Einsatz von Informatikmitteln Willkommen . . . . . . Studentinnen und Studenten der Fachrichtungen Agrarwissenschaften Erdwissenschaften Lebensmittelwissenschaften Umweltnaturwissenschaften zur Vorlesung Einsatz von Informatikmitteln http://www.evim.ethz.ch/

Agenda für heute, 18. September, 2009 Begrüssung Aufbau der Informatik Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information 2/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Dozent Prof. Dr. H. Hinterberger Das Team von EvIM Dozent Prof. Dr. H. Hinterberger Departement Informatik Assistierende Hilfsassistierende Dr. Lukas Fässler Martin Alig Lukas Brügger Hannah Haberkern Markus Dahinden Sara Kilcher Holger Flier Willy Lai Beat Gfeller Martin Maag Matus Harvan Adrian Schmidmeister Manuel Lang Thomas Oskam Marcel Schöngens Birte Schrader 3/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Aufbau der Informatik Begrüssung Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information

Theoretische Informatik Aufbau der Informatik Theoretische Informatik Technische Informatik Praktische Informatik Angewandte Informatik Formale Methoden, mathematische Modelle Bsp.: Formale Sprachen, Graphentheorie, Automatentheorie, Berechenbarkeit, Kryptographie, Komplexitätstheorie . . . Funktioneller Aufbau von Rechnern, Geräten, Schaltungen Bsp.: Rechnerarchitektur, Rechnernetze, VLSI-Entwurf, mobile computing . . . Programmsysteme, Programmierumgebungen Bsp.: Programmiersprachen, Übersetzerbau, Betriebssysteme, Software-Engineering, Informationssysteme, Simulation, Internetanwendungen . . . Anwendung von Methoden und Systemen der Informatik Bsp.: Betriebsinformatik, CAD, CAE, medizinische Informatik, Software-Ergonomie, Expertensysteme, Prozesssteuerung . . . © Departement Informatik, ETH Zürich 4/31

Sichtweisen der Informatik Gesellschaft Informationsgesellschaft Angewandte Informatik Informationsarbeitsplatz Praktische Informatik Technische Informatik Informatikingenieur Theoretische Informatik 5/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Komponenten eines Informationsarbeitsplatzes Informatikmittel Datenbanken, Tabellenkalkulation, WWW, etc. Methoden der Informatik Strukturierung von Daten, Programmierung, numerische Methoden, etc. Informations- und Kommunikationstechnologien Computer, Rechnernetze, Sensoren, etc. 6/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Funktionalität eines Informationsarbeitsplatz 7/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Informatikmittel für unseren Informationsarbeitsplatz Computer: "Wintel" Datenverwaltung: Excel & Access (Microsoft, OpenOffice) Kommunikation: Internet (SeaMonkey Composer) Datenverarbeitung: Excel (Microsoft, OpenOffice) Informationserzeugung: Excel & VisuLab 8/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Begrüssung Aufbau der Informatik Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information

Prozesssteuerung und Datenerfassung am Informationsarbeitsplatz 9/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Datenverarbeitung am Informationsarbeitsplatz Tabellenkalkulation  Makroprogrammierung  Internet  Datenverwaltung    Datenvisualisierung 10/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Begrüssung Aufbau der Informatik Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial ® Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information

