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Informationstechnologie

Kapitel 4: Softwarearten

ProgrammiersprachenBetriebssystemeAnwendungsprogramme• Office-Systeme• Datenbanken• Ablauforientierte Programme• ERP-Systeme• E-Learning

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0. Einführung (Vom Problem zur Maschine)

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0. Einführung (Modellierung der realen Welt)

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0. Einführung (Strukturen von Algorithmen)

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1. Programmiersprachen und Programme

Algorithmuseindeutige Beschreibung eines endlichen Verfahrens zur Lösung einer bestimmten Klasse von Probleme

Programm Folge von Befehlen, die in einer für den Computer verständlichen Sprache (Programmiersprache) formuliert sind

Programmiersprache Dient zur Formulierung von Algorithmen auf Computern

Besteht aus einer Reihe von Befehlen, deren Funktionen je nach Programmiersprache für bestimmte Anwendungsgebiete geeignet sind

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0. Programmklassifikation

Software

Systemprogramme Anwenderprogramme

Betriebs-systeme

Programmier-sprachen

Utilities

EinzelplatzMehrplatz

InterpreterCompiler

Verwaltungshilfen(PC-Tools)

Programmierhilfen

Standard-programme

Individual-programme

TextKalkulation

Grafik...

Individuell für eineBenutzergruppe

erstelltes ProgrammNetzwerk

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1. Programmiersprachen

Aufteilung in Generationen, heute nur noch nach KonzeptenGeneration meint nicht die zeitliche Entwicklung sondern inKonzepte und AnwendungenMaschinensprachenAssemberspracheProblemorientierte, höhere Programmiersprachen

Imperative Programmiersprachen: komplexe Anweisungen an den Rechner wie z.B. Kopieren von Speicherinhalten, Lesen von DateienFunktionale Programmiersprachen: im Vordergrund steht die Definition von komplexen FunktionenLogische Programmiersprachen: es werden logische Zusammenhänge betrachtet wie z.B. dass jede männliche Person, die ein Kind hat, als Vater bezeichnet wird.

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1. Programmiersprachen

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1. Programmiersprachen (Maschinensprache)

direkt vom Computer verständliche Folgen von Nullen und Einsen.

Beispiel:0001 1100 0001Folge ist als 3x4Bit zu interpretieren

Bedeutung:1. Halbbyte: Schaue in Tabelle nach Befehl 1 Addiere2. Halbbyte: Adresse 123. Halbbyte: Adresse 1Ergebnis: Addiere Inhalt der Adressen 12 und 1

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1. Programmiersprachen (Assembler 2.Generation)

Maschinenbefehle durch Abkürzungen dargestelltBeispiel:

ADD 12, 1

Addiere Inhalt Adresse 12 und Inhalt Adresse 1

Zahlendarstellung in verschiedenen Zahlensystemen1:1 - Umsetzung Assemblerbefehl in MaschinenbefehlVorteil: schnelle Ausführung der BefehleUnterprogramme möglich

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1. Programmiersprachen (Hardwarenah)

Assemblersprachen: - Lesbare Form der Maschinensprache eines Prozessors- Die ersten Betriebssysteme wurden in Assembler geschrieben- Systemtreiber und Hardware-Unterstützung wird bis heute teilweise in Assembler realisiertProgrammiersprache C:- Sprachabstraktion zur Assemblersprache- Sprachkonzepte orientieren sich an ALGOL, BCPL und B- Entworfen für die Programmierung des Systemkerns von UNIX- Zahlreiche spätere Sprachen orientieren sich an der Syntax von C

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1. Programmiersprachen (höhere)

Programmiersprache FORTRAN: - Erste tatsächlich umgesetzte höhere Programmiersprache- Bevorzugt im Einsatz für numerische Berechnungen- Optimiert für mathematische BerechnungenProgrammiersprache COBOL:- Bevorzugt im Einsatz für betriebswirtschaftliche Programme- Optimiert für die Behandlung großer DatenmengenProgrammiersprache Java:- Übersetze Programme (Bytecode) lauffähig auf verschiedenen Plattformen- Objektorientiert mit Optimierung auf Vernetzung und „Web“

