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Wirtschaftsinformatik I
Wirtschaftsinformatik I befaßt sich mit folgenden Themen:
- Aufbau, Arbeitsweise und Einsatzmöglichkeiten elektronischer Datenverarbeitung: Technische Grundlagen und Leistungspotentiale
- DV-Funktion: Dateneingabe – Verarbeitung – Ausgabe
- Kommunikation: Bedeutung, Möglichkeiten, Technik
- Architektur und Nutzungsmöglichkeiten von Rechnersystemen
Wirtschaftsinformatik beschäftigt sich mit der:
- Gestaltung = (Planung, Analyse, Entwicklung und Integration) und dem
- Einsatz (Betrieb, Wartung und Pflege)
- rechnergestützter Informations- und Kommunikationssysteme insbesondere compu- tergestützter Anwendungssysteme)
in Unternehmungen und in der öffentlichen Verwaltung.
Elemente im Informations- und Kommunikationssystem:
- Menschen (als Aufgabenträgr und Benutzer der IuK-Techniken
- Zu bearbeitende (betriebliche ) Aufgabenstellungen
- Informationstechnologien
Gesellschaftliche Auswirkungen: Einige Schlagworte
- Automation auch für nicht-körperliche Arbeit
- Vordringen der neuen Techniken auch in den Privatbereich: neue Kommunikations-, Arbeits-, Einkaufsformen (Telearbeit, E-Commerce, d. h. zunehmend nicht draußen, sondern übers Netz kaufen).
- Der Trend zur Informationsgesellschaft: Information als Gut, das unabhängig von materiellen Gütern produziert, bearbeitet, gehandelt werden kann (nichtmaterielles Gut, z. B. Handel mit Adressen)
- Probleme: Veränderung sozialer Strukturen, offene juristische Fragen, zunehmende Komplexität der Technik, hohe Lernanforderungen an die Nutzer, (weil sie mit der Informationstechnik nicht klarkommt).
Was ist ein Computer?
- Nach DIN-Definition ist ein Rechner (Computer)eine Funktionseinheit zur Verarbeitung von Daten, nämlich zur Durchführung mathematischer, umformender, übertragender und speichender Operationen
- „Elektronisch“ ist nach dieser Definition kein wesentliches Merkmal, da es zu unspezifisch ist.
- Synonyme: Rechner, Rechensystem, Rechenanlage, Computer, Datenverarbeitungssystem, DV- Anlage, EDV-Anlage
Das Grundprinzip ist die EVA:
- Eingabe
- Verarbeitung
- Ausgabe
Der Aufbau eines Computers Folie 23,24,25, Seite 12,
Ein Personal Computer ist nach DIN-Definition eine Funktionseinheit zur Verarbeitung von Daten, nämlich zur Durchführung mathematischer, umformender, übertragender und speichernder Operationen. Sie stellt eine Komponente des EDV-Systems dar. Personal Computer oder Hardware ermöglicht de Programmablauf.
Ein Computer besteht aus den Komponenten:
- Eingabeeinheit
- Zentraleinheit
- Ausgabegerät
- Speicher
Jeder Rechner besteht aus der Zentraleinheit und der Peripherie.
Die Zentraleinheit beinhaltet :
- Zentralprozessor(en)
- Hauptspeicher (=Zentralspeicher)
- Verbindungseinrichtungen (=Busse)
- Ein-/Ausgabeprozessor(en)
- Stromversorgung und sonstige, für den Betrieb nötige Zusatzeinrichtungen. Sie ist Kernstück des Computersystems , in der die eigentliche Verarbeitung der Daten erfolgt.
Peripherie:
Peripherie ist die Schnittstelle der Zentraleinheit nach außen. Zu peripheren Geräten gehören:
- Eingabegeräte
- Ausgabegeräte
- Externe Speicher
Arbeitsspeicher (RAM)
= (Random Access Memory) D. h. frei verfügbarer Speicher , kann beliebig beschrieben und wieder gelesen werden. Er ist normalerweise ein flüchtiger Speicher , d. h. bei Abschaltung der Energiezufuhr gehen alle gespeicherten Daten verloren.
