Modul 0: Einführung Basiswissen IT/Informatik

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1 Modul 0: Einführung Basiswissen IT/Informatik 1 Motivation: IT-Arbeitsmarkt 19 2 Warum eine Aufteilung in IT, IK, IN? 21 3 Was ist Informationstechnik (IT)? 22 4 Was ist Informatik (IK)? 23 5 Was ist das Internet (IN)? 25 6 Hinweise zur Benutzung des Buches 28 Modul 1: Grundkonzepte der IT 1 Informationsbegriff Signale Grundlagen: Von Analog zu Digital Abtastung und Quantisierung Abtasttheorem Aliasing Quantisierungsrauschen Daten Datentyp Elementare Datentypen Strukturierte Datentypen Nachricht Information Informationsträger Informationstransport Digitale Information Informationsdarstellung Wissen Codierung Numerische Codes Alphanumerische Codes Strichcodes Flächencodes 51 2 Informationstheorie Informationsgehalt Informationsgehalt diskreter Zeichen mit gleicher Auftretenswahrscheinlichkeit Informationsgehalt diskreter Zeichen mit unterschiedlicher Auftretenswahrscheinlichkeit Entropie Redundanz Informationsfluss 57

2 2.5 Kanalkapazität Informationsquader 60 3 Zahlensysteme und binäre Arithmetik Zahlensysteme: Grundlage für das Rechnen Boolesche Algebra 64 4 Computer-Organisation Definitionen Schichtenmodell von Tanenbaum 68 5 Schaltnetze und Schaltwerke Schaltkreise Moore-Gesetz Halbleitertechnologie Die Basistechnologie: Transistor Schalter Schaltelemente Gatter Gattertechnologien Kombinatorische Logik: Schaltnetze Sequentielle Logik: Schaltwerke Rechenwerke Register Halbaddierer Volladdierer Akkumulator 78 6 Modulkurzzusammenfassung 79 7 Modulanhang Literatur Bücher Artikel Books in English Articles in English Journals Internet-Links Prüfungsfragen Lösungen Hands-On: Übungen Diskussionsfragen Timeline: Grundkonzepte der IT Glossar 86 Modul 2: Computersysteme 1 Computersystemaufbau: Überblick 90 2 Computer-Entwicklung 91 3 Computer-Kategorien Supercomputer Großrechner Minirechner Workstation 95

3 3.5 Mikrocomputer Personalcomputer Tragbare Computer Laptop Notebook Subnotebook Personal Digital Assistant (PDA) Mobiltelefon (Handy) Pervasive und Ubiquitous Computing 97 4 Computer-Grundaufbau Der Von-Neumann-Computer Von-Neumann-Konzept Die acht Von-Neumann-Prinzipien Von-Neumann-Flaschenhals Alternative Computerarchitekturen Prozessoren Mikroprozessor-Grundlagen Prozessorarten CISC-Prozessor RISC-Prozessor Beispiel Prozessorfamilie von Intel Beispiel 8086/ Beispiel Pentium Bus- und Schnittstellentechnologien 5.1 Systembusse (PC-Busse) PCB ISA MCA EISA VLB PCI-Bus AGP-Bus Geräteschnittstellen V.24/V.28 (RS 232) AT-Keyboard-Schnittstelle PS/2-Anschluss Parallel-Port (Centronics) Floppy-Anschluss IDE-Schnittstelle PCMCIA Gerätebusse USB Fire Wire/iLink SCSI Speicher Halbleiterspeicher Speicherbausteine RAM-Speichertechnologien Nur-Lese-Speicher (ROM) Chipkarten Transponder Magnetische Speicher Magnetstreifen Magnetband Diskette Magnetplatte Optische Speicher CD-ROM 130

4 6.3.2 DVD FMD - Fluorescence Multilayer Disk Gesamtsystem Modulkurzzusammenfassung Modulanhang Literatur Bücher Artikel Books in English Articles in English Journals Internet-Links Prüfungsfragen Lösungen Hands-On: Übungen Diskussionsfragen Timeline: Computersysteme Glossar 143 Modul 3: Mensch-Maschine-Schnittstellen 1 Menschliche Informationsverarbeitung Eingabegeräte Eingabe von Textinformation Tastatur Schriftenleser Barcodeleser Zeigegeräte Grundlegendes Maus Trackball Lichtgriffel Sensorbildschirm (Touch-Screen) Steuerfeld (Touchpad) Steuerstift (Trackpoint) Steuerknüppel (Joystick) Grafiktablett (Digitizer) Handschriftliche Eingabe Eingabe von Bildinformation Scanner Digitalkameras Datalogger Eingabe akustischer Information Mikrofon Eingabegeräte der VR Ausgabegeräte Optische Ausgabe Bildschirme und Displays Herkömmliche Monitore Plasmabildschirme (PDP) Flüssigkristallbildschirme (LCD) Elektrolumineszenzbildschirme (ELD) LED-Bildschirme 168

