1 Geschichte der Informationsverarbeitung

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1 1 Geschichte der Informationsverarbeitung 60 v. Chr. Caesar-Code zur Verschlüsselung 1617 Idee eines Rechenschiebers (Napier) 1641 Blaise Pascal entwickelt eine Rechenmaschine nach dem Zählrad-Prinzip zur Addition von Zahlen 1679 Erweiterung der Rechenmaschine durch Leibniz um die Multiplikation 1805 erste Webmaschinensteuerung mit Lochstreifen (Jacquard) 1833 Rechenmaschine mit Lochkarten (Babagge) 1847 Boolsche Algebra 1886 elektrische Lochkartenmaschine (Hollerith) 1936 Entwicklung eines universellen Rechenautomaten von Turing 1937 Zuse entwickelt einen Relais-Rechner (Z1) 1944 Rechnerarchitekturprinzip nach von Neumann 1945 erster Rechner mit Elektronenröhren (ENIAC) 1950 Markoff prägt den Begriff des Algorithmus 1952 Chomsky erstellt eine Konzeption der formalen Sprachen 1955 erster Transistorrechner Dirk Jung Seite 1

2 1956 erste Abhandlungen zur künstlichen Intelligenz 1957 erste Überlegungen zum ARPANET 1960 erster Nachrichtensatelitt (Echo) 1967 das erste Internet 1968 Einführung der integrierten Schaltkreise 1969 erste UNIX-Version 1970 erster verwendbarer Mikrotransistor 1971 Dijkstra entwickelt die strukturierte Programmierung 1972 Entwicklung der Programmiersprache C 1975 Gründung von Microsoft 1977 erste PCs von Apple und Commodore 1981 erste Version von MS DOS IBM stellt den ersten PC mit 8088-Prozessor vor 1985 CD-ROM 1990 das WWW entsteht 1991 erste Linux-Version 1993 Pentium I kommt auf den Markt 2000 Pentium IV Dirk Jung Seite 2

3 2 Grundlagen Hardware 2.1 Das EVA-Prinzip Eingabe Verarbeitung Ausgabe 2.2 Hardware-Bestandteile Mainboard Prozessor Speicher Diskette, Festplatte CD-ROM/DVD/BlueRay Monitor Drucker 2.3 Rechnerklassen Rechner werden nach Klassen unterschieden: Klasse Einsatzgebiet Superrechner Forschung und Wissenschaft, besitzen i.d.r. eine spezielle Rechnerarchitektur Großrechner meist in großen Rechenzentren zu finden, Dialog- und Batchbetrieb Minirechner (mittlere Datentechnik) Mehrbenutzersysteme, dienen meist der Prozesssteuerung (IBM AS400 bzw. iseries) Mikrorechner Workstation, PC, Arbeitsplatzrechner Handheld PDA, MDA, Handy Dirk Jung Seite 3

4 3 Grundlagen Software Software bezeichnet alle nichtphysischen Funktionsbestandteile eines Computers, d.h. Computerprogramme und die durch diese Programme verwendeten Daten. Man unterscheidet Systemsoftware Anwendungssoftware Systemsoftware meint i.d.r. das Betriebssystem, also die Software, die für das Zusammenspiel der einzelnen Hardwarebestandteile zuständig ist. Beispiele: MS DOS MS Windows 9x/NT/2000/XP/Vista OS/2 Linux Mac OS Anwendungssoftware unterstützt den Benutzer bei seinen Aufgaben. Beispiele: Office-Programme (MS Office, OpenOffice) Grafikanwendungen (Photoshop, Corel Draw, Gimp) Internet Browser (Firefox, Internet Explorer, Opera) Programmentwicklungsumgebungen bzw. Compiler (MS Visual C++, Java, Zend Studio) kfm. Anwendungen (SAP, sage KHK, Lexware) Spiele Dirk Jung Seite 4

5 4 Grundlagen Netzwerke 4.1 Definition: Ein "Rechnernetzwerk", "Netzwerk", "Rechnernetz" oder kurz "Netz" besteht aus zwei oder mehreren Rechnern, die - üblicherweise durch Leitungen - miteinander verbunden sind. Über eine spezielle Software können diese Rechner miteinander kommunizieren. Man spricht von einem lokalen Netzwerk oder LAN (Abk. für "local area network"), wenn die im Netz verbundenen Computer auf den Bereich eines Gebäudes, einer Universität oder einer Firma beschränkt sind. Werden jedoch weitreichende Verbindungen der Telekommunikation genutzt, um Computer an entfernten Standorten oder auf der ganzen Welt miteinander zu verbinden, spricht man von einem globalen Netzwerk oder WAN (Abk. für "wide area network"). 4.2 Die Vorteile des Netzbetriebs sind: die Aufhebung von Speicherplatzbeschränkungen einzelner Computer; der mögliche Austausch von Daten zwischen den Computern; mehrere Personen können mit dem selben Datenbestand arbeiten; das Senden und Empfangen von elektronischer Post; die Kosteneinsparung durch die gemeinschaftliche Nutzung von Hardware wie Festplatten, CD-ROM-Laufwerke, Drucker; die Kosteneinsparung durch leichtere Softwareverteilung und Softwarepflege; die mögliche Erhöhung der Datensicherheit durch eine zentrale Datensicherung. Zur Erläuterung: Funktionsprinzip von PC-Netzwerken Gemeinsame Benutzung von Daten: Ein Benutzer öffnet eine Datei, die auf einem allgemein zugänglichen Rechner (z.b. dem File-Server) gespeichert wurde. Dabei wird eine Kopie der gespeicherten Datei erstellt, die in den Arbeitsspeicher des Benutzer-Rechners geladen wird. Die Original-Datei bleibt zunächst unverändert auf dem Speichermedium. Der Benutzer verändert im Prinzip nur die Kopie der Datei. Erst wenn er den Befehl zum Speichern gibt, wird die Original-Datei überschrieben. Dirk Jung Seite 5