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1. Programmiersprachen (höhere)

Maschinenunabhängig, problemorientiertProgrammierung entspricht dem ProblemdenkenÜbersetzer notwendig (Interpreter oder Compiler)Übersetzung jeder Anweisung in MaschinenbefehleAus 1 Anweisung werden meist n – Anweisungen in der Maschinensprache

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1. Programmiersprachen (Pascal)PASCAL –Programm: Beispiel

Berechnung einer Potenzzahl program demo(output);

VAR [PUBLIC]i,j : INTEGER;sum, lauf : INTEGER;

BEGINWRITE('Geben sie den Wert für i ein');READLN(i);WRITE('Geben sie den Wert für j ein');READLN(j);sum := 1;

FOR lauf := 1 to j DOsum := sum * i;

WRITELN('Der Wert für‘, i,‘ hoch‘ , j, `ist',sum:10);END.

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1. Programmiersprachen (Objektorientiert)

Definition objektorientierte ProgrammiersprachenObjektorientierte Programmiersprachen enthalten Sprachkonstrukte, die die objektorientierte Systementwicklung unterstützen. Ein Objekt ist hierbei ein logisch, abgeschlossener Teil eines Programms, dessen Zustand in Variablen (den so genannten Instanzvariablen) gespeichert ist. Dieser Zustand kann (ausschließlich) über spezielle Operationen des Objekts verändert werden.

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1. Programmiersprachen (Objektorientiert)

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1. Programmiersprachen (Nicht-prozedurale)

Programmierung nicht mehr ablauforientiert, sondern beschreibendAnstatt WIE nun WAS ist zu tunHauptvorteil: Produktivität steigt von 1:5 auf 1:300 d.h. aus 1 Anweisung werden 300 MaschinenbefehleProgrammiersysteme nicht-prozeduralen Programiersprachen umfassen meist eine Datenbank mit entsprechenden Abfrage- und ÄnderungsmöglichkeitenBeispielsprache: SQL: Structered Query LanguageSQL als Standard für Abfragen an Datenbanken

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1. Programmiersprachen (Nicht-prozedurale)SQL - Abfragesprache für eine Datenbank

Beispiel: (Mengen in Prädikaten)

"Finde alle Namen der Autoren mit den Verlagen Teubner und Addison-Wesley"

SELECT AUTOR-NAMEFROM BUCHWHERE VERLAG IN ('Teubner','Addison-Wesley')

Alternativ zu dieser Where-Klausel: Where Verlag = 'Teubner' OR Verlag = 'Addison-Wesley'

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1. Programmiersprachen (Expertensysteme)System um das Wissen von Experten jedem zur Verfügung zu stellenKomponenten: Wissen und Problemlösungsteil für SchlussfolgerungenBeispiel:

Problemlösungsteil:bestimmte Schlussfolgerungsregeln

Wissen: Alle Vögel fliegenDer Spatz ist ein Vogel

Frage: Kann ein Spatz fliegen ?

Antwort des Expertensystems: JA

Zusätzlich erforderlich: Erklärungskomponente

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2. Softwareklassifikation

Individual-Software • Eigenentwicklung• Auftragsprogrammierung

Systemsoftware(Systemorientierte Software)

• Betriebssysteme• Dienst-, Übersetzungs- und

Organisationsprogramme

Anwendungsneutrale (systemnahe) Software

• Datenbanken• Softwaretools

KommerzielleAnwendungssoftware

TechnischeAnwendungssoftware

Standard-Software

Anwendungs-spezifische Software

Anwendungssoftware(Problemorientierte Software)

Software

• SAP• Microsoft

• SAP-Module• ORACLE Application

• Finanz- u. Rechnungswesen• Vertrieb

• Lager- u. Materialwirtschaft• Produktionsplanungssysteme

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware Compiler)

