winfo (Fach) / Kap. 2 (Lektion)

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Hardware & Software

Diese Lektion wurde von annesophiasch erstellt.

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  • Top 100 most valuable global brands Früher: Marken wie Coca Cola, Marlboro, McDonald als Top10 Heute: Anbieter von Hardware, Software und digitale Dienstleistungen --> Google, Apple, Microsoft
  • EVA Eingabe-Ausgabe-Verarbeitung: Daten (Input)   -->          Transformation            --> Daten (Output)                                         Speicherung Z.B. Dateneingabe: Keyword --> Google-Suchergebnis = relevante Websiten
  • Architektur von Rechnern: von Neumann-Ansatz --> siehe GRAFIK! Innerhalb der CPU (Prozessor): Das Steuerwerk holt sich Befehle aus dem Hauptspeicher, entschlüsselt diese & steuert Reihenfolge, in der die Befehle des Programms abgearbeitet werden Das Rechenwerk übernimmt die Befehle vom Steuerwerk sowie die zur Ausführung der Befehle notwendigen Daten aus dem Hauptspeicher und führt die Befehle aus
  • Leistungsfähigkeit von Prozessoren Taktzahl (in Hertz) = Verarbeitungsschritte / Zeiteinheit
  • Architektur dient zur Unterstützung... Der Verarbeitung von multimedialen Informationen (Grafik-Prozessoren) Mobiler Arbeitsumgebungen (Intel Centrino, Intel Atom)
  • Busse dienen der Kommunikation (interne & externe Datenwege) Datenbus: Verknüpfung von Hauptspeicher & Rechenwerk Adressbus: Verknüpfung von Hauptspeicher & Steuerwerk
  • Moore's Law bei Hochleistungsrechnern First Microprocessor had 22 hundret transistors, now we have like a billion transistors --> Anzahl der Transistoren auf einem Mikrochip (bei gleichbleibenden Herstellungskosten pro Stück) verdoppelt sich ca. alle 18-24 Monate (1965 ging er noch von Verdopplung von alle 2 Jahre aus)
  • Hauptspeicher Aufgaben Aufnehmen der Programme, die zur Bearbeitung anstehen Befehle für Zentralprozessor bereithalten Zur Verarbeitung benötigte Daten bereitstellen --> entstehende Ausgabedaten speichern Jeder Speicherplatz d. Hauptspeichers = fortlaufend addressiert & erzählt Speicherwort als kleinste für Benutzer zugängliche Einheit
  • Bestandteile d. Hauptspeichers Arbeitsspeicher (RAM) Festwertspeicher (ROM)
  • Arbeitsspeicher (RAM) Programme müssen zum Zeitpunkt der Ausführung vollständig / partiell in Arbeitsspeicher zur Verfügung stehen
  • Bit Grundlegende Einheit in Informationstechnik Darstellung in binären Zuständen (0/1; true/false; über/unter Schwellwert) 1 Bit: 21 = 2 mögliche Zustände darstellbar n Bit: 2n mögliche Zustände darstellbar Datenübertragungsraten werden in Bit angegeben - Breitbandverbindungen, DSL
  • Byte 1 Byte entspricht einem Tupel von 8 Bit (Oktett) Grundlegende Einheit für Speicherkapazität (Festplatten) Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, Terabyte Uneinheitlicer Gebrauch (10 GB Festplatte bedeutet z.B. meist 10 x 109)
  • Speicherworte Direkt addressierbare Speicherzellen (Größe in PCs: 2 oder 4 Byte)
  • Einteilung von Massenspeichern Massenspeicher Sequentielle Speicher Magnetbänder Magnetbandkassetten Direktzugriffsspeicher Magnetplatten (Festplatten, Wechselplatten) Disketten Optische Speicher (CD-Roms, DVDs, Blu-rays) Halbleiterspeicher (ROMs, RAMs)
  • Software umfasst Programme (maschinenausführbare Algorithmen) Daten (Input & Output d. Programme)
  • Was ist Algorithmus? Handlungsvorschrift zur Lösung eines Problems / bestimmten Art von Problemen --> zentrale Themen d. Informatik Steuern Computer und Maschinen (in Form von Computerprogrammen, elektronische Schaltkreise)
