Digitale computers zijn opgebouwd uit een hiërarchie van bouwstenen, variërend van de meest fundamentele fysieke componenten tot complexe softwaresystemen. Hier is een overzicht van onder naar boven:
1. Fysieke componenten (hardware):
* Halfgeleiders: Helemaal onderaan bevinden zich materialen zoals silicium, die worden gebruikt om transistors en geïntegreerde schakelingen (IC's) te maken. Transistors fungeren als elektronische schakelaars, de fundamentele bouwstenen van alle digitale logica.
* Transistors en logische poorten: Transistoren worden gecombineerd om logische poorten te creëren (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR), die standaard Booleaanse bewerkingen uitvoeren.
* Geïntegreerde circuits (IC's): Miljoenen of miljarden transistors en logische poorten zijn geïntegreerd op een enkele siliciumchip (ook wel microchip genoemd). Deze IC's vormen de basis van complexere componenten.
* Microprocessors (CPU's): De centrale verwerkingseenheid (CPU) is een complexe IC die instructies ophaalt, decodeert en rekenkundige en logische bewerkingen uitvoert. Het is het ‘brein’ van de computer.
* Geheugen (RAM &ROM): Random Access Memory (RAM) is vluchtig geheugen dat wordt gebruikt om gegevens en instructies op te slaan die momenteel door de CPU worden gebruikt. Read-Only Memory (ROM) slaat permanente instructies op die nodig zijn om de computer op te starten.
* Opslagapparaten: Deze omvatten harde schijven (HDD's), solid-state drives (SSD's) en optische stations (CD/DVD), die langdurige opslag van gegevens bieden.
* Invoer/uitvoer (I/O)-apparaten: Hierdoor kan de computer communiceren met de buitenwereld, inclusief toetsenborden, muizen, monitoren, printers en netwerkinterfaces.
* Moederbord: Een printplaat die alle hardwarecomponenten met elkaar verbindt.
* Voeding: Levert de elektrische stroom die nodig is voor alle componenten.
2. Architecturale componenten:
* Bussysteem: Een set elektrische geleiders die verschillende componenten van de computer met elkaar verbinden en ervoor zorgen dat ze met elkaar kunnen communiceren.
* Systeemklok: Genereert timingpulsen die de werking van verschillende delen van de computer synchroniseren.
* Instructiesetarchitectuur (ISA): Definieert de reeks instructies die de CPU kan uitvoeren.
3. Softwarecomponenten:
* Besturingssysteem (OS): Beheert de hardware- en softwarebronnen van de computer, biedt een gebruikersinterface en zorgt ervoor dat applicaties kunnen worden uitgevoerd.
* Systeemsoftware: Inclusief het besturingssysteem, hulpprogramma's, stuurprogramma's en firmware.
* Applicatiesoftware: Programma's die zijn ontworpen om specifieke taken uit te voeren, zoals tekstverwerking, spreadsheets, games, enz.
* Programmeertalen: Wordt gebruikt om software te maken, variërend van talen op een laag niveau, zoals assembler, tot talen op een hoog niveau, zoals Python, Java en C++.
In essentie vormen de bouwstenen een gelaagde hiërarchie. De fysieke componenten vormen de basis waarop architectonische componenten voortbouwen, en ten slotte bieden softwarelagen de functionaliteit waarmee gebruikers communiceren. Elke laag is afhankelijk van de lagen eronder. |