4. Informations- und Kommunikationstechnologien

Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH) 4. Informations- und Kommunikationstechnologien 4.1 Überblick 4.2 Beispiel: Internet ...
Author: Julian Thomas
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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

4. Informations- und Kommunikationstechnologien 4.1 Überblick 4.2 Beispiel: Internet 4.3 Beispiel: Mobiltelefonie 4.4 Beispiel: Speicher

4 Informations- und Kommunikationstechnologien

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

4.1

Überblick Technologische Basis ist ein Technologiemix aus: - Computer (= Datenverarbeitung): Zuse – von Neumann – Kurzweil1 – Morawetz2 – Joy3 - Telefon (= Nachrichtentechnik) Telefon – Telegraphie – Funk - Schreibmaschine (= Bürotechnik) Schreibmaschine – Fotokopierer – Telefax - Unterhaltungstechnik (= AV Medien) Schallplatte – Video – Fernsehen – Foto - Positionierungssysteme (= GPS)

1 Ray KURZWEIL: „HOMO S@PIENS – Leben im 21. Jahrhundert – Was bleibt vom Menschen?“ Kiepenheuer & Witsch, Köln, 1999. 2 Hans MORAWETZ: „Computer übernehmen die Macht – Vom Siegeszug der künstlichen Intelligenz“. Hoffmann und Campe, Hamburg, 1999. 3 Bill JOY: „Why the future doesn´t need us“. In: wired. April 2000. http://www.wired.com/archive/8.04/joy_pr.html. 4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Verbindende Elemente - Digitalisierung (elektronisch) - Miniaturisierung - Leistungssteigerung/Preisreduktion - Vernetzung - gegenseitige Beeinflussung

4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Moor´sches Gesetz: Rechnerleistung verdoppelt sich alle 18 Monate (=Vertausendfachung in 15 Jahren) (in letzter Zeit sogar 12 Monate) Gilders Law: Übertragungskapazität der Netze wächst jährlich um Faktor 3 (Vertausendfachung nach 6 Jahren) Halbwertszeit des Wissens in der Informationswissenschaft ca. 2 Jahre (Wissen wird obsolet, Literatur nicht mehr benützt) 4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Problem 1:

Unterschiedliche Halbwertszeiten und Innovationszyklen

Beispiel:

Betriebliche Datenverarbeitung

Hardware ~ 3-5 Jahre 1. Zyklus

2. Zyklus

3. Zyklus

Anwendersoftware ~ 6 Jahre

Betriebssysteme ~ 15 Jahre

Architektur und Schnittstellen ~ 20 Jahre

t 2

4 6 8 10 „Lebensdauer“ in Jahren

12

14

16

18

4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

20

22

24

26

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Problem 2:

„Angebot schafft Nachfrage“ Anforderungen wachsen mit den Möglichkeiten.

Beispiel:

Einfluß des Aufgabentyps auf den Medienreichtum: Beispiel:

Entscheidungsaufgabe mit konkreter Lösung Präferenzentscheidungen

Datenübermittlungskapazität

Beste Fahrtstrecke

Kreativitätsaufgaben Verhandlungen aufgrund kongitiver Konflikte Verhandlungen aufgrund von Zielkonfklikten

Kürzeste Fahrtstrecke

Mögliche Fahrtziele Medienreichtum

Bestes Kongreßziel Bestes Urlaubsziel

nach: Otto Petrovic: „Der Einfluß von Multimedia auf die Wahl der Kommunikationsart im Unternehmen“. In: J. Schiestl, H. Schelle (Hrsg.) (1996): Reihe Softwaretechnik 5, Groupware – Software für die Teamarbeit der Zukunft, Tectum Verlag, Marburg, 1996. 4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Problem für die Vorlesung: Sehr unterschiedliches Vorwissen. Daher für dieses Kapitel Buchempfehlung: Basiswissen (vollinhaltlich Prüfungsstoff): Gernot WERSIG: „Informations- und Kommunikationstechnologien: Eine Einführung in Geschichte, Grundlagen und Zusammenhänge“. UVK Medien. Konstanz 2000. ISBN 3-89669-276-3. Vertiefendes Wissen: Hans Robert HANSEN, Gustaf NEUMANN: „Wirtschaftsinformatik I – Grundlagen betrieblicher Informationsverarbeitung“. 8. Auflage. Verlag Lucius & Lucius. Stuttgart 2001. ISBN 3-8252-0802-8. UTB 802. (beide Bücher sind in der UB Lehrbuchsammlung erhältlich.) 4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

