Folie 1 1 Di 1 - uni-due.de · Computer Netzwerke ISO/OSI Modell Information Coding Übung : Rechnerarchitektur 4. 22.5 Computer Netzwerke Protokolle und Netzwerke Body Area Netze

Vorlesung 1Medizininformatik

Sommersemester 2017

Fachgebiet Technische InformatikProf. Dr.‐Ing. Axel Hunger

Vorlesung MedizininformatikSommersemester 2017

Dozent: Uwe DippelFolie 2

Begrüssung und Einführung

Medizininformatik(Sommersemester 2017)

Vorlesung (2 SWS)Montags 8:30-10:00

Übung (1 SWS)10:15-11:00

1. 24.4Computer Architecture

Begrüssung, Review: Daten und Codes Neumann Architectur/ Befehlsverarbeitung

keine Übung

1.5

2. 8.5Rechnerarchitektur

Computerorganisation, Analoge Welt - Digitale Welt. AD/DA Wandler

Übung : Rechnerarchitektur

3. 15.5Computer Netzwerke

ISO/OSI ModellInformation Coding

Übung : Rechnerarchitektur

4. 22.5Computer Netzwerke

Protokolle und NetzwerkeBody Area Netze/ Vernetzte Medizingeräte

Übung:Computer Netzwerke

5. 29.5 Computer NetzwerkeNetzwerk Topologien

Übung:Computer Netzwerke

5.6

6. 12.6 Betriebssysteme/ Prozesse / Scheduler /Dispatcher Übung:Computer Netzwerke

7. 19.6 Betriebssysteme/ Prozesse / Scheduler /Dispatcher Übung:Betriebssysteme

8. 26.6 Software EngineeringEinführung, Vorgehensmodelle

Übung:Betriebssysteme

9. 3.7 Software EngineeringEchtzeitentwurf/ Ward & Mellor

ÜbungSoftware Engineering

10. 10.7 DatenbankentwurfGrundlagen/ ERM / RDM

ÜbungSoftware Engineering

11. 17.7 DatenbankentwurfKrankenhausinformationssysteme

ÜbungDatenbankentwurf

12. 24.7Klausurübung




Aufwärmen: Daten

• Daten – Bits, Bytes, Wort/Word, ….?– KiloByte, MegaByte, GigaByte, TeraByte, ….

• Information?• Informationsverarbeitung?

– Prozessor – CPU– Computer – PC– Interfaces – I/O– Netzwerk




Architektur und Konzepte

• Frage: Processing – Verarbeitung – Anweisung –Ausführen - …– Daten (Zahlenwerte) und Instruktionen (Addieren)

▪ Speichern? Wo? Wie?

▪ Rechnungen: 3 + 5 = 7 (oder nich?)001101010111

▪ Relationen: 3 > 5 (wahr oder falsch?)

– Arithmetisch-Logische Funktionen - ALU

Halbaddierer/Volladdierer




Central Processing Unit - CPU

• Das 'Herz' aller Computer




Arithmetisch-Logische Einheit (ALU)

• Prozessieren– Instruktionen, Daten

(aus dem Speicher/memory)

▪ Instruktionen holen

▪ Instruktionen dekodieren

▪ Instruktionen und Daten zwischenspeichern

▪ und prozessieren




Aufwärmen: Kodieren

• Kodieren heisst:– Repräsentieren

▪ Binärcode für positive Zahlen: 1001 für 9

▪ Zweierkomplement für positive und negative Zahlen:001110111110

▪ ASCII (American Standard Code for Information Interchange): 01000001 für ‘A’ (Grossbuchstabe A)




Kodieren - Generalisiert




Kodierungstheorie

• Mit einem Alphabet aus K verschiedenen Zeichen lassen sich bei einer Wortlänge von M N=KM verschiedene Symbole kodieren. – Für Binärkode gilt: N=2M

Beispiel: Mit 5 bit kann man 25=32 Symbole kodieren.

• N verschiedene Symbole lassen sich mit einem Alphabet aus K verschiedenen Zeichen kodieren, unter Verwendung einer Wortlänge der Kodeworte vonM=logK(N)– Für Binärkode gilt: M=log2(N)=ld(N) (Logarithmus Dualis)

Beispiel: Um 1000 Farbnuancen zu kodieren sind ld(1000)=9,… ; also 10 bit notwendig




Symbole – Auflösung – positive Zahlen

• Darstellung von physikalischen Werten hauptsächlich als Zahlen

• Beispiel: positive ganze Zahlen:




Instruktion versus Data

• Ein Wort im Speicher (memory) ist entweder– ein Datenwort oder– eine Instruktion:

▪ eine Anweisung und

▪ eine Adresse




Von Neumann - Rechner

• Daten und Instruktionen sind in einem einzigen Speicher abgelegt:




Programmieraufgabe - Beispiel

• Programmierungsaufgabe: "Wieviel ist 5 + 4?"

– Was ist zu tun?

▪ 1 - 5 und 4 sind als Konstanten (Daten) zu speichern

▪ 2 - 5 ist in den Akkumulator zu laden

▪ 3 - 4 ist zum Akkumulator hinzuzuladen

▪ 4 - Der Inhalt des Akkumulator ist in den Speicher zu schreiben




Von Neumann - Beispiel IAS (1950)




Programmierung

S(x)->Ac+ 4S(x)->Ah+ 5At->S(x) 6halt.data 5.data 4




Computerorganisation

• Diese Funktionen müssen physikalisch implementiert werden:– Eingabe (Tastatur, Maus)– Ausgabe (Bildschirm, Drucker, Datei)– Speicherung von Daten und Instruktionen

(Programmierung)– Datentransport (thumb-drive, Netzwerk)




Physikalischer Aufbau eines Rechners

• Blockschaltbild




Speicher - Memory

• Speicherhierarchie:




Moderner PC

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