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WS 2018/19...

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Einführung in betriebliche Informationssysteme Begriff und Wesen der Informationsverarbeitung 

Rechner: Funktionseinheit zur Verarbeitung von Daten

1.1. Informationen und Daten      

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Daten stellen Information auf Grund bekannter oder unterstellter Abmachungen in verarbeitbarer Form bar  Daten können auf Datenträger aufbewahrt werden Formatierte Daten: Daten, die in geeigneten, fest vereinbarten Aufbau aufgezeichnet sind Mulimedia: integrierte Verarbeitung mehrerer Informationstypen (formatierte Daten, Texte, Ton und Bilder) Digitale Daten: durch Zeichen aus Zeichenvorrat repräsentiert Analoge Daten: durch kontinuierliche Funktion repräsentiert, Darstellung erfolgt durch physikalische Größe, die sich stufenlos ändert Digitale Daten können komprimiert übertragen und dabei von Störungen gesäubert werden  Kapazität der ÜT-Wege steigt, Qualität wird beträchtlich  weniger Speicherplatz notwendig Nutzinformation: Inhalt der Informationsverarbeitung Steuerinformation: Angaben, die den Informationsverarbeitungsprozess steuern Stammdaten: zustandsorientierte Daten, die der Identifizierung, Klassifizierung und Charakterisierung von Sachverhalten dienen und unverändert zur Verfügung stehen Änderungsdaten: abwicklungsorientierte Daten, die Änderung von Stammdaten auslösen Änderungsdienst: Berichtigen, Ergänzen und Löschen von Stammdaten Bestandsdaten: zustandsorientierte Daten, die betriebliche Mengen- und Wertestruktur kennzeichnen  systematischer Änderung wird durch Verarbeitung von Bewegungsdaten bewirkt Bewegungsdaten: abwicklungsorientierte Daten, die laufend in Datenverarbeitung einfließen und Veränderungen von Bestandsdaten bewirken  Bewegungsvorgänge: Transaktionen

1.1.2 Rechnergestützte Verarbeitung von Information        

Informationsverarbeitung: Vorgang, der sich auf Erfassung, Speicherung, Übertragung oder Transformation von Daten bezieht Programm: Lösung einer Aufgabe durch vollständige Anweisung Programmieren: Vorgang zur Erstellung einer Anweisung Programmsprache: Arbeitsanweisung muß in einer der Maschine verständlichen Sprache formuliert werden Code: eindeutige Regeln für die Informationsdarstellung Code: Programmiersprache und das damit erstellte Programm Datei: Sammlung von Daten Datenbank: große Menge von Daten, die in gemeinsam verwalteten Dateien aufbewahrt werden

1.1.3 Vergleich manuelle –rechnergestützte Infoverarbeitung 

Rechner wird dann eingesetzt, wenn große Datenmengen in kürzester Zeit verarbeitet werden müssen

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Einführung in betriebliche Informationssysteme

1.1.4 Ziele der Informationsverarbeitung   

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1.2

Gründe: Rationalisierungsstreben, Kostenvorteile Enorme Arbeitsgeschwindigkeit und Speicherkapazität ermöglichen Bearbeitung großer Datenmengen Mit Automatisierung sind o Beseitigung monotoner Routinetätigkeiten, o Ausschaltung zahlreicher Fehlerquellen o und straffere Abwicklung der Arbeitsvorgänge verbunden für umfangreiche und komplizierte Berechnungen in einem möglichst kurzen Zeitraum sind Rechner ein sehr hilfreiches Werkzeug außenwirksame Informationssysteme (IS) versprechen strategische Wettbewerbsvorteile durch zwischenbetrieblichen Austausch werden nicht nur Kosten und Zeit gespart, sondern Marktpartner auch enger an das Unternehmen gebunden durch unmittelbare Rückkopplung lassen sich Produkte rasch und flexibel an individuelle Kundenwünsche anpassen IT ermöglicht besehende Abläufe schneller, besser und kostengünstiger zu gestalten

Aufbau und Arbeitsweisen von Rechnern

1.2.1 

Hauptfunktionseinheiten Rechner besteht aus Funktionseinheiten o durch die Info von außen aufgenommen werden kann (Eingabeeinheit) o durch die diese Info interpretiert, umgesetzt und aufbewahrt werden kann (Zentraleinheit und externe Speicher) o durch die die verarbeitete Info wieder nach außen abgegeben werden kann (Ausgabeeinheit)

