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Informatik
-
Systeme
Gruppenarbeit WPU85—2010/2011:
GYD 2 WPU85-STE
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Informatik Systeme
2011-03
Inhaltsverzeichnis Vorwort .............................................................................................................................................................. 3
Die Architektur (Ein Überblick) ......................................................................................................................... 4
Eingabegeräte .................................................................................................................................................... 7
Ausgabegeräte ................................................................................................................................................. 10
Betriebssystem ................................................................................................................................................. 13
Zentrale Einheiten (CPU / Speicher-Arbeitsspeicher/Disk) ............................................................................... 24
Anwendungsgebiete......................................................................................................................................... 29
Welche Informatik-Systeme gibt es eigentlich? ............................................................................................... 31
Zusammenfassung Architektur HW + SW ....................................................................................................... 37
Codierung - Von Nullen und Einsen ................................................................................................................ 39
Abkürzungsverzeichnis ..................................................................................................................................... 43
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Vorwort
Dieses Heft ist entstanden im Rahmen des Wahlpflichtunterrichtes Informatik im März
2011 in einer Zusammenarbeit der verschiedenen Teams des Kurses WPU85.
Wir haben uns Gedanken gemacht, was sind Informatik Systeme und welche Bausteine
sollten wir kennen. Entscheidend war und ist das Suchen, Kennenlernen und Ordnen der
verschiedenen Sachthemen, das Eindringen der Information in nahezu alle Bereiche des
täglichen Privat- und Berufslebens. Die HW spielt dabei nur ein Vehikel.
Aktualität: dieses Heft ist in kurzer Zeit entstanden und ist von daher im
Informationsgehalt heterogen und zum Teil nicht auf der Höhe der Zeit, was in diesem
Fachgebiet z.T. in zwei Wochen sowieso wieder der Fall wäre, weil hier die Entwicklung
besonders schnell fortschreitet.
Dieses Werk dient nicht der Veröffentlichung im Allgemeinen. Die Schüler haben sich
Mühe gegeben, auch Zitate aus dem Internet zu kennzeichnen, dies jedoch aus Zeitnot
und der daraus folgende Eile nicht immer genau genug geschafft. Auch dies ist
Bestandteil des Unterrichts und beim nächsten Mal werden wir besser.
Klaus Sterk, STE
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Die Architektur (Ein Überblick)
M-B, F-F, A-W, C-G
Architektur eines PC´s
Innenarchitektur
Wie ein Architekt eines Gebäudes die Prinzipien und Ziele eines Bauprojektes als die Basis für
die Pläne des Bauzeichners festlegt, genauso legt ein Computer-Architekt die Computer-
Architektur als Basis für die eigentlichen Designspezifikationen fest. (Wikipedia, Architektur
eines PCs, Anwendung).
Das Funktionsprinzip eines Computers wurde vom rumänischen Mathematiker John von
Neumann entwickelt. m Juni 1945 gab John von Neumann die erste Beschreibung des logischen
Aufbaus eines Computers an. Das damals von ihm vorgeschlagene Konzept wurde allen
technischen, wissenschaftlichen und kommerziellen Anforderungen gerecht und selbst die
heutigen Rechner orientieren sich noch an der Struktur dieses klassischen Universalrechners.
Der Rechner ist nach ganz bestimmten Prinzipien aufgebaut und besteht aus fünf
Funktionseinheiten:
Steuerwerk,
Rechenwerk,
Speicher,
dem Ein/Ausgabesystem.
Datenbus
Das Steuerwerk hat die Aufgabe, den Ablauf eines Programms zu steuern. Es sorgt dafür, dass
der als nächstes auszuführende Befehl aus dem Speicher geholt wird, dass er decodiert
(entschlüsselt) wird und dass für die Ausführung des Befehls notwendige Daten aus dem
Speicher in das Rechenwerk gelangen.
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Im Rechenwerk finden alle logischen und arithmetischen (rechnerischen) Operationen statt.
Der Speicher ist in gleich große Speicherzellen unterteilt. (Bei modernen PCs ist eine solche
Speicherzelle 1 Byte, also eine 8-stellige Dualzahl). Im Speicher wird nicht zwischen Befehls-
und Datenspeicher unterschieden. Sowohl Daten als auch Befehle sind dual codiert
(programmiert). Die Bedeutung des Inhaltes einer Speicherzelle hängt somit davon ab, in
welcher Situation der Inhalt ausgelesen wird.
Um Daten ein- und ausgeben zu können, ist noch das Ein/Ausgabesystem (Tastatur, Monitor)
notwendig.
Die Kommunikation zwischen diesen Komponenten erfolgt über einen Datenbus. Um eine 8-bit-
Dualzahl in einem Schritt von einer Komponente(Bestandteil eines ganzen Gegentands in eine
andere zu übertragen, braucht man 8 parallele Datenleitungen. Moderne PCs arbeiten sogar mit
32-bit Datenbussen.
Graphische Darstellung:
Außenarchitektur
Ein Computergehäuse (engl. case) dient dazu, alle Komponenten eines Computers in sich
aufzunehmen, damit diese nicht ungeschützt äußeren Einflüssen (wie Schmutz, Wasser,
Elektrizität, Druck etc.) ausgesetzt sind.
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Mausgrau und optisch leider meist wenig ansprechend präsentieren sich die meisten PC-
Gehäuse. Man unterscheidet zwischen 3 Arten.
Das Desktopgehäuse, den Midi-Tower und den Big-Tower.
Eine sehr flache Form zeichnet das Desktopgehäuse aus. Es ist zwar klein und Platzsparend,
bietet aber dadurch nur sehr wenig Möglichkeiten zum zusätzlichen Einbau weiterer
Komponenten. Es wird meist direkt auf den Schreibtisch gestellt, wodurch sich der Name
Desktopgehäuse erklärt.
Im Heimbereich finden man meist dieses Gehäuse, den Midi-Tower. Es bietet
ausreichend Platz für den Einbau weiterer Hardware wie z.B. einer 2.
Festplatte oder eines weiteren CD-ROM Laufwerkes.
Der Big-Tower unterscheidet sich zum Midi-Tower letztlich
nur durch die Größe. Das Gehäuse ist noch etwas größer
und bietet dadurch noch mehr Platz in seinem Inneren für weitere Hardware-
Komponenten.
