Datenverarbeitung

Mitschrift vom 06.10.2007

Buchempfehlung

Hansen

Wirtschaftsinformatik I

ISBN: 3-8252-0802-1

Dualsystem

Zahl: 7432

= 7 * 1000 + 4 * 100 + 3 * 10 + 2 * 1

= 7 * 10³ + 4 * 10² + 3 * 101 + 2 * 100

Die Datenverarbeitung arbeitet nicht mit dem Dezimalsystem, sondern mit dem Dualsystem.

Basis ist nicht 10, sondern 2

Dualsystem

Bsp.: 1 0 1 1

2³ 2² 21 20

= 1* 2³ + 0 * 2² + 1 * 21 + 1 * 20

= 8 + 0 + 2 + 1

= 11

1011 im Dualsystem entspricht der Zahl 11 im Dezimalsystem

Dualsystem

Woran sehe ich, ob ich die Zahl als Dezimalzahl oder als Dualzahl lesen soll?

Basiszahl als Index:

112 bzw. 1110

Dualsystem

Wie bekomme ich aus einer Dezimalzahl eine Dualzahl?

Horner Verfahren:

11:2 = 5 Rest 1

5:2 = 2 Rest 1

2:2 = 1 Rest 0

1:2 = 0 Rest 1

10112 entspricht 1110

1011

+ 11

1110

Addieren im Dualsystem

2³ 2² 21 20

= 1 * 2³ + 1 * 2² + 1 * 21 + 0 * 20

= 8 + 4 + 2 + 0

= 1410

Der Zahlenwert geht nicht höher als 1, d.h.

1 + 1 = 10

1 + 1 + 1 = 11 usw.

Dualsystem

7432

StellungsparameterHunderter-, Zehner- oder Einerstelle bzw.

20er- 21er-, 2²er oder 2³er Stelle im Dualsystem

ZahlenwertWerte von 0-9 bzw. von 0-1

Subtraktion von Dualzahlen

10112

- 1002

invertieren 01002

+ 1002

1000

reinvertieren= 0111

Subtraktion von Dualzahlen

10112

- 1002

invertieren 01002

+ 1002

1000

reinvertieren= 0111

2³ 2² 21 20

= 0 * 2³ + 1 * 2² + 1 * 21 + 1 * 20

= 0 + 4 + 2 + 1

= 710

Invertieren:

0 1

1 0

- +

Dualsystem: Rechenbeispiel

35 Aufgabe mit den entsprechenden

- 17 Dualzahlen lösen

1. Zahlen umwandeln

35 : 2 = 17 Rest 117 : 2 = 8 Rest 1 8 : 2 = 4 Rest 0 4 : 2 = 2 Rest 0 2 : 2 = 1 Rest 0 1 : 2 = 0 Rest 1

3510 entspricht 1000112

1710 entspricht 100012

Dualsystem: Rechenbeispiel

35 Aufgabe mit den entsprechenden

- 17 Dualzahlen lösen

1000112

- 100012

2. Subtraktion durch Invertieren und Umwandlung

0111002

+ 100012

101101

invertieren

reinvertieren010010= 0 * 25 + 1 * 24 + 0 * 2³ + 0 * 2² + 1 * 21 + 0 * 20

= 0 + 16 + 0 + 0 + 2 + 0 = 18 Stimmt

Code

Ein Code bezeichnet die Transformationsregel, um einen Zeichensatz in einen anderen zu überführen.

z.B. Umwandlung Dual- zu Dezimalsystem Morse Code (Morsezeichen und Buchstaben)

Ein Code muss eindeutig sein, d.h. bei Rücktransfor-mation der Codierung muss wieder der ursprüngliche Text heraus kommen.

Wie kommt man zu einem Byte?

26 Buchstaben klein26 Buchstaben groß 6 Sonderzeichen (ä,ö,ü)10 Ziffern20 Spezielle Zeichen ([ ; ! = ?)88

88 Zeichen wären notwendig, um die deutsche Sprache darzustellen

Wie kommt man zu einem Byte?

20

21

2²2³24

25

26

27

28

29

210

12481632641282565121024

Mit 7 stelligen Zahlen wäre es möglich, alle Zahlen, die wir hier in Deutschland brauchen, eindeutig darzustellen.

Da wir in der westlichen Welt jedoch wesentlich mehr Sonderzeichen haben als nur die deutschen Umlaute (Nordische Sonderzeichen, Akzente im Französischen und Spanischen usw.) braucht man acht Stellen, um diese auch noch zu erfassen.

Ein Byte hat 8 Stellen.