1.2.1.1    

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Zentraleinheit

Funktionseinheit, die einen oder mehrere Prozessoren und Zentralspeicher umfasst Zentralprozessor (CPU) steuert Gesamtablauf der Infoverarbeitung, koordiniert Funktionseinheiten und führt Rechenoperationen aus Zentralspeicher enthält auszuführende Programme und die damit zu verarbeitenden Daten Komponenten sind durch Leitungen miteinander verbunden  Info wird mittels elektrischer oder optischer Signale übertragen  spezielle Leitungen oder Verbindungssysteme (die von vielen Einheiten gemeinsam genutzt werden) Bus: Verbindungssystem, das von allen Einheiten gemeinsam genutzt wird Prozessor: besteht aus Leit- und Rechenwerk Leitwerk: sorgt für die Durchführung der einzelnen Befehle  holt Befehle und Daten und entschlüsselt die Befehle die vom Leitwerk abgegebenen Signale lösen Maschinenoperationen aus je nach Bauart. 50 bis ca. 750 verschiedene Maschinenbefehle  Einteilung in o arithmetische Befehle o logische Befehle o Transportbefehle o Ein- und Ausgabebefehle Taktgeber: steuert zeitlichen Ablauf Rechenwerk: führt Rechenoperationen (Boole’sche Algebra, Vergleiche, Umformungsoperationen, …) aus Prozessor: Leit-, Rechenwerk und Verbindungskomponenten -2-

Einführung in betriebliche Informationssysteme

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Speicher: Funktionseinheit, die Info aufnimmt, aufbewahrt und abgibt Arbeitsspeicher: wichtigster interner Speicher, Zentralspeicher der aus Speicherzellen besteht, deren Inhalt entnommen und verarbeitet werden kann Zentralspeicher: innerhalb der Zentraleinheit

1.2.1.2   

Externe Speicher: langsamer als Zentralspeicher, verfügen aber über sehr große Speicherkapazität  Magnetplatten, Disketten, optische Speicherplatten Periphere Einheit: Funktionseinheit innerhalb eines Rechner, die nicht zur Zentraleinheit gehört Ein-Ausgabe-Prozessor: Funktionseinheit innerhalb der Zentraleinheit, steuert Übertragen von Info selbstständig

1.2.1.3  



Bauelemente (Chips) auf Hauptplatine enthalten, durch hauchdünne Golddrähte angeschlossen durch Rückverdrahtung miteinander verbunden Chip: Halbleiterplättchen, dass Logik- und Speicherfunktionen enthält

1.2.2.1       

Software

unterscheidet o Systemsoftware: enthält grundlegende Dienste für andere Programme (zB Betriebssystem), o Entwicklungssoftware: setzt auf Betriebssystem auf und ermöglicht Erstellung und Modifikation von Programmen o Anwendungssoftware: bietet Lösungen für fachliche Probleme

1.2.2   

Mehrprozessorsysteme und Rechnernetze

Mehrprozessorsystem: mehrere Zentralprozessoren zusammen Rechnernetz: o räumlich verteiltes System von Rechner, die durch Datenübertragungswege miteinander verbunden sind (zB lokales Netz, LAN) o Benutzer können Mitteilungen austauschen (Emails) o Programme, Datenbestände und Gerätefunktionen entfernter Rechner verwenden Konfiguration: Zusammenschaltung einer Zentraleinheit mit peripheren Geräten

1.2.1.4 

Ein-/Ausgabesystem und Peripherie

Chipherstellung

gereinigtes Silizium wird auf 1400°C erhitzt, um es zu verflüssigen in geschmolzenes Silizium wird bleistiftgroßer Kristallisationskern aus Silizium eingetaucht beim Herausziehen bildet sich Kristallstab nach dem Abkühlen wird es in dünne Scheiben (Wafer) zersägt Aufbringung der Chips durch gezielte Oxidations-, Diffusionsund Implantationsschritte durch Aufdampfen metallsicher Verbindungen Binärzeichen (oder Bit): Zeichen aus Zeichenvorrat von zwei Zeichen  zur Darstellung können beliebige Zeichen benutzt werden, meist 0 und 1 Arten von Halbleiterbausteinen o Standard- und kundenspezifische Chips o Speicher- und Prozessorchips

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Einführung in betriebliche Informationssysteme

