Informatik der digitalen Medien Ergänzungs-Studienangebot der Mediendidaktik für Lehramtstudenten Dr. Harald Sack Institut für Informatik FSU Jena Sommersemester 2007 http://www.informatik.uni-jena.de/~sack/ss07/infod.htm 16. 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 2 1
Administratives Termin: Ort: Montag, 12.30 14.00 Uhr MMZ, E028 Sprechstunde: Mittwoch 12 13.30 Uhr, Ernst-Abbe-Platz 2, Zi. 3330 E-Mail: sack@minet.uni-jena.de Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 3 Administratives Homepage http://www.informatik.uni-jena.de/~sack/ws0506/infod.htm Aufzeichnung Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 4 2
Administratives Übung: Termin: Freitags, 8-10 Uhr c.t. ab 26.04.2005, 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 6 3
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 7 2. 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 8 4
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 10 5
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 11 2. 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 12 6
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 13 3. 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 14 7
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 15 3. Internet und WWW Internetanwendungen Client-/Server Modell Domain Name Service E-Mail 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 16 8
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 17 4. Sicherheit im WWW Kryptografische Grundlagen Historisches Symmetrische Verschlüsselung Public Key Verschlüsselung Quantenkryptografie Angewandte Kryptografie Digitale Signaturen und Zertifikate Sichere E-Mail 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 18 9
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 19 5. 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 20 10
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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 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, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 22 11
Literatur Ch. Meinel, H. Sack: WWW Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien, Springer, 2004. P.A. Henning: Taschenbuch Multimedia, 3. Aufl., Fachbuchverlag Leipzig, 2003. Dr.rer.nat. Harald Sack, Institut für Informatik, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Ernst-Abbe-Platz 2-4, D-0744 Jena, E-Mail: sack@minet.uni-jena.de 23 12