Grundfunktionen des Arbeitsspeichers sind:
- Speicherung des aktuellen Programms , bzw. Teilprogramms und Abgabe der jeweils benötigten Befehle an den Prozessor.
- Kurzfristige Speicherung von Daten zwischen Eingabe und Verarbeitung (Eingabedatum) während der Verarbeitung (Zwischenergebnisse ) , zwischen Verarbeitung und Ausgabe (Ergebnis- bzw. Ausgabedatum) sowie zwischen Eingabe bzw. Ausgabe und externer Speicherung.
Eigenschaften des Arbeitsspeichers:
- direkt adressierbarkeit (RAM), d. h. jede Speicherstelle, die ein Byte bzw. ein Wort aufnehmen kann (kleinste Speichereinheit), hat eine eigene Adresse.
- die Zugriffszeit (Zeit, um den Inhalt eines Speicherplatzes zu schreiben oder zu lesen ) ist sehr kurz. Sie liegt im Berecih von Nanosekunden.
- hohe Übertragungsrate (Datentransferrate, Übertragungsrate), mit der die Daten intern übertragen werden.
Zentraleinheit III: Interne Datenübertragung
(Externer Speicher)
- Bussystem:Ist ein Verbindungssystem zwischen der Zentraleinheit bzw. ihren Kompo- nenten und externen Geräten, das von allen angeschlossenen Einheiten gemeinsam genutzt wird
- Keine direkte Vernüpfung der Komponenten untereinander
Bus-Typen unterscheiden sich nach:
- den verbundenen Komponenten CPU-Bus
- Der interne CPU-Bus dient zur Kommunikation der internen Einheiten des Porzessors (zwischen Leitwerk, Rechenwerk und deren Registern),
- Der externe CPU-Bus verbindet Prozessor(en), Arbeitsspeicher und Peripheriebus- Schnittstelle Peripehrie-bus (z. B. PCI)
- Art der transportierten Information: Datenbus Adreßbus Steuerbus
Verbindungsstruktur:
Die Übertragung von Daten zwischen Zentraleinaheit und peripheren Geräten erfolgt über sog. Kanäle. Eingabe und Ausgabe werden dabei üblicherweise durch spezielle Ein-bzw. Ausgabepro- zessoren, sog. Kanalwerke gesteuert.
Andere Kanalwerke übernehmen den Datentransfer innerhalb der Zentraleinheit sowie zwischen Zentraleinheit und externen Speichern. Vor allem bei kleineren Computern wird die interne Datenübertragung als Buskonzept realisiert. Ein Bus besteht aus einem (oder mehreren) Leistungsweg(en), an den die Zentraleinheit angeschlossen sind. Der Bus erspart die direkte Verknüpfung der Komponenten untereinander, hat aber den Nachteil, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt nur zwei Komponenten den Bus nutzen können. Innerhalb der Zentraleinheit trennt man im Regelfall in Datenbus für den eigentlichen Datentransfer, Adreßbus für die Übertragung von Speicheradressen und Steuerbus für die Steuerung der einzelnen CPU-Komponenten.
(Zeichnung siehe Schwarze)
Neben dem oben veranschaulichten CPU-Bus gibt es für die Verbindung der Zentraleinheit mit Peripheriegeräten eigene Busse. Dafür wird bei PC`s heute meistens ein PCI -Bus verwendet. Die Verbindung zum CPI-Bus erfolgt durch eine Brücke. Vom PCI -Bus werden über spezielle Schnittstellen und Busse Verbindungen zu den Peripheriegeräten hergestellt,z. B. über einen PCI-SCSI-Adapter zu einem SCSI-Bus, an den z. B. Festplatte oder CD-ROM- Laufwerke angeschlossen sind.