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Eingabegeräte
Vortrag 1
(M-S, M-J, R-R)
Eingabegeräte
Tastatur,
Maus,
Joystick,
Grafiktablett,
Digitalstift
Gamepad,
Scanner
digitale Kameras
MIDI-Keyboards
Mikrofon
Touchpad
Die meisten werden durch USB angeschlossen
In der Anfangszeit wurden mittels Schaltern Eingangssignale erzeugt, später über
Relais Schaltungen vorgenommen, die Signale erzeugten.
Lochkarte = Lochkartenlesegerät = Eingabegerät
Eingabegeräte werden in der Fachsprache auch HID (Human Interface Device) =
Schnittstellenvorrichtung genannt.
Sind alle Mensch-Maschinen Systeme
=> Mensch muss Eingabegeräte bedienen um Ausgabe zu erzeugen
Brauchen gewisses Programm um Eingabe zu interpretieren
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Vortrag 2
(N-L, M-K)
Tastatur
Die Tastatur ist ein Eingabegerät das eine Anzahl an zu drückenden Tasten
enthält
1. Die meisten Tastaturen sind elektrisch nicht wie eine mechanische
Tastatur bei einer Schreibmaschine.
2. Tastaturen gibt es für Computer, Handys, Fernbedienungen
Standard PC Tastatur:
Tastatur für Fernbedienung:
Tastatur für Handys:
- Jede Taste nicht an Tastaturcontroller anschließen
- Zu großer Verdrahtungsaufwand
- Verschiedenste Tastaturen Arten (z.B. Ergonomische Tastaturen,
Historische japanische Tastatur und LCD Tastatur Versuche)
Historische japanische Tastatur:
GYD 9 WPU85-STE
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1. LCD Tastaturen sind mit kleinen LCDs versehen -> der Benutzer konnte
die Beschriftung jederzeit umprogrammieren
Maus
Der Name „Maus“ für den PC Maus kommt aus einer Assoziation:
Gehäuse (Maus Körper) und ein graues Kabel (Schwanz) rief den Gedanken
Maus hervor
-1963/1964:Douglas C. Engelbart und William English arbeiteten am
Stanford Research Institute (SRI) an verschiedenen experimentellen
Zeigergeräten für den PC
Daraus entwickelte sich die Computer Maus
Erste industriell hergestellte Maus:
von Apple
1. Der Mauszeiger bewegt sich durch eine Kugel, die an Rädern dreht die
für die Bewegung auf der x- und y- Achse zuständig sind.
2. Eine Laser Maus liest mit Licht die Bewegung und leitet Befehle an den
PC
3. Radmäuse lassen sich am besten verwenden mit
einem Mousepad, da Radmäuse auf die Reibung
vom Mousepad angewiesen sind
Mousepad mit Radmaus
Weitere Eingabegeräte
Digitale Kamera
Joystick
Scanner
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Ausgabegeräte
L-H, J-H, P-Bi, J-V
Allgemein
Ausgabegeräte sind Geräte, die Daten vom Computer empfangen und sie
anschließend so darstellen, dass der Benutzer sie mit seinen Sinnen wahrnehmen
kann.
Dazu zählen Bildschirme, Drucker und Beamer im visuellen und Lautsprecher im
hörbaren Bereich. Aber auch Sound- bzw. Grafikkarten zählen zu Ausgabegeräten.
Das Gegenteil der Ausgabegeräte sind logischerweise die Eingabegeräte. Beide
dienen der Mensch-Maschine-Interaktion
Bildschirme
Zuerst Röhren-, dann Flachbildschirme
Versch. Arten Touchscreens, Navigationsgeräte, Fernseher, Handy, Werbetafeln,...
Ausgabegerät für visuelle Infos
Branche Röhre 1950er erfunden, konnte damals nicht alle Bildpunkte ansteuern
dadurch war die Darstellung vorgegeben
In den 1980er wurde die grafische Darstellung immer wichtiger
2003 Flachbildschirm mit Flüssigkristalltechnik (LCD Liquid-Cristal-Display)
Früher gab es PC nur mit Bildschirm zu kaufen heute nur noch bei Laptops,
Notebooks, etc. der Fall
Einige Bildschirme haben einen eigenen Prozessor damit die Bildqualität steigt
Vorteile von Flachbildschirmen
Mehrfachanzeige(Anzeige von mehreren Informationen versch. Geräte)
Flimmerfrei(weniger Augenbelastung)
Frei von elektromagnetischen Feldern
Niedriger Stromverbrauch
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Nachteile von Flachbildschirmen
Eingeschränkter Blickwinkel (wenn man schräg guckt ist es ein anderer Kontrast und
andere Farben)
Längere Reaktionszeit bei schwarz-weiß wechseln
Nicht so „natürliche“ Farben
Beamer
Für Präsentationen in großen Räumen genutzt
Verschiedene Formate vom Mobilteil bis zur Leinwand
Darstellung von visuellen Bildern
Informationen vom PC
Erste Nutzung in den 1980er (Eidophor-System)
Vorteile
Durch Bildröhren variabel in der Auflösung
Kennen keine Pixel Bilder unschärfer aber natürlicher
Es existiert fast keine Verzögerungszeit
Es ist keine Lampe erforderlich, da die Röhren selbst Licht erzeugen und typische
Lebensdauern von mindestens 10.000 Stunden haben.
Extrem hoher Kontrast (1:10.000 bis 30.000) und hervorragender Schwarzwert
Nachteile
Relativ geringe Gesamthelligkeit. Der Raum muss bei den meisten Modellen komplett
abgedunkelt sein.
Die Röhren sind sehr empfindlich ;Wenn Stellen der Leuchtschicht zu stark oder zu
lange angeregt, so werden diese langsam dunkel.
Erschwerter mobiler Einsatz
Die Projektoren sind durch die Röhren sehr schwer.
Abgesehen von älteren gebrauchten Modellen teuer bis sehr teuer.
Drucker
Als Drucker bezeichnet man Geräte, die Computerdaten in grafischer Form auf
Papier oder einem anderen Visualisierungsmittel abbilden
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In der Regel unterscheidet man Laser-, Tintenstrahl- oder LED-Drucker, die keinen
mechanischen Druck ausüben, sondern das Druckbild elektronisch erzeugen.
