Transcript GRUNDLAGEN DER MEDIENTECHNIK Grundlagen der Rechentechnik

GRUNDLAGEN
DER MEDIENTECHNIK
Grundlagen
der Rechentechnik
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht
26. Oktober 1998
Inhalt der Vorlesung
Termin
Inhalt
Oktober
3
November
3
Dezember
Januar
3
2
Einführung,
Grundlagen der Rechentechnik
Digitale Bilder,
Bildbearbeitung, Internet
Web-Design, Konstruktion 2D, 3D
Rendering, CAM und RPT
Kurswoche
Kurswoche
Projektwoche
.
Vorlesungsfreie Zeit/Projektwochen/Prüfungen
22. Januar bis 31. März 1999
April
Mai
3
3
Juni
3
Text- u. Layout, Grafikdesign,
Digitale Modellierung,
Rapid Prototyping
Multimedia, Video, VR, Beleg
Kurswoche
Kurswoche
Grundlagen der Rechentechnik
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Begriffe
Historie
Funktion eines Computers
Das rechnerinterne Modell
Periphere Geräte
Software, Softwaresysteme
Designer, Künstler und Computer
1. Fachbegriffe I
Begriff
Erklärung
.
Medien
Technische Basis für die Vermittlung
(Erzeugen, Senden, Empfangen)
von Informationen
Massenmedien
Presse, Radio, TV, Film, CD
Neue Medien
Computer, Network, Video, Multimedia
Medientechnik
Entwicklung, Gestaltung, Nutzung
von Kommunikationsmitteln
Information
Nachricht, Auskunft, Belehrung, Aufklärg.
Einheit von Träger und 'Getragenem'
Rechnerunterstützung CA-Techniken (Computer aided ...
CAD, CAM, CIM
Rechnerunterstützte r ...
Entwurf, Fertigung, integrierte Produktion
1. Fachbegriffe II
Begriff
Erklärung
digital / analog
bit
Byte
in Stufen, Schritten / stufenlos, kontinuierl.
Binärziffer 0 oder 1 (Abk. v. binary digit)
1 Byte = 8 bit = 28 = 256 Kombinationen
Maßeinheit für die Speicherkapazität
digitale Halbtonbilder
digitale Strichzeichnungen
Gegenstand: digit., manipulierbar, grafisch
MS-DOS, WINDOWS, OS/2, UNIX
Bedienung ohne Schulung / Handbuch
digitales Modell des Arbeitsgegenstandes
Rechnerinternes Modell
.
Pixelgrafik
Vectorgrafik
Objekt
Betriebssysteme
intuitive Bedienung
Rechnerint. Modell
RIM (CIR)
1. Begriff ‘Medien’
 Medien
(Mehrzahl)
(1) Im Altertum: Der größtenteils gebirgige nordwestliche
Teil von Iran (Der Große Brockhaus, 1932)
(2) Vermittlungsstelle für Informationen aller Art (Nachrichten, Meinungen,
Unterhaltung). Ihre Funktion ist der Transport
von Inhalten, wobei spezifische Restriktionen des Mediums formend auf
den Inhalt wirken können. (s.u. 1991)
(3) Technische Kommunikationsmittel, die der Übermittlung,
Weiterleitung, Speicherung und Verbreitung von Informationen dienen.
(Brockhaus Enzyklopädie, 1991)
 Medium
(Einzahl)
(1) Mitte, Mittel, etwas Vermittelndes (Meyers Konvs.lexikon 1897)
(2) Vermittelndes Element (Meyers Großes Universallexikon 1983)
(3) Organisatorisch und technischer Apparat für die Vermittlung von Informationen (über Massenmedien). (s.o. 1983)
 Massenmedien
Presse, Hörfunk, Film, Fernsehen, Video, i. w. S. auch Bücher, Tonträger und
andere Informationsträger (s.o. 1991)
 Medienzentrum
Einrichtung ..., die den Benutzern (im Unterschied zu öffentl.
Büchereien) Kommunikationstechnik nicht nur zur rezeptiven, sondern auch zur
aktiven Betätigung bereitstellt (s.o. 1983).
 Meder
Volk in Medien, 3000 bis 500 v. Chr.
Kunst der Meder: Töpferei, Bronzen, Waffen, Pferdegeschirr
 mediteran
mittelländisch, mittelmeerisch
1. Begriff ‘Neue Medien’
 Medien
Technische Kommunikationsmittel, die der Übermittlung,
Weiterleitung, Speicherung, (Ver- und Bearbeitung) und
Verbreitung von Informationen dienen.
(Brockhaus Enzyklopädie, 1991)
 Massenmedien
Presse
Film
 Neue Medien
Computer
Telefon
Theater
Hörfunk
Fernsehen
Foto

