Informatik der digitalen Medien 14. April 2004 Vorlesung Nr. 1

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1 Informatik der digitalen Medien Ergänzungs-Studienangebot der Mediendidaktik für Lehramtstudenten Dr. rer. nat. Harald Sack Institut für Informatik FSU Jena Sommersemester 2004 Administratives Termin: Ort: Sprechstunde: Mittwoch, Uhr MMZ, HS028 Mittwoch Uhr, Ernst-Abbe-Platz 2, Zi Der Computer als universales Kommunikationsmedium 1. Der Computer als universales Kommunikationsmedium Kommunikationsmedien von der Höhlenmalerei zum ubiquitären Netz Computer vom Rechenbrett zum Quantenrechner Internet vom ARPAnet zum WWW 1

2 Warum Kodierung? Multimediale Daten im Computer Zeichen, Text, Bild, Audio und Video Zahlen Binärkodierung von Dezimalzahlen Negative Zahlen im 2er-Komplement Binärkodierung von Gleitkommazahlen Zeichencodes Samuel Morse s Telegrafiecode Fernschreiber und der Baudot-Code ASCII-Code und nationale Erweiterungen Unicode ein Code für alle Sprachen und Schriften Komprimierung und Redundanz Redundanz Mehrwert oder Verschwendung? Redundanzfreie Codes Verlustfreie Komprimierung Lauflängenkodierung Huffmann-Kodierung Wörterbuchbasierte Kodierung Geht es noch besser? Verlustbehaftete Komprimierung Grafikkodierung und -komprimierung Raster- und Vektorgrafik GIF und PNG Visuelle Wahrnehmung des Menschen Verlustbehaftete JPEG-Komprimierung Audiokodierung und -komprimierung Sampling und Quantisierung Pulse Code Modulation Psychoakustik und menschliche Wahrnehmung Verlustbehaftete MP3-Audiokodierung 2

3 Videokodierung und -komprimierung Videoformate Differentielle Kodierung und Subsampling Prediktive Kodierung Verlustbehaftete Videokodierung MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 Grundlagen der Rechnervernetzung Grundbegriffe Paketvermittlung Unicast / Multicast / Broadcast Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell LAN-Technologien WAN-Technologien WLAN Internetworking Internet das Netz der Netze Aufgaben der Internet-Protokolle Zwischen- und Vermittlungssysteme im Internet IP-Protokoll Routing-Protokolle TCP-Protokoll Internetanwendungen Client-/Server Modell Domain Name Service IRC FTP Echtzeitkommunikation Audio-/Videostreaming Internet-Telefonie Mobiles Internet Funknetzwerke und Mobilfunk Grundlagen GSM / UMTS Wireless LAN PANs Personal Area Networks 3

4 World Wide Web Browser und WWW-Server eindeutige Identifikation durch URL Kommunikation über HTTP Kodierung mit HTML / CSS Interaktivität via Dynamisches HTML cgi-programme Cookies die Zukunft gehört XML Zugang zum Internet Modem ISDN und xdsl Dialer Problematik Suchmaschinen im WWW Indexbasiert vs. Katalogbasiert Meta-Suchmaschinen Wie funktioniert eigentlich Google? Qualität und Darstellung der Suchergebnisse P2P-Netzwerke P2P vs. Client-/Server Paradigma Filesharing und Tauschbörsen Sinvolle (legale) Anwendungen Rechtliche Aspekte Gridcomputing die Vision vom globalen Superrechner 4

5 Grundlagen der Kryptografie Geschichtlicher Abriss Sicherheitsziele Symmetrische Verfahren Verfahren mit öffentlichem Schlüssel Quantenkryptografie Anwendungen Digitale Signaturen und Zertifikate Sichere mit PGP Sicheres Browsen mit SSL/TLS ECommerce-Anwendungen Bezahlen im WWW Sicherheit mit Biometrie Micropayment-Systeme Sicherheitsrisiken Angriffspunkte und Techniken Passwortwahl Kryptoanalyse und Social Hacking Privatsphäre im WWW?? Literatur Ch. Meinel, H. Sack: WWW Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien, Springer, P.A. Henning: Taschenbuch Multimedia, 3. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig, F. Bergmann, H.J. Gerhardt: Taschenbuch der Kommunikation, Fachbuchverlag Leipzig,