edubun
Nederlands
English한국어EspañolPortuguêsFrançaisDeutschItalianoNederlandsРусскийBahasa Indonesia日本語
Home›Computerbasis en typen

Hoe computers werken

Een computer bewaart alles, van foto's tot programma's, als patronen van 0 en 1 en bewerkt die met kleine schakelaars. Zes hoofdstukken bouwen van onderaf op: binaire getallen, bytes en tekst, logische poorten, optellen met poorten, de cyclus ophalen, decoderen en uitvoeren van de CPU en het geheugen. Je kunt bits omschakelen, poorten verbinden, overdrachten door een opteller zien lopen en een kleine computer per fase door zijn programma laten gaan.

Voortgang

Over deze cursus

In 1854 publiceerde de wiskundige George Boole An Investigation of the Laws of Thought: een algebra waarin uitspraken waar of onwaar zijn en met en, of en niet worden verbonden. Tientallen jaren interesseerde dit alleen logici. In 1938 liet Claude Shannon, student aan MIT, zien dat schakelingen van relais en schakelaars precies die algebra volgen: schakelaars in serie werken als EN, schakelaars parallel als OF. Die verbinding volg je door de hele cursus. Intels eerste microprocessor, de 4004 uit 1971, bevatte 2300 transistoren die tot poorten waren verbonden. Een processor is helemaal uit zulke poorten opgebouwd.

De zes hoofdstukken bouwen van onderaf op. Eerst bits en binaire getallen, waarbij acht schakelaars 256 patronen geven. Daarna bytes, hexadecimale getallen en tekst: de letter A is 01000001 en het omzetten van de 32-schakelaar verandert een hoofdletter in een kleine letter. Vervolgens komen logische poorten en een hoofdstuk waarin één XOR-poort en één EN-poort twee bits optellen. Vier volledige optellers tellen getallen van 0 tot 15 op. Bij de CPU leer je dat een processor van 3 GHz eens per derde van een nanoseconde een tik geeft. Het laatste hoofdstuk gaat over geheugen en opslag. Het lab verandert per hoofdstuk. Je tikt schakelaars aan, ziet de waarheidstabel oplichten en ziet overdrachten door 0101 plus 0011 lopen. Daarna voer je een klein programma stap voor stap uit via ophalen, decoderen en uitvoeren, terwijl je PC, IR en ACC volgt.

RAM vergeet alles wanneer de stroom uitgaat. In het laatste lab zijn gegevenscellen groen, zodat je het tussenresultaat ziet groeien als 4, 8, 12.

Voor je begint

Je begint met schakelaars en bouwt van daaruit verder. Voorkennis van computers wordt dus niet verwacht. Het helpt als je getallen onder elkaar kunt optellen en daarbij kunt onthouden wat je overdraagt. In een hoofdstuk tel je namelijk op papier de binaire getallen 0101 en 0011 op, net zoals je dat met decimale getallen zou doen.

Als je klaar bent

Je telt met acht schakelaars binair van 0 tot 255, leest hexadecimale bytes en verklaart A als 65 en een Koreaanse lettergreep als drie bytes in UTF-8. Je bouwt AND-, OR-, XOR- en NAND-tabellen, telt twee getallen van 4 bits op met volledige optellers, volgt ophalen, decoderen en uitvoeren in een CPU en verklaart waarom RAM vergeet.

  1. 1Bits en binaire getallenAcht schakelaars kunnen 256 patronen tonen, genoeg voor alle getallen van 0 tot 255.
  2. 2Bytes, hexadecimaal en tekstDe letter A wordt opgeslagen als 65, of 01000001. In UTF-8 kost een Koreaanse lettergreep zoals U+D55C drie bytes.
  3. 3Logische poortenIntels eerste microprocessor, de 4004 uit 1971, bevatte 2300 transistors. Die waren tot poorten verbonden; een processor bestaat helemaal uit zulke poorten.
  4. 4Hoe poorten getallen optellenEén XOR en één AND zijn genoeg om twee bits op te tellen. Verbind vier volledige optellers en je telt elk tweetal getallen van 0 tot 15 op.
  5. 5Wat een CPU doetEen processor van 3 GHz tikt 3 miljard keer per seconde: één tik per derde nanoseconde.
  6. 6Geheugen en opslagMet adressen van 32 bits benoemt een processor 4 294 967 296 bytes, precies 4 GiB. Zonder stroom vergeet RAM alles.

