Medizinische Statistik und Informationsverarbeitung

Präsentation zum Thema: "Medizinische Statistik und Informationsverarbeitung"—  Präsentation transkript:

1 Medizinische Statistik und Informationsverarbeitung
Quade Institut für Medizinische Biometrie, Informatik und Epidemiologie Quade

2 Welche Aussage trifft nicht zu?
Erste Rechenmaschinen (2-Spezies) wurden zwischen 1600 und 1700 entwickelt Die erste Anwendung von Lochkarten war die Steuerung von Webstühlen in England 1946 wurde mit ENIAC der erste Elektronenrechner gebaut Der erste PC wurde von IBM gebaut, und zwar 1978 Magnetkernspeicher verlieren ihre Information bei Stromausfall nicht Quade

3 Welche Aussage trifft nicht zu?
Ein Programm ist z.B. die Summe aller Befehle, die zusammen einen Algorithmus ausführen. Die Reihenfolge der Befehle kann durch die zu verarbeitenden Daten beeinflusst werden. Ein maschinell ausführbarer Einzelschritt eines Algorithmus wird Befehl genannt. Algorithmus ist die vollständige und eindeutige Beschreibung eines Verarbeitungsvorgangs wobei eine Endbedingung vorliegen muß. Ein Algorithmus sollte in unendlich vielen Schritten abgearbeitet werden können. Quade

4 I Mit 2 Byte lassen sich 65536 verschiedene Zustände darstellen weil
II 216 = ist. 1) I richtig, II richtig, Folgerung richtig. 2) I richtig, II richtig, Folgerung falsch. 3) I richtig, II falsch. 4) I falsch, II richtig. 5) I falsch, II falsch Quade

5 Moore's law Die Anzahl der Transistorfunktionen und die Leistung verdoppeln sich alle 2 Jahre.

6 Murphy's law „Alles, was schiefgehen kann, wird auch schiefgehen.“ („Whatever can go wrong, will go wrong.“ )

7 Prozessoren Mode Adressen Typ Host/ 390 virtuell Terabyte CISI
Pc real 1M Byte CISC Pc virtuell Gigabyte CISC Pentium virtuell Gigabyte risc(cisc) Workstation virtuell Etabyte risc Quade

8 Prozessoren Adressbereich Byte 8 Bit 256 16 Bit 65,536
32 Bit (4Gigabyte) ,294,967,296 64 Bit (16 Etabyte) 18,446,744,073,709,551,616 Quade

9 Taktfrequenz Die Taktfrequenz gibt an, wie viele Operationen innerhalb einer Sekunde durchgeführt werden. Es können mehrere unabhängige Operationen pro Taktzyklus parallel abgearbeitet werden. Komplexe Operationen (Gleitkommazahlen) können mehrere Takte dauern. Quade

10 Prozessoren Quade

11 Technische Grenzen Wellenlänge bei hohen Frequenzen (3GHz 10 cm)
Tunneln bei kleinen Strukturen Quade

12 Booten Nach dem Einschalten springt der Prozessor eine bestimmte Adresse im Bios (Basic Input Output System) an. Bios prüft das System, organisiert das Zusammenspiel der Hardwarekomponenten und startet den Bootloader, der nach Peripherie sucht, die am Ende der ersten 512 Byte (MBR) eine Betriebssystem- Ladekennung (AA55) aufweist. Quade

13 Bootfähige Medien Am Anfang jedes bootfähigen Mediums (z.B. Platte) befindet sich der MBR (Bootsektor). 446 Byte sind für Programmcode (Ladeprogramm), dieser hängt von dem Betriebssystem ab, unter dem er erzeugt wurde) reserviert. 64 Byte sind für eine Partitionstabelle (bis zu 4 Einträge (primäre Partitionen) bestimmt, in denen die Dateisysteme liegen. Die letzten 2 Byte enthalten die Hex-Signatur AA55 wenn ein Bootprogramm vorhanden ist. Quade

14 Ladeprogramm Das Ladeprogramm lädt den betriebssystemspezifischen Loader, der seinerseits den Kern (Kernel) des Betriebssystems lädt. Der Kernel lädt ggfls. spezifische Treiber für die vorgefundene Hardware und stellt dem Benutzer einen „Rechner“ zur Verfügung. Quade