Ziele der Lehrveranstaltung Einen Informationsarbeitsplatz wirkungsvoll einsetzen: Datentransfer, Datenverarbeitung, Datendarstellung, Informationserzeugung, Datenverwaltung, Programmierung Teile der Informatik-Infrastruktur der ETH kennen lernen Mit dem Grundwortschatz der Informatik umgehen lernen Komplexität beherrschen lernen 11/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Bereitschaft, Selbstverantwortung für den Lernvorgang zu übernehmen. Voraussetzungen Elementare Fertigkeiten im Umgang mit einem Personalcomputer und dessen Betriebssystem. Wir erwarten nicht, dass Sie mit Details der Elektronik vertraut sind und auch nicht, dass Sie programmieren können. Bereitschaft, Selbstverantwortung für den Lernvorgang zu übernehmen. Die Daten und Räume sind ebenfalls auf dem Informationsblatt notiert. Studierende in den Umweltnaturwissenschaften benötigen eine Syquest Festplatte, 5 1/4", 44 MByte. Wenn Sie mit einem System umgehen können, beschaffen sie sich bereits jetzt eine Syquest und kopieren sie die Systemsoftware. Alle anderen sollten sich vor dem 31. Okt. eine 3 1/2 " Diskette beschaffen. 12/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Themen der 7 Vorlesungen Schwerpunkt: Konzepte und Methoden Datum 1 Einführung 18. Sep. 2 Rechnernetze, Internet 25. Sep. 3 Numerische Methoden 9. Okt. 4 Datenvisualisierung 23. Okt. 5 Datenverwaltung 6. Nov. 6 Datenbankentwurf 20. Nov. 7 Programmierung 4. Dez. 13/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Themen der 6 Übungen Schwerpunkt: Kompetenzerwerb Abgabe-Zeitraum Praxis 1: Publizieren über Internet 21. Sep. bis 2. Okt. Praxis 2: Tabellenkalkulation 5. Okt. bis 16. Okt. Praxis 3: Datenvisualisierung 19. Okt. bis 30. Okt. Praxis 4: Daten verwalten 1 2. Nov. bis 13. Nov. Praxis 5: Daten verwalten 2 16. Nov. bis 27. Nov. Praxis 6: Makroprogrammierung 30. Nov. bis 11. Dez. Leistungskontrolle: Sie erhalten die 2 Kreditpunkte dieser Vorlesung wenn Sie alle 6 Übungen bearbeitet und abgegeben sowie die Semesterende-Prüfung bestanden haben (Note 4 oder besser). 14/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Räume und Computer Begrüssung Aufbau der Informatik Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information

ETH-Intranet (Teilansicht) Wireless 15/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Ihre Computerarbeitsplätze an der ETH Raum Anzahl Typ Fachrichtung HG E 26.1 32 PC/XP Agrarwissenschaften & Erdwissenschaften HG E 27 25 PC/XP Agrarwissenschaften & HG E 26.3 32 PC/XP Lebensmittelwissenschaften HG E 19 42 PC/XP Umweltnaturwissenschaften Betreuungszeiten: Siehe Informationsblatt und Homepage 16/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Ihre Computerarbeitsplätze an der ETH Sie können in irgend einem der öffentlichen Computerräume arbeiten, solange diese nicht für andere Veranstaltungen reserviert sind. Übungen abgeben können Sie jedoch nur in den für Sie reservierten Räumen. Für den Zugang von zu Hause aus, siehe: http://www.id.ethz.ch/services/students 17/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Computerarbeitsplätze: Zugangsverwaltung In den Ihnen zugeteilten, sowie in allen öffentlichen Computerräumen: Login-Name undKennwort vom nethz (bereits in Ihrem Besitz) Beispiel: bsteiner, Xz.s41A Passwörter nur über http://passwort.ethz.ch ändern!! Bei Zugangs-Problemen wenden Sie sich bitte an: hotline@student.ethz.ch 044 632 7777 Clöient/Server-Struktur der Rechner erklären 18/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Wann können Sie an ETH-Computern arbeiten? Die Computerräume sind während der jeweiligen Gebäudeöffnungszeiten zugänglich. Hauptgebäude Montag - Freitag 7:00 – 21:30 Uhr Samstag 7:00 – 16:00 Uhr CAB Montag – Freitag 6:30 – 19:00 Uhr Ausnahme: Die Räume sind für andere Veranstaltungen reserviert. Bedingung: Sie sind auf den Computern zugangsberechtigt. Weitere Informationen auf: http://www.id.ethz.ch/services/list/comp_raum_stud/arbeitsraeume 19/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Einführung ins E.Tutorial ® Begrüssung Aufbau der Informatik Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial ® Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information

