Medizinische Statistik und Medizinische Statistik und InformationsverarbeitungInformationsverarbeitung

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Institut für Medizinische Biometrie, Institut für Medizinische Biometrie, Informatik und EpidemiologieInformatik und Epidemiologie

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Welche Aussage trifft nicht zu? 1.Erste Rechenmaschinen (2-Spezies) wurden zwischen 1600 und 1700 entwickelt2.Die erste Anwendung von Lochkarten war die Steuerung von Webstühlen in England3.1946 wurde mit ENIAC der erste Elektronenrechner gebaut4.Der erste PC wurde von IBM gebaut, und zwar 19785.Magnetkernspeicher verlieren ihre Information bei Stromausfall nicht

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Welche Aussage trifft nicht zu? 1.Ein Programm ist z.B. die Summe aller Befehle, die zusammen einen Algorithmus ausführen.2.Die Reihenfolge der Befehle kann durch die zu verarbeitenden Daten beeinflusst werden.3.Ein maschinell ausführbarer Einzelschritt eines Algorithmus wird Befehl genannt.4.Algorithmus ist die vollständige und eindeutige Beschreibung eines Verarbeitungsvorgangs wobei eine Endbedingung vorliegen muß.5.Ein Algorithmus sollte in unendlich vielen Schritten abgearbeitet werden können.

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I Mit 2 Byte lassen sich 65536

verschiedene Zustände darstellenweilII 216 = 65536 ist. 1) I richtig, II richtig, Folgerung richtig.2) I richtig, II richtig, Folgerung falsch.3) I richtig, II falsch.4) I falsch, II richtig.5) I falsch, II falsch 

Moore's lawMoore's law

• Die Anzahl der Transistorfunktionen und die Leistung verdoppeln sich alle 2 Jahre.

Murphy's lawMurphy's law

• „Alles, was schiefgehen kann, wird auch schiefgehen.“ („Whatever can go wrong, will go wrong.“ )

http://www.heise.de/newsticker/meldung/Signatur-Update-von-McAfee-macht-Windows-

PCs-unbenutzbar-Update-983603.html

ProzessorenProzessoren

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ModeMode AdressenAdressen TypTyp

Host/ 390Host/ 390 virtuellvirtuell TerabyteTerabyte CISICISI

Pc 8088Pc 8088 realreal 1M Byte1M Byte CISCCISC

Pc 80386Pc 80386 virtuellvirtuell GigabyteGigabyte CISCCISC

PentiumPentium virtuellvirtuell GigabyteGigabyte risc(cisc)risc(cisc)

WorkstationWorkstation virtuellvirtuell EtabyteEtabyte riscrisc

ProzessorenProzessoren

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Adressbereich Adressbereich Byte Byte

8 Bit8 Bit 256 256

16 Bit16 Bit 65,536 65,536

32 Bit (4Gigabyte)32 Bit (4Gigabyte) 4,294,967,296 4,294,967,296

64 Bit (16 Etabyte)64 Bit (16 Etabyte) 18,446,744,073,709,551,616 18,446,744,073,709,551,616

TaktfrequenzTaktfrequenz

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Die Taktfrequenz gibt an, wie viele Die Taktfrequenz gibt an, wie viele

Operationen innerhalb einer Sekunde Operationen innerhalb einer Sekunde

durchgeführt werden. Es können mehrere durchgeführt werden. Es können mehrere

unabhängige Operationen pro Taktzyklus unabhängige Operationen pro Taktzyklus

parallel abgearbeitet werden.parallel abgearbeitet werden.

Komplexe Operationen (Gleitkommazahlen) Komplexe Operationen (Gleitkommazahlen)

können mehrere Takte dauern. können mehrere Takte dauern.

ProzessorenProzessoren

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Technische GrenzenTechnische Grenzen

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Wellenlänge bei hohen Frequenzen Wellenlänge bei hohen Frequenzen

(3GHz (3GHz 10 cm)10 cm)

Tunneln bei kleinen StrukturenTunneln bei kleinen Strukturen

BootenBooten

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Nach dem Einschalten springt der Prozessor eine Nach dem Einschalten springt der Prozessor eine bestimmte Adresse im Bios (Basic Input Output bestimmte Adresse im Bios (Basic Input Output System) an.System) an.

Bios prüft das System, organisiert das Bios prüft das System, organisiert das Zusammenspiel der Hardwarekomponenten und Zusammenspiel der Hardwarekomponenten und startet den Bootloader, der nach Peripherie sucht, die startet den Bootloader, der nach Peripherie sucht, die am Ende der ersten 512 Byte (MBR) eine am Ende der ersten 512 Byte (MBR) eine Betriebssystem- Ladekennung (AA55) aufweist.Betriebssystem- Ladekennung (AA55) aufweist.

