Modul 1.1: Einführung und Überblick michael.seyfried@fh-vorarlberg.ac.at 10-eb-03 1
Einführung und Überblick 1.1 Begriff und Wesen der Informationsverarbeitung 2
Überblick Information und Daten Rechnergestützte Verarbeitung von Information Vergleich manuelle - rechnergestützte Informationsverarbeitung Ziele der Informationsverarbeitung Grundfragen der Wirtschaftsinformatik 3
Was ist ein Computer? Rechner (Computer, engl: computer) DIN-Definition: unktionseinheit zur Verarbeitung von Daten zur Durchführung mathematischer, umformender, übertragender und speichernder Operationen 4
Information und Daten Information Angaben über Sachverhalte und Vorgänge ( information ) beinhaltet Syntax (orm) und Semantik (Inhalt) Daten Information in maschinell be- und verarbeitbarer orm Schwerpunkt liegt auf Spezifikation der Syntax Wissen beinhaltet pragmatische Dimension, ist mit Ziel und Zweck verbunden 5
Rechnerinterne Datendarstellung Binärzeichen oder Bit ( binary digit, bit ) jedes der Zeichen aus einem Zeichenvorrat von zwei Zeichen Zur Darstellung von Bits können beliebige Zeichen benutzt werden, häufig werden die Zeichen 0 (binäre Null) und 1 (binäre Eins) verwendet rechnerintern werden die zwei verschiedenen Zeichen durch mit unterschiedliche Spannungsniveaus (z.b. 0V, 5V) realisiert 6
Rechnerinterne Datendarstellung Verwendung des Binäralphabets Anzahl Bits Bitkombinationen 1 0, 1 2 00, 01, 10, 11 3 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111 n 2 n Kombinationen 7
Maßgrößen für Kapazitätswerte 1 Kilobit 1 Kbit = 2 10 = 1.024 Bits 1 Megabit 1 Mbit = 2 20 = 1.048.576 Bits ( mitunter ungenau: 1 kbit 10 3 1000 Bits, 1 Mbit 10 6 1000000 Bits) 1 Byte = 8 Bit 1 Kilobyte 1 KB = 2 10 = 1.024 Bytes 1 Megabyte 1 MB = 2 20 = 1.024 KB = 1.048.576 Bytes 1 Gigabyte 1 GB = 2 30 = 1.024 MB = 1.073.741.824 Bytes 1 Terabyte 1 TB = 2 40 = 1.024 GB = 1.099.511.627.776 Bytes ( synonym wird auch das Wort Oktet (lat. bzw. griech.) verwendet) 8
Rechnerinterne Datendarstellung Code Vorschrift für die eindeutige Zuordnung eines Zeichenvorrats zu denjenigen eines anderen Zeichenvorrats Codierung / Decodierung Umwandlung von Nachrichten in / von einem Code 9
Beispiel: ASCII-Code Abbildung von Zeichen (Buchstaben, Ziffern, Satz- und Steuerzeichen) auf Zahlen rechnerintern werden die Zahlen binär gespeichert, in vielen Tabellen der besseren Lesbarkeit aber Dezimal angegeben üblich ist auch die Angabe des Zahlenwertes im Hexadezimalsystem (16-er System, das die Ziffern 0,1,2,...,9,A,B,C,D,E, besitzt), so hat z.b. das Leerzeichen (SPace) im ASCII-Code den Dezimalwert 32 das entspricht der Zahl 20 im Hexadezimalsystem 10
ASCII-Codetabelle 0 NUL 1 SOH 2 STX 3 ETX 4 EOT 5 ENQ 6 ACK 8 BS 9 HT 10 NL 11 VT 12 NP 13 CR 14 SO 16 DLE 17 DC1 18 DC2 19 DC3 20 DC4 21 NAK 22 SYN 24 CAN 25 EM 26 SUB 27 ESC 28 S 29 GS 30 RS 32 SP 33! 34 " 35 # 36 $ 37 % 38 & 40 ( 41 ) 42 * 43 + 44, 45-46. 48 0 49 1 50 2 51 3 52 4 53 5 54 6 56 8 57 9 58 : 59 ; 60 < 61 = 62 > 64 @ 65 A 66 B 67 C 68 D 69 E 70 72 H 73 I 74 J 75 K 76 L 77 M 78 N 80 P 81 Q 82 R 83 S 84 T 85 U 86 V 88 X 89 Y 90 Z 91 [ 92 \ 93 ] 94 ^ 96 ` 97 a 98 b 99 c 100 d 101 e 102 f 104 h 105 i 106 j 107 k 108 l 109 m 110 n 112 p 113 q 114 r 115 s 116 t 117 u 118 v 120 x 121 y 122 z 123 { 124 125 } 126 ~ 11
Anwendung des ASCII-Code kann z.b. in URLs (Unified Resource Locators) erscheinen: %2B ist hexadezimal für + 12