Verwante cursussen

  • Blind typen
    Blind typen op een Amerikaans QWERTY-toetsenbord en het Koreaanse 2-set-toetsenbord (dubeolsik): zithouding, de rustpositie van elke vinger, de bovenste, onderste en cijferrij, het meten van snelheid en nauwkeurigheid en het opbouwen van Hangul-blokken. Elke hoofdstuk heeft een oefentoetsenbord met vingerkleuren en een actuele snelheidsmeting.
  • Hoe internet werkt
    Een foto vanaf je telefoon reist niet als één geheel. Hij wordt in pakketten verdeeld die van router naar router gaan en aan de andere kant weer worden samengevoegd. In zes hoofdstukken volg je die pakketten: wat internet is, IP-adressen, routering, TCP en UDP met poorten, DNS en alles wat gebeurt als je een webpagina opent. In een pakketsimulator kun je pakketten laten verdwijnen, verbindingen verbreken en stap voor stap zien hoe DNS een naam opzoekt.
  • Online veiligheid
    Zes hoofdstukken over gewoonten die de meeste accountovernames en gegevensverliezen voorkomen: lange wachtwoorden en passkeys, inloggen in twee stappen, phishing herkennen, updates, persoonlijke gegevens en back-ups. De adviezen volgen NIST SP 800-63B-4, CISA en KISA. Elk hoofdstuk heeft een kleine codeoefening, flitskaarten en 9 of 10 vragen met uitleg. Er wordt geen product aanbevolen.
  • JavaScript · Programmeren
    Twaalf hoofdstukken voor complete beginners, van een eerste console.log-regel tot een fooiencalculator en FizzBuzz. Elk hoofdstuk heeft code die je op de pagina kunt bewerken en uitvoeren, oefeningen die je uitvoer controleren, flitskaarten voor de termen en 10 tot 12 vragen ‘Wat drukt deze code af?’ met uitleg.
Bronnen van deze cursus (10)
  • (checked 2026-10-17)
  • Standards: NIST, "Prefixes for binary multiples" (physics.nist.gov/cuu/Units/binary.html: IEC approved kibi, mebi, gibi in December 1998; 1 B = 8 bit; 1 MiB = 1 048 576 B; 1 MB = 1 000 000 B; 1 GiB = 1 073 741 824 B; historical note: memory makers usually mean 2²⁰ bytes by megabyte, storage makers 1 000 000, and the "1.44 MB" diskette uses a megabyte of 1 024 000 bytes)
  • IETF RFC 20 "ASCII format for Network Interchange" (1969, 7-bit codes, A = 65, a = 97, 0 = 48)
  • IETF RFC 3629 "UTF-8, a transformation format of ISO 10646" (2003: 1 to 4 octets per character, ASCII unchanged, code points up to U+10FFFF, U+0800 to U+FFFF take three octets, "the first octet of a multi-octet sequence indicates the number of octets", example U+D55C U+AD6D U+C5B4 = ED 95 9C EA B5 AD EC 96 B4)
  • Official documentation: MDN Web Docs, "<color>" (hexadecimal colour notation #RRGGBB)
  • Intel, "Intel Chips" timeline poster (2012: Intel 4004 of 1971 with 2,300 transistors; 2nd generation Core 2010 with 1.16 billion)
  • Teaching model: the toy computer in the network-lab scene (16 cells of 8 bits, 4-bit opcode and 4-bit address) is made for this course, not a real chip. History blocks only (the logic-gates story and the von Neumann paragraph of the-cpu): George Boole, An Investigation of the Laws of Thought (1854, Project Gutenberg 15114)
  • Claude E. Shannon, "A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits", Transactions of the AIEE vol. 57 (1938)
  • abstract of his MIT master's thesis. Computer History Museum, The Silicon Engine, "1947: Invention of the Point-Contact Transistor" (Bardeen and Brattain, December 1947, germanium)
  • John von Neumann, "First Draft of a Report on the EDVAC" (30 June 1945, Moore School, reprinted in IEEE Annals of the History of Computing 15:4, 1993).

Geraadpleegd: 2026-10-17