Video
Network
Multimedia
2. Historie I
Jahr
Ereignis
1000 v. Chr.
17. Jahrh.
Der Abakus wird in China erfunden
Blaise Pascal: Addiermaschine, mechanisch
Wilhelm Leibniz: Masch. 4 Grundrechenarten
Walzenmaschine nach Leibniz
Josef Maria Jacquard: Steuerlochkarte
Charles Babbage: Mech. Lochkartenmaschine:
Rechenwerk, Steuereinheit, Progr.speicher
Konrad Zuse: ZUSE Z3, elektrisch (Relais)
MARK 1 in den USA
ENIAC in den USA, elektronisch (Röhren)
Einführung der v. Neumann-Struktur:
Programm in den Arbeitsspeicher: Software
Erfindung des Transistors / Trans.-Computer
bis heute ...
1804
1833
1941
1946
1947
1948 / 1955
2. Historie II
Jahr
Ereignis
50-er Jahre
1972
Miniaturisierung durch Integration
Rechen- und Steuerwerk auf einem
integrierten Schaltkreis: Der Mikroprozessor
Erster Home-Computer von Commodore
Erster 16-bit-Mikroprozessor: Intel 8086
Die BURG beginnt in der Abt. T+M mit ersten
Forschungsarbeiten zu CAD und Design
Erster 'PC' von IBM: 8-bit, 4,77 MHZ
Betriebssystem: MS-DOS 1.0
Erster Macintosh von Apple: Graf. Oberfläche
IBM-PC/AT mit Intel 80286 (heute 80686)
Erster Rechner an der BURG: MC 80.22
MS-Windows 1.0 (heute W. 95 und W. NT)
1977
1979
1981
1984
1984
1984
1987 ?
3. Funktion des Computers







Funktionsprinzip
Bestandteile eines Computers
Hardware und Software
Digitale Codierung
Pixel- und Vectorgrafik
Periphere Geräte
Der ‘Standard-PC’ im IV Quartal 1996
3. Funktionsprinzip I
3. Funktionsprinzip II
3. Funktionsprinzip III
ROM
MikroProzessor
RAM
Bus-System
Peripheres
Gerät I
Peripheres
Gerät II
Peripheres
Gerät ..n
I/O
3. Bestandteile eines Computers
Mikroprozessor
 Arbeitsspeicher: RAM
 Massenspeicher: Festplatte
 I/O-Schnittstelle
 Grafikkarte
 Soundkarte
 Netzkarte


Software / Periphere Geräte ... ?
DEMO
3. Digitale Codierung



Rechner versteht nur 0/1 ... alles ist zu codieren
Rechner arbeitet binär, versch. Codiersysteme:
dezimal, sedezimal, dual, logische Verknüpfung
Standardisierung: 1 Byte = 8 bit, ASCII-Code
binär
s.dezimal
dezimal
ASCII
00110000
00110001
00111001
01000001
01011010
01100001
00111111
30
31
39
41
5A
61
3F
48
49
57
65
90
97
63
0
1
9
A
Z
a
?
.
3. Funktionsprinzip I
3. 8-Bit-ASCII-Code
3. Pixel- und Vectorgrafik
P
A
Pixelgrafik
Vectorgrafik
Q
3. Pixel- und Vectorgrafik
Keine analoge Anzeige digitaler Objekte !
 Unterschiedliche Grafik-Codierung (Zweck)
Pixel:
Pixel, x, y, Farbwert (s/w: 0/1)
Vector: Objekt, x, y, Attribute
 Begriff ‘Objekt’
 Auflösung Monitor: z.B. VGA 640x480
 Auflösung Bild: dpi (dots per inch)
 Farbtiefe Bild: 0, 8, 16 oder 24 bit
DEMO

