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Die angewandte Informatik hilft u. a. bei der Entwicklung<br />

von Informatiksystemen, die bestimmte Anwendungsfälle<br />

– Textverarbeitung, Grafikbearbeitung, Tabellenkalkulation,<br />

Datenauswertung, Präsentation oder Informationsrecherche<br />

– abdecken sollen.


120 Angewandte Informatik<br />

WYSIWYG ist die Abkürzung<br />

für „what<br />

you see is what you<br />

get“ (Was du siehst,<br />

ist das, was du bekommen<br />

wirst.)<br />

HTML ist die Abkürzung<br />

für „hypertext<br />

markup language“.<br />

HTML ist die<br />

Dokumentenbeschreibungssprache,<br />

die sich im Internet<br />

durchgesetzt hat.<br />

2.1 Textverarbeitung<br />

Unter Textverarbeitung versteht man die computerunterstützte Erstellung,<br />

Bearbeitung und Speicherung von Texten.<br />

Mit der Erhöhung der Speicherkapazität und der Entwicklung grafischer<br />

Benutzeroberflächen wurden zusätzliche Funktionen (z. B. Einbindung<br />

von Grafiken und weiterer multimedialer Objekte; Querverweise zwischen<br />

Textteilen eines Dokuments und zu anderen Dokumenten) in Textverarbeitungsprogramme<br />

integriert.<br />

2.1.1 Aufbau und Funktion von Textverarbeitungsprogrammen<br />

Stapel- und dialogorientierte Textverarbeitungsprogramme<br />

Beschreibung<br />

Vergleich<br />

(Vor- und<br />

Nachteile)<br />

stapelorientierte<br />

Programme<br />

Bei der Texterstellung werden<br />

mithilfe von Sonderzeichen<br />

Formatierungsbefehle<br />

eingegeben, die z. B. die<br />

Schriftgröße, den Schriftstil<br />

oder die Zeilenlänge<br />

festlegen. Das endgültige<br />

Aussehen des Dokuments<br />

kann man entweder am<br />

Ausdruck erkennen oder es<br />

wird ein Formatierungsprogramm<br />

aufgerufen, welches<br />

die Formatierungsbefehle<br />

interpretiert und den<br />

formatierten Text auf dem<br />

Monitor ausgibt.<br />

• geringer Speicherbedarf<br />

• nutzerunfreundlich<br />

(Formatierungsfehler<br />

werden nicht sofort<br />

erkannt; der Bearbeiter<br />

muss sich eine Unmenge<br />

von Tastenkombinationen<br />

zur Formatierung merken)<br />

Beispiele HTML, Formatierungsprogramm<br />

ist der Browser<br />

LaT E X (an Hochschulen weit<br />

verbreitet)<br />

dialogorientierte<br />

Programme<br />

Der Nutzer steht mit dem<br />

Programm in ständiger<br />

Verbindung. Texte werden<br />

im Dialog mit dem<br />

Computer eingegeben<br />

und korrigiert. Formatiert<br />

wird mithilfe der Maus<br />

über Menüs, Icons und<br />

Werkzeugleisten.<br />

Das Dokument, welches<br />

teilweise auf dem<br />

Bildschirm zu sehen ist,<br />

entspricht in seiner Form<br />

der gedruckten Version<br />

(WYSIWYG).<br />

• hoher Speicherbedarf<br />

• nutzerfreundlich<br />

(alle Formatierungen<br />

sofort ersichtlich;<br />

Formatierungen über<br />

aussagekräftige Icons<br />

und Menüfolgen;<br />

Tastenkombinationen<br />

zur schnelleren Formatierung<br />

sind möglich)<br />

Microsoft Word;<br />

WordPad (Standard-Zubehör<br />

unter Microsoft<br />

Windows)


Oberfläche dialogorientierter Textverarbeitungsprogramme<br />

Nachdem man beispielsweise auf das Symbol des entsprechenden Textverarbeitungsprogramms<br />

einen Doppelklick ausgeführt hat, erscheint<br />

ein Fenster mit der Oberfläche des Programms. Meist wird auch sofort<br />

ein leeres Dokument, also eine Textdatei, in die noch nichts geschrieben<br />

wurde, geöffnet.<br />

Im folgenden Bild ist die Oberfläche eines Textverarbeitungsprogramms<br />

dargestellt.<br />

A Titelleiste mit dem Namen des aktuellen Dokuments sowie Schaltern<br />

zum Minimieren, Maximieren oder Schließen des Textverarbeitungsprogramms<br />

B Menüleiste mit Pull-Down-Menüs<br />

C Standard-Symbolleiste (QuickAccess-Leiste) mit Symbolen für häufig<br />

verwendete Befehle<br />

D Format-Symbolleiste mit Symbolen zur schnellen Formatierung des<br />

Textes<br />

E Zeilenlineal mit Einstellmöglichkeiten für Rand, Einzüge, Tabstopps,<br />

Spaltenbreiten z. B. in Tabellen<br />

F Arbeitsfeld zur Eingabe des Textes<br />

G Statuszeile mit Informationen zum Dokument bzw. zu einem gewählten<br />

Befehl (von links nach rechts: Nummer der aktuellen Seite;<br />

Abschnittsnummer; Seitennummer / Gesamtseitenzahl; Position der<br />

Einfügemarke in Zentimeter vom oberen Blattrand und bez. der Zeilen<br />

und der Zeichen in der Zeile; Anzeigen für den Tastaturstatus)<br />

H Bildlaufleisten zum Verschieben des sichtbaren Bildausschnitts<br />

K Einfügemarke (senkrechter Strich)<br />

Textverarbeitung 121<br />

Profesionelle<br />

Textverarbeitungsprogramme<br />

sind<br />

Word von der<br />

Firma Microsoft und<br />

StarWriter von Sun<br />

Microsystems.<br />

A<br />

B<br />

C<br />

D<br />

E<br />

F<br />

H<br />

K<br />

H<br />

G


122 Angewandte Informatik<br />

In Desktop-Publishing-Programmen<br />

ist meist eine<br />

Leerzeichenkontrolle<br />

vorhanden,<br />

die man aktivieren<br />

kann. Es wird dann<br />

automatisch nur ein<br />

Leerzeichen gesetzt.<br />

Die Speicherung<br />

sollte auch während<br />

der Dokumentbearbeitung<br />

in regelmäßigen<br />

Abständen<br />

erfolgen, damit bei<br />

einem „Rechnerabsturz“<br />

möglichst wenig<br />

Arbeit verloren<br />

geht.<br />

Funktion von Textverarbeitungsprogrammen<br />

Man arbeitet mit Textverarbeitungsprogrammen am Computer weitaus<br />

effektiver als mit herkömmlichen Verfahren (handschriftliche Dokumente,<br />

Schreibmaschine) – auch durch folgende Möglichkeiten:<br />

• Nutzung vorhandener Texte (ähnliche Briefe, Textbausteine);<br />

• gleichzeitiges Arbeiten mit mehreren Texten;<br />

• schnelle und einfache Fehlerkorrektur;<br />

• problemloses Kopieren;<br />

• erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten (viele Schriftarten und -größen,<br />

Spalten, Rahmen, Tabellen, ...);<br />

• integrierte Trenn- und Rechtschreibhilfe;<br />

• Synonymwörterbuch;<br />

• einfaches Erstellen von Rundschreiben (Serienbriefe, Etiketten);<br />

• Übermitteln von Texten auf große Entfernungen (Netzwerke).<br />

Dokumente neu schreiben und bearbeiten<br />

Nach dem Starten des Textverarbeitungsprogramms kann sofort mit der<br />

Texteingabe begonnen werden, sofern alle Einstellungen in Ordnung<br />

sind. Standardmäßig wird ein einspaltiges DIN-A4-Dokument geöffnet.<br />

Die Einfügemarke (der Cursor), der kleine blinkende Strich, kennzeichnet<br />

die Stelle, an der der nächste Buchstabe eingesetzt wird. Die Position der<br />

Einfügemarke lässt sich mit den Tasten auf dem Bewegungsblock der Tastatur<br />

oder mit der Maus innerhalb des vorhandenen Textes verändern.<br />

Folgende Hinweise sollten beim Schreiben immer beachtet werden:<br />

• Ein Textverarbeitungsprogramm ist keine Schreibmaschine: Zeilenumbrüche<br />

erfolgen automatisch. Nur wenn man einen Absatz beenden<br />

oder eine Leerzeile einfügen will, drückt man auf die -Taste.<br />

• Man sollte nicht mehr als ein Leerzeichen hintereinander setzen. Die<br />

Textausrichtung erfolgt durch Tabulatoren.<br />

• Beim Schreiben unterscheidet man Einfügemodus und Überschreibmodus:<br />

Im Einfügemodus werden an der Position der Einfügemarke Zeichen<br />

zwischen den schon vorhandenen Text eingefügt.<br />

Im Überschreibmodus werden bei der Eingabe die nachfolgenden Zeichen<br />

gelöscht („überschrieben“).<br />

Standardmäßig sollte man den Einfügemodus verwenden. Ein schneller<br />

Wechsel zwischen Überschreib- und Einfügemodus ist in den meisten<br />

Textverarbeitungsprogrammen mit der -Taste möglich.<br />

• Sobald man mit dem Schreiben des Textes begonnen hat, sollte man<br />

dem Dokument einen Namen geben und es speichern. Den Befehl<br />

„Speichern unter…“ findet man immer ganz links in der Menüleiste<br />

im Menü „Datei“. Ist ein Name vergeben, kann die Speicherung mit<br />

Menü „Datei“ g Befehl „Speichern“ oder einem Klick auf den entsprechenden<br />

Schalter in der Standard-Symbolleiste ( ) erfolgen.<br />

• Das Bearbeiten von Texten wird erleichtert durch die Nutzung solcher<br />

Methoden wie Kopieren, Verschieben und Löschen. Bevor ein Textteil<br />

gelöscht, verschoben oder kopiert werden kann, muss er markiert werden.


2.1.2 Objekte in der Textverarbeitung und ihre Attribute<br />

Grundlegende Objekte in einem Textdokument<br />

Für den Computer ist ein Textdokument eine Datenstruktur (File), eine<br />

Sammlung von Zeichenfolgen, die Strukturierungszeichen (z. B. Zeilenendezeichen)<br />

enthält. Auch im Textdokument selbst lassen sich bestimmte<br />

„Datenstrukturen“ (Objekte) erkennen: Zeichen setzen sich zu Wörtern<br />

zusammen, Wörter zu Sätzen oder Zeilen, diese wiederum zu Absätzen.<br />

In den meisten Textverarbeitungsprogrammen können auch Tabellen erzeugt<br />

werden.<br />

Bei der Textverarbeitung unterscheidet man drei grundlegende<br />

Klassen: DOKUMENT, ABSATZ und ZEICHEN.<br />

Ein Dokumnet enthält Absätze. Ein Absatz enthält Zeichen.<br />

1 0..*<br />

Die zugehörigen Attribute heißen in der Textverarbeitung auch Formate.<br />

WYSIWYG-Textverarbeitungsprogramme stellen unterschiedliche Möglichkeiten<br />

der Zuweisung von Attributwerten (Formatierung) bereit:<br />

• Menü: Im Menü „Format“ findet man die Befehle „Zeichen“ (auch<br />

„Schriftart und Schriftstil“) und „Absatz“.<br />

• QuickAccess-Leiste: Die Symbolleiste (QuickAccess-Leiste, Formatierungsleiste)<br />

der Textverarbeitung stellt Mausbenutzern Abkürzungsverfahren<br />

für Schriftarten, Schriftgröße und Schriftstile sowie für Absatzformatierungen<br />

zur Verfügung.<br />

• Tastenkombinationen: Auch mit Tastenkombinationen kann man das<br />

Erscheinungsbild von markiertem Text in einem Dokument ändern.<br />

Die Klasse ZEICHEN und ihre Attribute<br />

Zeichen werden folgendermaßen erzeugt:<br />

• Zeichen, die auf der Tastatur dargestellt sind, erhält man durch Drücken<br />

der entsprechenden Taste.<br />

• Sonderzeichen, die nicht auf der Tastatur dargestellt sind, erzeugt<br />

man durch<br />

+ .<br />

• Steuerzeichen wie „bedingter Trennstrich“, „geschützter Trennstrich“,<br />

„geschützter Wortzwischenraum“ erhält man oft durch Menüs.<br />

Sonderzeichen unter Word einfügen:<br />

– Menü „Einfügen“ g Befehl „Symbol...“<br />

– Registerkarte „Sonderzeichen“<br />

– entsprechendes Zeichen auswählen<br />

– Schalter „Einfügen“<br />

(In der Registerkarte „Sonderzeichen“ ist auch der Schalter „Tastenkombination“<br />

für die jeweils einzufügenden Zeichen zu finden.)<br />

Textverarbeitung 123<br />

Text, der formatiert<br />

werden soll, ist<br />

vorher immer zu<br />

markieren.<br />

ANSI-Zeichensatz<br />

b S. 25, 26


124 Angewandte Informatik<br />

Man sollte immer<br />

erst den gesamten<br />

Text schreiben,<br />

bevor bestimmten<br />

Textteilen (Wörter,<br />

Überschriften, ...)<br />

Zeichenformatierungen<br />

zugewiesen<br />

werden.<br />

Bevor Zeichen<br />

formatiert werden<br />

können, müssen sie<br />

markiert werden.<br />

Besonders einfach<br />

gelingt dies mit der<br />

Maus:<br />

– Cursor an den<br />

Beginn des zu<br />

markierenden<br />

Textteiles setzen<br />

(Klicken)<br />

– den zu markie-<br />

renden Textteil<br />

mit gedrückter<br />

linker Maustaste<br />

überstreichen<br />

(Ziehen)<br />

– Maus loslassen<br />

Für Schriftgrößen<br />

verwendet man zwei<br />

Maßeinheiten, den<br />

Punkt und die Pica.<br />

Ein Punkt entspricht<br />

0,376 mm<br />

(in den USA:<br />

1 Point = 0,351 mm).<br />

Eine Pica entspricht<br />

zwölf Points.<br />

Versalien sind die<br />

Großbuchstaben.<br />

Folgende Formatierungen für Zeichen sind möglich:<br />

• Schriftart<br />

• Schriftgröße<br />

• Schriftstil<br />

(Schriftschnitt)<br />

• Effekte<br />

(Farbe,<br />

Schattierung,<br />

Relief usw.)<br />

Eine Schriftart besteht im Allgemeinen aus allen Zeichen des Alphabets,<br />

jeweils als Groß- und Kleinbuchstaben sowie Ziffern, Interpunktions-<br />

und Sonderzeichen. Alle Zeichen haben das gleiche<br />

Design (die gleiche Gestalt).<br />

Oft gibt es für alle diese Elemente noch jeweils eine Ausführung in Kursivschrift<br />

und Fettschrift (b Schriftstil).<br />

Der Haupttext dieses Buches ist in Frutiger, einer serifenlosen, proportionalen<br />

Schriftart geschrieben.<br />

Mit Schriftgröße wird die senkrechte Ausdehnung der Zeichen ausgedrückt,<br />

also die Entfernung von der Unterkante eines Buchstabens<br />

mit Unterlänge wie g oder q bis zur Oberkante eines Buchstabens<br />

mit Oberlänge wie t oder h.<br />

Die Schriftgröße 12 (pt, Points) wird in den meisten Textverarbeitungsprogrammen<br />

standardmäßig vorgegeben. Dies ist die Größe der Typen<br />

auf einer Schreibmaschine.<br />

Man unterscheidet i. Allg. folgende Schriftstile (Schriftschnitte): Regular<br />

(Normal); Bold (fett); Italic (kursiv, d. h. geneigt); unterstrichen;<br />

Kapitälchen (etwas kleinere Versalien, b Bild oben); hochgestellt;<br />

tiefgestellt; unterschnitten (Verringerung des Buchstabenabstandes).


Die Klasse ABSATZ und ihre Attribute<br />

Ein Absatz bildet eine gedankliche Einheit. Folgende technische Hinweise<br />

sind beachtenswert:<br />

• Ein Absatzende wird durch erzeugt.<br />

Dabei wird der Absatz durch das folgende Zeichen markiert: ¶<br />

Der gesamte Text, der vor diesem Zeichen bis zum nächsten ¶ steht,<br />

gehört zum Absatz.<br />

• Innerhalb eines Absatzes erfolgt ein automatischer Zeilenumbruch.<br />

Man kann einen Zeilenumbruch („weiche Zeilenschaltung“) mit<br />

+ erzwingen.<br />

Eine weiche Zeilenschaltung kann man an dem Zeichen , manchmal<br />

auch an erkennen.<br />

• Dieses Modell hilft bei der Arbeit: Alle Formatierungen (Eigenschaften)<br />

des Absatzes sind in der Absatzendemarke gespeichert. Durch das Löschen<br />

von ¶ können sie verloren gehen. Auch kann die Absatzendemarke<br />

mit + c in die Zwischenablage kopiert und die Absatzeigenschaften<br />

können mit + v auf andere Absätze übertragen<br />

werden.<br />

Folgende Formatierungen für Absätze sind möglich:<br />

• Ausrichtung<br />

• Einzüge<br />

• Zeilenabstand<br />

und Abstand<br />

vor und nach<br />

dem Absatz<br />

• tabellarische<br />

Gestaltung<br />

durch<br />

Tabulatoren<br />

und<br />

Tabstopps<br />

• Effekte<br />

(Rahmen,<br />

Umbruch,<br />

...)<br />

Bei der Ausrichtung von Absätzen zu den Seitenrändern unterscheidet<br />

man: linksbündig, zentriert, rechtsbündig und Blocksatz.<br />

Man kann folgende Absatzeinzüge unterscheiden: linker Einzug,<br />

rechter Einzug, Erstzeileneinzug, negativer Erstzeileneinzug (hängender<br />

Einzug) sowie auch Kombinationen dieser Möglichkeiten.<br />

Textverarbeitung 125<br />

Sonderzeichen zur<br />

Darstellung von<br />

Absatzendemarken,<br />

weichen Zeilenschaltungen,<br />

Tabulatoren<br />

und Leerzeichen<br />

sollten auf dem<br />

Bildschirm immer zu<br />

sehen sein. Ist dies<br />

nicht der Fall, kann<br />

man deren Ansicht<br />

z. B. unter Word<br />

durch Klicken auf<br />

den Schalter in<br />

der QuickAccess-<br />

Leiste (Symbolleiste<br />

Standard) erreichen.<br />

Diese Sonderzeichen<br />

werden nicht mitgedruckt,<br />

sie sind nur<br />

auf dem Bildschirm<br />

zu sehen.<br />

Zum Formatieren<br />

muss der Absatz<br />

markiert sein.<br />

Will man einen Absatz<br />

markieren, wird<br />

der Cursor irgendwo<br />

in den Absatz<br />

gesetzt.<br />

Mehrere Absätze<br />

muss man mit gedrückter<br />

Maustaste<br />

überstreichen.<br />

Negative Erstzeileneinzüge<br />

helfen bei<br />

Aufzählungen und<br />

Gliederungen.


126 Angewandte Informatik<br />

Der Ausdruck<br />

„Durchschuss“<br />

stammt aus der Zeit,<br />

als man dünne Metallstreifen<br />

aus Blei<br />

zwischen die Zeilen<br />

der Schriftzeichen<br />

zur Vergrößerung<br />

der Zeilenabstände<br />

einsetzte.<br />

Der Begriff Tabulator(Kolonnensteller)<br />

ist von der<br />

Schreibmaschine<br />

übernommen worden.<br />

Auch dort gibt<br />

es eine Einrichtung<br />

zum sprunghaften<br />

Bewegen und Anhalten<br />

des Wagens,<br />

um Textkolonnen<br />

untereinander zu<br />

schreiben.<br />

Zum Setzen von<br />

Tabstopps gibt es natürlich<br />

auch Menüs:<br />

Menü „Format“ g<br />

Befehl „Absatz...“<br />

Füllzeichen sind<br />

insbesondere dann<br />

sinnvoll, wenn<br />

Gliederungen oder<br />

Inhaltsverzeichnisse<br />

gestaltet werden<br />

sollen, in denen die<br />

Textelemente so<br />

weit auseinanderliegen,<br />

dass eine eindeutige<br />

Zuordnung<br />

nicht möglich ist.<br />

Der Zeilenabstand (Durchschuss) richtet sich nach der Standard-Zeichengröße<br />

im Absatz.<br />

Der Abstand vor bzw. nach einem Absatz wird ebenfalls in Punkten<br />

(pt) oder Zeilen (z. B. 0,5 ze) angegeben. In das entsprechende<br />

Textfeld können aber auch Zentimeterangaben eingegeben werden<br />

(z. B. 0,25 cm).<br />

Beträgt die Größe der Standardschrift 8 pt, so wird in Textverarbeitungsprogrammen<br />

der Zeilenabstand automatisch mit 10 pt festgelegt<br />

und mit „Einzeilig“ oder „Einfach“ bezeichnet. Er kann aber<br />

auch genau auf ein bestimmtes Maß eingestellt werden (1,5 Zeilen<br />

oder 15 pt usw.).<br />

Für eine tabellarische Übersicht (z. B. ein nach DIN-Norm geschriebener<br />

zweispaltiger Lebenslauf) werden mit der Tabulatortaste < |> Steuerzeichen<br />

– Tabulatoren – in den Text eingefügt. Es muss allerdings festgelegt<br />

werden, wie weit jeweils ein Tabulator (ein solcher Schritt) reicht.<br />

Hierzu benutzt man Tabstopps.<br />

Der Tabstopp ist ein Absatzattribut zum Ausrichten von Text in tabellarischer<br />

Form. Mit dem Tabstopp wird die Position angegeben,<br />

bis wohin ein Sprung mit der Tabulatortaste erfolgen soll.<br />

Man unterscheidet vier Arten von Tabstopps:<br />

• Linksbündig Der Text steht nach dem Tabstopp.<br />

• Zentriert Der Text wird am Tabstopp mittig ausgerichtet.<br />

• Rechtsbündig Der Text steht vor dem Tabstopp.<br />

• Dezimal Der Text (z. B. eine Dezimalzahl) ist am Komma<br />

ausgerichtet.<br />

Tabstopps lassen sich am einfachsten über das Zeichenlineal setzen:<br />

– Es werden die Absätze markiert, denen ein Tabstopp zugewiesen werden<br />

soll.<br />

– Danach wird auf den linken Rand des Zeilenlineals solange geklickt,<br />

bis die gewünschte Tabstoppart angezeigt wird.<br />

– Es wird auf die Stelle im Lineal geklickt, an der ein Tabstopp gesetzt<br />

werden soll.<br />

Zeilenlineal von Word:<br />

linksbündig zentriert rechtsbündig dezimal: 2,456kg<br />

Die Tabstopps können jederzeit verschoben werden, indem man sie mit<br />

der Maus „anfasst“ und an die gewünschte Position zieht. Tabstopps<br />

werden gelöscht, indem man sie aus dem Zeilenlineal „herauszieht“.<br />

Tabstopps kann man Füllzeichen zuweisen. Diese werden immer automatisch<br />

vor den Tabstopp eingesetzt.


Die Klasse Dokument und ihre Attribute<br />

Ein Textdokument wird beim Drucken in Seiten eingeteilt. Dass man<br />

diese Seiten schon am Bildschirm sehen kann, liegt an der Software,<br />

die zum Drucker gehört, dem Druckertreiber.<br />

Für Attribute wie<br />

• Seitenlänge und -breite,<br />

• Seitenränder, Kopf- und Fußzeilenränder, Seitennummerierung,<br />

• Spaltenanzahl<br />

existieren in Textverarbeitungsprogrammen Standardvorgaben<br />

(Voreinstellungen), die man verändern kann.<br />

Folgende Seitenformatierungen sind im Allgemeinen möglich:<br />

Seitenrand oben<br />

Kopfzeilenabstand<br />

zum Seitenrand<br />

Textverarbeitung 127<br />

Einen Seitenwechsel<br />

erkennt man auf<br />

dem Bildschirm im<br />

Allgemeinen an<br />

einer gepunkteten<br />

Linie:<br />

................................<br />

Einen erzwungenen<br />

Seitenumbruch<br />

(manuellen SeitenSeitenumbruch) erreicht<br />

man meist mit<br />

+ <br />

oder über Menüs.<br />

Abschnittswechsel<br />

(Bereichswechsel, hier Wechsel von<br />

einspaltig zu zweispaltig)<br />

Fußzeilenabstand<br />

zum Seitenrand<br />

Seitenrand innen Fußnote<br />

Seitenrand außen<br />

Seitenrand unten Bundsteg<br />

(liegt im Textfeld)<br />

(zusätzlich zu berücksichtigender<br />

Rand, wenn die Seiten als Buch<br />

gebunden werden sollen)


128 Angewandte Informatik<br />

Die Abschnittswechsel,<br />

die einen<br />

mehrspaltigen Abschnitt<br />

von anderen<br />

Abschnitten trennen,<br />

werden von Word<br />

automatisch eingefügt.<br />

In professionellen<br />

Desktop-Publishing-<br />

Programmen wie<br />

FrameMaker oder<br />

InDesign lassen sich<br />

weitere Eigenschaften<br />

für Tabellen<br />

festlegen: Abstand<br />

vor und nach einer<br />

Tabelle, Tabellentitel,<br />

Standardränder<br />

für Zellen, ...<br />

2.1.3 Publikation und Präsentation<br />

Möglichkeiten der Seitenformatierung zur Gestaltung von Dokumenten<br />

Für die Publikation längerer Dokumente sind neben der Festlegung der<br />

Seitengröße und der Seitenränder folgende Möglichkeiten von Bedeutung:<br />

Spalten und Tabellen, Kopf- und Fußzeilen sowie Fußnoten.<br />

In den meisten Textverarbeitungsprogrammen kann man ein Dokument<br />

in Bereiche oder Abschnitte untergliedern. Diese sind nicht mit der Struktur<br />

„Seite“ identisch, sondern können sich auf das gesamte Dokument,<br />

mehrere Seiten oder auch nur Teile von Seiten beziehen. So können unterschiedliche<br />

Seitenränder festgelegt werden, oder es kann z.B. auf einer<br />

Seite sowohl zwei- als auch dreispaltiger Text erzeugt werden.<br />

Abschnitte und Seiten sind im Normalfall einspaltig angelegt. Es ist meist<br />

möglich, mehrere Spalten festzulegen.<br />

Spalten einrichten unter Word:<br />

– Menü „Format“ g Befehl „Spalten…“<br />

– Einfache Spaltenformatierungen sind auch über den Schalter<br />

in der Standard-Symbolleiste möglich.<br />

Text kann auch mittels Tabellen in Spalten angeordnet werden. Tabellen<br />

sind nicht nur mit Tabulatoren und Tabstopps erzeugbar (b S. 126), sondern<br />

sie können auch als gesonderte Objekte eingefügt werden.<br />

In Tabellen lassen sich Informationen nebeneinander (in Spalten)<br />

und untereinander (in Zeilen, Reihen) anordnen. Tabellen bestehen<br />

aus Zellen, die durch die Zeilen und Spalten erzeugt werden. In jeder<br />

einzelnen Zelle sind alle Zeichen- und Absatzformatierungen<br />

möglich. Die erste (obere) Zeile und / oder die erste (linke) Spalte<br />

einer Tabelle heißt Tabellenkopf und dient zum Eintragen von Spalten-<br />

bzw. Zeilenüberschriften.<br />

Die Informationen bleiben stets übersichtlich angeordnet, auch wenn<br />

durch die Eingabe von viel Text die Zeilen innerhalb einer Zelle umgebrochen<br />

werden. Tabellen eignen sich auch zum Anordnen von Text und<br />

Grafik, die Linien der Tabelle können nämlich ausgeblendet werden,<br />

ohne dass das Tabellengerüst „zusammenfällt“.<br />

Zum Einfügen und Vorformatieren von Tabellen existiert meist ein gesonderter<br />

Menüpunkt (Menü „Tabelle“ g Befehl „Tabelle einfügen…“)<br />

und ein Schalter in der Standard-Symbolleiste ( ).<br />

Folgende Formatierungen kann man für Tabellen vornehmen:<br />

• Anzahl der Zeilen und der Spalten;<br />

• Zeilenhöhe, Spaltenbreite, auch die Breite einzelner Zellen;<br />

• Ausrichtung der Tabelle zum Seitenrand (rechtsbündig, linksbündig,<br />

zentriert, rechter oder linker Einzug);<br />

• Rahmen und Hintergrundschattierung von Zellen.


Kopfzeilen und Fußzeilen sind Bereiche im oberen bzw. unteren Seitenrand,<br />

in denen gleiche Textelemente für das gesamte Dokument<br />

auftreten. Solche Textelemente können sein:<br />

• Wiederholungen von Überschriften,<br />

• Seitennummer,<br />

• Datum und Uhrzeit der Dokumenterstellung,<br />

• Firmeninformationen wie Anschriften und Bankverbindungen.<br />

Der Inhalt der Kopf- und Fußzeilen wird nur einmal geschrieben. Die<br />

Kopf- und Fußzeilen für gerade (linke) bzw. ungerade (rechte) Seiten<br />

oder für die erste Seite eines Dokuments können gesondert definiert<br />

werden.<br />

Kopf- bzw. Fußzeilen erstellen unter Word:<br />

– Eine günstige Dokumentansicht für das Erstellen von Kopf- und<br />

Fußzeilen lässt sich mit Menü „Ansicht“ g Befehl „Seiten-Layout“<br />

erreichen.<br />

– Menü „Ansicht“ g Befehl „Kopf- und Fußzeile“<br />

Es erscheinen<br />

• ein Bearbeitungskasten zum Schreiben der Kopfzeile und<br />

• eine neue Symbolleiste:<br />

Seitenzahlen<br />

einfügen und formatieren<br />

Datum<br />

und Uhrzeit<br />

einfügen<br />

– Aus dem Kopf- oder Fußzeilenkasten kommt man über den Schalter<br />

„Schließen“ oder mit einem Doppelklick in den normalen Text.<br />

In wissenschaftlichen Texten werden oft Fußnotenzeichen an Begriffe<br />

oder Zitate angefügt. Die entsprechenden Erläuterungen<br />

bzw. Quellenangaben werden am Ende der Seite als Fußnoten oder<br />

am Ende des Textes (Endnoten) angefügt.<br />

Textverarbeitungsprogramme reservieren automatisch den entsprechenden<br />

Platz für den Fußnotentext und richten den Text auf jeder<br />

Seite so ein, dass sich das Fußnotenzeichen und der Fußnotentext<br />

auf der gleichen Seite befinden.<br />

Fußnoten erstellen unter Word:<br />

– Cursor an die Stelle setzen, wo das Fußnotenzeichen erscheinen soll<br />

– Menü „Einfügen“ g „Fußnote...“ (Formatierungen vornehmen)<br />

– Schalter „OK“ (Fußnotenzeichen wird eingesetzt und auf der Seite<br />

unten wiederholt)<br />

– Fußnotentext eingeben<br />

(Durch einen Doppelklick auf das Fußnotenzeichen vor dem Fußnotentext<br />

gelangt man in den „normalen“ Text zurück.)<br />

Textverarbeitung 129<br />

Seitennummern<br />

sollten immer außen<br />

erscheinen.<br />

Wiederholungen<br />

von Überschriften<br />

setzt man in die<br />

Kopfzeile, Firmeninformationen<br />

(z. B.<br />

Bankverbindungen)<br />

in die Fußzeile.<br />

Seite<br />

Umschalten zum<br />

Bearbeitungskasten<br />

einrichten für die Fußzeile<br />

Fußnotenzeichen<br />

lassen sich nur im<br />

„normalen“ Text löschen.<br />

Aber Vorsicht:<br />

Dabei wird auch<br />

der Fußnotentext<br />

gelöscht! Die folgendenFußnotenzeichen<br />

passen sich<br />

automatisch in der<br />

Nummerierung an.