+ Optimale Ausnutzung der jeweiligen Prozessoreigenschaften mit hoher Abarbeitungsgeschwindigkeit- Das übersetzte Programm läuft nur auf dem jeweiligen Prozessortyp- Für verschiedene Prozessortypen unterschiedliche Compiler unterschiedicher Hersteller- Programmiersprachen oft nicht plattformunabhängig definiert

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware Java Compiler)

+ Für alle Prozessortypen wird nur ein Java Compiler benötigt+ Java ist unabhängig von allen Plattformen exact definiert+ Übersetzte Java-Programmiersprache laufen ohne Neuübersetzung auf allen Plattformen- Die übersetzten Programm laufen langsamer, da sie interpretiert werden

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware Compiler)

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware VM)Bei der Verwendung einer virtuellen Maschine erfolgt während der Übersetzung nur die Erstellung eines plattformunabhängigen Byte-Code, der dann zur Ausführungszeit interpretiert wird.

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware Interpreter)

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware Betriebssystem)Programm, das die Verbindung zwischen dem Benutzer, der Software und der Hardware herstelltDie Installation eines Betriebssystems ist für die Arbeit mit einem Computer unerläßlich

Windows NT:

DOS:

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2. Softwareklassifikation (Systemsoftware Betriebssystem)

Betriebssysteme (englisch: operating system): Programme, die (zusammen mit den Eigenschaften der Rechnerhardware) die grundlegende Infrastruktur für die Ausführung von Anwendungssoftware bilden

Steuerung und Überwachung von Anwendungsprogrammen

bestehen aus vielen einzelnen, in ihrer Funktion aufeinander abgestimmten Programmen.

Betriebssysteme bestehen aus einem Betriebssystemkern (das sind Programme, die sich permanent im Arbeitsspeicher befinden) und den Dienstprogrammen

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3. Betriebssystem (Aufgaben)

Auftragsverwaltung d.h. die Verwaltung der gleichzeitig ablaufenden Programme, wobei diese zeitverzahnt oder parallel ablaufen könnenArbeitsspeicherverwaltung: Verwaltung des realen und virtuellen Arbeitsspeichers durch Programme und DatenGerätesteuerung: Steuerung angeschlossener Eingabe- / Ausgabegeräte und externer Speicher (Netzwerkkarten, Festplatte)Benutzerverwaltung: Ermächtigung verschiedener Benutzer zur Verwendung oder Teilverwendung des Rechners über BenutzerzugriffsrechteDateisystem: Organisation des Dateisystems durch Führung eines Belegungsverzeichnisses, Dateinamen und ZugriffsmethodenDienstprogramme: Hilfsprogramme zur Abwicklung häufig vorkommender, anwendungsneutraler Aufgaben bei der Benutzung des Rechners (Suchen von Dateien, Formatierung von Platten) Fehlerbehandlung

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3. Betriebssystem (Technische Daten)

8/16/32/64-Bit-BetriebssystemGrafische BenutzeroberflächeSicherheitsaspekteVerwaltbarer FestplattenspeicherVerwaltbarer ArbeitsspeicherMultitaskingMultithreadingNetzwerkfähigkeitPlug & Play

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3. Betriebssystem (Anbieter und Versionen)Betriebssystem MS-

DOS Windows 3.x

Windows 95 (98)

Windows XP

Windows NT/2000

Windows Vista

Linux

Hardware –Anforderungen (Minimum)

80386 1 MB RAM

80386 4 MB RAM

Pentium 16 (32) MB RAM

Pentium 64 MB RAM

Pentium 24 MB RAM

Pentium512 MB RAM

80386 4 MB RAM

?? – Bit Betriebssystem

16 16 32 / 16 (Teil)

32 / 64 16 (Teil)

