119 Digitale Informatiesystemen

1ste Bach TEW / HI
Digitale Informatiesystemen
Samenvatting
Q
119
uickprinter
Koningstraat 13
2000 Antwerpen
www.quickprinter.be
4.50 EUR
Nieuw!!!
Online samenvattingen kopen via
www.quickprintershop.be
Digitale Informatiesystemen
2013-2014
1e bachelor HI(b) - TEW
SAMENVATTING
Digitale informatiesystemen: Deel 1(HI/B)
Hoofdstuk 1: Een dag in de 21ste eeuw .............................................5
1.1 Een ochtend in de auto ................................................................................... 5
1.1.1 Live radio beluisteren.......................................................................................................... 5
1.1.2 Een CD opname afspelen .................................................................................................... 6
1.1.3 Elektronica in een auto ....................................................................................................... 6
1.2 Een middag op het werk ................................................................................. 6
1.2.1
Automatische verwerking ................................................................................................ 6
1.2.2
Informatie uitwisselen ..................................................................................................... 7
1.2.3
Elektronica op het werk ................................................................................................... 7
1.3 Een avond in het salon .................................................................................... 8
1.3.1
live televisie bekijken ...................................................................................................... 8
1.3.2
Internet beelden oproepen .............................................................................................. 8
1.3.3
Elektronica in een woning ................................................................................................ 8
Hoofdstuk 2: Digitale schakeltechniek .............................................9
2.1 Logische schakelnetwerk ................................................................................ 9
2.1.1
Booleaanse algebra ......................................................................................................... 9
2.1.2
Minimisatie functies ........................................................................................................ 9
2.1.3
Logische netwerken ....................................................................................................... 10
2.2 Combinatorische bouwblokken..................................................................... 11
2.2.1 Klassieke schakelingen ...................................................................................................... 11
2.2.2
Aritmische schakelingen ................................................................................................ 12
1
Hoofdstuk 3: sequentiële schakelingen ..........................................13
3.1 Realisatie geheugens ....................................................................................... 13
3.1.1 Geheugencellen ................................................................................................................ 13
3.1.2 Geheugenstructuren ......................................................................................................... 14
3.2 Sequentiële systemen ................................................................................... 15
3.2.1
De eindige toestandsmachine ........................................................................................ 15
3.2.2
Verwerking met geheugen ............................................................................................. 16
3.2.3 Digitale automatisatie ....................................................................................................... 17
Hoofdstuk 4: Internet datacommunicatie ......................................18
4.1 Netwerkarchitectuur ....................................................................................... 18
4.1.1 Basisconcepten ................................................................................................................. 18
4.1.2 OSI referentiemodel.......................................................................................................... 18
4.1.3 Internet architectuur......................................................................................................... 18
4.2 Internet protocols ........................................................................................... 19
4.2.1 Internet Protocols ............................................................................................................. 19
4.2.2 Transfer Control Protocol .................................................................................................. 20
4.2.3 Domain Name Service ....................................................................................................... 21
4.3 Datagram routing ............................................................................................ 23
4.3.1 Basisconcepten ................................................................................................................. 23
4.3.2 IP routing proces ............................................................................................................... 23
4.3.3 Routing protocols.............................................................................................................. 23
Hoofdstuk 5: Digitale signaaltechnologie .......................................24
5.1 Digitalisatie analoge signalen .......................................................................... 24
5.1.1 Bemonsteren signalen ...................................................................................................... 24
5.1.2 Kwantisatie signalen ......................................................................................................... 25
5.2 Reconstructie analoge signalen ....................................................................... 26
5.3 Digitale communicatiesystemen ...................................................................... 26