3 vertiefende Beispiele: -

Internet

-

Mobiltelefonie

-

Speicher

Ergänzungen, Vertiefungen und Fragen im -

Konversatorium

-

Fragestunden am Ende der Vorlesung

4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick

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4.2 Beispiel: Internet (Bsp. für Paketvermittlung/Protokolle/Datenkommunikation) Weltweit größtes Datennetz („Netz der Netze“) 1969 1973 1982

ARPA (Advanced Research Project Agency) des USVerteidigungsministeriums verbindet 4 Universitäten mit Datenleitungen Europa hat ARPA-NET-Zugang TCP/IP Einführung: Protokoll: TCP/IP (transmission control protocol/Internet protocol):

ISO/OSI Referenzmodell Schicht 1

Ebene Physikalische Ebene

Erläuterung Übertragungstechnische Hilfsmittel (Kabel, Modulation)

TCP/IP Kabel, Funk

2

Verbindungs-Ebene

fasst Folgen von bits zu Paketen zusammen

IEEE 822 ARP

3

Netzwerk-Ebene

Suche des optimalen Wegs, Routing der Nachricht

Internet-Schicht IP

4

Transport-Ebene

Verbindung Sender-Empfänger (end-to-end)

TCP

5

Sitzungs-Ebene

Logische Verbindung zwischen zwei Anwenderprozessen, Aufbau - Transfer – Abbruch Anwendungsspezifische Formattransformationen

6

Präsentations-Ebene

7

Anwendungs-Ebene

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

HTTP FTP usw.

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

1986 1991 1994 2000

NSFNET (National Science Foundation) übernimmt 1990 das ARPA-Net Hypertext beim CERN entwickelt (WWW) Erste Virus im Netz Über 50 Millionen Rechner über 300 Millionen Nutzer Internet aus der Steckdose

(aus: HANSEN, Seite 1179) 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Internet:

Vor allem in den USA

Asien Europa

Kanada und USA

Kanada u. USA 87 Mio. Mittlerer Osten 750.000 Europa 33,25 Mio. Asien/Pazifischer Raum 22 Mio. Südamerika 450.000 Afrika 800.000

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Die Internetnutzung in Österreich (Österreicher ab 14 Jahre; in Prozent)

53 50

40

40 P r o 30 z e 20 n t 10

47

46

34

20

1998

31

28

27

1997

38

1999 2000

19

19 12

2001

11 6

0 Internet-Zugang

Internet-Nutzer

Intensive-Nutzer

Quelle: AIM-Austrian Internet Monitor: www.integral.co.at 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Internet Nutzung nach Zielgruppen (Österreicher ab 14 Jahre; 3. Quartal 2001)

in % 60

54 46

50

38

40 30 20 10 0 Total

Männer

Frauen

in % 100 80

81

70

60

59

56

40 20

25

19

50-59 J.

60 J. plus

0 14-19 J.

20-29 J.

30-39 J.

40-49 J.

Quelle: AIM-Austrian Internet Monitor: www.integral.co.at 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Probleme: - Lost in Hyperspace - zu viel „Mist“ - zu langsame Diffusion neuer Ideen - Rechtliche Probleme: - „Domain Streit“ Graz 2003 - Wer haftet für Verweise? - Zahlungsverkehr

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Internet Zukunft: Mehrere Entwicklungsansätze. Beispiel: Internet 2: Ziel:

Konsortium von 180 Universitäten und 60 Unternehmen - Forschungsnetzwerk mit höchster Qualität - neue Anwendungen - schnellere Verbreitung neuer Konzepte

(www.internet2.edu) NGI (Next Generation Internet): US-Bundes-Initiative für ein neues Internet (www.ngi.gov) 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.2 Beispiel Internet

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

4.3 Beispiel: Mobiltelefonie (Beispiel für Verbindung von Systemen: Computer + Nachrichtentechnik + Positionierungssysteme) Funkkontakt für jedermann: Warum erst jetzt? Problem: Elektromagnetisches Spektrum nicht vermehrbar: (daher Lizenzen sehr teuer – vlg. UMTSVersteigerungen, in Deutschland pro Lizenz auf 20 Jahre: 8,5 Milliarden EURO)