Diese so genannten Non-Impact-Drucker können beliebige Schriftbilder sowie
grafische und fotografische Drucke darstellen
Neuere Drucker sind oftmals Multifunktionsgeräte, die nicht nur drucken, sondern
auch faxen, scannen und kopieren können.
Lautsprecher
Ein Lautsprecher ist ein Gerät, das niederfrequente elektrische Signale in Schall
umwandelt.
Sie kommen z.B. in Radios, Fernsehern, Kopfhörern und in anderen
Beschallungssystemen vor.
Je nach Benutzung werden große Boxen für tiefe Töne und kleine Boxen für hohe
Töne benötigt. Für den wirklich hörbaren Ton ist jedoch die Membran zuständig.
Dazu wird sie in mechanische Schwingungen versetzt
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Betriebssystem
P-T, S-B, D-Sh, D-Sc, J-G, D-N
Allgemein
Was für verschiedene Betriebssysteme gibt es?
Es gibt eine Vielzahl an Betriebssystemen.
Windows:
Windows ist das gängigste Betriebssystem. Es hat verschiedene Versionen für
verschiedene Nutzungsbereiche. Windows 2000 und Windows NT z.B. wird häufig in
Büros verwendet. Windows XP wird Privat und in einigen Büros verwendet. Allerdings ist
es weniger sicher und weniger Stabil als Windows 2000. Allerdings ist Windows XP zum
Spielen sehr geeignet.
Linux:
Linux ist ein Betriebssystem, das anders als Windows von verschiedenen Firmen
vertrieben wird. (jeder Hersteller hat andere Funktionen und Designs eingebaut. Das
Grundgerüst jedoch basiert auf ein und demselben Linux) Die gängigsten Linux Systeme
sind Redhat Linux, Suse Linux und vor allem Mandrake Linux. Linux gilt als sicherstes
und Stabilstes Betriebssystem, jedoch funktionieren nur Anwendungen, die für Linux
gemacht wurden. Computerspiele laufen nur mit Emulatoren.
Solaris:
Solaris ist ein Betriebssystem, das auf Großrechnern installiert wird. Es bietet eine
Vielzahl von Möglichkeiten bei maximaler Sicherheit. Des Weiteren sind umfassende
*backup Funktionen enthalten.
Worin unterscheiden sich die verschiedenen Betriebssysteme?
Windows 2000:
Windows 2000 ist Hauptsächlich für Büros, Schulen und Kleinbetrieben in Verwendung.
Es wird aber auch Privat verwendet. Es ist stabil, hat viele Funktionen,
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Windows XP:
Windows XP ist ein allround Betriebssystem. Es eignet sich für alle Arten von
Anwendungen, speziell für Multimedia und Spiele. Es hat jedoch erhebliche
Sicherheitslücken.
Linux:
Linux gilt als eines der sichersten Systeme, ist jedoch nicht so einfach zu installieren
und zu Konfigurieren. Zum Spielen ist es bedingt geeignet. Es werden Teilweise
Emulatoren oder Zusatzdateien benötigt.
Solaris:
Solaris ist nur auf Großrechnern bzw. Servern installiert.
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Microsoft Windows Markenname für Betriebssysteme
Unternehmen Microsoft
Ursprünglich grafische Erweiterung von MS-DOS
Jetzt Betriebssystem als Ganzes
Windows vor allem auf Personal Computern und Servern
Alle Arten von Windows
Produktname Erscheinungsdatum
Windows NT 3.1 Juli 1993
Windows NT 3.5 September 1994
Windows NT 4.0 29. August 1996
Windows 2000 Februar 2000
Windows XP 25. Oktober 2001
Windows Server 2003 2003
Windows Vista 30. November 2006 (Unternehmen)
30. Januar 2007 (Privatanwender)
Windows Home Server 13. Juli 2007
Windows Server 2008 27. Februar 2008
Windows 7 22. Oktober 2009
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Neuste Windows Betriebssystem
Microsoft Windows 7 wurde im Jahre 2000 unter dem Codenamen Blackcomb
angekündigt und sollte Windows XP ablösen.2001 entschied Microsoft sich jedoch,
vermutlich im Hinblick auf technische Möglichkeiten, zwischen Windows XP und
Blackcomb eine weitere Version von Windows zu veröffentlichen, die später Windows
Vista genannt wurde. 2006 änderte man außerdem den Codenamen von Blackcomb zu
Vienna und später entschied man sich dann für den Namen Windows 7.
Windows 7 ist bis jetzt in sechs Varianten erschienen.
Windows 7 Starter
Windows 7 Home Basic
Windows 7 Home Premium
Windows 7 Professional
Windows 7 Enterprise
Windows 7 Ultimate
Windows 7 ist auf Netbooks besser nutzbar als Vista, wenn diese mindestens über
einen 1-GHz-Prozessor sowie 1 GB Arbeitsspeicher verfügen. Es ist jedoch langsamer
als das acht Jahre ältere Windows XP.
Zur Installation des Betriebssystems wird außerdem ein DVD-Laufwerk oder ein USB-
Anschluss benötigt
Windows 7 soll laut Microsoft zu fast jeder Hard- und Software, die unter Vista
lauffähig war, kompatibel sein. Im Gegensatz zu früheren Windows-Versionen gibt es
nicht mehr „zwingende“ und höhere „empfohlene“ Systemanforderungen, sondern nur
noch einen Wert. Dieser entspricht den „empfohlenen“ Anforderungen von Vista.
Microsoft stellt zudem eine kostenlose Anwendung zur Verfügung, die Programme und
Geräte auf Kompatibilität überprüft und auf notwendige Aktualisierungen hinweist. Im
Februar 2010 veröffentlichte Microsoft zusätzlich eine Aktualisierung, die die
Kompatibilität zu zahlreichen meist älteren Programmen verbessert.
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Verbreitung
Bereits vor der offiziellen Markteinführung am 22. Oktober 2009 war Windows 7 ein
überwiegend positives Medienecho beschieden. Microsoft erreichte mit Windows 7 bis
zum offiziellen Verkaufsstart einen Marktanteil von zirka 1,8 Prozent, zwei Wochen
später hatte Windows 7 einen Anteil von 5 Prozent. Drei Monate nach der
Veröffentlichung lag die Verbreitung von Windows 7 in Deutschland bei mehr als 20
Prozent, international bei 10 Prozent.
