Wirtschaftsinformatik - 1. Semester BWL

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Definition: Übertragung eines Zeichenvorrats in einen anderen. (Dolmetcher)

- Warum: um Daten zu übermitteln

- Voraussetzung: Schnittstelle zur Übertragung

Zur Codierung habe ich mir im Unterricht nur folgendes aufgeschrieben:

Der menschliche Zeichenvorrat kann beim Computer nur als Schaltzustände (z. B. ein/ aus -> 0/1) wiedergegeben werden. Codierung ist die Übertragung eines Zeichenvorrates in einen anderen und umgekehrt. Dabei ist der Code die Vorschrift zur Übertragung.

▪  ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
Es ist möglich, Dezimalzahlen in das Dualsystem zu überführen, da jedem Standard ein Dezimalwert zugewiesen wird.  
 
▪  ANSI (American National Standards Insitute)
Dieser Zeichencode ist eine Erweiterung des ASCII von 7 Bit pro Zeichen auf 8 Bit.

Ein Bit (binary digit) ist die kleinste elektronische Speichereinheit. Es gibt nur zwei Zustände, die das Bit annehmen kann. = AN/AUS bzw. 1 oder 0 

8 Bits ergeben 1 Byte → Bits werden zu einer Speichereinheit zusammengefasst.
Ein Byte ist die kleinste Datenmenge. Da das Bit nur zwei Zustände haben kann, gibt es verschiedene Kombinationsmöglichkeiten (256) → jede Kombination steht für eine Zahl/ einen Buchstaben.
• 1024 Bytes entsprechen 1 Kilobyte (KB)
• 1024 KB entsprechen 1 Megabyte (MB)  
• 1024 MB entsprechen 1 Gigabyte (GB)  
• 1024 GB entsprechen 1 Terabyte (TB)

Das binäre Zahlensystem ist essentiell für die Codierung jeglicher computerbasierten Daten.

• Texte werden über nummerische Werte abgebildet.
• Daten sind unerlässlich für die Datenverarbeitung.
• Die Datenverarbeitung kann nur zwei Zustände erfassen. Daher arbeitet die Verarbeitung mit einem binären Zahlensystem.

Grundsatz EVA Prinzip
Eingabe -> Verarbeitung -> Ausgabe

•  Dateneingabe = erstmalige Eingabe von Daten mit anschließender Datenverarbeitung (s. EVA-Prinzip)
•  es handelt sich primär um codierte Informationen
•  es handelt sich um Massendaten
 
1.  indirekte Dateneingabe

• Einlesegerät
• setzt eine Datenerfassung zu einem früheren Zeitpunkt voraus
• Überweisungsformular
• Krankenversicherungskarte, EC-Karte
  • besitzen einen Magnetstreifen oder einen Chip

 
2.  direkte Dateneingabe

• automatisch:
  • Sensoren
  • Verbindung zur Zentraleinheit (Kabel oder Funk)
  • Chip im LKW für Mauterhebung – kommuniziert mit GPS- Satelliten

• akustisch:
  • Gerät zur Sprachumwandlung
  • Spracheingabe
    • „Wie heißt die Hauptstadt von Italien?“
    • Umwandlung in ein Bitmuster (aus 1 und 0) → Umwandlung in ein Rechnercode
  • Spracherkennung
    • Abgleich des Rechnercodes mit einer Datenbank
  • Sprachverstehen
    • Antworten auf die gestellte Frage mit „Rom“
  • Mikrofon
• manuell
  • Eingabegerät  
    • festgelegte Codes hinter jeder Taste → drücke „W“ → Abgleich mit Datenbank → erkennt „W“ → gibt „W“ ein
  • Tastatur, Maus, Touchscreen

Prinzip: Aufbereitung der Daten und Transport auf die Ausgabegeräte.

techn. Voraussetzung: Vorhandensein einer Schnittstelle

Bsp: Drucker, Monitor, Beamer, Lautsprecher, Plotter

Datenausgabe= bereits eingegebene Daten werden nach der Verarbeitung zur Verfügung gestellt

1. indirekte Datenausgabe

• nur in maschinell lesbarer Form ausgegeben
• Datenausgabe zur Weiterverarbeitung, Archivierung oder spätere direkte Datenausgabe
• Datenträger (Festplatten, USB-Stick)

2.  direkte Datenausgabe

• visuell:
  • visuelles Ausgabegerät
  • Bildschirm, Drucker, Beamer
• akustisch:
  • akustisches Ausgabegerät
  • Lautsprecher

