Informationswirtschaft

Transkript

1 Wolfgang H. Janko Informationswirtschaft 1 Grundlagen der Informatik für die Informationswirtschaft Mit 277 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Die Codierung und Darstellung von Daten in Speichern Zahlensysteme 9 ' Einführung Das binäre Zahlensystem Das hexadezimale Zahlensystem Die rasterorientierte Vercodierung von Zeichen und Bildern Die Vercodierung von Textzeichen Fehlerentdeckende und fehlerkorrigierende Codes Gleitpunktzahlen (Floating Point Numbers) Tondaten und ihre Verarbeitung Grundzüge der Tonverarbeitung Inhaltsverarbeitung Digitale Signalverarbeitung 33 3 Datenspeicher Einführung 45 vii

3 3.2 Halbleiterspeicher und Prozessortechnologie, RAM-, ROMund Flash-Speicher Halbleiterspeicher und Prozessortechnologie VLSI-Technologie im Halbleiterspeicher- und Prozessorbau Nur-Lesespeicher (ROM) " Schreib-/Lesespeicher (RAM) Flash-Speicher Magnetische Datenspeicher Magnetplatten und Disketten Plattenarrayspeicher (RAID) Magnetbänder und Kassetten DAT-Bänder (Digital-Audio-Tape) Optische Speicher Nur lesbare optische Speichermedien (ROM) am Beispiel von CD-ROM WORM-Speichereinheiten Magnet-optische Speichermedien Speichermedien mit phasenwechselnder Technologie Sonstige optische Speichermedien Die Zukunft magnetischer und optischer Speichermedien Datenstrukturen und Datenorganisation Speicherrepräsentation Lineare Felder Bäume Binäre Bäume Die Verwendung von Baumstrukturen zur Modellierung von Datenstrukturen 141 vin

4 4.4 Gestreute Speicherung Dateiorganisation Die Entwicklung einer Problemlösung Vorgangsweise Die Ermittlung des größten gemeinsamen Teilers (ggt) Flußdiagramme Struktogramme Die Korrektheit von imperativen Programmen Der Aufbau von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen Die Struktur einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage Die Teilsysteme eines Computers Speicherwerk Rechenwerk Steuerwerk Die Arbeitsweise eines Computers Speicherreservierungen Maschinennahe und mnemonisch vercodierte Befehle Das Bussystem Der Entwicklungsstand moderner Computer Der Betriebsmittelverbrauch von algorithmischen Problemlösungen Die Zeitkomplexität T(n) eines Algorithmus Die Mikroanalyse von Programmen Uniforme und logarithmische Zeitbedarfsmessung ix

5 9 Systemsoftware: Betriebssystem, Übersetzer und Dienstprogramme Einführung Das Betriebssystem (Operating System) Das Zwiebelmodell eines Betriebssystems Compiler und Interpreter Formale Sprachen und Programmiersprachen Regelgrammatiken Klassen moderner Programmiersprachen: imperative, funktionale, objektorientierte und logische Sprachen Anwendungssoftware: Informationssysteme Die Entwicklung von Methoden und Einsichten bei der Lösung von Problemen mit Computern Nichtsequentielle parallele Verarbeitung Parallele Verarbeitung Kommunizierende Prozesse Parallele Verarbeitung auf Maschinen mit einer beschränkten Anzahl von Prozessoren Kommerzielle Datenmodelle und Datenbanken E-R-Modell oder Entitäten-Beziehungsmodell (Entity- Relationship-Model) Entitäten- und Beziehungsrelationen Datennormalisierung und ihre Vorteile Normalform Normalform Normalform und höhere Normalformen 290

6 13.4 Datenbanksysteme Relationale Datenbanksysteme und relationale Query- Sprachen (SQL) Netzwerk- und hierarchische Datenbanksysteme Datenmodellierung mit dem erweiterten E-R-Modell Einführung Erweitertes E-R-Modell (Phase 1) Die Überführung des E-E-R-Modells in Relationen (Phase 2) Die Normalisierung der Relationen (Phase 3) Eine hypothetische Maschine: Die Turingmaschine Einleitung Die deterministische Turingmaschine Die nichtdeterministische Turingmaschine und ihre Problemlösungskraft Die Grenzen der Lösbarkeit von Problemen mit Computern Einführung Maschinell unlösbare Probleme 352 A Grundbegriffe der Graphentheorie 357 A.0.1 Bäume 366 A.0:2 Digraphen und Matrizen 368 B Lösungen der Beispiele 377 B.l Kapitel 2: Die Codierung und Darstellung von Daten in Speichern 377 B.2 Kapitel 3: Datenspeicher 379 XI

7 B.3 Kapitel 4: Datenstrukturen und Datenorganisation B.4 Kapitel 5: Die Entwicklung einer Problemlösung B.5 Kapitel 6: Die Korrektheit von imperativen Programmen381 B.6 Kapitel 7: Der Aufbau von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen 385 B.7 Kapitel 8: Der Betriebsmittelverbrauch von algorithmischen Problemlösungen 387 B.8 Kapitel 9: Systemsoftware: Betriebssystem, Übersetzer und Dienstprogramme 388 B.9 Kapitel 10: Anwendungssoftwäre: Informationssysteme. 390 B.10 Kapitel 11: Nichtsequentielle Parallele Verarbeitung B.ll Kapitel 12: Kommerzielle Datenmodelle und Datenbanken391 B.12 Kapitel 13: Datennormalisierung und ihre Vorteile B.13 Kapitel 14: Datenmodellierung mit dem erweiterten ER- Modell 393 B.14 Kapitel 15: Die Turingmaschine 394 Literatur- und Quellenverzeichnis 397 Index 400 xn