Informatik der digitalen Medien

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1 Informatik der digitalen Medien Ergänzungs-Studienangebot der Mediendidaktik für Lehramtstudenten Dr. Harald Sack Institut für Informatik FSU Jena Sommersemester April 2007 Vorlesung Nr. 1 Inhalte: Administratives Themenübersicht und Lerninhalte Literatur Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] 2 1

2 Administratives Termin: Ort: Montag, Uhr MMZ, E028 Sprechstunde: Mittwoch Uhr, Ernst-Abbe-Platz 2, Zi Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, 3 Administratives Homepage Aufzeichnung Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, 4 2

3 Administratives Übung: Termin: Freitags, 8-10 Uhr c.t. ab , 14-tägig Ort: EAP2 Raum 3517 Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, 5 Inhalte: Administratives Themenübersicht und Lerninhalte Literatur Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, 6 3

4 1. Der Computer als universales Infomationsmedium Kommunikationsmedien von der Höhlenmalerei zum ubiquitären Netz Computer vom Rechenbrett zum Quantenrechner Internet vom ARPANET zum WWW Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, Grundlagen der Digitalisierung Datenrepräsentation im Computer Warum Kodierung? Multimediale Daten im Computer Zeichen, Text, Bild, Audio und Video Zahlen Binärkodierung von Dezimalzahlen Negative Zahlen im 2er-Komplement Binärkodierung von Gleitkommazahlen Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, 8 4

5 2. Grundlagen der Digitalisierung Datenrepräsentation im Computer Zeichencodes Samuel Morse s Telegrafiecode Fernschreiber und Baudot-Code ASCII-Code und nationale Erweiterungen Unicode ein Code für alle Sprachen und Schriften Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] 9 2. Grundlagen der Digitalisierung Datenrepräsentation im Computer Komprimierung und Redundanz Redundanz Mehrwert oder Verschwendung? Redundanzfreie Codes Verlustfreie Komprimierung Lauflängenkodierung Huffman-Kodierung Wörterbuchbasierte Kodierung Geht es noch besser? Verlustbehaftete Komprimierung Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] 10 5

6 2. Grundlagen der Digitalisierung Datenrepräsentation im Computer Grafikkodierung und -komprimierung Raster- und Vektorgrafik Farbe und Farbmodelle GIF und PNG Visuelle Wahrnehmung des Menschen Verlustbehaftete JPEG-Komprimierung Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, Grundlagen der Digitalisierung Datenrepräsentation im Computer Audiokodierung und -komprimierung Sampling und Quantisierung Pulse Code Modulation Psychoakustik und menschliche Wahrnehmung Verlustbehaftete MP3-Audiokodierung Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena,

7 2. Grundlagen der Digitalisierung Datenrepräsentation im Computer Videokodierung und -komprimierung Videoformate Differentielle Kodierung und Subsampling Prediktive Kodierung Verlustbehaftete Videokodierung MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] Internet und WWW Grundlagen der Rechnervernetzung Grundbegriffe Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell LAN-Technologien WAN-Technologien WLAN Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] 14 7

8 3. Internet und WWW Internetworking Internet das Netz der Netze Internet-Protokolle IP-Protokoll Routing Protokolle TCP-Protokoll Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, Internet und WWW Internetanwendungen Client-/Server Modell Domain Name Service Echtzeitkommunikation Audio-/Videostreaming Voice-over-IP Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena,

9 3. Internet und WWW World Wide Web Browser und WWW-Server Uniform Resource Identifier (URI) Kommunikation über HTTP Kodierung mit HTML / CSS Interaktivität via dynamisches HTML Webprogrammierung Cookies XML und XML-Derivate Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] Sicherheit im WWW Kryptografische Grundlagen Historisches Symmetrische Verschlüsselung Public Key Verschlüsselung Quantenkryptografie Angewandte Kryptografie Digitale Signaturen und Zertifikate Sichere mit PGP Sicheres Browsen mit SSL/TLS Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, [email protected] 18 9

10 5. Angebote und Dienste im WWW Suchmaschinen im WWW Indexbasiert vs. Katalogbasiert Meta-Suchmaschinen und Spezialsuchmaschinen Wie funktioniert eigentlich Google? WebCrawler Suchindex PageRank Qualität und Darstellung der Suchergebnisse Qualitätskriterien besser suchen. besser finden. Suchnavigation Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, Angebote und Dienste im WWW Web 2.0 Web 1.0 vs. Web 2.0 Web 2.0 Infrastruktur Rich Internet Applications AJAX Web 2.0 Anwendungen Blogs und Wikis Mashups Collaborative Tagging P2P-Systeme Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena,

11 5. Angebote und Dienste im WWW Die Zukunft des WWW Das Ende des WWW? Die Vision des Semantic Web XML, XML-Schema und RDF Ontologien Semantic Web Anwendungen Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, 21 Inhalte: Administratives Themenübersicht und Lerninhalte Literatur Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena,

12 Literatur Ch. Meinel, H. Sack: WWW Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien, Springer, P.A. Henning: Taschenbuch Multimedia, 3. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig, Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena,