Dipl. Ing. (FH) Hans-Peter Kiermaier. Informatik I (Grundlagen der Informatik)

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1 Dipl. Ing. (FH) Hans-Peter Kiermaier Informatik I (Grundlagen der Informatik) Einführung und Grundlagen Wichtige Aufgaben für Studienanfänger: HS040: Account beantragen (falls noch nicht passiert) Zertifikat beantragen (für SB-Portal wichtig!) Regelmäßig checken: webmail.haw-landshut.de ( Wichtige Internetseiten: Allg. Informationen: Fakultätsinformationen: Schwarzes Brett: Studienführer : Studium Generale: SB-Portal: Hauptseite - Studium - Im Studium Hauptseite - Hochschule - Fakultäten - ET/WI Fakultätsseite - Aktuelles Fakultätsseite - Infos zum laufenden Studienbetrieb Faktultätsseite - Studiengänge Hauptseite - Fakultäten Interdisziplinäre Studien Hauptseite Studium Im Studium SB-Portal Software-Downloads: WLan-Konfigurationen: Skripte zur Vorlesung:

2 Einführung und Grundlagen Ausblick Informatik im Studium Wirtschaftsingenieurwesen 1. Semester: Informatik I Vorlesung: EDV-Grundlagen Praktikum (Teilnahmepflicht, 5 Testate) 90min-Klausur 2. Semester: Informatik II Vorlesung: Programmieren mit C/C++ Praktikum (Teilnahmepflicht, 5 Testate) 90min-Klausur 3. Semester: Softwaretools Workshop: MS-Excel, Access, Powerpoint Sonstiges: VisualBasic Workshop: Excel- und Office-Experte Programmierung mit VBA externer Kurs, kostenpflichtig Zertifikat Internettechn. Vorles.&Workshop: Android programmieren Studieninhalte: Fakultätsseite - Studiengänge - WI (BA) - Modulhandbuch 3 Einführung und Grundlagen Warum so viele 'technische' Inhalte für Wirtschaftsingenieure? Reine BWL-Absolventen gibt es jede Menge. Es fehlt dabei aber oft das technische Verständnis für die Zusammenhänge. Der WI ist ein 'Zwischending': er hat eine wirtschaftliche Grundausbildung und versteht auch genug von der Technik um flexible Lösungen zu finden! Warum soviel Informatik? Ohne Rechner und PCs ist heute kaum mehr ein Beruf möglich. Ein Ingenieur muss aber nicht nur den Rechner bedienen können (das können angelernte Hilfskräfte billiger), sondern ihn auch verstehen, eingreifen und programmieren können. Es existiert nicht für jedes Problem gleich eine fertige Softwarelösung! Oft sind es nur kleine Software-Erweiterungen, für die die Beschäftigung eines Informatikers völlig überzogen und unwirtschaftlich wäre. 4

3 Themen und Inhalte Informatik I Inhalte: Grundlegender Umgang mit PCs und Windows im RZ Zahlensysteme: Rechnen und Umrechnen, Darstellung, Kodierung Boolsche Algebra: Zweiwertige Logik, Operatoren, Wahrheitstabellen, Axiome, Schaltnetze/-werke, einfaches elektronisches Addierwerk Funktion CPU Rechner-Aufbau: PC-Komponenten, Architekturen, Maschinensprache Betriebssysteme: Aufgaben, Unterschiede: Windows, Linux, MAC, Android Algorithmen: Erstellen und Verstehen von Rechenvorschriften Programmiertechnik und sprachen: Basiselemente der Programmierung, Grundlagen der Softwareentwicklung Literatur: "Grundlagen der Informatik", Herold-Lurz-Wohlrab, Pearson-Verlag 2012 ( auch für Info2 geeignet!) "Einführung in die Informatik", Gumm-Sommer, Oldenburg-Verlag 2009 "Wirtschaftsinformatik", Laudon-Schoder, Pearson-Verlag Historie und Teilgebiete der Informatik Informatik ist eine Wortneubildung bzw. eine Begriffsverschmelzung aus den beiden Wörtern Information und Automatik. Eingeführt Ende der 1950er Jahre von Karl Steinbuch. Informatik umfasst allgemein die automatisierte Informationsverarbeitung in Natur, Technik und Gesellschaft. Wichtige Meilensteine der Informatik: A. Riese ( ; Staffelstein) Rechengesetze zum Dezimalsystem W. Schickard ( ; Tübingen) Erste Rechenmaschine B. Pascal ( ; Clermont) Rechenmaschine mit 6 Stellen G. Leibniz ( ; Leipzig) Maschine für vier Grundrechenarten P. Hahn ( ; Kornwestheim) 1. fktsfähige. mech. Rechenmaschine 6