130 Angewandte Informatik<br />

Die Absatzkontrolle<br />

sollte immer<br />

eingeschaltet sein,<br />

Schusterjungen und<br />

Hurenkinder sehen<br />

unschön aus.<br />

Insbesondere sollten<br />

Überschriften mit<br />

dem folgenden<br />

Absatz verbunden<br />

werden.<br />

In professionellen<br />

DTP-Programmen<br />

(Beispiele: FrameMaker,<br />

InDesign) kann<br />

der Nutzer Formatvorlagen<br />

für Absätze,<br />

Zeichen und<br />

Tabellen getrennt<br />

erstellen. Dadurch<br />

ist es beispielsweise<br />

möglich, einem<br />

Absatz das Format<br />

„Einzug“ zuzuweisen<br />

und bestimmten<br />

Wörtern im Absatz<br />

das Zeichenformat<br />

„Kapitälchen“. Bei<br />

Zuweisung eines<br />

neuen Absatzformats<br />

bleibt die<br />

Eigenschaft „Kapitälchen“<br />

erhalten.<br />

Vordefinierte Vorlagen<br />

sollten nicht<br />

gelöscht werden, da<br />

sich dies oft auf andere<br />

Formatvorlagen<br />

auswirkt, z. B. bauen<br />

Formatvorlagen von<br />

Inhaltsverzeichnissen<br />

auf Überschriftsvorlagen<br />

auf. (b S. 132)<br />

Möglichkeiten der Absatzformatierung zur Gestaltung von Dokumenten<br />

Absätze können oft recht lang sein und werden gelegentlich mit einer<br />

neuen Seite umgebrochen. Textverarbeitungsprogramme stellen zum<br />

Umbruch von Absätzen etliche sinnvolle Kontrollfunktionen bereit:<br />

• Die „Absatzkontrolle“ verhindert alleinstehende Absatzzeilen, also<br />

dass die letzte Zeile eines Absatzes zu Beginn einer neuen Seite („Hurenkind“)<br />

oder die erste Zeile eines Absatzes am Ende der Seite („Schusterjunge“)<br />

steht.<br />

• Man kann das Textverarbeitungsprogramm dazu zwingen, dass der<br />

Absatz geschlossen umgebrochen oder generell auf die nächste Seite<br />

gebracht wird.<br />

• Es ist möglich, Absätze zu verbinden, sodass sie nur gemeinsam umgebrochen<br />

werden.<br />

Dokumente machen vor allem dann einen geschlossenen, ästhetischen<br />

Eindruck, wenn sich die Formatierungen von Überschriften, Fließtext<br />

oder Absätzen mit Einzügen wie ein roter Faden durch das gesamte<br />

Schriftstück ziehen. Einmal vorgenommene Formatierungen können gespeichert<br />

und immer wieder neuen Absätzen (manchmal auch Zeichen<br />

und Tabellen) zugewiesen werden.<br />

Unter einem Namen gespeicherte Formatierungen – insbesondere<br />

für Absätze – heißen Formatvorlagen (Druckformate). Wenn die Attributwerte<br />

einer Formatvorlage geändert werden, dann ändern sich<br />

automatisch alle entsprechenden Formatierungen im Dokument.<br />

Formatvorlagen helfen, Zeit zu sparen, sorgen für ein einheitliches Layout,<br />

erleichtern Layoutänderungen in einem Dokument und sind auch<br />

relativ einfach zu erstellen.<br />

Formatvorlagen erstellen unter Word:<br />

– Absatz mit gewünschten Eigenschaften (z. B. Standard-Schriftart,<br />

Ausrichtung, Einzüge, Tabstopps, Rahmen) versehen und markieren<br />

– neuen Formatnamen in das Listenfeld für Formatvorlagen (ganz<br />

links in der QuickAccess-Leiste) eintippen<br />

– <br />

Soll außerdem ein Shortcut – eine Tastenkombination zur schnelleren<br />

Formatierung – erstellt werden, so nutzt man besser Menüs:<br />

Menü „Format“ g Befehl „Formatvorlage…“ g Schalter „Bearbeiten…“<br />

(Namen eingeben) g Schalter „Tastenkombination…“.<br />

Die erstellte Formatvorlage kann jederzeit anderen Absätzen zugewiesen<br />

werden, indem man den zu formatierenden Absatz markiert und<br />

die entsprechende Formatvorlage aus dem Listenfeld in der QuickAccess-<br />

Leiste auswählt. Nicht benötigte Formatvorlagen können gelöscht werden.<br />

Formatvorlagen können geändert und auch auf andere Dokumente<br />

übertragen werden.<br />

Formatvorlagen in andere Dokumente übernehmen unter Word:<br />

– „Format“ g „Formatvorlage…“ g Schalter „Organisieren...“


Grafikeinbindung und Desktop-Publishing<br />

In Dokumente lassen sich Grafiken und grafikähnliche Objekte wie Diagramme<br />

und Formeln einfügen.<br />

Möglichkeiten des Imports von Grafiken<br />

• Über die Zwischenablage von Windows (oder einer anderen Benutzeroberfläche)<br />

können Grafiken aus anderen Windows-Anwendungen<br />

eingefügt werden.<br />

• Es lassen sich Grafiken von der Festplatte oder externen Speichermedien<br />

einlesen. Zum Lieferumfang von Textverarbeitungsprogrammen<br />

gehören Grafikfilter, die die gängigsten Grafikformate lesen können.<br />

Meist werden auch vorgefertigte Grafiken bereitgestellt.<br />

• Textverarbeitungsprogramme besitzen oft selbst integrierte Mittel<br />

zur Erstellung und Nachbearbeitung von Grafiken.<br />

Mit Möglichkeiten wie Mehrspaltigkeit, Tabellen- und Grafikeinbindung<br />

haben Textverarbeitungsprogramme heute schon solche Funktionen,<br />

dass sie als einfache DTP-Programme genutzt werden können.<br />

Unter DTP (Desktop-Publishing) versteht man das Erstellen und Gestalten<br />

grafischer Drucksachen wie Plakate oder andere Werbematerialien<br />

und Zeitschriften.<br />

Durch das Einbinden von Kopf- und Fußzeilen, durch die Generierung<br />

von Fußnoten, Inhaltsverzeichnis und Register und durch DTP-Funktionen<br />

(Mehrspaltigkeit, Rahmenpositionierung, ...) ist es möglich, mit Textverarbeitungsprogrammen<br />

auch Bücher und andere Drucksachen herzustellen.<br />

Bevor dies geschieht, muss das Layout dafür festgelegt werden.<br />

Unter Layout versteht man das generelle Erscheinungsbild eines Druckwerkes<br />

– angefangen vom Einband mit Titelbild über das Format (Seitengröße)<br />

und die Seitenaufteilung mit eingebundenen Tabellen und<br />

Grafiken bis hin zu den genutzten Schriftarten und -größen.<br />

Schritte beim Erstellen von längeren Dokumenten<br />

Folgender Weg sollte gegangen werden:<br />

1. Festlegen des Layouts:<br />

– Seitengröße, Seitenränder, Kopf- und Fußzeilenränder definieren<br />

– Spaltenanzahl- und -breite definieren<br />

– Druckformate für Absatz- und evtl. Zeichentypen festlegen<br />

2. Text eingeben oder aus anderen Dokumenten „einfließen“ lassen<br />

3. Text prüfen und korrigieren<br />

4. Text formatieren, Tabellen und Grafiken einbinden<br />

5. Dokument speichern (auch schon zwischendurch)<br />

6. Dokument drucken<br />

Textverarbeitung 131<br />

Es gibt verschiedene<br />

Methoden, Grafiken<br />

in ein Dokument<br />

einzubinden:<br />

Einbetten von<br />

Objekten und<br />

die OLE-Methode<br />

(b Abschnitt 2.6.1)<br />

Desktop-Publishing<br />

heißt „Publizieren<br />

(Veröffentlichen)<br />

vom Schreibtisch<br />

aus“.


132 Angewandte Informatik<br />

Zur Trennhilfe:<br />

Absätze im Blocksatz<br />

haben ohne<br />

Silbentrennung oft<br />

unschöne Lücken<br />

zwischen den einzelnen<br />

Wörtern.<br />

Es sieht nicht schön<br />

aus, wenn Silben<br />

mit weniger als 3<br />

Zeichen von Wörtern<br />

abgetrennt werden,<br />

z. B. wenn „Oma“<br />

getrennt wird. Auch<br />

die Aufeinanderfolge<br />

von mehr als<br />

3 Zeilen mit einem<br />

Trennzeichen am<br />

Ende wirkt unschön.<br />

In professionellen<br />

Textverarbeitungsprogrammen<br />

kann<br />

man die Trennhilfe<br />

so einstellen, dass<br />

dies alles verhindert<br />

wird.<br />

Soll das Inhaltsverzeichnis<br />

am Anfang<br />

des Dokuments stehen,<br />

muss man dort<br />

durch Einfügen eines<br />

Seitenumbruchs vor<br />

dem Anlegen des<br />

Inhaltsverzeichnisses<br />

Platz schaffen, damit<br />

die Seitennummerierung<br />

nach dem<br />

Einfügen des Inhaltsverzeichnisses<br />

noch<br />

stimmt.<br />

Sonderfunktionen in Textverarbeitungsprogrammen zur Publikation<br />

Folgende leistungsfähige Sonderfunktionen können Textverarbeitungsprogramme<br />

zur Verfügung stellen:<br />

• Druckformate (Absatzformate können gespeichert und anderen Absätzen<br />

jederzeit zugewiesen werden, b S. 130);<br />

• Dokumentvorlagen (spezielle Dokumente, welche als Muster für andere<br />

Dokumente derselben Art genutzt werden können);<br />

• Rechtschreibhilfe durch integrierten „Duden“;<br />

• automatische Silbentrennung (Trennhilfe) zur ästhetischeren Ansicht<br />

von Texten (b Informationstext in der Randspalte);<br />

• Thesaurus (Synonymwörterbuch) zum Bereitstellen sinnverwandter<br />

Begriffe;<br />

• Textbausteine für sich ständig wiederholende Floskeln;<br />

• Suchen und Ersetzen von Text (und von Formaten);<br />

• Gliederung automatisch erstellen;<br />

• Inhaltsverzeichnis und Register automatisch erstellen;<br />

• Serienbriefe (b S. 133).<br />

Gliederung<br />

Eine Gliederung strukturiert ein Dokument beispielsweise durch<br />

Überschriften für Kapitel (Gliederungsebene 1), Abschnitte (Ebene 2)<br />

und Unterabschnitte (Ebene 3). Der Inhalt der einzelnen Kapitel, Abschnitte<br />

und Unterabschnitte wird oft als Fließtext bezeichnet.<br />

Erstellen einer Gliederung unter Word:<br />

– Menü „Format“ g Befehl „Nummerierung und Aufzählungszeichen…“<br />

– Registerkarte „Gliederung“ (Gliederungsart auswählen)<br />

Inhaltsverzeichnis und Register<br />

Ein Inhaltsverzeichnis eines Dokuments basiert auf seiner Gliederung.<br />

Wurde die Gliederung korrekt erstellt, lässt sich das Inhaltsverzeichnis<br />

mit den Seitenzahlen für die einzelnen Gliederungspunkte automatisch<br />

anlegen. Bei Änderung der Gliederung und Verschiebung<br />

von Seitenzahlen durch Einfügen oder Löschen von Text kann man<br />

das Inhaltsverzeichnis (oft schon per Tastendruck) aktualisieren.<br />

Einfügen eines Inhaltsverzeichnisses unter Word:<br />

– Cursor an die Stelle setzen, wo das Inhaltsverzeichnis erscheinen soll<br />

– Menü „Einfügen“ g Befehl „Index und Verzeichnisse...“ g<br />

Registerkarte „Inhaltsverzeichnis“<br />

– Format der Gliederung auswählen; Gliederungstiefe festlegen<br />

– Option „Seitenzahlen anzeigen“; Option „Seitenzahlen rechtsbündig“;<br />

Füllzeichen zwischen Text und Seitenzahlen festlegen;<br />

Schalter „OK“<br />

Das Inhaltsverzeichnis wird mit aktualisiert (Cursor im Verzeichnis)


Das Register (der Index) ist ein Stichwortverzeichnis, welches meist<br />

am Ende eines längeren Dokuments – eines Buches – steht und in<br />

dem wichtige Begriffe alphabetisch geordnet aufgelistet sind. Dabei<br />

werden jeweils alle Seitennummern angegeben, wo die Begriffe zu<br />

finden sind.<br />

Das Register wird in zwei Schritten angelegt:<br />

– Es müssen alle Begriffe festgelegt werden, die im Register erschei-<br />

nen sollen.<br />

– Das automatische Erstellen des Registers muss eingeleitet werden.<br />

In Registern kann man zwischen Haupt- und Untereinträgen von Begriffen<br />

unterscheiden:<br />

Haupteintrag: Absatz 125<br />

Untereintrag: Ausrichtung 125<br />

Untereintrag: Schusterjunge 130<br />

Untereintrag: Zeilenabstand 126<br />

Anlegen eines Registers unter Word:<br />

Manuelles Festlegen der Registereinträge:<br />

– Wort markieren<br />

– Menü „Einfügen“ g Befehl „Index und Verzeichnisse...“ g<br />

Registerkarte „Index“ g Schalter „Eintrag festlegen...“<br />

– Haupt- und Untereintrag unterscheiden; Option „Aktuelle Seite“<br />

– Schalter „Festlegen“ (Fenster bleibt für mögliche weitere Einträge<br />

geöffnet)<br />

Erstellen des Registers:<br />

– Cursor an das Ende des Dokuments setzen<br />

– Menü „Einfügen“ g Befehl „Index und Verzeichnisse...“ g<br />

Registerkarte „Index“<br />

– Formatierungseigenschaften für das Register festlegen<br />

– Schalter „OK“<br />

Serienbriefe<br />

Ein Serienbrief ist ein Brief, der mit gleichem Hauptinhalt, aber individuellen<br />

Angaben für den Adressaten an verschiedene Personen<br />

verschickt wird. Für die Anrede oder die Anschrift werden Variablen<br />

verwendet, die beim Druck mit konkreten Angaben gefüllt werden.<br />

Es müssen zwei Dateien erstellt werden:<br />

• Die Steuerdatei (Datenquelle) enthält Variablen (Feldnamen im<br />

ersten Absatz oder im Tabellenkopf) und den zugehörigen Wechseltext.<br />

• Die Serientextdatei (das Hauptdokument) enthält den Textinhalt,<br />

der gleichbleibend in allen Briefen gedruckt wird, sowie die Variablen,<br />

die als Platzhalter für den Wechseltext fungieren.<br />

Beim Seriendruck werden diese beiden Dateien automatisch zusammengefügt.<br />

Es wird eine festgelegte Anzahl von Serienbriefen<br />

erzeugt.<br />

Textverarbeitung 133<br />

In Word sind die<br />

Befehlsworte für<br />

den Registereintrag<br />

in geschweiften<br />

Klammern auf dem<br />

Bildschirm mitten<br />

im Text zu sehen.<br />

Mit lassen sich<br />

diese Steuerzeichen<br />

ausblenden.


134 Angewandte Informatik<br />

Prinzip des Seriendrucks<br />

Hauptdokument Datenquelle<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Ein häufig auftretender<br />

Fehler ist,<br />

dass man versucht,<br />

von der Datenquelle<br />

aus zu drucken und<br />

nicht vom Hauptdokument.<br />

Beim Programmieren<br />

eines Serienbriefes<br />

können auch logische<br />

Fehler auftreten.<br />

Es ist daher sinnvoll,<br />

die Serienbriefe<br />

nicht direkt, sondern<br />

zuerst in eine Datei<br />

zu drucken und sich<br />

diese Datei anzuschauen.<br />

Zu Algorithmenstrukturen<br />

vgl. Abschnitt<br />

1.3.2, S. 32 ff.<br />

Vorname Name Geschlecht<br />

Anja Metzler w<br />

Nils Meyer m<br />

Maria Weber w<br />

Harald Martens m<br />

Paul Schmidt m<br />

Serienbriefe<br />

Paul Schmidt<br />

Steinweg 7<br />

09385 Lugau<br />

Sehr geehrter Herr<br />

Maria Weber<br />

Dorfstraße<br />

17168 Pampow<br />

Sehr geehrte Frau<br />

Straße<br />

Heideweg 10<br />

Baumstr. 12A<br />

Dorfstraße<br />

Am Wald 22<br />

Steinweg 7<br />

PLZ<br />

12245<br />

34562<br />

17168<br />

07646<br />

09385<br />

Nils Meyer<br />

Baumstr. 12A<br />

34562 Köln<br />

Sehr geehrter Herr<br />

Ort<br />

Berlin<br />

Köln<br />

Pampow<br />

Stadtroda<br />

Lugau<br />

Professionelle Textverarbeitungsprogramme besitzen meist eine komfortable<br />

Menüführung zum Erstellen und Drucken von Serienbriefen.<br />

Seriendruck unter Word:<br />

Erstellen des Hauptdokuments:<br />

– Menü „Extras“ g Befehl „Seriendruck…“<br />

– 1. Hauptdokument: S Erstellen B Serienbriefe... S Aktives Fenster<br />

– 2. Datenquelle: S Datenquelle importieren<br />

B Datenquelle öffnen... oder erstellen...<br />

– Schalter „Hauptdokument bearbeiten“<br />

Drucken:<br />

– Menü „Extras“ g Befehl „Seriendruck…“<br />

– 3. Daten mit Dokument zusammenführen: Schalter „Ausführen…“<br />

Die Datenquelle kann in vielen Textverarbeitungsprogrammen auch extern<br />

– z. B. in einem Tabellenkalkulations- oder Datenbankprogramm<br />

– erstellt werden.<br />

Beim Seriendruck läuft im Prinzip ein Programm ab, welches man selbst<br />

erstellt hat. Im Programm sind Variablen vorhanden. Die Werte werden<br />

aus der Datenquelle beim Druck eingegeben. Algorithmenstrukturen<br />

sind erkennbar: Man kann Entscheidungsstrukturen mit logischen Operatoren<br />

einbauen. Beispielsweise kann die Anrede in Abhängigkeit vom<br />

Geschlecht mit einem „Wenn...Dann...Sonst-Feld“ erfolgen. Beim Druck<br />

selbst laufen Schleifen ab.


Objekte, Attribute und Attributwerte in der Textverarbeitung<br />

Dokument 1<br />

enthält<br />

enthält<br />

enthält enthält<br />

Absatz 1 Absatz 2<br />

...<br />

enthält<br />

enthält<br />

Zeichen 1<br />

enthält<br />

Zeichen 2<br />

Zeichen 3<br />

enthält<br />

...<br />

Das Wichtigste im Überblick 135<br />

Objekt Attribut Attributwerte (Beispiele)<br />

Dokument<br />

(Seite)<br />

• Seitenlänge- und<br />

Breite<br />

(Papierformat)<br />

• Seitenränder<br />

• Seitennummerierung<br />

• Spaltenanzahl<br />

Absatz • Ausrichtung<br />

Zeichen<br />

Erarbeiten von Publikationen<br />

• Einzug<br />

• Abstand vor bzw.<br />

nach dem Absatz<br />

• Zeilenabstand<br />

• Tabstopp<br />

• Inhalt<br />

• Schriftgröße<br />

• Schriftstil<br />

• Schriftfarbe<br />

• Schriftart<br />

1. Layout festlegen:<br />

– Seitengröße (Papierformat)<br />

– Seitenränder<br />

– evtl. Spaltenanzahl und Spaltenbreite<br />

– evtl. Kopfzeilen oder Fußzeilen mit Seitennummern<br />

– Schriftarten<br />

– Absatzklassen und Formatvorlagen<br />

– Gliederungsebenen festlegen<br />

2. Text in das aktuelle Dokument eingeben oder aus anderen<br />

Dokumenten hineinkopieren<br />

3. Text prüfen und korrigieren (Rechtschreibhilfe, Thesaurus)<br />

4. Text formatieren und evtl. Grafiken einbinden<br />

5. Gliederung und Inhaltsverzeichnis erstellen<br />

6. Registerbegriffe festlegen und Register generieren<br />

7. Dokument drucken<br />

• DIN A4 (210 mm × 297 mm);<br />

DIN A5 (148 mm × 210 mm)<br />

• überall 2 cm<br />

• oben außen arabisch<br />

• 1-spaltig; 2-spaltig<br />

• linksbündig; zentriert;<br />

rechtsbündig; Blocksatz<br />

• links 2 cm; rechts 4 cm;<br />

hängender Einzug<br />

• 12 pt vor dem Absatz;<br />

6 pt nach dem Absatz<br />

• einfach; doppelt;<br />

1,5zeilig<br />

• linksbündig bei 4 cm;<br />

rechtsbündig bei 16 cm<br />

• A; B; e; x; ×; 1; 2; 9; &; ?<br />

• 8 pt; 10 pt; 12 pt<br />

• fett; kursiv; unterstrichen;<br />

Kapitälchen<br />

• Schwarz; Rot; Hellblau<br />

• Times Roman; Helvetica;<br />

Courier; serifenlose Schrift


136 Angewandte Informatik<br />

Ein Grafiktablett (Digitalisierungstablett)<br />

ist eine meist auf<br />

magnetischer Basis<br />

arbeitende Tafel,<br />

auf der mittels eines<br />

Stifts freihändig<br />

gezeichnet werden<br />

kann. Das Tablett ist<br />

über eine spezielle<br />

Steckkarte mit dem<br />

Computer verbunden.<br />

additive<br />

Farbmischung<br />

Beispiel für einen<br />

Farbkreis<br />

2.2 Grafikprogramme<br />

2.2.1 Computergrafik<br />

Voraussetzungen für das Erstellen von Grafiken am Computer<br />

Unter Computergrafik versteht man die Erstellung und Verarbeitung von<br />

Grafiken mittels eines Computers. Hierzu benötigt man<br />

– Eingabegeräte wie Scanner, Maus, Tastatur, Grafiktablett, Touchscreen<br />

und Lichtstift<br />

– Software (Grafikprogramm) und Hardware (Grafikkarte) zur Verarbeitung<br />

der Grafikdaten;<br />

– Ausgabegeräte wie Bildschirm, Plotter und Drucker.<br />

Farben<br />

Die Gestaltungsmöglichkeiten für Grafiken hängen stark von der Anzahl<br />

der benutzbaren Farben (Farbtiefe) ab.<br />

Außerdem ist immer zu beachten, welche Ein- und Ausgabegeräte man<br />

verwendet, denn jedes Gerät besitzt einen eigenen, mehr oder weniger<br />

eingeschränkten Farbraum.<br />

Man unterscheidet im Allgemeinen zwischen additiver Farbmischung<br />

(RGB-Modell, beispielsweise für den Monitor) und subtraktiver Farbmischung<br />

(CMYK-Modell, beispielsweise für den Drucker).<br />

Bei der additiven Farbmischung (RGB-Farbraum) werden alle Farben<br />

des Farbkreises durch Mischen des Lichtes der Grundfarben Rot, Grün<br />

und Blau erzeugt. Durch Mischen von rotem, grünem und blauem<br />

Licht erhält man weißes Licht. Die Wellenlängen der drei Grundfarben<br />

werden übereinander gelagert (addiert). Außerdem gilt:<br />

• Gegenüberliegende Farben des Farbkreises ergeben beim Mischen<br />

Weiß (Komplementärfarben).<br />

• Jede Farbe des Farbkreises kann man durch Mischen der beiden<br />

benachbarten Farben erhalten.<br />

Bei einer Farbtiefe von 8 Bit stehen für eine Grundfarbe 2 8 = 256 Intensitätsstufen<br />

zur Verfügung (von 0 bis 255).<br />

Das Tripel (R, G, B) = (255, 0, 0) liefert reines Rot; (200, 0, 0) ist ein<br />

dunkleres Rot; (0, 0, 0) ist die Abwesenheit von Licht (Schwarz).<br />

Beim Mischen wird das gerundete arithmetische Mittel der jeweiligen<br />

Intensitätsstufen gebildet:<br />

255 + 255 0 + 255 0+0<br />

(255, 0, 0) + (255, 255, 0) = (255, 127, 0) = ( } , } , }<br />

2 2 2 )<br />

(75, 255, 179) + (255, 0, 255) = (165, 127, 217)


Der RGB-Farbraum besitzt eine Farbtiefe von 24 Bit (16 777 216 Farben).<br />

Diese ergibt sich aus dem Produkt der Darstellungstiefen der einzelnen<br />

Grundfarben: 256 · 256 · 256 = 28 · 28 · 28 = 224.<br />

Bei der subtraktiven Farbmischung (CMYK-Farbraum) werden alle<br />

Farben des Farbkreises durch Mischen der Grundfarben Cyan (Blaugrün),<br />

Magenta (Purpur) und Yellow (Gelb) erzeugt. Black (Schwarz)<br />

erhält man durch Mischen von Cyan, Magenta und Yellow. Beim<br />

Druck wird meist eine gesonderte Schwarz-Patrone oder Schwarz-<br />

Platte genutzt. Außerdem gilt:<br />

• Gegenüberliegende Farben des Farbkreises ergeben beim Mischen<br />

Schwarz (Komplementärfarben).<br />

• Die Grundfarben der subtraktiven Farbmischung (Cyan, Magenta,<br />

Yellow) haben als Komplementärfarben die Grundfarben der additiven<br />

Farbmischung (Rot, Grün und Blau).<br />

Der CMYK-Farbraum besitzt eine Farbtiefe von 32 Bit (4 294 967 296<br />

Farben). Diese ergibt sich aus dem Produkt der Darstellungstiefen der<br />

Grundfarben: 256 · 256 · 256 · 256 = 2 8 · 2 8 · 2 8 · 2 8 = 2 32 .<br />

Die Farbanteile im CMYK-Farbraum werden oft in Prozent angegeben.<br />

Das Tupel (C, M, Y, K) = (0, 100, 100, 0) ist reines Rot; (0, 100, 100, 20)<br />

liefert ein dunkleres Rot; (0, 30, 30, 0) ein helles Rosa.<br />

Das Tupel (C, M, Y, K) = (100, 100, 100, 0) müsste theoretisch das Gleiche<br />

liefern, wie (0, 0, 0, 100), nämlich Schwarz. Am Bildschirm ist dies auch<br />

so, aber beim Mischen realer Farben in der Druckerei kommt nur ein<br />

schmutziges Braun heraus. Eben aus diesem Grunde sowie aus Kostengründen<br />

nutzt man beim Druck als vierte Farbe Schwarz.<br />

Farben des RGB-Farbraumes kann man nach CMYK konvertieren und<br />

umgekehrt. Dabei werden die Farben verfälscht.<br />

Reines Magenta mit (C, M, Y, K) = (0, 100, 0, 0) lieferte unter Adobe<br />

Illustrator beim Konvertieren nach RGB das Tripel (239, 5, 127).<br />

Theoretisch müsste Magenta mit (R, G, B) = (255, 0, 255) festgelegt<br />

sein. Fünfmaliges Hin- und Rückkonvertieren erbrachte (C, M, Y, K)<br />

= (2,34; 97,66; 7,81; 0,39) und (R, G, B) = (235, 10, 125).<br />

Durch diese Schmutzeffekte beim Farbabgleich mit Schwarz ist eine mathematisch<br />

exakte Modellierung des Mischens über Mittelwertbildung<br />

wie bei der additiven Farbmischung nur sehr bedingt möglich.<br />

Das vom menschlichen Auge wahrgenommene<br />

Farbspektrum (a) ist<br />

breiter als der Farbumfang eines a<br />

technisch erzeugten Farbraums.<br />

b<br />

Darüber hinaus sind RGB-Farbraum<br />

(b) und CMYK-Farbraum (c) nicht<br />

deckungsgleich. Ein gescanntes Bild<br />

sieht deshalb am Bildschirm oft an- c<br />

ders aus als gedruckt.<br />

Grafikprogramme 137<br />

subtraktive<br />

Farbmischung<br />

Für die Darstellung<br />

am Monitor sind<br />

„RGB-Formate“ wie<br />

JPG und GIF besonders<br />

geeignet, für<br />

den Drucker „CMYK-<br />

Formate“ wie TIFF<br />

oder EPS.


