke systemen zijn klein en communiceren rechtstreeks met andere apparaten door middel van sensoren en actuatoren. De sensor in een thermostaat meet doorlopend de omgevingstemperatuur. Wanneer de temperatuur in de kamer beneden de ingestelde waarde komt, stuurt de actuator in de thermostaat een signaal naar de verwarmingsketel. Sensoren in embedded systems fungeren als invoer. Zij nemen een verandering waar en geven die door aan het systeem. Actuatoren zorgen voor de uitvoer. Wanneer het systeem aangeeft dat er iets moet gebeuren, wordt er door een actuator iets ondernomen als reactie op de invoer. De gewenste temperatuur en eventueel de tijd waarop de verwarming overgaat van dag- naar nachttemperatuur wordt ingesteld met behulp van de toetsen op de thermostaat. Op de display kun je de huidige temperatuur aflezen. De toetsen en de display vormen de interface van de thermostaat. Ook hiermee communiceert het apparaat met de omgeving (de gebruiker). Veel embedded systems zijn ook real-time systems. Dergelijke systemen moeten binnen een bepaalde tijd reageren op een gebeurtenis uit de omgeving. Bij een spoorwegovergang bijvoorbeeld nemen sensoren de nadering van een trein op het spoor waar. Als de trein zich op de overgang bevindt, moeten de bomen dicht zijn en mag er geen weggebruiker tussen de bomen staan. Het systeem moet bepalen wanneer de bomen uiterlijk dicht moeten, rekening houdend met de tijd die het verkeer nodig heeft om de overgang vrij te maken. Een ander voorbeeld is een pacemaker. Als iemand een hoog risico op een traag hartritme of een hartstilstand loopt, kan de cardioloog een pacemaker implanteren. Wanneer het hart onregelmatig klopt of stopt, zal de pacemaker een elektrische prikkel geven, waarmee de normale hartslag weer hersteld wordt. pacemaker

10 1.10 ENIGMA Informatieboek In dergelijke bedrijfskritische systemen worden hoge eisen gesteld aan de snelheid van alle componenten. Een real-time systeem moet altijd binnen de gestelde responstijd reageren. Die tijd kan variëren van enkele milliseconden tot één à twee seconden. opdracht 29, 32, GEGEVENSGEORIËNTEERDE SYSTEMEN Gegevensgeoriënteerde systemen worden gebruikt om databases (gegevensbanken) te beheren. Veel bedrijven hebben een dergelijk systeem, waarin vrijwel alle bedrijfsgegevens zijn opgeslagen, betreffende voorraden, personeel, boekhouding, bedrijfsplanning, leveranciers, klanten en inventaris. In een bibliotheek bijvoorbeeld wordt het systeem gebruikt om veranderingen vast te leggen. Door middel van de scanners bij de uitleenbalie wordt geregistreerd welke boeken op welke datum uitgeleend zijn. Met behulp van dit systeem kan de bibliothecaris zien of er extra exemplaren moeten worden aangeschaft van boeken die vaak worden uitgeleend. Gegevensgeoriënteerde systemen worden ook gebruikt om de productie te besturen. Wanneer een computerfabrikant een grote order krijgt, wordt er een planning gemaakt van welke materialen en productiemiddelen nodig zijn. Tijdens de productie wordt de voortgang bijgehouden en waar nodig bijgestuurd. In een supermarkt wordt bijgehouden welke artikelen verkocht zijn en wanneer de voorraad moet worden aangevuld. Zodra de voorraad beneden een vastgestelde grens komt, wordt er een gestandaardiseerd bericht verzonden naar de toeleveranciers om een bestelling te doen. De bestelling kan automatisch geplaatst worden, of de bedrijfsleider van de supermarkt vult op het beeldscherm een bestelformulier in. Dit wordt Electronic Data Interchange (EDI) genoemd. EDI-systemen kunnen de standaardberichten die worden uitgewisseld controleren en versturen. In een kantoor worden gegevensgeoriënteerde