Een
computer
is een
apparaat
waarmee
gegevens
volgens formele procedures (
algoritmen
) kunnen worden verwerkt. Meestal wordt met het woord computer een elektronisch,
digitaal
apparaat bedoeld, maar er bestaan ook mechanische en
analoge computers
. Daarnaast kan een computer in verschillende
talstelsels
zoals het
decimale
(tientallige) of
binaire (tweetallige) stelsel
werken. De huidige computers werken altijd in het
binaire stelsel
.
De genoemde procedures liggen vast in een of meer programma's,
software
genoemd, die door de gebruiker gewisseld kunnen worden. Zijn de programma's niet verwisselbaar, dan spreekt men niet over een computer maar over een controller of processor.
Oorspronkelijk werd het Engelse woord
computer
gebruikt om iemand mee aan te duiden die gecompliceerde berekeningen uitvoerde, met of zonder mechanische hulpmiddelen ? vergelijk ook de Duitse term voor computer:
Rechner
(rekenaar) en de Afrikaanse en niet-ingeburgerde Nederlandse term voor computer:
rekenaar
. Moderne computers worden voor veel meer gebruikt dan alleen
wiskundige
toepassingen. Ook veel
administratieve
en
financiele
taken worden aan de computer opgedragen, het Franse woord voor computer was eerst
calculateur
of rekenaar en evolueerde naar
ordinateur
, letterlijk iets wat ordent en regelmaat aanbrengt.
De
wetenschap
die tegelijk met de ontwikkeling van de computer is ontstaan, is de
informatica
.
Computers zijn in te delen in een aantal types. Zo zijn er
supercomputers
,
mainframes
(of grote computers),
minicomputers
,
desktops
,
laptops
en kleine mobiele apparaten zoals
smartphones
en
tablets
. Naar toepassing zijn er ook de categorieen
server
en
spelcomputer
.
Sinds de grote opkomst van de computer worden zij ook gebruikt voor de opslag en verwerking van
informatie
(
internet
) en
amusement
. Bij de moderne
productie
worden computers
geimplementeerd
om
machines
mee te besturen en om processen mee aan te sturen, bijvoorbeeld bij de assemblage van
auto
's door
robots
. Doorgaans wordt hiervoor een
programmable logic controller
(PLC) gebruikt.
Door de verregaande miniaturisering en snelheidsvergroting is het steeds vaker mogelijk
functionaliteit
die voorheen in
hardware
werd aangebracht softwarematig te implementeren. Het grote voordeel van een dergelijke ontwikkeling is dat achteraf functionaliteit kan worden toegevoegd.
In 1980 introduceerde
IBM
zijn
personal computer
: de
IBM-PC
. Dit in navolging van eerdere initiatieven, zoals de
Altair 8800
, Tandy
TRS-80
,
Apple II
en
Commodore
PET-computers en de
homecomputers
. De IBM-compatible pc vormde echter uiteindelijk de standaard (met tegenwoordig als enige uitzondering de
Mac
), nadat vele fabrikanten de computer goedkoop kloonden en zodoende het ontwerp standaardiseerden. Inmiddels speelt de pc in het dagelijks leven van veel mensen een essentiele rol.
Enkele besturingssystemen:
|
De opbouw van de computer is voor te stellen in lagen.
- De
elektronica
waaruit de computer grotendeels bestaat wordt meestal aangeduid met
hardware
(dat overigens in het Engels een veel bredere betekenis heeft).
- Om deze hardware aan te sturen wordt een computer bij het opstarten automatisch geladen met de meest basale software, die nodig is om onder andere de schijfconfiguratie te bepalen, en om te bepalen van welke schijf het
besturingssysteem
moet worden geladen. Deze laag wordt ook wel
firmware
genoemd, en staat in de pc-wereld bekend als
BIOS
. Op andere platforms heeft deze code een andere naam, bijvoorbeeld
microcode
in een
IBM System i
, MacROM op de Apple Macintosh en Open Firmware op de latere Macs. Na het laden van deze firmware is de computer gereed om een besturingssysteem te laden. En op de huidige Intelmacs wordt er gebruikgemaakt van
EFI
, de opvolger van de BIOS.
