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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Verbindende Elemente - Digitalisierung (elektronisch) - Miniaturisierung - Leistungssteigerung/Preisreduktion - Vernetzung - gegenseitige Beeinflussung
4 Informations- und Kommunikationstechnologien/4.1 Überblick
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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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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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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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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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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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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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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
Folie: 4 / 4.4 / 1
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)
Folie: 4 / 4.4 / 2
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
Folie: 4 / 4.4 / 3
Vorlesung: „Informationswissenschaft – Eine Einführung“ (RAUCH)
Preisentwicklung
aus Hansen, Seite 829 4 Informations- und Kommunikationstechnologien / 4.4 Speicher
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