Einen Übergang zwischen zwei Komponenten eines Computersystems, an dem Daten von einer Komponente an eine andere Komponente übergeben werden , bezeichnet man als Schnittstelle. Für die Übertragung von Daten zu Peripheriegeräten ist die folgende Unterscheidung wichtig:
- Über eine serielle Schnittstelle werden die Bits zeitlich nacheinander übertragen.
- Über eine parallele Schnittstelle können zeitlich mehrere Bits parallel übertragen werden.
Externe Speicher
- Aufgaben externer Speicher sind: Speicherung von Daten zwischen Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe Speicherung von Programmen Archivierung von Daten Transport von Daten (Datenträgeraustausch, Softwaredistribution)
- Grundprinzipien externer Speicher sind: Die sequentielle (serielle) Speicherung Direkt adressierbare Speicherung: Direkte Erreichbarkeit der einzelnen Speicherplätze
Beurteilungskriterien für Zentraleinheiten
- Verfügbarer Arbeitsspeicher
- Prozessortyp, Arbeitsgeschwindigkeit, Verarbeitungsbreite
Vorteile:
- hohe Kapazität
- direkter Zugriff auf die gespeicherten Daten
- kurze Zugriffs- und Übertragungszeiten
- Unempfindlichkeit
Nachteilig sind die (noch) relativ hohen Gerätekosten.
3. Optische Speicherkarten Sie Sind mit Magnetstreifenkarten hinsichtlich Größe und Funktion vergleichbar.
Kenndaten:
- Kapazität: 100 MB- 10 GB
- Zugriffszeit: 20 – 300 ms
- Kosten/Bit: gering
- Magnetische Datenträger Magnetische Speicherung spielt seit mehr als drei Jahrzehnten eine wichtige Rolle. Die klassische Form magnetischer Speicherung ist das Magnetband. 1. Magnetband Ein Magnetband ist ein Kunststoffband mit einer magnetisierbaren Trägerschicht. Die Speicherung der Daten erfolgt in parallelen Spuren. Ein direkter Zugriff auf die Daten ist nicht möglich. Deshalb spielen Magnetbänder heute nur noch eine Rolle bei der Sicherung und Archivierung großer Datenbestände. Vorteile:
- Auswechselbarkeit der Bänder
- Mehrfachverwendbarkeit
- hohe Kapazität
- niedrige Kosten für das Speichermedium
Nachteile:
- lange Zugriffszeit
- Empfindlichkeit gegen magnetische Umwelteinflüsse, Staub, Feuchtigkeit, Wärme,
- zeitlich begrenzte Verwendbarkeit. 2. Magnetplatten Eine Magnetplatte ist eine beidseitig magnetisierbar beschichtete Platte. 3. Magnetstreifenkarten Eine Magnetstreifenkarte ist eine Plastikkarte mit einem magnetisierbaren Streifen. Typische Beispiele für Magnetkarten sind Eurocheck- bzw. EC-Karten, Kreditkarten oder Betriebsausweise. Sie werden u. a. zum bargeldlosen Bezahlen eingesetzt. 4. Diskette Eine Diskette ist eine flexible dünne Kunststoffscheibe mit einr magnetisierbaren
Beschichtung. Lesen und Schreiben geschieht bei Disketten mit Hilfe eines speziellen Disketten- laufwerks, aus dem die Disketten heraugenommen werden können. Sie haben damit dem Vorzug, daß sie die äußerst geringem Platzbedarf transportabel sind und da- durch z. B. bequeme Möglichkeit der Daten und Programmsicherung bieten. Disketten haben ähnliche Vor- und Nachteile wie Magnetplatten. Besonders zu er- wähnende Vorteile:
- Austauschbarkeit
- Transportierbarkeit
- geringe Kosten Nachteil:
- hohe Empfindlichkeit
Kenndaten:
- Kapazität: 1 MB - > 50 GB
- Zugriffszeit: 8 – 100 ms
- Kosten/Bit: mittel
Elektronische Datenträger
Elektronische Speicher verwenden Halbleiterbauelemente zur Speicherung. Häufig ist dabei in den Datenträger ein Mikroprozessor integriert, so daß auch Verarbeitungsprozesse abgewickelt werden können. Elektronische Speicherung wird verwendet bei:
1. Chipkarten: deren Aufbau und Größe mit Magnetstreifenkarten vergleichbar ist und die sich von diesen durch einen eingebauten Chip mit Mikroprezessor und/oder Speicher (Speicherkarten) unterscheiden.
