1. TELEKOMMUNIKATION, MULTIMEDIATECHNIK UND DESIGN

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1 Telekommunikation, Multimediatechnik und design 1. TELEKOMMUNIKATION, MULTIMEDIATECHNIK UND DESIGN Telekommunikation, Mobilkommunikation und Internet spielen in allen Bereichen der Wirtschaft und auch innerhalb des privaten Bereichs als Querschnittstechnologien eine entscheidende Rolle. Vor allem individuelle Informations- und Kommunikationslösungen bestimmen unser tägliches Leben. Von Internetapplikationen und Voice over IP, über Netzwerksicherheit und LTE (Long Term Evolution), bis zu Wireless LAN und Smartphone-Apps bieten sich technische Lösungen an, die laufend weiterentwickelt werden. Was heute auf dem letzten Stand scheint, ist morgen bereits überholt. Diese rasche Entwicklung fühlt man auch in der Multimediatechnik. Hier treffen die technischen Möglichkeiten, Informationen aufzubereiten, und die grafischen Ausdrucksformen aufeinander. Dabei spielen sowohl elektrotechnische als auch softwaretechnische Aspekte eine Rolle. Es geht schließlich darum, Informationen multimedial herzustellen und diese danach über möglichst viele Kommunikationskanäle den Interessenten und Interessentinnen zugängig zu machen. 1.1 Hardwarekomponenten für Multimedia und Internet Die derzeit angebotenen Computer, Laptops, Tablets, ipads und Smartphones sind durchwegs mit den nötigen Komponenten zur Nutzung des Internet und multimedialen Angebots ausgestattet. Je nach Bauart und natürlich auch dem Preis angepasst, kann es qualitativ unterschiedliche Ausstattungen geben. Bauarten für Computer und Kommunikationsgeräte Bezeichnung Mainframe Besondere Leistungsmerkmale - Kapazität Einsatzgebiet: überall, wo es um Verarbeitung großer Datenmengen geht - Banken, Industriebetrieben, Rechenzentren, Universitäten; mehrere Prozessoren, RAM über 100 GB Dieser Computertyp ist vor allem durch hohe Datensicherheit gekennzeichnet. Supercomputer Hochleistungsrechner, vor allem im wissenschaftlichen Bereich für Simulationen etc. eingesetzt. Zur hohen Rechnerleistung werden viele Prozessoren parallel zusammengeschalten. 3

2 Wirtschaftsinformatik und Informationstechnologie Bezeichnung Besondere Leistungsmerkmale - Kapazität Tower Personal Computer: Bauform in verschiedenen Größen als Standgerät. Der Rechner ist als Arbeitsplatzrechner konzipiert; alle für den Betrieb notwendigen Komponenten sind im eingebaut. Die Bauweise ermöglicht Erweiterungen im Speicher und den Einbau zusätzlicher Schnittstellen. Micro Mini Midi Maxi Alle e können in ein Netzwerk eingebunden werden. Desktop Personal Computer Personal Computer: Flache e für den Schreibtisch, oft unter den Monitor gelegt. Die e können aber auch aufgekantet wie ein Tower am Boden stehen. Bauweise wie beim Tower. Notebook Laptop Personal Computer: Tragbare Rechner, Bildschirm und Tastatur sind im Gehäuse integriert. Die Stromversorgung erfolgt über einen Akku. Alle Komponenten sind so konzipiert, dass sie kleine Erschütterungen, ohne Schaden zu erleiden, überstehen und nur geringen Strom verbrauchen. Die Leistungsfähigkeit steht jenem der Tower- und Desktop-PCs nicht nach; ideal für das Arbeiten unterwegs oder auf Dienstreisen. Netbook Personal Computer: Extrem kleine Laptops (Monitor ca. 10 Zoll), speziell für die Arbeit im Internet gedacht, keine CD/DVD-Laufwerke, geringere Festplattenkapazität. 4