• Hauptplatine (Motherboard) = Zentralprozessor (CPU) + Hauptspeicher
• Rechner (Zentraleinheit) = Zentralprozessor (CPU) + Hauptspeicher
• Hauptspeicher = Arbeitsspeicher (RAM) + Festwertspeicher (ROM)

 
Zentralprozessor (CPU):

• „central processing unit“
• führt und interpretiert Befehle eines Programmes einzeln nacheinander aus

Steuerwerk:

• steuert die Reihenfolge, in der die Befehle eines Programmes ausgeführt werden und entschlüsselt die Befehle

Rechenwerk:

• übernimmt die vom Steuerwerk entschlüsselten Befehle und führt sie aus

Arbeitsspeicher (RAM):

• „random access memory“ (Speicher mit direktem Zugriff)
• Schreib- und Lesespeicher
• Hält Befehle für CPU bereit, speichert die während der Verarbeitung benötigten Eingabedaten, Zwischenresultate und Ausgabedaten

Festwertspeicher (ROM):

• „read only memory“ (Nur Lesespeicher)
• Daten können nicht verändert werden

Bildet die Grundlage für die meisten heut bekannten Computern.

-  Rechner mit dieser Architektur bestehen aus:
o  Steuerwerk (Im Zentralprozessor, Steuerung und Interpretation Befehle)
o  Rechenwerk (Im Zentralprozessor, Ausführung der Befehle)
o  Speicherwerk (Im Hauptspeicher mit Arbeitsspeicher RAM und Festwertspeicher ROM
o  Eingabe-/Ausgabewerk (Datenwege für Datentransfer zw. Komponenten Rechners und zw. Rechner und periphereren Geräten)

• Steuerwerk bestimmt Reihenfolge der Befehle (Operanden-&Operationsteil) und holt dazu den Befehl aus dem Hauptspeicher (entsprechend dem Befehlszähler)
• SW bereitet Befehl auf (entschlüsselt, modifiziert (holt Operanden))
• gibt dann entsprechendes Signal an Rechenwerk
• RW führt aus (verarbeitet Operanden & speichert ggf. Ergebnis)
• SW erhöht Befehlszähler
• Dies geschieht im Pipelineprinzip
  • Befehle nacheinander ausgeführt
  • Während RW ausführt, bereitet SW nächsten Befehl vor 

Arbeitsspeicher = RAM (random access memory)

- frei verfügbarer Speicher, der durch Anwender beliebig gefült werden kann

- schnellste Speichertechnologie: Halbleiterspeicher

- kurzfr. Speicherung

• Interner Speicher, der Teil des Hauptspeichers ist
• Dient als Schreib- & Lesespeicher, wird daher auch kurz RAM (ReadAccessMemory) genannt
• Direkter, schneller Zugriff ist möglich
• Alle Programme & Daten müssen resident sein
• In Halbleiterbauweise -> nach Stromunterbrechung gehen die Daten verloren
• Gibt statische und dynamische
  • Statische behalten den Inhalt solange Stromzufuhr besteht, ermöglichen schnellen Zugriff, sind aber teurer
  • Dynamische müssen nach jedem Lesevorgang die Inhalte neu einschreiben, sind günstiger und kompakter, oft verwendet
• Funktion:
  • Aktive Programme aufnehmen
  • Befehle für SW bereithalten
  • Speichert benötigte Eingabedaten, mgl. Zwischenresultate & Ergebnisse (Ausgabedaten)

• Zentralprozessor:  
  • Architektur  
  • Zykluszeit bzw. Taktfrequenz  
  • Verarbeitungsbreite (Wortlänge)  
  • Instruktionsrate (MIPS, MFLOPS)  
  • Befehlsvorrat
• Interner Speicher  
  • Arbeitsspeichergröße (effektiv, maximal)  
  • Zugriffszeit  
  • Größe des Cache
• Eingabe-/Ausgabe-System  
  • Übertragungskonzept (Kanal, Bus, Switch)  
  • Kanal-Konzept  
• Verbindungstechnik (parallel, seriell)  
• Maximalzahl anschließbarer Kanäle  
  • Buskonzept  
• Busbreiten (intern/extern, Daten-/Adressbus)  
• Taktfrequenz  
• Maximalzahl anschließbarer Geräte  
  • Übertragungsraten  

Das am häufigsten benutzte interne Beurteilungskriterium für Großrechner ist die Instruktionsrate des Zentralprozessors, gemessen in MIPS (Million Instructions Per Second). Sie geht davon aus, dass die Verarbeitungsleistung des Zentralprozessors in erster Linie von der Zykluszeit und von der pro Befehl benötigten Anzahl von Zyklen (Takten) abhängt.