1.2.2.2       

Standardchips: beinhalten integrierte Schaltungen Kundenspezifische Chips: auf spezielle Bedürfnisse ausgelegt Hälfte der Chipproduktion wird für Datenverarbeitungsgeräte verwendet Bekanntestes Verfahren für Entwurf von teilkundenspezifischen Schaltungen die Gate-Array-Technik Verwendung von Wafer, auf denen in regelmäßiger fester Anordnung in Form einer Matrix und eine feste Anzahl von Anschlüssen aufgebracht worden Verdrahtung mittels CAD-System Gatter: nicht weiter teilbare Funktionseinheit zur Verarbeitung von Bits

1.2.2.3 

               



Speicherchips

kann man grob einteilen in Bausteine für o Schreib-/Lesespeicher (RAM): kann beliebig oft gelesen oder beschrieben werden, wenn sie aus Chips aufgebaut sind, verlieren sie bei Ausfall der Betriebsspannung die gespeicherte Information, die aber nach dem Einschalten wieder neu geladen wird o Nur-Lesespeicher (ROM) bei Speicherchips spricht man von Bit, bei Speichermodulen von Byte irreversible Festwertspeicher: Inhalt wird einmalig fixiert und kann dann nur noch gelesen werden reversible Festwertspeicher: Inhalt kann gelöscht werden und einige Male neu programmiert werden Löschvorgang: durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht Flash-Speicher: Inhalt durch Anlegen eines elektrischen Feldes auf einmal beschrieben/gelöscht Festwertspeicher: Speicherung der Steuerinformation für elementare Maschinenoperation Magnetteuerplattensteuereinheiten übernehmen Ablaufsteuerung bei Plattenzugriffen, Tintenstrahldrucker Mikroprozessoren werden in 8-, 24-, 32-, 64- und 128-Bit-Prozessoren eingeteilt 8-Bit-Prozessor: acht Bit breiter Datenbus, das heißt auf acht parallelen Datenleitungen können während einer Takteinheit acht Bits übertragen werden 128-Bit-Prozessor: vierfache Informationsmenge Verarbeitungsbreite ist ein wesentliches Kriterium für das Leistungsvermögen eines Mikroprozessors Taktrate: immer gleich lange, zyklisch aufeinander folgende Zeitspanne, die für Abarbeitung der Befehle zur Verfügung steht 32-Bit-Mikroprozessoren führen drei bis vier Primitivbefehle aus Prozessorarchitektur und Befehlsvorrat sind leistungsbestimmend CISC: Sammelbezeichnung für konventionelle Prozessorarchitekturen mit großen Vorrat an Maschinenbefehlen RISC: Prozessorarchitektur mit einem kleinen Vorrat von sehr einfachen Maschinenbefehlen

1.2.2.4  

Standard- und kundenspezifische Chips

Ein-Chip-Computer

vollständige Zentraleinheit auf einem einzigen Chip integriert dienen µC zur Überwachung und Steuerung von Prozessen und Umweltbedingungen, werden auch in Chipkarten integriert (Ausweise, Kreditkarten,...) µC basieren auf CISC-Architektur

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Einführung in betriebliche Informationssysteme

1.2.3

Leistungsvermögen

1.2.3.1 Rechnerleistung im engeren Sinn (CPU-Leistung)  

 

Verarbeitungsleistung wird in Mips (Millionen Instruktionen pro Sekunde) gemessen Flops (floating point operations per second): Kennzahl für die Leistungsmessungen bei Anwendungen für mathematisch orientierte Einsatzgebiete Benchmark(tests): dient zur Leistungsvermögensanalyse von Rechnern Rechnerleistung wird bestimmt durch: Mips, Flops, SPEC-int2000, SPECfp2000 oder konkretisierte Maßzahl der Geschwindigkeit eines Rechners

1.2.3.2 Rechnerleistung im weiteren Sinn         

1.3

Leistung, die der Rechner tatsächlich erbringt --> wird durch alle Komponenten beeinflußt Taktzyklus: Kehrwert der Taktrate, in ns angegeben Fließbandverarbeitung: Abarbeitungszyklen einzelner Befehle einander überlappen Mehrere Prozessoren erhöhen Rechnerleistung Effektive Rechnerleistung ist entscheidend, dass Zugriffsgeschwindigkeit mit Prozessorgeschwindigkeit korrespondiert Pufferspeicher: sehr schnelle , teure RAM-Speicher, die auf Rechnerleistung abgestimmt sind Virtuelle Speichertechnik: direkt adressierbarer Adressraum wird über reale Arbeitsspeicherkapazität hinaus auf schnelle externe Speicher ausgeweitet Virtueller Speicher ist um vielfaches größer als der reale Peripheriegeräte sind für Rechnerdurchsatz wichtig (Kapazität, Zugriffszeit, Datentransferrate, Fehlerrate von externen Speichern)