- De kern van het besturingssysteem heeft als belangrijkste functies het beheren van het werkgeheugen, het verdelen van de processortijd, het beheren van het interne gegevenstransport, het uitvoeren van programma's, en het verzorgen van een of meer invoer- en uitvoermechanismen. Het besturingssysteem voorziet daarnaast de computer van een werkomgeving waarin allerlei faciliteiten ter beschikking worden gesteld. De meningen lopen uiteen over wat een besturingssysteem moet bevatten, zo vindt
Microsoft
dat een
webbrowser
ingebakken moet zijn, vindt
Sun
dat een
JVM
onontbeerlijk is, en vindt IBM dat
OS/400
een ingebouwde
database
moet hebben. In ieder geval bevat een besturingssysteem faciliteiten om het vaste geheugen (harddisks) te beheren, en om programma's uit te voeren.
- De scheiding tussen functies van een besturingssysteem en de onderdelen van de applicatiesoftwarelaag is dus vaag. Onder applicatiesoftware wordt verstaan de programmatuur die wordt gemaakt of aangeschaft om de specifieke functies uit te voeren waarvoor de computer is aangeschaft. Denk hierbij aan boekhoudprogramma's, tekstverwerkers,
CRM
-software, salarisadministratie en verkoopsystemen, maar ook aan
webservers
,
printer
drivers
en allerlei andere hulpprogramma's.
Zie
Hardware
voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Interne hardware:
Mogelijke externe hardware:
|
Onder hardware wordt verstaan "alle tastbare onderdelen in en aan de computer". Er wordt onderscheid gemaakt tussen interne en externe hardware. Interne hardware zit in de behuizing van de computer. Externe hardware (
randapparatuur
) wordt aangesloten op een van de
poorten
op de computer.
Veel hardware wordt volgens bepaalde standaarden gemaakt, vooral binnen het segment van de pc. Regelmatig wordt een standaard vervangen door een verbeterde versie, waardoor oudere apparatuur niet altijd meer uitwisselbaar is met nieuwere. Dit kan een reden zijn om een computer volledig te vervangen. De historie kent enkele voorbeelden van verouderde hardware.
- Diskette
- een opslagapparaat dat bestaat uit een dunne schijf van een flexibele magnetische opslagmedium met een harde plastic hoes die de schijf beschermt van deuken.
- Iomega
ZIP drive
- een opslagsysteem voor verwisselbare schijven, geintroduceerd door Iomega in 1994.
Een voorbeeld uit de praktijk van de pc: de
muis
werd in de jaren 80 meestal aangesloten op de
seriele poort
en de printer op de
parallelle poort
. Beide poorten konden ook gebruikt worden om te communiceren met een andere computer. De aansluiting voor de muis en het
toetsenbord
zijn later vervangen door de
PS/2-interface
. Tegen het einde van de jaren 90 werden muizen uitgerust met een
USB
-verbinding. Ook de printer, die de afgelopen jaren sterk verbeterd is, werkt tegenwoordig meestal via een USB-poort, hoewel sommige printers ook nog op de parallelle poort aangesloten kunnen worden. Muizen die op de seriele poort aangesloten kunnen worden, zijn tegenwoordig een zeldzaamheid. Communiceren met andere computers gebeurt tegenwoordig bijna uitsluitend in netwerken, met ook hier weer een beperkt aantal standaarden.
Andere
architecturen
dan de pc (zoals de
Sun SPARC
,
IBM RS/6000
of
SGI
), hebben vaak eigen standaarden. Ook deze zijn uiteraard aan verandering onderhevig. Wel ziet men steeds vaker dat standaarden
geharmoniseerd
worden en dat apparatuur daardoor met vrijwel alle typen computers kan werken. Een voorbeeld hiervan is de
USB
.