iso-8859-zeichensätze amilie von Zeichensätzen verwenden 1 Byte (8 bit) zur Darstellung eines Zeichens 2 8 = 256 mögliche Zeichen pro Zeichensatz ersten 128 Zeichen identisch mit dem ASCII-Zeichensatz, Zeichensätze mit 256 Zeichen werden auch als extended ASCII- Zeichensätze bezeichnet Beispiele: iso-8859 Latin 1 enthält schriftspezifische Zeichen für westeuropäische und amerikanische Sprachen iso-8859-5 enthält kyrillische Zeichen 13
Unicode System in dem Zeichen oder Elemente aller bekannten Schriftkulturen und Zeichensysteme codiert werden können verwendet 2 Byte -> 2 16 = 65536 verschiedene Zeichen zur Zeit 38885 spezifiziert, mit Erweiterungssystematik können aber mehr als 1 Mio Zeichen dargestellt werden Universal Character Set (UCS, ISO 10646 ) beruht auf Zeichenwerten des Unicode Verwendung z.b. in HTML-Seiten zur Darstellung von Sonderzeichen: 14
Gliederung von Daten Daten 15
Analoge und Digitale Daten Analoge Daten ( analog data ) Repräsentation durch kontinuierliche unktionen Darstellung erfolgt durch physikalische Größe, die sich entsprechend den abzubildenden Sachverhalten oder Vorgängen stufenlos ändert Beispiele Zeitanzeige mit Ziffernblatt und Zeiger Temperaturanzeige durch Quecksilbersäule in Thermometer Speicherung von Musik auf einer LP analoge Telefonie, analoges ernsehen 16
Analoge und Digitale Daten Digitale Daten (engl.: digital data) Repräsentation durch Zeichen(folgen) Zeichen ist Element aus einer zur Darstellung von Information vereinbarten endlichen Menge von verschiedenen Elementen, dem so genannten Zeichenvorrat Beispiele digitale Anzeige von Zeit, Temperatur, Gewicht Speicherung von Musik auf einer CD Digitaltelefonie, digitales ernsehen 17
Analog-Digital Umwandlung (AD-Wandlung) analog digital wertkontinuierlich wertdiskret = Quantisierung zeitkontinuierlich zeitdiskret = Abtastung 18
Analog-Digital Umwandlung Abtastung analoges Signal wird mit einer requenz abgetastet, die mindestens doppelt so hoch ist wie die requenz der Bandbreite des analogen Signals (Abtasttheorem v. Whittaker/Borel) Dieser Vorgang wird auch Sampling genannt Beispiel: Sprache im Spektrum von 300-3400 Hz -> Abtastrate mindestens 6800 Hz, in Praxis 8 khz CD-Qualität: 44,1 khz Video: 10.3 MHz (25 Bilder 720 Linien 576 Zeilen) 19
Analog-Digital Umwandlung Quantisierung und Codierung Bei jeder Abtastung wird die Signalgröße - der Pegelwert - gemessen und einer Pegelstufe zugeordnet, Wert der Pegelstufe wird codiert Anzahl der digitalen Pegelstufen, die bei der Analog/Digital-Wandlung verwendet werden, bestimmt Qualität der Umwandlung Beispiele: Sprache: 8 Bit -> 256 Stufen Audio: 16 Bit -> 65.536 Stufen Videosignale: 8 Bit -> 256 Stufen, 10 Bit -> 1.024 Stufen 20
Analoge und Digitale Daten digitale Daten können komprimiert werden benötigen weniger Speicherplatz auf den Datenträgern Kapazität der Übertragungswege steigt Exkurs: Berechnung der erforderlichen Übertragungsrate: Abtastfrequenz x Anzahl der Codierungsbits z.b. Sprachübertragung: 8000 Hz x 8 Bit = 64 kbit digitale Daten können bei Übertragung von Störungen gesäubert werden Qualität der übertragenen Daten steigt beträchtlich aber: bei grober Digitalisierung geringere Genauigkeit / schlechtere Qualität als analoge Daten 21
Multimedia integrierte Verarbeitung mehrerer Informationstypen: formatierte Daten freie Texte Ton Bilder (Grafiken, otos) Animationen (Video-Clips) 22
Datenverarbeitung versus Informationsverarbeitung Zur Erinnerung: Daten stellen Information dar in den Anfängen der Informatik ausschließlich Verarbeitung von Daten in formatierter orm Datenerfassung damals sehr aufwendig (Transformation von Information in formatierte, verarbeitbare Daten) Betonung der (elektronischen) Datenverarbeitung (EDV) 23