3 Telekommunikation, Multimediatechnik und design Bezeichnung Tablet Handheld PDA Besondere Leistungsmerkmale - Kapazität Personal Computer: Monitor ist als Touchscreen ausgelegt, über den mit Finger oder Stift die Eingabe auch in Handschrift erfolgen kann; für mobilen Einsatz geeignet. Manche Modelle sind auf der Basis eines Laptops (mit Tastatur) gebaut und haben einen drehbaren, berührungsempfindlichen Bildschirm zur alternativen Dateneingabe. Personal Digital Assistant: Kleine Rechner, die im Westentaschenformat vor allem zur Datenhaltung (Adressbuch, Notizblock, Kalender) gedacht sind. Die e sind speziell für mobilen Einsatz gebaut. Über Datenkabel können die Daten auf einen PC übertragen bzw. mit diesem abgeglichen werden. Mobiltelefon Handy Wer kennt nicht den Nutzen? Wer kennt nicht die Probleme? Hauptzweck ist Telefonieren. Von wo aus immer sofern der Akku geladen ist. Und wo immer man sich befindet (im Theater, in der Bahn) bei irgendjemandem in der Umgebung klingelt es - ein kleines, tragbares, digitales. Die meisten Handys haben eine Fotografierfunktion und weitere Sonderdienste des Telefonbetreibers (Spiele, SMS). Multimedia-Player Für e, die Musik und Videos wiedergeben, ist der Name Portable Multimedia Player (PMP) gebräuchlich. Er ist mit einer Festplatte oder einem Flash-Speicher ausgerüstet und kann neben Audiodateien andere Medieninhalte wie Videos, Bilder und Text nicht nur speichern, sondern auch wiedergeben. 5

4 Wirtschaftsinformatik und Informationstechnologie Speichermedien Interne Festplatte (HDD) Kapazität Technik Derzeit bis 1 TB. SATA oder IDE-Schnittstelle, Transferrate bis zu 3 Gbit/s entspricht etwa 300 MB/s. Daten- und Stromversorgung erfolgen innerhalb des PC-Gehäuses direkt über Motherboard bzw. Netzteil. Externe Festplatte Derzeit bis 1 TB. Daten werden über USB-Schnittstelle übertragen, Stromversorgung erfolgt über eigenen Anschluss. Bei vielen en werden sowohl Daten als auch Strom über die USB-Schnittstelle versorgt. CD ROM CD RW DVD DVD RW HD DVD Blu-Ray-Disk USB-Stick SD Memory Cards (Secure Digital) Optische Speicher mit unterschiedlichen Lese- und Speichertechniken. Auf Rohlinge werden Daten in einer spiralförmigen Rille in Form von Vertiefungen (Pits = Wert 1) eingeprägt - nicht gebrannte Teile (Lands) = Wert 0. Die Rille wird von unten durch einen Laser abgetastet. Aus dem unterschiedlichen Reflektionsverhalten dieser Strukturen werden die Informationen entnommen und an den Prozessor weitergeleitet. Die CD- und DVD-e sind grundsätzlich ähnlich konzipiert. Nur die Datenträger bilden den Unterschied zwischen CD-ROM (einmal beschreibbar), CD-RW (RW bedeutet, dass der Datenträger wiederbeschreibbar ist), DVD, Blu-Ray. Verwendung finden CD und DVD vor allem bei Speicherung von Musik und Video-Dateien sowie als Datenträger von Programmen. Dieses gehört zur Gruppe Flash-Speicher. Das sind mehrfach beschreibbare Chips, die auch ohne Stromversorgung ihre Speicherwirkung nicht verlieren. USB-Stick: Dieser hat die herkömmliche Diskette fast völlig abgelöst. Die Speicherkapazität ist ein Vielfaches (von 128 MB bis 64 GB) und er ist handlich und erlaubt eine schnellere Datenübertragung als Disketten. Der Stick wird an eine USB-Schnittstelle angeschlossen und das Betriebssystem erkennt ihn sofort als Wechsellaufwerk. SD Memory Cards sind vor allem in Digitalkameras als Wechselspeicherkarten in Verwendung. Viele PCs verfügen über eigene Einschübe, die die Karte aufnehmen, damit die Daten (Fotos) übertragen werden können. 6