4 Historie und Teilgebiete der Informatik Charles Babbage ( ) Prinzip der Analytical Engine Hermann Hollerith ( ) Erfinder der Lochkarte (für Volkszählung in USA ab 1890) 7 Historie und Teilgebiete der Informatik Programmgesteuerte Automaten Mit der aufkommenden Elektrotechnik wurde auf elektromechanische Bauteile gesetzt. Solche Maschinen wurden in den 1940er Jahren von Konrad Zuse in Berlin gebaut. Die elektromechanische Z3 besaß ca Relais und 64 Speicherplätze mit jeweils 22 Bits. Multiplikation in etwa 3 Sekunden. Howard Aiken erstellte 1944 in Zusammenarbeit mit der Harvard University und der Firma IBM die teilweise programmgesteuerte Rechenanlage Mark I. Bestand aus ca Teilen. War ca. 15 m lang. Addition in 1/3 Sekunde. Multiplikation in etwa 6 Sekunden 8

5 Historie und Teilgebiete der Informatik 2. Generation: Transistorrechner Mit dem Transistor setzte im Computerbau ab etwa dem Jahr 1955 die Entwicklung der 2. Generation ein. Der Transistor ist erheblich kleiner und verbraucht nur einen Bruchteil der elektrischen Energie einer vergleichbaren Röhre. Einzelne Transistoren, Widerstände, Dioden und Kapazitäten wurden auf eine gedruckte Schaltung gebracht. 3. und 4. Generation: Mikrochips (ICs) Ab Anfang der 1960er Jahre wurden Bauteile in einen Chip integriert. Anfangs kamen auf ca. 3 mm 2 ca. 100 Transistoren. Später wurden in hochintegrierten Schaltkreisen (LSI=large scale integration), so genannten Mikrochips, auf ca. 30 mm 2 schon über eine Million Transistoren zusammengefasst. 9 Historie und Teilgebiete der Informatik 'Moderne' Personal Computer Apple II (1977) Commodore PET (1980) Commodore 64 (1982) Sinclair ZX81 (1981) IBM PC 5150 (ab 1980) 10

6 Historie und Teilgebiete der Informatik 5. Generation: Parallelverarbeitung und Vernetzung Moderne Rechner enthalten Mikroprozessoren mit vielen Millionen Transistoren, Arbeitsspeicher mit Milliarden von Speicherplätzen (GigaBytes) und bewältigen Millionen von Operationen pro Sekunde. Das Moore sche Gesetz besagt, dass sich die Packungsdichte der Transistoren auf einem Mikroprozessor in etwa alle 18 Monate verdoppelt. Zotac AD12 (2012) mit 64GB SSD und NVidia GT520M-Grafik mit HDMI 11 Historie und Teilgebiete der Informatik Einsatzgebiete von Computern u. Informatik: Kommerzielle Rechner für die Ein-/Ausgabe von großen Datenmengen, aber für eher einfache Berechnungen. Wissenschaftliche Rechner für komplexe, langwierige Rechnungen, aber nur für eher kleine Mengen von Ein- /Ausgaben. Prozess-/Echtzeit-Rechner zur Steuerung oder Überwachung von physikalischen, chemischen oder technischen Prozessen. Hier ist nicht nur eine logische Korrektheit des Ergebnisses gefordert, sondern ebenso wichtig ist die zeitliche Korrektheit. Allgegenwärtig sind Rechner und die Informatik in nahezu allen unseren technischen Geräten wie z.b. Handys, Autos oder Waschmaschinen, in denen so genannte Embedded Systems die Steuerung übernehmen. 12

