datenverarbeitung mitschrift vom 06.10.2007. buchempfehlung hansen wirtschaftsinformatik i isbn:...
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Datenverarbeitung
Mitschrift vom 06.10.2007
Buchempfehlung
Hansen
Wirtschaftsinformatik I
ISBN: 3-8252-0802-1
Dualsystem
Zahl: 7432
= 7 * 1000 + 4 * 100 + 3 * 10 + 2 * 1
= 7 * 10³ + 4 * 10² + 3 * 101 + 2 * 100
Die Datenverarbeitung arbeitet nicht mit dem Dezimalsystem, sondern mit dem Dualsystem.
Basis ist nicht 10, sondern 2
Dualsystem
Bsp.: 1 0 1 1
2³ 2² 21 20
= 1* 2³ + 0 * 2² + 1 * 21 + 1 * 20
= 8 + 0 + 2 + 1
= 11
1011 im Dualsystem entspricht der Zahl 11 im Dezimalsystem
Dualsystem
Woran sehe ich, ob ich die Zahl als Dezimalzahl oder als Dualzahl lesen soll?
Basiszahl als Index:
112 bzw. 1110
Dualsystem
Wie bekomme ich aus einer Dezimalzahl eine Dualzahl?
Horner Verfahren:
11:2 = 5 Rest 1
5:2 = 2 Rest 1
2:2 = 1 Rest 0
1:2 = 0 Rest 1
10112 entspricht 1110
1011
+ 11
1110
Addieren im Dualsystem
2³ 2² 21 20
= 1 * 2³ + 1 * 2² + 1 * 21 + 0 * 20
= 8 + 4 + 2 + 0
= 1410
Der Zahlenwert geht nicht höher als 1, d.h.
1 + 1 = 10
1 + 1 + 1 = 11 usw.
Dualsystem
7432
StellungsparameterHunderter-, Zehner- oder Einerstelle bzw.
20er- 21er-, 2²er oder 2³er Stelle im Dualsystem
ZahlenwertWerte von 0-9 bzw. von 0-1
Subtraktion von Dualzahlen
10112
- 1002
invertieren 01002
+ 1002
1000
reinvertieren= 0111
Subtraktion von Dualzahlen
10112
- 1002
invertieren 01002
+ 1002
1000
reinvertieren= 0111
2³ 2² 21 20
= 0 * 2³ + 1 * 2² + 1 * 21 + 1 * 20
= 0 + 4 + 2 + 1
= 710
Invertieren:
0 1
1 0
- +
Dualsystem: Rechenbeispiel
35 Aufgabe mit den entsprechenden
- 17 Dualzahlen lösen
1. Zahlen umwandeln
35 : 2 = 17 Rest 117 : 2 = 8 Rest 1 8 : 2 = 4 Rest 0 4 : 2 = 2 Rest 0 2 : 2 = 1 Rest 0 1 : 2 = 0 Rest 1
3510 entspricht 1000112
1710 entspricht 100012
Dualsystem: Rechenbeispiel
35 Aufgabe mit den entsprechenden
- 17 Dualzahlen lösen
1000112
- 100012
2. Subtraktion durch Invertieren und Umwandlung
0111002
+ 100012
101101
invertieren
reinvertieren010010= 0 * 25 + 1 * 24 + 0 * 2³ + 0 * 2² + 1 * 21 + 0 * 20
= 0 + 16 + 0 + 0 + 2 + 0 = 18 Stimmt
Code
Ein Code bezeichnet die Transformationsregel, um einen Zeichensatz in einen anderen zu überführen.
z.B. Umwandlung Dual- zu Dezimalsystem Morse Code (Morsezeichen und Buchstaben)
Ein Code muss eindeutig sein, d.h. bei Rücktransfor-mation der Codierung muss wieder der ursprüngliche Text heraus kommen.
Wie kommt man zu einem Byte?
26 Buchstaben klein26 Buchstaben groß 6 Sonderzeichen (ä,ö,ü)10 Ziffern20 Spezielle Zeichen ([ ; ! = ?)88
88 Zeichen wären notwendig, um die deutsche Sprache darzustellen
Wie kommt man zu einem Byte?
20
21
2²2³24
25
26
27
28
29
210
12481632641282565121024
Mit 7 stelligen Zahlen wäre es möglich, alle Zahlen, die wir hier in Deutschland brauchen, eindeutig darzustellen.
Da wir in der westlichen Welt jedoch wesentlich mehr Sonderzeichen haben als nur die deutschen Umlaute (Nordische Sonderzeichen, Akzente im Französischen und Spanischen usw.) braucht man acht Stellen, um diese auch noch zu erfassen.
Ein Byte hat 8 Stellen.
