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Stand: Montag, 11.06.2007 Stoff der Vorlesung Prof. Busbach-Richard bzw. Fr. Pechmann
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VI-LERNGRUPPE Grundstudium 2006/200714. Juni 2007Fachhochschule Kehl
Teil 2
Inhalte
1. Definitionen2. Technik
2.1. Hardware2.1.1. Bits, Bytes & Zahlensysteme2.1.2. von-Neumann Architektur2.1.3. Datenein- und -ausgabe
2.2. Software2.2.1. System- und systemnahe Software2.2.2. Anwendungssysteme
3. Datenorganisation 4. Kommunikation5. Konstruktion von Informationssystemen
1. Definitionen I
•Daten▫elektronisch, maschinelle Verarbeitung▫codierte Fakten▫Zeichen 0, 1
•Information▫Mensch▫interpretierte Daten mit Handlungsbezug
•Wissen▫verarbeitete Information
•Nachrichten▫Folge von Zeichen zur Übermittlung von
Daten
1. Definitionen II
•Kommunikation▫Prozess zur Übertragung von Nachrichten
zwischen Sender und einem oder mehreren EmpfängernSender Kanal Empfänger
•Algorithmus▫Verfahrensbeschreibung zur Abarbeitung
einzelner Schritte▫soll eine Klasse von Aufgaben lösen▫Resultat eines Algorithmus ist eine
Nachricht / Information
1. Definitionen III
+ Syntax
+ Kontext
+ Interpretation
+ Erfahrung
- Hardware -
2.1.1. Bits, Bytes & Zahlensysteme
• Binärsystem▫ Bit als kleinste Darstellungseinheit
(1 / 0, An / Aus, Ja/ Nein)▫ mit n Binärzeichen ergeben sich 2n Kombinationen▫ „alles was zählbar bzw. messbar ist, kann codiert
werden!“• Byte-Einheiten
▫ 1 Kilobyte (KB) = 210 Byte = 1.024 Byte▫ 1 Megabyte (MB) = 220 Byte = 1.048.576 Byte▫ 1 Gigabyte (GB) = 230 Byte ▫ 1 Terrabyte (TB) = 240 Byte
• ASCII-Code▫ Länderabhängig wg. Sonderzeichen▫ 7bit = 128 Zeichen▫ 1 MB ergibt ca. 500 Seiten (bei 2000 Zeichen /Seite)
• Unicode▫ 16 / 32 bit▫ Aufnahme aller gebräuchlichen Zeichensätze▫ 1 MB ergibt ca. 125 Seiten (bei 2000 Zeichen /Seite,
Unidoce 32)
2.1.2. von-Neumann Architektur
• Zentraleinheit (CPU)▫Steuerwerk▫Rechenwerk
• Hauptspeicher (Arbeitsspeicher, interner Speicher)
• Externe Speicher (Sekundärspeicher)• Busse• Peripherie
2.1.2. von-Neumann Architektur
•CPU▫Verbindung zu Hauptspeicher, Peripherie etc.▫„Herz des Rechners“▫Ablaufzyklus
Steuerwerk holt Befehl aus Hauptspeicher Steuerwerk interpretiert Befehl Rechenwerk führt Befehl aus
•Hauptspeicher▫Speicher, auf den die CPU direkt zugreifen
kann RAM (Random Access Memory)
z.B. Arbeitsspeicher ROM (Read-Only-Memory)
z.B. BIOS Cache (Zwischenspeicher, vgl. Notizzettel)
2.1.2. von-Neumann Architektur
•Externer Speicher▫magnetischer Speicher (Festplatten,
Disketten)▫optischer Speicher (CD-ROM, DVD, …)
•Ablaufschema
2.1.2. von-Neumann Architektur
• Buskonzept▫ Datenübertragung zwischen Computerbestandteilen
innerhalb eines Computers▫ Ein Bus kann mehrere Peripheriegeräte über den
gleichen Satz von Leitungen miteinander verbinden.
• Peripheriebus▫ parallel
SCSI (7 Geräte) EIDE (2-4 Geräte)
▫ seriell Firewire (> 64000 Geräte) USB (127 Geräte)
• externer Bus▫ parallel
ISA, PCI, AGP▫ seriell
PCI-Express (Aufteilung in Bahnen, exklusive Zuteilung fester Bahnen)
2.1.2 von-Neumann-Architektur
• Bewertung der Komponenten▫CPU
Architektur Zykluszeit / Taktfrequenz Verarbeitungsbreite (32bit / 64bit) Zahlendarstellungen
▫Interne Speicher Hauptspeichergröße Zugriffszeit Größe des Cache Memory Maximale Größe des virtuellen Speichers
▫Ein- / Ausgabe-System Übertragungskonzept (Bus, Kanal)
Maximalzahl anschließbarer Geräte Übertragungsraten
2.1.2 von-Neumann-Architektur
•Mehrprozessorsysteme▫eng gekoppelt
▫lose gekoppelt
▫massiv parallel
2.1.3. Datenein – und ausgabe
• Tastatur▫Eingabegerät mit einer Vielzahl von Tasten, die
auf bestimmte Weise angeordnet und mit bestimmter Bedeutung belegt sind.
• Maus▫Zusatzeinrichtung zu einem Bildschirm, deren
Bewegung auf einer ebenen Fläche von der Positionsmarke auf dem Bildschirm in Richtung und Geschwindigkeit unmittelbar nachvollzogen wird.
• Schreibstifteingabe auf dem Bildschirm• Scanner
▫Peripheriegeräte, die mittels zeilenweiser, optischer Abtastung von Vorlagen (Schriftstücke, Fotos, Zecihungen usw.) getreue elektronische Rasterbilder (=Pixelgrafiken) erzeugen.
• Bildschirm
- Software -
2.2.1 System- und systemnahe Software
•Software▫Sammelbegriff für alle Programme, die in
einem informationsverarbeitenden System Anwendung finden können Betriebssysteme
(Gruppe von Programmen, die den Einsatz der Hardware und der Anwendersoftware unterstützt, steuert und koordiniert) Aufgaben
▫Job-Management▫Task-Management (Prozessor, Speicher, Geräte)▫Data-Management (Dateikatalogsystem,
Zugriffsmethoden)
2.2.1 System- und systemnahe Software
3. Datenorganisation
Schmid□□□|Florian □□□|19841026
alpha-numerisch | alpha-numerisch | numerisch (hier:Datumsfeld) 9 Zeichen 10 Zeichen 8 Zeichen
4. Kommunikation
• Netzwerk-Architektur▫Peer-to-Peer Netzwerke▫Serverbasierte Netzwerke▫Grundformen
Busnetz Ring-Netz Sternnetz
• Ziele / Aufgaben▫bessere Kapazitätsausnutzung▫paralleler Datenzugriff▫gemeinsame Nutzung von Programmen /
Hardware▫Kommunikation innerhalb des Verbundes▫Speicherung an verschiedenen Orten (Sicherheit)
• LAN, MAN, WAN, GAN
4. Kommunikation
•Netzwerkkomponenten▫Übertragungsmedium (Kabel / Wellen)▫Netzkarte▫Netzzugangsprotokoll
ISO / OSI Schichtmodel TCP / IP Protokoll
▫Switch▫Router
5. Konstruktion von Informationssystemen