5.3.1 Kanaalcodering ................................................................................................................. 26
5.3.2 Kanaalcapaciteit ............................................................................................................... 27
2
Digitale informatiesystemen: Deel 2
HI/B) - TEW
Inleiding ........................................................................................28
Hoofdstuk 1: Informatie, informatiesystemen en ICT ..................... 30
1.1 Informatie .................................................................................................... 30
1.1.1
De rol van informatie bij bedrijfskundige beslissingen ................................................... 30
1.1.2
Wat is informatie? ......................................................................................................... 30
1.1.3
Informatie als een model vd reële wereld. ..................................................................... 30
1.1.4 Data representatie ............................................................................................................ 30
1.1.4
Verwerking .................................................................................................................... 32
1.1.5
Kwaliteit van data en informatie .................................................................................... 32
1.1.7 Syntax en semantiek ......................................................................................................... 33
1.2 Informatiesystemen...................................................................................... 33
1.2.3 Definitie informatiesystemen............................................................................................ 33
1.2.2 Typologie op basis van de informatie-spiegel .................................................................... 34
1.2.4 typologie qua integratie: departementeel tot inter-organisatorisch .................................. 37
1.2.5 Andere soorten informatiesystemen ................................................................................. 37
1.3 ICT ................................................................................................................ 37
1.3.1 Databanken ...................................................................................................................... 37
1.3.2 Data warehousing ............................................................................................................. 38
1.4 Reflectie en ethische aspecten ........................................................................ 39
1.1.7 Informatie, modellen en wetenschap ................................................................................ 40
Hoofdstuk 2: Bouwblokken van informatiesystemen ..................... 41
2.1 Deel systeemontwikkeling ............................................................................... 41
2.1.1 Methodologieën ............................................................................................................... 41
2.1.2 Enkele definities ............................................................................................................... 41
2.1.3 Watervalmodel ................................................................................................................. 42
3
2.2 Deel ICT ........................................................................................................... 45
2.2.1 Periode 1: Jaren ’60-‘70 ..................................................................................................... 45
2.2.2 Periode 2: Jaren ‘80........................................................................................................... 48
2.2.3 Periode 3: Jaren ‘90........................................................................................................... 55
2.2.4 Periode 4: Jaren 2000 ........................................................................................................ 59
2.3 Conclusies ....................................................................................................... 61
2.3.2 Informatiesysteemarchitectuur ......................................................................................... 61
2.3.2 Hardware en netwerken ................................................................................................... 61
2.3.3 Software ........................................................................................................................... 61
2.3.4 Informatie en informatiesystemen .................................................................................... 61
2.3.5 Integratie .......................................................................................................................... 62
2.3.6 Standaardisatie ................................................................................................................. 62
Hoofdstuk 3: De intelligente/wendbare organisatie van de
toekomst: Samenvatting................................................................63
4
Digitale informatiesystemen: Deel 1
Hoofdstuk 1: Een dag in de 21ste eeuw
Elektronica= de cruciale technologie die de technologische ontwikkeling vd tweede helft 20e eeuw
heeft mogelijk gemaakt. Enabling technology van onze hoog-technologische en kennis-gebaseerde
samenleving bij het begin vd 21e eeuw. Vervlochten met het dagelijkse leven.
1.1 Een ochtend in de auto
1.1.1 Live radio beluisteren
Synchrone mode: geluid w uitgezonden en elders onmiddellijk weergegeven.
Transmissie
Geluid = mechanische drukgolven ->verplaatsing aan geluidssnelheid: 330 m/s = 1180 km/u
Nadeel: kan niet zomaar over grote afstanden door vrije ruimte w doorgestuurd.
∗ Geluid zou veel te snel verzwakken
∗ Kan nooit zo’n lange afstand afleggen
∗ Alle zenders simultaan door lucht verplaatsen: kakafonie veroorzaken
 Obv andere fysische drager w overgedragen
Elektromagnetische golven (licht warmtestraling)
∗ Over grote afstanden zonder extreem te verzwakken
∗ Verplaatsing met snelh vh licht = 300.000km/s
 Geluidsgolven eerst omzetten in elektromagnetische golven.
Fyschische omzetting aan zend- en ontvangstkant.