Im ersten Verkaufsquartal konnte Microsoft über 60 Millionen Lizenzen von Windows
7 absetzen, das damit das bislang am schnellsten verkaufte Betriebssystem ist und so
den Unternehmensgewinn im Vergleich zum Vorjahr um 60 Prozent gesteigert hat. Bis
Anfang März 2010 wurden über 90 Millionen Lizenzen verkauft. Laut Microsoft wurde
Windows 7 in den ersten 365 Verkaufstagen rund 240 Millionen Mal abgesetzt. Aktuell
befindet sich der weltweite
Marktanteil von Windows 7 bei
etwa 28 Prozent.
Optische Anzeige
Optische Änderungen betreffen unter anderem die Gestaltung in Geometrien und
Topologien der Taskleiste und des Desktop. In der Standardeinstellung ist die
Taskleiste höher und größer als bei früheren Windows-Versionen und zeigt nicht nur
offene Fenster an, sondern kann auch benutzt werden, um Anwendungen darauf
abzulegen. Die Funktion der bisherigen Schnellstartleiste wird somit in die Taskleiste
.Die Anzeige der Fenster in der Taskleiste ist schmaler geworden da nur noch das
Programmsymbol, nicht jedoch der Name bzw. Fenstertitel angezeigt wird. Die
Symbole lassen sich durch Klicken und Ziehen umordnen. Diese Standardeinstellungen
können in den Versionen Professional, Ultimate und Enterprise so angepasst werden,
dass auch das frühere Konzept verfügbar bleibt
Zukunft
Einem Projektplan von Microsoft nach soll den Betriebssystemen Windows 7 und
Server 2008 R2 ein Nachfolgeprojekt mit dem internen Entwicklungsnamen „Windows
8“ folgen. Im Jahr 2007 wurden dafür auch die Codenamen „Mystic“ und „Orient“
verwendet. Als Erscheinungszeitraum wird Oktober 2012 angestrebt. Einzelheiten
über die neue Version des Betriebssystems sind öffentlich aber noch nicht bekannt.
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Linux
Das Betriebsystem Linux baut auf dem Unix-Kernel auf. Das Betriebsystem untersteht einer
Opensoure Lizens das heißt, dass das Betriebsystem und die dazu gehörigen Programme alle
umsonst sind, doch aus dem selben Grund kann man Linux nicht im Laden erwerben, sondern nur
im Internet herunterladen.
Der Erfinder von Linux ist „Linus Torvalds“ er erfand Linux, weil er eine Terminal Emulation
brauchte um seinen Copmuter besser zu verstehen.
Das Installiern bei Linux wir über die Live Cd die man selber brennen muss auf der die
Runtergeladene Datei enthalten seien muss. Man kann entweder von Cd aus booten oder von der
Cd aus installieren.
Bekannte Distributionen:
Opensuse,Suse,Debian ,Ubuntu ,Knoppix
Das neue Linux Ubonto kommt z.B. am 28. April 2011
Eines der Linux Projekte ist in Zusammenarbeit mit Google entstanden. Das Betriebsystem
heißt „Android“ und wurde ausschließlich für Smartphones programmiert.
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MAC
Allgemein: Mac
Der heute einfach als Mac [mæk] bezeichnete Macintosh [ˈmækɪntɒʃ] von Apple war der erste
Mikrocomputer mit grafischer Benutzeroberfläche, der in größeren Stückzahlen produziert
wurde. Bis heute tragen die Personal Computer von Apple die Produktbezeichnung Mac in
Kombinationen wie Mac mini, MacBook, iMac und Mac Pro. Früher galten Mac-Computer mit
ihrem Betriebssystem Mac OS gegenüber den weiter verbreiteten PCs mit dem
Betriebssystem Microsoft Windows in puncto Bedienoberfläche und Benutzerfreundlichkeit als
überlegen. Besonders auf den Gebieten der professionellen grafischen Gestaltung, des
Desktop-Publishing, der Musikproduktion und der Videobearbeitung dominierten Macintosh-
Computer lange Zeit den Markt, was sich mittlerweile jedoch relativiert hat.
Geschichte [Bearbeiten]
Das erste Macintosh-Modell von 1984
Erster Macintosh war Apple Lisa und kostete 10000 DM .
Er arbeitete mit 8 MHz getaktet war und auf 128 Kilobyte Arbeitsspeicher (RAM) zugreifen
konnte – was sich schnell als zu wenig erwies. Ein 3,5-Zoll-Diskettenlaufwerk mit 400 KByte
Speicherplatz und ein integrierter 9-Zoll-Monitor vervollständigten den ersten Macintosh.
Der neue Macintosh war so wie Lisa mit der damals neuen Maus ausgestattet. Ebenfalls besaß
er die neue Papierkorb- und Undo-Funktion
Ein MacBook von Anfang 2006
Trotz dieser Neuerungen verkaufte sich der neue Computer aufgrund seines hohen Preises
anfangs nur in kleinen Stückzahlen, da er in seiner Form und Art der Benutzung weit von dem
entfernt war, was man zu jener Zeit gemeinhin unter einem professionellen Computer verstand
(Monitore mit grüner Schrift auf schwarzem Hintergrund und die Eingabe langer
Kommandozeilen). Erst die Nachfolgemodelle des originalen Macintoshs konnten eine größere
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Nutzerschaft an sich binden, die dann einen hohen Gesamtmarktanteil erreichte, jedoch
zahlenmäßig von Windows-Systemen überholt wurde.
Von Sommer 1994 bis September 1997 wurde das Betriebssystem Mac OS an andere
Computerhersteller (unter anderem Umax und Power Computing) lizenziert. Die aus dieser
Lizenz resultierenden Macintosh-kompatiblen Computer wurden Mac-Clones genannt.
