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Aufgabe der Informatik : 1. Beispiele für Anwendungen : ● Textverarbeitung ● Simulation (Pilotenausbildung) ● CAD (Virtuelle Architektur / Konstruktion)

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Präsentation zum Thema: "Aufgabe der Informatik : 1. Beispiele für Anwendungen : ● Textverarbeitung ● Simulation (Pilotenausbildung) ● CAD (Virtuelle Architektur / Konstruktion)"—  Präsentation transkript:

1 Aufgabe der Informatik : 1. Beispiele für Anwendungen : ● Textverarbeitung ● Simulation (Pilotenausbildung) ● CAD (Virtuelle Architektur / Konstruktion) ● Visualisierung (Computertomographie) ● Prozeßsteuerung (Verfahrenstechnik) ● Archivierung (Datenbanken) Die technische Unterstützung von Interaktionen des Menschen mit der (Um-) Welt

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3 2. Voraussetzung : Tiefes Verständnis der Arbeitswelt des Benutzers und deren (partiellen) Nachbildung auf dem Computer 3. Probleme : ● Wie interagiert der Mensch mit der Welt ? ● Wie kann man die Welt auf einem Computer modellieren ? ● Wie kann man menschliche Interaktionen auf einem Computer operationalisieren ?

4 Teilgebiete der Informatik : 1. Technische Informatik Entwicklung der Hardware : Computer und seine einzelnen Komponenten ● Rechnerstrukturen und –architektur ● Prozessoren ● Speicherchips ● Festplatten ● Bildschirme ● Drucker ●

5 2. Praktische Informatik Entwicklung von Programmen zur Steuerung der Computer ●Compilerbau ●Betriebssysteme ●Programmiersprache ●Softwareentwicklung ●

6 3. Angewandte Informatik Konkrete Einsatzmöglichkeiten vom Computer (i) Universielle Programme, z.B. ●Textverarbeitung ●Tabellenkalkulation ●Datenbanken (ii) Spezielle Programme, z.B. ●Wirtschaftsinformatik (SAP) ●Medieninformatik ●Medizinische Informatik ●Programme zur Analyse von wissenschaftlichen Daten

7 4. Theoretische Informatik (i) Grundlagen zur Digitaltechnik ●Digital – Arithmetik ●Digitale Codierung ●Boolscher Formalismus (ii) Grundlagen zur Softwaretechnik ●Formale Sprachen ●Sprachklassen (regulär, kontextfrei etc.) und ihre Konzepte (Automaten, Grammatiken) ●Komplexitätstheorie ●Automatennetze (Petri-Netze) ●Algorithmen

8 Mensch - Computer – System 1. als Fabrik : Computer : Maschine Benutzer : Maschinenbediener Anwendung : Steuerung von technischen Prozessen Charakteristika : ●starres Ablaufschema ●Ablauf für Benutzer ist nicht transparent. ●hohe Effizient ●Arbeitsumfeld des Benutzers spielt keine Rolle. ●Kontrolle liegt beim Computer.

9 2. als Informationssystem : Computer : Systemkomponente, die Information empfängt, weitergibt und speichert. Benutzer : wie Computer Anwendung : kommerzielle Datenverarbeitung Charakteristika : ●Interaktion in Form von Datenübertragung ●Optimierung des Informationsflusses ●Arbeitsumfeld des Benutzers spielt keine Rolle. ●Kontrolle liegt beim Computer.

10 3. als Partnerschaft : Computer : Kommunikations- oder Problemlösungs- partner des Computers Benutzer : Kommunikations- oder Problemlösungs- partner des Benutzers Anwendung : Tutoren-, Experten- oder Assistenensysteme Charakteristika : ●Computer kann trainiert werden : Sprache, Problemlösen, Spielen etc.. ●Wissen über das Anwendungsproblem wird explizit einbezogen und im Computer gespeichert. ●hohe Interaktivität ●wechselnde Initiative

11 4. als menschl. Kommunikationsgemeinschaft: Computer : Medium Benutzer : Kommunikations- und Kooperationspartner von anderen Benutzern Anwendung : Bürokommunikation, computergestützte Gruppen- arbeit, maschinelle Sprachübersetzung etc. Charakteristika : ●Computer kombiniert und erweitert bestehende Medien (Mail, Telefon, elektronische Medien, Printmedien). ●Informationen (Texte, Graphiken, Töne, Bilder) werden im Computer gespeichert. ●Präsentation und Austausch von Ideen und Materialien stehen im Vordergrund. ●flexible und anpassbare Funktionen ●hohe Interaktivität ●Kontrolle liegt bei den Benutzern.