• Zendkant: - geluidgolf omzetten in elektrisch signaal (microfoon)
- elektrisch signaal wekt elektromagnetische golf op (antenne)
• ontvangstkant: -elektromagnetische golf wekt elektrisch signaal op (antenne)
-elektrisch signaal genereert druk- of geluidsgolf (luidspreker)
Modulatie
Twee extra stappen: -de signalen versterkt aan zendkant en hersteld aan ontvangstkant zodat ze de
grote afstanden kunnen overbruggen
-modulatie/demodulatie: Golven/ ritmes vh geluid w gesuperponeerd of geënt op een andere golf
zodat ze niet allemaal dezelfde ritmes of patronen in de tijd zouden vormen.
-> anders problemen: zou storing veroorzaken bij zelfde frequentie
zendantennes zouden enorm groot moeten zijn (zelfde grootte als golflengte)
Nieuw gevormde golf = draaggolf
-veel hogere frequentie (antennes moeten niet meer zo groot zijn)
-amplitude van draaggolf w gemarkeerd door ander signaal (fig 1.2)
-frequentie draaggolven verschilt per radiozender
-> deze draaggolven daarom radiogolven genoemd.
5
1.1.2 Een CD opname afspelen
Registratie
Asynchroon mechanisme: Geluid op een fysisch medium geregistreerd, om later opnieuw te w gelezen.
->eveneens gebruik van fysische omzetter: elektrisch signaal op materiële drager vast leggen.
• Magnetische bandjes (magnetisatie)
∗ band/lint van magnetisch materiaal
∗ magnetische schrijfkop obv. elektrische signaal een patroon v magnetisatie creëren op h
magnetisch lint.
∗ leeskop: magnetisch patroon detecteren-> elektrisch signaal opnieuw genereren.
Nadeel: de waarde vd magnetisatie blijft nooit perfect behouden.
• Optische schijven (CD/DVD) (fysische registratie)
∗ ih materiaal microscopische kleine gaatjes aan te brengen=branden
∗ met laser of gebundelde lichtstraal w gedetecteerd.
Verschil met magnetische registratie: men kan enkel digitale informatie vastleggen.
=informatie die bestaat uit getallen(eentjes en nulletjes)
Digitalisatie
• Analoog/Digitaal conversie
Een aantal waarden meten en in getallen omzetten die voorgesteld w in binaire vorm(obv 1 en 0)
• Digitaal/Analoog conversie
Signaal opnieuw reconstrueren obv de bewaarde getallen.
 Digitale voorstelling = slechts een benadering
Kan verbeteren dr waarden op te drijven
Digitale voorstelling 2 voordelen:
1. biedt een grote flexibiliteit: geluid kan w bewerkt en in computersystemen w
aangewend/geïntegreerd.
2. Vrijwel imuun aan ruis/storingen: zolang je kan uitmaken of het een 1 of 0 is
->informatie in perfecte staat.
Zie extra over ruis pag 9
1.1.3 Elektronica in een auto
Regelsystemen (allerhande systemen in een auto)
=systemen die op basis van metingen regelen dat bepaalde taken naar behoren w uitgeoefend.
Bv. Vlotter, sensor, motor met automatische injectie (zie boek vr uitleg)
1.2 Een middag op het werk
1.2.1 Automatische verwerking
Basisconcept elektronische verwerking= verwerking in computersystemen ihb eindige
toestandsmachine of FSM
 Systeem bevat mogelijkheden om met buitenwereld te interageren.
1. informatie w ingebracht ih systeem langs invoerapparaten.
Fysische omzetters: toetsenbord, muis
Fysische acties->elektrische signalen.
Door verwerkingseenheid/toestandsmachine als invoervariabele of binaire getallen gezien.
6
Digitale informatiesystemen: Deel 2
HI/B - TEW
Inleiding
Informatie- en communicatietechnologie: belangrijke plaats verworven id economie/maatschappij.
Dagelijkse leven en bedrijfsleven ingrijpend veranderd:
• Indiv personen maken meer en meer gebruik v smartphones/social media.
• Bedrijven en overheden gebruiken ICT voor:
->Meer geavanceerde diensten en producten te leveren.
->Om steeds sneller geïnformeerd te zijn over omgeving.
->Om competitief te zijn.
3 termen die het belang van ICT aanduiden:
1. Information society :
Een samenleving die verregaande toegang hft tot een makkelijke verspreiding v digitale info.
