Abbildungen Kapitel 2

Einführung in die Wirtschaftsinformatik
von:
Heinz Lothar Grob
Jan-Armin Reepmeyer
Frank Bensberg
5., vollst. überarb. u. erw. Aufl., 2004.
Abbildungen Kapitel 2
Grafische Darstellung des Mooreschen Gesetzes
Transistoren
100.000.000
Pentium 4
Pentium III
Pentium II
Pentium
486
10.000.000
1.000.000
386
286
100.000
8086
10.000
1.000
8080
8008
4004
Jahr
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
Abb. 6: Grafische Darstellung des Mooreschen Gesetzes
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
2
Abb. 7: Zahlensysteme
Dezimalzahl
Hexadezimalzahl
Dualzahl
0
0
0
1
1
1
2
2
10
3
3
11
4
4
100
5
5
101
6
6
110
7
7
111
8
8
1000
9
9
1001
10
A
1010
11
B
1011
12
C
1100
13
D
1101
14
E
1110
15
F
1111
Abb. 7: Zahlensysteme
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
3
Verfahren zur Ermittlung einer Dualzahl
206
103
51
25
12
6
3
1
:
:
:
:
:
:
:
:
2
2
2
2
2
2
2
2
Die Dualzahl lautet:
=
=
=
=
=
=
=
=
103
51
25
12
6
3
1
0
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
Rest
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
Abb. 8: Verfahren zur Ermittlung einer Dualzahl
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
4
1
1
0
Umwandlung von Dualzahlen in Dezimalzahlen (hier: z = 0,25)
Vorkommastelle = Dualziffer
0,25 · 2 = 0,5
0,5 · 2 = 1,0  Abbruch
0
1
z = 0,25dezimal = 0,01dual
Abb. 9: Umwandlung von Dualzahlen in Dezimalzahlen (hier: z = 0,25)
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
5
Umwandlung von Dezimalzahlen in Dualzahlen (hier: z = 0,9)
Vorkommastelle = Dualziffer
0,9 · 2 = 1,8
1
0,8 · 2 = 1,6
1
0,6 · 2 = 1,2
1
0,2 · 2 = 0,4
0
0,4 · 2 = 0,8
0
0,8 · 2 = 1,6
1
0,6 · 2 = 1,2
1
0,2 · 2 = 0,4
0
0,4 · 2 = 0,8
0
z  0,11100
Abb. 10: Umwandlung von Dezimalzahlen in Dualzahlen (hier: z = 0,9)
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
6
Normierung von Dezimalzahlen
z
m · Bi
1579
0,1579 ·104
 0,1579
 0,1579 ·100
 0,001579
 0,1579 ·10–2
Abb. 11: Normierung von Dezimalzahlen
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
7
Operationen einer Addition von zwei Dualziffern
a
b
u
s
u’
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
Symbole
a, b
Dualziffer an der aktuellen Stelle der Summanden
u
Übertrag der vorherigen Stelle
s
Summe von a und b an der aktuellen Stelle und Übertrag
u’
entstehender Übertrag der aktuellen Stelle
Abb. 12: Operationen einer Addition von zwei Dualziffern
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
8
Beispiel einer Wahrheitstafel
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
ab
0
1
1
1
ab
0
0
0
1
¬ (a  b)
1
1
1
0
(a  b)  ¬ (a  b)
0
1
1
0
Abb. 13: Beispiel einer Wahrheitstafel
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
9
UND-Schalter
a
b
Abb. 14: UND-Schalter
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
10
x
ODER-Schalter
a
x
b
Abb. 15: ODER-Schalter
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
11
NICHT-Schalter
a
a
Abb. 16: NICHT-Schalter
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
12
x
Addition zweier einstelliger Dualzahlen
a
0
0
1
1
b
0
1
0
1
a+b
00
01
01
10
Abb. 17: Addition zweier einstelliger Dualzahlen
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
13
Stellenweise Notierung der Dualziffern
S1
0
0
0
1
S2
0
1
1
0
Abb. 18: Stellenweise Notierung der Dualziffern
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
14
Symbole für Schalter