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH) Wellenlänge in Metern 6

10

4

Netzfrequenzen Tonfrequenzen Wechselströme

10

2

10

0

Langwellen Mittelwellen Kurzwellen Ultrakurzwellen

10

-2

Satelliten Mikrowellen

10

-4

10

-6

10

-8

10

-10

10

-12

10

Frequenz in Hertz

Infrarotstrahlung

Sichtbares Licht Ultraviolettstrahlung Weiche Röntgenstrahlung

3 . 10

3 10 (Kilohertz) 4 3 . 10 6 3 . 10 (Megahertz)

3 . 10

3 . 10 3 . 10 3 . 10 3 . 10 3 . 10

Radioaktive Gammastrahlung 3 . 10

10

-16

10

8

9 . 10 (Gigahertz) 10 3 . 10

Harte Röntgenstrahlung

-14

2

3 . 10

12 14 16 18 20 22 24

Sekundäre Höhenstrahlung Das elektromagnetische Spektrum

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Gliederung der Funknetze: Funknetze

Radio

Lokale Funknetze

Satellitenbasierte Funknetze

Zellulare Mobilfunknetze

INTELSAT ASTRA

LW MW KW UKW Amateurfunk AnalogNetze

Schnurloses Fernsprechen

Wireless LAN

C-Netz

GSMNetze

UMTSNetze

D-Netz HSCSD GPRS

Bsp. B

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

Bsp. A

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Beispiel A: Nachrichtensatelliten und Satellitengestützte Mobilkommunikation

(aus: HANSEN, Seite 1254) weltweite Abdeckung GEO: Geostationär (geostationary earth orbit): 3 – 4 Satelliten MEO: mittlere Flughöhe (medium earth orbit): 10 – 15 Satelliten LEO: Niedrige Flughöhe (low earth orbit): 40 – 60 Satelliten 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Anwendungen der Satellitengestützten Funknetze: - Satellitensysteme - INTELSAT / EUTELSAT / ASTRA (1964: 20 GEO) / (1977: 30 GEO) / (1988: 12 GEO) Fernsehen, Telefon, Video-Konferenzen (Bodenstationen z.B. in Aflenz) - Navigationssystem (Fuhrparkleitung in Speditionen: Fahrt- und Standzeiten – Position – Ladung – Alarm Diebstahlmeldung) 3 GPS-Systeme (Global Positioning System): NAVSTAR (US-Militär, 27 Satelliten) GLONASS GALILEO (Europäisch, 30 Satelliten, 2008 in Betrieb)

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

- Satellitenkommunikation für Mobilfunk z.B. IRIDIUM: 66 LEO Satelliten (780 km) und damit direkt mit Handy erreichbar. Über Roaming-Verträge mit GSM verbunden. Kostenpunkt: 4,4 Milliarden EURO 1998 gestartet, 2000 Konkurs, 2001 Konkursmasse aufgekauft (seit Sommer 2001 in Betrieb) - Vorteil der Satellitenkommunikation: begrenzte Abstrahlbereiche ermöglichen Mehrfachnutzung von Frequenzen. Das ist letztlich auch die Idee der Zellsysteme (= cellular network) im Mobilfunkstandard GSM

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Beispiel B: Idee:

GSM-Netze (GSM: Global System for Mobile Communications) Verbindung von kleinräumigem Funk und Computer

GSM-Zellen: 100m bis 40 km Radius stationär

Frequenz wiederverwendbar Empfänger ist mobil: Roaming bewirkt den nahtlosen Übergang von Zelle zu Zelle. 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Struktur eines GSM-Netzes

(aus: HANSEN, Seite 1245) - 1987 gegründet, als digitaler Nachfolger des analogen C-Netzes - personen- (nicht geräte-) bezogene Nummernzuordnung (SIM-Card: subscriber-identity-module) - Leitungsvermittlung (= während des Gesprächs fest zugeordnete Frequenz; nicht etwa Paketvermittlung wie beim Internet) - 2 Frequenzbereiche (900 und 1800 Megahertz). 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