• Geen toegang zou grote problemen vormen in dagelijkse werking: industrieën, overheid,
onderwijs, vervoer en communicatie.
• Nieuwe problemen bij deelnemers information society:
Wie heeft toegang tot welke info, wie is de eigenaar vd info,..
2. Information economy:
Veel spelers id economie afhankelijk vh verzamelen, opslaan en uitwisselen v informatie.
3. Information age:
Verschillende tijdperken gedefinieerd obv belangrijke grondstoffen.
Informatietijdperk: aanduiden vd macht die gepaard gaat met de controle over informatie.
2 belangrijke begrippen:
∗ Informatiesystemen:
Systemen die data verwerken tot informatie.
Hiervoor w hardware en software veelal gebruikt in organisaties.
Systemen die bedrijfskundig relevante informatie verschaffen over: klanten, producten,
voorraadstanden,…
∗ Beleidsinformatica:
De wetenschappelijke discipline die gericht is op de studie vd toepassing vd ICT in bedrijfskundige
of economische context.
De discipline bestudeert:
-Hoe kunnen organisaties ICT inzetten om te innoveren.
-Hoe kunnen nieuwe soorten informatiesystemen w gebouwd.
-Hoe kunnen management-aspecten van informatiesystemen w beheerd.
28
Onderscheid primaire en secundaire activiteiten ve organisatie:
∗ Primaire activiteiten:
Activiteiten rechtstreeks betrekking op productieproces v product/dienst ve organisatie.
->Afdelingen: R&D, productie, operations,…
Onderscheid tussen producten wel/niet bedrijfskundig v aard.
-Wel: bv. financiële producten, marketing diensten,…
-> Kennis is bedrijfskundig.
-Niet: bv. bouw van auto’s, kerncentrales, smartphones,…
-> Kennis van ingenieurs/ontwerpwetenschappers voor ontwerp/productie.
∗ Secundaire activiteiten:
Ondersteunende en organisatorische context waarin de primaire activiteiten w uitgevoerd.
Activiteiten zijn bedrijfskundig v aard.
->afdelingen: accounting, hrm, logistiek,…
Sinds uitvinding computer: gezocht naar nieuwe, innovatieve manieren om deze technologie toe te
passen id economie en bedrijfskunde.
Kenniskloof: moeilijkheden die bedrijfskundigen en programmeurs ondervinden in samenwerking bij
bouwen v informatiesystemen.
 bedrijfskundigen te weinig technische kennis.
 Technici te weinig bedrijfskundige kennis.
 Ontstaan bedrijfsinformatica om kloof te overbruggen. Brug: bedrijfskunde  ICT.
 Ontwikkeld rond twee deelgebieden.
• Bouwen van informatiesystemen (obv vereisten v bedrijfskundige specialist):
-Systeemanalyse
-Systeemontwerp
-Project management
• Managementaspecten van informatiesystemen (hoe geschikte condities voor bouwen
informatiesystemen w gecreëerd):
-IT governance
-IT audit
 Beleidsinformatica bestudeert deze deelgebieden in bepaalde organisatorische context.
 Bestudeerd hoe grote organisaties om gaan met ICT.
Rede: - in verleden veel ICT innovaties ontwikkeld/toegepast id context v grote organisaties.
- kloof tss bedrijfskunde en ICT lijkt meer problemen te veroorzaken id grote organisaties.
-> te maken met grote complexiteit id grote organisaties.
 Kloof verkleind maar niet gedicht: gebrek aan alignment tss bedrijfskunde en ICT.
Louter vertalen v bedrijfskundige concepten -> technische concepten is niet voldoende.
Overbruggen vd kloof: oplossen ve nieuwe categorie v ontwerpproblemen vereisen: ontwerp v
informatiesystemen, organisatie-structuren,....
=> vereist veel meer kennis dan het loutere vertaalproces.
29
Hoofdstuk 1: Informatie, informatiesystemen en ICT
Perspectief dat aansluit bij inzet v ICT in secundaire activiteiten.