138 Angewandte Informatik<br />

Die Maßeinheit dpi<br />

steht für „dots per<br />

inch“ und bedeutet<br />

„Punkte pro Zoll“.<br />

Manchmal verwendet<br />

man hierfür auch<br />

die Abkürzung ppi<br />

(pixel per inch).<br />

Weitere übliche<br />

Maßeinheiten für<br />

das Auflösungsvermögen<br />

von<br />

Ausgabegeräten sind<br />

Punkt (pt) und Pica:<br />

1 pt = 1 1<br />

} Zoll = }<br />

72 72 "<br />

= 0,0351 cm (USA)<br />

1 Pica = 1<br />

Die Maßeinheit dpi<br />

steht für „dots per<br />

inch“ und bedeutet<br />

„Punkte pro Zoll“.<br />

Manchmal verwendet<br />

man hierfür auch<br />

die Abkürzung ppi<br />

(pixel per inch).<br />

Weitere übliche<br />

Maßeinheiten für<br />

das Auflösungsvermögen<br />

von<br />

Ausgabegeräten sind<br />

Punkt (pt) und Pica:<br />

1 pt =<br />

} " = 0,423 cm<br />

6 1 1<br />

} Zoll = }<br />

72 72 "<br />

= 0,0351 cm (USA)<br />

1 Pica = 1<br />

} " = 0,423 cm<br />

6<br />

CAD steht für computer-aided<br />

design<br />

(computerunterstütztes<br />

Entwerfen).<br />

Die Computergrafik<br />

lässt sich auch<br />

hinsichtlich ihrer<br />

Wahrnehmung in<br />

zweidimensionale<br />

Computergrafik und<br />

dreidimensionale<br />

Computergrafik (3D-<br />

Grafik) unterscheiden.<br />

Schon einfache<br />

Standardsoftware<br />

besitzt Werkzeuge<br />

zur Erzeugung<br />

von 3D-Objekten<br />

wie Perspektiven,<br />

Konturen oder<br />

Schlagschatten.<br />

Pixelgrafik und Vektorgrafik<br />

Zur Beschreibung von Grafik auf elektronischer Basis kann man sich zwei<br />

unterschiedliche Philosophien vorstellen:<br />

Erstens: Jeder einzelne Bildpunkt (Pixel) auf dem Monitor (oder auf<br />

einem ausgedruckten Blatt Papier) ist durch seine horizontale und vertikale<br />

Lage eindeutig festgelegt. Übliche Bildschirmauflösungen sind<br />

heute 800 × 600 oder 1024 × 768 (Pixel, b auch S. 77). Im Druck sind<br />

100 dpi bis 2400 dpi möglich. Jeder Punkt wird nun durch seine Farbe<br />

(einschließlich Graustufen) beschrieben und die Computergrafik als Gesamtheit<br />

der farbigen Punkte. Eine solche Grafik nennt man Pixelgrafik,<br />

die Software, mit der man eine solche Grafik erzeugen und bearbeiten<br />

kann, Malprogramm.<br />

Pixelgrafik (Bitmap, Punktgrafik): Die Grafik setzt sich aus einzelnen<br />

Bildpunkten (Pixeln) zusammen, für die die Position und die Werte<br />

der Grundfarben gespeichert sind.<br />

Zweitens: Die Grafik wird als Zusammensetzung einzelner Objekte (Strecken,<br />

Polygone, Ellipsen, ...) betrachtet. Diese Objekte werden mathematisch<br />

beschrieben. Beispielsweise ist die Lage eines Rechtecks durch einen<br />

Eckpunkt und durch die beiden Vektoren, die von diesem Punkt auf die<br />

benachbarten Ecken weisen, eindeutig bestimmt. Weist man nun noch<br />

dem Rand und der Fläche des Rechtecks bestimmte Farbwerte zu und tut<br />

das Gleiche für alle anderen Objekte der Grafik, spricht man von Vektorgrafik.<br />

Die Software heißt Zeichenprogramm (CAD-Programm).<br />

Vektorgrafik: Die Grafik setzt sich aus geometrischen Objekten zusammen,<br />

die durch Randlinien (Linientyp, Linienbreite und Linienfarbe)<br />

und Flächen (Farbe) eindeutig beschrieben sind.<br />

Pixelgrafik Vekorgrafik<br />

• hoher Speicherbedarf<br />

• verlustbehaftete Skalierung<br />

• besonders geeignet für alle<br />

künstlerischen Darstellungen<br />

(Malerei: „Pinselzeichnungen“)<br />

und Fotos<br />

• geringer Speicherbedarf<br />

• verlustfreie Skalierung<br />

• besonders geeignet für Konstruktions-Zeichnungen<br />

(CAD-<br />

Programme) und großflächige<br />

Grafiken (z. B. Cartoons)


Grafikfomate<br />

Pixelgrafik<br />

Vektorgrafik<br />

• BMP (Windows-Bitmap, unkomprimiert, b S. 182)<br />

• GIF (Graphics Interchange Format, komprimiert, b S. 183)<br />

• JPG, JPEG (Joint Photographic Expert Group, komprimiert,<br />

b S. 183)<br />

• PCX (Klassiker der Pixel-Formate für PC, unkomprimiert)<br />

• PNG (Alternative zum GIF-Format, komprimiert)<br />

• PSD (Format des Malprogramms Adobe Photoshop)<br />

• TGA (Targa, auf PC wenig verbreitet, 32 Bit Farbtiefe)<br />

• TIF, TIFF (Tagged Image File Format, unkomprimiert,<br />

b S. 182)<br />

• AI (Format des Zeichenprogramms Adobe Illustrator)<br />

• CDR (Format des Zeichenprogramms Corel Draw)<br />

• CGM (genormtes Grafikformat zum Datenaustausch)<br />

• EPS (Encapsulated PostScript)<br />

• WMF (Windows Metafile, b S. 182)<br />

Mal- und Zeichenprogramme können oft nicht nur ein Bitmap-Format in<br />

andere Bitmap-Formate konvertieren (umwandeln), sondern auch Pixelgrafiken<br />

in Vektorgrafiken und umgekehrt.<br />

Insbesondere zur Präsentation im Internet müssen Vektorgrafiken nach<br />

GIF, PNG oder JPG konvertiert, also in Pixelgrafiken umgewandelt werden.<br />

Dies ist mit gewissen Nachteilen verbunden:<br />

Zwar ist die Kompression beim Dateiformat GIF verlustfrei, aber sobald<br />

nur die kleinste Skalierung (Vergrößerung oder Verkleinerung)<br />

stattfindet, tritt der Treppeneffekt (einzelne Pixel werden sichtbar)<br />

besonders deutlich hervor. Schrift wird hierdurch meist unleserlich.<br />

Seltener ist die Umwandlung von Pixel- in Vektorgrafiken. Solch eine<br />

Konvertierung lohnt sich nur, wenn die Grafik durch recht wenige, eindeutig<br />

erkennbare Objekte (Flächen, Linien) beschrieben werden kann,<br />

die dann einfacher (als im Bitmap-Format) manipuliert werden können.<br />

Eine Fotografie sollte man nicht in eine Vektorgrafik umzuwandeln<br />

versuchen. Das könnte im Extremfall bedeuten, dass jeder Bildpunkt<br />

zum Grafikobjekt wird, was weder Speicherplatz spart noch einfache<br />

Bearbeitungsmöglichkeiten zulässt.<br />

2.2.2 Pixelorientierte Grafikprogramme<br />

Werkzeuge<br />

Die Oberfläche der unzähligen Malprogramme ist aufgebaut wie die anderer<br />

WYSIWYG-Anwendungsprogramme: Symbole zur Mausbedienung,<br />

Pull-Down-Menüs wie „Datei“, „Bearbeiten“ usw. sowie eine Arbeitsfläche.<br />

Das Besondere ist eine horizontale oder vertikale Werkzeugleiste:<br />

Grafikprogramme 139<br />

Komprimierte Grafiken,<br />

wie solche im<br />

GIF-Format, werden<br />

niemals skaliert. Man<br />

hebt sich für die Bearbeitung<br />

die Grafik<br />

in dem Format auf, in<br />

dem sie ursprünglich<br />

erstellt wurde (z. B.<br />

AI-Format).<br />

Zu den Malprogrammen<br />

zählen<br />

Microsoft Picture<br />

It, Paint Shop Pro,<br />

Windows Paint oder<br />

das für professionelle<br />

Zwecke entwickelte<br />

Programm Adobe<br />

Photoshop.


140 Angewandte Informatik<br />

Auswahlwerkzeuge<br />

von Photoshop:<br />

Werkzeuge und<br />

Objekte von Paint:<br />

Auswahl<br />

Freihandzeichnen<br />

Objekte<br />

Werkzeug<br />

• Formgebunden: Meist steht ein Rechteck zum Markieren<br />

eines entsprechenden Bereiches zur Verfügung. Es sind<br />

aber auch andere Formen möglich.<br />

• Formfrei (Lasso): Die Form kann der Nutzer selbst festlegen.<br />

Dies kann ein Polygon, aber auch eine gekrümmte<br />

Fläche sein.<br />

• Zauberstab: Es werden nebeneinanderliegende Pixel<br />

ausgewählt, die eine ähnliche Farbe (mit einem vorher vom<br />

Nutzer festgelegten Farbbereich) haben. Er eignet sich also<br />

zum Auswählen unregelmäßig geformter, aber gleichmäßig<br />

gefärbter Bildteile, ohne dass man die Kontur mit dem<br />

Lasso nachzeichnen muss.<br />

Eine Auswahl kann kopiert, verschoben oder gelöscht werden.<br />

Der ausgewählte Bereich kann aber auch farblich verändert,<br />

gespiegelt, gedreht, verzerrt oder skaliert (verkleinert<br />

bzw. vergrößert) werden.<br />

• Der Pinsel malt dicke Linien, deren Farbe und Form man<br />

einstellen kann.<br />

• Der Stift malt dünne Linien mit eingestellter Farbe.<br />

• Der Sprayer (Airbrush) funktioniert wie eine reale Farbspraydose:<br />

Je langsamer er bewegt wird, umso dichter<br />

liegen die aufgetragenen Farbpigmente.<br />

• Mit der Pipette wird eine Bildfarbe ausgewählt.<br />

• Der Farbfüller gießt eine ausgewählte Farbe in ein Feld,<br />

welches lückenlos von einer anderen Farbe umschlossen<br />

wird.<br />

• Der Radierer entfernt Bildteile bis zur Hintergrundfarbe.<br />

Die Stärke kann eingestellt werden.<br />

• Strecke: Farbe und Linienstärke können festgelegt werden<br />

• Kurven: Farbe und Linienstärke können festgelegt werden<br />

• Flächen: unterschiedliche Farbe für Rand und Fläche möglich<br />

• Schrift: Farbe, Schriftart, Schriftgröße und Schriftstil können<br />

ausgewählt werden<br />

Mit diesen in fast allen Malprogrammen zu findenden Werkzeugen lassen<br />

sich Pixelgrafiken effektiv bearbeiten.<br />

Man möchte aus einer gescannten Farbfotografie die automatisch<br />

eingefügten Ziffern der Datums- und Zeitangaben entfernen.<br />

Hierzu wird die Bildansicht gezoomt (vergrößert), mit der Pipette<br />

eine Farbe der Ziffernumgebung ausgewählt (erst auf Pipette, dann<br />

auf Grafik klicken) und mit dem Farbfüller die Ziffernfläche der<br />

Umgebung angepasst (erst auf Farbfüller, dann auf Ziffernfläche<br />

klicken). Fehler können mit Menü „Bearbeiten“ g „Rückgängig“<br />

behoben werden.


Bereichsmanipulationen<br />

Zusätzlich zu den Werkzeugen stehen eine ganze Reihe von Manipulationen<br />

für das ganze Bild oder ausgewählte Bereiche zur Verfügung,<br />

die auf mathematischen Berechnungen beruhen. Der Bereich wird als<br />

Objekt betrachtet, dem neue Attribute zugewiesen werden. Man findet<br />

diese Methoden in Menüs wie „Bearbeiten“, „Bild“ oder „Filter“.<br />

Bewegungen Skalieren; Verschieben; Spiegeln; Drehen; Verzerren<br />

Farbmanipulationen<br />

Heligkeit/Kontrast ändern; selektive Farbkorrektur;<br />

Invertieren (Farbe umkehren, b Marginalspalte);<br />

Entfärben (zu einem Schwarz-Weiß-Bild); ...<br />

Filter Scharfzeichner; Weichzeichner; Konturen finden (als<br />

Vorstufe zur Vektorisierung); Strukturierungsfilter<br />

wie Kacheln oder Mosaik; Verzerrungsfilter; Beleuchtungseffekte;<br />

Kunstfilter (es werden Malstile wie<br />

Aquarell nachempfunden); ...<br />

Das Originalbild eines Zwerghamsters (a) wurde unter Adobe Photoshop<br />

farblich zu Blau hin verändert (b), mit einem Verzerrungsfilter<br />

(Strudel) manipuliert (c) bzw. mit Beleuchtungseffekten versehen (d).<br />

a b c d<br />

2.2.3 Vektororientierte Grafikprogramme<br />

Objekte<br />

Entsprechend der Philosophie von Zeichenprogrammen steht meist eine<br />

reichhaltige Auswahl unterschiedlicher Objekte zur Verfügung:<br />

Objekt Attribut<br />

Strecke<br />

Linienzug<br />

Linienstärke; Stil des Streckenendes (z. B. Pfeile);<br />

Streckenfarbe; Streckenart (z. B. gestrichelt)<br />

Grafikprogramme 141<br />

Farbumkehrung:<br />

Sollen waagerechte<br />

oder senkrechte Strecken<br />

oder Strecken<br />

im Winkel von 45 º<br />

gezeichnet werden,<br />

hilft das Festhalten<br />

der -Taste<br />

beim Ziehen mit der<br />

Maus.


142 Angewandte Informatik<br />

Bézierkurve:<br />

Ankerpunkt<br />

Griffpunkt<br />

Objekt Attribut<br />

Bézierkurve Linienstärke und -farbe; Lage von Anker- und Endpunkten;<br />

Griffpunkte der Tangenten an die Kurve<br />

Polygon Randfarbe; Randstärke; Flächenfarbe; Eckenzahl<br />

Rechteck Randfarbe und -stärke; Flächenfarbe; Breite; Höhe<br />

Ellipse Randfarbe und -stärke; Flächenfarbe; Breite; Höhe<br />

Schrift Schriftfarbe; Schriftart; Schriftgröße; Schriftstil<br />

Werkzeuge und Manipulationen<br />

Bevor Objekte manipuliert werden können, müssen sie markiert werden.<br />

Hierzu reicht meist ein einfacher Klick auf das Objekt. Die Markierung<br />

erkennt man an den sichtbar werdenden Anfassern. Sollen mehrere<br />

Objekte gleichzeitig bearbeitet werden, wird die Markierung mit gedrückter<br />

-Taste vorgenommen.<br />

Grundlegende Manipulationen sind hier wieder Kopieren, Verschieben,<br />

Löschen und Einfügen. Es gibt aber viel mehr:<br />

Farbfüllung • Farbfüllung: Fläche und Rand eines Objekts können mit unterschiedlichen<br />

Farben belegt werden.<br />

• Farbverlauf: Der allmähliche Übergang zwischen zwei oder mehr Farben<br />

oder Tonwerten derselben Farbe kann erstellt werden.<br />

• Füllmuster: Geometrische Muster können gezeichnet und in die Farbfelderpalette<br />

aufgenommen werden.<br />

Anordnung<br />

und<br />

Ausrichtung<br />

Endpunkt<br />

Sonderformen von<br />

Rechteck und Ellipse<br />

sind Quadrat bzw.<br />

Kreis (beim Zeichnen<br />

-Taste gedrückt<br />

halten).<br />

Objekte liegen in unterschiedlichen Ebenen, die zuletzt erstellten Objekte<br />

liegen vorn (obenauf). Diese Anordnung kann verändert werden.<br />

Objekte können auch horizontal und vertikal an ihren Rändern ausgerichtet<br />

oder gleichmäßig verteilt werden.<br />

Gruppierung Verschiedene Objekte werden zu einem Objekt zusammengefasst und<br />

gemeinsam bearbeitet. Die Gruppierung kann wieder aufgelöst werden.<br />

Bewegungen Es gibt Transformationswerkzeuge zum Verschieben, Drehen, Verändern<br />

der Höhe und der Breite sowie Verzerren von Objekten.<br />

Fast alle Textverarbeitungsprogramme<br />

besitzen als Tool ein<br />

Zeichenprogramm.<br />

Für professionelle<br />

Zwecke gibt es Programme<br />

wie Adobe<br />

Illustrator, Macromedia<br />

Freehand, Corel<br />

Draw oder Xara X.<br />

Unter dem DTP-Programm Adobe FrameMaker wurde hier ein Kreis<br />

gezeichnet (a), dieses Objekt zu einem regelmäßigen Fünfeck (b) manipuliert<br />

(Menü „Graphik“ g „Seitenanzahl...“), vertikal gespiegelt<br />

(c) und dann der untere Eckpunkt verschoben (d). Die Anfasser<br />

sind jeweils als schwarze Quadrate dargestellt.<br />

a b c d


Objektklassen • Pixel<br />

(und nur Pixel)<br />

Pixelgrafik Vektorgrafik<br />

Attribute • Position (Lage auf dem<br />

Zeichenblatt)<br />

• Farbe<br />

Methoden • Ausschneiden<br />

• Kopieren<br />

• Einfügen<br />

• Farbe ersetzen<br />

• Bildausschnitt verschieben<br />

• Bildausschnitt skalieren<br />

Grafik-Eigenschaften • hoher Speicherbedarf<br />

• Skalierung mit Verlusten<br />

Verwendung der<br />

Programme<br />

Formate<br />

besonders geeignet für alle<br />

künstlerischen Darstellungen<br />

(Malerei: „Pinselzeichnungen“)<br />

und Fotos<br />

GIF, JPG, PNG, TIF, PSD,<br />

BMP, PCX<br />

Das Wichtigste im Überblick 143<br />

• Strecke, Streckenzug<br />

• Freihandlinie<br />

• Vieleck<br />

• Rechteck<br />

(Sonderform Quadrat)<br />

• Ellipse (Sonderform Kreis)<br />

• Textfeld<br />

• Position (Lage auf dem<br />

Zeichenblatt)<br />

• Größe (Länge, Breite)<br />

• Linienstärke, Linienfarbe,<br />

• Linienart, Stil des Linienendes<br />

• Flächenfarbe, Füllmuster<br />

oder Farbverlauf<br />

• Schriftgröße, -art, -stil und<br />

-farbe bei Textfeldern<br />

• Ausschneiden (Löschen)<br />

• Kopieren<br />

• Einfügen<br />

• Farbe ersetzen<br />

• Gruppieren<br />

• Anordnen, Ausrichten<br />

• Verschieben<br />

• Drehen, Spiegeln<br />

• Skalieren<br />

• geringer Speicherbedarf<br />

• verlustfreie Skalierung<br />

besonders geeignet für Konstruktions-Zeichnungen<br />

(CAD-<br />

Programme) und großflächige<br />

Grafiken (z. B. Cartoons)<br />

AI, CDR, CGM, EPS, WMF


144 Angewandte Informatik<br />

Tabellenkalkulation<br />

heißt im Englischen<br />

„spreadsheet calculation“.<br />

Die derzeit wichtigstenKalkulationsprogramme<br />

sind<br />

Microsoft Excel,<br />

Lotus 1-2-3 und<br />

StarOffice,<br />

wobei die letzten<br />

beiden Programme<br />

eigentlich Office-Pakete<br />

sind, die einen<br />

Kalkulationsteil<br />

beinhalten.<br />

2.3 Tabellenkalkulation<br />

2.3.1 Aufbau und Funktion von Kalkulationsprogrammen<br />

Tabellenkalkulation und Kalkulationsprogramme<br />

Unter Tabellenkalkulation versteht man die Erstellung und Verwaltung<br />

von Planungsübersichten, Rechnungen, Kostenabschätzungen u. Ä. in<br />

Form von Tabellen. Die Software für Tabellenkalkulationen nennt<br />

man Tabellenkalkulationsprogramm (kurz Kalkulationsprogramm).<br />

Die Oberfläche von Kalkulationsprogrammen ist im Allgemeinen wie die<br />

von Textverarbeitungsprogrammen aufgebaut – mit Titelleiste und dem<br />

Namen der aktuellen Tabelle, Menüleiste, verschiedenen Symbolleisten,<br />

Bildlaufleisten und der Statuszeile:<br />

Das Arbeitsfeld ist eine Tabelle mit Spalten- und Zeilenköpfen, die der<br />

Orientierung dienen. Außerdem gibt es eine Bearbeitungsleiste (A) zum<br />

Eingeben bzw. Bearbeiten von Formeln und anderen Zellinhalten.<br />

Zahlen oder Werte für gegebene Größen werden in einzelne Zellen der<br />

Tabelle eingetragen. Es ist nun möglich, andere Zellen so mit Formeln<br />

oder Definitionsvorschriften zu versehen, dass die dortigen Zellinhalte<br />

aus den Werten der Ausgangszellen errechnet werden (B).<br />

In der oben dargestellten Tabelle wurde die Zelle B7 aus den Werten<br />

der Zellen B3, B4, B5 und B6 errechnet.<br />

Jede Änderung eines Eingabewertes führt automatisch zur Neuberechnung<br />

der davon abhängigen Werte in anderen Zellen.<br />

Wird in der oben dargestellten Tabelle der Wert für „Sonstige“ um<br />

5000 erhöht, ändert sich „Gesamt“ auf 695000.<br />

Die eingegebenen und errechneten Daten können auch grafisch in Form<br />

von Diagrammen veranschaulicht werden (b Randspalte).


Einsatzbereiche von Kalkulationsprogrammen<br />

• Durchführung sich periodisch wiederholender Berechnungen mit<br />

jeweils anderen (sich aus der aktuellen Situation ergebenden) Ausgangswerten<br />

im Rechnungswesen, in der Lager- und Buchhaltung<br />

• Vorausberechnung und Darstellung von mathematisch erfassbaren<br />

Prozessen wie Zins- und Rentenrechnung, demografische Entwicklungen<br />

oder Klimaprognosen<br />

• Darstellung von Ergebnissen mathematischer Berechnungen in Zahlen<br />

und Grafiken wie Präsentation von Firmenkennzahlen, Wahlergebnissen,<br />

Sparerträgen und Kreditangeboten<br />

2.3.2 Objekte in Kalkulationsprogrammen und ihre Attribute<br />

Komplexe Objekte in Kalkulationsprogrammen sind Tabellen, die – wenn<br />

notwendig – miteinander verknüpft werden können.<br />

Objekte in einer Kalkulationstabelle sind Zeile, Spalte und Zelle. Diese<br />

Objekte besitzen bestimmte Attribute (Eigenschaften, Formatierungen).<br />

Als wesentliche weitere Objekte können Diagramme zur Kalkulationstabelle<br />

erstellt und formatiert werden.<br />

Die Objekte Zeile und Spalte und ihre Attribute<br />

Jede Zeile hat eine eindeutige Bezeichnung in Form einer Nummer. Die<br />

Zeilenhöhe bestimmt die Höhe aller Zellen in einer Zeile und passt sich<br />

automatisch an die Zelle mit der größten Schrift an, kann aber verändert<br />

werden.<br />

Auch jede Spalte hat eine eindeutige Bezeichnung. Meist sind es Buchstaben:<br />

A, ..., Z, AA, AB, AC, ... . Die Spaltenbreite bestimmt die Breite<br />

aller Zellen in dieser Spalte. Die Spaltenbreite passt sich im Allgemeinen<br />

nicht automatisch an die Zellinhalte an, was dazu führen kann, dass Text<br />

abgeschnitten und zu lange Zahlen nicht dargestellt werden können (es<br />

erscheint dann „#######“ oder „****** “). Das Abschneiden von Zellinhalten<br />

kann man verhindern:<br />

Excel:<br />

– Spalten markieren<br />

(Überstreichen der entsprechenden Spaltenköpfe mit der Maus)<br />

– Menü „Format“ g „Spalte“ g „Optimale Breite bestimmen“<br />

Spalten und Zeilen lassen sich auch einfügen, löschen oder verbergen.<br />

Das Objekt Zelle und seine Attribute<br />

Zellen ergeben sich aus dem Schnitt von Zeilen und Spalten. Jede Zelle hat<br />

damit eine eindeutige Bezeichnung, die sich aus Spaltenbezeichnung und<br />

Zeilennummer ergibt. Zellinhalte können Objekte folgender Klassen sein:<br />

• ZAHL (standardmäßig rechtsbündig ausgerichtet);<br />

• TEXT (standardmäßig linksbündig ausgerichtet);<br />

• FORMEL (Objekte beginnen mit einem Gleichheitszeichen).<br />

Tabellenkalkulation 145<br />

Eine Tabelle besteht<br />

meist aus 65 536<br />

Zeilen.<br />

Am einfachsten lassen<br />

sich Spaltenbreite<br />

und Zeilenhöhe mit<br />

der Maus ändern:<br />

mit gedrückter Maustaste<br />

ziehen<br />

Bei Zellen mit Formeln<br />

wird auf dem<br />

Tabellenblatt nur der<br />

Wert angezeigt. Das<br />

ist meist eine Zahl,<br />

kann aber auch ein<br />

Wahrheitswert oder<br />

sogar Text sein.


146 Angewandte Informatik<br />

Die Attributwerte<br />

von Zellen können<br />

über das Menü „Format“<br />

g „Zellen…“<br />

festgelegt werden.<br />

Man kann aber auch<br />

mit gedrückter rechter<br />

Maustaste auf<br />

die entsprechenden<br />

Zellen klicken und<br />

es erscheint ein<br />

Pull-Down-Menü, in<br />

dem alle Methoden<br />

aufgelistet sind, die<br />

man auf die Zellen<br />

anwenden kann.<br />

Vergleichsoperatoren<br />

finden dann Anwendung,<br />

wenn der Wert<br />

von Zellen verglichen<br />

werden soll.<br />

Beispiel:<br />

=A4


Relative und absolute Zellbezüge<br />

Wenn in einer Formel die örtliche Beziehung einer Zelle oder eines<br />

Bereiches in Bezug auf die Zelle angegeben wird, in der die Formel<br />

steht, spricht man von einem relativen Zellbezug. Relative Zellbezüge<br />

werden beim Kopieren von Zellen der neuen Situation angepasst.<br />

Wenn in einer Formel der einmal festgelegte Ort einer Zelle auf dem<br />

Arbeitsblatt angegeben wird, spricht man von einem absoluten Zellbezug.<br />

Absolute Zellbezüge verweisen auch nach dem Kopieren zu<br />

der ursprünglich angegebenen Zelle.<br />

Eine Formel wie =A1*B2 nutzt relative Bezüge, auch wenn dies in der<br />

standardmäßig vorgegebenen A1-Bezugsart nicht sofort zu sehen ist.<br />

Die Z1S1-Bezugsart verdeutlicht die Zusammenhänge besser.<br />

Angenommen, die Formel =A1*B2 steht in Zelle B3, dann heißt die<br />

Formel in der Z1S1-Bezugsart =Z(-2)S(-1)*Z(-1)S, was bedeutet:<br />

„Gehe von hier aus 2 Zeilen nach oben und eine Spalte nach<br />

links. Multipliziere den Wert, den du dort findest mit dem Wert der<br />

Zelle, die du von B3 aus findest, wenn du eine Zeile nach oben gehst<br />

und dabei in der gleichen Spalte bleibst.“<br />

Wie wichtig die Unterscheidung von absoluten und relativen Zellbezügen<br />

ist, soll folgendes Beispiel zeigen:<br />

Eine Tabelle mit den Erwerbstätigen im Medienbereich (b S. 144)<br />

soll um eine Spalte mit den prozentualen Anteilen ergänzt werden:<br />

Der Prozentsatz in C3 errechnet sich als Verhältnis der Anzahl der<br />

Beschäftigten im Druckgewerbe (B3) zur Gesamtzahl der im Medienbereich<br />

Beschäftigten (B7), also =B3/B7 (bauch Infotext).<br />

Die Formel in C3 lässt sich nach C4, C5 und C6 kopieren. Dabei wird<br />

der Zellbezug angepasst. Nach dem Kopieren würde in C4 die Formel<br />

=B4/B8 stehen, was zur korrekten Fehlermeldung #DIV/O!<br />

führt. Der Grundwert steht immer in B7, es ist also in der Formel<br />

ein absoluter Zellbezug anzugeben, der in Excel durch Dollarzeichen<br />

beschrieben wird.<br />

Mathematische, logische und Zeichenkettenfunktionen<br />

Formeln in<br />

Spalte C:<br />

=B3/$B$7<br />

=B4/$B$7<br />

=B5/$B$7<br />

=B6/$B$7<br />

=SUMME(C3:C6)<br />

Neben elementaren Operatoren wie + (Plus), – (Minus), * (Mal), / (Geteilt)<br />

und ^ (Hoch) sowie Klammern sind in Kalkulationsprogrammen alle<br />

(vor allem für finanzmathematische Berechnungen) notwendigen Funktionen<br />

für die Verwendung in Formeln definiert.<br />

Tabellenkalkulation 147<br />

In älteren Kalkulationsprogrammen<br />

wurde ausschließlich<br />

die Z1S1-Bezugsart<br />

verwendet. Es hat<br />

sich aber die A1-Bezugsart<br />

durchgesetzt.<br />

Bei Excel kann<br />

die Bezugsart wie<br />

folgt umgeschaltet<br />

werden:<br />

Menü „Extras“<br />

g „Optionen …“<br />

g „Allgemein“<br />

g „Z1S1 Bezugsart“<br />

Achtung!<br />

Eigentlich müsste<br />

man entsprechend<br />

der korrekten<br />

Prozentrechenformel<br />

noch mit 100<br />

multiplizieren. Dies<br />

ist aber durch die<br />

%-Formatierung in<br />

Spalte C automatisch<br />

passiert. Das<br />

Prozentzeichen (in<br />

Excel) ist also gleichzeitig<br />

Zellattribut<br />

(Zahlenformat) und<br />

Operator (der Wert<br />

der Zelle wird mit<br />

100 multipliziert).


148 Angewandte Informatik<br />

Funktion in eine Formel<br />

einfügen unter<br />

Excel:<br />

Menü „Einfügen“<br />

g „Funktionen…“<br />

Unter Excel gibt<br />

es auch noch eine<br />

Verweisfunktion<br />

(WVERWEIS), wo die<br />

Suchbegriffe in der<br />

ersten Zeile (und<br />

nicht in der ersten<br />

Spalte) stehen.<br />

Der Aufruf von Funktionen erfolgt über einen definierten Namen,<br />

gefolgt von Argumenten, die in vielen Kalkulationsprogrammen in<br />

Klammern stehen und durch Semikola voneinander getrennt werden.<br />

Die Argumente können Zellbezüge, mathematische Ausdrücke<br />

oder selbst wieder Funktionen sein.<br />

Funktionen unter Excel:<br />

• =SUMME(C6:C20;E6:E20;F15;3)<br />

Die Summenfunktion addiert hier die Werte in den Zellen C6 bis<br />

C20, E6 bis E20 sowie F15 und dazu den Wert 3.<br />

• =GANZZAHL(6*ZUFALLSZAHL()+1)<br />

Die Funktion ZUFALLSZAHL() liefert eine Zufallszahl z mit 0 < z < 1.<br />

6 · z + 1 liefert eine Zahl w mit 1 < w < 7.<br />

Durch Anwenden der GANZZAHL-Funktion (int x) erhält man<br />

eine Zufallszahl derart, dass man das Würfeln mit einem Standardwürfel<br />

simulieren kann.<br />

Mit jeder Neuberechnung der Tabelle wird auch eine neue Zufallszahl<br />

(1, 2, 3, 4, 5 oder 6) erzeugt.<br />

• =MITTELWERT(A10:D19)<br />

Das arithmetische Mittel der Werte in den Zellen A10 bis D19 (das<br />

sind 40 Zahlen) wird gebildet.<br />

Auch die logischen Operatoren NICHT, ODER, UND werden wie Funktionen<br />

behandelt. Zusammen mit Zeichenkettenfunktionen und der<br />

Wenn-Funktion sowie der Verweisfunktion können Algorithmenstrukturen<br />

wie ein-, zwei- oder mehrseitige Auswahl (Fallunterscheidung) realisiert<br />

werden.<br />

Funktionen unter Excel:<br />

• =WENN(JETZT()-C34*365+1;B11>5000);B11/10;““)<br />

Wenn seit dem erstmaligen Auftreten als Kunde (Datum steht in<br />

Zelle A81) mehr als 4 Jahre vergangen sind und im letzten Jahr<br />

Waren im Wert von mehr als 5000 € gekauft wurden (B11), dann<br />

wird der Wert in B11 durch 10 geteilt (dies könnten z. B. 10 %<br />

Rabatt sein), sonst bleibt die Zelle leer.<br />

• =SVERWEIS(A6;Tabelle2!A5:C583;3)<br />

In eine Rechnung soll ein Artikelpreis eingetragen werden. In<br />

Zelle A6 steht die Artikelnummer. Diese ist das Vergleichskriterium<br />

für den dargestellten Spaltenverweis. Excel sucht in einer<br />

gesonderten Tabelle 2 im Zellbereich A5 bis C583 (wo in der<br />

Spalte A alle Artikelnummern, in Spalte B ihre Kurzbezeichnung<br />

und in Spalte C der aktuelle Preis aufgeführt ist) in der 3. Spalte<br />

des markierten Bereichs nach dem zugehörigen Preis.