- Flasch-Speicherkarten werden in tragbaren Rechnern und anderen Geräten (PC- Karten, Digital-Kameras, Mobilfunkgeräte) eingesetzt. Sie können auch ohne permanente Stromzufuhr dauerhaft speichern.
- Halbleiterplatten , die aus mehreren (oder sehr vielen) Speicherchips bestehen. Wie beim Hauptspeicher ist permanente Stromzufuhr erforderlich. Da für den Datenzugriff keinerlei mechanische Einrichtungen benötigt werden, sind die Zugriffszeigen sehr kurz.
Kenndaten:
- Kapazität: bis zu mehreren hundert MB (Platte)
- Zugriffszeit: 20 – 400 ns
- Kosten/Bit: sehr hoch
Beispiel: Magnetischer Datenträger: Festplatte
- Es sind je nach Speicherkapazität eine oder mehrere nickel-beschichtete Aluminium- platten, die mit einer magnetisierbaren Schicht samt Schutz- und Schmierfilm beschichtet sind
- Spindelmotor dreht die Platten mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute (gängig: 7.200 U/Min)
- Automatische Eingabe z. B. über Meßgeräte, Sensoren, Zählvorrichtungen usw.
Indirekte Dateneingabe:
Die indirekte Dateneingabe ist ein zweistufiges Verfahren :
- Zunächst werden die Daten direkt erfaßt und auf maschinell lesbaren Datenträgern gespeichert.
- Die auf Datenträgern gespeicherten Daten werden dann mit entsprechenden Geräten in das eigentliche IV-System eingelesen.
Geräte zur manuellen Dateneingabe S. 71 Sch.
Das wichtigste Gerät manueller Eingabe ist das Bildschirmgerät.
Ein Bildschirmgerät besteht aus :
- Tastatur zur Dateneingabe und
- Bildschirm zur Eingabekontrolle und zur Ausgabe; ein Sensorbildschirm dient auch zur Dateneingabe. Dazu kommt meistens noch eine nicht sichtbare
- Steuereinheit mit einem Speicher (Pufferspeicher).
Kriterien Bildschirm:
Für Bildschirme (Monitor, Screen, display) werden heute noch überwiegend Kathodenstrahlröhre , wie sie auch beim Fernseher benutzt werden, verwendet. Inzwischen werden zunehmend auch Flachbildschirme eingesetzt.
Bildschirme lassen sich durch folgende Eigenschaften charakterisieren:
- Optische Eigenschaften , insbesondere Helligkeit und Kontrast, die grundsätzlich regelbar sein sollten, sowie Blendfreiheit.
- Grafikeigenschaften , zu denen insbesondere eine hohe Auflösung (viele Einzelpunkte bzw. Pixel) und Möglichkeit der farbigen Darstellung gehören.
- Bildwiederholfrequenz (Bildwiederholrate, Auffrischungsrate), d. h. die Anzahl der Wiederholungen pro Sekunde eines auf dem Bildschirm angezeigten Bildes. Sie hängt von der gewählten Auflösung ab. Wichtig ist vor allem die Zeilenfrequenz , die in Kiloherz gemessen wird.
- Strahlung , gegebenenfalls unterschieden in elektromagnetische und elektrostatische Strahlung.
- Farben , vor allem Anzahl und Qualität der Farben.
Kriterien Tastatur:
Zum Bildschirm gehörige Tastatur kann nach folgenden Kriterien beurteilt werden:
- Standardisierte Tastenbelegung
- Sondertasten für wichtige Funktionen
- Qualität
Geräte zur manuellen Dateneingabe II: S. 73 , 74 Sch.