Rechnerkategorien

1.3.1 

  

Übersicht folgende Rechnerkategorien werden unterschieden: o Workstation o Minicomputer o Großrechner (Mainframe Computer) o Superrechner (Super Computer) Klassische Einteilung nach Leistung und Zahl der Benutzer  abhängig von Bedienungserfordernissen, Betriebssystem, Preis, Anazhl der Installationen Persönliche Informationshilfsmitteln, PCs und Workstations sind normal für 1 Benutzer  können als Client von Servern in Anspruch genommen werden Server: Programme, die Dienstleistung über Netze anbieten und von Clients bei Bedarf angefordert werden  zB Datenbankdienste, Druckdienste, Email, Kalenderdienste  werden im Nahbereich über lokale Netze oder über Fernnetze angeboten

1.3.2

Persönliche Hilfsmittel

1.3.2.1 

Mobiltelefone

mit GPRS (general packed radio service) und UMTS (universal telecommunication system) werden hohe ÜT-Geschwindigkeiten erreicht

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mobile

Einführung in betriebliche Informationssysteme mittels WAP (wireless application protocol) können Nachrichten, Fahrpläne, Hotelauskünfte usw. abgerufen werden 1.3.2.2 Persönliche digitale Assistenten (PDAs) 

 

PDA (personal digital assistant) für PIM (personal information management) verwendet PIM umfasst Planung und Organisation von Terminen, Aufgaben und Adressen, außerdem auch Kommunikationsfunktionen wie Email, Webbrowser und Datentransfer

1.3.3  

Arbeitsplatzrechner für persönlichen Gebrauch am Arbeitsplatz eines Benutzers ist leistungsfähiger, schwerer und teurer

1.3.3.1  

Personalcomputer

für persönlichen Gebrauch, wird aber auch als Serverrechner verwendet CPU meist 32-Bit-µprozessor, Taktrate 800MHz und aufwärts, 128MB RAM

Notebook-PCs   

mit Maßes eines dicken Notizblockes (A4), flachen Farbbildschirm und eigener Stromversorgung für ca. 2-3h Sub-Notebook: entspricht A5, Standardausstattung: integriertes Modem und LANAdapter Drei Geräteklassen: o Schwere, große, dicke Hochleistungsgeräte mit 14,1-15 Zoll Bildschirm, integrierte Festplatte und einbauten Wechselspeichern, wiegt ca. 3.5-4kg o Halb so schwere, große und dünne Geräte mit 12,1-, 13,3- oder 14,1 Zoll Bildschirm, integrierter Festplatte, aber ohne eingebauten Wechselspeichern o Leichte, kleine Sub-Notebooks mit 8,9- oder 10,4-Zollbildschirm und integrierter Festplatte, Einsatzspektrum ähnlich wie bei PDAs

1.3.3.2 

Hochleistungsrechner mit großem, hochauflösenden Bildschirmen, werden auch als Arbeitsgruppenserver verwendet

1.3.4    

Server Programm, das andere Programme (Clients) im selben oder in anderen Rechner mit Diensten versorgt Verwalten von mehreren Benutzern mehrere Ressourcen, zB externe Speicher, Drucker, Datenbanken und Anwendungen Vorkonfigurierte Server mit speziell ausgelegten Betriebssystemen: erreichen höhere Leistungen als vergleichbare Hardware mit universellem Betriebssystem Einfach zu verwalten und zu installieren

1.3.4.1   

Workstations

Arbeitsgruppenserver

mit bis zu 4GB Arbeitsspeicher ausgestattet unterstützt selten mehr als 10 Arbeitsplätze dienen hauptsächlich als Druck-, Datei-, Web- und Anwendungsserver für Teams und Kleinbetriebe

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Einführung in betriebliche Informationssysteme

 

Datenbankverwatung ist CPU-intensiv, kommerzielle Anwendungen sind sehr ei-/ausgabeintensiv Zahl der möglichen Benutzer ist beschränkt

1.3.4.2    

Abteilungsserver

mit zwei bis acht Prozessoren und bis zu 12GB Arbeitsspeicher unterstützt 10-100 Arbeitsplätze Betriebssystem: Windows 2000 Server, UNIX und Proprietäre Systeme Für zentrale IT-Infrastrukturdienste und geschäftliche Anwendungen