a
a
b
a
b
b
a
b
a
a
Abb. 19: Symbole für Schalter
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
15
Schalteranordnung zur Addition
von zwei einstelligen Dualzahlen
a
b
s1
s2
Abb. 20: Schalteranordnung zur Addition
von zwei einstelligen Dualzahlen
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
16
Schalteranordnung zur Addition
von zwei einstelligen Dualzahlen
a=1
1
1 = s1
b=1
1
0
0
1
0
0 = s2
1
1
1
Abb. 21: Schalteranordnung zur Addition
von zwei einstelligen Dualzahlen
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
17
Kommunikationsmodell
Sender
Codierer
Kommunikationskanal
Decodierer
gemeinsamer
Zeichenvorrat
Abb. 22: Kommunikationsmodell
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
18
Empfänger
Das Begriffssystem der Semiotik
Pragmatik
„Verwendung“
Semantik
„Bedeutung“
Sigmatik
„Bezeichnetes
(Designat)“
Nachrichten
Syntaktik
„Zeichen“
Abb. 23: Das Begriffssystem der Semiotik
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
19
Informationen
Daten
Zeichen
Kreislaufmodell des Wissensmanagementprozesses
Wissensaufbereitung
Wissensspeicherung
Wissensverteilung
Wissenserwerb
Wissensgenerierung
Wissensnutzung
Abb. 24: Kreislaufmodell des Wissensmanagementprozesses
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
20
Klassifikation von Datentypen nach dem Kriterium
der Zeitabhängigkeit
Daten
statische Daten
Zeichen
Zahlen
dynamische Daten
Grafiken
Audio
Video
Abb. 25: Klassifikation von Datentypen nach dem Kriterium der Zeitabhängigkeit
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
21
Tabelle des ASCII-Codes für den internationalen Zeichensatz
rechte Tetrade
hexa-
dezimal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
  0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
dual

0 0000
linke Tetrade
1 0001
2 0010 blank
!
„
#
$
%
&
’
(
)
*
+
´
–
.
/
3 0011
1
2
3
4
5
6
7
8
9
:
;
<
=
>
?
0
4 0100 @
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
5 0101
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
[
\
]
–
6 0110
`
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
l
M

n
7 0111
p
q
r
s
t
u
v
w
x
y
z
{
:
}
~
o
8 1000
9 1001
A 1010
B 1011
C 1100
D 1101
E 1110
F 1111
Abb. 26: Tabelle des ASCII-Codes für den internationalen Zeichensatz
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
22
Beispiel für eine Hypertextstruktur
Betriebsergebnisrechnung
Leistungen
Leistungen stellen den bewerteten
Output an Halbfertig- und
Fertigerzeugnissen sowie an
internen Dienstleistungen dar, die für
den Markt, das Lager oder für
innerbetriebliche Zwecke des
Leistungsaustausches bestimmt
sind.
Die Betriebsergebnisrechnung wird
auch als kurzfristige Erfolgsrechnung
oder Kostenträgerzeitrechnung
bezeichnet.
Betriebsergebnis
Das Betriebsergebnis ist die Differenz von Leistungen und Kosten .
In der Teilkostenrechnung werden die fixen Kosten en bloc in das
Betriebsergebnis eingerechnet.
Nur die variablen Kosten werden Kostenträgern zugerechnet.
Kosten
Kosten sind der bewertete Verbrauch von Gütern zur
Erstellung einer Betriebsleistung. Nach der Entscheidungsrelevanz wird differenziert in variable Kosten und Fixkosten.
Variable Kosten
Fixkosten
Die v a r i a b l e n Kost e n
ent s prec hen den Grenz kos ten,
wenn der Ges amtk os tenverlauf
linear ist.
Fix e Koste n s tellen diejenigen
K os t en dar, die auc h b ei der
P r od uk t i ons me ng e vo n N ul l
anfallen.
