Computerprogramme (Software)

• Computerprogramme werden im Hauptspeicher in nacheinander folgenden Speicherzellen abgelegt:

AG1-7: Speicherzellenbelegung

• Sie werden in einem konstanten Takt nacheinander in die CPU (= Central Processing Unit) geschoben und abgearbeitet. Die sinnvolle Abfolge bestimmt der Programmierer.

 Daten(typen)

• Datentypen werden je nach Zweck in unterschiedlichen Formaten im Hauptspeicher abgelegt.
• Das jeweilige Programm bestimmt das Format bzw. den Datentyp.

1. INTEGER-Datentypen

a) Byte = Integer ´ 1 = 8 Bit

Wertebereich: 0 ... 255

-127...127 (Vorzeichen!)

oder: 0000 0000 ... 1111 1111

         0000 0000 ... 1111 1111

b) Wort = Integer ´ 2 = 16 Bit = 2 Byte

Wertebereich: 0 ... 65535

-32767 ... 32767 (Vorzeichen!)

oder: 0000 0000 0000 0000 ... 1111 1111 1111 1111

         0000 0000 0000 0000 ... 1111 1111 1111 1111

c) Doppelwort = Integer ´ 4 = 32 Bit = 4 Byte

Wertebereich: -2 ´ 10¹⁰ ... 2 ´ 10¹⁰

2. REAL-Datentypen (Gleitkommazahlen)

d) Real ´ 4 = 32 Bit = 4 Byte

± Zahl zwischen 1 ... 2 ´ 2^-127...127

Wertebereich: -3,4 ´ 10^-38 ... 3,4 ´ 10³⁸

Genauigkeit: 7 Stellen z.B.: 12,6723462... ab hier ungenau

e) Real ´ 8 = 64 Bit = 8 Byte

Wertebereich: -1,7 ´ 10^-308 ... 1,7 ´ 10³⁰⁸

Genauigkeit: 15 Stellen

f) Real ´ 10 (long double) = 10 Byte = 80 Bit

Wertebereich: -1,2 ´ 10^-4932 ... 1,2 ´ 10⁴⁹³²

Genauigkeit: 17 Stellen

Je kleiner die Zahl ist, desto schneller wird sie verarbeitet (im allgemeinen):

INTEGER x 1 < INTEGER x 2 < INTEGER x 4 < REAL x 4 < REAL x 8 < REAL x 10

Plattenspeicher

• Die Daten werden auf einer rotierenden Platte gespeichert; ein beweglicher Arm (wie beim Plattenspieler, aber ohne Rillen) greift die Magnetisierung ab bzw. schreibt sie:

             

    AA1-1: Schreib-Lesevorgang                AB1-1: Festplatte (Innenansicht)

• Viel langsamer als Hauptspeicher, aber Direktzugriffsmöglichkeit
• Viel größere Kapazität als Hauptspeicher
• Auf der Platte werden Daten und Programme in der Form von Files gespeichert (file = (Ordner)Akte). Ein File ist eine abgeschlossene Dateneinheit mit einer Struktur, einer Größe und einem Namen.

Beispiel 1:

Größe: 2.723 MByte

AG1-8: Struktur

Beispiel 2:

ein Textfile: Name: VORLES.TXT

Größe: 232 KByte

Struktur:

• Die Buchstaben sind dabei als ASCII-Zeichen gespeichert:
• 1 ASCII-Zeichen = 1 Byte
• Jedem ASCII-Zeichen entspricht ein Zahlenwert zwischen 0 ... 255:

z.B. A = 65, B = 66, 0 = 48, _ = 32

• Es gibt sichtbare (z.B. A) und unsichtbare ASCII-Zeichen. Unsichtbare ASCII-Zeichen werfen oft als Steuerzeichen benutzt:

z.B. 13 = carriage return (zurück zum Zeilenanfang)

       10 = line feed (eine Zeile weiterschieben)

• Files werden auf der Platte nach Verzeichnissen (Directories) und Unterverzeichnissen (Sub-Directories) hierarchisch geordnet.
• Der Massenspeicher besteht aus einem auswechselbaren, permanent beschreibbarem Medium:

  Magnetband (Spulen, Kassetten, Videobänder)
  CD-ROM

Magnetbänder sind sequentielle Speichermedien, da das gesamte Band bis zu den gesuchten Daten durchsucht bzw. gespult werden muß à lange Zugriffszeit (Minuten) auf die Daten, durch die Austauschbarkeit des Mediums unbegrenzte Speicherkapazität.

• Fernerkundungsdaten werden i.d.R. auf Magnetbändern ausgeliefert:

1. 1600 bpi (bit per inch) Schreibdichte: Kapazität ca. 45 MByte
2. 6250 bpi Schreibdichte: Kapazität ca. 180 MByte

neu auch auf CD-ROM (SPOT): Kapazität ca. 590 MByte oder auf Exabyte (Video 8): Kapazität ca. 2 bis 5 GByte

Betriebssystem

Das Betriebssystem ist das grundlegende Programm zum Steuern des Rechners. Es werden gemanagt:

1. Speicherzugriffe
2. Plattenzugriffe
3. Tastatur-Maus-Eingaben
4. Grundlegende Bildschirmausgaben
5. Starten und Beenden von Benutzerprogrammen

Betriebssysteme werden vom Computerproduzenten bzw. großen Softwarefirmen geliefert:

• DOS    WINDOWS    WINDOWS-NT
• UNIX    XENIX    SINIX    AIX
• VMS
• MVS
• EXEC
• RSX11M    RT11    ...