Zusatzgeräte und Varianten:
- Maus (ein Gerät, die mit einer Drehkugel auf der Unterseite integriert ist. Die Drehkugel wird durch Bewegen der Maus bewegt wird. Dadurch kann die Cursorposition auf dem Bildschirm verändert werden.
- Trackball (beim Trackball ist eine Kugel in einem Gehäuse so angebracht, daß über deren Drehung die menschliche Hand die Cursor-Steuerung auf dem Bildschirm erfolgen kann).
- Digitalisiertablett (ein Gerät zum Eingeben von Zeichnungen oder Liniengrafiken.).
- Touch Screen (beim Berührungsbildschirm erfolgt die Eingabe durch Berühren der Bildschirmoberfläche mit einem Finger.)
- Lichtgrifel (ist ein lichtempfindlicher Stift, der durch eine in der Spitze eingebaute Fotozelle den Kathodenstrahl derBildröhre aufnehmen kann).
- Scanner (ein Eingabegerät, mit dem Grafiken und Texte fotoelektrisch über Helligkeits- und Farbwerte gelesen werden).(auch können Fotos und andere Halbtonvorlasgen gelesen werden, wobei eine Rasterung, d. h. Auflösung in einzelne Punkte erfolgt.) Vor allem im Zusammenhang mit Scannern ist die Unterscheidung in interpretierende und nicht-interpretierende Eingabe wichtig.
- Bei der interpretierenden Eingabe werden Zeichen nicht nur als grafisches Symbol gelesen, sondern es wird auch der Inhalt bzw. die Bedeutung erkannt. Dadurch ist z. B. die Bearbeitung eingelesener Texte mit einem Textverarbeitungsprogramm möglich. Ein anderes Beispiel ist das Lesen von Strichcodes an Kassen.
- Bei der nicht-interpretierenden Eingabe werden Daten und Zeichen nur als grafische Symbole gelesen. Dabei werden dann auch Texte wie eine Grafik gelesen. Eine Textverarbeitung ist nicht möglich.
- Handschrifteingabe über Pen-Pad-Computer
Weitere Eingabegeräte S. 75 –Sch.
- Spracheingabe (z. B. Mikrofon, Telefon) Zunehmende Bedeutung erlangt inzwischen die Spracheingabe. Dabei ist zu unterscheiden zwischen:
- Eingabe zur Speicherung und späteren Sprachausgabe ohne Zeichen- und Worterkennung und Verarbeitung: nichterkennende Spracheingabe ;
- Erkennung der Zeichen und Wore nach der Eingabe, die eine Be- bzw. Verarbeitung der gesprochenen Texte und Zahlen ermöglicht: erkennende Spracheingabe. Die Spracherfassung kann in beiden Fällen direkt über ein Mikrofon oder indirekt über Tonträger oder ein Kommunikationsnetz erfolgen.
Da Sprache individuell variiert, ist für eine erkennende Spracheingabe
- Sprechererkennung und
- Spracherkennung erforderlich. Bei der Sprechererkennung geht es um die Identifizierung und Filterung individueller, personenspezifischer Sprachgewohnheiten. Spracherkennung bezieht sich auf das Indentifizieren einzelner Worte und Sätze.
- Sensoren und Induktionsschleifen
- Beleglesegeräte
- Barcode-Scanner
Kriterien für Eingabegeräte und deren Bedienungskonzept
- Leichte Handhabung
- Ergonomische Gestaltung
auch mit speziellen, nur für die Erfassung geeigneten Geräten. Solche Geräte werden z. B. bei Inventuren, Verkehrszählungen oder bei Umfragen eingesetzt.
Nach dem Steuerungszusammenhang zwischen Datenerfassung und-verarbeitung unterscheidet man Offline - und Online - Datenerfassung. Offline : Bei der Offline-Datenerfassung besteht kein Steuerungszusammenhang zwischen Datenerfassung und der (späteren) Verarbeitung. Die Daten müssen stets zwischengespeichert werden. Das schließt nicht aus, daß dennoch ein physischer Zusammenhang (z.B. Leitungs- verbindung) zwischen Datenerfassungseinheit und Datenverarbeitungsgerät besteht.
