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Informatik

-

Systeme

Gruppenarbeit WPU85—2010/2011:

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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:

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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