3. Periphere Geräte








Tastatur
Monitor
Externe Speicher
Maus
Drucker
Soundsystem
Scanner
Netz-Anschluß
4. Das rechnerinterne Modell





Das entscheidende Mittel jeder Rechneranwendung ist das rechnerinternen Modell
RIM erzeugen, manipulieren, präsentieren
Größter Vorteil der CA-Techniken ist die
extreme Manipuliermöglichkeit des RIM
Software: System zur Erzeugung RIM
Das RIM wir in einer Datei gespeichert
4. Funktionsprinzip CA-Technik
RIM
EingabeGeräte
Digitale Daten
COMPUTER
Ausgabe
Geräte
Endprodukt
4. Beispiel CA-Technik
RIM
EingabeGeräte
COMPUTER
Digitale Daten
Ausgabe
Geräte
Endprodukt
RIM
Tastatur
Text im Kopf
Pentium 166
mit WinWord
Drucker
Text auf Papier
4. Text als RIM
BURG GIEBICHENSTEIN
Hochschule für
Kunst und Design
Medienzentrum
Neuwerk 1
06 003 Halle/Saale
Staatshochbauamt
z.Hd. Frau Holfeld
Durchschlag: Herr Lanfermann
HALLE
FAX 4823 898
Halle, 19. Oktober 1996
Kleiner Nachtrag ....
Sehr geehrte Frau Holfeld,
wir denken über den Ausbau des Dachgeschosses über dem Neubau des Medienzentrums nach. Wir haben bei der Besichtigung festgestellt, daß es auch dort noch
Restleistungen gibt:


Anschluß Abluft Toiletten unvollständig
Heizung der Einläufe Dachentwässerung elektrisch nicht angeschlossen
Gleichzeitig bitte ich Sie zu überprüfen, ob Herr Kopzik seinen Schreibtisch im Raum
001 noch benötigt. Wir werden diesen Raum spätestens Ende September belegen.
Mit freundlichen Grüßen
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Albrecht
Leiter des Medienzentrums
AL / 19.10.96
Telefon/Fax (0345) 7751 900/907
Seite 1 von 1
4. Bild als RIM
DEMO
4. Modell als RIM
4. RIM: Codierte Datei
·?
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DEMO
Zusammenfassung I
Zusammenfassung:
Grundlagen der Rechentechnik I
Aspekt
Inhalt
Begriffe
Neue Medien
Information
analog/digital
CA-Techniken
CAD, CAM
Objekt : Gegenstand: digital, manipulierfähig, grafisch
Beispiel ?
Historie
Abakus, erste Rechenmaschine
1850 Jacquard-Webstuhl: Beginn der Digitaltechnik
Zuse, Beginn der elektisch-elektronischen Rechentechnik
Miniaturisierung in den 50-er Jahren
Anfang der 80-er Jahre setzt IBM den Standard für PC's
Ende der 80-er Jahre Windows
Funktion Computer
Bus-System, gesteuert von Mikroprozessor
Bestandteile: Prozessor, Arbeitsspeicher, Massenspeicher, I/O-Schnittstelle, Grafik-, Sound-, Netzkarte
Duales Codierunssystem: 1 Byte = 8 bit
Pixelgrafik:
Pixel, x, y, Farbtiefe
Vectorgrafik: Objekt, x, y, Attribute
Beispiel ?
Auflösung Pixel-Bild, Auflösung Monitor
Computer sinnlos ohne Software und o. periphere Geräte
Rechnerinternes
Modell
Das Mittel jeder Rechneranwendung ist RIM
Manipulierfähigkeit des RIM
Funktionsprinzip aller CA-Techniken: Erzeugung,
Manipulation und Präsentation des RIM. Beispiel ?
Das RIM wird in der Datei gespeichert
Das Letzte ...
vom 23.10.1997
Das Letzte ...
vom 20.10.1998
5. Periphere Geräte im Detail I

Tastatur /
Scanner

Monitor:

Ext. Speicher:

Maus / Joystick
Trommelscanner
Flachbettscanner
Diascanner
Bildröhre
Flachbildschirm
Disc, Tape, MOT,
eigene CD, Netz
DEMO
5. Schreib-Lese-Kopf
5. Staub
5. Festplatte
5. Periphere Geräte im Detail II

Drucker:

Soundsystem

Netz-Anschluß
Nadel, InkJet, Laser
Farbdruck, Plotter
16- oder 32-bit
Ausstattung
LAN: Netzkarte
WAN: ISDN, Modem
WWW: Internet
DEMO
5. Laser
5. Periphere Geräte im Detail III


CAM
Fräsmaschine
Druckmaschine
Webmaschine
Rapid Prototyping Stereolithographie
3D-Printing
Laser Sintern
Laminierung (LOM)
6. Software und -systeme






Was ist Software ? DEMO
Begriff Softwaresystem
Programmiersprachen
Professionelle Programmierung: CASE
Wozu ein Betriebssystem ? DEMO
Marktanteile: Zahlen
Anwendersoftware
6. Software: Beispiel
10
20
..
..
..
..
..
30
..
40
..
..
50
100
CLEAR
LET X=INP
PRINT
LET Y=INP
PRINT
LET Z=INP
PRINT
IF X=3 AND Y=66 AND Z=999
PRINT
PRINT 'ZAHLENCODE ERKANNT'
GOTO 100
DOEND
GOTO 10
END
10
20
Nein
Ja
30
50
40
100
Zitiert aus: Albrecht, Basic für Designer (1985) Seite 72
6. Softwaresysteme
Anwendersoftware
Applikationen
Programmiersprachen
Betriebssysteme
Binärcode
6. Programmiersprachen
Generation
.
Name
Beispiel
1.
Maschinensprache
binäre Sprachen
2.
Assemblersprache
3.
4.
Höhere
Programmiersprache
Internet
Makrosprache
5.
KI-Sprache
Motorola 68000
Intel 80486
BASIC
PASCAL
C++
YAVA
Open-access
Visual ... Basic
Lisp
Prolog
6. Betriebssysteme
Personal Computer
Workstations
Supercomputer
MS-DOS
Windows, OS/2, Mac
Windows NT
UNIX
Betriebssysteme
6. CAD-Betriebssysteme 1993
6. CAD-Betriebssysteme 1995
6. Anwendersoftware 1998
Textverarbeitung
TEXT
WinWord, WordPerferct, Office-Pakete
 Grafikdesign
SCHRIFT + BILD
CorelDraw, Freehand, Illustrator
 Bildbearbeitung
BILD
Photoshop, Photostyler, PhotoImpact
 Konstruktion
MODELL
AutoCAD, 3D-Studio Max, ALIAS

6. Software im PC-Atelier
IV/1998
Betriebssystem Windows NT 4.0
 Winword 97, PageMaker 6.5
 CorelDraw 8.0, PhotoShop 5.0, Illustrator 7
 AutoCAD R13
 Netscape Communicator, Internet Explorer 4
 Eudora Light 3.0
 Dreamweaver, Netscape Composer