Datenhierarchie

1 Bit Binary Digit 1b

1 Byte = 8 Bit 1B

1 Datenfeld = n Byte (z.B. PLZ)

1 Datensatz = m Datenfelder (Artikelsatz)

1 Datei = x Datensätze

1 Datenbank= y Dateien

Code

2 gebräuchliche Codes in der DV: ASCII (heute: normale PCs) EBCDIC (Großrechner)

Beide basieren auf dem Hexadezimalsystem:1 0 1 1 1 0 1 1

Linkes Halbbyte

24

Rechtes Halbbyte

24

Wir haben ein Hexadezimalsystem:

0 81 92 A3 B4 C5 D6 E7 F

Rechnerhierarchien HC Home Computer (C64, Amiga,

Spielkonsolen) PC Personal Computer

Notebook PDAs Desktop

Workstation (für Design und Konstruktion) Mittlere Datenverarbeitung* (AS400, HP9000) Groß-Datenverarbeitung*

*: hier ist noch eine Einteilung nach kaufmännischer Bereich, technisch / wissenschaftlicher Bereich und Produktion (unterschiedliche Anforderungen) möglich

Aufbau einer CPU (Central Processing Unit)

Befehle

Daten256

Einteilungen

Microcode

Steuerwerk Leitwerk

Hauptspeicher RAM

Arbeitsspeicher

Rechenwerk ALU

Kernspeicher

1

2

3

4

5

7

6

Begriffe

MIPS = Millions Instructions per Second Prozessor: besteht aus Steuerwerk und

Rechenwerk CPU: Steuerwerk, Rechenwerk + RAM Complex Instruction Set Computing;

Reduced Instruction Set Computing: Maßnahmen um PCs schneller zu machen, nicht so wichtig glaub ich;)

Rechnerarchitekturen

ProzessorCPU

Haupt-speicher

DMA

DMA = Direct Memory Access C = Controller (Schnittstelle)

BUS

C

C

C

C

Moni-tor

Netz-werk

Fest-platte

Drucker

BUS

Pro Takt im Moment 32 Bit, 64 Bit kommt jetzt. Großrechner versendet pro Takt 128 Bit.

Wann wird das Bit gesendet:

* **

*

*: Schaltvorgang: Hier wird der Befehl durchgeführt

Takt = 1 Sinusschwingung

Interrupt

= Unterbrechung, mit dem Hinweis, dass eine Unterbrechung vorliegt, die sofort bearbeitet werden muss

(vor allem anderen)

Unterbrechung mit der Bitte um Weiterverarbeitung

Computer schneller machen I

Symmetrische-Multi-Prozessor (SMP)

Memory

Input/Output System

CPU CPU CPUCPU

Mehrere CPUs, aber kein so gutes Verfahren, da das Memory immer nur einen CPU „bedienen“ kann und die anderen so warten müssen (Warteschlangentheorie)

Höchstens 4 CPU sind so sinnvoll

Computer schneller machen II

Massiv Parallel Processing (MPP)

Mem

I/O

CPU CPU CPUCPU

Mem Mem Mem

I/O I/O I/O

99,8% Leistungszuwachs pro Einheit, sehr effektives Verfahren

Wie kommen die Zahlen in den Hauptspeicher?

Spannung bestimmt, ob die Speichereinheit 0 oder 1 anzeigt

Non Data

1

0

4,5V

5V

0,5V

0V

*

*: konstanter „Refresh“ des Hauptspeichers, um die Daten auf den neusten Stand zu halten (mit der Zeit fällt die Spannung immer weiter ab (Transistoreffekt)

Aufbau Großrechner

CPU

Mem

I/O VorrechnerFront/End

Drucker, Magnetbänder etc.

Controller

Softwarebereich

Software

BetriebssystemeSystemnahe

Software

Anwendersoftw.a) Individualsw.b) Standardsw.

a) Vertikalb) horizontal

Horizontal: über alle Marktbranchen hinweg

Vertikal: für eine Branche

Standardsoftware vs IndividualsoftwareStandardsoftware

+ niedrige Kosten+ Schulungen vorhanden+ Dokumentation vorhanden+ Datenaustausch+ sofort verfügbar+ „relativ“ fehlerfrei

Individualsoftware

+ passt genau auf Betrieb+ schnelle Erweiterbarkeit+ Know-How bleibt erhalten+ schnelle Fehlerbehebung

- hohe Kosten- kaum Schulungen- kaum Dokumentation - kaum Datenaustausch- lange Erstellungszeiträume+ „fehlerbehaftet“

- passt nicht genau auf Betrieb

- Erweiterbarkeit schwierig- Vorsprünge gehen verloren- Know-How geht schneller

verloren- langsame Fehlerbehebung

Betriebssysteme

Anwender-Software

Betriebssystem

Hardware

Das Betriebssystem ist der Mittler zwischen Hardware und Anwendungssoftware. Es muss genau auf den jeweiligen Rechner angepasst sein.