Wie arbeitet ein Kalkulationsprogramm?<br />

Um beispielsweise die Summe zweier<br />

Zahlen a und b zu ermitteln, werden<br />

in die Zellen C2 und F2 vom Nutzer<br />

entsprechende Werte für a und b eingegeben, in<br />

Zelle D4 wird dann die Summe (im folgenden Beispiel<br />

11) errechnet und ausgegeben:<br />

Eine solche Wertzuordnung heißt „Funktion“. Eine<br />

Funktion ermittelt aus Eingabedaten nach einer festgelegten<br />

Zuordnungsvorschrift genau einen Ausgabewert.<br />

Sie ist eine informationsverarbeitende Einheit,<br />

die eine klar umrissene Aufgabe innerhalb der<br />

Lösung eines Problems beschreibt (vgl. auch S. 148).<br />

Eine Funktion wird hier also – wie in der Mathematik<br />

auch – als eindeutige Abbildung (aus einer Menge<br />

von Eingabedaten in eine Menge von Ausgabedaten)<br />

definiert. Man kann Funktionen als Grafik<br />

oder Text darstellen:<br />

Grafik Schema Term<br />

a b<br />

PLUS<br />

a b<br />

PLUS<br />

PLUS(a;b)<br />

Sobald in einer Kalkulationstabelle ein Eingabewert<br />

verändert wird, wird die Funktion vom Kalkulationsprogramm<br />

aufgerufen und hiermit der neue Ausgabewert<br />

bestimmt:<br />

Grafik Schema Term<br />

4 7<br />

a b<br />

PLUS<br />

11<br />

4 7<br />

a b<br />

PLUS<br />

11<br />

PLUS(4;7)<br />

→ 11<br />

Die Funktion PLUS(a;b) wird vom Kalkulationsprogramm<br />

als Formel dargestellt: =C2+F2 oder auch<br />

=SUMME(C2;F2)<br />

Funktionen<br />

und<br />

Datenflüsse<br />

Der umrandete Bereich in der Kalkulationstabelle<br />

zur Berechnung der<br />

Summe von a und b (b links auf dieser<br />

Seite) ist ebenfalls eine Darstellungsmöglichkeit<br />

für eine Funktion.<br />

Wenn für a und b noch keine Werte eingetragen<br />

wurden, sind sie vom Kalkulationsprogramm standardmäßig<br />

auf 0 gesetzt worden.<br />

Oft werden aktuelle Parameter (Werte, die einer<br />

bestimmten Variablen zugeordnet sind) für mehrere<br />

Funktionen benötigt. Ein solcher Fall tritt zum<br />

Beispiel auf, wenn man die Oberfläche eines Quaders<br />

berechnen soll. Die Eingabewerte für Länge<br />

(a), Breite (b) und Höhe (c) des Quaders werden für<br />

mehrere Funktionen gleichzeitig benötigt. Das sieht<br />

als Datenflussdiagramm so aus:<br />

a<br />

b a c<br />

MAL<br />

MAL<br />

AO(a;b;c)<br />

c<br />

VERDOPPELN<br />

p1 p2 p3<br />

SUMME<br />

b<br />

c<br />

MAL<br />

Termnotation: AO(a;b;c) →<br />

VERDOPPELN(SUMME(MAL(a;b);MAL(a;c);MAL(b;c)))<br />

Der Datenfluss muss aufgespalten werden. Man setzt<br />

dazu im Datenflussdiagramm einen dicken Punkt an<br />

die Verzweigungsstelle. Die vereinbarte Funktion<br />

AO errechnet die Oberfläche eines beliebigen Quaders<br />

aus den Werten a, b und c.<br />

Eine Kalkulationstabelle kann man letztlich als Programm<br />

auffassen. Es sind sogar Algorithmenstrukturen,<br />

insbesondere Entscheidungen möglich. Das<br />

Neue im Vergleich zur imperativen Programmierung<br />

ist: Die Ausgabedaten werden nicht durch eine<br />

Folge von Anweisungen aus den Eingabedaten ermittelt,<br />

sondern durch eine Anzahl aufeinanderbezogener<br />

Funktionen. Das ist dann ein funktionales<br />

Programm, diese „Programmierphilosophie“ heißt<br />

funktionale Programmierung.


150 Angewandte Informatik<br />

Bei einer arithmetischen<br />

Zahlenfolge<br />

ist der Abstand<br />

zwischen zwei benachbarten<br />

Gliedern<br />

immer gleich<br />

(a n+1 = a n + d).<br />

Bei einer geometrischen<br />

Zahlenfolge<br />

wird von einem Glied<br />

zum nächsten jeweils<br />

mit dem gleichen<br />

Faktor multipliziert<br />

(a n +1 = a n · q).<br />

Tortendiagramm:<br />

Achtung! Je nach<br />

Lage des Diagramms<br />

können die Daten<br />

verfälscht werden:<br />

So scheint es hier<br />

mehr Beschäftigte im<br />

Verlags- als im Druckgewerbe<br />

zu geben.<br />

Daten- und Zahlenreihen<br />

Für Wertetabellen, fortlaufende Datumsangaben, für arithmetische und<br />

geometrische Zahlenfolgen gibt es in Kalkulationsprogrammen meist<br />

unter dem Menü „Bearbeiten“ den Befehl „Datenreihe ausfüllen“.<br />

Es sollen unter Excel Wertetabellen für die Funktionen y = 0,3x + 1,<br />

y = 1<br />

} x<br />

8 2 und y = 2 sin x im Intervall – 4 ≤ x ≤ 4 mit der Schrittweite 0,2<br />

erstellt werden. Hierzu wird in die Argumentspalte der Startwert – 4<br />

eingegeben und die Spalte ab dem Startwert (Zelle A2) hinreichend<br />

weit markiert. Unter Menü „Bearbeiten“ g „Ausfüllen“ g<br />

„Reihe…“ wird der Typ „Arithmetisch“ und das Inkrement (der Abstand<br />

der Folgenglieder) 0,2 eingegeben. Die Formeln für die Funktionswerte<br />

werden einmal erstellt (Zellen B2, C2 und D2) und dann<br />

kopiert. Allerdings könnte man auch die Spalte B wie beschrieben<br />

ausfüllen lassen (Startwert 0,2; arithmetische Reihe; Inkrement 0,06).<br />

2.3.4 Präsentation von Kalkulationsdaten durch Diagramme<br />

Zusammenhänge, Trends und Zahlenverhältnisse lassen sich am einfachsten<br />

über grafische Veranschaulichungen erkennen. Alle Tabellenkalkulationsprogramme<br />

bieten hierzu unterschiedliche Diagrammtypen an.<br />

Diagrammtypen und ihre Verwendung<br />

Typ Verwendung<br />

Kreisdiagramm<br />

Liniendiagramm<br />

Kreisdiagramme eignen sich für den anschaulichen Vergleich<br />

von Teilen eines Ganzen (b Medien-Beispiel S. 144).<br />

Es können mit einem Kreisdiagramm nur Zahlen aus einer<br />

Datenreihe dargestellt werden. Dies gilt auch für die räumliche<br />

Variante, das 3D-Kreisdiagramm (Tortendiagramm).<br />

Liniendiagramme eignen sich insbesondere zur Darstellung<br />

von Datenreihen mit jeweils sehr vielen Daten. Das können<br />

Prognosen für Zinsentwicklungen, Messreihen oder auch<br />

mathematische Funktionen sein (b Beispiel zu Daten- und<br />

Zahlenreihen, oben und S. 151).


Säulendiagramm<br />

Stapeldiagramm<br />

Säulendiagramme eignen sich zur Darstellung mehrerer<br />

Datenreihen im Vergleich. So kann im Beispiel auf S. 144<br />

die Tabelle um 2 weitere Spalten ergänzt werden, in denen<br />

die Anzahl der Beschäftigten in den einzelnen Bereichen<br />

für die Jahre 2000 und 2001 dargestellt sind. Aus diesem<br />

Zahlenmaterial lassen sich nun Säulendiagramme mit ganz<br />

unterschiedlichen Aussagen gewinnen:<br />

Zum einen könnten die Medienbereiche als Rubriken<br />

genommen werden und die Aufmerksamkeit wird auf die<br />

Entwicklung in den Einzelbereichen gelenkt (Bild 1). Zum<br />

anderen könnten die Jahreszahlen in der Rubrikenachse<br />

stehen und man erhält eher Aussagen über die Gesamtentwicklung<br />

der Beschäftigten im Bereich Medien (Bild 2).<br />

Eine Variante der Säulendiagramme sind Streifendiagramme.<br />

Hier liegen die Säulen bzw. Balken waagerecht.<br />

Will man neben der Gesamtentwicklung auch die einzelnen<br />

Anteile an einer Rubrik darstellen, nutzt man Stapeldiagramme<br />

(Bild 3). Hier passiert nichts anderes, als dass die<br />

Säulen eines Säulendiagramms übereinandergestapelt<br />

werden. Dies geht auch mit Flächen oder Linien.<br />

Erstellen von Diagrammen aus Tabellen<br />

Alle Daten, die man veranschaulichen will (Datenreihen und Rubrikenbezeichnungen),<br />

müssen zuerst markiert werden.<br />

In den Kalkulationsprogrammen steht meist ein Diagrammassistent zur<br />

Verfügung, den man nach dem Markieren aufruft.<br />

Linien- und Punktdiagramme als Funktionsplotter<br />

Diagramme kann man sogar zum Darstellen von Funktionsgraphen nutzen<br />

(b Beispiel zu Daten- und Zahlenreihen, b S. 150). Dazu eignen sich<br />

insbesondere Liniendiagramme (ohne Datenpunkte). Die meisten Kalkulationsprogramme<br />

erkennen allerdings nicht, dass die Spalte A keine<br />

Datenreihe ist, sondern Grundlage für die Rubrikenachse (x-Achse). Dies<br />

kann man oft nur durch geschicktes Markieren oder durch diverse Nachbearbeitungen<br />

mit dem Diagrammassistenten beheben.<br />

Unter Excel stellt der Diagrammassistent Punktdiagramme (mit interpolierten<br />

Linien ohne Datenpunkte) zur Verfügung, mit deren<br />

Hilfe man relativ einfach die Funktionsgraphen zum schon erwähnten<br />

Beispiel (b S. 150) zeichnen kann.<br />

Tabellenkalkulation 151<br />

Bild 1<br />

Bild 2<br />

Bild 3<br />

Zum Markieren: Am<br />

einfachsten ist es,<br />

wenn alle Werte<br />

und Beschriftungen<br />

kompakt zusammenhängen.<br />

Wenn es doch leere<br />

Zeilen oder Spalten<br />

gibt, weil z. B. bestimmte<br />

Daten nicht<br />

in das Diagramm aufgenommen<br />

werden<br />

sollen, können auch<br />

einzelne Zellbereiche<br />

nacheinander markiert<br />

werden. Dabei<br />

muss die -Taste<br />

gedrückt gehalten<br />

werden.<br />

Wenn sich um alle<br />

markierten Teile ein<br />

Rechteck legen lässt,<br />

ist die Wahrscheinlichkeit<br />

sehr groß,<br />

das Richtige markiert<br />

zu haben.


152 Das Wichtigste im Überblick<br />

Objekte in Kalkulationsprogrammen<br />

Klasse Hinweise<br />

TABELLE • wird als Datei unter einem bestimmten Namen gespeichert<br />

• enthält meist mehrere Blätter (Tabelle1, Tabelle2, ...), diese sind in<br />

Zeilen bzw. Spalten unterteilt<br />

ZEILE • hat einen Namen (1, 2, 3, ...), der ihre Position verdeutlicht<br />

• weiteres Attribut: Zeilenhöhe<br />

SPALTE • hat einen Namen (A, B, ..., Z, AA, AB, ...), der ihre Position beschreibt<br />

• weiteres Attribut: Spaltenbreite<br />

ZELLE • besitzt einen Namen (A1, A2, ... B7, ... AB24, ...)<br />

• enthält Objekte der Klassen TEXT, ZAHL, DATUM, FORMEL und<br />

WAHRHEITSWERT; diese Klassen heißen „Datentypen“<br />

TEXT (Datentyp) • wird standardmäßig linksbündig ausgerichtet<br />

ZAHL (Datentyp) • wird standardmäßig rechtsbündig ausgerichtet<br />

• „Unterklassen“ sind möglich: ganze Zahlen, Währung, ...<br />

FORMEL<br />

(Datentyp)<br />

WAHRHEITSWERT<br />

(Datentyp)<br />

• beginnt mit einem Gleichheitszeichen, gefolgt von einem Term<br />

• Term kann Funktionen und Zellverweise (Variablen) enthalten<br />

• zwei Werte sind möglich: WAHR und FALSCH<br />

• Voraussetzung zur Nutzung der WENN- und der VERWEIS-Funktion<br />

DIAGRAMM • zur Veranschaulichung von Zahlenverhältnissen und Zusammenhängen,<br />

die den Zellen entnommen werden<br />

• besitzt Attribute wie Typ, Position, Größe, Anzahl der Datenreihen, ...<br />

• eine Tabelle kann mehrere Diagramme enthalten<br />

Funktionen in Kalkulationsprogrammen<br />

Eine Funktion ist eine informationsverarbeitende Einheit, die aus Eingabedaten nach einer<br />

festgelegten Zuordnungsvorschrift genau einen Ausgabewert ermittelt.<br />

Grafik Datenflussdiagramm Term Formelbeispiel<br />

6 8 –2<br />

a b<br />

SUMME<br />

c<br />

12<br />

6 8 –2<br />

a b<br />

SUMME<br />

c<br />

12<br />

SUMME(6;8;–2) → 12<br />

=A5+B7+D9<br />

oder<br />

=SUMME(A5;B7;D9)<br />

Kalkulationsprogramme stellen vordefinierte Funktionen bereit. Der Aufruf von Funktionen<br />

erfolgt über einen festgelegten Namen, gefolgt von Argumenten, die in Klammern<br />

stehen und durch Semikola voneinander getrennt werden. Die Argumente können Zellbezüge,<br />

mathematische Terme oder selbst wieder Funktionen sein.<br />

Wichtige Entscheidungsfunktionen:<br />

=WENN(a;b;c) → b (wenn a WAHR), c (wenn a FALSCH)<br />

=SVERWEIS(Suchkriterium;Suchbereich;Spaltenindex) → Wert der gefundenen Zelle


2.4 Datenbanksysteme<br />

2.4.1 Aufbau und Funktion von Datenbanksystemen<br />

Datenbanken und Datenbankmanagementsysteme<br />

Ein Datenbanksystem ist eine systematische und strukturierte Zusammenfassung<br />

von Daten eines Problembereiches (Datenbasis) einschließlich<br />

der zur Eingabe, Verwaltung, Auswertung und Ausgabe<br />

erforderlichen Software (Datenbankmanagementsystem, DBMS).<br />

Nach der Modellierung der verwalteten Daten unterscheidet man<br />

folgende Datenbankarten:<br />

• relationale Datenbanken,<br />

• hierarchische Datenbanken und<br />

• Netzwerk-Datenbanken<br />

Ein Datenmodell beschreibt den logischen Aufbau und Zusammenhang<br />

der Daten sowie die Beziehungen untereinander. Am verbreitetsten sind<br />

relationale Datenbanken.<br />

Als Standard zur Kommunikation mit relationalen Datenbanken gilt die<br />

Datenbanksprache SQL (Structured Query Language). Diese Sprache ist<br />

oftmals die Grundlage, für die in den verschiedenen Datenbankmanagementsystemen<br />

genutzten speziellen Sprachen der DBMS-Anbieter.<br />

Aufgaben eines Datenbankmanagementsystems<br />

• zentrale Speicherung und einheitliche Verwaltung von Daten<br />

eines Problembereiches<br />

• Dienstleistung des Datenzugriffs unter Verwendung von Datenbanksprachen<br />

• Mechanismen der Datensicherheit (Kontrolle der Legalität des Zugriffs<br />

auf die Datenbasis, Maßnahmen zur Datensicherheit)<br />

Ebenen einer Datenbankarchitektur<br />

Zur Beschreibung der Architektur einer Datenbank wird eine Darstellung<br />

in drei Ebenen verwendet. Diese Darstellung beruht auf der ANSI/SPARC-<br />

Architektur. In ihr werden folgende Ebenen unterschieden: die interne<br />

Ebene, die konzeptionelle Ebene und die externe Ebene.<br />

• Die externe Ebene betrifft den Benutzer der Datenbank und stellt<br />

seine Sicht auf die Daten dar.<br />

• Die konzeptionelle Ebene (auch logische Ebene) bildet das Datenmodell<br />

ab. Während es genau eine konzeptionelle Ebene gibt, werden<br />

für verschiedene Benutzer mitunter unterschiedliche externe Ebenen<br />

sichtbar.<br />

• Die interne Ebene (auch physische Ebene) beschreibt die Implementierung<br />

des konzeptionellen Schemas. Um diese Ebene kümmert sich im<br />

Allgemeinen das Datenbankmanagementsystem.<br />

Datenbanksysteme 153<br />

Merke:<br />

Datenbanksystem =<br />

Datenbasis + DBMS<br />

Das relationale Modell<br />

für Datenbanksysteme<br />

geht auf<br />

Dr. E. F. Codd zurück.<br />

Er beschrieb es 1970<br />

in „The Relational<br />

Model of Data for<br />

Large Shared Data<br />

Banks”.<br />

ANSI/SPARC ist die<br />

Abkürzung für<br />

“Standard Planning<br />

and Requirements<br />

Committee of the<br />

American National<br />

Standards Institute”.<br />

Ein Komitee der<br />

ANSI formalisierte<br />

Mitte der 1970er-<br />

Jahre die allgemein<br />

akzeptierte Methode<br />

für die Architektur<br />

eines DBMS.


154 Angewandte Informatik<br />

Operationenfolgen,<br />

die auf einer Datenbank<br />

auszuführen<br />

sind, heißen Transaktionen.<br />

Unmittelbare Nutzer<br />

einer Datenbank<br />

sind Programme,<br />

die durch Anwender<br />

aktiviert werden,<br />

die (meist interaktiv)<br />

mit der Datenbank<br />

kommunizieren. Bei<br />

parallelem Zugriff<br />

zur Datenbank<br />

sind Maßnahmen<br />

erforderlich, die<br />

fehlerhafte Veränderungen<br />

in der Datenbank<br />

verhindern.<br />

Das geschieht durch<br />

eine Transaktionenverwaltung.<br />

Anforderungen an ein Datenbankschema<br />

In der Nutzung von Datenbanken zur Speicherung und Verarbeitung<br />

großer Datenmengen werden typische Vorteile sichtbar<br />

• Trennung von Programm und Daten<br />

• Vermeidung von Redundanz<br />

• Konsistenz der Daten<br />

• Integrität des Datenbestandes<br />

• Flexibilität in der Auswertung der Datenbasis<br />

Meist werden Datenbanken von Anwendern genutzt, die sich nicht mit<br />

dem Entwurf oder mit der Implementierung des Datenmodells auskennen.<br />

Für diese Nutzer werden Anwendungen entwickelt, die eine komfortable<br />

Kommunikation mit dem DBMS und letztendlich mit den Daten<br />

ermöglichen. Solche Anwendungen greifen nicht direkt auf die Datenstrukturen<br />

und Daten zu, sie nutzen das DBMS. Diese Trennung von<br />

Programm und Daten ermöglicht, dass fehlerhafte Anwendungen den<br />

Datenbestand in der Regel nicht direkt zerstören können.<br />

Durch die Optimierung des Modells und somit der Struktur der Datenbasis<br />

kommt es zur Vermeidung von Redundanzen.<br />

Redundanzfreiheit ist eine Voraussetzung für die Konsistenz der Daten.<br />

Konsistenz beschreibt die Widerspruchsfreiheit der Daten einer Datenbasis.<br />

Anhand der Formulierung von Bedingungen kann die Integrität des Datenbestandes<br />

erhöht werden. Damit wird weitgehend vermieden, dass<br />

einzelne Attributwerte außerhalb von Definitionsbereichen der Attribute<br />

liegen.<br />

Aufgrund der zentralen und einheitlichen Zusammenfassung der Daten<br />

ist eine flexible Auswertung des Datenbestandes sowie eine flexible Anpassung<br />

an neue Problemstellungen möglich.<br />

Objekte in Datenbankmanagementsystemen<br />

Ein DBMS stellt mindestens 4 Klassen von Hilfsmitteln zur Arbeit mit<br />

Datenbanken zur Verfügung:<br />

• TABELLE zum Entwurf der Struktur der Datensätze<br />

• FORMULAR zur Eingabe der Attributwerte der Datensätze<br />

• ABFRAGE zum Suchen und Filtern von Daten aus einer oder mehreren<br />

Tabellen sowie für Berechnungen<br />

• BERICHT zur nutzerfreundlichen Ausgabe der Daten auf der Basis<br />

einer Abfrage<br />

Die Klasse TABELLE dient der Abbildung des Datenmodells einer Anwendung.<br />

Bei der Erzeugung eines Objekts der Klasse TABELLE werden Attributlisten<br />

und Wertebereichslisten für reale Objektmengen definiert. Das<br />

Ergebnis ist eine „leere Tabelle“, in der die Datensatzstruktur festgelegt<br />

ist. Die Klasse TABELLE des DBMS ist nicht zu verwechseln mit den konkreten,<br />

ausgefüllten Tabellen, die letztlich Objektmengen beschreiben.<br />

Ähnliches gilt auch für die anderen Klassen des DBMS.


Mit einem Objekt der Klasse FOR-<br />

MULAR wird insbesondere die Dateneingabe<br />

für den Nutzer übersichtlich<br />

gestaltet.<br />

Wie auch bei der Erzeugung von<br />

Objekten anderer Klassen stellt das<br />

DBMS für den Entwurf von Formularen<br />

zwei Herangehensweisen zur<br />

Verfügung: Zum einen ist es möglich,<br />

einen sogenannten Assistenten zu nutzen. Zum anderen können die<br />

Elemente und die Struktur eines Formulars selbst definiert werden.<br />

In einer Datenbank werden mehrere Tabellen zusammengefasst, weil sie<br />

in Beziehung zueinander stehen. Auch Formulare beziehen sich nicht unbedingt<br />

nur auf eine Tabelle. Sie können zur Auswertung der Datenbasis<br />

genutzt werden, wenn mehrere Tabellen oder deren Teile einbezogen<br />

sind. Dafür müssen aber vorher Objekte der Klasse ABFRAGE erzeugt<br />

werden.<br />

Objekte der Klasse BERICHT sind ebenfalls für eine nutzerfreundliche<br />

Darstellung von Abfrageergebnissen geeignet – insbesondere dann,<br />

wenn diese in ausgedruckter Form weiter verwendet werden. Berichte<br />

dienen darüber hinaus der Präsentation von Daten aus der Datenbank.<br />

2.4.2 Relationale Datenmodellierung<br />

Im Prozess der Modellierung gibt es verschiedene Möglichkeiten ein<br />

Modell zu formulieren, um es anschließend zu implementieren. Für den<br />

Umgang mit großen Datenmengen sind (historisch gewachsen) zwei Modelle<br />

von Bedeutung: das Entity-Relationship-Modell und das relationale<br />

Modell.<br />

Entitäten, Entitymengen, Attribute und Relationships<br />

Für einen kleinen Versandhandel sollen alle notwendigen Daten in einer<br />

Datenbank einheitlich erfasst und zentral verwaltet werden. Die<br />

verschiedenen Objekte können in Objektmengen zusammengefasst und<br />

mit charakteristischen Eigenschaften notiert werden.<br />

Objektmenge Eigenschaften<br />

Kunde Name, PLZ, Wohnort, Straße, Kundennummer<br />

Artikel Bezeichnung, Farbe, Größe, Preis, Artikelnummer<br />

Lieferant Name, PLZ, Ort, Straße, Telefon, Ansprechpartner,<br />

Lieferantennummer<br />

Übersichtlich ist die Darstellung in einem Diagramm. Hier finden sich zunächst<br />

die Objektmengen und deren Eigenschaften wieder:<br />

Datenbanksysteme 155<br />

Es ist bereits an<br />

dieser Stelle zweckmäßig<br />

zum Beispiel<br />

jedem Kunden eine<br />

Kundennummer zu<br />

geben. Damit wird es<br />

möglich, alle Kunden<br />

auch eindeutig zu<br />

identifizieren. Dies<br />

wird zum Beispiel<br />

dann notwendig,<br />

wenn Personen den<br />

gleichen Namen<br />

besitzen oder<br />

zusätzlich noch in<br />

derselben Straße<br />

wohnen.


156 Angewandte Informatik<br />

KNr<br />

PLZ<br />

Name<br />

Kunde Artikel<br />

Straße<br />

Entitymenge<br />

Attribut<br />

Schlüsselattribut<br />

Relationship<br />

Vorname<br />

Ort<br />

ANr<br />

Farbe<br />

Bezeichnung<br />

Einkaufspreis<br />

Größe<br />

Verkaufspreis<br />

LNr<br />

PLZ<br />

Name<br />

Lieferant<br />

Straße<br />

Telefon<br />

Allgemein verwendet man folgende Begriffe und in einer solchen Darstellung<br />

die dazugehörigen Symbole:<br />

Eine Entität (Entity) ist konkretes, eindeutig identifizierbares Datenobjekt<br />

(z. B. Objekt, Individuum, Begriff, Ereignis, …).<br />

In einer Entitymenge (Entityklasse) werden Entitäten mit gleichen<br />

Eigenschaften zusammengefasst. Entitymengen werden durch Substantive<br />

angegeben.<br />

Eigenschaften einer Entitymenge bezeichnet man als Attribute.<br />

Den konkreten zugeordneten Wert einer Entität zu einem Attribut<br />

nennt man Attributwert.<br />

Ein (Primär-)Schlüssel setzt sich aus einer (minimalen) Menge von<br />

Attributen einer Entität zusammen und dient beispielsweise der eindeutigen<br />

Identifikation.<br />

Bereits jetzt lässt sich das betrachtete Beispiel implementieren und auch<br />

punktuell bearbeiten oder auswerten. Jedoch ein wesentlicher Aspekt<br />

wurde noch nicht berücksichtigt:<br />

Zwischen den verschiedenen Entitymengen und den damit verbundenen<br />

konkreten Entitäten existieren Beziehungen. Zum Beispiel bestellt ein<br />

Kunde einen oder mehrere Artikel. Somit existiert eine Kunde-bestellt-<br />

Artikel-Beziehung. Diese Beziehung ist durch ein weiteres Attribut charakterisiert:<br />

Mit der Bestellung wird auch die Anzahl (wie viel Stücke des<br />

Artikels erworben werden sollen) mit angegeben.<br />

Nicht jede Beziehung fordert in ihrer Beschreibung weitere Attribute. Im<br />

betrachteten Modell sind beispielsweise für die Artikel-wird_geliefert_<br />

von-Lieferant-Beziehung keine zusätzlichen Angaben notwendig.<br />

Eine Beziehung zwischen Entitymengen und somit den konkreten<br />

Entitäten heißt Relationship.<br />

Relationships werden durch Verben angegeben. Eigenschaften von<br />

Relationships bezeichnet man ebenfalls als Attribute.<br />

Ort


Beziehungen zwischen Entitymengen sind durch eine weitere, wesentliche<br />

Eigenschaft charakterisiert – durch die Kardinalität:<br />

Datenbanksysteme 157<br />

Kardinalität Beschreibung Darstellung im Diagramm<br />

1:1-Beziehung Jeder Entität der Entitymenge A wird genau<br />

eine Entität der Entitymenge B zugeordnet<br />

und umgekehrt.<br />

1:n-Beziehung Jeder Entität der Entitymenge A können<br />

mehrere Entitäten der Entitymenge B<br />

zugeordnet werden, umgekehrt kann jeder<br />

Entität der Menge B nur genau eine Entität<br />

der Menge A zugeordnet werden.<br />

m:n-Beziehung Jeder Entität der Entitymenge A können<br />

mehrere Entitäten der Entitymenge B zugeordnet<br />

werden und umgekehrt.<br />

Für das dargestellte Beispiel folgt somit:<br />

Jeder Artikel wird von einem Lieferanten geliefert, ein Lieferant kann<br />

jedoch mehrere Artikel liefern. Es handelt sich um eine 1:n-Beziehung.<br />

Ein Kunde kann mehrere Artikel bestellen und ein Artikel kann auch von<br />

mehreren Kunden bestellt worden sein, es ist eine m:n-Beziehung.<br />

KNr<br />

PLZ<br />

Name<br />

n m n wird<br />

1<br />

Kunde bestellt<br />

Artikel<br />

geliefert<br />

von<br />

Straße<br />

Vorname<br />

Ort<br />

Anzahl<br />

ANr<br />

Farbe<br />

Bezeichnung<br />

Einkaufspreis<br />

Größe<br />

Verkaufspreis<br />

Die grafische Darstellung eines Entity-Relationship-Modells (ER-Modell)<br />

unter Verwendung der verschiedenen Elemente wird Entity-Relationship-Diagramm<br />

(ER-Diagramm) genannt.<br />

Optimierung des Modells durch Normalisierung<br />

Bevor das entworfene ER-Diagramm implementiert werden kann, muss es<br />

normalisiert werden. Im Prozess der Normalisierung entsteht ein Modell,<br />

welches den Anforderungen an ein Datenbankschema (b S. 154) gerecht<br />

wird. Ein normalisiertes Modell fördert eine effiziente Verwaltung und<br />

Auswertung der Daten. In der Praxis werden meist drei Normalformen<br />

angewendet, die erste Normalform (1NF), die zweite Normalform (2NF)<br />

und die dritte Normalform (3NF):<br />

1 1<br />

A B<br />

1 n<br />

A B<br />

m n<br />

A B<br />

LNr<br />

PLZ<br />

Name<br />

Lieferant<br />

Straße<br />

Telefon<br />

Ort


158 Angewandte Informatik<br />

Normalformen<br />

stellen eine Methode<br />

der Optimierung<br />

des Datenmodells<br />

bei der Arbeit mit<br />

relationalen Datenbanken<br />

dar. Dabei<br />

werden verschiedene<br />

Normalformen angewandt,<br />

wobei jede<br />

weitere die Verfeinerung<br />

der vorherigen<br />

darstellt. Neben den<br />

ersten drei meistverwendetenNormalformen<br />

existieren<br />

also weitere.<br />

Das ist zum einen<br />

die Boyce-Codd-<br />

Normalform (BCNF),<br />

die auch als vierte<br />

Normalform (4NF)<br />

bezeichnet wird und<br />

zum anderen die<br />

Projektions-Kombinations-Normalform<br />

(engl. „projectionjoin“,<br />

Abkürzung:<br />

PJ/NF), die fünfte<br />

Normalform (5NF).<br />

1. Normalform Eine Tabelle/Relation ist in 1. Normalform, wenn<br />

alle Attribute atomar, d. h. nicht strukturiert sind.<br />

2. Normalform Eine Tabelle/Relation ist in 2. Normalform, wenn die<br />

1. Normalform erfüllt ist und wenn alle Nichtschlüsselattribute<br />

funktional abhängig von der gesamten<br />

Schlüsselkombination sind, jedoch nicht von ihren<br />

Teilen.<br />

3. Normalform Eine Tabelle/Relation ist in 3. Normalform, wenn die<br />

2. Normalform erfüllt ist und kein Nichtschlüsselattribut<br />

transitiv von einem Schlüsselattribut abhängig<br />

ist.<br />

Das betrachtete Beispiel soll im Folgenden auf die Erfüllung der Normalformen<br />