Online : Online-Datenerfassung erfolgt im Regelfall im Dialogbetrieb. Sie ist programmtech- nisch in die Verarbeitung der Daten integriert. Eine längere Zischenspeicherung von Daten zwischen Eingabe und Verarbeitung entfällt.
Nach der Intelligenz der Datenerfassung wird unterschieden in:
- Intelligente Datenerfassung, bei der eine Datenvorverarbeitung im Datenerfassungsgerät möglich ist, und
- nicht intelligente Datenerfassung, bei der die Daten, so wie sie anfallen, auf einen maschinell lesbaren Datenträger übertragen werden, ohne daß dabei irgendeine Verarbeitung stattfindet.
Nach der zeitlichen Integration unterscheidet man
- sumultane Datenerfassung, bei der die Daten unmittelbar im Zeitpunkt des Entstehens erfaßt werden, und
- verzögerte Datenerfassung, bei der die Daten erst mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung nach dem Entstehen erfaßt werden.
Wirtschaftliche Datenerfassung
- Eine möglichst automatische Erfassung senkt Kosten, Erfassungsdaur und Fehlerquote (Qualität der Daten!)
- Daten sollen in Kurzform eingegeben werden können
- Gestaltung von Belegen sollte effiziente Datenerfassung erlauben
- Sofortige Plausibilitätskontrolle und Fehlerprüfung
- Wirtschaftliche Datenerfassung ist eher als Organisations- als Tehnikproblem, dessen Bedeutung sich aus den unter Umständen hohen Kosten für die Datenerfassung ergibt
Typologie der Datenausgabe: S. 81,82 Schw.
Unterscheidung nach...
Ausgabearten
Daten können auf unterschiedliche Art und über verschiedene Geräte ausgegeben werden. Hier ein Überblick über die Ausgabearten:
- Adressaten : Mensch Datenträger Kommunikationsmedium
- Verbindungsart : direkt indirekt
- Wahrnehmbarkeit visuell akustisch maschinell lesbar
- Dauerhaftigkeit : flüchtig dauerhaft
Maschinell lesbare Ausgabe auf entspechenden Datenträgern (Diskette, Magnetband) dient der Speicherung für Transport, spätere Weiterverarbeitung oder spätere Ausgabe in visuell wahrnehmbare Ausgabe kann z. B. über Bildschim, Drucker, Plotter oder Videoprojektor erfolgen.
Ausgabe in Form von akustisch wahrnehmbaren Signalen spielt für die akustische Unterstreichung von Fehlermeldungen und dgl. eine Rolle.
Zu erwähnen ist aber auch Sprachausgabe. Als elektrische Signale werden Daten in andere IV-Systeme eingegeben, z. B. bei computergesteuerten Maschinen und Prozessen, oder in ein Kommunikationsmedium (Datenübertragungsleitung). Eine direkte Ausgabe erreicht den Adressaten unmittelbar, eine indirekte auf dem „Umweg“ über Zischenspeicherung.
Eine dauerhafte Ausgabe liefert die Daten in einer Form, in der sie aufbewahrt werden können, beispielsweise als Ausdruck auf Papier. Bei flüchtiger Ausgabe werden die Daten ausgegeben, können wahrgenommen werden und gehen anschließend verloren. Bildschirmausgaben oder akustische Signale sind flüchtig.
Ausgabegeräte S. 83 Schw.
- Bildschirme, Projektoren, Anzeigetafeln
- Schreib- und Druckgeräte: Zeichendrucker Zeilendrucker Seitendrucker Plotter
- Sprachausgabegeräte: Lautsprecher Kopfhörer
- Signalgeber, Fotosatzgeräte, Mikrofilm-Recorder
Superrechner
- Sind Hochleistungsrechner , die z. B. auf die Bearbeitung komplexer technisch- naturwissenschaftlicher Aufgabenstellungen ausgelegt sind.