- Verbreitung in Österreich: 1974: 1984:

B-Netz (Autotelefon) C-Netz: für 50 000 Teilnehmer ausgebaut, Geräte 18 kg, 50.000 Schilling 1986: ca. 20 000 Teilnehmer 1990: D-Netz: für 100 000 Teilnehmer 1992: ca. 10 000 Teilnehmer 1993: E-Netz: = GSM Mitte 2000: 5 Millionen Teilnehmer (60 % Verbreitung) Weltweit 330 Millionen Teilnehmer (davon 215 Millionen in Europa) 2001: geschätzte Zahlen: Österreich 6,5 Millionen Teilnehmer (80 % Verbreitung) Weltweit 450 Millionen GSM (60 % Marktanteil) insgesamt ca. 700 – 800 Millionen Nutzer von Mobiltelefonie (allmähliche Marktsättigung) Quellen: FESSEL-GfK, Gartner Dataquest EMC. 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Österreich im internationalen Vergleich: Mobilfunk - Nutzung in Europa Marktdurchdringung Mobilfunk in %, Stand Dezember 2000 75,4

Schweden Österreich

74,5

Italien

73,3

Finnland

72,8 68,1

Großbritannien Niederlande

68

Dänemark

66,3

Schweiz

63,2

Spanien

61,3

Deutschland

58,5

Belgien

55,2

Frankreich

50,2 0

10

20

30

40

50

60

70

80

(aus: Die Presse, 21. Februar 2001, Seite 21) 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie Folie: 4 / 4.3 / 10

Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Aber: Wer hat in Österreich (Stand 2000) noch nie mit einem Handy telefoniert.......... 26 % mit Bankomatkarte bezahlt............ 47 % im Internet gesurft.......................... 63 % e-mail versendet............................. 67 % (aus: Die Presse, 31.1.2001) Weltweit hat jeder dritte Mensch noch nie telefoniert! (Quelle: „Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) im Dienste der Entwicklung“ EG, 23.1.2002)

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.3 Beispiel Mobiltelefonie Folie: 4 / 4.3 / 11

Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

4.4 Beispiel: Speicher (Beispiel für „Angebot schafft Nachfrage“) Speichermedien und Speicherformen siehe WERSIG, Kapitel 2 und HANSEN, Kapitel 8 Vorbemerkung: Maßeinheiten K = Kilo = Tausend = 103 ~ 210 =

1 024

M = Mega = Million = 106 ~ 220 =

1 048 576

G = Giga = Milliarde = 109 ~ 230 =

1 073 741 824

T = Tera = Billion = 1012 ~ 240 = 1 099 511 627 776

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.4 Speicher

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Wieviel Speicherplatz braucht: Zeichen (Byte)

Schreibmaschinenseite

1 Seite A4 mit Text/Daten ......................... 2 K

1

1 Seite A4 mit Graphik..............................40 K

20

1 Seite A4 mit Farbgraphik .....................200 K

100

1 Seite A4 hochauflösende Farbgraphik .....1 M

500

1 Buch (Th.Mann: Buddenbrooks) ...........1,6 M

800

1 Seite A4 Farbbild ...............................15 M 1 Lexikon (Brockhaus, Meyer).................150 M

4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.4 Speicher

7 500 20 000 (Druckseiten)

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Kapazität einiger Speichermedien Zeichen bzw. Bit

Papier

Mikroelektronische Technik

Mensch

14 10 13 10

12

10 Bibliothek 1Million Bücher 12 ca. 2 . 10 Zeichen

Gehirn 15 – 10 Zeichen

SDLT-Bänder * Optische Speicher

10 10

15bändiges Lexikon 8 ca. 1 . 10 Zeichen Ordner (500 Seiten) 6 ca. 1 . 10 Zeichen

CD-ROM Magnetplatte

Standarddiskette

5 10

Chip (ca. 3 . 105 Bit) 3 10

A4-Seite 2000-6000 Zeichen

* SDLT: Super-Digital Linear-Tape = Metallbeschichtete Halbzollbänder. Bis zu 1 TB 12 (= 10 ) Kapazität aber Zugriffszeit 25 Sekunden

Magnetstreifen 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.4 Speicher

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Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)

Preisentwicklung

aus Hansen, Seite 829 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.4 Speicher

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