Informatik der digitalen Medien Ergänzungs-Studienangebot der Mediendidaktik für Lehramtstudenten Dr. rer. nat. Harald Sack Institut für Informatik FSU Jena Sommersemester 2004 Administratives Termin: Ort: Sprechstunde: E-Mail: Mittwoch, 8.00-9.30 Uhr MMZ, HS028 Mittwoch 10 11.30 Uhr, Ernst-Abbe-Platz 2, Zi. 3330 sack@minet.uni-jena.de 1. Der Computer als universales Kommunikationsmedium 1. Der Computer als universales Kommunikationsmedium Kommunikationsmedien von der Höhlenmalerei zum ubiquitären Netz Computer vom Rechenbrett zum Quantenrechner Internet vom ARPAnet zum WWW 1
Warum Kodierung? Multimediale Daten im Computer Zeichen, Text, Bild, Audio und Video Zahlen Binärkodierung von Dezimalzahlen Negative Zahlen im 2er-Komplement Binärkodierung von Gleitkommazahlen Zeichencodes Samuel Morse s Telegrafiecode Fernschreiber und der Baudot-Code ASCII-Code und nationale Erweiterungen Unicode ein Code für alle Sprachen und Schriften Komprimierung und Redundanz Redundanz Mehrwert oder Verschwendung? Redundanzfreie Codes Verlustfreie Komprimierung Lauflängenkodierung Huffmann-Kodierung Wörterbuchbasierte Kodierung Geht es noch besser? Verlustbehaftete Komprimierung Grafikkodierung und -komprimierung Raster- und Vektorgrafik GIF und PNG Visuelle Wahrnehmung des Menschen Verlustbehaftete JPEG-Komprimierung Audiokodierung und -komprimierung Sampling und Quantisierung Pulse Code Modulation Psychoakustik und menschliche Wahrnehmung Verlustbehaftete MP3-Audiokodierung 2
Videokodierung und -komprimierung Videoformate Differentielle Kodierung und Subsampling Prediktive Kodierung Verlustbehaftete Videokodierung MPEG 1 MPEG 2 MPEG 4 Grundlagen der Rechnervernetzung Grundbegriffe Paketvermittlung Unicast / Multicast / Broadcast Kommunikationsprotokolle und Referenzmodell LAN-Technologien WAN-Technologien WLAN Internetworking Internet das Netz der Netze Aufgaben der Internet-Protokolle Zwischen- und Vermittlungssysteme im Internet IP-Protokoll Routing-Protokolle TCP-Protokoll Internetanwendungen Client-/Server Modell Domain Name Service E-Mail IRC FTP Echtzeitkommunikation Audio-/Videostreaming Internet-Telefonie Mobiles Internet Funknetzwerke und Mobilfunk Grundlagen GSM / UMTS Wireless LAN PANs Personal Area Networks 3
World Wide Web Browser und WWW-Server eindeutige Identifikation durch URL Kommunikation über HTTP Kodierung mit HTML / CSS Interaktivität via Dynamisches HTML cgi-programme Cookies die Zukunft gehört XML Zugang zum Internet Modem ISDN und xdsl Dialer Problematik Suchmaschinen im WWW Indexbasiert vs. Katalogbasiert Meta-Suchmaschinen Wie funktioniert eigentlich Google? Qualität und Darstellung der Suchergebnisse P2P-Netzwerke P2P vs. Client-/Server Paradigma Filesharing und Tauschbörsen Sinvolle (legale) Anwendungen Rechtliche Aspekte Gridcomputing die Vision vom globalen Superrechner 4
Grundlagen der Kryptografie Geschichtlicher Abriss Sicherheitsziele Symmetrische Verfahren Verfahren mit öffentlichem Schlüssel Quantenkryptografie Anwendungen Digitale Signaturen und Zertifikate Sichere E-Mail mit PGP Sicheres Browsen mit SSL/TLS ECommerce-Anwendungen Bezahlen im WWW Sicherheit mit Biometrie Micropayment-Systeme Sicherheitsrisiken Angriffspunkte und Techniken Passwortwahl Kryptoanalyse und Social Hacking Privatsphäre im WWW?? Literatur Ch. Meinel, H. Sack: WWW Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien, Springer, 2004. P.A. Henning: Taschenbuch Multimedia, 3. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig, 2003. F. Bergmann, H.J. Gerhardt: Taschenbuch der Kommunikation, Fachbuchverlag Leipzig, 1999. 5