1.3.4.3     

Unternehmensserver

Bedienung aller Benutzer eines Unternehmens 4-128 Prozessoren mit 128GB Arbeitsspeicher Betriebssysteme: Windows 2000 Datacenter Server, UNIX und proprietäre Systeme Anwendung in Rechenzentren von großen Organisationen Dienen als Datenbank- und Anwendungsserver

1.3.4.4      

 

1.4

Hochleistungsserver (Superrechner)

leistungsstärkster Rechner einige 100 bis 1000 64-Bit-Prozessoren maximale Gesamtleistung kann mit mehreren TFlops (Tera Flops) erreicht werden SISD (single instruction, single data)-Architektur: Prozessoren wenden unabhängig voneinander ihre Befehlsströme auf unterschiedlichen Datenbereiche Hochleistungsserver oder Superrechner sind SIMD- oder MIMD-Maschinen SIMD-Maschinen (single instruction, multiple data): können einen oder mehrere Prozessoren haben, die im Gleichschritt dieselben Befehle auf verschiedenen Daten ausführen MIMD-Rechner (multiple instruction, multiple data): Mehrprozessorsysteme, deren Prozessoren gleichzeitig mehrere Befehlsströme auf verschiedene Daten ausführen Vektorrechner: haben einen oder mehrere speziell ausgelegte Prozessoren zur Verarbeitung von Vektoren

Informationstechnik, Wirtschaft und Gesellschaft

1.4.1

Informationswirtschaft

Uninterssant

1.4.2

IT-Arbeitsmarkt

1.4.2.1 

durch Einsatz moderner IT werden Millionen von Arbeitsplätzen abgebaut

1.4.2.2  

Arbeitskräftemarkt

Tätigkeitsfelder von IT-Fachkräften

entwicklungs-, betriebs-, vertriebs- und ausbildungsorientierter Berufe Aufgaben der wichtigsten IT-Berufe siehe Buch S. 95-98

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Einführung in betriebliche Informationssysteme

1.4.3

Wechselwirkungen zwischen IT und Gesellschaft

1.4.3.1 

 

IT-Durchdringung aller Lebensbereiche

Telekooperation: Zusammenarbeit von Gruppen, Abteilungen oder Unternehmen, die sich an unterschiedlichen Orten befinden, auf der Basis von Telekommunikationsnetzen, benutzerfreundliche Systeme, gesicherter Zugriff zu gemeinsamen multimedialen und verteilten Informationsbeständen Telearbeit: Arbeit, außerhalb der Firmenräume, unter Nutzung von Telekommunikationsnetzen zur Erledigung des Arbeitsvertrages Telearbeit ermöglicht flexiblere Arbeitszeiten, Steigerung der Produktivität, Ausweitung der Freizeit für Arbeitnehmer, gesamtwirtschaftliche Vorteile (reduzierter Verkehr, geringere Umweltbelastung, erweiterte Beschäftigungsmöglichkeiten)

Wirtschaften         

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Electronic Commerce: Austausch von Gütern und Dienstleistungen über Rechnernetze, insbesondere das Internet B2B-Bereich: Betriebsmittel, Halb- und Fertigfabrikate B2C-Bereich: Waren aller Art EC beinhaltet auch Angebot von Dienstleistungen Nachteile beim Teleshopping: Materielle Produkte können nicht real betrachtet und physisch geprüft werden Interaktives Fernsehen: gemäß der individuellen Anforderungen in digitaler und komprimierter Form übertragen werden Decoder: Vorschaltgerät, dass TV für digitales interaktives Fernsehen tauglich macht, Datenkommunikation läuft mit Server des Programmanbieters Mittels Set-top-Box kann ausgewählt und gesteuert werden Set-top-Box: spezialisierter Rechner mit RISC-Prozessor zur Steuerung der Box, Signalprozessoren zur Dekomprimierung und Umwandlung digitaler in analoge Video- und Audiodaten in Realzeit, Grafikkomponente zur schnellen Darstellung von Animationen und Manipulation von Rasterbildelementen Fortgeschrittenes interaktives Fernsehen: Großbild-Videokonferenzen hochwertige Bildtelefonie, virtuelle Klassenzimmer, Videospiele,...

Gleichmachen der Kulturen 

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Internet erlaubt auf kostengünstige Weise weltweiten Dialog mit Millionen Menschen der Welt  erh...