überprüft werden.<br />

Die 1NF ist bereits erfüllt, alle Attribute liegen atomar vor. Ein typisches<br />

Beispiel dafür ist, dass Name und Vorname als getrennte Attribute erfasst<br />

werden. Gleiches gilt für die Adresse, also PLZ, Ort und Straße.<br />

Auch die 2NF ist im vorliegenden Beispiel bereits erfüllt.<br />

Bei der Entwicklung des ER-Modell ist eine Zusammenfassung der Entitymengen<br />

Artikel und Lieferant zu einer gemeinsamen Entitymenge<br />

vorstellbar. Diese Zusammenfassung hätte jedoch zum Beispiel nicht nur<br />

eine erhebliche Redundanz zur Folge, sondern auch die Nichterfüllung<br />

der 2NF. Für diesen Fall würde beispielsweise das Nichtschlüsselattribut<br />

Telefon nur von Teilen der gesamten Schlüsselkombination (dem Teil des<br />

Lieferanten) abhängen und nicht von der gesamten Schlüsselkombination.<br />

Eine Trennung beider Entitymengen wurde notwendig zur Erfüllung<br />

der 2NF.<br />

Im bisherigen ER-Modell existiert noch eine transitive Abhängigkeit und<br />

somit eine Verletzung der 3NF: Im Allgemeinen fordert eine Postleitzahl<br />

einen konkreten Ort (es wird vereinfacht angenommen, dass zu jeder<br />

Postleitzahl genau ein Ort gehört). Das heißt, bei jedem Datensatz wird<br />

die Postleitzahl und der Ort angegeben. Es entstehen Redundanzen.<br />

Sollte eine Anpassung oder Änderung von Postleitzahlen notwendig<br />

werden, müsste jeder Datensatz geändert werden. Es besteht die Gefahr<br />

der Erzeugung von Inkonsistenzen in der Datenbank.<br />

Durch das Hinzunehmen einer weiteren Entitymenge kann die Erfüllung<br />

der 3NF im Beispiel gewährleistet werden:


KNr<br />

Name<br />

Datenbanksysteme 159<br />

Kunde<br />

n<br />

bestellt<br />

m<br />

Artikel<br />

n wird<br />

geliefert<br />

von<br />

1<br />

Lieferant<br />

n n<br />

Straße<br />

Vorname<br />

Anzahl<br />

ANr<br />

Farbe<br />

Bezeichnung<br />

Einkaufspreis<br />

Größe<br />

Verkaufspreis<br />

1 1<br />

wohnt_in Ort<br />

hat Sitz in<br />

PLZ<br />

Name<br />

Transformation in ein relationales Modell – Relationenschema/Datenbankschema<br />

Im bisher betrachteten Modellierungsprozess entstand ein ER-Modell,<br />

welches in Form eines ER-Diagramms dargestellt ist. Den nächsten Schritt<br />

bildet die Transformation des ER-Modells in ein relationales Modell. Im<br />

Ergebnis einer solchen Transformation entsteht ein Relationenschema<br />

(auch Datenbankschema), welches die Grundlage zur Implementation<br />

darstellt. In diesem Relationenschema werden alle Relationen/Tabellen<br />

und deren Struktur angegeben, die die konkreten Datensätze enthalten.<br />

Jede Relation wird unter Angabe des Relationennamen sowie einer Liste<br />

der Attribute und Schlüsselattribute notiert:<br />

• Relationenname (Primärschlüssel, Attribut_1, ..., Attribut_n, [Fremdschlüssel])<br />

Ein relationales Modell oder auch Datenbankschema ist die Darstellung<br />

des Modells als Menge von Tabellen/Relationen, die jeweils eine Menge<br />

von Datensätzen mit gemeinsamen Eigenschaften enthalten. Diese Tabellen<br />

stehen über Schlüsselattribute in Beziehung:<br />

R1<br />

A1 A2 A3 R2<br />

B1 B2 B3 B4 R3<br />

C1 C2 C3<br />

⇐ ⇒<br />

LNr<br />

Name<br />

Straße<br />

Telefon


160 Angewandte Informatik<br />

Der Begriff Relation<br />

wird auch in der<br />

Mathematik verwendet.<br />

Danach ist<br />

eine Relation eine<br />

Teilmenge aus dem<br />

Kreuzprodukt von<br />

Wertebereichen:<br />

R ⊆ {W 1 × W 2 × … × W n }<br />

Durch einen Fremdschlüssel<br />

wird eine<br />

Integritätsbedingung<br />

für Relationen<br />

definiert: Die Relation<br />

referenziert auf<br />

die Relation, in der<br />

der Fremdschlüssel<br />

als Primärschlüssel<br />

definiert ist. Dieses<br />

Konzept wird auch<br />

als Konzept zur<br />

Wahrung der refereferenziellen Integrität<br />

bezeichnet.<br />

Folgende Begriffe sind relevant:<br />

• Tabelle/Relation: zweidimensionale Anordnung von Elementen gleicher<br />

Struktur (R1, R2, R3)<br />

• Attribut/Feld: Spalte einer Tabelle/Relation (A1 … A3, B1 … B4, C1 …<br />

C3)<br />

• Wertebereich/Wertemenge: mögliche Werte eines Attributes aus<br />

einem vorgegebenen Grundbereiches (vgl. Integrität)<br />

• Datensatz/Tupel: Zeile einer Tabelle/Relation<br />

• Primärschlüssel: (minimale) Menge von Attributen zur eindeutigen<br />

Identifikation eines Datensatzes einer Relation<br />

• Fremdschlüssel: Attributmenge, die in einer anderen Relation Primärschlüssel<br />

ist<br />

Es gelten folgende Transformationsregeln:<br />

Regel 1<br />

Jede Entitymenge des Entity-Relationship-Modells wird ohne eine<br />

Änderung in eine Relation übergeführt.<br />

Regel 2<br />

Zwei Entitymengen E1 und E2 mit einem Beziehungstyp der Kardinalität<br />

1:1 werden zu einer Entitymenge E und somit zu einer Relation<br />

R zusammengefasst. Die Entitäten der Menge E werden durch den<br />

Primärschlüssel S eindeutig bestimmt.<br />

Regel 3<br />

Wenn zwei Entitymengen E1 und E2 durch einen Beziehungstyp der<br />

Kardinalität 1:n charakterisiert werden, wird der Primärschlüssel S1 der Menge E1 als Fremdschlüssel in der Entitymenge E2 angefügt.<br />

Regel 4<br />

Wenn zwei Entitymengen E1 und E2 durch einen Beziehungstyp der<br />

Kardinalität m:n charakterisiert werden, wird eine neue Relation R<br />

modelliert, die den Primärschlüssel S1 der Menge E1 und den Primärschlüssel<br />

S2 der Menge E2 als Fremdschlüssel enthält.<br />

Durch Anwendung der ersten Transformationsregel entstehen vier Relationen:<br />

• Kunde (KNr, Name, Vorname, Straße)<br />

• Artikel (ANr, Bezeichnung, Größe, Farbe, Einkaufspreis, Verkaufspreis)<br />

• Lieferant (LNr, Name, Telefon, Straße)<br />

• Ort (PLZ, Name)<br />

Im betrachteten Beispiel ist keine 1:1-Beziehung enthalten. Somit findet<br />

die zweite Transformationsregel keine Anwendung.<br />

Für die Behandlung von 1:n-Beziehungen ist es erforderlich, Fremdschlüssel<br />

einzufügen. Konkret sind das für die Beziehungen zwischen<br />

den jeweiligen Entitymengen mit der Kardinalität 1:n Primärschlüssel<br />

der zweiten Menge:<br />

• Kunde (KNr, Name, Vorname, Straße, PLZ)<br />

• Artikel (ANr, Bezeichnung, Größe, Farbe, Einkaufspreis, Verkaufspreis, LNr)<br />

• Lieferant (LNr, Name, Telefon, Straße, PLZ)


Um m:n-Beziehungen aufzulösen, entsteht eine neue Relation. Diese Relation<br />

enthält neben den beiden Primärschlüsseln, die dann Fremdschlüssel<br />

sind, auch das Attribut des Relationships. Da diese Relation den Vorgang<br />

der Bestellung beschreibt, soll sie auch so genannt werden. Als Primärschlüssel<br />

für diese somit neu entstandene Relation könnte z. B. eine Kombination<br />

der Fremdschlüssel dienen. Im Beispiel soll ein neues Attribut BNr<br />

als Primärschlüssel für die Relation Bestellung genutzt werden:<br />

• Bestellung (BNr, Anzahl, KNr, ANr)<br />

Somit ergibt sich als vollständiges Relationenschema:<br />

• Kunde (KNr, Name, Vorname, Straße, PLZ)<br />

• Bestellung (BNr, Anzahl, KNr, ANr)<br />

• Artikel (ANr, Bezeichnung, Größe, Farbe, Einkaufspreis, Verkaufspreis, LNr)<br />

• Lieferant (LNr, Name, Telefon, Straße, PLZ)<br />

• Ort (PLZ, Name)<br />

2.4.3 Umgang mit dem Datenbankmanagementsystem<br />

Ein Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist eine Software, die dem<br />

Benutzer die Arbeit mit der Datenbasis ermöglicht. Dazu gehören die<br />

Definition und Erstellung der Datenbasis sowie deren Wartung. Das<br />

DBMS ermöglicht auch den kontrollierten Zugriff auf die Daten.<br />

Übertragen des relationalen Modells<br />

Einen wesentlichen Schritt bei der Implementierung des entworfenen<br />

Datenmodells bildet das Erstellen von Objekten<br />

der Klasse TABELLE. Zunächst wird die Datensatzstruktur für<br />

eine Tabelle festgelegt. Dabei werden die Datenfelder (Attribute)<br />

und deren Eigenschaften (Name, Typ, Feldgröße, Bedingungen)<br />

definiert. Die Festlegung weiterer Bedingungen<br />

(Angabe von Wertebereichen) ist möglich.<br />

Die Tabelle Lieferant (LNr, Name, Telefon, Straße, PLZ) soll<br />

mithilfe eines DBMS abgebildet werden. In der Entwurfsansicht<br />

können die Feldnamen (Attribute) angegeben und die<br />

Felddatentypen (Wertemenge) ausgewählt werden.<br />

Datenbanksysteme 161<br />

TABELLE<br />

AttributListe<br />

AttributTypListe<br />

AttributPrimärschlüssel<br />

AttributFremdschlüssel<br />

AnzahlZeilen<br />

...<br />

ÄndernAttributListe(Name, Typ)<br />

AttributLöschen(Attribut)<br />

AttributUmbenennen(Name)<br />

AttributTypÄndern(Typ)<br />

...<br />

Lieferant: TABELLE<br />

AttributListe = (LNr, Name, Telefon, Straße, PLZ)<br />

AttributTypListe = (Zahl, Text, Text, Text, Text)<br />

Primärschlüssel = "LNr"<br />

Fremdschlüssel = "PLZ"<br />

AnzahlZeilen ="0"


162 Angewandte Informatik<br />

Dem Vereinbaren der Felddatentypen kommt eine wesentliche Bedeutung<br />

zu. Wie auch in anderen Applikationen, beispielsweise der Tabellenkalkulation,<br />

werden bei Datenbanken vordergründig Objekte der<br />

Klassen TEXT, ZAHL, FORMEL und WAHRHEITSWERT unterschieden.<br />

Mitunter findet man andere Bezeichnungen, wie in manchen DBMS den<br />

Begriff „Ausdruck“ für Formel.<br />

Auch die Möglichkeit, Datentypen zu spezifizieren, kann im Umgang<br />

mit Datenbanken genutzt werden. So existieren z. B. Zeit-, Datums- oder<br />

Währungsformate für Objekte der Klasse ZAHL.<br />

Es können weitere Eigenschaften für den Datentyp festgelegt werden.<br />

Diese Vereinbarung hat direkten Einfluss, in welchem Format ein Wert<br />

des Attributs gespeichert wird.<br />

Meist wird mit dem Festlegen der „Feldgröße“ der Datentyp spezifiziert.<br />

Allein im Bereich der Klasse ZAHL besteht die Möglichkeit, eine Vielzahl<br />

von Unterscheidungen zu treffen:<br />

Ganze Zahlen können durch BYTE (0 .. 255), INTEGER (–32 768 .. 32 767)<br />

oder LONGINTEGER (–2 147 483 648 .. 2 147 483 647) festgelegt werden.<br />

Numerische Werte werden in verschiedenen Datentypen gespeichert.<br />

Für diese Bereiche existieren Genauigkeitsgrenzen. Da beispielsweise<br />

Dezimalzahlen nur mit einer bestimmten Anzahl von Stellen im Computer<br />

abgebildet werden, gibt es keine Zwischenwerte. Die Abbildung<br />

von Zahlenbereichen erfolgt immer diskret. Jeder Zahlenbereich wird bei<br />

seiner Darstellung im Computer durch eine größte und eine kleinste darstellbare<br />

Zahl charakterisiert.<br />

Im Folgenden sind häufig verwendete Datentypen aufgelistet:<br />

Text/alphanumerisch<br />

Zahl/numerisch<br />

Datum/<br />

Zeit<br />

Zeichen und Text (Kombinationen von Zeichen − Zahlen<br />

Buchstaben, Sonderzeichen –, die keine Berechnungen<br />

erfordern)<br />

numerische Daten, die für Berechnungen genutzt<br />

werden können<br />

Datums- und Zeitwerte in verschiedenen Darstellungsformaten<br />

Währung Währungswerte und numerische Daten, die für Berechnungen<br />

genutzt werden können<br />

Zähler/<br />

AutoWert<br />

beim Anlegen eines neuen Datensatzes wird eine eindeutige<br />

Zahl (fortlaufend oder zufällig) zugeordnet<br />

logisch Wahrheitswert (true/false, ja/nein, wahr/falsch,<br />

ein/aus)<br />

OLE-Objekt eingebettetes Objekt, welches mit einer anderen<br />

Anwendung erstellt wurde (Kalkulationstabelle, Textdokument,<br />

Grafik, Klang)<br />

Memo Text, Kombination aus Text und Zahlen


Ein wesentliches Merkmal relationaler Datenbanken sind die Beziehungen<br />

der Tabellen zueinander. Nachdem alle Tabellen erzeugt und<br />

die Felddatentypen sowie die Integritätsbedingungen für die verschiedenen<br />

Attributwerte festgelegt wurden, können die Beziehungen zwischen<br />

den verschiedenen Tabellen realisiert werden. Dazu werden alle<br />

Tabellen der Datenbank ausgewählt und geeignet positioniert. Die konkreten<br />

Verknüpfungen selbst werden durch die Primärschlüsselfelder<br />

bzw. Fremdschlüsselfelder realisiert. Die Festlegung der richtigen Verknüpfungseigenschaften<br />

ist für die spätere, korrekte Auswertung des<br />

Datenbestandes erforderlich.<br />

Eingabe der Daten und Auswertung der Datenbasis<br />

Die Tabellen sind erzeugt, die Verknüpfungen zwischen ihnen realisiert.<br />

Somit ist das Modell formal implementiert. Im Anschluss werden die Datensätze<br />

eingegeben. Dazu ist beispielsweise die Nutzung eines Formulars<br />

möglich.<br />

Einen wesentlichen Schwerpunkt in der weiteren Arbeit mit Datenbanken<br />

bildet die Auswertung der Datenbasis. Zunächst soll noch einmal<br />

der Begriff der „Relation“ aufgegriffen werden, der aus der Mathematik<br />

stammt und der Modellierungsmethode „relationale Datenmodellierung“<br />

seinen Namen gibt.<br />

Eine Relation ist eine Menge von Tupeln (hier: Datensätzen), deren<br />

Komponenten (hier: Attributwerte) jeweils aus einem bestimmten<br />

Grundbereich (hier: Datentyp mit formulierten Bedingungen) stammen.<br />

Relationen werden in relationalen Datenbanksystemen als Tabellen<br />

gespeichert.<br />

Die betrachteten Relationen aus dem relationalen Modell wurden im<br />

DBMS als Objekte der Klasse TABELLE abgebildet. Zwischen Relation und<br />

Tabelle wird hier nicht mehr unterschieden.<br />

Wenn nun die Datenbasis einer Datenbank ausgewertet werden soll,<br />

dann wird darunter die systematische Zusammenstellung von interessierenden<br />

Daten aus den verschiedenen Tabellen des Problembereiches der<br />

Datenbank verstanden. Die so definierten Operationen werden zusammengefasst<br />

unter dem Begriff „relationale Algebra“ oder „Relationenalgebra“.<br />

Die relationale Algebra fasst eine Menge von Regeln und Operationen<br />

zur Verarbeitung von Relationen (Tabellen) zusammen. Das<br />

Ergebnis einer solchen Operation ist in jedem Falle wiederum eine<br />

Relation (Tabelle). Wesentliche Operationen sind Projektion, Selektion<br />

und Verbund.<br />

Typische Operationen, die sich auf die Auswertung einer Tabelle beziehen<br />

sind die Selektion und die Projektion. Oft ist eine Kombination beider<br />

Operationen sinnvoll.<br />

Datenbanksysteme 163<br />

Formular b S. 155


164 Angewandte Informatik<br />

Selektion:<br />

Auswahl derjenigen Tupel aus einer Relation<br />

R, die einer bestimmten Bedingung B genügen.<br />

Formale Schreibweise:<br />

S[B]R = {r : r ∈ R ∧ B(r)}<br />

Projektion:<br />

Auswahl von Attributen (Attributliste L) aus<br />

einer Relation R.<br />

Formale Schreibweise:<br />

P[L]R = {r(L) : r(L) ∈ R}<br />

r(L) bezeichnet die Teilmenge des Tupels r<br />

aus R, welches die Attribute der Liste L enthält.<br />

Selektion und Projektion:<br />

Formale Schreibweise:<br />

P[L]{S[B]R} = {r(L) : r(L) ∈ R ∧ B(r)}<br />

P kennzeichnet die<br />

Projektion.<br />

In Klammern folgt<br />

die Attributliste, die<br />

angezeigt werden<br />

soll. Schließlich<br />

gibt man noch die<br />

Relation an, auf die<br />

diese Projektion<br />

angewandt wird.<br />

Relation R<br />

A1 A2 A3 S[B]R<br />

A1 A2 A3<br />

Für einen Überblick über die in der Datenbank „Versandhandel“ angebotenen<br />

Artikel ist es nicht unbedingt erforderlich, die Artikel- oder Lieferantennummer<br />

mit in die Zusammenstellung aufzunehmen. Es ergibt<br />

sich folgende Projektion:<br />

• ProjektionArtikel = P [Bezeichnung, Größe, Farbe, Verkaufspreis] Artikel<br />

Im DBMS kann diese Operation mit einer Abfrage realisiert werden:<br />

⇒<br />

Relation R P[A2,A3]R<br />

A1 A2 A3 A2 A3<br />

Relation R<br />

⇒<br />

A1 A2 A3 P[A2,A3]{S[B]R}<br />

A2 A3<br />


Analoges Vorgehen ergibt sich für die Selektion.<br />

• SelektionShirt = S [Bezeichnung="Shirt"] Artikel<br />

Im Ergebnis der formulierten Selektion entsteht eine Tabelle, die alle<br />

Attribute enthält. Es werden jedoch nur die Datensätze ausgewählt, die<br />

für das Attribut Bezeichnung den Wert „Shirt“ enthalten.<br />

Für die Angabe von Bedingungen (bzw. Kriterien) gelten Regeln. Beispielsweise<br />

werden alphanumerische Werte in sogenannten Hochkommas<br />

angegeben. Das Gleichheitszeichen „=“ erhält dann die Bedeutung<br />

einer Identitätsprüfung. Nutzt man hingegen für die Formulierung von<br />

Bedingungen numerische Datenfelder, so werden diese Werte direkt angegeben,<br />

die Nutzung der üblichen Relationszeichen ist möglich.<br />

Analoge Regeln für die Angabe von Bedingungen für eine Selektion<br />

gelten ebenfalls für die anderen Datentypen. Es können auch mehrere<br />

Bedingungen formuliert werden.<br />

Eine Zusammenstellung von Namen und Vornamen aller Kunden aus<br />

Malente stellt eine zusammengesetzte Operation von Projektion<br />

und Selektion dar:<br />

AuswahlOrt = S [Ort=“Malente“] Kunden<br />

AuswahlOrtPerson = P [Name, Vorname] AuswahlOrt<br />

Zusammengefasste Angabe der Operation:<br />

AuswahlOrtPerson = P [Name, Vorname] { S [Ort=“Malente“] Kunden}<br />

Alle bisherigen Operationen bezogen sich auf eine Tabelle. Eine Datenbank<br />

jedoch fasst Daten zu einen gesamten Problembereich zusammen.<br />

Diese Daten werden in verschiedenen Tabellen gespeichert. Diese Tabellen<br />

wiederum stehen miteinander in Beziehungen. Somit ist es auch<br />

wichtig, dass eine Auswertung der Datenbasis über die unterschiedlichen<br />

Tabellen hinweg möglich wird.<br />

Datenbanksysteme 165


166 Angewandte Informatik<br />

Equi Join (Verbund):<br />

Der Equi Join verbindet zwei Relationen mit gleichen<br />

Wertemengen.<br />

Sei A ein Attribut einer Relation R1 und B ein Attribut<br />

der Relation R2, so ist das Ergebnis des Equi Join<br />

derart definiert:<br />

R1[AΘB]R2 =<br />

{r 1 ⊕ r 2 : r 1 ∈ R1 ∧ r 2 ∈ R2 ∧ A(r 1 ) = B(r 2 )}<br />

Θ bezeichnet die Konkatenation der Tupel r 1 und r 2<br />

Relation R1 Relation R2<br />

A A1 A2 B B1<br />

⇓<br />

R1[AΘB]R2<br />

A A1 A2 B B1<br />

Im DBMS werden die Verbindungen der Tabellen oftmals bei der Definition<br />

der Beziehungen über die Primär- und Fremdschlüsselfelder sowie<br />

die Festlegung der Eigenschaften dieser Beziehungen realisiert.<br />

Referenzielle Integrität stellt sicher, dass zu jedem Wert eines Fremdschlüsselattributs<br />

in einer Tabelle T1 auch ein Datensatz in einer Tabelle<br />

T2 existiert, dessen Primärschlüssel den gleichen Wert besitzt.


Im betrachteten Beispiel wurden formal folgende Operationen realisiert:<br />

Kunden [KNr Θ KNr] Bestellung<br />

Bestellung [ANr Θ ANr] Artikel<br />

Artikel [LNr Θ LNr] Lieferant<br />

Kunden [PLZ Θ PLZ] Ort<br />

Lieferant [PLZ Θ PLZ] Ort<br />

Das Ergebnis dieser Operationen ist eine einzige Tabelle,<br />

die alle Attribute aller Ausgangstabellen enthält und alle<br />

Datensätze, die durch die realisierten Verknüpfungen<br />

entstanden sind.<br />

Normalerweise benötigt man nur Ausschnitte aus dieser<br />

so entstandenen Tabelle. Diese Ausschnitte wiederum<br />

sind dann letztendlich das Ergebnis der aufeinanderfolgenden<br />

Anwendung der verschiedenen Operationen.<br />

Eine Übersicht, welcher Kunde beispielsweise ein Shirt<br />

bestellt hat, kann formal durch folgende Operationen<br />

beschrieben werden:<br />

T1 = Kunden [KNr Θ KNr] Bestellung<br />

T2 = T1 [ANr Θ ANr] Artikel<br />

T3 = P [Name, Vorname, Bezeichnung, Größe, Preis] T2<br />

T4 = S [Bezeichnung = “Shirt“] T3<br />

Die Tabelle T4 ist das Ergebnis dieser Abfrage, die durch die Operationen<br />

Verbund, Projektion und Selektion realisiert wurde.<br />

2.4.4 SQL<br />

Die Datenbanksprache SQL<br />

Zur Abbildung des Datenmodells ist eine Datenbeschreibungssprache<br />

(DDL) genauso notwendig, wie eine Datenbearbeitungssprache (DML)<br />

zum Umgang mit diesen Daten. Diese Sprachen ermöglichen die Be- und<br />

Verarbeitung von Mengen, die als Relationen abgebildet sind. Dazu gehören<br />

beispielsweise die Definition von Relationen, die Auswertung existierender<br />

Relationen und die damit verbundene Erzeugung neuer Re-<br />

Datenbanksysteme 167<br />

Relation R1 Relation R2<br />

A A1 A2 B B1<br />

⇓<br />

S[Bed]{P[A1,B,B1]{R1[AΘB]R2}}<br />

A1 B B1<br />

SQL: Structured<br />

Query Language<br />

(strukturierte Anfragesprache)<br />

DDL: Data Definition<br />

Language<br />

DML: Data Manipulation<br />

Language


168 Angewandte Informatik<br />

QL: Query Language<br />

DCL: Data Data Control<br />

Language<br />

SQL stellt die<br />

Standardsprache zur<br />

Kommunikation mit<br />

relationalen DBMS<br />

dar. 1974 entwickelte<br />

donald ChambErlin<br />

zusammen mit<br />

seinem Team für IBM<br />

die Prototyp-Sprache<br />

SEQUEL (Structured<br />

English Query Language).<br />

1976 und 1977 wurden<br />

diese Entwicklungen<br />

überarbeitet<br />

und vollkommen<br />

neu geschrieben. Im<br />

Ergebnis entstand<br />

SEQUEL/2, was später<br />

in SQL umbenannt<br />

werden musste (juristische<br />

Gründe).<br />

Die erste Standardisierung<br />

von SQL<br />

(durch das ANSI und<br />

der ISO) erfolgte<br />

1987, 1989 kamen<br />

verschiedene Zusätze<br />

hinzu.<br />

Es folgten 1992<br />

SQL2 bzw. SQL-92<br />

und 1999 SQL3 bzw.<br />

SQL-99.<br />

lationen bzw. die Veränderung existierender Relationen. Der Benutzer<br />

eines Datenbankmanagementsystems verwendet in der Regel die speziellen<br />

Sprachen des Softwareanbieters. Die vorherrschend eingesetzte<br />

Sprache ist die Datenbanksprache SQL.<br />

SQL ist eine Datenbanksprache, die als Standard zur Kommunikation<br />

mit relationalen Datenbanksystemen gilt. SQL besitzt folgende<br />

Sprachgruppen:<br />

• DDL: Definition und Veränderung von Relationen, Schlüsseln und<br />

Indexen<br />

• DML: Erfassung und Pflege der Daten<br />

• QL: Anfragesprache zur Auswertung der Datenbasis<br />

• DCL: Vergabe und Organisation von Zugriffsrechten<br />

Datendefinition – Erzeugen, Ändern und Löschen<br />

Wesentliche Befehle zur Datendefinition sind CREATE, ALTER und DROP.<br />

Diese Befehle sind anwendbar auf die gesamte Datenbank, auf einzelne<br />

Relationen, Indexe und Sichten.<br />

Mit der Anweisung CREATE DATABASE datenbankname wird eine neue<br />

Datenbank angelegt. Dabei gibt der Parameter datenbankname der Datenbank<br />

ihren Namen.<br />

Anschließend kann mit der Datenbank gearbeitet werden. Den nächsten<br />

Schritt bildet die Erzeugung der konkreten Relationen. Die Anweisung<br />

CREATE TABLE tablename erzeugt eine Relation/Tabelle. Neben dem<br />

Namen dieser Relation werden die Attributnamen und deren Datentypen<br />

sowie weitere Eigenschaften festgelegt.<br />

Datendefinition<br />

Datenbank CREATE DATABASE datenbankname<br />

Tabelle CREATE TABLE tablename<br />

(attribut_1 datentyp_1,<br />

attribut_2 datentyp_2,<br />

...<br />

attribut_n datentyp_m)<br />

Die folgende Übersicht zeigt Datentypen in SQL auf:<br />

SMALLINT ganze Zahl (–32 768 bis 32 767)<br />

INTEGER ganze Zahl (–2 147 483 648 bis 2 147 483 647)<br />

DECIMAL (m, n) Dezimalzahl mit mindestens m Ziffern, davon n<br />

Dezimalstellen<br />

NUMERIC (m, n) Dezimalzahl mit genau m Ziffern, davon n Dezimalstellen


FLOAT (n) Gleitkommazahl mit n Stellen<br />

CHAR (n) Zeichenkette mit fester Länge n<br />

(bis zu 32 767 Zeichen)<br />

VARCHAR (n) Zeichenkette mit variabler Länge, maximal n<br />

(bis zu 32 767 Zeichen)<br />

DATE Datumsangaben, enthält mindestens Jahr, Monat,<br />

Tag<br />

Im Beispiel Versandhandel ist das auf S. 161 angegebene Relationen-<br />

bzw. Datenbankschema als Tabellen abzubilden.<br />

So gilt z. B. für die Relation<br />

Artikel (ANr, Bezeichnung, Größe, Farbe, Einkaufspreis, Verkaufspreis,<br />

LNr)<br />

die entsprechende SQL-Anweisung:<br />

CREATE TABLE artikel<br />

(ANr INTEGER,<br />

Bezeichnung CHAR(25),<br />

Groesse CHAR(5),<br />

Farbe CHAR(15),<br />

EPreis DECIMAL(8,2),<br />

VPreis DECIMAL(8,2),<br />

LNr INTEGER,<br />

PRIMARY KEY (ANr),<br />

FOREIGN KEY (LNr) REFERENCES Lieferant(LNr));<br />

Datenbearbeitung – Erfassen und Pflegen<br />

Nachdem die Tabellen erzeugt sind, kann der Benutzer diese mit konkreten<br />

Daten füllen. Dazu dient die Anweisung INSERT INTO.<br />

Mitunter wird es notwendig sein, dass einzelne Datensätze aktualisiert<br />

oder gelöscht werden müssen. Diese Operationen werden mit den Befehlen<br />

UPDATE bzw. DELETE realisiert.<br />

Datenbearbeitung<br />

Datenbanksysteme 169<br />

Datensatz INSERT INTO tablename (attribut_1, attribut_2, ..., attribut_n)<br />

einfügen VALUES (wert_1, wert_2, …, wert_n)<br />

Datensatz UPDATE tablename<br />

ändern SET attribut_1=wert_1_neu [, ..., attribut_n=wert_n_neu]<br />

[WHERE bedingung]<br />

Datensatz DELETE FROM tablename<br />

löschen WHERE bedingung<br />

Tabelleninhalt<br />

löschen DELETE tablename


170 Angewandte Informatik<br />

Eine formale Selektion<br />

beschreibt die<br />

Auswahl bestimmter<br />

Datensätze bei<br />

gleichzeitiger Angabe<br />

aller Felder.<br />

Der „*“ in der<br />

Anweisung steht<br />

für die Angabe aller<br />

Attribute der ausgewählten<br />

Tabelle.<br />

Auswertung der Datenbasis<br />

Operationen zur Auswertung der Datenbasis werden am häufigsten bei<br />

der Arbeit mit relationalen Datenbanken verwendet. Die Grundlage dafür<br />

bildet die SELECT-Anweisung. Üblicherweise wird die Nutzung dieser<br />

Anweisung auch als Anfrage bezeichnet, die dazugehörige Sprachgruppe<br />

als Anfragesprache (QL).<br />

Grundlegende Syntax der SELECT-Anweisung:<br />

SELECT attribut_1 [, attribut_2, …, attribut_n]<br />

FROM table_1 [, table_2, …, table_m]<br />

WHERE bedingung<br />

Mithilfe der SELECT-Anweisung werden Opeationen der relationalen<br />

Algebra realisiert.<br />

Selektion: SELECT *<br />

FROM R<br />

WHERE bedingung<br />

Projektion: SELECT attibut_1, ..., attribut_n<br />

FROM R<br />

Equi Join (Verbund): SELECT *<br />

FROM R1, R2<br />

WHERE R1.A=R2.B<br />

Selektion und Projektion sind Operationen, die sich auf eine Tabelle beziehen.<br />

