Vorlesung 1 Medizininformatik. Sommersemester 2017
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- Georg Pfeiffer
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1 Vorlesung 1 Medizininformatik
2 Begrüssung und Einführung Medizininformatik () Vorlesung (2 SWS) Montags 8:30-10:00 Übung (1 SWS) 10:15-11: Computer Architecture Begrüssung, Review: Daten und Codes Neumann Architectur/ Befehlsverarbeitung Rechnerarchitektur Computerorganisation, Analoge Welt - Digitale Welt. AD/DA Wandler Computer Netzwerke ISO/OSI Modell Information Coding Computer Netzwerke Protokolle und Netzwerke Body Area Netze/ Vernetzte Medizingeräte keine Übung Übung : Rechnerarchitektur Übung : Rechnerarchitektur Übung: Computer Netzwerke Computer Netzwerke Netzwerk Topologien Betriebssysteme/ Prozesse / Scheduler /Dispatcher Betriebssysteme/ Prozesse / Scheduler /Dispatcher Übung: Computer Netzwerke Übung: Computer Netzwerke Übung: Betriebssysteme Software Engineering Einführung, Vorgehensmodelle Software Engineering Echtzeitentwurf/ Ward & Mellor Datenbankentwurf Grundlagen/ ERM / RDM Datenbankentwurf Krankenhausinformationssysteme Klausurübung Übung: Betriebssysteme Übung Software Engineering Übung Software Engineering Übung Datenbankentwurf Folie 2
3 Aufwärmen: Daten Daten Bits, Bytes, Wort/Word,.? KiloByte, MegaByte, GigaByte, TeraByte,. Information? Informationsverarbeitung? Prozessor CPU Computer PC Interfaces I/O Netzwerk Folie 3
4 Architektur und Konzepte Frage: Processing Verarbeitung Anweisung Ausführen - Daten (Zahlenwerte) und Instruktionen (Addieren) Speichern? Wo? Wie? Rechnungen: = 7 (oder nich?) 0011 Halbaddierer/ 0101 Volladdierer 0111 Relationen: 3 > 5 (wahr oder falsch?) Arithmetisch-Logische Funktionen - ALU Folie 4
5 Central Processing Unit - CPU Das 'Herz' aller Computer Folie 5
6 Arithmetisch-Logische Einheit (ALU) Prozessieren Instruktionen, Daten (aus dem Speicher/memory) Instruktionen holen Instruktionen dekodieren Instruktionen und Daten zwischenspeichern und prozessieren Folie 6
7 Aufwärmen: Kodieren Kodieren heisst: Repräsentieren Binärcode für positive Zahlen: 1001 für 9 Zweierkomplement für positive und negative Zahlen: ASCII (American Standard Code for Information Interchange): für A (Grossbuchstabe A) Folie 7
8 Kodieren - Generalisiert Folie 8
9 Kodierungstheorie Mit einem Alphabet aus K verschiedenen Zeichen lassen sich bei einer Wortlänge von M N=K M verschiedene Symbole kodieren. Für Binärkode gilt: N=2 M Beispiel: Mit 5 bit kann man 2 5 =32 Symbole kodieren. N verschiedene Symbole lassen sich mit einem Alphabet aus K verschiedenen Zeichen kodieren, unter Verwendung einer Wortlänge der Kodeworte von M=log K (N) Für Binärkode gilt: M=log 2 (N)=ld(N) (Logarithmus Dualis) Beispiel: Um 1000 Farbnuancen zu kodieren sind ld(1000)=9, ; also 10 bit notwendig Folie 9
10 Symbole Auflösung positive Zahlen Darstellung von physikalischen Werten hauptsächlich als Zahlen Beispiel: positive ganze Zahlen: Folie 10
11 Instruktion versus Data Ein Wort im Speicher (memory) ist entweder ein Datenwort oder eine Instruktion: eine Anweisung und eine Adresse Folie 11
12 Von Neumann - Rechner Daten und Instruktionen sind in einem einzigen Speicher abgelegt: Folie 12
13 Programmieraufgabe - Beispiel Programmierungsaufgabe: "Wieviel ist 5 + 4?" Was ist zu tun? 1-5 und 4 sind als Konstanten (Daten) zu speichern 2-5 ist in den Akkumulator zu laden 3-4 ist zum Akkumulator hinzuzuladen 4 - Der Inhalt des Akkumulator ist in den Speicher zu schreiben Folie 13
14 Von Neumann - Beispiel IAS (1950) Folie 14
15 Programmierung S(x)->Ac+ 4 S(x)->Ah+ 5 At->S(x) 6 halt.data 5.data 4 Folie 15
16 Computerorganisation Diese Funktionen müssen physikalisch implementiert werden: Eingabe (Tastatur, Maus) Ausgabe (Bildschirm, Drucker, Datei) Speicherung von Daten und Instruktionen (Programmierung) Datentransport (thumb-drive, Netzwerk) Folie 16
17 Physikalischer Aufbau eines Rechners Blockschaltbild Folie 17
18 Speicher - Memory Speicherhierarchie: Folie 18
19 Moderner PC Folie 19
Vorlesung 2 Medizininformatik. Sommersemester 2017
Vorlesung 2 Medizininformatik Zeitplan Medizininformatik () Vorlesung (2 SWS) Montags 8:30-10:00 Übung (1 SWS) 10:15-11:00 1. 24.4 1.5 2. 8.5 3. 15.5 4. 22.5 Computer Architecture Begrüssung, Review: Daten
Rechnerarchitektur. angeben, welche Bestandteile ein Von-Neumann-Rechner haben muss.
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