Abb. 27: Beispiel für eine Hypertextstruktur
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
23
Interne Codierung im ungepackten dezimalen Format
Zonenteil
Ziffernteil
Zonenteil
Ziffernteil
niedrigstwertiger Ziffernteil
Zonenteil
1111
0001
1111
0110
1100
0111
F
1
F
6
C
7
Abb. 28: Interne Codierung im ungepackten dezimalen Format
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
24
Packen von Zahlen
Zone
Ziffer
Zone
Ziffer
Vorzeichen
Ziffer
1111
0001
1111
0110
1100
0111
+
7
6
1
Ziffer
Ziffer
Ziffer
Vorzeichen
0001
0110
0111
1100
1
6
7
+
Abb. 29: Packen von Zahlen
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
25
Aufbau einer Gleitkommazahl im Wortformat
VZ Charakteristik
Anzahl der Bits
1
7
Mantisse
24
Abb. 30: Aufbau einer Gleitkommazahl im Wortformat
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
26
Raster- und Vektorformat im Vergleich
Rasterformat
Spalte 1
Zeile 1
...
Vektorformat
Spalte m
Spalte 1
...
Spalte m
A
Zeile 2
...
Zeile n
B
Abb. 31: Raster- und Vektorformat im Vergleich
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
27
C
Elemente eines Kompressionssystems
Kompressionsprogramm
Eingabedatenstrom
Kompression
Ausgabedatenstrom
unkomprimierte
Daten
komprimierte
Daten
Ausgabedatenstrom
Dekompression
Eingabedatenstrom
Abb. 32: Elemente eines Kompressionssystems
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
28
Struktur einer Huffman-Liste
kumulierte absolute Häufigkeit n(x)
Zeichen
absolute
Häufigkeit
E
10
10
D
4
14
4
R
2
16
6
2
S
1
17
7
3
1
T
1
18
8
4
2
gesamt
n(e,d,r,s,t)
n(d,r,s,t)
n(r,s,t)
Abb. 33: Struktur einer Huffman-Liste
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
29
n(s,t)
Codierung nach dem Huffman-Verfahren
Zeichen
Codierung
e
0
d
10
r
110
s
1110
t
1111
Abb. 34: Codierung nach dem Huffman-Verfahren
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
30
Gängige Grafikformate
DateierFormatbeschreibung
weiterung
BMP
Dieses Format dient zur geräteunabhängigen Speicherung von Grafiken im Rasterformat. Die Kompression erfolgt verlustfrei mittels
Lauflängencodierung. Da dieses Format von der Betriebssystemfamilie Microsoft Windows unterstützt wird, verfügen viele Grafikprogramme über
die Möglichkeit, BMP-Dateien zu verarbeiten.
DXF
Das „Drawing Exchange Format“ wird vom System AutoCAD zur Speicherung von Vektorzeichnungen verwendet. Da dieses Softwaresystem zum
computergestützten Entwerfen im Maschinenbau und Bauwesen weltweite Verbreitung gefunden hat, wird DXF von einer Vielzahl von CADSystemen unterstützt.
PS, EPS
Bei den Formaten „PostScript“ (PS) und „Encapsulated PostScript“ (EPS) handelt es sich um geräteunabhängige Seitenbeschreibungssprachen
zum Austausch von Vektorgrafiken. Mithilfe dieser Sprachen werden der Aufbau einer Druckseite und deren Inhalte (z. B. Text, Vektorgrafiken und
Rasterbilder) beschrieben. Zur Betrachtung von Dateien im PS/EPS-Format sind eigene Anzeigeprogramme erforderlich.
GIF
Das „Graphics Interchange Format“ wurde vom Netzanbieter CompuServe zur Übertragung von Rasterbildern entwickelt. Dieses Format mit
verlustfreier Kompression, das eine schnelle Bildwiedergabe erlaubt, kann in einer Datei mehrere Bilder mit bis zu 256 Farbstufen bei einer
Auflösung von 16.000 · 16.000 Bildpunkten speichern.
JPG
Das JPEG-Format wurde von der „Joint Photographic Expert Group“ definiert und dient zur Verarbeitung von Fotos mit fließenden
Farbübergängen. Durch den Einsatz verlustbehafteter Kompressionsverfahren können mit JPEG hohe Kompressionsraten im Bereich von 10:1 bis
80:1 realisiert werden. Im praktischen Einsatz hat sich gezeigt, dass Bilder mit einer Kompressionsrate von 20:1 komprimiert werden können, ohne
dass große Unterschiede zum Original erkennbar sind.