6 Gemeinsame Benutzung von Programmen: Ein Programm muss sich nicht auf dem PC des Benutzers befinden, sondern es muss nur auf einem allgemein zugänglichen Rechner gespeichert worden sein. Startet der Benutzer das Programm, wird eine Kopie des Programms in den Arbeitsspeicher des Benutzer-Rechners geladen. Um ein LAN aufzubauen, benötigt man als Hardware zumindest einen Computer, der seine Ressourcen oder Betriebsmittel zur Verfügung stellen kann; einen Computer, der die angebotenen Ressourcen des Servers nutzen kann; zwei Netzwerkadapter für die beiden Computer; ein Verbindungsmedium (z.b. Kabel) Als Software benötigt man für ein LAN: ein Netzwerkbetriebssystem wie z.b. Novell NetWare oder ein netzwerkfähiges Betriebssystem wie z.b. UNIX, oder Windows NT; netzwerkfähige Anwendungsprogramme. Man unterscheidet zwei wesentliche Arten von Netzwerken: Solche, in denen gleichberechtigte Arbeitsplatzrechnern zusammengeschlossen sind und solche, die bestimmte Aufgaben an einen Server delegieren. Peer-to-Peer: Verbindung unter gleichberechtigten PCs. Jeder Rechner kann grundsätzlich alles anbieten und kann alles nutzen. Wie weit dieses Recht reicht, muss für jeden Rechner gesondert festgelegt werden. hoher Verwaltungsaufwand Einsatz zum Beispiel mit Windows 95. Client-Server: Gibt es im Netz einen zentralen Rechner (Server), erledigt dieser einige Arbeiten für alle anderen, was den anderen Rechnern eine Entlastung und damit einen Zeitvorteil verschafft. Der Server regelt die Zugriffe und Rechte der Benutzer (Clients) auf Software, Daten und Peripherie. Die angeschlossenen PCs (Clients) können noch über eine eigene Festplatte verfügen, brauchen sie jedoch nicht unbedingt, da der Server alle Programme und Daten zur Verfügung stellt. Einsatz zum Beispiel mit Novell NetWare Dirk Jung Seite 6

7 Netzwerk-Topologien Topologie = WIE erfolgt die Anordnung der Verbindungen zwischen den einzelnen Computern Netzarten: 1. Bus-Netzwerk (Netzwerke mit einer Bus-Topologie) 2. Stern-Netzwerk 3. Ring-Netzwerk Bus-Netzwerk Alle Computer sind an einem Kabel angeschlossen. Dieses Kabel hat mehrere Knotenpunkte. Wenn ein Rechner Daten sendet, werden diese von Knoten zu Knoten weitergereicht. Ein Zentralrechner ist nicht zwingend notwendig, sondern nur dann, wenn er als Server die Programme und Dateien speichert und verwaltet. (Wird am meisten genutzt) Vorteile Neue Rechneranschlüsse ohne weitere Kosten Bei Ausfall einer Station, keine Störung bei anderen Rechnern Nachteile Auf der Leitung kann immer nur eine Nachricht unterwegs sein. Stern-Netzwerk Alle Daten laufen über einen zentralen Rechner ( Server), der die Weiterleitung an die Zieladresse übernimmt. Vorteile Neue Rechneranschlüsse ohne weitere Kosten Bei Ausfall einer Station, keine Störung bei anderen Rechnern Nachteile Totalausfall des Netzwerkes bei Ausfall des Zentralrechners Kapazitätsbegrenzt Hohe Kosten für den Zentralrechner und die Verkabelung Dirk Jung Seite 7

8 Ring-Netzwerk Die einzelnen PC sind im Kreis miteinander verbunden. Die Daten werden von einem Arbeitsplatz zum nächsten geschoben, bis sie ihr Ziel erreicht haben. Vorteile Nachteile Geringe Verkabelung Leichte, kostengünstige Erweiterung Keine Zentralstation notwendig Totalausfall des Netzwerkes bei Ausfall der gemeinsamen Leitung. Lange Übertragungsdauer bei großen Netzen. Dirk Jung Seite 8