32 32 / 64 32 / 64

Grafische Oberfläche

Nein ja ja ja ja Ja Ja, nur mit 12 MB RAM

Sicherheits-aspekte

nein nein nein ja ja Ja Ja

Verwaltbare Festplatte

2 GB 2 GB 2 GB (2 TB)

16 TB 16 TB 16 TB 16 TB

Verwaltbarer RAM

1 MB 16 MB 4 GB 4 GB/ 32 GB 16 TB virtuell

4 GB 128 GB (64 Bit)

4 GB / 1 TB

Multitasking Nein Ja ko-operativ

Ja Pre-emptiv

Ja Pre-emptiv

Ja Pre-emptiv

Ja Ja Pre-emptiv

Multithreading nein nein Ja Ja Ja Ja Ja Plug & Play Nein Nein ja ja Nein Nein ja

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3. Betriebssystem (MS-DOS)

MS-DOS = Microsoft-Disk-Operating-SystemErstes weit verbreitetes Betriebssystem für PersonalcomputerZeichenorientiert16-Bit-BetriebssystemArbeitsspeicher-verwaltung auf 640 KBbegrenztDateinamen auf acht Zeichen begrenzt

Microsoft(R) DOS Version 6.2

(C) Copyright MicrosoftCorp 1980-1993.

C:\> copy autoexec.bat a:1 Datei(en) kopiert.

C:\> cd word

C:\WORD> word

MS-DOS-Oberfläche

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3. Betriebssystem (Windows 3.x)

Grafische Betriebssystemerweiterungen für MS-DOSWYSIWYG-Technik (What You See Is What You Get)

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3. Betriebssystem (GUI)

Intuitive Benutzerführung über leicht zu deutende

Symbole und grafische Elemente

Alle Anwendungen werden in “Fenstern” dargestellt

=> Windows (engl.) = Fenster

Maus als zentrales Eingabegerät zur Befehlsausführung

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3. Betriebssystem (OO-GUI)

Alle Hard- und Software-Komponenten sind Objekte

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3. Betriebssystem (Windows 95)

32-Bit-Nachfolger für die Kombination MS-DOS/Windows 3.x Lange Dateinamen (bis zu 256 Zeichen)Arbeitsspeicherverwaltung bis zu 4 GBPreemptives MultitaskingMultithreadingPlug & PlayAbwärtskompatibel für ältere MS-DOS-Programme

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3. Betriebssystem (Windows NT)

NT = New TechnologyReines 32 - Bit-Betriebssystem für professionelle und geschwindigkeitsorientierte AnwenderNTFS (New Technology File System)Professionelle NetzwerkfähigkeitSicherheitskriterien

Anmeldename + Zugangspaßwort

Sicherheitsstandard C2 (US-Verteidigungsministerium)

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3. Betriebssystem (Windows XP)

• Weiterentwicklung auf Basis NT• herausragende Betriebssystemleistung • präemptivem Multitasking, Fehlertoleranz • Schutz des Systemspeichers.• neu gestaltete Oberfläche • Unternehmen und im anspruchsvollen Heimeinsatz • Remotedesktop, • verschlüsselndes Dateisystem, • Systemwiederherstellung• fortschrittliche Netzwerkfeatures.

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3. Betriebssystem (OS/2)

OS/2 von IBMKonnte sich aufgrund der anfänglichen Inkompatibilität zu DOS und der höheren Hardware-Anforderungen nicht durchsetzenInsbesondere unter den alten IBM-Großrechnerkunden verbreitet

Mauszeiger

Fenster

Objekt

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3. Betriebssystem (Linux und Unix)

UnixWurde mit der Programmiersprache C speziell für Rechner der mittleren Datentechnik entwickelt (sechziger Jahre)Betriebssystem für vernetzte Umgebungen

LinuxUnix-Version für Personalcomputer32-oder 64 Bit-BetriebssystemGrafische OberflächeWeiterentwicklung im Open-Source-Bereich

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3. Betriebssystem (Einsatzgebiete)

Verwendungszweck Geeignetes BetriebssystemServer Windows 2003, Windows 2000, LINUX, Unix