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Bei Software handelt es sich um den Oberbegriff für ausführbare Programme und die dazugehörigen Daten dieser.
Man kann sie nach der Norm ISO/IEC 2382-1 in Anwendungs-, System- und Unterstützungssoftware unterteilen.

- Prinzip: umfassender Begriff für alle immateriellen Bestandteile eines EDV-Ststems

Anwendungssoftware: Betreibung von anwendernahen Computerprogrammen zum Lösen von spezifischen Anwenderproblemen/ -aufgaben.

• Word - Programm zur Textverarbeitung
• Lexware - Programm für Finanzbuchhaltung
• Photoshop - Grafikbearbeitungsprogramm

Systemsoftware: Kommunikation mit der Hardware und Verwaltung der zur Verfügung stehenden Ressourcen (z.B. Zuteilung der Prozessorzeit oder des internen Speicherplatzes).

• Betriebssystem - Steuerung der Programmausführung
• Binder/Lader - Verknüpfung unselbstständiger Programme zu einem lauffähigen Programm
• TP-Monitore - Steuerung des Teilhaberbetriebs, sodass mehrere Benutzer gleichzeitig mit demselben Programm und i.d.R. auch mit demselben Datenbestand arbeiten können

Unterstützungssoftware (systemnahe Software): zuständig für spezielle Aufgaben bei der Softwareentwicklung und -wartung sowie beim Einsatz von (anderer) Software.

• Editoren - laden die jeweilige Datei und zeigen deren Inhalt auf dem Bildschirm an
• Kopierprogramme - Programm zum kopieren oder verschieben von Dateien
• Virenschutzprogramme - schützen den Computer vor schädlicher Software und sind in der Lage, Schadsoftware zu
  erkennen, zu blockieren und zu beseitigen

Ein Betriebssystem verbindet Hard- und Software, sodass der Computer eine benutzerfreundliche Oberfläche erhält.

Das Betriebssystem ist der wichtigste Bestandteil der Systemsoftware und bildet die Grundlage für die möglichen Betriebsarten des Computers. Sie verbinden die Hardware und die Anwendungssoftware und steuern und überwachen außerdem die Ausführung der Anwendungsprogramme.  
Aufgaben: 

• Steuerung der Programmsauführung
• Zuordnung von Betriebsmitteln
• Koordination von Abläufen  
• Steuerung von Eingaben und Ausgaben
• Verwaltung von Datenbeständen

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- verbesserte Kommunikation
- Steigerung von Effektivität im Datenverbund
- Absicherung der Verfügbarkeit
- effiziente Datensicherung   
- Kostensenkung im Funktionsverbund
- Optimierung der Rechnerauslastung
- Optimierung der Systempflege und Wartung

1. Computer oder Hosts (Endgeräte)
2. Netzwerkadapter (Verbindung Endgerät mit lokalem Netzwerk zum Austausch von Daten)
3. Übertragungsmedium (Kupferkabel, Lichtwellenleiter, Funk)
4. Netzwerkbetriebssystem
5. Regeln zur Datenübertragung (Protokolle) -> zwingend notwendig für Kommunikation

Netzwerkprotokolle sind Regeln für den Datenaustausch von Computern und definieren die erforderlichen Regeln für die Aufgaben, wie z. Bsp. das Adressieren, Vermitteln und Transportieren von Datenpaketen, den Verbindungsaufbau und die Fehlerüberprüfung.

Eine IP-Adresse ist eine eindeutige Adresse für jeden Host in Computernetzen. Sie ist eine 32-Bit-Zahl und gliedert sich in vier Byte zu je 8 Bit. Es ergeben sich vier Zahlenkombinationen, die durch einen Punkt voneinander abgetrennt werden.

IP-Adresse: 192.168.1.25.
-> Class C-Net -> Net-ID: 192.168.1. und Host-ID: 25.

Es handelt sich also um das Gerät mit der Bezeichnung 25 im Netzwerk 192.168.1. 

Routing: Finden eines Weges von einem Sender zu einem Empfänger (Zielrechner)

Das Vorhandensein eine Internetverbindung.

(Netzwerk, Verbindung, Protokoll, Strom, ...)