Aktuelle Produkte
Abbildung Name Typ Marktsegment Beschreibung
Mac mini Desktop Privatanwender
Der Mac mini ist das preiswerteste Macintosh-
Modell. Zugleich ist weder ein Monitor noch eine
Tastatur oder eine Maus im Lieferumfang
enthalten. Zwei Monitore sind unabhängig
voneinander digital anschließbar. Er wird zurzeit
in zwei Varianten produziert: mit Intel Core 2
Duo mit 2,26/2.53 bzw. 2,53/2,66 GHz. Seit dem
20. Oktober 2009 gibt es auch eine
Servervariante des Mac mini, der keinen DVD-
Brenner besitzt, dafür aber 2 Festplatten
aufnehmen kann.
iMac Desktop
Privatanwender
und
professionelle
Anwender
Der iMac ist mit einem Prozessor aus der Intel
Core-i-Serie ausgestattet. Als "All-in-One
Design" kombiniert er Rechner und Bildschirm in
einem Gehäuse. Maus und Tastatur (drahtlos) sind
im Lieferumfang enthalten. Den iMac gibt es mit
einem 21,5"-TFT-Monitor und 3,06/3,33 GHz
sowie mit einem 27"-TFT-Monitor und
2,66/2,8 GHz (Core i5/i7) bzw. 3,06/3,33 GHz
(Core 2 Duo).
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Mac Pro
Workstat
ion
Professionelle
Anwender00000
00
· Hersteller: Apple
· MHz: 2 x 2,4 GHz Intel Xeon Westmere Quad-
Core CPU
· Speicher: 6 GB DDR3 ECC SD-RAM PC 8.500 (6
x 1 GB)
· Festplatte: 1 TB S-ATA Festplatte
· Steckplatz: 3 x PCI Express
· Laufwerk I: 18x DoubleLayer SuperDrive
· Grafikkarte: ATI Radeon HD 5770 mit 1 GB
RAM
· Anschlüsse: 5 x USB 2.0, 4 x FireWire 800
· Kommunikation: 2 x Gigabit Ethernet, AirPort
Extreme, Bluetooth 2.1
· Mac OS: Mac OS X
· zusätzliche SW / HW: inklusive Tastatur, Magic
Mouse
· Herstellergarantie: 1 Jahr Herstellergarantie
MacBook Notebook Privatanwender
MacBook 13" Core 2 Duo 2400 SD 2 GB RAM, 250 HD multitouch trackpad
.
MacBook
Pro
Notebook Professionelle
Anwender
13": Das kleinste MacBook-Pro besitzt einen
Intel-Core-2-Duo-Prozessor mit 2,4 GHz oder
2,66 GHz. Als Grafikchip kommt ein NVIDIA
GeForce 320M zum Einsatz. Der optionale Einbau
einer SSD-Festplatte mit bis zu 512 GB ist
ebenfalls möglich.
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MacBook
Air
Notebook
Privatanwender
· Hersteller: Apple
· MHz: 1,4 GHz Intel Core 2 Duo CPU
· Speicher: 2 GB DDR3 SD-RAM 1066 MHz
(integriert)
· Bildschirmdiagonale: 29,46 cm (11,6") TFT-
Display mit LED Hintergrundbeleuchtung
· Festplatte: 64 GB Solid State Drive
· Steckplatz: integrierte iSight Kamera
· Grafikkarte: NVIDIA GeForce 320M mit 256
MB RAM
· Anschlüsse: 2 x USB 2.0
· Kommunikation: AirPort Extreme, Bluetooth 2.1
· Mac OS: Mac OS X
· zusätzliche SW: iLife
· Herstellergarantie: 1 Jahr Herstellergarantie
Technische Ausstattung [Bearbeiten]
Typisch für die Hardware der kompakten Macintosh-Modelle war, möglichst alle
Grundfunktionen auf der Hauptplatine zu vereinen. Die Prozessoren wurden zunächst von
Motorola, später auch von IBM hergestellt. Neuerdings wurde nur mit Intel gearbeitet, das am
besten funktioniert hat und dadurch kann man nun auch auf dem Mac Windows installieren.
Mit den ersten iMacs wurden zunehmend statt kompletter Eigenentwicklungen (wie ADB)
verbreitete Komponenten (wie USB) verwendet. Apples frühes Engagement für WLAN,
Bluetooth oder Firewire als junge Industriestandards half diesen Technologien bei der
Verbreitung. Seit der Umstellung auf Intel-Prozessoren präsentiert sich Apple als
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äußerst standardfreundlich, indem es Standards wo immer möglich verwendet, bei deren
Weiterentwicklung hilft und eigene Entwicklung (wie den MiniDisplay-Anschluss) anderen
Herstellern zur Verfügung stellt.
Durch die Zusammenstellung, das Motherboard-Design und die Konzeption des Gesamtrechners
behält Apple jedoch weiterhin die Kontrolle über das Gesamtgerät.
Für diese kontrollierte Computerplattform entwickelt Apple das Betriebssystem selbst. Somit
sind Hard- und Software gut aufeinander abgestimmt, was Treiberprobleme verhindert und die
Energieeffizienz verbessert.
Betriebssystem
Mac OS X ähnelt seinem Vorgänger in Sachen wie System kein bisschen mehr.Mac OS X
benutzt als Basis das NeXT-System, dessen gleichnamiges Herstellungsunternehmen von Apple
übernommen wurde. Mach Microkernel ermöglicht es, dass ein Großteil der Open-Source-
Software, die unter anderen, offenen Unix-Derivaten entwickelt wurde, auch unter Mac OS X
verwendet werden kann oder mit verhältnismäßig wenig Aufwand auf den Macintosh portiert
werden kann.
Unix kernel wurde leicht verändert hebt sich damit von Linux ab. Die Icons wurden durch den
Aqua Hintergrund auch geändert.
Durch Bootcamp kann man auch windows und Linux auf dem Mac installieren
Hintergrundinfos
Name
Der Macintosh ist nach der Apfelsorte McIntosh benannt. Der McIntosh war der
Lieblingsapfel von Jef Raskin, der Mitglied des Macintosh-Designteams war.
Andere Produkte von Apple wie iPod, iPhone und iPad nutzen das selbe system:IOS.
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Zentrale Einheiten (CPU / Speicher-Arbeitsspeicher/Disk)
Teil 1
P-Be, T-S, F-H, M-S, J-G
Mikroprozessor
• Mikroprozessor ist ein kleiner Prozessor (griech.