  • Eigenschaften v. Algorithmen Diskretheit: Algorithmus besteht aus Folge von Schritten Determiniertheit: Bei gleichen Startbedingungen erzeugt er stets dasselbe Endergebnis Eindeutigkeit: Nach jedem Schritt lässt er sich auf höchstens eine Art fortsetzen Endlichkeit: Er endet nach endlich vielen Schritten
  • Komplexität von Algorithmen Komplexität = Rechenaufwand, den Algorithmus zur Lösung eines Problems benötigt Kenntnis d. Komplexität wichtig für Abschätzung d. Rechenzeitverbrauchs Formale Darstellung Komplexität: O(f(n)) O = Rechenaufwand n = Parameter d. Problems Komplexität kann polynomial: O(n2) oder exponentiell: O(2n) 2 Klassen von Problemtypen anhand d. Rechenaufwandes Klasse P: Probleme mit polynomialem Aufwand lösbar Klasse NP: Bisher kein Algorithmus bekannt, mit dem Problem mit polynomialem Aufwand lösbar wäre
  • Formalisierbarkeit & Berechenbarkeit eines Problems Formalisierbarkeit Nicht jedes Problem ist formalisier- und berechenbar Viele Aktivitäten & Prozesse können nicht / unzureichend formal abgebildet werden Von Grad d. Formalisierbarkeit hängt Grad d. Automatisierbarkeit /technische Unterstützung eines Problems, ab Berechenbarkeit Problem ist berechenbar, wenn es Algorithmus zu Problem gibt -->Problem kann in endlicher Zeit gelöst werden Manche Probleme lassen sich zwar formal-mathematisch beschreiben, sind aber nicht berechenbar NICHT jede Aufgabe kann sinnvoll durch AS unterstützt werden
  • Klassifikation von Software Systemsoftware Betriebssysteme Datenbanksysteme Netzwerksoftware Softwareentwicklungssysteme Anwendungssoftware Betriebswirtschaftliche Software Technisch / Wissenschaftliche Software Branchensoftware Querschnittssoftware
  • Software: Systemsoftware: Betriebssysteme AUFGABEN Bereitstellung eines Systems zur Dateiverwaltung Verwaltung der Hardwarebetriebsmittel (Prozessor, Hauptspeicher, Peripheriegeräte) Administration d. Benutzeraufträge / Überwachung d. Programmabläufe Bereitstellung Mensch-Maschine Schnittstelle (Kommunikation mit System)
  • Systemsoftware: Betriebssystem: EIGENSCHAFTEN moderner Betriebssysteme Grafische Benutzerschnittstelle (GUI) Batch- / Dialogverwaltung Multitasking & Multiusing Hierarchische Dateiverwaltung
  • Software: Systemsoftware: Betriebssystem BEISPIELE Microsoft Windows Unix (viele Hersteller, IBM, Siemens, HP) - Multitasking, Multiusing Linux: Open-Source-Entwicklung, kostenlos
  • Dienstprogramme Abwicklung systemorientierter, anwendungsneutraler Aufgaben Beipspiele Sortierprogramme Suchprogramme Kopieren v. Daten Datensicherung Optimierung d. Speicherorganisation
  • Treiber Übersetzer zwischen Protokollen versch. Funktionseinheitenbzw. Übersetzer zw. Programmen & Funktionseinheiten Beispiele: Druckertreiber Grafikkartentreiber Webcamtreiber
  • Basissoftware Stellt Funktionalitäten zur Verfügung, die unabhängig v. spezifischen Arbeitsgebieten genutzt werden Bsp.: E-Mails, Termin-/Addressverwaltung, Browser, Virenscanner, Komprimierungsprogramme
  • Bürosoftware Grundlage d. Erfolgs d. PCs Bspe: Textverarbeitung Desktop-Publishing-Programme (Verbindung v. Grafik & Text zum Erstellen v. Zeitschriften) Tabellenkalkulationsprogramme Editoren für Webseiten
  • Funktions- & prozessorientierte Software Unterstützung eines Anwendungsbereichs und seiner Prozesse Anwendungsbereichsübergreifende Unterstützung d. Prozesse (horizontal, vertikal)

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