Datenverarbeitung vs. seit circa 15 Jahren: Informationssysteme als Abbild von Geschäftsprozessem Information direkt verarbeitbar Rechnereinsatz in (Geschäfts)prozesse integriert Betonung der Informationsverarbeitung (IV) bzw. der Informationstechnik (IT) oft auch Betonung des Aspektes der Weiterleitung von Information -> Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) 24
Wesen der Informationsverarbeitung Ziel durch Beschreibung und Analyse betrieblicher Gegebenheiten und Abläufe soll Wissen erarbeitet werden, ob Sachlage den Vorstellungen entspricht und inwieweit Eingriffe nötig sind benötigt Nutzinformation beziehungsweise Nutzdaten ( utility data ) repräsentieren Angaben über die reale Welt Steuerinformation beziehungsweise Steuerdaten ( control data ) Angaben, die den Informationsverarbeitungsprozess steuern 25
Aufgaben der Informationsverarbeitung Verwaltung von Stammdaten zustandsorientierte Daten, zur Identifizierung, Klassifizierung und Charakterisierung von Sachverhalten stehen unverändert über einen längeren Zeitraum hinweg zur Verfügung Verarbeitung von Änderungsdaten ( change data ) Zur Änderung ( updating ) von Stammdaten abwicklungsorientierte Daten bewirken fallweise Änderung (Berichtigung, Ergänzung, Löschung) von Stammdaten 26
Aufgaben der Informationsverarbeitung Verwaltung von Bestandsdaten ( inventory data ) zustandsorientierte Daten, kennzeichnen betriebliche Mengenund Wertestruktur unterliegen durch das Betriebsgeschehen einer systematischen Änderung Verarbeitung von Bewegungsdaten ( transaction data ) abwicklungsorientiert entstehen immer wieder neu durch die betrieblichen Leistungsprozesse bewirken Veränderung von Bestandsdaten Bewegungsvorgänge werden als Transaktionen ( transaction ) bezeichnet. 27
Aufgaben der Informationsverarbeitung Zusammenfassung alle Vorgänge, die sich auf die Erfassung Speicherung Übertragung Transformation von Daten beziehen 28
Hilfsmittel zur Informationsverarbeitung manuelle Informationsverarbeitung Durchführung und Steuerung erfolgt primär durch Menschen Eingabe Verarbeitung Ausgabe Sinne Gehirn Sprache, Schrift rechnergestützte Informationsverarbeitung Rechner führt entsprechend vorgegebenen Anweisungen Informationsverarbeitungsaufgaben weitgehend selbsttätig und ohne weitere Eingriffe von außen durch 29
Vorgabe der Anweisungen Algorithmus ( algorithm ) Algorithmenentwurf Vorgang der Erstellung eines Lösungsansatzes Algorithmenbeschreibungssprache Programm ( program ) Eine zur Lösung einer Aufgabe vollständige Anweisung an einen Rechner Programmieren ( programming ) der Vorgang der Erstellung einer derartigen Anweisung Programmiersprache ( programming language ) einer der Maschine verständlichen Sprache zur Programmierung (vum Verfassen der Arbeitsanweisungen) 30
Vergleich manuelle/rechnergestützte Informationsverarbeitung Beispiel: Verkaufsabrechnung und Warendisposition im Lebensmittelhandel (siehe Buch) Der Greißler ( Tante Emma ) Der moderne Lebensmittelfilialbetrieb ( Billa, Spar, Merkur,...) 31
Ziele der rechnergestützten Informationsverarbeitung Rationalisierung = Kosteneinsparungen Bewältigung großer Datenmengen Beschleunigung von Geschäftsprozessen Verbesserung von Qualität und Service Unterstützung der Planung, Steuerung und Kontrolle Umfangreiche, komplizierte Berechnungen (z.b. Operations Research) Ermöglichung neuer Organisationsformen (Work low Management, Groupware, Elektronischer Datenaustausch (EDI), virtuelle Unternehmen) Strategische Wettbewerbsvorteile 32