5 Telekommunikation, Multimediatechnik und design Online- Datenspeicherung und Netzlaufwerk Kapazität Technik Diese Dienstleistung bieten vor allem EDV-Rechenzentren an. Die Sicherung der Daten bzw. die Ablage von Dateien erfolgt dabei auf einem entfernten Rechner (Vorteil der Datenhaltung in anderem Gebäude) und auf einer professionell eingerichteten Sicherungsanlage. Vielfältig wie das Angebot sind auch noch die Begriffe für diese Sicherungsvariante: Online Backup, Web Datensicherung, Web Backup oder Web Attached Backup. Alle Daten werden über das Internet auf einem dezentralen Server (meistens in einem Rechenzentrum) übertragen und archiviert. Voraussetzung für ein Online-Backup ist eine Internet-Anbindung. Übertragungsraten mit 6 MBit/s - 16 MBit/s reichen aus, da die Daten komprimiert übertragen werden. Um die Gefahr von Datendiebstahl zu vermeiden, werden die Daten verschlüsselt übertragen. Die Nutzung eines Netzlaufwerkes zur Datenspeicherung (Fileserver) ermöglicht anderen Anwendern, auf diese Daten zuzugreifen, sofern sie dafür eine Berechtigung (mit Kennwortschutz) haben. Multimedia Kommunikationsgeräte Die Dateneingabe in den Computer erfolgt über Zusatzkomponenten, die in vielen Fällen bereits im Gehäuse eingebaut sind oder extern über eine Schnittstelle mit dem Motherboard verbunden sind. Die bekannten Standard-Eingabegeräte sind bekanntlich die Tastatur, die Maus oder ein berührungssensitiver Monitor, der mittels Fingergesten bedient wird. Komponenten, die außerhalb des PCs angeschlossen werden (echte Peripherie) sind über Kabel und Stecker mit dem Hauptgerät verbunden. Die dafür passenden Steckplätze sind meist gut beschrieben und/oder mit standardisierten Farben gekennzeichnet. Soundkarte Mikrofon Technologie - Leistung Hardware, die analoge Signale in digitale Signale umwandelt. Meist ist die Karte im Motherboard integriert. Für exzellente Qualität ist jedoch eine zusätzliche Soundkarte vorzuziehen. Der Anschluss erfolgt über den PCI-Bus oder extern über USB. Der Kontakt zum PC kann mittels Kabels erfolgen oder als Wireless-System dem User freie Bewegung im Raum ermöglichen. Ein wesentliches Qualitätskriterium ist der Übertragungsbereich (zb Hz). Je nach Qualität bewegen sich auch die Preise sehr unterschiedlich. 7

6 Wirtschaftsinformatik und Informationstechnologie Headset Lautsprecher Web-Kamera MP3-Player Technologie - Leistung Headsets vereinfachen das Telefonieren im Internet.Diese können mit zwei oder nur mit einer Ohrmuschel ausgestattet sein. Für unterwegs eignen sich Sets, die im In-Ear- Design ausgerüstet sind. Hier ist der Leistungsumfang und dazu die Preisspanne am Größten. Der einfache, im PC oder Laptop eingebaute Lautsprecher genügt gerade für das schnelle Mithören eines Telefonates oder die Wiedergabe einer CD. Wer allerdings Wert auf hohe Qualität legt, wird um entsprechende Zusatzgeräte nicht umhinkommen. Im Idealfall sollte ein Lautsprecher alle Frequenzen im Hörbereich ( Hz) gleich laut wiedergeben. In der Praxis sind Abweichungen bis ± 0,5 db für das menschliche Ohr nicht unterscheidbar, Abweichungen bis etwa ± 2 db gelten hörtechnisch als nicht störend. Eine Webcam ermöglicht bei persönlichen Gesprächen mit Freunden und Geschäftspartnern, egal ob vom Büro oder von einem Hotelzimmer in Paris aus, die aktuelle Bildübertragung. Eine Webcam kann auch mit Mikrofon kombiniert sein, wodurch die Kommunikation noch komfortabler abläuft. Ein MP3-Player ist ein (meist) tragbares zur Wiedergabe von Audiodateien im MP3-Format. Viele MP3-Player können auch weitere Audioformate abspielen, wie AAC, WMA, FLAC oder Ogg Vorbis. 8

7 Telekommunikation, Multimediatechnik und design Smartphone - iphone Technologie - Leistung Smartphones sind Mobiltelefone, die mehr Computerfunktionalität als herkömmliche Mobiltelefone zur Verfügung stellen. Aktuelle Smartphones lassen sich meist über zusätzliche Programme (sogenannte Apps) vom Anwender individuell mit neuen Funktionen aufrüsten. Ein Smartphone kann auch als ein kleiner transportabler Computer (PDA bzw. Tablet- Computer) mit zusätzlicher Funktionalität eines Mobiltelefons verstanden werden. In ihm verbinden sich Computer, Telefon, Kamera und Musikcenter zu einer geschlossenen Einheit. Apple gab seinem den Namen iphone und ist damit zur Zeit Marktführer. Multimedia Bild- und Videoherstellung Foto-, Videokamera Technologie - Leistung Der Kontakt zum PC kann mittels Kabels erfolgen oder als Wireless-System dem User freie Bewegung im Raum ermöglichen. Ein wesentliches Qualitätskriterium ist der Übertragungsbereich (zb Hz). Je nach Qualität bewegen sich auch die Preise sehr unterschiedlich. 1.2 Internettelefonie, Voice over IP (Internetphone) Um elektronisch kommunizieren zu können, braucht man im einfachsten Fall zwei Computer, die durch eine Leitung miteinander verbunden sind - genauso wie man zum Telefonieren mindestens zwei Telefonapparate benötigt, die beide am Telefonnetz hängen. Diese Rechner müssen entsprechend ausgestattet sein. Die notwendigen Komponenten wurden bereits oben beschrieben. Der PC muss mit einer entsprechenden Soundkarte, einem Mikrofon und Lautsprecher (oder Headset) ausgestattet sein. Durch Zwischenschaltung eines Adapters kann auch das konventionelle Telefon verwendet werden. Die Sprache wird über das Mikrofon aufgenommen und in digitale Signale umgewandelt. Diese Daten werden komprimiert und entsprechend dem Internet-Protokoll (IP) versendet. Daher auch der Name Voice over Internet Protocol (VoIP). Damit diese Daten auch beim Empfänger entsprechend erkannt und wieder als analoge Signale (Sprache) ausgegeben werden können, müssen die Teilnehmer die gleiche Software verwenden. Das derzeit meist genutzte Programm heißt Skype und ermöglicht auch Telefon- Konferenzschaltungen. Daher hat sich Skypen bereits als Synonym für Internet-Telefonie eingebürgert. Die Vorteile liegen vor allem in den geringen Kosten. 9