Datenhierarchie
1 Bit Binary Digit 1b
1 Byte = 8 Bit 1B
1 Datenfeld = n Byte (z.B. PLZ)
1 Datensatz = m Datenfelder (Artikelsatz)
1 Datei = x Datensätze
1 Datenbank= y Dateien
Code
2 gebräuchliche Codes in der DV: ASCII (heute: normale PCs) EBCDIC (Großrechner)
Beide basieren auf dem Hexadezimalsystem:1 0 1 1 1 0 1 1
Linkes Halbbyte
24
Rechtes Halbbyte
24
Wir haben ein Hexadezimalsystem:
0 81 92 A3 B4 C5 D6 E7 F
Rechnerhierarchien HC Home Computer (C64, Amiga,
Spielkonsolen) PC Personal Computer
Notebook PDAs Desktop
Workstation (für Design und Konstruktion) Mittlere Datenverarbeitung* (AS400, HP9000) Groß-Datenverarbeitung*
*: hier ist noch eine Einteilung nach kaufmännischer Bereich, technisch / wissenschaftlicher Bereich und Produktion (unterschiedliche Anforderungen) möglich
Aufbau einer CPU (Central Processing Unit)
Befehle
Daten256
Einteilungen
Microcode
Steuerwerk Leitwerk
Hauptspeicher RAM
Arbeitsspeicher
Rechenwerk ALU
Kernspeicher
1
2
3
4
5
7
6
Begriffe
MIPS = Millions Instructions per Second Prozessor: besteht aus Steuerwerk und
Rechenwerk CPU: Steuerwerk, Rechenwerk + RAM Complex Instruction Set Computing;
Reduced Instruction Set Computing: Maßnahmen um PCs schneller zu machen, nicht so wichtig glaub ich;)
Rechnerarchitekturen
ProzessorCPU
Haupt-speicher
DMA
DMA = Direct Memory Access C = Controller (Schnittstelle)
BUS
C
C
C
C
Moni-tor
Netz-werk
Fest-platte
Drucker
BUS
Pro Takt im Moment 32 Bit, 64 Bit kommt jetzt. Großrechner versendet pro Takt 128 Bit.
Wann wird das Bit gesendet:
* **
*
*: Schaltvorgang: Hier wird der Befehl durchgeführt
Takt = 1 Sinusschwingung
Interrupt
= Unterbrechung, mit dem Hinweis, dass eine Unterbrechung vorliegt, die sofort bearbeitet werden muss
(vor allem anderen)
Unterbrechung mit der Bitte um Weiterverarbeitung
Computer schneller machen I
Symmetrische-Multi-Prozessor (SMP)
Memory
Input/Output System
CPU CPU CPUCPU
Mehrere CPUs, aber kein so gutes Verfahren, da das Memory immer nur einen CPU „bedienen“ kann und die anderen so warten müssen (Warteschlangentheorie)
Höchstens 4 CPU sind so sinnvoll
Computer schneller machen II
Massiv Parallel Processing (MPP)
Mem
I/O
CPU CPU CPUCPU
Mem Mem Mem
I/O I/O I/O
99,8% Leistungszuwachs pro Einheit, sehr effektives Verfahren
Wie kommen die Zahlen in den Hauptspeicher?
Spannung bestimmt, ob die Speichereinheit 0 oder 1 anzeigt
Non Data
1
0
4,5V
5V
0,5V
0V
*
*: konstanter „Refresh“ des Hauptspeichers, um die Daten auf den neusten Stand zu halten (mit der Zeit fällt die Spannung immer weiter ab (Transistoreffekt)
Aufbau Großrechner
CPU
Mem
I/O VorrechnerFront/End
Drucker, Magnetbänder etc.
Controller
Softwarebereich
Software
BetriebssystemeSystemnahe
Software
Anwendersoftw.a) Individualsw.b) Standardsw.
a) Vertikalb) horizontal
Horizontal: über alle Marktbranchen hinweg
Vertikal: für eine Branche
Standardsoftware vs IndividualsoftwareStandardsoftware
+ niedrige Kosten+ Schulungen vorhanden+ Dokumentation vorhanden+ Datenaustausch+ sofort verfügbar+ „relativ“ fehlerfrei
Individualsoftware
+ passt genau auf Betrieb+ schnelle Erweiterbarkeit+ Know-How bleibt erhalten+ schnelle Fehlerbehebung
- hohe Kosten- kaum Schulungen- kaum Dokumentation - kaum Datenaustausch- lange Erstellungszeiträume+ „fehlerbehaftet“
- passt nicht genau auf Betrieb
- Erweiterbarkeit schwierig- Vorsprünge gehen verloren- Know-How geht schneller
verloren- langsame Fehlerbehebung
Betriebssysteme
Anwender-Software
Betriebssystem
Hardware
Das Betriebssystem ist der Mittler zwischen Hardware und Anwendungssoftware. Es muss genau auf den jeweiligen Rechner angepasst sein.