Internetserver FreeBSD, Windows 2003, Windows 2000, LINUX, Unix

Büroanwendungen, Office Windows XP/ Vista, Windows Me, Windows 2000, Linux

Unternehmenskritische Anwendungen

Windows XP/Vista, Windows 2000, LINUX, UNIX

Grafikanwendungen Windows XP/Vista, Windows 2000, LINUX, BeOS

Programmentwicklung Windows XP/Vista, Windows 2000, LINUX

Spiele Windows XP/Vista, Windows Me, Windows 2000, Linux

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4. Office Systeme (Standardsoftware)

Firewall

E-Mail

PräsentationWebseiten Editor

Datenbanken

Adressverwaltung

Terminverwaltung

RessourcenMS Outlook

PublishingNetzwerk

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4. Office Systeme (Klassifikation)

Office-PaketeMöglichkeiten der TextverarbeitungTabellenkalkulationDatenbankenPräsentationsprogrammePixel- und VektorgrafikenBekannte GrafikprogrammeDTP-ProgrammeMail-ProgrammeWeitere typische Standardanwendungen

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4. Office Systeme (Office-SW-Pakete)

Office-Paket = Software für BüroanwendungenStandardanwendungen (Text, Tabelle, Grafik und Datenbank) werden in einem Paket angebotenPreislich oft günstiger als der Kauf der EinzelprogrammeBekannte Office-Pakete

Microsoft OfficeOpen Office (Open Source Projekt)Lotus SmartSuiteCorel Word Perfect SuiteStarOffice von Sun Microsystems (früher StarDivision)

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4. Office Systeme (Textverarbeitung)

Zeichenhervorhebung (Zeichenformatierung)Seitengestaltung (Seitenformatierung)Kopf- und FußzeilenInhalts- und StichwortverzeichnisseFußnotenverwaltung für wissenschaftliche TexteTextbausteine für häufig wiederkehrende TextteileAbsatzgestaltung (Absatzformatierung)Grafiken einbindenSynonymwörterbuch (Alternativwörter)SerienbriefeAutomatische Silbentrennung und RechtschreibprüfungLinien und Rahmen zeichnen

4 Softwarearten 49

4. Office Systeme (Textverarbeitungsprogramme)

Word von Microsoft

WordPerfect von CorelStarWord von SUN MicrosystemsWord Pro von LotusWriter (OpenOffice)

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4. Office Systeme (Tabellenkalkulation)

Möglichkeiten einer TabellenkalkulationAufbereitung und Auswertung von Zahlenmaterial in tabellenartiger FormBei jeder Änderung in der Tabelle werden alle Formelfelder automatisch neu berechnet

Bekannte TabellenkalkulationsprogrammeExcel von MicrosoftCalc (Open Office)Quattro Pro von CorelStarCalc von SUN Microsystems1-2-3 von Lotus

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4. Office Systeme (MS Excel)

4 Softwarearten 52

4. Office Systeme (Excel)

Excel zur Berechnung von Trendentwicklungen

4 Softwarearten 53

4. Office Systeme (Datenbanken)

Möglichkeiten eines DatenbankprogrammsKarteikarteninhalte eintragen, verändern und löschenIndividuell gestaltbare Ein- und AusgabemaskenBeliebig sortierte Listen und BerichteSelektion von Daten (z.B. Umsatz > EUR 1000,-)EtikettendruckSerienbriefeAuswertungen, StatistikenAutomatisierung durch ProgrammierungZugriff von verschiedenen Benutzern auf gemeinsame Daten

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4. Office Systeme (MS Access)

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4. Office Systeme (Präsentationsprogramme)

Möglichkeiten von PräsentationsprogrammenDarstellung von Informationen für ein bestimmtes PublikumEinfache und schnelle Darstellung von Texten, Zahlen, Diagrammen und Organigrammen auf übersichtlichen FolienAusdruck oder Projektion der FolienVerwendung von Präsentationsvorlagen

