Einführung in die Informatik für f Schülerinnen SS 2001 Margarita Esponda esponda@inf.fu-berlin.de Organisatorische Aspekte Mittwoch Freitag 16 18 Uhr 16 18 Uhr Klasse 10-11 Klasse 12-13 Übungen in der PC-Rechnerräumen Keller Fragen Willkommen! 1
Inhalt Struktur eines Rechensystems Einführung in unser Rechnernetz Internet und eine eigene Homepage Grundlagen der Programmierung Informationskodierung Konzepte imperativer Programmierung Konzepte objektorientierter Programmierung Fachrichtungen des Informatikstudiums Was ist Informatik? Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen mit Hilfe von Computern 2
Aufbau von Computersystemen Hardware Alle sichtbaren und fassbaren Teile eines Rechners Software Die gesamte Information, die im Rechner gespeichert ist. ( nicht sichtbar! ) Alle Programme und Daten Hardware Eingabe Ausgabe Ein/Ausgabe CD-Laufwerk CD-Brenner CPU Speicher Ausgabe Eingabe Eingabe 3
Hardware CPU Central Processor Unit Pentium IV Der wichtigste Teil des Rechners; hier werden alle arithmetischen und logischen Operationen ausgeführt. Speicher Moderne Rechnersysteme haben eine Speicher- Hierarchie. teurer und kleiner aber schneller min. 128 MB langsamer, billiger aber größer Register Cache Hauptspeicher Festplatte intern CD Minidisks Bänder extern Software Software Anwendungsprogramme Word PowerPoint Wörterbücher Oracle Spiele usw. Betriebssysteme Hardware Windows 95, 98 Windows NT, 2000 Linux oder UNIX Solaris Macintosh OS ständig billiger geworden! Windows 2000 ca. 30 Millionen Programmzeilen ca. 10 000 Bugs Microsoft ca. 63 000 Bugs 4
5 Unser Rechnernetz Fachbereichs-Router Schülerin Schülerin Schülerin Schülerin FU-Berlin Physik Chemie DFN Internet andere Fachbereiche Unser Rechnernetz Mathematik Informatik Math-Forschung Math-Lehre Inf-Forschung Schülerin Inf-Lehre
Internet Interconnected Networks Das Internet ist das größte Computer-Netzwerk der Welt. Es verbindet mehrere Millionen Computer (einschließlich PCs) Intranet IVBB nicht öffentliches firmen-internes Netz Informationsverbund Berlin-Bonn Unser Rechnernetz ca. 500 Rechner 50 Server (Hosts) Hostname 24 Stunden am Internet angeschlossen Information wird gespeichert Internetseiten e-mail Boxen Programme 200 PCs Datenbanken, usw. + andere Rechner Internet März 2001 118 967 000 Hosts-Server angeschlossen 440 823 000 Benutzer angeschlossen 6
Unser Rechnernetz dosis Informatik-Lehre ca. 100 Rechner Unser Rechnernetz dosis Fachbereichsrouter e-mail Webseite Programme 7
Informationen dauerhaft speichern Hier kann man Daten lokal speichern; sie werden aber regelmäßig gelöscht. Hier kann man Daten auf dem Server dosis dauerhaft speichern; sie können vor anderen Benutzern geschützt werden. IP-Adresse IP Internet Protocol Für die Kommunikation im Internet benötigt jeder Rechner eine eindeutige Adresse, die IP-Adresse Adresse. IP-Adressen können Domain-Namen zugeordnet werden. Das erhöht die Benutzerfreundlichkeit. Beispiel: 160.45.110.20 ist die IP-Adresse des Rechners, die dem Hostnamen mzuri.inf..inf.fu fu-berlin berlin.de zugeordnet ist. Eine Domain-Name verweist auf eine IP-Adresse 8
Unser Rechnernetz dosis 160.45.112.11 Fachbereichsrouter 160.45.110.1 160.45.110.127 160.45.110.146 160.45.110.132 160.45.110.145 Wegeverfolgung eines IP-Datenpacket Führt textbasierte (Befehlszeilen-) Zubehör > Funktionen aus. 9
Wegeverfolgung eines IP-Datenpacket tracert www.mit.edu Verfolgung der Route zu DANDELION-PATCH.mit.edu [18.181.0.31] über maximal 30 Abschnitte: 1 <10 ms <10 ms <10 ms router-110.inf.fu-berlin.de [160.45.110.1] 2 <10 ms <10 ms <10 ms 160.45.252.145 3 <10 ms <10 ms <10 ms ice.spine.fu-berlin.de [130.133.98.2] 4 <10 ms <10 ms <10 ms heiss.router.fu-berlin.de [160.45.252.161] 5 <10 ms <10 ms <10 ms fu-berlin1.win-ip.dfn.de [188.1.1.5] 6 <10 ms 10 ms <10 ms zr-berlin1.win-ip.dfn.de [188.1.162.9] 7 <10 ms <10 ms <10 ms cr-berlin1.g-win.dfn.de [188.1.16.5] 8 10 ms 10 ms 10 ms cr-frankfurt1.g-win.dfn.de [188.1.18.21] 9 90 ms 90 ms 100 ms ir-nyc1.g-win.dfn.de [188.1.18.54] 10 91 ms 90 ms 100 ms