Smartphone und Tablets

Transkript

1 Das erste iphone Am stellte Steve Jobs auf der MacWorld in das erste iphone vor. Apple erfindet das Telefon neu, so das Motto, unter dem der Hersteller das neue Gerät vorstellte. Das iphone vereinte 3 unterschiedliche Technologien in einem Gerät: Einen ipod mit Touchpad, ein Mobiltelefon (inklusive 2-Megapixel-Kamera) ein Internetkommunikationsgerät. Das ungewöhnlich Neue an diesem Konzepts ist, dass die Tastatur durch einen Touchscreen ersetzt wurde. Dieser kann durch Gesten-Erkennung vom Benutzer gesteuert werden. Aber daneben wurde eine ganze Reihe von neuen Hard- und Softwaretechnologien eingeführt. Insbesondere die Verschmelzung von Telefon mit Computerfunktionalität ermöglichte gänzlich neue Anwendungsfelder. Als Computer unterscheidet sich ein Smartphone jedoch erheblich von einem Netbook bzw. Notebook. 1.Die Eingabe erfolgt nicht mehr über die Tastatur und die Maus. 2.Festplatte und RAM werden nicht mehr benötigt. 3.Programme werden ersetzt durch Apps. 4.Schnittstellen entfallen. 5.Bildschirme sind integriert. 6.Neue Sensoren werden eingesetzt. 7.Eine Kamera ist integriert. 8.usw..

2 Aufbau eines Smartphones

3 Veränderte Hardwareanforderungen Die CPU Bereits für den Einsatz in Notebooks wurde es notwendig Strom sparende Prozessoren zu verwenden um möglichst lange arbeiten zu können. Trotzdem ist die Akkulaufzeit noch immer nicht befriedigend gelöst. Ein SmartPhone benötigt aber eine wesentlich kleinere, Strom sparende CPU. Diese muss auch in der Lage sein Spiele hinreichend schnell ablaufen zu lassen. Bei nahezu allen mobilen Geräten werden zur Zeit Prozessoren eingesetzt, deren Design von der Firma ARM stammt. Dieses Design weicht stark von den Prozessoren der Firmen Intel oder AMD ab. ARM-Prozessoren brauchen weniger Energie, werden weniger schnell heiß, sind sehr klein aber relativ leistungsfähig. Betriebssysteme Einen Nachteil hat jedoch der Einsatz dieses Prozessor-Typs. Er versteht nicht den Programmcode, den ein herkömmlicher Intel Prozessor versteht. Prozessoren haben festgelegte Befehlssätze, die sie ausführen können. ARM-Prozessoren verstehen nichts mit den Befehlen eines PC s anzufangen. Das ist etwas so, als wie beim Befehl Platz, ein Hund reagiert darauf, eine Katze nicht. Während Intel, AMD und VIA auf den Kauf der Prozessoren aus ihrem Haus bestehen, lassen sich ARM-Prozessoren gegen eine Lizenzgebühr nachbauen. Jeder Hersteller kann daher eigenen Arm-Chips produzieren, ohne für jedes Teil etwas bezahlen zu müssen. Die unterschiedliche Architektur der Prozessoren hat zur Konsequenz, dass bestehende PC-Programme und Betriebssysteme (Windows, OSX) nicht auf einem Smartphone lauffähig sind. Programme (Apps) und Betriebssysteme (ios, Android usw.) wurden eigens für ARM-Prozessoren entwickelt. Windows 8 wurde bspw. sowohl für PC s und gleichzeitig für Tablets/Smartphones entwickelt. Letzteres bekam die Bezeichnung Windows-RT. Aktuell angebotene Prozessoren Angeboten werden heutzutage (2013) Single-Core, Dual-Core und Quad- Core ARM-Prozessoren. Die Taktfrequenz liegt bei ca. 1,5 GHz. In der Praxis bieten die Vierkerner kaum spürbare positive Auswirkungen auf die Smartphone-Geschwindigkeit. Am Wichtigsten für die Schnelligkeit bleibt letzten Endes, wie gut ein Hersteller die Hardware inklusive CPU mit seiner Software in Einklang bringt.

4 Touchscreens Arten Kapazitive Touchscreens An der Glasschicht wird an den vier Ecken eine gleichmäßige Spannung angelegt. Berührt man die Glasoberfläche dann ändert sich die Spannungsverteilung. Die Position der Berührung kann durch die Spannungsänderung exaktberechnet werden. Vorteile/Nachteile Bedienung mit Finger Multi-Touch-fähig Bedienung mit Stift Reagiert Genauigkeit Kosten ja ja nein auf Berührung Hoch teuer Resistive Touchscreens An die Schutzfolie wird eine Spannung angelegt. Bei Berührung wird die Schutzfolie nach unten gedrückt und ein Kontakt zur Glasschicht hergestellt. Der Controller ermittelt den proportionalen Stromfluss in die vier Ecken und errechnet die Berührungsstelle Vorteile/Nachteile Bedienung mit Finger Multi-Touch-fähig Bedienung mit Stift Reagiert Genauigkeit Kosten ja nein ja auf Druck Hoch preiswert

5 Speicher Flash Speicher Zur Speicherung der Daten werden in den Geräten SSD-Festplatten (Flash-Speicher) verbaut, auf die Daten mehrfach geschrieben werden können. Im Vergleich zur Festplatte sind Flash Laufwerke schneller aber teuerer. Die Anzahl der Schreibvorgänge ist begrenzt und liegt zwischen und Vorgängen. Preise In den letzten Monaten sind die Preise für Flash- Speicher extrem gesunken. So kann man eine 128 Gigabyte SSD Platte bereits für unter 100 Euro erhalten. Gute 256-GB-SSDs wie zum Beispiel die Samsung 840 Pro sind für etwa 200 Euro erhältlich, während schnelle 500-GB-SSDs derzeit zwischen 400 und 500 Euro kosten. Schnittstellen Apple und Google sehen keine SD-Schnittstellen in ihren Geräten vor, so dass einfache und billige Speichererweiterung nicht ohne weiteres möglich ist. Die Geräte sind aber mit unterschiedlichen Speichergrößen von 16 bis 128 GB bestellbar. icloud, Google Drive, WebDAV Beide Hersteller bieten für Sicherungszwecke und als Online-Speichererweiterung Cloud Dienste an, die bis zu einer bestimmten Kapazität kostenlos sind. Weitere zusätzliche Anbieter nutzen ebenfalls dieses Protokoll (WEBDAV) um ganze Verzeichnisse zu sichern. Erweiterungen über USB-Stick Mehrere Anbieter bieten so genannte Connection-Kits an, also Adapter an, die bereits Flashspeicher enthalten, oder über die man mit etwas Aufwand USB-Sticks einbinden kann. Softwarelösungen Einige Programme ermöglichen es, die Verwendung des Speicherplatzes anzuzeigen um nicht benötigen Speicherplatz frei zu machen.

6 Kamera e.de/ratgeber/smart phone-kameras- Warum-4-3-und-41- MP-besser-sind-als html hardware.de/handy- Smartphone /News/iPhon e-5s-facetime-full- HD / com/watch?v=vnip_ Mb1drQ Haupt- und Frontkamera In der Regel werden bei modernen Geräten zwei Kameras verbaut. Die Hauptkamera dient zur Erstellung von Fotos und Videos. Sie bietet in der Regel eine höhere Qualität und Auflösung (5 Megapixel aufwärts). Für Videotelefonate wird die Frontkamera verwendet, für den Datenaustausch wäre eine hohe Auflösung hier eher hinderlich, da die Bildinformationen schnell über das Netz transportiert werden sollen. Hier ist die Auflösung erheblich niedriger (1-2 Megapixel) Megapixel und Bildsensor Megapixel zeigen an, aus wie vielen Bildpunkten ein Foto / eine Aufnahme besteht. Je höher der Wert ist, desto genauer und detailreicher wird das Foto, desto eher sind Schnappschüsse möglich. Ein hoher Wert für die Auflösung heißt aber nicht unbedingt, dass man auch wirklich gute Bilder erhält. Eine entscheidende Rolle spielt dabei der Bildsensor. Er ist so etwas wie die Linse im Foto. Liefert diese ein unscharfes Bild, dann vergrößert etwa ein Megapixel- Sensor einfach nur die Unschärfe. Das Grundproblem von Handykameras: Kleine Linsen können einfach weniger Licht einfangen als große. Optischer Zoom / digitaler Zoom Beim optischen Zoom wird durch die mechanische Änderung der Einstellung der Linse nur ein Teilausschnitt fotografiert. Die Qualität bleibt gleich. Der digitale Zoom vergrößert nur das Bild. Das heißt die Qualität nimmt ab. Bei einer zu starken Digitalvergrößerung wirken die Fotos anschließend pixelig. Gesichtserkennung Mobile Biometrie gestattet es, ein Gesicht einer Person zuzuordnen. Obwohl die Verfahren zur Gesichts-erkennung bereits entwickelt sind, stellt die geringere Rechenleistung der Prozessoren ein Hindernis dar. 360 Grad