HTTP: grafische Benutzeroberfläche mit Unterstützung der Maus zur Benutzung im Internet.
SMTP: Protokoll für den Versand von elektronischer Post
POP: Protokoll zum Empfang von E-Mails
FTP: Übertragung von Dateien zwischen 2 Rechnern im Internet.
IMAP: Aktuelles Protokoll für den Mail-Empfang, Zugriff auf mehrere Mailkonten

VPN -> Virtual Private Network

Bietet die Möglichkeit, von außen geschützt auf ein Netzwerk zuzugreifen.
-Verschleierung Online-ID
-Verschlüsselung Internetverkehr
-Verschlüsselung in Echtzeit

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Für eine sichere Datenübertragung ist vor allem das TCP-Protokoll geeignet, da die gesamte Verbindung mit Sequenznummern, Prüfsummen und Quittungen abgesichert wird. Die Daten werden erneut gesendet, bis der Empfänger den Erhalt quittiert.

Das Domain-Name-System dient der Namensauflösung von IP-Adressen. Somit werden die menschenlesbaren Daten wie „beispiel.com“ in eine IP-Adresse übersetzt.

• besteht aus einzelnen Labels, die jeweils durch einen Punkt getrennt werden und die unterschiedlichen Ebenen des FQDN darstellen [hostname].[domain].[tld] --> [www].[internetx].[com]
• Der gesamte FQDN darf eine max. Länge von 255 Zeichen haben
• Erlaubt sind dabei ausschließlich Ziffern, Buchstaben und Bindestriche
• Zu Beginn jedes Labels kann entweder eine Ziffer oder ein Buchstabe stehen

->System zur elektr. Datenverwaltung
->besteht aus: Verwaltungssoftware & Datenbank

Jedes Datenbanksystem besteht in seiner Grundstruktur aus einem Datenbankmanagementsystem und mehreren, untereinander verknüpften Dateien, der eigentlichen Datenbank. Dabei  versteht  man  unter  einem  Datenbankmanagementsystem  (DBMS  =  Database  Management System) ein Programmsystem der Unterstützungssoftware zur Verwaltung der Daten der Datenbank. Häufig wird statt des Begriffs Datenbankmanagementsystem die verkürzte, aber unkorrekte Bezeichnung Datenbanksystem benutzt.

1. Der Datenbestand muss festgelegten Benutzergruppen ganz oder teilweise zugänglich sein und sich für bestimmte andere Benutzergruppen sperren lassen.
2.  Der Datenbestand muss nach beliebigen Merkmalen auswertbar und verknüpfbar sein.
3.  Abfragen des Datenbestands müssen in kurzer Zeit zu Antworten führen.
4. Unabhängigkeit vom Anwendungsprogramm: Die Daten sind anwendungsneutral gespeichert, d. h. unabhängig vom erzeugenden oder benutzenden Anwendungsprogramm (im Gegensatz zur Dateiorganisation). Die Daten sind damit auch unabhängig von der Programmiersprache, in der das Anwendungsprogramm geschrieben ist.
5. Unabhängigkeit der logischen von der physischen Datenorganisation: Der Benutzer muss nur die Datenstrukturen kennen. Prozeduren zum Suchen, Ändern, Einfügen und Löschen von Datensätzen werden vom  Datenbankmanagementsystem zur Verfügung gestellt.
6. Unabhängigkeit von der Systemplattform: Für den Benutzer ist es gleichgültig, auf welcher Systemplattform aus Hardware und Betriebssystem das Datenbankmanagementsystem eingesetzt wird. Das bedeutet entweder, dass sich das Datenbankmanagementsystem von vornherein auf möglichst vielen Plattformen nutzen lässt oder dass Middleware in Form sogenannter Datenbankschnittstellen zur Verfügung steht.
7. Physische Datenunabhängigkeit: Das Datenbankmanagementsystem steuert im Zusammenspiel mit dem Betriebssystem die peripheren Geräte, blockt bzw. entblockt Datensätze, kontrolliert Überlaufbereiche, belegt Speicherräume oder gibt sie frei usw.

Das relationale Datenbankmodell besteht aus drei wichtigen Bausteinen:

• Tabellen
• Attributen
• Beziehungen

Ein Relationales Datenbankmodell ist eine Ansammlung von Tabellen, die miteinander verknüpft sind. Jede Zeile (auch Tupel genannt) in einer Tabelle ist ein Datensatz. Jedes Tupel besteht aus einer großen Reihe von Eigenschaften (Attributen), den Spalten der Tabelle. Ein Relationsschema legt dabei die Anzahl und den Typ der Attribute für eine Tabelle fest.

Des Weiteren können Verknüpfungen (Beziehungen) über sogenannte Primärschlüssel hergestellt werden, um bestimme Attribute, die den gleichen Primärschlüssel oder in einer Detailtabelle als Fremdschlüssel besitzen, abzufragen.

Quelle: https://www.datenbanken-verstehen.de/datenbank-grundlagen/datenbankmodell/relationales-datenbankmodell/