Het overwicht van de Intel-architectuur betekende ook dat voor veel computermerken Intel de
de facto
-standaard werd. Zo werd in 2006 voor het eerst een
Apple
Macintosh
op de markt gebracht met een Intel
x86-gebaseerde
-architectuur en is de Intel-architectuur bij
SUN
,
HP
en
IBM
de leiding aan het nemen.
De geschiedenis van de computer begint met de geschiedenis van het
rekenen
. Vanouds hebben mensen hulpmiddelen ontwikkeld voor berekeningen die niet gemakkelijk uit het hoofd gemaakt konden worden, zoals de
kerfstok
en het telraam (
abacus
). Toen de behoefte aan berekeningen steeds complexer werd ontwikkelde men tabellen met hulpgegevens (bijvoorbeeld
logaritmetabellen
als hulp bij het
vermenigvuldigen
). Ook de
rekenliniaal
was een uitvinding om het rekenen makkelijk te maken.
Als er zeer veel gerekend moest worden werden veel mensen ingezet. Deze zaal met rekenaars werd dan ook aangeduid met het woord computer. In het Verenigd Koninkrijk waren naar aanleiding van de koloniale scheepvaart veel centra met menselijke computers ontstaan. Deze maakten tabellen die voor
navigatie
konden worden gebruikt. Ook in andere gebieden vonden deze tabellen gretig aftrek, zoals de
astronomie
.
Charles Babbage
, een wiskundige, vroeg zich af of de tabellen niet machinaal gegenereerd konden worden. Hiervoor bedacht hij in 1822 de "differentiemachine" (
differential engine
): een concept voor een machine die tabellen van
veeltermen
kon uitschrijven. De machine werkte mechanisch en de tandwieltechniek was nog niet geavanceerd genoeg om tot een goed resultaat te komen. Verder veranderde Babbage steeds het ontwerp van de machine.
Aldus kwam hij in 1833 met de "
analytische machine
" (
analytical engine
). Deze machine zou met invoer vanaf
ponskaarten
wiskundige bewerkingen kunnen uitvoeren. Deze machine wordt algemeen gezien als het concept van de computer, maar is nooit gebouwd.
Wel zijn er (nog tot in de tweede helft van de twintigste eeuw) vele mechanische
rekenmachines
gebouwd en gebruikt. Een van de eerste ontwerpen (1645) was van de hand van
Blaise Pascal
. Omdat deze machines niet programmeerbaar waren, noemt men ze in het algemeen geen computer.
Pas in 1938 bouwde de Duitse fysicus
Konrad Zuse
de eerste computer, de
Z1
. Ook Zuses machine werkte nog mechanisch, maar Zuse had het zichzelf een stuk eenvoudiger gemaakt door van het binaire stelsel gebruik te maken. Enkele jaren later bouwde Zuse de eerste volledig functionele elektromechanische computer, de
Z3
.
Door de
Tweede Wereldoorlog
kreeg de ontwikkeling van computers een snelle vlucht. In het
Verenigd Koninkrijk
werd van de
Colossus
gebruikgemaakt om Duitse geheime codes te kraken, onder andere die van de
Enigma
-codeermachine. De Colossus was de eerste elektronische computer, gebruikmakend van
elektronenbuizen
. De eerste computer in de VS was de
ENIAC
, die enkele klaslokalen in beslag nam. De eerste computer in Nederland was de
ARRA
bij het
Mathematisch Centrum
. De eerste computer in een commerciele omgeving was de
Miracle
, een
Ferranti
Mark I bij het
Shell
-laboratorium in Amsterdam.
In de periode dat het permanente geheugen (de
harde schijf
) nog niet algemeen bestond, was het invoeren van gegevens of programma's in een computer vrij moeizaam. Dit gebeurde oorspronkelijk met schakelaartjes en
ponsband
, nog iets later met ponskaarten, en in een nog later stadium met
magneetbanden
.