7 Historie und Teilgebiete der Informatik Die Informatik wird in etwa vier Kernbereiche unterteilt: Angewandte Informatik Wirtschaftliche, kommerzielle Anwendungen Technisch-wissenschaftliche Anwendungen Technische Informatik Mikroprozessortechnik Rechnerarchitektur Rechnerkommunikation Praktische Informatik Programmiersprachen, Compiler und Interpreter Algorithmen und Datenstrukturen Betriebssysteme und Netzwerke, Datenbanken Theoretische Informatik Automatentheorie und formale Sprachen Berechenbarkeitstheorie Komplexitätstheorie Neben diesen Hauptgebieten existieren noch weitere Teilbereiche, wie z.b. Künstliche Intelligenz, Wirtschaftsinformatik, Medieninformatik usw., die interdisziplinär und teilweise eigenständig sind. 13 Angewandte Informatik Einige Windows Grundlagen Windows kann man auch ohne Maus bedienen! Schwarz umrandete Schaltflächen werden mit der Eingabetaste (=Enter) betätigt. Dialogfenster mit einer Abbrechen-Schaltfläche können immer mit ESC geschlossen werden. Funktionstasten wie STRG, und ALT werden immer zuerst gedrückt und gehalten. Dann erst werden weitere Tasten angetippt (nicht gedrückt halten). Alle Objekte in Windowsfenstern haben unterstrichene Buchstaben in der Beschriftung, die normalerweise ausgeblendet sind. Durch Drücken der ALT-Taste werden diese Unterstreichungen sichtbar und betätigen beim Drücken der Taste genauso das Objekt, als ob man darauf klicken würde! Einige wichtige Tastenkombinationen (mehr im Praktikum): + 'L'ogin (Computer sperren) + + Anmeldebildschirm + 'E'xplorer starten + Anwendung schließen + 'R'un = Ausführen-Dialog zeigen z.b.: Win+R drücken. Dann cmd eingeben und Eingabetaste drücken (DOS-Fenster). 14

8 Angewandte Informatik Einige Windows Grundlagen Pfade, Ordner, Verzeichnisse: Dateien sind in der Regel in Ordnern gespeichert. Der oberste Ordner eines Laufwerks heißt Root oder Hauptverzeichnis: z.b. Gerät=Laufwerk C: \ oder U: \ Pfad Datei im Root: C:\autoexec.bat In diesem Hauptverzeichnis können auch weitere Unterverzeichnisse enthalten sein. Der Backslash oder Slash dient dabei jeweils als Trennzeichen: C:\windows\system32\drivers /usr/bin/drivers (Windows-Schreibweise) (Unix/Web/AppleIOs-Schreibweise) C:\windows\system32\drivers\usbhub.sys (Datei im Ordner) Relative Angaben:. akt. Ordner.. übergeordneter Ordner (Ebene höher) CMD-Commando: cd <Pfadangabe> (cd = change directory) cd \ (ins Root wechseln) cd \eigene_dateien (in eigene_dateien in Root wechseln) cd.. (zum übergeordneten Ordner) 15 Angewandte Informatik Einige Windows Grundlagen Dateien und Dateierweiterungen (Extension): Jede Datei kann einen beliebigen Namen haben (meist max. 255 Zeichen). Der Name darf aber nicht die Zeichen < >? " : \ / * enthalten! Diese Zeichen haben eine spezielle Bedeutung. In Windowssystemen (bis Windows Vista) gibt es auch eine Dateierweiterung, die den Dateityp kennzeichnet (meist 3 Zeichen hinter einem Punkt als Trennzeichen). Dateiname.Ext Der Dateityp gibt an, was eine Datei enthält und wie Windows damit umgehen soll: Ausführbare Dateien: EXE, COM, VBS, BAT, CMD, JS, WSH, Textdateien (brauchen eine ausführbare Datei): DOC, TXT, XLS, PPT, CPP, Multimediadateien (brauchen eine ausführbare Datei): MP3, JPG, MPG, AVI, Systemdateien (enthalten Einstellungen/Funktionen für Windows): SYS, DLL, INF, Obwohl man oft die Dateierweiterung weglassen kann, sollte man sich immer klar darüber sein, um welche Datei es sich handelt! Nur ausführbare Dateien enthalten Programme, die z.b. per Doppelklick gestartet werden können. 16