systemen gebruikt om documenten op te stellen en te beheren, post te ontvangen en te versturen. Deze systemen bestaan onder andere uit tekstverwerkers en programma's. Een bedrijf dat zich bezig houdt met het ontsluiten van gegevens voor gebruikers is Google. Google is gestart door Larry Page en Sergey Brin. Zij ontwikkelden een search enigine (zoekmachine) voor het world wide web die op dit moment de populairste van de wereld is. Daarna kwam het bedrijf ook met andere toepassingen zoals bijvoorbeeld Google Earth. Google werkt volgens een bepaalde methode (algoritme) om te bepalen welke plaats een webpagina krijgt in de lijst met resultaten. Dit algoritme wordt PageRank genoemd. In principe krijgt iedere webpagina een waarde toegekend door Google. Die waarde wordt bepaald door het aantal links van andere internetpagina s die verwijzen naar de webpagina. Op basis van PageRank worden de zoekresultaten gerangschikt. Sommige gegevensgeoriënteerde systemen worden vooral gebruikt om uit de opgeslagen gegevens 'nieuwe' informatie te halen. Een voorbeeld hiervan is een medisch diagnosesysteem. In een dergelijk systeem zijn alle mogelijke medische gegevens (symptomen van bepaalde ziekten, ziektegeschiedenissen van patiënten en hun families, eigenschappen van medicijnen enzovoort) opgenomen. Deze systemen worden ook aangeduid als kennissystemen of expertsystemen. Lage ranking Hoge ranking Om uit de miljarden webpagina s snel de gevraagde pagina s te kunnen zoeken maakt Google gebruik van een index. Om de index actueel te houden maakt Google gebruik van een zoekrobot: Googlebot. Dit is een softwareprogramma dat het internet op een slimme manier doorloopt om de informatie van de webpagina s op te slaan in de index. Copyright ENIGMA-online

11 Hoofdstuk 1 Informatieverwerkende systemen 1.11 In veel kennissystemen wordt gebruik gemaakt van neurale netwerken. Dat zijn programma's die de werking van menselijke hersencellen met hun talloze verbindingen proberen te imiteren. Met behulp van een kennissysteem kan de arts een diagnose stellen voor een patiënt met vage klachten. Andere voorbeelden van kennissystemen zijn een routeplanner, een roostersysteem, een identificatiesysteem. 4.3 MODELGEORIËNTEERDE SYSTEMEN Een modelgeoriënteerd systeem is een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid, een simulatie. Het gedrag van een reëel bestaand apparaat of proces wordt nagebootst. Een bekend voorbeeld is een vluchtsimulator. Het voordeel is duidelijk: in een simulatie kan het vliegtuig neerstorten zonder dat er slachtoffers vallen of kosten worden gemaakt. Computerprogramma's waarmee de overheid de economische ontwikkelingen probeert te voorspellen zijn simulaties van ons economisch systeem. Ook meteorologen maken bij hun weersvoorspellingen gebruik van simulaties. Ook de meeste computergames zijn modelgeoriënteerde systemen. Zij bootsen de werkelijkheid, op een of andere manier na. In veel gevallen is dat een namaakwerkelijkheid. Bij simulatiespellen wordt geprobeerd de werkelijkheid zo realistisch mogelijk na te bootsen. Bekende simulatiespellen zijn The Sims, Flight Simulator en Roller Coaster Tycoon. 4.4 INFORMATICA In paragraaf 1 heb je een voorlopige definitie van informatica gezien. Deze definitie kun je nu bijstellen. Informatica is de wetenschap en de technologie van informatieverwerkende systemen in verschillende verschijningsvormen, zoals procesgeoriënteerde systemen, gegevensgeoriënteerde systemen en modelgeoriënteerde systemen. In de praktijk gaat het om systemen die op computers zijn gebaseerd en is de aandacht van de informatica vooral gericht op de software. opdracht 30, 34, 35