8 Wirtschaftsinformatik und Informationstechnologie Datentransfer Der Datentransfer erfolgt innerhalb eines hausinternen Netzes über ein Kabelnetz. Verbindungen nach außen erfolgen über öffentliche Leitungen. Transfermedium Notwendige e Geschwindigkeit 1 PSTN-Telefonleitung (Public Switched Telephone Network) ISDN (Integrated Services Digital Network) ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) Breitband (Glasfaser) Stromnetz 56 K Modem 56 Kbps ISDN-Telefonleitung, Terminal Adapter ADSL-fähige Telefonleitung, Splitter, ADSL- Router, Netzwerkkabel, Netzwerkkarte oder ADSL-Modem Telekabel-Anschluss, Router, Netzwerkkabel, Netzwerkkarte Auch das Stromnetz kann zur Datenübertragung verwendet werden. 64 Kbps bis zu 7,2 Mbps bis zu 160 Mbps bis zu 500 Mbps Satellit Satellitentelefon 20 Mbps 1.3 Internet, Intranet, Extranet Internet ist ein die ganze Welt umspannendes Computernetzwerk mit einem fast unbegrenzten Angebot an Software, Diskussionspartnern und elektronisch gespeichertem Wissen. Als Intranet bezeichnet man Netzwerke, die nur innerhalb einer Organisation (eines Unternehmens) auf Basis der Internettechnologie arbeitet. Wird dieses Intranet für bestimmte Gruppen von Usern außerhalb des Unternehmens freigegeben, so spricht man von einem Extranet. Um die Funktionsweise einer Internetverbindung leichter zu erfassen, werden in der Folge eine kurze Übersicht der Begriffe und die Arbeitsweise von Netzwerkkomponenten zusammengefasst. Tiefergehende Informationen zur Netzwerktechnologie und deren Handhabung werden im Kapitel 2.5beschrieben. Netzwerk Ein Computer ist immer als Einzelgerät nutzbar. Darüber hinaus ist er aber auch ausgerüstet, innerhalb eines Netzwerkes mit anderen Computern verbunden zu sein und Daten auszutauschen. Vorteile eines Netzwerkes Gemeinsame Nutzung von Hardware: Ein Drucker, der in einem Netzwerk eingebunden ist, kann von jedem anderen Netzwerkteilnehmer verwendet werden. 1 Theoretische Geschwindigkeit, bei gleichzeitiger Nutzung der Leitung durch mehrere Anwender reduziert sich dieser Wert. Stand: Aug