Somit sind die Attribute auch sofort dieser Tabelle zuordenbar.<br />

Für eine Übersicht der Kunden eines Postleitzahlbereiches ergibt sich<br />

T = P[Name, Vorname, Straße] {S [PLZ=“21755“] Kunden}<br />

SELECT Name, Vorname, Straße<br />

FROM Kunden<br />

WHERE PLZ="21755"<br />

Für eine Zusammenstellung des Zusammenhangs der jeweiligen<br />

Artikel und der dazugehörigen Lieferanten aus der Datenbank Versandhandel<br />

sind jedoch Daten aus mindestens zwei Tabellen zu verknüpfen.<br />

Eine anschließende Selektion bzw. Projektion greift auf<br />

Attribute aus verschiedenen Tabellen zurück. Bei der Formulierung<br />

der SQL-Anweisung muss somit für jedes Attribut die dazugehörige<br />

Tabelle mit angegeben werden. Es kann dann z. B wie folgt vorgegangen<br />

werden:<br />

T = P [ANr, Bezeichnung, Name] {Artikel [LNr Θ LNr] Lieferant}<br />

SELECT Artikel.ANr, Artikel.Bezeichnung, Lieferant.Name<br />

FROM Artikel, Lieferant<br />

WHERE Artikel.LNr = Lieferant.LNr


Datenbanksysteme<br />

Das Wichtigste im Überblick 171<br />

Ein Datenbanksystem ist eine systematische und strukturierte Zusammenfassung von Daten<br />

eines Problembereiches (Datenbasis) einschließlich der zur Eingabe, Verwaltung, Auswertung<br />

und Ausgabe erforderlichen Software (Datenbankmanagementsystem, DBMS).<br />

Datenbanksystem = Datenbasis + Datenbankmanagementsystem<br />

Relationale Datenmodellierung und Datenbanken<br />

Anwendung von Transformationsregeln<br />

Entity-Relationship-<br />

Modell<br />

Darstellungsform:<br />

Entity-Relationship-<br />

Diagramm<br />

Optimierung des Modells<br />

relationales Modell<br />

Darstellungsform:<br />

Relationenschema/<br />

Datenbankschema<br />

Anforderungen an ein Datenbankschema<br />

Trennung von Programm und Daten<br />

Vermeidung von Redundanz<br />

Konsistenz der Daten<br />

Integrität des Datenbestandes<br />

Flexibilität in der Auswertung der Datenbasis<br />

Ebenen einer Datenbankarchitektur<br />

Externe Ebene<br />

Datensatz<br />

Datensatz<br />

Konzeptionelle Ebene<br />

Interne Ebene<br />

Datensatz<br />

Datensatz<br />

Datensatz<br />

Formular<br />

Datei<br />

Datei<br />

Datei<br />

Abbildung im DBMS<br />

Darstellungsform:<br />

Tabellen<br />

Auswertung der Datenbank<br />

auf der Grundlage<br />

relationaler Operationen<br />

Selektion<br />

Projektion<br />

Verbund<br />

Abfrage Bericht<br />

Tabelle/Relation<br />

Tabelle/Relation<br />

Tabelle/Relation


172 Angewandte Informatik<br />

Präsentieren heißt so<br />

viel wie „vorzeigen“<br />

oder „vorlegen“.<br />

Einen anschaulichen<br />

Vortrag kann man<br />

also auch als Präsentation<br />

bezeichnen.<br />

Heute gehören<br />

Präsentationsprogramme<br />

meist zu<br />

Softwarepaketen<br />

wie Microsoft Office<br />

oder StarOffice.<br />

Die in diesem<br />

Abschnitt gezeigten<br />

Abbildungen und<br />

Menüfolgen beziehen<br />

sich auf Power-<br />

Point, dem Präsentationsprogramm<br />

von<br />

Microsoft Office.<br />

Hier sind Folienvorlagen<br />

abgebildet, die<br />

PowerPoint unter<br />

Menü „Einfügen“<br />

g „Neue Folie...“<br />

bereitstellt.<br />

Natürlich ist es<br />

möglich, eine völlig<br />

leere Folie (im Bild<br />

ist das die Folie<br />

rechts unten) selbst<br />

mit Objekten zu<br />

„bestücken“.<br />

Das Präsentationsprogramm<br />

von Star-<br />

Office heißt Impress.<br />

Der „Autopilot“<br />

von Impress gibt<br />

ebenfalls Folien zur<br />

Auswahl vor (Menü<br />

„Datei“ g „Neu“<br />

g „Präsentation“).<br />

2.5 Präsentationsprogramme<br />

2.5.1 Klassen in Multimediadokumenten<br />

Mithilfe von Präsentationsprogrammen können Multimediadokumente<br />

erstellt werden. Der Name sagt es schon: Ein Multimediadokument besteht<br />

aus verschiedenen Medien, wie zum Beispiel Text, Bild und Ton.<br />

Es ist relativ einfach, Filme und sogenannte Animationen, d. h. bewegte<br />

Bilder, einzubinden.<br />

Ein Multimediadokument enthält Folien. Folien sind einzelne abgeschlossene<br />

Seiten, auf denen insbesondere folgende Objekte positioniert<br />

werden können:<br />

• Textfelder,<br />

• Grafiken (Bilder, Linien, Rechtecke, Kreise),<br />

• Diagramme (erstellt mit Kalkulationsprogrammen),<br />

• Klänge (Töne, Melodien und Audios),<br />

• Filme (Videos und Animationen).<br />

MULTIMEDIADOKUMENT FOLIE<br />

TEXTFELD GRAFIK DIAGRAMM KLANG FILM<br />

Wie solche Folien aussehen können, zeigt das folgende Bild:<br />

An der Form der Folien erkennst man, dass sie für den Monitor gedacht<br />

sind. Der Vortrag wird eben durch die Bilder auf dem Monitor ergänzt,<br />

die dann mit einem sogenannten Beamer an eine Wand projiziert werden.


2.5.2 Objekte, Attribute und Methoden in Präsentationen<br />

Mit verschiedenen Präsentationsprogrammen lässt sich ähnlich arbeiten:<br />

• Klassen wie FOLIE, TEXTFELD, GRAFIK, KLANG und FILM werden<br />

über das Menü „Einfügen“ bereitgestellt.<br />

• Attributwerte für Objekte wie Folien, Textfelder (und die darin<br />

enthaltenen Absätze und Zeichen) oder selbst erstellte Vektorgrafiken<br />

kann man mit Methoden festlegen, die über das Menü<br />

„Format“ aufgerufen werden können.<br />

Nach dem Start des Präsentationsprogramms kann ein leeres Multimediadokument<br />

geöffnet oder aber eine vorgefertigte Vorlage ausgewählt<br />

werden.<br />

Vorhandene Vorlagen tragen oft die Datei-Endung „.pot“. Hiermit wird<br />

ein einheitlicher Hintergrund für alle Folien bereitgestellt – je nachdem,<br />

welches Thema die Präsentation haben soll. Die meisten der mit dem Präsentationsprogramm<br />

gelieferten Vorlagen sind für Büro- und Geschäftsanwendungen<br />

gedacht.<br />

Man kann aber auch eine leere Präsentation<br />

(und evtl. sogar eine leere<br />

Folie) wählen und den Hintergrund<br />

selbst festlegen.<br />

So wird der Hintergrund aller Folien<br />

festgelegt: Menü „Format“ g<br />

„Hintergrund...“.<br />

Der ausgewählte Hintergrund sollte<br />

für alle weiteren Folien gelten<br />

(Schalter „Allen zuweisen“ oder<br />

auch „Für alle übernehmen“).<br />

Hier wurde als Hintergrund ein<br />

schlichtes Grün gewählt. Über „Fülleffekte...“<br />

können Farbverläufe<br />

(Schattierungen, hier von links oben<br />

nach rechts unten), Strukturen und<br />

Muster ausgewählt werden.<br />

Man kann auch richtige Bilder einfügen. Dabei sollte aber beachtet werden,<br />

dass diese Bilder vorher bearbeitet wurden, sehr hell und kontrastarm<br />

sein müssen. Denn mit den Folien soll etwas präsentiert werden, die<br />

Hintergrundinformation ist dabei eher unwichtig, die Grafik dient als<br />

Schmuck.<br />

Nun können Folien mit benötigten Objekten „bestückt“ werden. Es<br />

sollte jeweils diejenige Folienvorlage ausgewählt werden, die gerade<br />

am besten passt (b auch Bild auf der vorhergehenden Seite). Auf der<br />

ausgewählten Vorlage werden Rahmen vorgegeben, in die die entsprechenden<br />

Objekte eingefügt werden können. Natürlich kann man auf einer<br />

leeren Folie auch selbst Objekte platzieren.<br />

Präsentationsprogramme 173<br />

Zum Zuweisen von<br />

Attributwerten<br />

stehen außerdem<br />

„Formatierungsleisten“<br />

für die schnelle<br />

Arbeit mit der Maus<br />

zur Verfügung.


174 Angewandte Informatik<br />

Es kann sein, dass<br />

der Vortrag schon<br />

„digital“ (z. B. als<br />

DOC-Datei) vorliegt.<br />

Dann war diese Arbeit<br />

nicht umsonst.<br />

Gewünschte Textpassagen<br />

können im geöffnetenTextdokument<br />

markiert und<br />

kopiert ( +<br />

) und mit <br />

+ in das Multimediadokument<br />

eingefügt werden<br />

(vorher Cursor an die<br />

entsprechende Stelle<br />

ins Textfeld setzen).<br />

Im Folgenden werden die wichtigsten Klassen, ihre Attribute und Methoden<br />

(Formatierungsmöglichkeiten) vorgestellt.<br />

Textfelder<br />

Objekte der Klasse TEXTFELD werden mithilfe des Menüs „Einfügen“<br />

g „Textfeld“ erzeugt. Ein entsprechendes Symbol gibt<br />

es auch auf der Zeichnen-Leiste, die standardmäßig auf dem Bildschirm<br />

unten angeordnet ist.<br />

Man klickt mit dem Cursor auf die Stelle auf der Folie, wo der Text beginnen<br />

soll, und gibt den gewünschten Text ein.<br />

Ein selbst eingefügtes Textfeld ist immer erst einmal so groß, dass der<br />

Text genau hineinpasst. Schreibt man weiter, wird es größer.<br />

Textfelder enthalten Absätze, Absätze wiederum Zeichen. Die Methoden<br />

zum Zuweisen von Attributwerten für Absätze und Zeichen sind die<br />

gleichen wie in der Textverarbeitung.<br />

Methoden zum Ändern von Absatzattributen<br />

wie „Aufzählung“, „Ausrichtung“ und<br />

„Zeilenabstand“ findet man im Menü „Format“<br />

oder als Schalter in der Format-Leiste.<br />

Werte für Zeichenattribute können im<br />

Menü „Format“ g „Zeichen...“ geändert<br />

werden.<br />

Auch gibt es wieder Schalter in der Format-Leiste.<br />

Grafiken<br />

Über das Menü „Einfügen“ g „Grafik“ können Grafikdokumente importiert<br />

werden, die in Dateien gespeichert sind.<br />

Mithilfe des gleichen Menüs oder über einen entsprechenden<br />

Schalter in der Zeichnen-Leiste können Clip-Arts – das sind kleine<br />

Vektorgrafiken – auf die Folie geholt werden.<br />

Text, der mit WordArt gestaltet wurde, ist letztlich auch eine Grafik<br />

und kann wie eine Grafik behandelt werden. Das entsprechende<br />

Methodenfenster erreicht man über „Einfügen“ g<br />

„Grafik“ g „WordArt...“.<br />

AutoFormen<br />

Das sind spezielle Vektorgrafik-Objekte der Klassen LINIE, PFEIL, KREIS,<br />

RECHTECK, VIELECK usw.<br />

Solche Objekte können über das Menü „Einfügen“<br />

g „Grafik“ g „AutoFormen“<br />

erzeugt werden. Es erscheint eine kleine<br />

Leiste mit Schaltern zu Auswahl spezieller Formen.


Die gleichen Objekte lassen sich auch mithilfe der Zeichnen-Leiste erstellen.<br />

Methoden zur Änderung der Werte von Attributen wie Linienart, Linienfarbe<br />

oder Füllfarbe der gewählten Objekte können gleichfalls in der<br />

Zeichnen-Leiste aufgerufen werden.<br />

Diagramme<br />

Über das Menü „Einfügen“ g „Diagramm...“<br />

kann ein Diagramm zur anschaulichen Darstellung<br />

von Zahlen und Größen eingefügt werden.<br />

Es erscheint eine Tabelle, deren Inhalt durch andere Zeilen- und Spaltenüberschriften<br />

und Zahlenwerte ersetzt werden kann. Das zugehörige<br />

Diagramm wird automatisch erstellt und in die Folie eingefügt.<br />

Natürlich kann man die benötigten Diagramme auch schon mit einem<br />

Kalkulationsprogramm vorbereitet haben.<br />

Klänge und Filme<br />

Mithilfe des Menüs „Einfügen“ g „Film und<br />

Sound“ g „Sound aus Datei...“ können Klänge<br />

oder kleine Melodien ausgewählt und in die Folie<br />

übernommen werden.<br />

Solche Audio-Dateien haben meist die Endung „wav“ oder „mid“. Nach<br />

dem Einfügen erscheint auf der Folie ein kleines Lautsprechersymbol,<br />

wobei man noch festlegen kann, ob der Klang während der Präsentation<br />

automatisch abgespielt werden soll oder erst nach Klicken mit der<br />

Maus.<br />

Filme werden über das ähnliche Menü „Einfügen“ g „Film und Sound“<br />

g „Film aus Datei...“ auf die Folie gebracht.<br />

Solche Video-Dateien können beispielsweise die Endung „avi“ besitzen.<br />

Ein eingefügter Film (Video) wird auf der Folie als Rechteck angezeigt.<br />

Folien einfügen, verschieben und löschen:<br />

Die Präsentation soll bestimmt aus mehreren Folien bestehen, die nacheinander<br />

gezeigt werden.<br />

Eine neue Folie kann man über das Menü „Einfügen“ in das<br />

Dokument holen. Schneller geht es über einen entsprechenden<br />

Schalter.<br />

Hat man schon mehrere Folien erstellt, so kann man sich in der<br />

Foliensortieransicht (Menü „Ansicht“ g „Foliensortierung“<br />

oder Schalter am linken unteren Rand des Bildschirms) einen<br />

Überblick verschaffen.<br />

Hier können auch leicht Folien gelöscht (markieren und -Taste)<br />

oder deren Reihenfolge im Multimediadokument geändert werden<br />

(markieren und mit der Maus an die gewünschte Stelle ziehen).<br />

Präsentationsprogramme 175<br />

Das Betriebssystem<br />

Windows stellt selbst<br />

Klänge bereit, die<br />

meist im Verzeichnis<br />

Windows\Media zu<br />

finden sind.


176 Angewandte Informatik<br />

Eine Übersicht<br />

über die Schaltflächen<br />

erhält man,<br />

wenn man in der<br />

Zeichnen-Leiste auf<br />

„AutoFormen“ g<br />

„Interaktive Schaltflächen“<br />

geht.<br />

Wird eine Power-<br />

Point-Präsentation<br />

als „Pack&Go-Präsentation“<br />

(mit<br />

der Datei-Endung<br />

„.pps“) gespeichert,<br />

so muss auf dem<br />

Computer, mit dem<br />

die Präsentation<br />

vorgeführt wird,<br />

nicht einmal ein Präsentationsprogramm<br />

installiert sein.<br />

Am linken Rand des Bildschirms wird ebenfalls die Reihenfolge der Folien<br />

(untereinander) angezeigt.<br />

Markierte Folien können mit gelöscht oder durch Ziehen mit der<br />

Maus verschoben werden.<br />

Steht der Cursor „am Ende“ einer Folie, so kann mit eine neue<br />

Folie eingefügt werden.<br />

Schaltflächen auf Folien<br />

Schaltflächen sind Objekte, mit deren Hilfe<br />

man innerhalb einer Präsentation vor- und<br />

zurückblättern, Klänge oder Filme einblenden<br />

und weitere Aktionen auslösen kann.<br />

Diese Objekte der Klasse SCHALTER verweisen<br />

auf andere Objekte innerhalb des Multimediadokuments.<br />

Interessant sind vor allem die Schaltflächen,<br />

die der Navigation innerhalb des Multimediadokuments<br />

dienen. Sie sind in der mittleren Zeile zu finden (im<br />

Bild orange umrahmt) und bedeuten in der Reihenfolge von links nach<br />

rechts:<br />

• eine Folie zurück,<br />

• eine Folie vor,<br />

• zum Anfang des Dokuments,<br />

• zum Ende des Dokuments.<br />

Präsentation abspielen<br />

Will man überprüfen, ob auch alles so läuft, wie man es sich gedacht hat,<br />

geht man in das Menü „Bildschirmpräsentation“ g „Bildschirmpräsentation<br />

vorführen“.<br />

Zum Abspielen der Präsentation benötigt man normalerweise ein Präsentationsprogramm.<br />

Das muss nicht PowerPoint sein. Mit „.ppt“ unter<br />

PowerPoint gespeicherte Multimediadokumente können auch mit Star-<br />

Office Impress gezeigt werden (und umgekehrt).<br />

2.5.3 Animationen in Präsentationen<br />

Es ist leicht möglich, bewegte Bilder wie Filme (Videos) oder animierte<br />

Grafiken über das Menü „Einfügen“ direkt in einer Folie zu platzieren.<br />

Man kann aber auch eine Präsentation dadurch „aufpeppen“, dass statische<br />

Objekte wie Texte und Bilder in Bewegung versetzt, also animiert<br />

werden.<br />

Die in der Folie enthaltenen Objekte, insbesondere Grafiken und<br />

Textfelder, besitzen eine Methode „Erscheinen“, die sich auf das Attribut<br />

„Effekt“ bezieht. Hiermit ist es möglich, die entsprechenden<br />

Objekte zu animieren.


Es ist zum Beispiel sinnvoll, bestimmte Textpassagen schrittweise einzublenden,<br />

um nicht vorwegzunehmen, was der Redner vorträgt. Dass<br />

der Eule beim Jagen und Fressen von Mäusen ihr Körperbau hilft (Krallen,<br />

gebogener Schnabel), will der Vortragende mit seinem Publikum in<br />

einem Frage-Antwort-Spiel erarbeiten. Daher wurde hier für das Textfeld<br />

2 festgelegt, dass der Text (auf Mausklick) absatzweise von links ins<br />

Bild läuft:<br />

Man kann folgendermaßen vorgehen, um Texte oder Bilder zu animieren:<br />

– eine Folie auswählen<br />

– Menü „Bildschirmpräsentation“ g „Benutzerdefinierte Animation...“<br />

– den Reiter für das Attribut „Effekt“ auswählen<br />

– links oben im Fenster das Objekt auswählen, das bewegt werden soll<br />

– die gewünschten Attributwerte zuweisen<br />

– im Reiter „Reihenfolge & zeitlicher Ablauf“ festlegen, wann die einzelnen<br />

Objekte auf der Folie erscheinen sollen.<br />

– Animationen kontrollieren, indem auf den Schalter „Vorschau“ geklickt<br />

wird<br />

Folgende Attributwerte sind für das Attribut „Effekt“ zum Animieren<br />

von Objekten möglich (Beispiele):<br />

• Text kann ins Bild fließen (von links, von oben, von links unten, ...).<br />

Dies kann wortweise, zeichenweise, absatzweise oder gleichzeitig erfolgen.<br />

• Objekte können unterschiedlich eingeblendet werden (langsam von<br />

links, streifenweise von oben, ...) oder verschwinden.<br />

• Objekte können rotieren, ins Bild rollen, blinken, ...<br />

• Dem Erscheinen oder Verschwinden von Objekten kann ein Klang<br />

(Sound) zugeordnet werden.<br />

Auch Folien können animiert werden. Um animierte Folienübergänge zu<br />

schaffen, muss man in der Foliensortieransicht oder in der Folienauflis-<br />

Präsentationsprogramme 177


178 Angewandte Informatik<br />

tung im linken Bildschirmfenster alle diejenigen Folien markieren, zwischen<br />

denen ein animierter Übergang geschaffen werden soll. Dann ruft<br />

man das Menü „Bildschirmpräsentation“ g „Folienübergang“ auf.<br />

Die gewünschten Einstellungen werden im folgenden Fenster vorgenommen:<br />

2.5.4 Kriterien zur Gestaltung von Multimediadokumenten<br />

Wichtig für die Erarbeitung von Multimediadokumenten sind auch Gestaltungskriterien:<br />

• Für gleiche Sachverhalte werden die gleichen Farben genutzt. Für alle<br />

Folien wird eine einheitliche Hintergrundfarbe festgelegt (blasse Farben).<br />

Gleiches gilt für die Auswahl von Schriftfarben.<br />

• Weniger ist manchmal mehr: Der Einsatz zu vieler Farben wird als störend<br />

empfunden und lenkt vom Wesentlichen ab. Vier Farben sind oft<br />

ausreichend.<br />

Auch Abstufungen einer Farbe können genutzt werden.<br />

• Als Bildschirmschriften werden serifenlose Schriften wie Arial, Tahoma<br />

oder Verdana genutzt.<br />

Nachbildungen von Handschriften sind schwer lesbar.<br />

Die Schriftgröße sollte mindestens 24 pt sein.<br />

• Mehreren Objekten auf einer Folie wird höchstens einmal ein Klang<br />

zugeordnet.<br />

• Soll die Präsentation einen Vortrag unterstützen, sollte der Ablauf<br />

durch Mausklick gesteuert werden (Standard). Damit kann das Tempo<br />

der Präsentation dem Vortrag angepasst werden.<br />

(Eine laufende Präsentation kann jederzeit durch Drücken von <br />

beendet werden.)


Das Wichtigste im Überblick 179<br />

Objekte, Attribute und einige Attributwerte bei der Präsentation<br />

Klasse Wichtige Attribute (und Beispiele für Attributwerte erzeugter Objekte)<br />

MULTI-<br />

MEDIA-<br />

DOKUMENT<br />

• Hintergrund (weiß, hellgrün, Farbverlauf von oben nach unten, mit<br />

Grafik)<br />

• Name, wenn es in einer Datei gespeichert wird (Eule.ppt)<br />

FOLIE • Position (Titelblatt, 5. Folie, letzte Folie)<br />

• Hintergrund (wie gesamtes Multimediadokument, helles Blau)<br />

• Grundlayout (zweispaltig mit Titel, dreispaltig)<br />

• Effekt (horizontal blenden)<br />

TEXTFELD • Position auf einer konkreten Folie (Überschrift, in der Mitte, rechts)<br />

• Größe (10 cm breit und 5 cm hoch, die Hälfte der Folie einnehmend)<br />

• Effekt (als 3. Objekt der Folie absatzweise von links ins Bild fließen,<br />

rotieren)<br />

GRAFIK • Position (4 cm vom rechten Rand und 3 cm von oben) / Größe<br />

• Effekt (von rechts einblenden, ins Bild rollen, blinken, mit Klang)<br />

AUTOFORM • Position / Größe / Linienart / Linienfarbe / Linienstärke / Füllfarbe<br />

DIAGRAMM • Position / Größe / Hintergrundfarbe / Anzahl der Datenreihen / ...<br />

KLANG • Schaltflächenposition / Wiedergabe automatisch oder nach Mausklick<br />

FILM • Schaltflächenposition / Wiedergabe automatisch oder nach Mausklick<br />

SCHALT-<br />

FLÄCHE<br />

• Position / Größe / Farbe / Verweis auf andere Folie, auf Klang, auf Film,<br />

...<br />

Klassen in Multimediadokumenten und ihre Beziehungen zueinander<br />

MULTIMEDIADOKUMENT enthält > FOLIE<br />

TEXTFELD<br />

ABSATZ<br />

ZEICHEN<br />

< enthält<br />

GRAFIK DIAGRAMM<br />

AUTOFORM BILD<br />

< verweist auf<br />

enthält ><br />

< verweist auf<br />

KLANG FILM<br />

SCHALTER<br />

< verweist auf


180 Angewandte Informatik<br />

Achtung! In der Zwischenablage<br />

ist nur<br />

das zuletzt kopierte<br />

Objekt gespeichert.<br />

Es wird beim Kopieren<br />

eines anderen<br />

Objekts gelöscht.<br />

2.6 Datenaustausch zwischen Anwendungsprogrammen<br />

2.6.1 Einbetten und Verknüpfen von Objekten<br />

Einbetten<br />

Unter grafischen Oberflächen wie Windows lassen sich Objekte (Dateien,<br />

Bilder, Diagramme, Tabellen, Texte usw.) problemlos zwischen Anwendungsprogrammen<br />

austauschen.<br />

Einbetten (Embedding) von Objekten:<br />

Das Objekt wird in der Quelldatei markiert, in die Zwischenablage<br />

kopiert und in die Zieldatei an die gewünschte Stelle eingefügt.<br />

Das Objekt wird zum Bestandteil der Zieldatei, eine Bearbeitung im<br />

Anwendungsprogramm wirkt sich nicht auf das Original aus. Umgekehrt<br />

werden Änderungen am Originalobjekt nicht an die Kopie in<br />

der Zieldatei weitergegeben.<br />

Die Objekte müssen ein Format besitzen, welches für das jeweilige Anwendungsprogramm<br />

lesbar ist. Dies ist in den unter Windows genutzten<br />

Anwendungsprogrammen meist gegeben, notwendige Konvertierungen<br />

werden von Windows automatisch vorgenommen.<br />

Ein Objekt kann auf unterschiedliche Art in die Anwendungsprogrammdatei<br />

(Zieldatei) eingebettet werden:<br />

• Das Objekt wird in der Quelldatei markiert, mit + c in die Zwischenablage<br />

kopiert und dann mit + v in die Zieldatei an der<br />

gewünschten Stelle (mit der Maus anklicken) eingefügt.<br />

Dabei kann das Objekt in einigen Fällen die Quelldatei selbst sein, die<br />

im Ordnerfenster markiert und in die Zwischenablage kopiert wird.<br />

• Das Objekt wird in der Quelldatei markiert, mit dem Menü „Bearbeiten“<br />

g „Kopieren“ in die Zwischenablage geholt und dann mit „Bearbeiten“<br />

g „Einfügen“ in die Zieldatei eingefügt.<br />

• Quell- und Zielfenster werden nebeneinander auf dem Bildschirm angeordnet.<br />

Das Objekt (Grafik, Diagramm o. Ä.) wird in der Quelldatei<br />

markiert und mit der Maus an die gewünschte Stelle in der Zieldatei<br />

gezogen.<br />

• Aktivierte Windowsfenster können mit + in die Zwischenablage<br />

kopiert und dann mit + v in die Zieldatei eingefügt<br />

werden. Diese Methode nennt man auch Bildschirmschuss (Hardcopy).<br />

Mit der -Taste wird der gesamte Bildschirm in die Zwischenablage<br />

gebracht und zum Einfügen bereitgestellt.<br />

Sollen nur Teile des kopierten Fensters eingefügt werden, muss der<br />

Bildschirmschuss in einem Grafikprogramm bearbeitet werden, bevor<br />

er in die Zieldatei eingefügt wird.<br />

Verknüpfen<br />

Soll das eingebettete Objekt (Grafik, Diagramm, Tabelle, …) auch anderen<br />

Anwendungen zur Verfügung stehen, sollte man es im Quellprogramm<br />

als Datei abspeichern.


Verknüpfen und Einbetten von Objekten (OLE-Methode):<br />

Im Anwendungsprogramm wird mit dem Menü „Einfügen“ g<br />

„Objekt…“ g Registerkarte „Aus Datei erstellen“ die gewünschte<br />

Datei gesucht, ausgewählt und ihr Inhalt eingebettet.<br />

Dabei wird eine Verknüpfung (ein Link) zur Quelldatei hergestellt.<br />

Änderungen in der Quelldatei wirken sich damit sofort auch auf das<br />

eingebettete Objekt in der Zieldatei aus.<br />

Datenaustausch zwischen Anwendungsprogrammen 181<br />

Verknüpfen mit einer Kalkulationstabelle unter Word:<br />

– mit Excel eine Tabelle erstellen und als Datei abspeichern<br />

– Dokument in Word öffnen und Cursor an die Stelle setzen, wo die<br />

Tabelle eingefügt werden soll<br />

– Menü „Einfügen“ g „Objekt…“ g Registerkarte „Aus Datei<br />

erstellen“<br />

– Schalter „Durchsuchen…“ (zum Auffinden der Tabelle mit der Endung<br />

XLS)<br />

– Option „Verknüpfen“ (Link)<br />

– Schalter „OK“ (Die Tabelle erscheint im Text.)<br />

– Mit einem Doppelklick auf das OLE-Objekt öffnet sich Excel und<br />

das Objekt kann geändert werden. Nach den Änderungen wird<br />

die Datei gespeichert und Excel geschlossen. Im Word-Dokument<br />

sind die Änderungen sofort sichtbar.<br />

2.6.2 Office-Pakete<br />

Die meisten Büros kommen mit wenigen Programmen aus, die sinnvollerweise<br />

als Paket erworben werden sollten.<br />

Ein Office-Paket ist ein integriertes Softwarepaket, in dem mindestens<br />

• ein Textverarbeitungsprogramm,<br />

• ein Tabellenkalkulationsprogramm und<br />

• ein Datenbankmanagementsystem<br />

enthalten ist. Dabei muss ein umfassender Datenaustausch zwischen<br />

den einzelnen Programmen gewährleistet sein.<br />

Ein verbreitetes Office-Paket ist Microsoft Office. Zum Paket gehören<br />

• Word (Textverarbeitung),<br />

• Excel (Tabellenkalkulation),<br />

• Access (Datenbank),<br />

• PowerPoint (Präsentation) und<br />

• Outlook (Terminplanung und Adressbuch).<br />

Die beachtliche Leistung der einzelnen Programme eines Office-Paketes<br />

wird durch den freizügigen Datenaustausch zwischen ihnen, der auf der<br />

OLE-Methode basiert, noch erhöht. Durch das Zusammenspiel der Programme<br />

können viele Anwendungsaufgaben leicht gelöst werden.<br />

OLE ist die Abkürzung<br />

für „Object<br />

Linking and Embedding“<br />

(Objekt<br />

verknüpfen und<br />

einbetten).<br />

Neben Microsoft<br />

Office gibt es die<br />

qualitativ gleichwertigen<br />

Office-Pakete<br />

SmartSuite der Firma<br />

Lotus und StarOffice<br />

von Sun.<br />

StarOffice enthält<br />

insbesondere ein eigenesVektorgrafikprogramm<br />

namens<br />

StarDraw.


