Hardware en netwerken

Question 1

Korte geschiedenis Computer:

Answer 1

• ‘60-‘70 Mainframe (nu nog voor complexe en/of gecentraliseerde systemen)
• Thin Client of Dumb Terminal
• nog geen GUI (Grafic User Interface)
• nog geen muis
• kleiner: lampen worden transistoren
• ontstaan PC (Personal Computer) / Desktop PC (IBM (=Individual Business Machines met harde schijf))
• ‘80 laptop

Ontwerp, vorm en implementatie van Central Processing Unit (CPU) zijn wel veranderd maar de werking ervan is al sinds jaren ’70 fundamenteel dezelfde gebleven.

Question 2

Wat is het moederbord?

Answer 2

Basis van computer met

• bussen (USB = Universal Serial Bus) waarop
• componenten aangesloten kunnen worden
• via sockets (aansluitingen) die bepalen welke componenten aangesloten kunnen worden
• sommige componenten (zoals GPU = Graphic Processing Unit) worden in het moederbord geïntegreerd: laptops nog meer wegens gewicht.

Question 3

Wat is een processor of CPU?

Answer 3

Central Processing Unit: verwerking van instructies vervat in een programma. 3 hoofdbestanddelen:

1. Control Unit stuurt ALU aan en zorgt ervoor dat de data en de instructies in de registers geladen worden
2. ALU (Arithmetic-Logic Unit) voert sequentieel basisberekeningen uit waartoe alle computerprogramma’s uiteindelijk herleid worden
3. Geheugenregisters zijn zeer kleine, zeer snelle geheugeneenheden. Snelheid nodig omdat ALU miljoenen bewerkingen per seconde moet kunnen uitvoeren.

Question 4

Snelheid/performantie van processor:

Answer 4

• kloksnelheid (in GHz): hoeveel keer per seconde een stuk data verplaatst kan worden (ook: Overclocking voor hogere framerates)
• woordlengte (in bits): hoeveel bits tegelijk verwerkt kunnen worden (meestal 32-64 tegenwoordig)
• single of multi-core: enkele kern = hogere temperatuur = meer kans op defect; dubbel aantal kernen is niet zomaar dubbel zo snel: software moet ermee omkunnen.

Question 5

Welke vormen van geheugen vinden we in een computer?

Answer 5

• primair geheugen (RAM = Random Access Memory): tijdelijke opslag instructies van een programma + bijhorende data.
  = snel + efficiënt maar info kwijt bij uitschakelen
• secundair geheugen (floppy disk, harde schijf, SSD = solid state disk): in bytes (8 bits)
  = permanente opslag

Question 6

Wat zijn de verschillende Hardware componenten?

Answer 6

• Moederbord
• CPU / processor
• Geheugen
• invoer/uitvoer (toetsenbord, muis/scherm)
• GPU (Graphics Processing Unit)
• Koeling (koelblok = koelribben + ventilator OF waterkoeling)

Question 7

Wat GPU computing?

Answer 7

Het gebruiken van de toeneembare programmeerbaarheid van GPU’s voor zware wetenschappelijke berekeningen.
= GPU als co-processor voor de CPU

Question 8

Wat zijn datacenters en wat zijn de voordelen?

Answer 8

Verzameling van servers, netwerk- en opslagapparatuur.

Serverrekken/server racks:
= verzameling server computers
= zonder geluidskaart, beperkte grafische kaart, weinig aansluitingen voor in- en output.

Voordeel: schaalbaarheid en kostenreductie door centralisatie van bijvoorbeeld koeling.
OOK: mobiele datacenters

Question 9

Wat betekent hot pluggable?

Answer 9

Eenvoudig modules toevoegen en verwijderen terwijl de computer blijft draaien.

Question 10

Wat zijn Blade Servers?

Answer 10

Zeer smalle computers met enkel de hoogst noodzakelijke componenten om als server te dienen (CPU en primair geheugen).
= groep blade servers deelt dezelfde voeding, koeling en externe opslagcapaciteit.

Question 11

Wat is een besturingssysteem? Hoe hanteren we dit?

Answer 11

OS (Operating System)
Alle programma’s die nodig zijn voor het geheugen- en processorbeheer en voor het functioneren van het systeem.
Hanteren aan de hand van CLI (command line interface, MS-DOS) of grafische interface (Windows)

Question 12

Wat is Resource Management?

Answer 12

Het toewijzen van geheugen volgens prioriteiten binnen de jobs van de processor.
Voorbeeld: vooraf programmacode laden in RAM en geheugen toewijzen in RAM voor de data die verwerkt wordt.