7 Datenübertragung USB / Mini-USB Die große Vielfalt der Möglichkeiten macht den USB-Standard auch zu einem beliebten Format, um Tablets und Smartphones mit einem PC zu verbinden. Wegen der Größe des USB-Steckers kommt dabei auf Seite der Handys meistens das Mini-USB-Format zum Einsatz. Der große Vorteil dieses Systems ist die große Verbreitung und die Tatsache, dass die Geräte ohne Vorbereitung angeschlossen werden können (so genanntes hot-plugging ). IrDA Bei IrDA handelt es sich um einen Standard zur Übertragung von Daten mit Hilfe von Infrarot. Das Verfahren hat eine geringe Reichweite, die etwa einen Meter beträgt. Zudem muss zwischen beiden Geräte Sichtkontakt herrschen. Bluetooth Bluetooth ist ein Funkstandard zur drahtlosen Übertragung von Daten zwischen (meist mobilen) Endgeräten. Der große Vorteil von Bluetooth ist seine große Verbreitung. Der Vorteil gegenüber der Datenübertragung per Infrarot besteht darin, dass zwischen den Geräten kein Sichtkontakt herrschen muss. Der Nachteil von Bluetooth ist die geringe Abhörsicherheit. So stellt eine nicht gesicherte Bluetooth- Schnittstelle ein ernsthaftes Sicherheitsrisiko dar. Experten empfehlen daher, die Bluetooth-Schnittstelle nur zu aktivieren, wenn sie gerade für eine Datenübertragung genutzt werden soll. W-LAN Bei W-LAN handelt es sich um ein drahtloses Funknetz. Die Reichweite eines W-LAN ist begrenzt sie beträgt meist nur wenige Meter. Dadurch eignet sich diese Technologie am besten, um Wohnungen oder etwa Restaurants oder Cafes mit Internet zu versorgen. Wi-Fi Bei Wi-Fi handelt es sich um einen Markennamen der Wi-Fi-Alliance. Er beschreibt standardmäßige W-LAN-Technologie und wird in einigen Ländern Synonym mit dem Begriff W-LAN verwendet. Roaming Beim so genannten Roaming handelt es sich um einen Vorgang, der das Telefonieren im Ausland außerhalb der Reichweite des eigenen Mobilfunkanbieters ermöglicht. Voraussetzung ist meist eine Vereinbarung des eigenen Providers mit einem Provider in dem Land, in dem man sich befindet. Synchronisation Unter Synchronisation versteht man einen Datenabgleich zwischen einem mobilen Endgerät (wie etwa Handys, PDAs, Handys oder Smartphones) mit einem Computer oder einem Netzwerk. Dabei werden beispielsweise Kontaktdaten, Termine oder s übertragen.