- Sie haben sehr hohe Verarbeitungsleistung
- Sie erfordern wie die Großrechner spezialisiertes Bedienungspersonal und besondere Umgebungsbedingungen (z. B. klimatisierte Räume)
Großrechner
- Sie sind universell einsetzbar u. sind große Computersysteme
- Spezialisiertes Bedienungspersonal u. besondere Umgebungsbedingungen sind erfordelich
- Liefern häufig zentrale Recchnerleistung für dezentrale Nutzer (Mainframe plus Terminals)
- Sie werden für Rechenzentren eingesetzt
Merkmale unterschiedlicher Leistungsklassen II
Abteilungsrechner
- Sie versorgen mehrere Arbeitsplätze mit Rechnerleistung
- Sie werden in mittleren Unternehmen auch als zentraler Rechner eingesetzt
- Es handelt sich oft um proprietäre Systeme, d. h. Hardware und Betriebssystem sind herstellerspezifisch
- Produktbeispiel: IBM AS/
Workstations
- sind hochleistungsfähige, kleinere Rechner, die üblicherweise auf einen Arbeitsplatz bezogen sind. Z. B. für technisch-naturwissenschaftliche Aufgabenstellungen
- Sie werden auch ls Server für kleinere Rechnernetze eingesetzt.
Merkmale unterschiedlicher Leistungsklassen III
Abteilungsrechner
- sind billige Rechner, stark standardisiert
- sind kleine Computer, die im Regelfall für den Einbenutzerbetrieb konzipiert sind
- eichte Bedienung durch benutzerfreundliches Betriebssystem
Kritik an dieser Einteilung:
- Leistunsklassen verschwimmen
- Viele Kategorien, die sich hier schlecht einordnen lassen, weil sie sich dieser Abgrenzung entziehen (z. B. Server, Prozeßrechner, mobile Rechner)
Rechnerarchitektur und Hardwarekonfiguration S. 90 Schw.
Unter Rechnerarchitektur versteht man die Gesamtheit der Konstruktions- und Bauprinzipie eines Computrs. Dazu gehören der
- technisch-physikalische Aufbau der Hardware bzw. der Hardwarekomponenten,
- Verarbeitungsprinzipien,
- interne Darstellung von Daten
- Aufbau der Maschinenbefehle
- Struktur der Hardwarekomponenten
- sowie Aufbau des Gesamtsystems einer Hardware aus den einzelnen Hardwarebestandteilen.
Von-Neumann-Architektur
Computer sind auch heute noch meistens nach der von dem ungarischen Mathematiker John von Neumann entwickelten von Neumann-Architektur aufgebaut. Nach dieser Architektur besitzt ein Computer folgende Komponenten:
- einen Zentralprozessor (CPU) mit Steuerwerk und Rechenwerk
- Hauptspeicher
- Eingabeeinheit und Ausgabeeinheit
- interne Datenwege (Kanalwerke bzw. Eingabe-/Ausgabeprozessoren).
Charakteristisch für die von-Neumann-Architektur ist die
- sequentielle und dadurch relativ langsame Abarbeitung der einzelnen Befehle eines Programms.
- Man bezeichnet dieses Konstruktionsprinzip für Computer auch als SISD - Architektur.
- Vorzug : nach der von-Neumann-Architektur aufgebaute Rechner sind nicht auf bestimmte Anwendungsbereiche festgelegt, sondern nahezu beliebig einsetzbar.
(Skizze S. 91 Schw., Folie S.28)
Andere Architekturen S. 91 Schw.
Neuere Rechnerarchitekturen wurden wegen der begrenzten Leistngsfähigkeit der von- Neumann-Architektur entwickelt.
