AINF - Stoffzusammenfassung (PDF)

**AINF** 1. ***[Arduino:]*** - **Was ist ein Arduino**: Ein Arduino ist ein Microcontroller, eine einfache CPU - Was kann man damit steuern: - Elektronik (wie Lichter, Motoren, Sensoren und mehr) - Damit kann man Elektronik steuern und Programmieren - **W**as braucht man...

**AINF** 1. ***[Arduino:]*** - **Was ist ein Arduino**: Ein Arduino ist ein Microcontroller, eine einfache CPU - Was kann man damit steuern: - Elektronik (wie Lichter, Motoren, Sensoren und mehr) - Damit kann man Elektronik steuern und Programmieren - **W**as braucht man, damit ein Lämpchen leuchtet: - Stromquelle - Kabel - Arduino - Widerstand - Lämpchen - Wie bringt man es zum Leuchten: - Man schließt das Lämpchen an den Arduino an, programmiert den Mikrocontroller, damit er Strom an das Lämpchen sendet, und es leuchtet. 2. ***[Binärsystem:]*** - Das **Binärsystem** besteht nur aus den Werten 0 und 1 (binär kommt von bi = 2). Mit einer Stelle kann man damit nur von 0 bis 1 zählen, mit 2 Stellen von 0 bis 3 zählen und mit 4 Stellen kann man von 0 bis 15 zählen. Computer arbeiten mit dem Binärsystem, es fließt Strom oder kein Strom - Ein **Bit** ist die kleinste Einheit des Binärsystems und kann die Werte 0 oder 1 annehmen - Ein **Byte** ist, wenn man acht Binärstellen verwendet, dann kann man 256 verschiedene Werte darstellen, nämlich von 0 bis 255 - - **[1 Bit -\> 2 Möglichkeiten]** - 2 Bit -\> 4 Möglichkeiten - 3 Bit -\> 8 Möglichkeiten - 4 Bit -\> 16 Möglichkeiten - 5 Bit -\> 32 Möglichkeiten - **[8 Bit -\> 256 Möglichkeiten]** - **[1 Byte sind 8 Bit]** - Binär= Zahl ~2~ - Dezimal= Zahl ~10~ **2^8^** **2^7^** **2^6^** **2^5^** **2^4^** **2^3^** **2^2^** **2^1^** **2^0^** ---- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- **256** **128** **64** **32** **16** **8** **4** **2** **1** A) 1 0 0 1 1 0 1 1 - A)10011011~2~= 128+16+8+4+2+1= 155~10~ ***[\ ]*** 3. ***[Robotic:]*** - Applications: - Employed in numerous fields - Used in many fields, including industry and medicine - Assist in surgeries or patient rehabilition - Used for harvesting or plant care - Find them also in space exploration - Benefits: - Offers many advantages - Do tasks quickly and efficient - Improve safety by handling dangerous jobs - Can work constantly without needing breaks - Nenne 3 Vorteile von Robotic in der Industrie: - **Erhöhte Effizienz**: Roboter arbeiten schneller und rund um die Uhr. - **Bessere Qualität**: Hohe Präzision und weniger Fehler. - **Mehr Sicherheit**: Gefährliche Aufgaben werden von Robotern übernommen. 4. ***[GPU]*** - Vergleich CPU vs. GPU wo ist was besser: - **CPU**: Best for sequential tasks and general-purpose computing. - **GPU**: Optimized for parallel tasks, such as rendering graphics and AI computations. - GPU in Anwendungsfällen (AI & Gaming) - **GPU use nowadays** - Gaming and Graphics (3D, ray tracing) - Artificial Intelligence - Video and Image Processing - Cryptocurrency mining - Autonomous Systems - **GPU and AI** - Training AI Models - Inference Tasks - Parallel Processing ***[\ ]*** 5. ***[Motherboard:]*** - Nutzen (Verbindung der Teile): - Verbindet alle wichtigen Komponenten eines Computers, wie Prozessor, RAM, Speichergeräte, Erweiterungskarten, ermöglicht Kommunikation. - Versorgt die Komponenten mit Strom - Erweiterungs Möglichkeiten - Key components: - **Prozessor (CPU)**: Zentrale Recheneinheit des Computers. - **Arbeitsspeicher (RAM)**: Temporärer Speicher für Daten und Programme. - **Chipsatz**: Steuert die Kommunikation zwischen CPU, RAM und anderen Komponenten. - **Erweiterungssteckplätze**: Für Grafikkarten, Netzwerkkarten etc. - **Speicheranschlüsse**: Für Festplatten, SSDs und optische Laufwerke. - **Stromanschlüsse**: Versorgen das Motherboard mit Energie. - The CPU socket is where the processor is installed. It provides a stable connection, which