8 Datenübertragung GSM Bei GSM handelt es sich um den weltweit am weitesten verbreiteten Mobilfunkstandard. Da der GSM-Standard nur eine Datenübertragungsrate von 9,6 kbit/s bzw. 14,4 kbit/s ermöglicht, wurden zwischenzeitlich einige Modifikationen entwickelt: EDGE erreicht Raten zwischen 150 und 200 kbit/s. GPRS die Daten werden in kleine Pakete zerstückelt. Daher ist keine dauerhafte Verbindung zwischen dem Handy und dem Mobilfunknetz nötig. Dadurch können mehr Nutzer gleichzeitig Daten übertragen. UMTS UMTS ist ein Mobilfunkstandard der dritten Generation (3G). Als Nachfolger des GSM-Standards ist UMTS wesentlich schneller. Zwischenzeitlich wurden einige Modifikationen entwickelt: HSDPA erreicht noch höhere Datenübertragungsrate (bis zu 7,2 MBit/s) möglich. Das entspricht in etwa der Geschwindigkeit eines DSL- Anschlusses. HSPA+ durch eine weitere Optimierung wird eine Downloadrate von MBit/s möglich. LTE Mobilfunkstandard der 4. Generation, als Nachfolger von UMTS (3G) gilt. Der Schwerpunkt bei der Entwicklung von LTE war eine noch höhere Datenübertragungsgeschwindigkeit. Theoretisch sollen mit dieser Technik Downloadgeschwindigkeiten von 300 MBit/s und Uploadgeschwindigkeiten von bis zu 75 MBit/s möglich sein. WiMax Bei WiMax handelt es sich um eine Technik der Funkübertragung, die vor allem als Ergänzung oder Ersatz für DSL-Leitungen gedacht ist. Die Versorgungsreichweite einer solchen Basisstation liegt im städtischen Bereich bei 2-3 Kilometern und damit bei einem Vielfachen von W-LAN- Stationen. Im Labortest konnte eine theoretische Reichweite bis zu 50 km ermittelt werden. Die maximale Übertragungsgeschwindigkeit liegt bei 108 MBit/s.

9 Sensoren, Schnittstellen In aktuellen Geräten finden sich eine Vielzahl von Sensoren, welche Dem Nutzer zusätzliche Funktionen bieten oder für die Steuerung von Programmen und Spielen benötigt werden. Helligkeitssensor: Er misst das Umgebungslicht und passt die Displayhelligkeit automatisch an. Im Dunkeln wird die Beleuchtung reduziert und bei Helligkeit wird auch die Displayhelligkeit erhöht. Annäherungssensor: Um bei einem Touchscreen eine versehentliche Eingabe mit der Wange beim Telefonieren zu verhindern, deaktiviert der Sensor das Display, sobald das Handy ans Ohr gehalten wird und aktiviert es wieder, wenn man es vom Ohr weg nimmt Bewegungssensor: Ist der Gesamtbegriff für eine Vielzahl von Beschleunigungssensoren, welche für verschiedene Funktionen verantwortlich sind. So lassen sich zum Beispiel durch Schütteln der MP3- Player bedienen, durch Drehung des Handys auf die Displayseite der Klingelton deaktivieren oder durch eine Drehung des Handys von der Hochkant- in die Queranzeige umgeschaltet werden. Gyroskop: Der Kreiselsensor gehört zu den Bewegungssensoren. Durch eine 3-Achsen-Messung ermöglicht er die Positionsbestimmung im Raum. In Verbindung mit den herkömmlichen Bewegungssensoren (ebenfalls 3 Achsen), ergibt sich nun eine 6-Achsen-Messung. Mit einem Gyroskop ist nicht mehr nur die Neigung oder die Beschleunigung von Geräten messbar, es lässt sich auch die Rotation um die eigene Achse messen und in Programme oder Spiele einbinden. Fallsensor: Der "Sturzsensor" ist hauptsächlich in Sensiorenhandys zu finden. Er erkennt einen Sturz des Nutzers und sendet automatisch eine/einen Notruf-SMS/-Anruf ab Höhenmesser: Durch bestimmte Sensoren im Handy, kann man sich die aktuelle Höhe über dem Meeresspiegel anzeigen lassen.