Selbständige ICT-Kompetenzen Fertigkeiten Konzepte Explain Do Try See 20/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Instruktion Anwendung Überprüfung 21/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information Begrüssung Aufbau der Informatik Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes I: Kommunikation Ziele und Struktur der Lehrveranstaltung, Leistungskontrolle Räume und Computer Pause Einführung ins E.Tutorial Beispiel eines Informationsarbeitsplatzes II: Information

A: Total der befallenen Stände Von einfachen Daten . . . Häufigkeit verschiedener Bienenkrankheiten Kanton Faulbrut Sauerbrut Acarapis Varroa A B ZH 373 4.5 152 2.3 453 5.5 1161 137.1 BE 2239 6.8 847 3.3 1117 3.4 1205 35.9 LU 734 7.7 10 0.1 159 1.6 614 62.3 UR 20 86 28.1 7 1.2 92 149.3 SZ 107 5.9 100 6.9 112 6.2 532 284.6 OW 25 4.3 5 1.1 9 1.5 19 31.6 • • Schweiz 9278 7.1 3303 3.2 6419 4.9 9571 71.6 Varroa A: Total der befallenen Stände B: Befallene Stände pro Jahr und 1000 Bienenbesitzer (1988) 22/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

. . . zu komplexen Fragestellungen Faulbrut Einwohner/Besitzer Sauerbrut Einwohner/Volk Sackbrut Tal/Volk Kalkbrut Fläche/Volk Tracheenmilbe Wald/Volk 1. Varroa Kunstwiese/Volk Eingesandte Proben Naturwiese/Volk Honigertrag Beeren/Volk Kulturland/Honig Raps/Volk Kulturland/Volk Obst/Volk Beschreibung der Lebensumgebung von Bienen in der Schweiz durch 20 Variablen! 23/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Multivariate Visualisierung! "Rangliste" der Kantone. Wie können wir mit dieser Komplexität umgehen? Multivariate Visualisierung! 24/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

2-d: Schwankungen in der Anzahl registrierter Fälle von Faulbrut 25/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

2-d: Entwicklung des Varroa-Befalls 26/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

3-d: Im Kanton Zürich gemeldete Fälle von Faulbrut, gegliedert nach Bezirk 27/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Chernoff‘s Idee zur Visualisierung mehrdimensionaler Daten Die Grösse oder Form verschiedener Gesichtsteile entsprechen dem Wert unterschiedlicher Parameter. 28/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Extreme Ausprägungen des Gesichts 29/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

Mögliche Zuordnung von Bienendaten an Gesichtsteile Biegung der Mundlinie Honigertrag Grösse des Augapfels Raps/Volk Neigung der Augenbrauen Kulturland/Honig Stellung der Pupillen Obst/Volk Breite der Nase Kulturland/Volk Höhe der Augenbrauen Beeren/Volk Länge der Nase Fläche/Volk Länge der Augenbrauen 1. Varroa Länge der Mundlinie Einwohner/Besitzer Höhe des Gesichts Eingesandte Proben Höhe des Mundzentrums Einwohner/Volk Rundung obere Gesichtshälfte Faulbrut Abstand der Augen Tal/Volk Rundung untere Gesichtshälfte Sauerbrut 30/31 © Departement Informatik, ETH Zürich

"Klassenbild" mit den 26 Kantonen der Schweiz Geordnet nach Ähnlichkeit Zwei Probleme dieses Verfahrens: 1) Abhängigkeiten von Parametern (bei schmalem Mund verschwindet die Krümmung) 2) Klassifizieren, z.B. Gruppen bilden ist schwierig zu automatisieren 31/31

Wir wünschen ein schönes Wochenende!