5 3.2.6 Kriterien eines Monitors Grafikkarten Kriterien einer Grafikkarte Grafikstandards Anatomie einer Grafikkarte Bildschirmprojektor (Beamer) Druckausgabe Anschlagdrucker (Impact-Drucker) Typenraddrucker Nadeldrucker (Matrixdrucker) Anschlagfreie Drucker (Non-Impact) Laserdrucker Tintenstrahldrucker Thermotransferdrucker Thermosublimationsdrucker Plotter Akustische Ausgabe Lautsprecher Kriterien von Lautsprechern Soundkarten Kriterien einer Soundkarte Anatomie einer Soundkarte Ausgabegeräte der VR Modulkurzzusammenfassung Modulanhang Literatur Bücher Artikel Books in English Articles in English Journals Internet-Links Prüfungsfragen Lösungen Übungen Diskussionsfragen Timeline: Mensch-Maschine-Schnittstellen Glossar 189 Modul 4: Kommunikationstechnik 1 Kommunikation Übertragungsverfahren Zeichenübertragungsverfahren Bitparallel Bitseriell Gleichlaufverfahren Synchronverfahren Asynchronverfahren Signalübertragungsverfahren Analogübertragung Digitalübertragung Betriebsverfahren Simplex (Richtungsbetrieb) 201

6 2.4.2 Halbduplex (Wechselbetrieb) Vollduplex (Gegenbetrieb) Modulationsverfahren Übertragungsmedien Leitungsgebundene Übertragung Klassische metallische Leiter Grundlagen Störungen Niederfrequenzkabel (Twisted Pair) Kabeltypen Kabelkategorien Hochfrequenzkabel (Koax) Glasfaserkabel (Lichtwellenleiter) Leitungsungebundene Übertragung Funkwellen DECT Mikrowellenübertragung Infrarot (IR) Aufbau einer strukturierten Verkabelung Primärverkabelung Sekundärverkabelung Tertiärverkabelung Modulkurzzusammenfassung Modulanhang Literatur Bücher Artikel Books in English Articles in English Journals Internet-Links Prüfungsfragen Lösungen Hands-On: Übungen Diskussionsfragen Timeline: Kommunikationstechnik Glossar 233 Modul 5: Computernetze 1 Netzwerkgrundlagen Kriterien eines Netzwerks Netzwerkvermittlungstechnik Netzwerktopographie (Ausdehnung) Netzwerktopologie (Anordnung) Sternstruktur Baumstruktur Ringstruktur Maschenstruktur Busstruktur Netzwerkarchitektur Peer-to-Peer-Netze Client-Server-Architektur Schichtenmodelle und Protokolle Grundkonzept eines Schichtenmodells ISO-OSI-Referenzmodell 245

7 2.3 Netzwerkprotokolle NetBEUI NetBIOS IPX/SPX AppleTalk TCP/IP Netzzugriffsverfahren Token Access Random Access: CSMA/CD Netzwerktechnologien Ethernet Token-Ring Token-Bus FDDI ATM Feldbus-Systeme BITBUS PROFIBUS CAN-Bus Aktor-Sensor-Interface (ASI) Interbus-S Netzwerkkomponenten Bridges Router Repeater Switches Gateways Hubs Firewalls Modulkurzzusammenfassung Modulanhang Literatur Bücher Artikel Books in English Articles in English Journals Internet-Links Prüfungsfragen Lösungen Übungen Diskussionsfragen Timeline: Computernetze Glossar 272 Modul 6: Öffentliche Netze 1 Öffentliche Netze: Übersicht Festnetze Analoges Telefonnetz (POTS) Teilnehmerschnittstelle (Telefonapparat) Wählverfahren Anschlusstechnik der Endgeräte MOdulator DEModulator 284

8 2.2 Digitales Telefonnetz Breitbandnetze xdsl CATV Powerline Mobilfunknetze Lokale Mobilfunknetze Schnurloses Fernsprechen (DECT) Wireless LAN IEEE Bluetooth Zellulare Mobilfunknetze GSM-Netze Grundlagen GSM-Datenübertragung HSCSD GPRS EDGE WAP UMTS Location Based Services Bündelfunk TETRA/TETRAPOL MODACOM Funkruf (Paging) Satelliten netze Modulkurzzusammenfassung Modulanhang Literatur Bücher Artikel Books in English Articles in English Journals Internet-Links Prüfungsfragen Lösungen Hands-On: Übungen Diskussionsfragen Timeline: Öffentliche Netze Glossar 325 Stichwortverzeichnis 327

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