De computers in de jaren 1950-1980 waren vooral
mainframes
: zeer grote computers, waar honderden tot duizenden gebruikers gelijktijdig op konden werken. Vooral banken en verzekeringsmaatschappijen gebruikten zulke mainframes op grote schaal. De mainframe was verbonden met de gebruikers via een simpele applicatie op een bureaucomputer (vroeger ook wel via een zogenaamde
domme
terminal
). De mainframe is met de komst van de kleine computers nog niet volledig uitgestorven en wordt nog steeds gebruikt door professionele instellingen. De bekendste bouwer van mainframes is IBM.
Met de enorme ontwikkeling van de
elektronica
en de
halfgeleiders
, toegepast in
transistoren
, kon de computer veel kleiner en sneller worden. Later werden de transistors geintegreerd in een
geintegreerde schakeling
. De
microprocessor
is zo'n geintegreerde schakeling. Hoewel microprocessor-gebaseerde computers zoals de
Commodore PET
(Personal Electronic Transactor) en de Apple II al vanaf het midden van de jaren zeventig opgang deden, was de IBM PC uit 1981 het eerste systeem dat expliciet met de naam personal computer op de markt werd gebracht. De pc werd steeds goedkoper en gemakkelijker te gebruiken waardoor steeds meer bedrijven en huisgezinnen er een kochten. De ontwikkelingen gaan voort, zakenmensen gebruiken veelal een
laptop
om met hun computer op stap te gaan. De steeds verdere miniaturisering leidde ertoe dat de kleine
personal digital assistant
(pda) met steeds meer mogelijkheden in beeld kwam.
De computers die inmiddels gebruikt worden zijn vaak kleine mobiele apparaten zoals
smartphones
en
tablets
.
Ook veel apparaten zoals wasmachines, auto's,
digitale camera
's en dergelijke bevatten tegenwoordig een computer om allerlei zaken te regelen, deze worden dan meestal een ingebed systeem of ? in het Engels ?
embedded system
genoemd.
Tegenwoordig worden computers op het werk veelal aangesloten op een
computernetwerk
, waarbij verschillende gebruikers met een eigen pc gebruikmaken van
software
en data die op een centrale opslagplaats (
server
) zijn opgeslagen. Voor het ophalen van
bestanden
van
internet
wordt meestal een
breedbandverbinding
gebruikt en in een heel enkel geval nog een
modem
inbelverbinding
. Breedbandverbindingen zijn naast goedkoper ook vele malen sneller dan inbelverbindingen. Een voorbeeld van een breedbandverbinding is: computernetwerk, een
router
, die is gekoppeld aan een breedbandinternetverbinding zoals
DSL
,
kabel
,
E1
,
T1
of
glasvezel
. In het geval van een groot computernetwerk wordt vaak gebruikgemaakt van een
proxyserver
om de gegevens van het internet te "filteren".
Een toepassing van computers die nog sterk in opkomst is, is die van de
kunstmatige intelligentie
, die toegepast wordt in onder andere
computerspellen
en de
robotica
.
Thuis worden computers veel gebruikt om computerspellen te spelen, informatie via internet op te zoeken en voor communicatie door middel van
e-mail
,
chatten
en
internetforums
. Ook telefoneren via het internet is tegenwoordig in opkomst. Een veelgebruikte
applicatie
hiervoor is
Skype
. De huidige generatie computers is ook uitstekend te gebruiken om digitale foto- en videobestanden te
bewerken
. Veel mensen gebruiken de computer ook voor correspondentie, hun administratie of als mediacenter voor het afspelen van muziek of bekijken van foto's.
- Charles Petzold,
Code. The Hidden Language of Computer Hardware and Software
, 2022.
ISBN 0137909101
(tweede, herziene editie)