is crucial for the CPU to perform efficiently. - The chipset is like the motherboard's brain, controlling how data flows between the CPU, memory, and storage. - RAM slots connect the memory modules to the motherboard, allowing the CPU to access data quickly for better performance. - Expansion slots, like PCIe slots, let you install extra hardware, such as a graphics card for gaming or a sound card for better audio quality. - Storage interfaces like SATA and M.2 ports connect your hard drives and SSDs, enabling fast data storage and retrieval. - Input/output ports, such as USB, Ethernet, and HDMI, allow you to connect peripherals and external devices like monitors, keyboards, and mice, speaker. 6. ***[Cloud:]*** - Service Modelle - **IaaS** (Infrastructure as a Service): Virtuelle Maschinen, Speicher. - **PaaS** (Platform as a Service): Entwicklungsplattformen. - **SaaS** (Software as a Service): Anwendungen wie Google Docs, Microsoft 365. ***[\ ]*** 7. ***[RAM:]*** - Volatil: - Volatility: Data in RAM is lost when the computer is turned off (Disadvantage) - Anwendungs- und Belastungsszenario: - RAM wird für temporäre Daten verwendet, die vom Prozessor schnell abgerufen werden müssen, z. B. für laufende Programme und Prozesse. Bei intensiven Anwendungen wie Videobearbeitung oder Gaming ist eine hohe RAM-Kapazität entscheidend - Was passiert, wenn RAM voll: - Der Computer wird langsamer, da Daten auf die Festplatte (z. B. auf eine langsame Swap-Datei) ausgelagert werden müssen, was die Leistung beeinträchtigt. 8. ***[Cryptocurrency:]*** - How does Crypto Currency work: - **Transaction**: Digital coins are sent from one wallet to another. - **Verification**: The network of miners verifies transactions using a process called mining. - **Validation**: Verified transactions are added to the blockchain. - Arbeitsweise Kapitel 2: - Bei einer **Transaktion** wird eine Cryptowährung von einem Wallet zum anderen gesendet. Mit Mining wird dieser Vorgang überprüft. - Die Blockchain sorgt für eine transparente und fälschungssichere Aufzeichnung jeder Transaktion. - Die Miner spielen dabei eine zentrale Rolle bei der Validierung und Sicherstellung der Integrität des Systems. - **Important Terms** - **Cryptocurrency**: A digital currency using encryption to regulate its operations. - **Blockchain**: A decentralized ledger of transactions. - **Mining**: The process of validating and adding transactions to the blockchain. ***[\ ]*** 9. ***[Monitor, Speakers, Projector, Camera, Microphone:]*** - Beamer/ Projector: - LCP (Liquid Crystal Panel): - Ein Projektor, der Flüssigkristalle verwendet, um Licht durchzulassen und Bilder zu erzeugen. - DLP (Digital Light Processing): - Ein Projektor, der mikroskopisch kleine Spiegel auf einem Chip nutzt, um Licht zu reflektieren und so Bilder zu projizieren. - Wie wirkt sich das Licht auf die Auflösung aus: - Helles Licht allein verbessert nicht direkt die Auflösung eines Projektors, aber eine hohe Lichtstärke (gemessen in Lumen) hilft, dass das Bild auch bei Umgebungslicht klar und sichtbar bleibt. - Eine höhere Auflösung sorgt für ein schärferes Bild, aber bei schwachem Licht kann das Bild unscharf wirken, selbst bei hoher Auflösung. - Ein guter Beamer braucht eine Kombination aus hoher Lichtstärke und hoher Auflösung. (viele Licht-Pixel) 10. ***[Cybersecurity:]*** - Wie Funktioniert eine Firewall - Eine Firewall überwacht und kontrolliert den Datenverkehr zwischen einem Computer und dem Internet. Sie blockiert unerwünschte Verbindungen und lässt nur autorisierte durch. - **Paketfilterung**: Prüft Datenpakete und entscheidet, ob sie zugelassen werden. - **Stateful Inspection**: Beurteilt den gesamten Kontext der Verbindung. - **Proxy**: Vermittelt den Zugriff und schützt vor direktem Kontakt. - Ziel ist, das Netzwerk vor Angriffen und unbefugtem Zugriff zu schützen.