Beslissingsondersteunend perspectief: ICT kan een bijdrage leveren tot het nemen van betere
bedrijfskundige beslissingen, door het aanleveren van informatie.
1.1 Informatie
1.1.1 De rol van informatie bij bedrijfskundige beslissingen
Nemen van onderbouwde bedrijfskundige beslissingen = dikwijls afhankelijk vh beschikken over de
juiste informatie.
Rol v informatie beschreven ih DIKAR-model: Data-Informatie-Kennis-Acties-Resultaten.
(zie vb. boek pag. 5)
1.1.2 Wat is informatie?
Onderscheid tss data, informatie en kennis.
• Data:
Ruwe feiten die een bepaald fenomeen, concept of gebeurtenis beschrijven.
Gaat om feiten zonder verdere betekenis of interpretatie.
Bv. 18, Kerkstraat,…
• Informatie:
Data die een specifieke betekenis heeft in een specifieke context.
Bv. 18=aant bestellingen ve klant bij een organisatie in 2014, Kerkstraat= straatnaam leveradres
vd klant. => 18 en Kerkstraat krijgen Bedrijfskundige context.
 onderscheidt data en informatie is relatief en zelfs subjectief.
• Kennis:
Begrijpen ve bepaald ontwerp omd gebruik v bepaalde hoevlhdn informatie, ervaring, expertise.
Kennis= meer dan informatie => soort know-how.
1.1.3 Informatie als een model vd reële wereld.
Informatiesysteem is soort informatie-spiegel vd reële wereld waarin we leven.
Reële wereld representeren dmv data en informatie.
Informatie en informatiesystemen maken een model vd reële wereld.
 = een abstractie.
 Model minder complex dan echte wereld.
 Uitgedrukt in tekens/symbolen bv. getallen, cijfers.
 Belang dat tekens syntactisch correct zijn.
 Semantiek/betekenis van belang.
Voordelen:
-Vaak sneller/efficiënter voor het maken v berekeningen.
-Informatie-spiegel veel preciezer. Vwde: kwaliteit v informatiespiegel moet goed zijn.
1.1.4 Data representatie
1. Gericht op mensen en verwerking door mensen.
- Klassiek: reële wereld beschreven door bv getallen die bestellingen etc. voorstellen.
- Recent: nieuwe representatiewijzen bv tag clouds, word clouds etc.
= visuele weergaven vd inhoud v bv een pagina waarbij termen die vaak voorkomen op de
pagina, groter w weergegeven dan andere.
30
2.
Gericht op verwerking door machines/computers.
Binaire data representatie.
Recent ook Quick Response (QR) codes: computers scannen ze en stellen ze intern binair voor.
 Maakt onderscheid tss gestructureerde, semi-gestructureerde en ongestructureerde data.
• Gestructureerde data:
-Enkelvoudige datatypes: bevatten enkel stuk informatie (bv prijs ve product).
∗ Integer: Geheel getal.
Het aant bites dat ih geheugen w toegewezen->bepaalt hoe groot het getal is dat kan
w opgeslagen.
∗ Real: Rationeel getal.
∗ Datum: Datatype dat specifieke syntax voorschrijft om een datum op te slaan.
∗ String: Tekenreeks/stuk tekst met maximum v bv 256 tekens.
-geaggregeerde datatypes.
∗ Lijsten/Arrays: gebruikt om meerdere enkelvoudige waarden weer te geven.
-In 1 lijst: alle waarden v hetz enkelvoudige datatype.
-Index verwijst naar specifieke plaats id lijst.
-1 index = 1 dimensionale array
-3 indexen = 3 dimensionale array: visualiseren als versch tabbladen v rekenblad.
∗ Records: Opslaan versch gegevens die niet van hetz enkelvoudige datatype zijn.
Voorstellen als: steekkaart waarop versch soorten informatie zijn weergegeven.
-> meerdere records: array v records.
∗ Relationele databanken: gebruiken intern een data representatie obv tabellen = een
array v records.
-In een tabel geven de kolommen weer welke gegevens in elke record moeten w
opgeslagen.
