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
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Dozent: Uwe DippelFolie 3
Aufwärmen: Daten
• Daten – Bits, Bytes, Wort/Word, ….?– KiloByte, MegaByte, GigaByte, TeraByte, ….
• Information?• Informationsverarbeitung?
– Prozessor – CPU– Computer – PC– Interfaces – I/O– Netzwerk
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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
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Central Processing Unit - CPU
• Das 'Herz' aller Computer
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Arithmetisch-Logische Einheit (ALU)
• Prozessieren– Instruktionen, Daten
(aus dem Speicher/memory)
▪ Instruktionen holen
▪ Instruktionen dekodieren
▪ Instruktionen und Daten zwischenspeichern
▪ und prozessieren
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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)
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Kodieren - Generalisiert
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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
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Symbole – Auflösung – positive Zahlen
• Darstellung von physikalischen Werten hauptsächlich als Zahlen
• Beispiel: positive ganze Zahlen:
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Instruktion versus Data
• Ein Wort im Speicher (memory) ist entweder– ein Datenwort oder– eine Instruktion:
▪ eine Anweisung und
▪ eine Adresse
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Von Neumann - Rechner
• Daten und Instruktionen sind in einem einzigen Speicher abgelegt:
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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
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Von Neumann - Beispiel IAS (1950)
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Programmierung
S(x)->Ac+ 4S(x)->Ah+ 5At->S(x) 6halt.data 5.data 4
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Computerorganisation
• Diese Funktionen müssen physikalisch implementiert werden:– Eingabe (Tastatur, Maus)– Ausgabe (Bildschirm, Drucker, Datei)– Speicherung von Daten und Instruktionen
(Programmierung)– Datentransport (thumb-drive, Netzwerk)
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Physikalischer Aufbau eines Rechners
• Blockschaltbild
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Speicher - Memory
• Speicherhierarchie:
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Moderner PC