182 Angewandte Informatik<br />

In allen Textverarbeitungsprogrammen<br />

gibt es die Funktion<br />

„Suchen und<br />

Ersetzen“, die man<br />

nutzen kann, um<br />

den ursprünglichen<br />

Text schrittweise<br />

(Zeichen für Zeichen)<br />

automatisch wiederherzustellen.<br />

2.6.3 Universelle Datenaustauschformate<br />

Für den Austausch von Dateien zwischen unterschiedlichen Anwendungsprogrammen<br />

und Betriebssystemen gibt es spezielle Dateiformate.<br />

Man kann grob unterscheiden:<br />

• Textformate,<br />

• Grafikformate und<br />

• Dateiformate hinsichtlich der Internettechnologie.<br />

Textformate<br />

Das universellste Dokumentformat ist ASCII-Text. Dabei gibt es in den<br />

verschiedenen Anwendungsprogrammen Modifikationen wie „Nur<br />

Text“, „Nur Text + Zeilenwechsel“, „MS-DOS-Text“ oder „MS-DOS-Text<br />

+ Zeilenwechsel“.<br />

Da es verschiedene ASCII-Tabellen gibt (b S. 25), kann es passieren, dass<br />

auf einer anderen Benutzeroberfläche mit einer anderen Ländereinstellung<br />

des Zeichensatzes die Zeichen 128 bis 255 anders umgesetzt werden.<br />

Außer dem reinen Text und wenigen Steuerzeichen gehen beim Speichern<br />

einer Datei in diesem Format alle Informationen verloren.<br />

Ein weiteres Format, welches jedes Textverarbeitungsprogramm erzeugen<br />

und lesen kann ist RTF (Rich Text Format, „reiches Textformat“). Bei<br />

diesem Textformat bleiben insbesondere alle Informationen zu Formatierungen<br />

(beispielsweise Absatz- und Zeichenformate) erhalten.<br />

Grafikformate<br />

Grafiken werden mit Grafikprogrammen erzeugt und können als Objekte<br />

in fast alle Anwendungsprogramme entweder als Einbettung oder<br />

als OLE-Objekt eingefügt werden – vorausgesetzt, sie haben das richtige<br />

Format.<br />

Der Quasi-Standard für Windows-Programme ist BMP (Windows Bitmap).<br />

Unter diesem Format können unkomprimiert Schwarzweißbilder<br />

und Farbbilder bis zu 24 Bit Farbtiefe (16 777 216 Farben) gespeichert<br />

werden.<br />

BMP ist ein Pixelgrafikformat. Vektorgrafiken lassen sich in fast alle Windows-Anwendungsprogramme<br />

im WMF-Format (Windows Metafile) einbinden.<br />

Der Quasi-Standard der Macintosh-Plattform ist PICT (Macintosh Picture).<br />

Das besondere an diesem Format ist, dass es sowohl Vektor- als auch<br />

Pixelgrafik enthalten kann.<br />

TIFF (Tagged Image File Format, unter DOS auch Endung TIF) ist auf PC,<br />

aber auch auf Macintosh weit verbreitet. Dieses Standardformat unterstützt<br />

24 Bit Farbtiefe.


Internettechnologie<br />

Datenaustausch zwischen Anwendungsprogrammen 183<br />

Im Internet erhöht sich der Datenaustausch ständig. Bilder und Grafiken<br />

sind allerdings recht speicherintensiv und belasten die Kommunikationswege<br />

stark. Es mussten daher solche Grafikformate entwickelt werden,<br />

mit denen Bildinformationen schnell, aber möglichst verlustfrei weitergegeben<br />

werden können. Die Daten müssen also komprimiert (verdichtet,<br />

„gepackt“) werden. Hierzu werden Kompressionsalgorithmen genutzt.<br />

Kompressionsalgorithmen sind Algorithmen, die die in Bytes gemessene<br />

Größe einer Datei ohne großen Informationsverlust reduzieren,<br />

indem sie Teile der Datei, die wenig, gar keine oder immer<br />

die gleiche Information enthalten, entfernen.<br />

Für das World Wide Web, also insbesondere für die Bildschirmdarstellung<br />

(und nicht für den Druck) haben sich zwei komprimierte Grafikformate<br />

etabliert – JPEG und GIF.<br />

JPEG (Joint Photographic Expert Group, unter DOS auch Endung JPG) ist<br />

benannt nach einer Arbeitsgruppe der ISO, die diesen Kompressionsstandard<br />

entwickelt hat.<br />

Die Kompression erfolgt nicht verlustfrei. Der Informationsverlust fällt<br />

allerdings bei Fotografien kaum auf, weil das Kompressionsverfahren die<br />

mangelnde Fähigkeit des menschlichen Auges ausnutzt, geringe Farbunterschiede<br />

wahrzunehmen. Trotz der Farbtiefe von 24 Bit beträgt die<br />

Kompressionsrate bei Farbbildern zwischen 10 : 1 und 20 : 1 ohne sichtbaren<br />

Qualitätsverlust. Bei Schwarzweißbildern mit Graustufen beträgt<br />

die Kompressionsrate nur 5 : 1, weil das menschliche Auge Helligkeitsunterschiede<br />

viel deutlicher wahrnehmen kann als Farbunterschiede.<br />

Detaillierte und farbenreiche Fotografien sind also für den Einsatz von<br />

JPEG besonders geeignet. Großflächige Grafiken, Zeichnungen, Cartoons<br />

und Bilder mit viel Schrift sollten nicht im JPEG-Format gespeichert werden,<br />

sondern im GIF-Format.<br />

Obwohl GIF-Bilder (Graphics Interchange Format, GIF89a) nur maximal<br />

256 Farben enthalten können, haben sie den Vorteil, dass eine bestimmte<br />

Farbe als transparent definiert werden kann: Der Hintergrund<br />

verschwindet und das Bild „schwebt“ über der Web-Seite.<br />

Die Kompression ist verlustfrei. Lediglich identische Bildinformationen<br />

werden nicht mehrfach gespeichert. Da für das benutzte Kompressionsverfahren<br />

LZW seit 1994 von den Softwareentwicklern Lizenzgebühren<br />

bezahlt werden müssen, wird oft auf PNG als Alternative zu GIF ausgewichen.<br />

Bei PNG werden alle in einem Bild enthaltenen Farbinformationen beibehalten<br />

und es wird eine verlustfreie Komprimierung zur Verringerung<br />

der Dateigröße verwendet. Beim Speichern eines Bildes im PNG-Format<br />

kann angegeben werden, dass beim Herunterladen aus dem WWW immer<br />

mehr Bilddetails dargestellt werden sollen (beim Speichern „Adam7“<br />

für „Interlace“ wählen).<br />

zu einem konkreten<br />

Kompressionsalgorithmus,<br />

dem<br />

Huffman-Verfahren,<br />

b Mosaik auf S. 185<br />

ISO ist die Abkürzung<br />

für „International<br />

Organization for<br />

Standardization“,<br />

einer Dachorganisation<br />

von mehr als 50<br />

Normenausschüssen<br />

mit Sitz in Genf.<br />

Speichert man z. B.<br />

Formeln transparent<br />

ab, wird auf<br />

einer farbigen Seite<br />

der weiße Formelhintergrund<br />

nicht<br />

dargestellt.


184 Angewandte Informatik<br />

Im Zusammenhang<br />

mit PostScript-Dateien<br />

ist das universelle<br />

Format EPS,<br />

eine PostScript-Datei<br />

mit „eingerolltem“<br />

Pixelbild (TIFF, PICT),<br />

von Bedeutung.<br />

Beim Erstellen eines<br />

Dokuments, welches<br />

im HTML-Format<br />

gespeichert werden<br />

soll, ist zu beachten,<br />

dass nur Tabellen<br />

akzeptiert werden,<br />

die über das Menü<br />

„Tabelle“ erzeugt<br />

wurden. Tabulatoren<br />

„versteht“ HTML<br />

nicht.<br />

MP3 wurde am<br />

Fraunhofer Institut<br />

in Erlangen seit 1987<br />

entwickelt.<br />

Anfang der 1990er-Jahre kreierte die Firma Adobe für die Programmserie<br />

Acrobat PDF (Portable Document Format). Mit diesem Format können<br />

komplette Seiten mit Text und Bild gespeichert werden. Es hat sich neben<br />

PostScript zum zweiten Standard für Druckdateien entwickelt.<br />

Viel wesentlicher ist allerdings, dass PDF die Daten komprimiert und der<br />

Acrobat Reader – das Programm zum Betrachten von PDF-Dateien – für<br />

mehrere Betriebssysteme wie Windows, Macintosh oder UNIX zur Verfügung<br />

steht. Der Reader und Druckertreiber zum Erzeugen von PDF-<br />

Dateien werden von Adobe i. Allg. kostenlos bereit gestellt. Die Standard-Browser<br />

besitzen Reader-PlugIns, sodass PDF-Dateien problemlos<br />

gelesen und via Internet verschickt werden können.<br />

Die ursprüngliche Idee – mit einem beliebigen Anwendungsprogramm<br />

unter einem beliebigen Betriebssystem wird eine PDF-Datei erstellt, über<br />

das Internet verschickt und mit einem anderen Anwendungsprogramm<br />

gelesen und bearbeitet – hat sich jedoch nicht durchgesetzt. Man kann<br />

zwar getrennt Text und Grafik aus einer PDF-Datei über die Zwischenablage<br />

herauskopieren und in Dateien unter anderen Applikationen einfügen,<br />

aber dabei gehen fast alle Formatierungen verloren.<br />

Durchgesetzt als universelles Dateiformat im Internet hat sich HTML<br />

(HTM), welches auf der stapelorientierten Dokumentenbeschreibungssprache<br />

HTML (HyperText Markup Language) basiert. Da in HTML-Dokumenten<br />

nur Anweisungen zur Inhaltsdarstellung durch einen Browser<br />

gespeichert sind, benötigen diese Dateien sehr wenig Speicherplatz.<br />

Hinzu kommt, dass mittels Referenzen beliebige Grafiken in den komprimierten<br />

Formaten JPEG und GIF eingefügt werden können.<br />

Viele Textverarbeitungsprogramme besitzen mittlerweile Konvertierungsfilter<br />

für HTML-Dokumente und es existieren die unterschiedlichsten<br />

WYSIWYG-HTML-Editoren, sodass der Nutzer recht schnell<br />

HTML-Dokumente erstellen kann, ohne die Syntax der Sprache HTML<br />

beherrschen zu müssen.<br />

Erzeugen eines HTML-Dokuments in Word:<br />

– beliebiges Word-Dokument erstellen oder öffnen<br />

(Über Menü „Ansicht“ g „Symbolleiste“ g „Web“ lässt sich<br />

eine Symbolleiste hinzuschalten, wie man sie von Browsern gewöhnt<br />

ist.<br />

Über Menü „Extras“ g „AutoKorrektur“ g Registerkarte „Autokorrektur“<br />

lassen sich Zeichenfolgen so definieren, dass sie sich<br />

bei Eingabe sofort in im Internet beliebte Smileys umwandeln.)<br />

– Menü „Datei“ g „Speichern unter…“<br />

– Dateityp „HTML-Dokument“<br />

– Schalter „Speichern“<br />

Word kann auch HTML-Dokumente lesen.<br />

MP3 (MPEG Audio Layer 3) ist ein komprimiertes Format für Audio-Dateien.<br />

Die Kompression basiert hier darauf, dass der Mensch sehr hohe<br />

Frequenzen, sehr leise Töne und die Überlagerung von Tönen überhaupt<br />

nicht wahrnimmt. Also können bestimmte Frequenzen, die durch Musikinstrumente<br />

erzeugt werden, einfach gelöscht werden, ohne dass man es<br />

bemerkt. Die Kompressionsrate liegt bei 10 : 1 bis 20 : 1.


Im Deutschen kommen Buchstaben<br />

wie e, r oder n sehr häufig vor, Buchstaben<br />

wie x, y, q recht selten. Der<br />

ANSI-Code ordnet unabhängig von<br />

der Häufigkeit des Auftretens jedem Buchstaben ein<br />

Muster von 8 Bit zu. Naheliegend wäre aber, häufig<br />

vorkommende Zeichen durch möglichst kurze Codewörter<br />

zu beschreiben, so wie das beim Morse-Code<br />

geschieht: Das Zeichen e erhält ein Codewort der<br />

Länge 1, nämlich einen Punkt, das Zeichen q dagegen<br />

ein Codewort der Länge 4, nämlich „Strich Strich<br />

Punkt Strich“ (– – · –).<br />

Nun werden die Buchstaben im Morsealphabet<br />

durch Leerräume voneinander getrennt, würde man<br />

aber alles hintereinander schreiben, so ist die Decodierung<br />

nicht eindeutig: Die Folge · – · · · · – könnte<br />

mit e (·) oder mit i (· ·) oder mit u (· · –) oder sogar<br />

mit f (· · – ·) anfangen<br />

Es muss also ausgeschlossen werden, dass gewisse<br />

Codewörter Anfangswörter von anderen Codewörtern<br />

sind (Fano-Bedingung). Sonst kann bei der Decodierung<br />

nicht entschieden werden, wo ein Codewort<br />

endet und wo das nächste anfängt.<br />

Die Übersetzung eines vorhandenen Zeichenalphabets<br />

in nach Auftretenswahrscheinlichkeiten<br />

abgestufte Bitfolgen kann oft durch Probieren vorgenommen<br />

werden, wie das folgende einfache Beispiel<br />

zeigt:<br />

Ein Text bestehe nur aus den Zeichen x, y und z. Dabei<br />

komme z mit einer Häufigkeit von 50 % vor, x<br />

und y jeweils mit einer Häufigkeit von 25 %.<br />

Wählt man eine traditionelle Codierung wie z = 00,<br />

x = 01, y = 10, so würde ein Text mit 100 Zeichen 200<br />

Bit beanspruchen.<br />

Die Codierung z = 0, x = 10, y = 11 kommt mit 150<br />

Bit bei 100 Zeichen aus, denn die 50 Prozent z's, die<br />

im Text vorkommen, benötigen ja jeweils nur ein Bit.<br />

Die Fano-Bedingung ist hier erfüllt, sie wäre nicht erfüllt<br />

bei z = 1, denn dann könnte y = zz bedeuten.<br />

Der amerikanische Mathematiker david huFFman<br />

(1925 – 1999) erfand 1952 ein Verfahren, das minimale<br />

Codelängen garantiert. Zwischen zwei Codezeichen<br />

muss nicht einmal ein Leerraum gesetzt<br />

werden, um die Zeichen voneinander zu trennen,<br />

das Ende einer Bitfolge kann also ohne zusätzliche<br />

Information erkannt werden.<br />

Der Huffman-Algorithmus arbeitet rekursiv: Alle<br />

Symbole werden zunächst nach ihrer Häufigkeit<br />

in einer Reihe angeordnet. Den beiden seltensten<br />

Huffman-<br />

Algorithmus<br />

Symbolen wird dann als letzte Codeziffer<br />

eine 0 und eine 1 zugeordnet,<br />

sie werden anschließend zu einem<br />

neuen Zeichen mit der Summe ihrer<br />

Wahrscheinlichkeiten zusammengefasst. Das neue<br />

Zeichen wird anstelle der beiden alten Zeichen in die<br />

ursprüngliche Reihe eingeordnet. Die Reihe hat jetzt<br />

ein Element weniger. Das Verfahren wird für die<br />

neue Reihe wiederholt, bis die Reihe nur noch zwei<br />

Elemente enthält, denen eine 0 und eine 1 zugewiesen<br />

werden. Die Bitfolge eines jeden ursprünglichen<br />

Zeichens ergibt sich nun als Folge der Nullen und<br />

Einsen, die dem Zeichen selbst und den zugehörigen<br />

Zusammensetzungen zu neuen Zeichen zugeordnet<br />

wurden.<br />

Das Verfahren ist recht unübersichtlich, es sei denn,<br />

man fasst die durch die Rekursion entstehende Struktur<br />

als binären Baum auf. Die Zusammensetzung von<br />

zwei Zeichen stellt einen Knoten dar.<br />

Als Beispiel sei das Alphabet {e, a, t, z, x, y} mit folgenden<br />

Häufigkeiten gegeben: e = 4 (von 14), a = 3,<br />

t = 3, z = 2, x = 1 und y = 1, obiges Alphabet ist also<br />

schon geordnet. Nach den ersten beiden Schritten<br />

erhält man folgenden Baum:<br />

0<br />

4 1<br />

2<br />

0 1<br />

4 3 3 2 1 1<br />

e a t z x y<br />

Das Zeichen (zxy) rückt nach vorn, weil es die Häufigkeit<br />

4 besitzt. Der fertige Baum sieht so aus:<br />

0 14<br />

0 8<br />

1<br />

0<br />

4 1<br />

2<br />

0 1<br />

1<br />

0<br />

6<br />

1<br />

2 1 1 4 3 3<br />

z x y e a t<br />

Als Huffman-Code ergibt sich: e = 01, a = 10, t = 11,<br />

z = 000, x = 0010, y = 0011. Die Fano-Bedingung ist<br />

erfüllt, Wörter wie 011110 oder 1101001011 lassen<br />

sich eindeutig decodieren.<br />

Anwendung findet die Huffman-Codierung nicht<br />

nur bei der Kompression von Texten, sondern u.a.<br />

in der Fax-Übertragung und im Bildkompressionsverfahren<br />

JPEG.


186 Angewandte Informatik<br />

ARPANET ist die Abkürzung<br />

für „Advanced<br />

Research Project<br />

Agency Network“.<br />

Internet steht für „International<br />

Network“<br />

oder „Interconnected<br />

Networks“ (engl.<br />

für internationales<br />

Netzwerk bzw. für<br />

verbundene Netzwerke).<br />

Das Internet verbindet<br />

an Internet-Knoten<br />

über leistungsstarke<br />

Verbindungen<br />

(Backbones) u. a.<br />

Firmen-, Provider-,<br />

Universitäts- und Forschungsnetzwerke.<br />

Gateway ist der engl.<br />

Begriff für Einfahrt,<br />

Torweg und bezeichnet<br />

„dolmetschende“<br />

Schnittstellenrechner<br />

zur softwaremäßigen<br />

Verbindung von<br />

Computernetzen mit<br />

unterschiedlichen<br />

Netzwerkprotokollen.<br />

Modem ist die Abkürzung<br />

für Modulator/Demodulator.<br />

Man unterscheidet<br />

interne Modems (in<br />

den Computer integriert)<br />

und externe<br />

Modems (eigenständigesPeripheriegerät).<br />

2.7 Internet-Dienste<br />

2.7.1 Internet – Überblick<br />

Internet<br />

Die Geschichte des Internets begann genau genommen 1866 mit der Inbetriebnahme<br />

seines Vorläufers – eines transatlantischen Kabels, das die<br />

Telefonnetze Nordamerikas und Europas verband und mehr als 100 Jahre<br />

lang den Austausch von Signalen und Informationen mithilfe des elektrischen<br />

Stromes ermöglichte. Das heutige Internet basiert auf dem 1969<br />

vom US-Verteidigungsministerium im Rahmen eines militärischen Forschungsprojektes<br />

entwickelten ARPANET. Dieses zwischen räumlich voneinander<br />

entfernten Rechnern geschaltete Netz war erstmals dezentral<br />

(ohne physikalischen Zentralrechner) organisiert und damit störunanfällig<br />

gegen den Ausfall einzelner Rechner.<br />

Das Internet ist ein weltweites, öffentliches, heterogenes, dezentral<br />

und hierarchisch organisiertes (Rechner-)Netzwerk, das kleinere Einzelnetze<br />

über Gateways und Backbones miteinander verbindet. Es<br />

bildet dadurch ein einheitliches Kommunikationssystem zwischen<br />

unterschiedlichen Computersystemen und Computernetzen.<br />

Da das Internet territorial nicht an Grenzen gebunden und für alle offen<br />

ist, spricht man – im Gegensatz zu lokalen Netzwerken (LAN) von einem<br />

Fernnetz, einem WAN (zu Netzwerken b auch Abschnitt 4.3).<br />

Als „Netz der Netze“ ist das Internet in der Lage, auf Basis eines Client-Server-Systems<br />

verschiedene weltweit in Anspruch nehmbare Dienste<br />

anzubieten, die entsprechend als Internet-Dienste bezeichnet werden. Zu<br />

den wichtigsten gehören: E-Mail, WWW, FTP, IRC, Usenet, Telnet, Internet-<br />

Telefonie, Internet-Radio und Peer-to-Peer-Systeme.<br />

Server sind Computer, die anderen Computern bestimmte Dienste<br />

anbieten. So erfolgt der Internetzugang eines privaten Anwenders<br />

über den Server eines Providers, der oft auch als Host (Gastgeber,<br />

Wirt) bezeichnet wird. Der die Server-Dienste in Anspruch nehmende<br />

Computer ist dann der sogenannte Client (Kunde).<br />

Viele Computer werden ausschließlich als Server betrieben. Häufiger ist<br />

es jedoch so, dass die Computer die Rollen auch tauschen können. Das<br />

ist u. a. davon abhängig, welche Programme man bei einer Internetverbindung<br />

startet.<br />

Technische Voraussetzungen<br />

Um Zugang zum Internet zu erhalten, sind sowohl hardware- also auch<br />

softwareseitig bestimmte Voraussetzungen zu erfüllen.<br />

Hardwareseitig können Privatnutzer entweder einen Schmalband-Zugang<br />

(z. B. analoges Modem, ISDN-Karte) oder einen Breitband-Zugang<br />

(z. B. DSL, Kabelmodem) eines Internet-Providers (b S. 187) nutzen. Die


Unterschiede liegen in erster Linie in den Übertragungsraten: Ein analoges<br />

Modem erreicht maximal 56 Kilobit/s, eine ISDN-Karte 64 Kilobit/s,<br />

ein DSL-Anschluss im Download bis zu 6 Megabit/s. Für Firmen oder<br />

staatliche Institutionen existieren meistens Standleitungen auf Hochgeschwindigkeitsbasis<br />

(bis zu 155 Megabit/s), die i. Allg. über das lokale Firmenintranet<br />

genutzt werden können. Die Verbindung vom Intranet zum<br />

Internet erfolgt dann über Gateways.<br />

Eine neue Zugangsmöglichkeit zum Internet bietet heute der Mobilfunk.<br />

Der weltweit meist genutzte Mobilfunknetz-Standard ist GSM (Global<br />

System for Mobile Communications). Stark im Kommen ist UMTS (Universal<br />

Mobile Telecommunications System), ein Standard der 3. Generation,<br />

der via satelliten- und erdgestützter Sendeanlagen erweiterte multimediale<br />

Dienste (b S. 188 ff.) anbietet, z. B. Audio- und Videotelefonie,<br />

WWW-Browsing, Chat, Bankdienste, E-Commerce oder Navigation.<br />

Dienstanbieter für das Internet werden als Provider bezeichnet. Das können<br />

kleinere oder mittlere Unternehmen sein oder große Online-Dienste<br />

wie T-Online, CompuServe und America Online (AOL), die neben den<br />

gängigen Internet-Diensten noch zusätzliche Informationsdienste wie<br />

z. B. Homebanking oder Homeshopping bereitstellen.<br />

Softwareseitige Mindestanforderungen sind:<br />

• einheitliches Übertragungsprotokoll zum Datenaustausch:<br />

Um einen fehlerfreien, von der Netzwerktechnologie und dem Betriebssystem<br />

unabhängigen Datentransfer zu gewährleisten, wurde<br />

1982 ein einheitlicher Übertragungsstandard definiert, der als TCP/IP<br />

bezeichnet wird und eine standardisierte Adressierung (IP) und Übertragung<br />

(TCP) von Daten und damit eine hohe Datensicherheit ermöglicht.<br />

• besondere Programme zur Organisation der Datenströme:<br />

Der günstigste Weg (die Route) der Daten vom Sender zum Empfänger<br />

wird über spezielle Rechner, sogenannte Router bestimmt, die gemeinsam<br />

das Open Root Server Network bilden.<br />

• Service zur eindeutigen Datenadressierung:<br />

1984 wurden sogenannte Domain Name Server eingeführt. Der Domain<br />

Name Service (DNS) ordnet allen Internetrechnern hierarchisch aufgebaute,<br />

gedächtnisfreundliche (Text-)Namen zu, z. B. wikipedia.de, die<br />

die schwer zu merkenden IP-Nummern ersetzen (4 Byte, durch einen<br />

Punkt getrennt, z. B. 145.97.39.155), mit denen jeder Internetteilnehmer<br />

eindeutig adressierbar ist.<br />

• Web-Browser: Web-Browser sind Programme für den Datenabruf von<br />

Web-Servern und zur nutzerfreundlichen (lesbaren) Anzeige HTML-codierter<br />

Hypertextseiten. Die derzeit am häufigsten genutzten Browser<br />

– der Communicator von Netscape und der Internet-Explorer von<br />

Microsoft – können nicht nur HTML-Seiten darstellen, sondern bieten<br />

auch Möglichkeiten zur Erstellung solcher Seiten und zur Nutzung von<br />

Diensten wie E-Mail, IRC und Usenet.<br />

• spezielle Plug-Ins:<br />

Zusätzliche Programme müssen installiert werden, wenn weitere multimediale<br />

Möglichkeiten genutzt werden sollen (Bildschirmtelefonie,<br />

Videokonferenzen …).<br />

Internet-Dienste 187<br />

ISDN steht für<br />

Integrated Services<br />

Digital Network<br />

(dienstintegrierendes<br />

digitales Netz) und<br />

ermöglicht die<br />

parallele Nutzung<br />

von zwei Kanälen<br />

für Telefon, Fax oder<br />

Internet.<br />

DSL wird im Fachjargon<br />

als NTBBA<br />

bezeichnet (Network<br />

Termination Broad<br />

Band Access =<br />

Netzabschluss für<br />

Breitband-Zugang).<br />

TCP/IP ist die Abkürzung<br />

für „Transmission<br />

Control<br />

Protocol/Internet<br />

Protocol“. Das Übertragungsprotokoll<br />

TCP/IP zerlegt die zu<br />

übertragenden Nachrichten<br />

in einheitlich<br />

große und eindeutig<br />

gekennzeichnete<br />

Datenpakete und<br />

sucht anhand der<br />

IP-Nummer nach der<br />

günstigsten Route<br />

durch die Vielzahl<br />

der Knotenrechner,<br />

um beim Empfänger<br />

die Datenpakete wieder<br />

zu der korrekten<br />

Nachricht zusammenzusetzen.<br />

Mit dem Einsatz<br />

von TCP/IP begann<br />

sich der Begriff<br />

„Internet“ durchzusetzen.<br />

Browser ist abgeleitet<br />

von „to browse“:<br />

blättern, stöbern.


188 Angewandte Informatik<br />

E-Mail ist abgeleitet<br />

von „electronic<br />

mail“, bedeutet also:<br />

elektronische Post.<br />

Das Sonderzeichen<br />

„@“ wird umgangssprachlich<br />

als<br />

„Klammeraffe“ oder<br />

„Affenschwanz“<br />

bezeichnet. Es<br />

steht heute für das<br />

engl. Wort „at“<br />

(gesprochen: „ät“,<br />

dt.: in/bei), stammt<br />

aber bereits aus<br />

dem Mittelalter. Im<br />

@-Zeichen wurden<br />

das „a“ und das „d“<br />

zu einer Drucktype<br />

für das latein. „ad“<br />

(„nach“) zusammengefasst.<br />

In Handelskreisen<br />

erhielt @<br />

die Bedeutung „pro<br />

Einheit“ und eine<br />

eigene Taste auf der<br />

Schreibmaschine.<br />

1972 suchte der Amerikaner<br />

ray Tomlinson<br />

ein Zeichen, um die<br />

Zugangskennung<br />

und den Servernamen<br />

in einer E-Mail-<br />

Adresse zu trennen.<br />

Er entschied sich für<br />

das @.<br />

SMTP ist die Abkürzung<br />

für „Simple<br />

Mail Transfer<br />

Protocol“, POP3 für<br />

„Post Office Protocol<br />

Version 3“, IMAP für<br />

„Internet Message<br />

Access Protocol“.<br />

2.7.2 Internet-Dienste<br />

E-Mail<br />

E-Mail ist einer der ältesten Internet-Dienste und ermöglicht das<br />

Versenden von Dokumenten auf elektronischem Weg innerhalb<br />

eines lokalen oder globalen Netzwerkes.<br />

Die Dokumente werden vom Sender an einen Mail-Server geschickt<br />

(ein spezielles Computersystem, ein „Host“ in einem Netzwerk, bei<br />

einem Online-Dienst oder einem Internet-Provider) und dort bis auf<br />

Abruf durch den berechtigten Empfänger (Mail-Client) in einem<br />

elektronischen „Postfach“/„Briefkasten“ (ein gesondertes Verzeichnis,<br />

das als Mailbox bezeichnet wird) zwischengespeichert.<br />

Die Adressierung von E-Mails erfolgt über eine eindeutig identifizierbare<br />

E-Mail-Adresse, die vom jeweiligen Provider/Online-Dienst vergeben<br />

wird. Es handelt sich um eine Zeichenfolge (elektronische Postanschrift),<br />

die sich i. Allg. aus einem Aliasnamen, gefolgt vom Sonderzeichen „@“<br />

(Klammeraffe) und der Kennung (Domain) des Servers, auf dem der Benutzer<br />

angemeldet ist, zusammensetzt.<br />

anna.mailer@t-online.de.<br />

Eine E-Mail besteht aus dem der eigentlichen Nachricht vorangestellten<br />

Head oder Header und dem Body mit dem Textkörper. Der Head enthält<br />

verschiedene Zustellungsinformationen wie Absender- und Empfängeradresse,<br />

„Betreff“ der Nachricht, Sendezeitpunkt und Versandweg.<br />

Grundvoraussetzung für die Übermittlung von E-Mails ist die Verwendung<br />

gleicher Protokolle durch die Rechner von Sender und Empfänger. Für das<br />

Einspeisen und Weiterleiten ist vorwiegend das Übertragungsprotokoll<br />

SMTP verantwortlich. Die Nachrichten werden in kleine Pakete zerlegt<br />

und per Routing von Host-Rechner zu Host-Rechner weitergeleitet.<br />

Sender<br />

SMPT POP3<br />

IMAP<br />

Internet-Host Empfänger<br />

Der elektronische Transferprozess des Herunterladens vom Mail-Server<br />

auf den Empfänger-Rechner wird zumeist mit dem POP3-Protokoll realisiert,<br />

das allerdings allmählich von dem leistungsfähigeren IMAP abgelöst<br />

wird. Die meisten Web-Browser enthalten eigene E-Mail-Programme,<br />

sodass keine zusätzliche Software geladen werden muss.<br />

E-Mails haben viele Vorteile: Sie sind preiswert und sehr schnell beim Empfänger,<br />

sie können per Mailing-Listen (ML) zeitgleich an mehrere Empfänger<br />

geschickt, zur Sicherung sensibler Daten z. B. mittels PGP (b S. 103)<br />

verschlüsselt und mit beliebigen Dateianhängen (Attachments) versehen<br />

werden. Mailing-Listen werden außerdem für den Aufbau virtueller Gesprächsrunden<br />

genutzt, ein Service, der von verschiedenen Internetfirmen<br />

offen oder moderiert und zumeist kostenlos angeboten wird.