6. Preise Prozessoren
September 1997
6. Preise Prozessoren
Oktober 1997
6. Preise
PCSysteme
10/96
6. Preise
Basismodell
10/98
6. Der Standard-PC im IV/1996
Hardware
Prozessor
RAM
HD
Grafik
Sound
I/O-Schnittstelle
Diskette
CD-ROM
Sonstiges
Intel Pentium, 166 MHZ,
PCI-Bus, 256 KB Pipeline Burst Cache
32 MB RAM
1,6 GB Festplatte
64-bit Grafikkarte, 2MB
16-bit Stereo-Soundkarte
2 seriell, 2 parallel
3,5"-Diskettenlaufwerk
8-Speed-CD-ROM-Laufwerk
Maus, Tastatur
Preis: ca. 2.500 DM
Software
Betriebssystem
Office-Paket
Utilities
Internet-Browser
Windows 95
MS-Office, MS-Works, Exel, oder Lotus Smartsuite
div.
Netscape, Internet Explorer
Preis: incl. Hardware
Peripherie
Monitor
Drucker
Modem
Soundsystem
17 Zoll, SONY 17 sf II
1550,HP Laserjet 5 L,
900,Sportster Fax-Modem Vi 28.8 299,Stereo, Aktivboxen 120 W
69,- Preis: ca. 2.800 DM
6. Der Standard-PC im IV/1997
Hardware
Prozessor
RAM
HD
Grafik
Sound
Diskette
ZIP-Laufwerk
CD-ROM
Sonstiges
Intel Pentium, 200 MHZ,
PCI-Bus,512 KB Pipeline Burst Cache
32 MB RAM
4,3 GB Festplatte
64-bit Grafikkarte, 4MB
32-bit Stereo-Soundkarte
3,5"-Diskettenlaufwerk
Iomega 100 MB
16-Speed-CD-ROM-Laufwerk
Maus, Tastatur
Preis: ca. 2.500 DM
Software
Betriebssystem
Office-Paket
Utilities
Internet-Browser
Windows 95
MS-Office, MS-Works, Exel, oder Lotus Smartsuite
div.
Netscape, Internet Explorer
Preis: incl. Hardware
Peripherie
Monitor
Drucker
Modem
Soundsystem
17 Zoll
Laserdrucker 600 dpi
Fax-Modem
Stereo, Aktivboxen
1300,550,100,70,- Preis: ca. 2.000 DM
6. Der Standard-PC im IV/1998
Hardware
Prozessor
RAM
HD
Grafik
Sound
Diskette
ZIP-Laufwerk
CD-ROM
Sonstiges
Intel Pentium II, 300 MHZ,
100 MHz-Bus, 512 KB Cache
64 MB RAM
6,4 GB Festplatte
AGP Grafikkarte, 8MB
Stereo-Soundkarte
3,5"-Diskettenlaufwerk
Iomega 100 MB
32-Speed-CD-ROM-Laufwerk
Maus, Tastatur
Preis: ca. 2.000 DM
Software
Betriebssystem
Office-Paket
Utilities
Internet-Browser
Windows 98
MS-Office, MS-Works, Exel, oder Lotus Smartsuite
div.
Netscape, Internet Explorer
Preis: incl. Hardware
Peripherie
Monitor
Drucker
Modem
Soundsystem
17 Zoll
Laserdrucker 600 dpi
Fax-Modem
Stereo, Aktivboxen
900,500,100,70,- Preis: ca. 1.500 DM
6. Literatur Hard- und Software

Bücher: Jede Menge !

CD-ROM: Jede Menge !

Wirklich wichtig: Bücher für Software !!
7. Rechner und Design
Bereich
PC
Verwaltung / Büro

Datenbanken

Kommunikation

Textverarbeitung

Desk-Top-Publishing

Grafikdesign



CAM

CIM
Multimedia


Animation

Virtuelle Realität
Messen, Steuern, Regeln
KI und Expertensysteme
Simulation
SC

Bildverarbeitung
CAD
WS



7. Rechner und Design




In allen Bereichen: Textverarbeitung,
Datenbanken, Kommunikation
Besondere Designgegenstände sind:
Text, Schrift, Bild und 3D-Modell
Gibt es eine Spezifik der
CA-Techniken im Design?
Es gibt keine kreativen Computer !!
Zusammenfassung II
Zusammenfassung:
Grundlagen der Rechentechnik II
Aspekt
Inhalt
Periphere
Geräte
Eingabe:
Tastatur, Maus, Scanner
Ausgabe:
Monitor, Drucker, Externe Speichermedien
CAM:
Fräsmaschine, Webmaschine
Rapid Prototyping: Physisches Modell
Beispiel periphere Geräte?
Software
Was heißt Software?
Was ist Anwendersoftware ?
Anwendersoftware: Weit weg vom Rechnerkern
Programmiersprachen: BASIC, C++, Prolog
YAVA die Programmiersprache im Internet
Wozu braucht man ein Betriebssystem ?
Rechner
und Design
Typische Gegenstände im Design:
>> Text, Schrift, Bild, Modell
Für die Bearbeitung wird Software benötigt
Beispiel ?
Beispiel ?
Beispiel ?
Beispiel ?
Das Letzte:
MicroSoft contra Netscape
Das Letzte
vom 27.10.1998