9 Praktische Informatik Windows steuern und programmieren Visual Basic Script (kurz: VBScript oder VBS) ist eine von Microsoft entwickelte Skriptsprache. Sie ist eng verwandt mit Visual Basic (VB) und Visual Basic for Applications (VBA) und wird üblicherweise "interpretiert". In der Praxis ergeben sich für VBS drei Anwendungsbereiche: Windows-Betriebssystem Die Steuerung des Windows-Betriebssystems zur Automatisierung von Standardaufgaben ist mit eigenen Skripten über den Windows Script Host (WSH) möglich. Windows akzeptiert VBS vor allem innerhalb von.vbs- und.wsf-dateien, die vom Windows Scripting Host (seit den Versionen 2000/ME) ausgeführt werden. Browser (clientseitiges VBS) In Webseiten wird VBS eingebettet, um den Browser auf der Client-Seite zu steuern (d. h. der Browser führt VBS aus). Damit konkurriert VBS mit Netscapes JavaScript, kann also für dynamische Inhalte benutzt werden und ganze Programme in eine Webseite integrieren. Webserver (serverseitiges VBS) Für Server unter Windows ist VBS ein integraler Bestandteil von Microsofts ASP (Active Server Pages). Der VBS-Code wird hier in eine HTML-Seite integriert, die mit der Dateiendung ASP versehen ist. 17 Praktische Informatik Windows steuern und programmieren Einfache Ein- und Ausgaben mit VBScript: Msgbox Meldung, Bild + Button, Titel Variable = MsgBox(Meldung, Bild + Button, Titel) Meldung = Beliebiger Text in Anführungsstrichen oder Variable Bild = ein Bildsymbol: vbcritical, vbexclamation, vbinformation, vbquestion (optional) Button = Schaltflächen: vbok (default), vbokcancel, vbyesno, vbyesnocancel, vbabortretry, usw. (optional) Titel = Beliebiger Text in Anführungsstrichen für die Titelleiste (optional) Variable = InputBox(Meldung, Titel, Default, Xpos, Ypos) Meldung = Beliebiger Text in Anführungsstrichen oder Variable Titel = Beliebiger Text in Anführungsstrichen für die Titelleiste (optional) Default = Beliebiger Text, der bereits als Vorgabe drinsteht (optional) Xpos = X-Position des Fensters (optional) Ypos = Y-Position des Fensters (optional) 18

10 Praktische Informatik Windows steuern und programmieren Um diese Befehle ausprobieren zu können, öffnen Sie Notepad und tippen die Zeilen einfach ab. Speichern Sie die Textdatei einfach als Test.vbs und doppelklicken anschließend auf das Symbol! Beispiele: MsgBox "Hallo du da!" MsgBox "Hallo du da!", vbokcancel MsgBox "Hallo du da!", vbyesno + vbinformation, "Begrüssung" MsgBox "Hallo du da!",, "Begrüssung" 'nicht genutzte Parameter: Kommas! Antwort = InputBox("Wie heisst du?") MsgBox "Wie geht es, " & Antwort Zahl = InputBox("Gib eine Zahl ein:", "Zahl eingeben") MsgBox "Das war " & Zahl 19