9 Telekommunikation, Multimediatechnik und design Datenträger (Festplatten oder DVDs) stehen allen Netzteilnehmern zur Verfügung, um Daten abzurufen oder darauf zu speichern, zb Datensicherung im Netz. Gemeinsame Nutzung von Dateien: Am Einzelcomputer können nur die Dateien bearbeitet werden, die auf den lokal angeschlossenen Festplatten abgelegt sind. Im Netzwerk kann auch auf die Dateien anderer Computer zugegriffen werden. Voraussetzung dafür: Die Dateien sind vom Ersteller für den Zugriff freigegeben; Der Zugreifende hat die entsprechenden Rechte dafür und kann sich mit Benutzerkennung und Passwort identifizieren. Kommunikation: Die Kommunikation innerhalb eines Unternehmens erfolgt zum Teil auch in Textform. In einem Netzwerk können diese Texte über ein Messaging-System oder über abgewickelt werden. Dokumente, Zeichnungen, Statistiken werden als Datei an andere Interessenten weitergeleitet (zb in Arbeitsgruppen). Abteilungsübergreifende Meetings können über VoIP (Telefonieren über das Internet) abgehalten werden. Netzwerktypen Netzwerke können unterteilt werden nach ihrer räumlichen Ausdehnung: Bezeichnung Reichweite Beispiel Anwender LAN Local Area Network Innerhalb eines Gebäudes - über mehrere Räume oder Stockwerke verteilt. privat, Firma WAN Wide Area Network Weltweites Netzwerk Internet MAN Metropolitan Area Network Ursprünglich öffentlichen Netzen vorbehalten; in letzter Zeit verwenden aber auch Anwender mit vielen vernetzten Betriebsstellen diesen Ausdruck. Gemeinden; Banken oder nach ihrer Verbindungsform: Notwendige e LAN über Kabelverbindung WLAN (Wireless Local Area Network WAN Standleitungen Netzwerkkarte, Router, Hub, Netzkabel, Netzstecker WLAN-Karten, Access Point, Router, Hub Die Übertragung erfolgt über Funk zwischen den WLAN-Karten und dem Access Point. Netzwerkkarte, Router, Hub, Netzkabel, Netzstecker, Modem, Telefonleitung Netzwerkkarte, Router, Hub, Netzkabel, Netzstecker Die Übertragung erfolgt in einer eigens freigeschalteten Telefonleitung des Telefonbetreibers. 11

10 Wirtschaftsinformatik und Informationstechnologie Server-Arten Als Server werden Rechner verwendet, die durch hohe Arbeitsgeschwindigkeit und großes Speichervolumen (mehrere Festplatten) einen raschen Zugriff auf die verwalteten Daten ermöglichen. Die Dienste, die der Server seinen Clients bietet, werden in seine Bezeichnung einbezogen. So ist ein Print- (Drucker-)Server das, das einen Drucker zur Verfügung stellt. In großen Netzwerken wird man Rechner für spezielle Aufgaben installieren: Bezeichnung Drucker-Server File-Server -Server Web-Server Dienstleistung bietet Druckerleistung von einem oder mehreren Druckern an; steuert die Reihenfolge der eingehenden Druckaufträge. verwaltet und speichert diverse Dateien (Files). bietet den Zugang zum -Verkehr. speichert alle Webauftritte im Internet oder Intranet. In kleinen und mittleren Netzwerken wird ein Server auch für mehrere dieser Dienstleistungen eingerichtet sein. Netzwerkkomponenten Komponente Repeater Hub Bridge Switch Router Bedeutung Repeater (dt. Verstärker ) dienen innerhalb eines lokalen Netzes zur Signalverstärkung. So kann die Ausdehnung eines Netzes erhöht werden; allerdings müssen dabei die beiden Netze das gleiche Protokoll verwenden. Sternverteiler, wirkt wie Multiport-Repeater. Leitet alle Datenpakete an alle Ports weiter. Eine Bridge kann zwei gleichartige Netzwerke mit unterschiedlichen (oder gleichen) Topologien miteinander verbinden, unter der Voraussetzung, dass beide Netze das gleiche Protokoll und die gleiche logische Adressierung verwenden. So kann zb ein TCP/IP-Netzwerk mit einer Ethernet-Topologie mit einem TCP/IP- Netzwerk auf Token-Ring-Basis verbunden werden. Bridges können ebenfalls verwendet werden, wenn es darum geht, größere Distanzen zwischen LANs zu überbrücken; in diesem Fall spricht man von Remote Bridges. Ein Switch (engl. Schalter; auch Weiche) ist eine Netzwerk-Komponente zur Verbindung mehrerer Computer bzw. Netz-Segmente in einem lokalen Netz (LAN). Zum Unterschied vom Hub merkt sich ein Switch die MAC-Adressen der an ihm angeschlossenen Rechner und leitet Datenpakete direkt an die betreffenden Ports weiter (intelligenter Hub). Ein Router verbindet normalerweise Netzwerke, welche eine unterschiedliche logische Adressierung, aber einheitliche Protokolle verwenden. Router werden häufig im WAN-Zusammenhang eingesetzt. Allerdings gibt es heute auch andere Einsatzmöglichkeiten für Router z.b. für die Anbindung eines LANs ans Internet, wobei der (ISDN-/ADSL-)Router automatisch das Anwählen des Internet-Providers übernimmt. 12