Einführung in die EDV

Teil 1

Grundlagen

Entwicklung der EDV Teil 1

• Um 1100 v.Chr. Abakus in China eingesetzt• Ab 1623 Konzepte von mech. Rechenmaschienen

(1623 Schickard; 1640 Blaise Pascal; 1670 Leibnitz)• 1673 Leibnitz entwickelt Dualsystem• Um 1800 Lochstreifen für Webmaschinen (Jacquard)• Um 1830 erste Konzepte für programmgesteuerte

Rechenmaschinen• Um 1850 boole´sche Algebra (George Boole)• 1890 Hollerith setzt elektronische Zählmaschine bei der

11. US-Volkszählung ein• 1941 erster programmgesteuerte Rechner

(Z3 von Konrad Zuse Relaisrechner mit 20 arithmetischen Operationen pro Sekunde)

Entwicklung der EDV Teil 2

• 1939 – 1944 entwickelt Aiken den ersten frei programmierbaren Rechner (MARK I)

• 1945 John von Neumann Grundaufbau eines Computers• 1946 erster vollelektronischer Röhrenrechner (ENIAC)• 1948 Entwicklung des Transistors • 1969 integrierte Chips (IC´s)• 1970 komplette Rechnerarchitektur auf einem IC• 1977 Commodore liefert PET aus• 1977 Apple II erster vollwertiger Personal Computer• 1981 erster IBM-PC

Rechnergenerationen

• 0. Generation: Relaisrechnerab 1941 10 Operationen pro Sek.

• 1. Generation: Röhrenrechnerab 1946 1000 Operationen pro Sek.

• 2. Generation: Transistorrechnerab 1957 10 000 Operationen pro Sek.

• 3. Generation: Rechner mit integr. Schaltkreisen (IC´s)

ab 1964 1. Mio. Operationen pro Sek.• 4. Generation: Rechner mit hochintegr.

Schaltkreisenab 1975 10 Mio. Operationen pro Sek.

Computerklassen

• SupercomputerGroße Datenverarbeitungskapazität

• Großrechner / MainframesGroße Anzahl von Anwendern angeschlossen

• Minicomputermittlere Datentechnik. AS/400, VAX

• WorkstationRechner mit hoher Kapazität im Grafikbereich /Netzwerkfähige Rechner

• MikrocomputerRechner der unteren Datentechnik; Personal Computer

• HomecomputerSpielecomputer C64, Atari; heute PC´s

Unterscheidungskriterien für Daten

• Formal (Zeichenform)

• Organisatorisch– Stammdaten (selten oder gar nicht geändert)– Bewegungsdaten (variable Daten, häufig geändert)

• Inhaltlich– Ordnungsdaten (Kennzeichnung der Daten)– Nutzdaten (Sachdaten, eigentliche Daten)

Begriff Datenverarbeitung

• ErfassenÜbertragung auf maschinelle Datenträger

• Übermittelnörtlicher Transfer; Speicherung und späterer Aufruf

• OrdnenStrukturieren: Sortieren, Selektieren, Mischen

• UmformenUmgestaltung und Verknüpfung

Zahlensysteme in der EDV

Einführung

Vergleich Zahlensysteme

Römisch Dezimal Hexadezimal Dual

0 0 0 0000I 1 1 0001II 2 2 0010III 3 3 0011IV 4 4 0100V 5 5 0101VI 6 6 0110VII 7 7 0111VIII 8 8 1000IX 9 9 1001X 10 A 1010XI 11 B 1011XII 12 C 1100XIII 13 D 1101XIV 14 E 1110XV 15 F 1111

Zahlenwert der Dezimalzahl

Dezimalzahl 5 4 7 9 , 2 6

Stellennummer 4 3 2 1 1 2

Stellenwert 103

102

101

100

10-1

10-2

Potenzwert 5*1000 4*100 7*10 9*1 2/10 6/100

Zahlenwert 5000 + 400 + 70 + 9 + 0,2 + 0,06 = 5479,26dez

Regeln für Zahlensysteme

• Ziffern werden von einer Markierung (Komma) aus nebeneinander-geschrieben. Zahlen >= 1 links <1 rechts vom Komma.

• Jede Stelle hat einen eigenen Stellenwert W. Er berechnet sich aus der Basis B des Zahlensystems und der Stellennummer n.Vor dem Komma: W = Bn-1

Nach dem Komma: W = B-n

• Die Basis des Zahlensystems ist gleich der Anzahl der verfügbaren Ziffern.

• Die höchste Ziffer ergiebt sich aus Basis - 1.• Der Potenzwert ergibt sich aus der Multiplikation von Ziffer und

Stellenwert.• Der Zahlenwert ist die Summe aller Potenzwerte.• Wird beim Hochzählen in einer Stelle die höchste Ziffer erreicht, so wird

im folgenden Schritt ein Übertrag von 1 in die nächsthöhere Stelle geschrieben, die hochgezählte Stelle beginnt wieder bei 0.

Zahlenwert der Dualzahl

Dualzahl 1 0 1 1 , 1 1

Stellennummer 4 3 2 1 1 2

Stellenwert 23

22

21

20

2-1

2-2

Potenzwert 1*8 0*4 1*2 1*1 1/2 1/4

Zahlenwert 8 + 0 + 2 + 1 + 0,5 + 0,25 = 11,75dez

Zahlenwert der Hexadezimalzahl

Hexadezimalzahl 3 B 7 E , C

Stellennummer 4 3 2 1 1

Stellenwert 163

162

161

160

16-1

Potenzwert 3*4096 11*256 7*16 14*1 12/16

Zahlenwert 12288 + 2816 + 112 + 14 + 0,75 = 15230,75dez

Vergleich Zahlensysteme

Dezimal Hexadezimal Dual0 0 00001 1 00012 2 00103 3 00114 4 01005 5 01016 6 01107 7 01118 8 10009 9 1001

10 A 101011 B 101112 C 110013 D 110114 E 111015 F 1111

Umwandlung Dezimalzahl - Dualzahl

1R0=2:1

0R1=2:2

0R2=2:4

1R4=2:9

1R9=2:19

0R19=2:38

1R38=2:77

1011001

Umwandlung Dualzahl - Dezimalzahl

1011001

20212223242526

1248163264

77

=

=

=

=

=

=

=

*

*

*

*

*

*

*

1

0

0

1

1

0

1

6464=26*1

032=25*0

016=24*0

88=23*1

44=22*1

02=21*0

11=20*1

Zahlenkreis mit positiven Zahlen000 (0)

001 (1)

010 (2)

011 (3)

100 (4)

101 (5)

110 (6)

111 (7)

Zahlenkreis mit negativen Zahlen000 (0)

001 (1)

010 (2)

011 (3)

100 (-4)

101 (-3)

110 (-2)

111 (-1)

Logischen Grundverknüpfungen

• Konjunktion UND bzw. AND

• Disjunktion ODER bzw. OR

• Negation NICHT bzw. NOT

• NAND UND mit nachfolgendem NICHT

• NOR ODER mit nachfolgendem NICHT

• EXOR Exclusives ODER

Konjunktion (AND – Gatter)

&

E1

E2

A

E1 E2 A

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Disjunktion (OR – Gatter)

E1

E2

A>=

1

E1 E2 A

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Negation (NOT – Gatter)

E A1

E1 A

0 1

1 0

NAND - Gatter

&

E1

E2

A

E1 E2 A

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

NOR - Gatter

E1

E2

A>=

1

E1 E2 A

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

XOR - Gatter

E1

E2

A= 1

E1 E2 A

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0