10 Betriebssysteme, Apps ios Apple ios 6 ist das neueste Betriebssystem von Apple für das iphone und das ipad. Vorinstalliert sind der Internet-Browser Safari, ein -Programm, ein Kalenderprogramm, ein Adressbuch, Programme zum Kaufen von Apps, Programme zum Aufnehmen und Abspielen von Musik und Filmen. Auf dem iphone sind das Telefonieren und Senden/Empfangen von SMS ebenfalls mit entsprechenden Programmen umgesetzt Über den AppStore können Programme herunter geladen werden die zum Teil kostenpflichtig sind. Welche Apps dort angeboten werden wird von Apple kontrolliert. Google Android Android ist eine freie Software für Tablets und Smartphones. Sie wird von mehreren Firmen entwickelt und ist quelloffen. Der Kern ist Linux, die Entwicklungsarbeit trägt in erster Linie Google. Im Gegensatz zu den Apple Produkten ist Android an keinen Gerätehersteller gebunden. Damit sind auch Geräte zu günstigen Preisen einsetzbar. Auch Google bietet APPs in großem Umfang über den eigenen Shop an. Windows 8/Windows RT Nachdem der Markt von mobilen Geräten auf Kosten von den üblichen Laptops und Desktops zunehmend wächst, bedeutet diese Entwicklung für Microsoft eine Bedrohung der Marktführerschaft in Betriebssystemen. Microsoft versucht dem zu begegnen, in dem es mit Windows 8/ Windows RT eine einheitliche Oberfläche für alle Geräteklassen entwickelte.

11 Betriebssysteme, Apps Im Vergleich zu Windows 7 kamen in Windows 8 folgende Erneuerungen hinzu: 1.Bootvorgang ist schneller 2.Geänderte Oberfläche Kacheln 3.Einbindung des Touchscreens, dann Maus und Tastatur 4.Windows Store 5.Skydrive Microsofts Cloud 6.Anbindung zu Facebook & Co 7.Startmenü entfällt Insbesondere der letzte Punkt führte bei den Anwendern für großem Protest, was jetzt schon eine weitere Betriebssystemsversion nötig macht (Windows Blue) Windows RT ist der Zwillingsbruder von Windows 8 für mobile Geräte. Der Vorteil der beiden Teile besteht in der Durchgängigkeit des Systems. Die Auswahl an Hardware auf der RT lauffähig ist, ist äußerst gering. In erster Linie bietet Microsoft selbst zwei Tablets an mit dem Namen Surface RT bzw. Surface Pro. Beide sind im oberen Preissegment angesiedelt, die Kritiken dafür sind durchwachsen: So wurden das hochauflösende Display, das solide und hochqualitative Gehäuse und die Prozessorleistung gelobt. Auf der anderen Seite wurden das hohe Gewicht und die für ein Tablet geringe Akkulaufzeit bemängelt.[ Surface wird ausgeliefert mit einer kostenlosen Version von Microsoft-Office. Die Auswahl an weiteren Apps ist jedoch äußerst begrenzt, nur über den Windows Store zu erwerben und im Umfang und in der Qualität momentan nicht vergleichbar mit ios bzw. Android. Firefox Gerade wurde Firefox für den mobilen Einsatz angekündigt. Termin der Freigabe ist Mitte des Jahres. Ubuntu Die Linux-Version Ubuntu wird gerade für Tablets entwickelt. Leider kommt es wohl erst 2014.

12 Betriebssysteme Unix, Linux und Ubuntu Unix Entstand in Teamarbeit mehrerer Entwickler aus unterschiedlichen Computerfirmen. Diesem Team ging ihnen vor allem darum, ein Mehrbenutzersystem zu haben, das es ihnen erlaubte, nicht nur zusammen zu programmieren, sondern auf dessen Basis sich auch eine echte Gemeinschaft heraus zu bilden. Zu diesem Zweck musste das System ermöglichen, dass mehrere Benutzer gleichzeitig an Dateien arbeiten konnten, ohne sich gegenseitig in die Quere zu kommen. Quelle: Zusammenarbeit von mehreren Entwicklern war ein Motiv, dass bei der Entwicklung des Systems eine zentrale Rolle spielte. Unix wurde 1974 samt Quellcode an amerikanische Universitäten freigegeben und dort, wiederum in Gemeinschaftsarbeit weiterentwickelt. Kernfunktionen von Unix werden heute auch von Apples OS x verwendet. Linux Auf Basis von Unix entwickelte sich das Betriebssystem weiter zum frei verfügbaren und kostenlosen Linux. Der Name Linux geht zurück auf Linus Thorvalds der die Grundsteine des Systems legte. Dadurch, dass der Quellcode offen war und von jedem Programmierer erweitert werden konnte, entwickelte sich in kurzen Zeit ein mächtiges, umfangreiches aber nicht sehr bedienerfreundliches Betriebssystem. Ubuntu Ubuntu ist eine Entwicklung die auf Linux basiert und frei und kostenlos ist. Die Entwickler verfolgen mit Ubuntu das Ziel, ein einfach zu installierendes und leicht zu bedienendes Betriebssystem zu schaffen. Gleichzeitig wird Anwendersoftware zur Verfügung gestellt, die kostenlos ist und eine hohe Qualität aufweist. OpenOffice / LibreOffice Sind kostenlose Office-Pakete, die mit Microsoftlösungen vergleichbar sind.