15 Betriebssysteme Das Betriebssystem ermöglicht das Zusammenspiel der verschiedenen Hardwarekomponenten eines Rechners und bietet Benutzern und Programmen Zugriff auf Speicher, Platten, Drucker u.s.w.. Zahlreiche Überwachungs-, Dienst- und Hilfsprogramme dienen zur Organisation der Verwaltung eines Rechners und erleichtern seine Nutzung. Wichtige Betriebssysteme sind: Windows, Unix, MVS Quade

16 Betriebssysteme Single User Single Tasking: Nur 1 Benutzer kann 1 Programm nutzen (DOS). Single User Multi Tasking: Ein Benutzer kann gleichzeitig mehrere Programme (tasks) nutzen (Windows). Multi User Multi Tasking: Mehrere Benutzer können gleichzeitig mehrere Programme nutzen (Unix). Quade

17 Betriebssystemfunktionen
Zugriff auf die Hardware. Virtualisierung von Hardware. Insbesondere der Speicher des Systems wird virtualisiert und kann z.B. teilweise auf eine Festplatte ausgelagert werden. Schutz von Speicher und Peripherie vor unberechtigten Zugriffen und Organisation konkurrierender Zugriffe. Laden (Starten) von Programmen und Zuordnung von Ressourcen (z.B. Speicher) an die Programme. Quade

18 Programmarten Batchbetrieb (Stapelverarbeitung zeitgesteuert): Programme im Batchbetrieb werden auch Job genannt. Beispiele: Abrechnung, Datensicherung Dialogbetrieb (online): Ein Benutzer wird vom Programm interaktiv zu Eingaben aufgefordert. Beispiel: Patientenaufnahme, Datenerfassung Quade

19 Multitasking Ein sogenannter scheduler (Steuerprogramm) weist allen auf Rechenzeit wartenden Programmen eine kurze Zeitscheibe an Rechenzeit zu. Nach Ablauf dieser Zeit kommt das nächste Programm dran. Die Zuweisung von Rechenzeit geschieht nach komplizierten Algorithmen, in die auch Prioritäten einfließen. Quade

20 Software Man unterscheidet zwischen Anwendungsprogrammen, die spezfische Aufgaben des Anwenders unterstützen, und Programmen, welche die Erstellung von Anwendungsprogrammen unterstützen (Toolkits, Compiler, Interpreter, Editoren, Masken- oder Listengeneratoren) . Quade

21 Compiler Algorithmen werden in von Menschen zu verstehender Diktion niedergeschrieben. Dies ist der Sourcecode eines Programmes. Ein Compiler überprüft diesen Sourcecode auf formale Fehler und übersetzt das Programm dann in ladefähigen Maschinencode. Dieser kann dann vom Loader geladen werden. Quade

22 X86-CPU, DOS, MASM (Assembler). MODEL Small. STACK 100h
X86-CPU, DOS, MASM (Assembler) .MODEL Small .STACK 100h .DATA HW DB 'Hallo Welt!$' .CODE start: MOV MOV DS,AX MOV DX, OFFSET HW MOV AH, 09H INT 21H MOV AH, 4Ch INT 21H end start Quade

23 Perl print "Hallo Welt!\n"; C
#include <stdio.h> int main(void) { printf("Hallo Welt!\n"); return 0; } Quade

24 Unix-shell (bash) Basic
echo "Hallo Welt„ Basic 10 PRINT "Hallo Welt!“ Quade

25 Compiler Assembler: 1:1 Darstellung der Maschinenbefehle
FORTRAN: Mathematisch wissenschaftliche Berechnungen COBOL: Kaufmännische Programme C Programme unter Unix C++, Java Objektorientierte Programmierung Quade

26 Intepreter Basic: Weitverbreiteter Interpreter, der mit Tokens arbeitet. Perl: Sehr leistungsfähiger Interpreter. Bevorzugt unter Unix eingesetzt. Java Script: Interpreter, der in fast allen Browsern intergriert ist. Macro: Manche Anwenderprogramme lassen sich über Makros programmieren. Quade

27 Fehler Bug Viren Macros Würmer Trojanisches Pferd Backdoor Quade