dfn-ir-nyc1.ny4.ny.dante.net [212.1.200.49] 11 90 ms 90 ms 101 ms abilene-dante-ny.abilene.ucaid.edu [212.1.200.154] 12 90 ms 100 ms 100 ms 192.5.89.101 13 100 ms 100 ms 100 ms 192.5.89.10 14 101 ms 100 ms 100 ms NW12-RTR-FDDI.MIT.EDU [18.168.0.16] 15 * 100 ms 100 ms DANDELION-PATCH.MIT.EDU [18.181.0.31] Route-Verfolgung beendet. Z:\> IP-Adressen ping troll PING wird ausgeführt für troll.inf.fu-berlin.de [160.45.112.102] mit 32 Bytes Daten: Antwort von 160.45.112.102: Bytes=32 Zeit<10ms TTL=254 Antwort von 160.45.112.102: Bytes=32 Zeit<10ms TTL=254 Antwort von 160.45.112.102: Bytes=32 Zeit<10ms TTL=254 Antwort von 160.45.112.102: Bytes=32 Zeit<10ms TTL=254 Z:\> 10
IP-Adressen Z:\>ipconfig Windows NT IP-Konfiguration Ethernet-Adapter El90x1: IP-Adresse......... : 160.45.110.132 Subnet Mask........ : 255.255.255.0 Standard-Gateway...... : 160.45.110.1 Z:\> Die wichtigsten Dienste des Internet WWW World Wide Web Der jüngste Dienst des Internet Einfache Übertragung von Hypertextdokumenten FTP File Transfer Protocol Damit können im Internet beliebige Sorten von Dateien von einem Computer zum anderen übertragen werden. E-Mail Electronic Mail zum Verschicken und Empfangen von Nachrichten über das Internet. Eine e-mail Adresse sieht so aus: user@domainname Beispiel: schuelerin1@inf.fu inf.fu-berlin.de 11
Die wichtigsten Dienste des Internet NEWS Die Moderne Version des schwarzen Brettes im Internet www.news news.fu fu-berlin berlin.de Die Newsgroups basieren auf einem dezentralen System (dem Usenet), das aus tausenden von Newsservern besteht. Es gibt mehr als 80 000 verschiedene Gruppen. Es gibt moderierte und unmoderierte newsgruppen Telnet SSH Telnet ermöglicht den Zugriff auf fremde Systeme. Durch einloggen auf einen remote-server, ist es möglich direkt auf dem angewählten Computer zu arbeiten. Der Prozessor, der Speicher und sonstige Hardware des Computers kann benutzt werden. Sie arbeiten so, als ob sie ihren Monitor direkt an diesem Computer angeschlossen hätten. SSH ist eine sichere Version von Telnet. Wie arbeitet alles? WWW-Server WWW-Server WWW-Server Das World Wide Web ist nur eine Untermenge des Internet. 12
URLs Uniform Resource Locators 1. Wie soll das Dokument übertragen werden? Wie finden wir eine bestimmte Datei oder ein bestimmtes Dokument im Internet? Protocol? 2. Wo ist das Dokument gespeichert? Hostname? 3. Was ist der Name des Dokuments? Dateiname? URL http://www.inf.fu-berlin.de/index.html HyperText Transfer Protocol Hostname Dateiname WWW Das WWW arbeitet nach dem Server-Client Prinzip. WWW-Dienstanbieter WWW-Server 24 Stunden on-line Browser mosaic explorer netscape opera Die Texte werden in einer speziellen Textauszeichnungssprache verfasst. HTML HyperText Markup Language Darauf werden wir in der nächsten Vorlesung eingehen. 13
Bookmarks in Netscape WWW Nach verschiedenen Quellen gab es Ende 2000 mehr als 2 Milliarden Seiten im Internet. Täglich kommen 7,3 Millionen neue Seiten hinzu. Kein einzelner Suchdienst schafft es, mehr als 16 Prozent des indexierbaren Teils des Webs zu erfassen. Neue oder veränderte Seiten können erst nach Monaten in einer der großen Suchmaschinen landen. 14
Suchmaschinen Nov. 2000 www.google.de www.metager.de www.altavista.de Keine Werbung auf den Seiten der Suchmaschine Einfach zu bedienen Sehr schnell! Sehr warscheinlich die momentan größte Suchmaschine der Welt 1,247,340,000 Webseiten Deutsche Metasuchmaschine. Sucht gleichzeitig innerhalb mehrerer Suchmaschinen Eine der ersten Suchmaschinen, die erschienen sind. 250 000 000 Webseiten www.infoseek.de www.excite.de www.lycos.de Eine sehr genaue Suchmaschine www.fireball.de www.web.de 75 000 000 Webseiten www.yahoo.de usw. Arbeitsatmosphäre Teamarbeit ist sehr wichtig. Zu zweit an jeder Maschine arbeiten - es soll aber nicht immer die gleiche Person an der Tastatur sitzen. Die Mailing-Liste soll reichlich verwendet werden. Ab nächste Woche fangen wir an, eine Web-Seite zu basteln; später werden wir diese Seite verwenden, um unsere java- Programme zu veröffentlichen. 15