Question 13

Wat is een API?

Answer 13

Application Programming Interface
Een API definieert de toegang tot de functionaliteit die erachter schuil gaat. De buitenwereld kent geen details van de functionaliteit of implementatie, maar kan dankzij de API die functionaliteit wel gebruiken.
Interface tussen Server en Client.

Question 14

Hoe draait bijvoorbeeld een virusscanner?

Answer 14

Op de achtergrond, als een service (=proces).

Question 15

Wat zegt de Wet van Moore?

Answer 15

1965: aantal transistoren op geïntegreerde circuits verdubbelt elke twee jaar.

Question 16

Wat is de basis van alle moderne netwerken?

Answer 16

Packet Switching: gegevens worden opgesplitst in kleine pakketten en verzonden over het netwerk waardoor meerdere computers tegelijkertijd gebruik kunnen maken van het netwerk.
Als er een punt wegvalt, dan blijven de pakjes zoeken naar bestemming via andere punten.

Question 17

Hoe is internet ontstaan?

Answer 17

einde ‘60: ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network): netwerk dat overleeft onder aanval door Packet Switching.
Militair, dan universiteiten, dan gelijkaardige netwerken.
‘80: Standaardisatie protocollen naar TCP/IP en vervolgens DNS (Domain Name System) dat domeinnamen toekent aan IP-adressen.
‘90: openstellen aan particulieren en bedrijven.
Aanleg Backbones: snelle netwerk-verbindingen die aparte netwerken verbonden.

Question 18

Welke standaardisaties waren de sleutel tot het succes van het internet?

Answer 18

• TCP (Transmission Control Protocol): transport van pakketten
• IP (Internet Protocol): verpakking, adressering en routing
• HTTP (HyperText Transfer Protocol): laag boven TCP/IP met instructies over hoe het gelezen moet worden; verzenden van hyperlinks.
• HTML (HyperText Markup Language): standaardtaal voor opmaak van teksten en documenten op websites: inhoud.

Question 19

Wat is het internet?

Answer 19

Incredibly large network of indepently operated networks.
Fully distributed
No central control of anything
Assure end-to-end connectivity
Robuustheid boven snelheid

Question 20

Geschiedenis mobiele netwerken:

Answer 20

‘70 start ontwikkeling + eerste mobiele telefoon
‘80 eerste commerciële netwerk
‘90 GSM-netwerk, daarna 3G, 4G, 5G
Maakt IoT mogelijk.

Question 21

Wat is IoT?

Answer 21

Internet of Things: apparaten die informatie verzamelen en doorgeven.

Question 22

Wat is Wi-Fi?

Answer 22

Wireless Fidelity
Technologie voor lokale draadloze netwerken, gebaseerd op protocol genaamd 802.11.
Wegvallen noodzaak bekabeling.
Beveiligd door authenticatie en versleuteling.

Question 23

Wat is Wardriving?

Answer 23

Met een auto en laptop met software voor sniffing (verkeer afluisteren) zoeken naar onbeveiligde netwerken en dan niet verbinden maar verkeer afluisteren en die informatie delen.

Question 24

Wat is Public Wi-Fi?

Answer 24

Wanneer je kan verbinden met routers van je provider of partner-providers van je provider.

Question 25

Wat zijn draadloze mesh netwerken?

Answer 25

Verschillende apparaten die op intelligente wijze zorgen voor verbinding met netwerk en andere apparaten, zonder meervoudige bekabeling en (domme) repeaters.

Question 26

Wat is Bluetooth?

Answer 26

Apparaten verbinden over korte afstand zonder routers en netwerken, wel met authenticatie en versleuteling.

Question 27

Wat is Cloud-Computing?

Answer 27

Uitbesteding van software (na 2000):

• IaaS (Infrastructure as a Service): gebruik Hardware
• PaaS (Platform aaS): servers inclusief besturingssysteem en onderhoud, gerekend per tijd
• SaaS (Software aaS): volledige applicaties (vb: Google Docs of Salesforce (CRM))

Question 28

Wat is Quantum-Computing?

Answer 28

• Qubits ipv bits
• parallel dezelfde berekeningen over veel data
• enkel voor specifieke opdrachten
• echte doorbraak moet nog komen

Question 29

Wat is het grootste nadeel van Cloud Computing? En wat zijn mogelijke oplossingen?

Answer 29

Performantie afhankelijk van internetverbinding:

• Google bouwt overal data-centers om dichterbij te zijn
• Hybrid Cloud Edge Computing