-Attribuut kan enkelvoudige waarde bevatten.
-Kan ook verwijzing naar record ie andere tabel bevatten= de waarde vd sleutel ve
record w bijgehouden id tabel waarnaar verwezen w.
-Voorwaarde: opgeslagen data = homogeen.
->horizontale homogeniteit: elke record ve bepaald type bevat dez attributen.
->verticale homogeniteit: elk veld bevat voor alle records hetz type informatie.
∗ Boomstructuur: gegevens hiërarchisch weergeven.
-Knopen: de verschillende elementen.
-Ouder-knoop: knoop die op hiërarchisch hoger niveau ligt. (Elke knoop 1ouder.)
-Wortel-knoop: begin vd boomstructuur. Heeft geen ouder.
-Kind-knoop: lagergelegen knopen die relatie hebben met bovenliggende knoop.
-Broers/zussen: hebben dez ouder-knoop.
-Bladeren: Knopen zonder kind-knopen.
Voordeel: voor bepaalde types verwerking zeer goede, performante algoritmes
gekend.
• Ongestructureerde informatie:
Bv. audio, video
-BLOB (Binary Large Object): Informatie w als grote, lange rij bits gerepresenteerd ie
computer.
Een computer kan de interne structuur v muziek niet opmaken uit de BLOB representatie.
->vandaar ongestructureerd.
31
•
Semi-gestructureerde informatie:
Bv. teksten, documenten, e-mails etc.
 Er is een interne structuur (afzender, bestemmeling, onderwerp, etc)
 Tekst vd boodschap = één geheel, computer onderkent weinig/geen structuur.
Bij semi- en ongestructureerde info w veel gebruik gemaakt van XML (eXtensible Markup
Language) (XML-document)
 een taal leesbaar door mensen en computers
 opmaaktaal die toelaat ‘tags’ toe te voegen aan data
 brengt structuur en betekenis aan id data
 XML document bestaat uit boom v elementen die uit andere elementen bestaan.
(Standaarden zoals OpenDocument: maken representeren, opslaan v documenten,
rekenbladen, presentaties in XML-formaat mogelijk.)
-Hoeveelheid structuur ie data representatie bepaalt de mogelijke verwerking vd data.
-Mogelijkheden vr data representatie zonder structuur:
->met additionele verwerking berekenen.(bv geavanceerde spelling checker)
->toevoegen gestructureerde data aan ongestructureerde data. (bv tags toevoegen)
= XML-data na de BLOB ‘geplakt’
• Tacit knowledge
=ontastbare kennis die moeilijk of niet geëxpliciteerd of gecommuniceerd/overgedragen kan
worden.
Soms associatie van know-how.
Tacit knowledge w opgebouwd door ervaring bv in productieprocessen, accountancy, etc…
 Informatie-spiegel vertoont toch nog beperkingen.
1.1.4 Verwerking
Het is de verwerking die data tot informatie maakt
 door data zinvol te maken ie beslissingsperspectief.
Verwerking bestaat bv uit:
• Selecteren van data
• Aggregeren van data
• Sorteren van data op één of meerdere criteria
=vormen relatief eenvoudig: geen complexe verwerking idvv statistische/wiskundige algoritmes.
Business intelligence en data mining: hebben recent de verwerking in infosyst. complexer gemaakt.
= geavanceerde statistische/wiskundige algoritmes gebruikt om koopgedrag v klanten te analyseren.
1.1.5 Kwaliteit van data en informatie
Beschreven adhv versch kenmerken:
• Correctheid: Het fouten-vrij zijn van data en informatie.
Maar: dikwijls kost-efficiënte vorm van correctheid:
=> kost vh fouten-vrij houden stijgt met de hoeveelheid en complexiteit vd data.
• Accuraatheid: nauwkeurigheid.
Afhankeijk vd toepassing voldoet een bepaalde accuraatheid.
• Volledigheid:
2 mogelijke problemen:
-Een bepaald stuk info kan ontbreken bij sommige records.
-Niet alle nodige records zijn aanwezig.
• Relevantie: de info voldoet aan de noden vd klant.
32