Bootfähige MedienBootfähige Medien

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Am Anfang jedes bootfähigen Mediums Am Anfang jedes bootfähigen Mediums (z.B. Platte) befindet sich der MBR (z.B. Platte) befindet sich der MBR (Bootsektor).(Bootsektor).

446 Byte sind für Programmcode 446 Byte sind für Programmcode (Ladeprogramm), dieser hängt von dem (Ladeprogramm), dieser hängt von dem Betriebssystem ab, unter dem er erzeugt Betriebssystem ab, unter dem er erzeugt wurde) reserviert.wurde) reserviert.

64 Byte sind für eine Partitionstabelle (bis 64 Byte sind für eine Partitionstabelle (bis zu 4 Einträge (primäre Partitionen) zu 4 Einträge (primäre Partitionen) bestimmt, in denen die Dateisysteme bestimmt, in denen die Dateisysteme liegen.liegen.

Die letzten 2 Byte enthalten die Hex-Die letzten 2 Byte enthalten die Hex-Signatur AA55 wenn ein Bootprogramm Signatur AA55 wenn ein Bootprogramm vorhanden ist.vorhanden ist.

LadeprogrammLadeprogramm

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Das Ladeprogramm lädt den Das Ladeprogramm lädt den

betriebssystemspezifischen Loader, betriebssystemspezifischen Loader,

der seinerseits den Kern (Kernel) des der seinerseits den Kern (Kernel) des

Betriebssystems lädt.Betriebssystems lädt.

Der Kernel lädt ggfls. spezifische Der Kernel lädt ggfls. spezifische

Treiber für die vorgefundene Treiber für die vorgefundene

Hardware und stellt dem Benutzer Hardware und stellt dem Benutzer

einen „Rechner“ zur Verfügung.einen „Rechner“ zur Verfügung.

BetriebssystemeBetriebssysteme

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Das Betriebssystem ermöglicht das Zusammenspiel Das Betriebssystem ermöglicht das Zusammenspiel der verschiedenen Hardwarekomponenten eines der verschiedenen Hardwarekomponenten eines Rechners und bietet Benutzern und Programmen Rechners und bietet Benutzern und Programmen Zugriff auf Speicher, Platten, Drucker u.s.w.. Zugriff auf Speicher, Platten, Drucker u.s.w..

Zahlreiche Überwachungs-, Dienst- und Zahlreiche Überwachungs-, Dienst- und Hilfsprogramme dienen zur Organisation der Hilfsprogramme dienen zur Organisation der Verwaltung eines Rechners und erleichtern seine Verwaltung eines Rechners und erleichtern seine Nutzung. Wichtige Betriebssysteme sind:Nutzung. Wichtige Betriebssysteme sind:

Windows, Unix, MVSWindows, Unix, MVS

BetriebssystemeBetriebssysteme

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Single User Single Tasking: Nur 1 Benutzer kann 1 Single User Single Tasking: Nur 1 Benutzer kann 1 Programm nutzen (DOS).Programm nutzen (DOS).

Single User Multi Tasking: Ein Benutzer kann Single User Multi Tasking: Ein Benutzer kann gleichzeitig mehrere Programme (tasks) nutzen gleichzeitig mehrere Programme (tasks) nutzen (Windows). (Windows).

Multi User Multi Tasking: Mehrere Benutzer können Multi User Multi Tasking: Mehrere Benutzer können gleichzeitig mehrere Programme nutzen (Unix).gleichzeitig mehrere Programme nutzen (Unix).

BetriebssystemfunktiBetriebssystemfunktionenonen

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Zugriff auf die Hardware.Zugriff auf die Hardware.

Virtualisierung von Hardware. Insbesondere der Virtualisierung von Hardware. Insbesondere der

Speicher des Systems wird virtualisiert und kann Speicher des Systems wird virtualisiert und kann

z.B. teilweise auf eine Festplatte ausgelagert z.B. teilweise auf eine Festplatte ausgelagert

werden.werden.

Schutz von Speicher und Peripherie vor Schutz von Speicher und Peripherie vor

unberechtigten Zugriffen und Organisation unberechtigten Zugriffen und Organisation

konkurrierender Zugriffe.konkurrierender Zugriffe.

Laden (Starten) von Programmen und Laden (Starten) von Programmen und

Zuordnung von Ressourcen (z.B. Speicher) an die Zuordnung von Ressourcen (z.B. Speicher) an die

Programme.Programme.

ProgrammartenProgrammarten

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Batchbetrieb (Stapelverarbeitung zeitgesteuert):Batchbetrieb (Stapelverarbeitung zeitgesteuert):Programme im Batchbetrieb werden auch Job Programme im Batchbetrieb werden auch Job genannt. genannt.

Beispiele: Abrechnung, DatensicherungBeispiele: Abrechnung, Datensicherung

Dialogbetrieb (online):Dialogbetrieb (online):Ein Benutzer wird vom Programm interaktiv zu Ein Benutzer wird vom Programm interaktiv zu Eingaben aufgefordert.Eingaben aufgefordert.