PIPELINE-VERARBEITUNG Bei der sequentiellen Befehlsabarbeitung der von Neumann-Architektur muß ein Befehl erst vollständig ausgeführt weren, ehe der nächste beginnt. Das führt zu relativ langsamen Verarbeitungsgeschwindigkeiten. Eine Beschleunigung kann erreicht werden, wenn man die
Befehlsausführung in Einzelschritte zerlegt, die dann parallel ausgeführt werden kön- nen. Diese Form der Parallelverarbeitung bezeichnet man als Pipelineverarbeitung.
RISC-ARCHITEKTUR
- Bei der RISC-Architektur (Reduced Instruction Set Computer) ist nur ein beschränkter Befehlsvorrat verfügbar.
- Die Ausführung häufig benutzter Befehle erfolgt dabei schneller
- Die Ausführung seltener Befehle erfolgt langsamer
Vorteile Rechnernetze (Rechnerverbund) = Verbundvorteile:
- Kommunikationsverbund : d. h., ein Benutzer kann mit allen anderen Benutzern der verbundenen Rechner Nachrichten austauschen (Elektronische Post, Fax)
- Datenverbund : d. h. jeder Datenbestand kann unabhängig vom Ort seiner Speicherung im Netz einem Benutzer zugänglich gemacht werden.
- Funktionsverbund , d. h. ein Benutzer kann Programm- und Gerätefunktionen anderer Rechner (des Verbundsystems) verwenden.
- Lastverbund : d. h., Verteilung von Aufträgen je nach Auslastung und Ausstattung auf die verbundenen Rechner, um eine optimale Kapazitätsausnutzung des Gesamtsystems zu erreichen.
- Leistungsverbund : d. h., die Verteilung der besonders aufwendigen rechenintensiven Aufträge auf mehrere Rechner
- Sicherheitsverbund (=Verfügbarkeitsverbund): d. h. daß bei Ausfall eines Servers auf einen alternativen Rechner, der die gleichen Dienste anbietet, umgestiegen werden
Alle vorgenannten Vorteile insgesamt dienen zur optimalen Ausnutzung der Ressourcen der beteiligten Systeme. Die Aufträge müssen von bestgeeigneten Systemen erledigt werden, um ein Maximum an Leistung, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit zu erreichen.
Nachteile bei vernetzten Systmen:
- Fehelerfortplfanzung
- schnelle Verbreitung von Computerviren.
2.3.2 SYSTEMSOFTWARE S. 97 Schw.
Begriff und Aufgaben: Die Hardware eines Computers muß, damit Informationen bzw. Daten verarbeitet, übertragen und/oder gespeichert werden können, über entsprechende Befehle gesteuert werden. Diese Steuerung übernimmt die sogenannte Systemsoftware. Erst durch sie wird Hardware zu einem arbeitsfähigen Stystem. Das Systemsoftware stellt damit das Bindeglied zwischen Hardware und Anwendungssoftware dar.
Software-Systemasierung S. 51 Folie
Softwareschichten S. 51 Folie
Systemsoftware S. 98 Schw.
- Die Systemsoftware übernimmt die Stuerung und Überwachung der Hardware, und zwar vor allem folgende Aufgaben:
- Steuerung der rechnerinternen Abläufe,
- Koordination der verschiedenen abzuarbeitenden Programme,
- Steuerung der Ein- und Ausgabe,
- Überwachung und Protokollierung der Systemaktivitäten
- Ermittlung und Behebung eventueller Fehler im System.
- Auch Programmiersprachen, in denen System- oder Anwendungsprogramme geschrieben werden zählen zur Systemsoftware
- Es gibt viele unterschiedliche Strukturierunsvarianten!
Systemsoftware: Gliederung S. 99 Schw./Folie S. 52
Systemsoftware
Steuerprogramme Dienstprogramme Werkzeugeund Hilfen
- Ausführungsvor- - Hilfsprogramme - Datenbankverwaltung vorbereitung - Wartungshilfen - Entwicklungswerkzeuge
- Prozeßkoordination - Testprogramme - Kommunikationsprogram-
- Datenmanipulation - Editoren me
- Ablaufsicherung - Compiler/Interpreter