Mikros „klein“)
• Bausteine auf Mikrochip vereinigt
• Erster Mikroprozessor ist 1970 auf Markt gekommen von Firma Texas Instruments
• Durch das Mooresche Gesetz weiß man dass sich die Transistoranzahl auf den
Prozessoren alle 18 – 24 Monate verdoppelt
• Früher 1960 Prozessor mit Röhren heute Transistoren
• Frühe Prozessoren groß wie ein Wandschrank, Leistungsaufnahme bei 1000 Watt und
Taktfrequenz von 100 kHz
• Sprung von Röhrentechnik zu Transistortechnik hatte geringeren Platz- und
Energiebedarf zufolge
• Taktfrequenz stieg auf 1 MHz
• Weitere Verkleinerung von Transistoren ermöglichte mehr auf geringeren Platz
• Mikroprozessor von Texas Instruments, die ihn 1971 vorstellten, patentiert
• Im selben Jahr präsentierte Intel erste CPU auf einem Chip, die „4004“ war aber
nicht sehr leistungsfähig
• „4004“ war der erste kommerzielle Mikroprozessor der Welt
• Gegen Ende vom 20. Jahrhundert zog der Mirkoprozessor in viele Elektronische
Geräte ein
Arbeitsspeicher
Programme werden im Arbeitsspeicher abgelegt, um diese zu einem
späteren Zeitpunkt unverändert abzurufen. Im Gegensatz zur
Festplatte, ist ein schnellerer Zugriff möglich, jedoch sind Arbeitsspeichermodule im
Vergleich zu einer Festplatte teurer, besitzen eine geringere Speicherkapazität und es
besteht ein Datenverlust bei Stromunterbrechung.
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Externe Speicher
Festplatte
Die Festplatte bzw. Harddrive (HD) dient zur
Datenspeicherung von z.B. dem Betriebssystem und
Software-Programmen. Obwohl es heutzutage ein
Speichervolumen von bis zu 3TB besitzt, ist die Abrufung
langwieriger. Des Weiteren bleiben die Daten auch ohne Strom erhalten.
Sd-Card
Diese Art der Speicherung wird vor allem in mobilen Geräten (Handy,
Kamera, Navigationsgerät,…) eingesetzt. Daher besitzen sie üblicherweise nur eine geringe
Speicherkapazität (32GB). Allerdings bietet auch hier der so genannte Typ „SDXC“ bis zu
2TB. Außerdem sind Mini- und Micro-SD erhältlich
Compact Cassette
Das aus Kunststoff gekapseltes Tonband ist ein
elektromagnetischer Daten- bzw. Tonträger. Zur Aufnahme und
Wiedergabe wurde ein Kassettenrecorder verwendet (erster: 1963
von Philips)
Speicherverwaltung
Speicherverwaltung ist der Teil eines Betriebssystems, der einen effizienten Zugriff auf den
physischen Arbeitsspeicher eines Computers ermöglicht. Je nach Einsatzbereich gibt es
unterschiedliche Mechanismen. Die Speicherverwaltung teilt z.B. Prozessen den notwendigen
Speicher zu und gibt diesen auch wieder frei.
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Teil 2
J-H, N-D
Inhalt:
Prozessor
- Wichtige Bestandteile
- Cache
Arbeitsspeicher
- Virtueller und physischer Arbeitsspeicher
Prozessor:
Leit- und Rechenwerk
Bearbeitet Prozesse
- nacheinander – Single-Core Prozessor (ein CPU)
- parallel – Multi-Core Prozessor (mehrere CPUs)
Unterschiedliche Taktfrequenzen (Geschwindigkeit)
1 Hz = ein Befehl pro Sekunde
Kann Daten verschieben
Benutzt den Arbeitsspeicher (Lesen & Schreiben)
Verrichtet den größten Teil der Arbeit
CPU = Zentrale-Prozessor-Einheit bzw.
Central Processing Unit
Nutzung von kleinen Transistoren
Wichtige Bestandteile:
Register
- schnelle Verbindung zu Prozessorkomponenten
Rechenwerk
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- Kann vergleichen, z.B. 1 = 2 g falsch
- Kann rechnen, z.B. 1 + 2 = 3
- Ausführung von Maschinenbefehlen
Steuerwerk
Speichermanager
- Verwaltung des Arbeitsspeichers
- Zuteilung des Notwendigen Speichers
Cache:
Schnellerer Abruf von Daten als beim RAM
Wenig Speicher
Mehrere Level:
- L1-Cache: läuft im Prozessortakt, 4 bis 256 KB
- L2-Cache: meist im Prozessor, 64 KB bis 12 MB
- L3-Cache: bis zu 256 MB
Meistens hat jeder Kern eigen L1- und L2-Caches
Die Kerne teilen sich den L3-Cache
Arbeitsspeicher(RAM):
Radom Access Memory
Speicherung von Daten für Programme(Variablen) durch den Prozessor
(Zwischenspeicher)
Schnelle Abrufung von Daten im Gegensatz zum Prozessor
Datenverlust bei der Abschaltung des PCs
Auch Hauptspeicher genannt
Weniger Speicherplatz als Festplatte (2 bis 8 GB)
Gleicher Speicherplatz ist bei RAM teurer als bei der Festplatte
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Virtueller und physischer Arbeitsspeicher:
Um den physischen Arbeitsspeicher zu erweitern, können moderne Betriebssysteme
zusätzlichen virtuellen Arbeitsspeicher auf Massenspeichern platzieren / zuteilen. Diesen
Speicher nennt man auch Swap Speicher.
Festplatten:
Engl. „Hard Disk Drive“ = HDD
Magnetisches Speichermedium
Daten werden auf eine sich drehende Scheibe
geschrieben
Speicherkapazität ca. bis zu 3 TB
Langandauernder Schreibvorgang
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Anwendungsgebiete
Beitrag 1:
N-T, M-M
Anwendungsprogramme
Anwendungsprogramme sind Programme, die nützliche Funktionen für den Anwender
ausführen, z.B. Buchhaltung, Textverarbeitung, Tabellenkalkulation, Spiele und
Telekommunikation (Voice-over-IP).
Es gibt Millionen von Anwendungsprogrammen für Smartphones und Computer, die man
direkt von einer CD installiert oder meist kostenlos aus dem Internet herunter lädt .