PCD
Das PCD-Format wurde von Eastman Kodak zur Speicherung von digitalisierten Kleinbildfilmen entwickelt. Dabei wird jedes Bild in sechs
verschiedenen Auflösungen von 96 · 64 bis zu 3072 · 2048 Pixel gespeichert.
Abb. 35a: Gängige Grafikformate
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
31
Gängige Grafikformate
DateierFormatbeschreibung
weiterung
PDF
Das „Portable Document Format“ wurde von Adobe Systems Inc. entwickelt und erlaubt die Ausgabe und Anzeige von Daten in einem
anwendungsübergreifenden Format. PDF-Dokumente können Grafiken und Texte enthalten. Das Format ermöglicht eine hochwertige
Druckausgabe und seitengenaues Zitieren.
PNG
Da bei der Nutzung von GIF Lizenzgebühren abgeführt werden müssen, wurde das lizenzfreie Speicherformat „Portable Network Graphic“
entwickelt. PNG besitzt im Vergleich zu GIF eine höhere Farbtreue – so können Farbinformationen mit einer Tiefe von bis zu 48 Bit codiert
werden. Ein Anwendungsschwerpunkt dieses Grafikformats stellt das World Wide Web (WWW) dar. Die meisten WWW-Browser unterstützen
dieses Format zur Anzeige von Rastergrafiken.
TIF
Das Grafikformat „Tagged Image File Format“ wurde zur Digitalisierung und Bearbeitung von Bildern entwickelt. Dabei stand die Zielsetzung in
Vordergrund, ein maschinen- bzw. betriebssystemunabhängiges Grafikformat zu schaffen, das den Austausch von Bilddaten zwischen
unterschiedlichen Hard- und Softwaresystemen gestattet. Zur Kompression werden verlustfreie und verlustbehaftete Kompressionsverfahren
eingesetzt.
Abb. 35b: Gängige Grafikformate
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
32
Stufen der A/D-Wandlung
x(t)
C/D
analoges
Eingangssignal
(Mikrofon)
x(n)
diskrete
Messwertfolge
x(n)
A/D
quantisierte
Messwertfolge
Abb. 36: Stufen der A/D-Wandlung
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
33
Speicherplatzanforderungen für Audiodaten
Parameter von Audiodaten
Wert
Einheit
Anzahl der Kanäle (stereo)
2
Stück
16
Bit
44000
Hz
Quantisierungsrate
Abtastfrequenz
Aufzeichnungsdauer
60
Sekunden
2 · 16 · 44000 · 60  10 MB
Abb. 37: Speicherplatzanforderungen für Audiodaten
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
34
Ruhehörschwelle des menschlichen Gehörs
140
Schmerzgrenze
Schalldruckpegel [dB]
120
100
80
60
40
20
Ruhehörschwelle
0
20 Hz
50 Hz 100 Hz 200 Hz 500 Hz 1 kHz 2 kHz 5 kHz 10 kHz 20 kHz
Frequenz
Abb. 38: Ruhehörschwelle des menschlichen Gehörs
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
35
Exemplarische Darstellung der Bewegungsabschätzung
Ausgangsbild
Folgebild
Abb. 39: Exemplarische Darstellung der Bewegungsabschätzung
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
36
Bildtypenfolge im MPEG-Format
I-Frame
B-Frames
P-Frame
I-Frame
B-Frames
Zeit
Abb. 40: Bildtypenfolge im MPEG-Format
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
37
Aufbau eines Kryptosystems
Ein-Schlüssel-Verfahren
(symmetrische Kryptografie)
=
Klartext
Chiffretext
Verschlüsselung
Entschlüsselung
ursprünglicher
Klartext

Mehr-Schlüssel-Verfahren
(asymmetrische Kryptografie)
Abb. 41: Aufbau eines Kryptosystems
© Heinz Lothar Grob, Jan-Armin Reepmeyer, Frank Bensberg (2004)
38