13 Betriebssysteme Virtualisierung In den letzten Jahren kamen so genannte virtuelle Maschinen mit einer Virtualisierungssoftware immer mehr in die Unternehmen und zunehmend auch in die Privathaushalte. Die Idee dazu ist ganz einfach wie genial zugleich. Jeder PC benötigt ein Betriebssystem. Je nach Alter der Computer sind unterschiedliche Betriebssysteme im Umlauf. Die Idee ist nun, auf diesen PC's eine Virtualisierungssoftware zu installieren. Innerhalb dieser Virtualisierungssoftware lassen sich nun verschiedene Betriebssysteme oder Server einrichten und betreiben. Einsparung von Hardware Aufbau einer Testumgebung: Alle Programme, Serverdienste und sonstige Erweiterungen eines PC's müssen normalerweise, insbesondere in den Unternehmen, getestet werden. Dafür wurde bisher immer zusätzliche Hardware benötigt. Testen von unbekannten Anwendungen: Es gibt auf dem Markt unzählige Anzahl von Software, die gut oder weniger gut sind. Es passierte in der Vergangenheit nicht selten, dass eine neue, unbekannte Software installiert wurde und plötzlich lief auf dem PC nichts mehr oder er lief nicht mehr stabil. Einfache Sicherung des Systems: Jede Virtualisierungssoftware bietet die Möglichkeit, mit wenigen Mausklicks eine Sicherung des kompletten Systems durchzuführen. Einfache Verschiebung der virtuellen Maschinen: Jede virtuelle Maschine hat einen Ordner mit all den Daten, die einen virtuellen PC abbildet. Theoretisch kann man "seine" virtuelle Maschine auf einem USB- Stick speichern und an einem anderen Ort in die Virtualisierungssoftware wieder einbinden und damit arbeiten. Betrieb älterer Betriebssysteme: Ein sehr wichtiger Punkt. In der Vergangenheit war es so, dass sobald ein neuer PC angeschafft wurde, viele ältere Programme mit dem neuen Betriebssystem nicht kompatibel waren.

14 Betriebssysteme CC, GNU, Open Source, Public Domain. Problemstellung Creative Commons (CC) Creative Commons ist eine Form des Urheberrechts, das anderen die Nutzung eines künstlerischen oder sonstigen Werkes gestattet, ohne das Lizenzgebühren gefordert werden. Dabei gibt es 6 unterschiedliche Lizenzbedingungen, bspw.: Namensnennung d.h. man muss den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen. Namensnennung-NichtKommerziell Sie müssen den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen und Dieses Werk bzw. dieser Inhalt darf nicht für kommerzielle Zwecke verwendet werden. GNU General Public License (auch GPL oder GNU GPL) Ist die am weitesten verbreitete Software-Lizenz welche den Endnutzern (Privatpersonen, Organisationen, Firmen) die Freiheiten garantiert, die Software nutzen, studieren, verbreiten (kopieren) und ändern zu dürfen. Software, die diese Freiheitsrechte gewährt, wird Freie Software genannt. Zu den prominentesten Projekten unter der GPL zählt Linux aber auch Anwendersoftware wie Firefox, VLC-Player, Mozilla Thunderbird usw. Open Source Bezieht sich auf Softwarelizenzen deren Quelltext offen ist. Public Domain Public Domain bezeichnet alle Werke, die keinem Urheberrecht mehr unterliegen oder ihm nie unterlegen haben.