Betriebssysteme, System- und Hilfeprogramme, Programmiersprachen sowie Werkzeuge
zur Softwareerstellung sind keine Anwendungsprogramme.
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Beitrag 2:
C-G, F-F, M-J
Anwendungssoftware
Was ist ein Anwendungsprogramm?
Engl. „application software“ oder kurz gesagt „ App‘‘
Man kann mit ihr gewünschte Funktionen ausführen zum Beispiel
Bildverarbeitung ,Textverarbeitung ,Tabellenkalkulation oder auch Spiele oder
betriebliche Funktionen (wie Bestellung bearbeiten, Rechnungen erstellen etc.)
Anwendungssoftware kann sowohl lokal auf einem Arbeitsplatzrechner installiert sein
(Desktop-Anwendung)
Anwendungssoftware wird in erheblichem Umfang zur Unterstützung der Verwaltung
in Behörden und Unternehmen eingesetzt.
Was sind keine Anwendungsprogramme?
Programme die keinen Anwender bezogenen Nutzen bringen
Dazu zählen Softwareerstellung (verschiedene Programmiersprachen) oder
Programme zur Datensicherung
Wo und Wie bekomme ich Anwendungsprogramme?
Meistens im Internet
Durch Downloads
Wenn sie veralten muss man sie aktualisiern => durch Upgrades
Viele gibt es aber auch fürs Handy; Beispiel App Store von Apple
(Anmerkung: VBA Visual Basic für Applications)
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Welche Informatik-Systeme gibt es eigentlich?
Beitrag 1:
J-H, J-H
IT-Systeme
Informationstechnisches System
Allgemein:
Elektronisch datenverarbeitende Systeme
Beispiele: Computer, Handys, etc.
Bindeglied zwischen der klassischen Elektrotechnik und der (relativ jungen)
Informatik dar.
Informationstechnik
Technische Informatik
Beschäftigung mit
- Schaltnetzen
- Mensch-Maschine Schnittstelle
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Beitrag 2:
P-Be, M-S
IT-Systeme
IT= Informationstechnik
Bindeglied zwischen klassischer Elektrotechnik und Telekommunikation.
Unterhaltungs-IT befasst sich mit Spielgeräten und Multimedia-Anwendungen
Business-IT Informatik
Kommunikations-IT befasst sich mit dem Einsatz der beinhaltet die IT von Handel,
Börse, Versicherungen, Banken und Steuerwesen
Industrielle-IT befasst sich mit der Vernetzung der Maschinen in Herstellungs- und
Produktionsprozessen innerhalb eines Werkes, zunehmend aber auch über die Werk-
und Firmengrenzen hinweg (Supply Chain). Neuerdings wird die Industrielle IT direkt an
die Geschäftsprozesse angebunden. So entstehen etwa Schnittstellen zwischen den
Bussystemen, die die Maschinen steuern, und den Ressourcen-Planungs-Systemen (ERP-
Software)
Beispiele für IT-Systeme im Alltag:
Bankautomaten (Bediener gibt PIN ein, Automaten lesen Eingabe, prüfen bzw.
verarbeiten diese und geben dann ggf. Geld aus)
Spielgeräte wie z.B. Playstation oder Handy (Bediener drückt Taste, Gerät verarbeitet
und gibt dann z.B. Bewegungen aus)
Maschinen in einer Fabrik, wie z.B. Autofabrik (Computer oder Bediener gibt Anweisung,
Maschine verarbeitet und führt Bewegung)
Sicherheitssysteme mit z.B. Daumen- oder Augenlesegerät
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Beitrag 3:
Von ________
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Beitrag 2:
P-Be, M-S, T-S, F-H
Informationssysteme
Umfasst die Datenverarbeitung verschiedenster Art und entsprechender Hardware.
Teilgebiete der Informationstechniken
Kommunikations – IT: zum Austausch und Übertragung von Daten im Bereich
Internet bzw. Telefonie
Unterhaltungs-IT: befasst sich schwerpunktmäßig mit Multimediaanwendungen,
Spielkonsolen und sozialen Netzwerken
Business-IT: beinhaltet die Bereiche Handel, Börse, Versicherungen, Banken
Industrielle-IT: befasst sich mit der Vernetzung der Maschinen in Herstellungs-
und Produktionsprozessen innerhalb eines Werkes, zunehmend aber auch über die
Werk- und Firmengrenzen hinweg. Neuerdings wird die Industrielle IT direkt an die
Geschäftsprozesse angebunden. So entstehen etwa Schnittstellen zwischen den
Bussystemen, die die Maschinen steuern, und den Ressourcen-Planungs-Systemen
Geographische-IT: zur Erfassung von raumbezogenen Daten
Beispielhafte Anwendungen
Bankautomaten (Bediener gibt PIN ein, Automaten lesen Eingabe, prüfen bzw.
verarbeiten diese und geben dann ggf. Geld aus)
-Spielgeräte wie z.B. Playstation oder Handy (Bediener drückt Taste, Gerät
verarbeitet und gibt dann z.B. Bewegungen aus)
-Maschinen in einer Fabrik, wie z.B. Autofabrik (Computer oder Bediener gibt
Anweisung, Maschine verarbeitet und führt Bewegung)
-Sicherheitssysteme mit z.B. Daumen- oder Augenlesegerät
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Zusammenfassung Architektur HW + SW
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Beispiel für HW-BS-SW Architektur auf Windwos-PC mit Anwendungen
Beispiel für HW-BS-SW Architektur auf Windwos-PC mit Anwendungen
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Codierung - Von Nullen und Einsen
Ihr wisst, dass man in der Informatik mit Nullen und Einsen arbeitet. Aber was kann
man damit alles machen – und wie?
Wir machen eine kleine Exkursion.
Was kann man mit einer einzigen Stelle mit 0 oder 1 anfangen oder angeben?
• 0 / 1
• Licht aus / Licht an
• Strom aus / Strom an
• Falsch / wahr
• Nein / Ja
Wie sieht es mit einer zweistelligen Darstellung aus:
• 00 / 01 / 10 / 11
• Vier Möglichkeiten / Zustände
• Links / rechts / oben / unten (Joy-Stick)
Dreistellige Darstellung:
• 000 / 001 / 010 / 011 / 100 / 101 / 110 / 111
• Acht Möglichkeiten / Zustände
• Acht Graustufen / Acht Basisfarben
Mehrstellige Darstellung:
• 0000 / 0001 / …
• 00000 / 00001 / ….