12 5. als Werkzeug : Computer : Werkzeug Benutzer : Sacharbeiter, Künstler, Konstrukteur, Architekt, Chirurg, Wissenschaftler etc. Anwendung : Bürokommunikation, CAD, DTP, Computertomographie, Analyse von wissenschaftlichen Daten etc. Charakteristika : ●Manipulation von Objekten mit offenem Arbeitsablauf ●flexible und anpassbare Funktionen ●hohe Interaktivität ●Arbeitsumfeld des Benutzers steht im Vordergrund (wird nachgebildet : transparent und selbsterklärend) ●Benutzer hat Kontrolle über die Objekte und Werkzeuge.

13 Noch eine Weisheit zum Schluß : Theorie ist keine Magie, sie vermeidet auch keine Fehler, aber man kann sich wesentlich präziser

14 2000 v.Chr.Stonehenge : Astronomischer Rechner zur Bestimmung von Saat- und Erntezeiten 50 v.Chr.Griechenland : astronomischer Computer 150China : Abacus 15. Jh.Einführung des Dezimalsystems 1624Rechenschieber (logarithmische Skala) 1642Blaise Pascal : Additionsmaschine Pascaline 1679Gottfried Wilhelm Leibniz : Dualsystem, Rechenmaschine für Multiplikation und Division

15 1805Charles Babbage : Programm und Dateneingabe über Lochkarten (realisiert im Jacquard Webstuhl zur Steuerung) 1822Charles Babbage : Differenzmaschine ca. 1830Lady Ada Augusta Lovelace : Mitarbeiterin von Babbage. Erste Programmiererin (loop und subroutine), neue Programmiersprache erhielt zu Ihren Ehren den Namen „ADA“ 1834Charles Babbage : analytische Maschine für beliebige Rechenoperationen, aber wegen mechanischer Probleme nicht herstellbar gewesen. Erst 1980 in USA nachgebaut Herman Hollerith : Volkszählung in den USA IBM enstand 1924 aus der Fa. Hollerith

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17 1939Zuse Z1 : mechanisches Rechen- und Speicherwerk 1944H.H.~Aiken : Relaisrechner MARK I 1946v. Neumann : Fundamentalprinzip einer Rechenanlage 1948Entdeckung des Transistoreffektes Generation eines Computers UNIVAC I - Röhrencomputer Generation Transistorschaltungen, Magnetband, -platte und -trommel

18 Generation Module später Monolith-Technik, Aufwärtskompatibilität, Baukastenprinzip, Betriebsarten (Multiprogramming, Dialog) Kleinrechner (Prozessrechner) Generation Miniaturisierung der Schaltkreise (LSI = Large Scale Integration), Bit Speicher, erster PC von Apple (1977), Rechnerintegration (kommerzielle Daten- verarbeitung - integrierte Fertigungssysteme), lokale Netzwerke, Software Entwicklung

19 Generation 1-4 MBit Speicher (VLSI) „John von Neumann“ Architekturen (Parallelprozessoren, Transputer, Vektorrechner), Integration, Verbundsysteme MBit Speicher optische Massenspeichermedien, graphische Benutzeroberflächen, globale Vernetzung (Internet, PC-Vernetzung)

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24 Kommerzielle Rechner, heute PC Wissenschaftliche Rechner Prozessrechner Arbeits- weise Gezielte Ein- und Ausgabe der Daten (früher nur Stapelbetrieb, heute meist interaktiv), wenige Prioritätsebenen Gezielte Ein- und Ausgabe der Daten (interaktiv) Daten können zu jeder Zeit ein- und ausgelesen werden (Echtzeitbetrieb), viele Prioritätsebenen Haupt- funktionen Einfache Rechnungen, Statistik, Zugriff auf Datenbanken, Ein- / Ausgabe von Daten komplizierte Berechnungen, große Programme, wenige Ein- / Ausgabedaten im Vergleich zur Rechenzeit komplizierte Berechnungen, Aufnahme von Messpunkten, Steuerung Betriebs- system Stapel- und Dialogbetrieb, wenig Echtzeitberechnungen Dialog- und Stapelbetrieb Echtzeitsystem, oft sehr komplizierte Programme Massen- speicher Externe Festplatten, CD / DVD, (früher: Bänder,Kassetten) große Platten, CD / DVD, (früher: Bänder, Kassetten) kleine Platten, (früher: Kassetten) Ein- / Ausgabe alphanumerisch auf/vom Massenspeicher, auf/vom Terminal, auf Drucker, vom Scanner aus dem Netz alphanumerisch auf/vom Massenspeicher, auf/vom Terminal, auf Drucker, vom Scanner alphanumerisch auf/vom Massenspeicher, auf/vom Terminal, auf Drucker, vom Scanner Zusätzlich : viele Arten von Signalen aus/an Instrumente und Regelelemente

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