Beispiel: Patientenaufnahme, DatenerfassungBeispiel: Patientenaufnahme, Datenerfassung

MultitaskingMultitasking

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Ein sogenannter scheduler (Steuerprogramm) weist Ein sogenannter scheduler (Steuerprogramm) weist

allen auf Rechenzeit wartenden Programmen eine allen auf Rechenzeit wartenden Programmen eine

kurze Zeitscheibe an Rechenzeit zu. Nach Ablauf kurze Zeitscheibe an Rechenzeit zu. Nach Ablauf

dieser Zeit kommt das nächste Programm dran. Die dieser Zeit kommt das nächste Programm dran. Die

Zuweisung von Rechenzeit geschieht nach Zuweisung von Rechenzeit geschieht nach

komplizierten Algorithmen, in die auch Prioritäten komplizierten Algorithmen, in die auch Prioritäten

einfließen. einfließen.

SoftwareSoftware

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Man unterscheidet zwischen Anwendungsprogrammen, Man unterscheidet zwischen Anwendungsprogrammen,

die spezfische Aufgaben des Anwenders unterstützen, die spezfische Aufgaben des Anwenders unterstützen,

und Programmen, welche die Erstellung von und Programmen, welche die Erstellung von

Anwendungsprogrammen unterstützen (Toolkits, Anwendungsprogrammen unterstützen (Toolkits,

Compiler, Interpreter, Editoren, Masken- oder Compiler, Interpreter, Editoren, Masken- oder

Listengeneratoren) . Listengeneratoren) .

CompilerCompiler

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Algorithmen werden in von Menschen zu verstehender Algorithmen werden in von Menschen zu verstehender

Diktion niedergeschrieben. Dies ist der Sourcecode eines Diktion niedergeschrieben. Dies ist der Sourcecode eines

Programmes. Ein Compiler überprüft diesen Programmes. Ein Compiler überprüft diesen

Sourcecode auf formale Fehler und übersetzt das Sourcecode auf formale Fehler und übersetzt das

Programm dann in ladefähigen Maschinencode. Dieser Programm dann in ladefähigen Maschinencode. Dieser

kann dann vom Loader geladen werden.kann dann vom Loader geladen werden.

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X86-CPU, DOS, MASM (Assembler)X86-CPU, DOS, MASM (Assembler)

.MODEL Small .MODEL Small

.STACK 100h .STACK 100h

.DATA HW DB 'Hallo Welt!$' .DATA HW DB 'Hallo Welt!$'

.CODE start: .CODE start:

MOV AX,@data MOV AX,@data

MOV DS,AX MOV DS,AX

MOV DX, OFFSET HW MOV DX, OFFSET HW

MOV AH, 09H MOV AH, 09H

INT 21H INT 21H

MOV AH, 4Ch MOV AH, 4Ch

INT 21H INT 21H

end startend start

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PerlPerlprint "Hallo Welt!\n";print "Hallo Welt!\n";

CC#include <stdio.h>#include <stdio.h>int main(void)int main(void){{ printf("Hallo Welt!\n");printf("Hallo Welt!\n"); return 0;return 0;}}

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Unix-shell (bash)Unix-shell (bash)echo "Hallo Welt„ echo "Hallo Welt„

BasicBasic10 PRINT "Hallo Welt!“10 PRINT "Hallo Welt!“

CompilerCompiler

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Assembler:Assembler: 1:1 Darstellung der Maschinenbefehle1:1 Darstellung der Maschinenbefehle

FORTRAN:FORTRAN: Mathematisch wissenschaftliche Mathematisch wissenschaftliche

BerechnungenBerechnungen

COBOL:COBOL: Kaufmännische ProgrammeKaufmännische Programme

CC Programme unter UnixProgramme unter Unix

C++, JavaC++, Java Objektorientierte ProgrammierungObjektorientierte Programmierung

IntepreterIntepreter

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Basic:Basic: Weitverbreiteter Interpreter, der mit Weitverbreiteter Interpreter, der mit Tokens arbeitet.Tokens arbeitet.

Perl:Perl: Sehr leistungsfähiger Interpreter. Sehr leistungsfähiger Interpreter. Bevorzugt unter Unix eingesetzt.Bevorzugt unter Unix eingesetzt.

Java Script:Java Script: Interpreter, der in fast allen Browsern Interpreter, der in fast allen Browsern intergriert ist.intergriert ist.

Macro:Macro: Manche Anwenderprogramme lassen Manche Anwenderprogramme lassen sich über Makros programmieren.sich über Makros programmieren.

FehlerFehler

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BugBug

VirenViren

MacrosMacros

WürmerWürmer

Trojanisches PferdTrojanisches Pferd

BackdoorBackdoor