• Wie viele Kombinationen sind möglich ?
• Was kann man damit machen ?
• Wie viele Buchstaben haben wir ? (denkt an Klein- und Großschreibung)
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Latin-1, Westeuropäisch
Latin-2, Mitteleuropäisch
Latin-3, Südeuropäisch
Latin-4, Nordeuropäisch
Kyrillisch
Arabisch
Griechisch
Hebräisch
Latin-5, Türkisch
Latin-6, Nordisch
Thai
Latin-7, Baltisch
Latin-8, Keltisch
Latin-9, Westeuropäisch
Latin-10, Südosteuropäisch
Auszug von Wikipedia – ISO8859-1
Und es geht weiter, wie sieht es hier aus?
• 0000000 / 0000001 / …
• Was kann man damit machen ?
• Auftrag : 5 min. Zeit - Recherchiert ASCII im Internet (American Standard Code for Information Interchange)
• Beschreibt, was Euch auffällt
• 7 Bit ASCII – code - für jeden im englischen verfügbaren Buchstaben gibt es eine
Festlegung, wie er mit Nullen/Einsen beschrieben werden kann.
• Erkläre die „Sonderzeichen“ am Anfang der Tabelle (BEL, CR, LF, SP,..)
• Aber wie sieht es mit anderen Sprachen aus?
deutsch: ß, ä, ö, ü, …
französisch: é, è, ê, ç, ë, œ, …
dänisch: Å, å, ø, …
Mit einer 8ten Stelle erreicht man nun 256 verschiedene
Zeichen, das reicht für Westeuropa schon ziemlich weit:
• 00000000 / 0000001 / …
• 8 Bit code
• Internationaler Standard ISO 8859-1 (Latin-1) (ISO = International Standards Organization - hier werden
international gültige Standards definiert, die entsprechende
deutsche Organisation ist die DIN-Organisation, ihr kennt
sicherlich die Definition für ein Blatt Papier DIN A4)
• Mehrere Tabellen für verschiedene Sprachgebiete
und Austausch-Vorschriften zum Wechseln zwischen
den Sprachzeichen wurden festgelegt.
• Aber reicht das für
Japanisch/Chinesisch/Koreanisch/Arabisch?
日本 中国 こんにちは
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Mit einer Erweiterung um weitere 8 Stellen auf nun 16 Stellen erreicht man nun 65.536
verschiedene Zeichen:
(ihr seht hier die Neigung in der Informatik immer gleich mit Faktor 2 zu arbeiten)
• 00000000 00000000 / 00000000 0000001 / …
• 16 Bit code „UNICODE“
• Internationaler Standard ISO 10646
• Nun sind auch asiatische Schriftzeichen und sonstige Symbole wie z.B. Smilies in der
Tabelle festgelegt.
Wie blickt man denn da noch durch? Wie erkenne ich denn die 13 Stelle möglichst
schnell?
• 00000000 00000000 / 00000000 0000001 / …
• Einteilung in kleinere, überschaubare Blöcke
• Jede Stelle wird nun bit genannt.
• 8 bit werden zusammengefasst zum Byte
• 8859-1 Latin-1 ist ein 1 Byte Code
(ASCII wird oft auch von links zu einem Byte aufgefüllt)
• UNICODE ist ein 2 Byte Code
• Ein Byte teilt man noch 2x 4er Einheiten (ohne Namen) und fasst diese als
Hexadezimalzahl zusammen
• Hexadezimalzahl:
aus 0000 0000 oder 0101 1101
wird: 0 0 5 D
Für je 4 Stellen wird ein
Zeichen definiert:
0000 - 0 1000 - 8
0001 - 1 1001 - 9
0010 - 2 1010 - A
0011 - 3 1011 - B
0100 - 4 1100 - C
0101 - 5 1101 - D
0110 - 6 1110 - E
0111 - 7 1111 - F
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• Auftrag:
Sucht die ISO 8859-1 Tabelle und schreibt in hexadezimaler Schreibweise das Wort
„Informatik“
Ergebnis: 49 6E 66 6F 72 6D 61 74 69 6B
• Dies sind 10 Byte gewesen
• Auftrag:
decodiert von der hexadezimalen Schreibweise in unsere Buchstaben:
• 6B 6F 6D 6D 20 6E 61 63 68 20 76 6F 72 6E 65
Ergebnis: „komm nach vorne“
Um größere Datenmengen zu bezeichnen werden wie bei km
(kilometer = 1000 meter) Vorsätze griechischen Ursprungs vor die Einheit Byte
gesetzt.
Vorsicht: In der Informatik wird nicht mit dem 1000-fachen
sondern dem 1024-fachen gearbeitet, da .
• 1 Byte
• 1 024 Byte = 1 kilo Byte = 1 kB
• 1 000 000 Byte
• 1 048 576 Byte = 1 MegaByte = 1 MB
• 1 073 741 824 Byte = 1 GigaByte = 1 GB
• 1 099 511 627 776 Byte = 1 TeraByte = 1 TB
• 1 125 899 906 842 624 Byte = 1 PetaByte = 1 PB
Die nächsten Stufen sind „ExaByte“, „ZettaByte“, YottaByte“
Auftrag:
• Schätzt, wie viele Byte werden benötigt, um eine bedruckte DIN A 4 Seite zu
speichern?
• Wieviele DIN A 4 Seiten können auf einer 250GB Platte abgespeichert werden.
(ggf. abgesehen von Verwaltungsinformationen zum Auffinden der Seiten)
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Abkürzungsverzeichnis
AMOLED active matrix organic light emitting diode
DIMM Dual Inline Memory Module
DRM Digital Rights Management
LCD Liquid Crystal Display
LED
LED Light Emitting Diode
OLED organic light emitting diode
RAM random Access Memory
SD Card Secure Digital Memory Card extended
SDHC Secure Digital Memory Card extended SDHC: 4 GB bis 32 GB
SDXC Secure Digital Memory Card extended SDXC: 32 GB bis max. 2 TB
SIMM Single Inline Memory Module
TFT thin film transistor