Bekannte PräsentationsprogrammePowerPoint von MicrosoftImpress (Open Office)Presentations von CorelFreelance von Lotus

4 Softwarearten 56

4. Office Systeme (Powerpoint)

4 Softwarearten 57

4. Office Systeme (DTP-Programme)

Desktop-Publishing (DTP)Druckerei am SchreibtischProspekte, Berichte und Bücher drucktechnisch aufbereiten

Bekannte DTP-ProgrammePagemaker von AdobeVentura Publisher von CorelQuark XPress

4 Softwarearten 58

4. Office Systeme (Mail-Programme)

MailsystemeVersenden und Empfangen elektronischer PostFirmenintern oder weltweit

Bekannte Mail-ProgrammeOutlook von MicrosoftNotes Mail von LotusThunderbird

4 Softwarearten 59

4. Office Systeme (Grafikprogramm)

Erstellen von Bildern, Zeichnungen, ...Retuschierung, Optimierung, Verfremdung, EffekteBekannte Bildbearbeitungsprogramme (Pixelgrafik)

Photoshop von AdobePhoto-Paint von CorelPicture Publisher von MicrografxDraw (Open Office)

Bekannte VektorgrafikprogrammeCorel Draw von CorelDesigner von MicrografxFreehand von Adobe

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4. Office Systeme (Weitere Standardanwendungen)

TerminplanerGroupware (Workflow)Integrierte ProgrammeBetriebswirtschaftliche ProgrammeWissenschaftliche ProgrammeCAD - Computer Aided DesignCAM - Computer Aided Manufacturing...

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5. Datenorientierte Softwaresysteme (Datenbanken)Die Verwendung des traditionellen Ansatzes der Dateiverarbeitung begünstigt die Entwicklung von Anwendungen durch verschiedene Funktionsbereiche eines Unternehmens, die jeweils eigene Datendateien erfordern. Dies führt zu Datenredundanz und -inkonsistenzen, Inflexibilität in derVerarbeitung und einer Verschwendung von Speicherressourcen.

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5. Datenorientierte Softwaresysteme (Datenbanken)

Eine gemeinsame Datenbank für das Personalwesen kann von mehreren Benutzern und Anwendungen gemeinsam genutzt werden und ermöglicht es Informationen für verschiedene Anwendungen zentral zur Verfügung zu stellen. Das Datenbankmanagementsystem fungiert als Schnittstelle zwischen den Anwendungsprogrammen und den Daten.

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5. Datenorientierte Softwaresysteme (Datenbank)

DBMS mit Office Anbindung

Access und SQL-Server von Microsoft

StarBase von SUN MicrosystemsApproach von LotusDatenbankmodul im Open Office

Professionelle DBMS ohne Office AnbindungOracle DBMSSQL-Server von MicrosoftDB2 von IBM

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6. Ablauforientierte Softwaresysteme (Workflow)

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7. ERP Systeme (Wirtschaftsinformatik)

ERP-Systeme können die wichtigsten Geschäftsprozesse eines gesamten Unternehmensin einem einzigen Softwaresystem integrieren, das den reibungslosen unternehmensweiten Informationsaustausch ermöglicht. Diese Systeme konzentrieren sich primär auf interne Prozesse, können jedoch auch Transaktionen mit Kunden und Lieferanten umfassen.

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7. ERP Systeme (Anwendungsbereiche)

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7. ERP Systeme (SAP)

Betriebswirtschaftliche Software

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8. Wissensbasierte Systeme (eLearning)Computerunterstütztes Lernen (NBT = Network Based Training)

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Lernkontrolle

Kennen SieEigenschaften von Maschinen, Assembler und Hochsprachenprogrammen?den Unterschied von Interpreter und Compiler?Eigenschaften eines Betriebssystems?einige Kennzahlen von Betriebssystemen?wichtige Office-Anwendungen und deren Einsatzzwecke?Einsatz von DatenbankenEinsatzbereiche von ERP- Systemen