World Wide Web<br />

Das World Wide Web ist der neben E-Mail heute am meisten genutzte<br />

(und fälschlicherweise häufig mit dem gesamten Internet gleichgesetzte)<br />

Internet-Dienst.<br />

Das World Wide Web, auch WWW oder Web genannt, ist ein weltweites<br />

Hypertext-System, über das sich mithilfe verschiedener standardisierter<br />

Internet-Protokolle HTML-codierte Informationen auf<br />

per Hyperlinks verknüpfbaren Hypertextseiten präsentieren lassen.<br />

Diese Hypertextseiten kann man unter Kenntnis der jeweiligen (eindeutigen)<br />

Web-Adresse (Internetadresse, URL) und unter Nutzung eines<br />

Web-Browsers aufrufen und anzeigen.<br />

In der Internetadresse (dem URL)<br />

http://www.schuelerlexikon.de<br />

steht http für das Übertragungsprotokoll, www für das World Wide<br />

Web, schuelerlexikon für einen angemeldeten Namen und de für<br />

die Landeskennung im Domain-Namen (b auch DNS, S. 187).<br />

Die in den Hypertext eingebundenen Hyperlinks ermöglichen über einen<br />

einfachen Mausklick das schnelle „Springen“ an verschiedene Stellen der<br />

Hypertextseite oder in andere Hypertextseiten und sind damit Voraussetzung<br />

für das „Surfen“ im Internet.<br />

Die Hypertextseiten des WWW werden über Webserver verwaltet, auf<br />

Anforderung hin unter Verwendung des HTTP-Protokolls zum Nutzer<br />

übertragen und zumeist durch sogenannte Webmaster erstellt und gepflegt.<br />

Heute lassen sich neben Texten auch Tabellen, Grafiken sowie<br />

Ton- und Bildsequenzen übertragen und – bei Vorhandensein der entsprechenden<br />

Plug-Ins – mit einem Web-Browser darstellen, sodass das<br />

Hypertext-System WWW inzwischen zu einem Hypermedia-System geworden<br />

ist. Entwickelt wurde das WWW in den 1980er-Jahren von Tim<br />

bErnErs-lEE am europäischen Labor für Teilchenphysik CERN (Conseil Européen<br />

pour la Recherche Nucléaire). Dazu gehörten:<br />

• die WWW-Dokumentenbeschreibungssprache HTML,<br />

• das Übertragungsprotokoll HTTP<br />

• sowie die Adressierung von WWW-Dokumenten über URLs.<br />

1994 wurde von bErnErs-lEE nach seinem Einstieg beim MIT (Massachusetts<br />

Institute of Technology) das W3-Konsortium (W3C) gegründet, das<br />

die gesamte aktuelle Entwicklung des WWW koordiniert.<br />

FTP<br />

FTP ist ein Übertragungsprotokoll, das den Austausch beliebiger Datenformate<br />

(Programm-, Text-, Grafik-, Sounddateien ...) zwischen<br />

zwei Rechnern im Internet oder in einem lokalen Netz standardisiert.<br />

FTP arbeitet auf der Basis von TCP/IP und ermöglicht eine fehlerfreie<br />

Datenübertragung selbst über weite Distanzen.<br />

Internet-Dienste 189<br />

World Wide Web<br />

lässt sich sinngemäß<br />

mit „weltumspannendes<br />

Geflecht/<br />

Netz“ oder auch mit<br />

„Spinnwebsystem“<br />

übersetzen.<br />

Als Hypertext wird<br />

die Kombination von<br />

Text und den sogenannten<br />

Hyperlinks<br />

(Verknüpfungen;<br />

Verweise; kurz: Links)<br />

bezeichnet.<br />

HTML ist die Abkürzung<br />

für „HyperText<br />

Markup Language“.<br />

URL ist die Abkürzung<br />

für „Uniform<br />

Resource Locator“.<br />

„to serve“ = engl.<br />

für „servieren, bedienen“<br />

HTTP ist die Abkürzung<br />

für „HyperText<br />

Transfer Protocol“.<br />

Hypermedien entstehen<br />

durch Kombination<br />

von Hypertext<br />

mit multimedialen<br />

Elementen wie Text,<br />

Ton (Sound), stehender<br />

und bewegter<br />

Grafik (Animation),<br />

Fotografie, Film oder<br />

Videoclip.<br />

FTP ist die Abkürzung<br />

für „File Transfer<br />

Protocol“, was so<br />

viel wie Datei-Übertragungsprotokoll<br />

bedeutet.


190 Angewandte Informatik<br />

Chat ist der englische<br />

Ausdruck für Unterhaltung,<br />

Geplauder,<br />

Schwatz.<br />

Das ursprüngliche IRC<br />

nutzt ein textbasiertesÜbertragungsprotokoll,<br />

basierend auf<br />

TCP/IP.<br />

IRC-Clientprogramme<br />

sind z. B. mIRC (für<br />

MS Windows) oder<br />

XChat (für Linux und<br />

andere Unix-Derivate).<br />

FTP ist eines der ältesten Internet-Übertragungsprotokolle, dessen Ursprünge<br />

noch im ARPANET, dem militärischen Vorläufer des Internets,<br />

liegen. FTP ist auch heute noch neben WWW und E-Mail ein sehr häufig<br />

genutzter Internet-Dienst.<br />

FTP arbeitet mit zwei Übertragungsmodi: mit dem Modus „ascii“ für Text<br />

und mit „binary“ für andere Dateien beliebiger Art.<br />

Spezielle FTP-Server bieten Daten aller Art für das „Herunterladen“<br />

(Download) auf den eigenen PC an und stellen Speicherplatz für das<br />

„Heraufladen“ (Upload) von Dateien auf den Server zur Verfügung. Das<br />

Navigieren und Manipulieren auf FTP-Servern erfolgt mithilfe konkreter<br />

FTP-Befehle oder einfacher, über FTP-Programme (FTP-Clients), die einzeln<br />

oder integriert in moderne Web-Browser und HTML-Editoren genutzt<br />

werden können (z. B. FileZilla).<br />

Von sogenannten anonymen FTP-Servern werden Zusatzprogramme für<br />

Betriebssysteme, Web-Browser, PC-Anwendungen, Grafiken und Musikdateien<br />

angeboten. Früher sammelte der klassische Datei-Suchdienst Archie<br />

die Inhalte anonymer FTP-Server in einer elektronischen Datenbank.<br />

Für den Zugriff (Login) auf einen FTP-Server benötigt man i. Allg. dessen<br />

Host-Namen und einen Account (registrierte Benutzer-ID und Passwort).<br />

Bei den im WWW zahlreich erreichbaren und meist von Universitäten<br />

und Hochschulen verwalteten anonymen FTP-Servern genügt die Host-<br />

Adresse.<br />

IRC<br />

IRC bedeutet „Internet Relay Chat“ und wird auch kurz als „Chat“<br />

bezeichnet. Dieser 1988 entwickelte und sehr beliebte Internet-<br />

Dienst ermöglicht über spezielle IRC-Server online eine textbasierte<br />

Realzeit-Kommunikation (Echtzeitbetrieb) zwischen mehreren<br />

Internet-Teilnehmern („Chatter“) über Tastatur und Monitor.<br />

IRC ermöglicht sowohl Gespräche zwischen nur zwei Teilnehmern (Privatchat)<br />

als auch Gesprächsrunden, in die beliebig viele Teilnehmer einsteigen<br />

können. Dazu bieten die IRC-Server eine ganze Reihe von i. Allg.<br />

thematisch sortierten Gesprächskanälen an, die sogenannten „Channels“.<br />

Wählt man unter Nutzung eines Chat-Programms (IRC-Client) einen solchen<br />

Channel an, erhält man Zutritt zum jeweiligen Diskussionsforum,<br />

zum „Chat-Raum“. Chat-Räume werden von Operatoren organisiert und<br />

können nach Belieben betreten, verlassen, gewechselt oder gleichzeitig<br />

genutzt werden. Neben ständig oder regelmäßig etablierten Diskussionsforen<br />

finden auch einmalige „Live-Chats“ zu speziellen Themen statt.<br />

Die Chatter loggen sich auf dem IRC-Server mit E-Mail-Adresse und Passwort<br />

ein; beim Chatten selbst werden dann in der Regel nur selbstgewählte<br />

„nicknames“ (Spitznamen) benutzt.<br />

IRC ist nicht das einzige (b auch S. 192), aber ein besonders leistungsfähiges<br />

Chat-System. Die technische Grundlage bilden ganze Server-Netzwerke.<br />

Die größten vereinen mehrere Dutzend IRC-Server und verbinden<br />

über bis zu 10 000 Channels zugleich mehr als 100 000 Teilnehmer – bis zu<br />

2 000 pro Channel. Trotzdem beträgt die Verzögerung eines abgesandten<br />

Textes zumeist nur Zehntelsekunden.


Usenet<br />

Das Usenet, auch NetNews genannt, ist ein Internet-Dienst zur weltweiten<br />

virtuellen Kommunikation, der unabhängig vom Internet in<br />

dessen Anfangszeiten entstand. Im Gegensatz zum E-Mail sind die<br />

über das Usenet verbreiteten Nachrichten (News) öffentlich von allen<br />

Usenet-Teilnehmern einzusehen; es ist aber keine Echtzeit-Unterhaltung<br />

wie beim Chat möglich. Die Verwaltung und Verteilung<br />

der Nachrichten erfolgt über ein Netz von News-Servern, die auf der<br />

Grundlage des Übertragungsprotokolls NNTP arbeiten.<br />

Das Usenet ist in unzählige Diskussionsforen (NewsGroups) untergliedert,<br />

die nach Kategorien und thematisch geordnet sind. Jede News-<br />

Group stellt praktisch ein elektronisches „schwarzes Brett“ dar, an das<br />

die eingehenden Diskussionsbeiträge „gepostet“ (geheftet) werden. Die<br />

daraus entstehenden Diskussionsstränge werden „Threads“ genannt.<br />

Das Lesen, Downloaden oder Posten von Beiträgen ist nur mithilfe eines<br />

News-Clients möglich, einer speziellen Software, die auch als NewsReader<br />

bezeichnet wird. Außer den „echten“ NewsReadern (beispielsweise<br />

Outlook Express für MS Windows oder MacSOUP für Mac OS) kann man<br />

auch Webschnittstellen zum Usenet nutzen, z. B. Google Groups. Den<br />

Beitritt zu einer der meist moderierten NewsGroups bezeichnet man als<br />

Abonnieren.<br />

Die schriftliche Kommunikation im Internet (E-Mail, Chat, Usenet) unterliegt<br />

einer Reihe von Höflichkeitsregeln, die man als Netiquette bezeichnet.<br />

Nach der Netiquette dürfen u. a. Netzteilnehmer nicht in ihren<br />

persönlichen Gefühlen verletzt werden; beleidigende, rassistische oder<br />

extremistische Äußerungen sind nicht erlaubt, ebenso wenig die Aufforderung<br />

zu kriminellen oder Gewaltdelikten. Eine Reihe weiterer Regeln<br />

ist auf den Umgangston und den Stil der Textdarstellung gerichtet. Die<br />

Regeln sind an verschiedenen Stellen im Internet niedergelegt; ein Buch<br />

für den Verhaltenskodex im Internet gibt es nicht.<br />

Telnet<br />

Telnet (Teletype Network) ist ein Client-Server-(Netzwerk-)Protokoll<br />

auf der Basis von TCP, das auch als Terminal-Emulations-Protokoll<br />

bezeichnet wird und die komplette Fernsteuerung eines entfernten<br />

Hosts von einem lokalen Computer (Client) aus ermöglicht, wobei<br />

die Konsole des entfernten PC auf dem lokalen PC dargestellt wird.<br />

Telnet ermöglicht also die Simulation eines Terminalbetriebes.<br />

Diese Simulation wird als Remote Terminal Emulation bezeichnet. Der<br />

User kann auf Kommandozeilenebene so auf einem Web-Server arbeiten,<br />

als säße er direkt vor diesem Rechner, da ein echter Login auf dem<br />

Server stattfindet (sogenannter remote login). Telnet gestattet daher<br />

nicht nur einen Dateitransfer, wie z. B. FTP, sondern auch die Nutzung<br />

verschiedener Anwendungsprogramme. Die Kombination aus Tastatur<br />

und Bildschirm, mit deren Hilfe der User mit dem Server in Verbindung<br />

Internet-Dienste 191<br />

NNTP ist die Abkürzung<br />

für „Network<br />

News Transport<br />

Protocol“.<br />

Der Begriff posten<br />

entstammt dem engl.<br />

„poster“ (Anschlag,<br />

Plakat). Thread ist<br />

der engl. Begriff für<br />

Faden, Faser.<br />

Netiquette ist ein<br />

Kunstwort aus den<br />

Begriffen „Network“<br />

und „Etiquette“<br />

(„Netzetikette“).<br />

Man sollte im Zweifelsfall<br />

niemandem<br />

Dinge zumuten, die<br />

man selbst auch nicht<br />

erfahren möchte.<br />

Die Regeln der<br />

Netiquette sind nicht<br />

bindend, schwere<br />

Verstöße gegen<br />

diese Regeln können<br />

jedoch mit Ausschluss<br />

aus dem jeweiligen<br />

Dienst geahndet<br />

oder bei strafrechtlicher<br />

Relevanz entsprechend<br />

verfolgt<br />

werden.<br />

Remote Terminal<br />

Emulation ist<br />

abgeleitet vom engl.<br />

„remote“ (entfernt,<br />

entlegen).


192 Angewandte Informatik<br />

VoIP-Anwenderprogramme<br />

sind z. B. das<br />

kostenlos downloadbare<br />

Skype, der<br />

MSN Messenger (für<br />

Windows und Mac<br />

OS) oder iChat (für<br />

Mac OS).<br />

Streaming nennt<br />

man die (verlustbehafteten)Audiokompressionsverfahren<br />

zur Reduzierung der<br />

zu übertragenden<br />

Datenmenge (z. B.<br />

MP3 oder Real<br />

Audio).<br />

engl. „peer“ =<br />

„Gleichgestellter“,<br />

„Ebenbürtiger“<br />

tritt, übernimmt die Funktion des Terminals, das selbst über keine eigene<br />

Rechenleistung verfügt. Die Rechenleistung stellt der angewählte<br />

Großrechner zur Verfügung, der dann als Mainframe bezeichnet wird.<br />

Voraussetzung für die Nutzung von Telnet ist die Einbindung eines entsprechenden<br />

Telnet-Clients in den genutzten Web-Browser.<br />

Internet-Telefonie<br />

Die Internet-Telefonie (auch IP-Telefonie oder Voice over IP, kurz VoIP)<br />

ist die sprachbasierte Variante zum textbasierten IRC (b S. 190): Sie ermöglicht<br />

eine Unterhaltung (Chat) über Computernetzwerke (b auch<br />

unten: P2P). Die Datenübertragung erfolgt auf der Grundlage des Übertragungsprotokolls<br />

IP (b S. 186). Es gibt drei Arten von Endgeräten, mit<br />

denen man die IP-Telefonie nutzen kann:<br />

1. Eine auf dem PC installierte VoIP-Software (Softphone) ermöglicht die<br />

Nutzung des Rechners mittels Soundkarte und Headset als Telefon.<br />

Das Telefonieren von PC zu PC ist preiswert oder gebührenfrei, das<br />

Telefonieren vom PC ins Festnetz oder auf Mobiltelefone gebührenpflichtig.<br />

2. Direkt an das LAN wird ein IP-Telefon oder WLAN-Telefon für Funknetzwerke<br />

angeschlossen.<br />

3. Ein normales Telefon wird per Adapter (ATA) an das LAN angeschlossen.<br />

Moderne DSL-Router enthalten diese Anschlussmöglichkeit bereits.<br />

Wird ein Telefon genutzt, wird der PC nur zum einmaligen Einrichten der<br />

Benutzerdaten benötigt.<br />

Internetradio<br />

Hinter dem Internet-Dienst Internetradio (Webradio) verbirgt sich ein<br />

Angebot an Radiosendungen, das über das Internet abrufbar ist. Die Radiosendungen<br />

werden zumeist als Streaming Audio übertragen. Um sie<br />

abzurufen, wird ein entsprechender Streaming-Client benötigt. Dabei<br />

kann es sich um eine Hardware (Streaming-Player) oder um eine Software<br />

handeln (z. B. QuickTime Player oder Real Player).<br />

Eine Vielzahl regulärer Hörfunk-Sender nutzt das Internetradio als Alternative<br />

zum normalen Radio mit dem Ziel einer Zweitverwertung ihrer<br />

Programme. Daneben gibt es Internet-Broadcaster (z. B. Privatpersonen,<br />

Universitätssender), die ausschließlich im Internet senden und häufig<br />

Programmteile an andere Sendestationen weiterverkaufen.<br />

Peer-to-Peer-Systeme (P2P)<br />

Peer-to-Peer-Netze setzen sich aus gleichberechtigten Computern zusammen,<br />

die sowohl Dienste abrufen als auch Dienste zur Verfügung stellen,<br />

also zugleich Client und Server sein können (b Abschnitt 4.3.2). Das populärste<br />

Anwendungsgebiet für P2P-Systeme sind Tauschbörsen für den<br />

Austausch von Dateien. Allerdings steht hier zunehmend das Problem<br />

des Urheberrechtsschutzes. Film-, Musik-, Software- und Spieleindustrie<br />

beklagen Schädigungen durch den Austausch und die kostenlose Verbreitung<br />

ihrer Produkte. Eine unbelastete Anwendung von P2P findet<br />

sich dagegen beispielsweise bei der Internettelefonie (b oben).


2.7.3 Präsentation im World Wide Web<br />

Informationsgewinnung<br />

Das WWW ist heute ein überwältigender Fundus für Informationen jeder<br />

nur denkbaren Art. Umgekehrt bietet es aufgrund seines multimedialen<br />

Charakters nahezu unbegrenzte Möglichkeiten zur persönlichen und<br />

kommerziellen Präsentation von Informationen.<br />

Die täglich wachsende Informationsflut im Internet macht es dem Informationssuchenden<br />

unmöglich, ohne Hilfsmittel, allein durch zielloses<br />

Surfen, wichtige von unwichtigen Informationen zu trennen und die gesuchte<br />

Information zu lokalisieren.<br />

Voraussetzung für eine gezielte Informationsgewinnung ist die Nutzung<br />

nationaler oder internationaler Websuchmaschinen, die öffentlich und<br />

kostenlos nutzbar sind und Dokumente aus dem WWW erfassen.<br />

Websuchmaschinen (engl.: Search-Engines) sind von Internet-Suchdiensten<br />

betriebene spezielle Server-Computer, auf denen Datenbanken<br />

mit Textinformationen zu Internet-Adressen und Hypertextseiten<br />

liegen. Sie werden per Browser unter ihrem jeweiligen URL<br />

aufgerufen und bieten dann ein Suchfenster zur Eingabe von Suchbegriffen.<br />

Ergebnis einer Suchanfrage ist eine Liste von themenbezogenen,<br />

kommentierten Internet-Adressen.<br />

Man unterscheidet:<br />

• Retrieval-Engines durchsuchen mithilfe von Webcrawlern (solch ein<br />

Programm wird auch Spider oder Robot genannt) ständig automatisch<br />

das WWW nach neuen Web-Seiten, indem sie sich von Link zu Link<br />

„hangeln“.<br />

Altavista, Fireball, Google<br />

• Webkataloge bestehen aus manuell zusammengestellten, also per<br />

Hand gepflegten Linksammlungen und bieten einen geringeren, aber<br />

in Kategorien gut sortierten Datenbestand.<br />

Dino-Online, WEB.DE, Yahoo!, Lycos<br />

• Besonders leistungsstark sind Meta-Suchmaschinen, die eine Suche<br />

über mehrere, meist auswählbare, Suchmaschinen zugleich ermöglichen<br />

und dann entsprechend geordnete Suchergebnisse ausgeben.<br />

MetaGer, MetaCrawler<br />

• Außerdem gibt es Suchdienste zur gezielten Suche nach ganz speziellen<br />

Informationen.<br />

mediwarp (www.mediwarp.de, Medizin & Gesundheit)<br />

Professionelle Suchmaschinen bieten spezifische Möglichkeiten zur Erweiterung<br />

oder Einschränkung von Suchabfragen. Die Online-Hilfe der<br />

jeweiligen Suchmaschine gibt meist detailliert Auskunft, wie entsprechende<br />

Suchmöglichkeiten syntaktisch korrekt zu formulieren sind.<br />

Haupthilfsmittel sind boolesche (logische) Operatoren.<br />

Internet-Dienste 193<br />

Neben Websuchmaschinen<br />

gibt es viele<br />

andere Arten von<br />

Suchmaschinen, z. B.<br />

Usenet-, Intranet-<br />

oder Desktopsuchmaschinen<br />

zum Durchsuchen<br />

des lokalen<br />

Datenbestandes<br />

eines Computers.<br />

Beispiele für nationale<br />

Suchmaschinen:<br />

http://<br />

de.altavista.com<br />

http://<br />

de.yahoo.com<br />

http://www.<br />

dino-online.de<br />

Beispiele für internationaleSuchmaSuchmaschinen:<br />

http://www.<br />

excite.com<br />

http://www.<br />

yahoo.com<br />

http://www.<br />

lycos.com<br />

URL für Meta-Suchmaschinen:<br />

http://metager.de<br />

http://www.<br />

metacrawler.de<br />

logische Operatoren<br />

b auch S. 367 ff.


194 Angewandte Informatik<br />

„site“ = engl. für<br />

„Gelände“; „side“ =<br />

engl. für „Seite“<br />

Der Begriff Homepage<br />

wird häufig<br />

und eigentlich inkorrekt<br />

synonym für die<br />

gesamte Web-Site<br />

verwendet.<br />

Mit der Seitenauszeichnungssprache<br />

HTML erstellte<br />

Dateien tragen die<br />

Dateinamenerweiterung<br />

.html oder<br />

.htm.<br />

Die wichtigsten und für die meisten Suchmaschinen gültigen Operatoren<br />

sind OR, AND, NOT (ODER, UND, NICHT), für die auch Kürzel genutzt<br />

werden können (Leer-, Plus-, Minus-Zeichen).<br />

Suchabfrage Suchergebnis<br />

Internet Statistik alle Dokumente, in denen entweder<br />

„Internet“ oder „Statistik“ oder beide Begriffe<br />

vorkommen (Abfrage erweitert)<br />

+Internet +Statistik nur Dokumente, in denen beide Worte vorkommen<br />

(Abfrage eingeschränkt)<br />

+Internet –Statistik nur Dokumente, in denen „Internet“ vorkommt,<br />

aber nicht „Statistik“ (Abfrage eingeschränkt)<br />

Suchmaschinen arbeiten mit verschiedenen Suchstrategien und daher<br />

unterschiedlicher, z. T. wählbarer, Suchtiefe.<br />

– Suche nur in Titeln der Hypertextseiten<br />

– Suche auch im gesamten Text<br />

– Suche zusätzlich über weiterführende Links ...<br />

Die Nutzung mehrerer Suchmaschinen und unterschiedlicher Web-Sites<br />

zu einem Thema sichert einen höheren Informationsgewinn und bietet<br />

die Möglichkeit eines Informationsabgleiches (Vergleich von Suchergebnissen<br />

verschiedener Suchmaschinen, Auslese falscher oder unwichtiger<br />

Informationen, Präzisierung von Informationen).<br />

Das WWW ist heute nicht nur der wichtigste Internet-Dienst zur Informationsgewinnung<br />

und -bearbeitung, sondern vor allem zur Informationspräsentation<br />

(b folgende Abschnitte). Damit wird es zum Hauptkonkurrenten<br />

aller Informationen anbietenden Medien wie Film, Fernsehen,<br />

Buch- oder Zeitungsdruck.<br />

HTML – die Sprache des Web<br />

Hinter jedem URL (jeder Internet-Adresse) steht eine komplette Internet-<br />

Präsentation, eine sogenannte Web-Site, die sich aus diversen zusammengehörenden<br />

Hypertext-Einzeldokumenten, den Web-Sides, zusammensetzen<br />

kann und deren Empfangsseite als Homepage bezeichnet wird.<br />

Um die Erstellung von Hypertext-Dokumenten für das WWW zu<br />

standardisieren, wurde in den 1980er-Jahren am europäischen Kernforschungszentrum<br />

CERN eine betriebssystemunabhängige Dokumentenbeschreibungssprache<br />

entwickelt: HTML (HyperText Markup<br />

Language – Hypertext-Auszeichnungssprache). HTML ist also eine<br />

Beschreibungssprache für die Bildschirmseiten und als solche zurzeit<br />

das wichtigste Dokumentenformat im WWW.<br />

Mithilfe von HTML lassen sich Texte und sonstige Elemente auf Web-Seiten<br />

relativ unkompliziert formatieren. Dabei beinhaltet HTML als reine<br />

Strukturierungssprache nicht das äußere Layout einer Seite, sondern lediglich<br />

Anweisungen zur Inhaltsdarstellung durch einen Web-Browser.


HTML-Seiten bestehen ausschließlich aus zeilenorientiertem ASCII-Text<br />

und können daher mit jedem einfachen Texteditor erstellt und bearbeitet,<br />

müssen aber natürlich dann als ASCII-Text gespeichert werden.<br />

In den ASCII-Text sind spezielle Formatierungsbefehle eingebettet (z. B.<br />

für die Schriftgröße und -farbe oder für Multimedia-Elemente). Diese Befehle<br />

bezeichnet man als „Tags“. Tags sind in spitze Klammern gesetzte<br />

Anweisungen, die erst vom Web-Browser in die Bildschirmdarstellung mit<br />

Farben, Grafiken, Buttons, Werbebannern usw. „übersetzt“ werden.<br />

Das Grundgerüst einer HTML-Seite (Web-Side) sieht wie folgt aus:<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Text für Titelleiste<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Die Zeichenkette DOCTYPE HTML PUBLIC des Eingangstags enthält den<br />

Hinweis, dass die Hypertextseite (Web-Side) auf Grundlage der öffentlich<br />

verfügbaren HTML-Dokumenttyp-Definition (DTD) erstellt wurde. Daran<br />

anschließend wird der Herausgeber der DTD benannt (hier mit W3C für<br />

das W3-Konsortium). Die folgenden Angaben DTD HTML 4.01 Transitional<br />

verweisen auf den verwendeten Dokumenttyp (hier: HTML),<br />

die Sprachversion (hier: 4.01) und deren Variante (hier: Transitional). Der<br />

Tag wird mit dem Sprachenkürzel für die natürliche Sprache abgeschlossen,<br />

in der die Element- und Attributnamen der Tagsprache definiert<br />

wurden (hier mit En für Englisch).<br />

Eine Hypertextseite kann von einem Web-Browser nur erkannt werden,<br />

wenn sie mit dem Tag beginnt und mit abschließt.<br />

Bei jeder HTML-Seite befinden sich zwischen diesen Eröffnungs- und<br />

Abschluss-Tags: 1. der Head (Kopf) der Seite (eingeschlossen zwischen<br />

und ) sowie 2. der Body (Körper) der Seite (eingeschlossen<br />

zwischen und .<br />

Eintragungen im Head erscheinen nicht in der Bildschirmdarstellung der<br />

Seite (nur beim Umschalten auf „Seitenquelltext“ im Browser-Menü).<br />

Hier werden u. a. sogenannte Meta-Tags untergebracht, die Informationen<br />

über die Seite selbst enthalten.<br />

Meta-Tags:<br />

• Keywords: enthält Schlüsselwörter, mit denen die Web-Seite<br />

durch Suchmaschinen gefunden werden kann, z. B.: <br />

• Description: enthält die von Suchmaschinen angezeigte Kurzbeschreibung<br />

des Dokumentes, z. B.: <br />

• Author: enthält den/die Namen des/der Autoren des Dokuments,<br />

z. B.: <br />

Internet-Dienste 195<br />

Um die eingebundenen<br />

Grafiken<br />

anzeigen oder Videosequenzen<br />

abspielen<br />

zu können, muss der<br />

Browser natürlich mit<br />

den entsprechenden<br />

Plug-Ins ausgestattet<br />

sein.<br />

Für HTML 4.0 wurden<br />

1997 drei Versionsvarianten<br />

festgelegt:<br />

„Strict“, „Transitional“<br />

und „Frameset“,<br />

die auch noch in der<br />

letzten HTML-Version<br />

4.01 von 1999 weitergeführt<br />

wurden.


196 Angewandte Informatik<br />

Vorsicht vor Syntax-<br />

Fehlern! Unkorrekte<br />

Befehle werden<br />

ohne Fehlermeldung<br />

übergangen. Der<br />

Befehl statt<br />

hat z. B. die<br />

Anzeige einer leeren<br />

Seite zur Folge! Fehlerfrei<br />

arbeitet es sich<br />

mit Web-Editoren,<br />

mit denen schnell<br />

Web-Seiten erstellt<br />

werden können,<br />

ohne dass der Autor<br />

die HTML-Befehle<br />

selbst kennen muss.<br />

Schreibmaschinentext<br />

heißt, dass<br />

Courier als Schriftart<br />

ausgewählt wird (alle<br />

Zeichen sind gleich<br />

breit).<br />

Ein im Head eingetragener Titel erscheint in der Titelleiste des Browserfensters,<br />

z. B.: Computer und Festplatten). Eintragungen,<br />

die innerhalb eines Tags mit „!--“ beginnen und mit „--“<br />

enden, können für (unsichtbare) Kommentare genutzt werden.<br />

Erst nach dem Head kommt der eigentliche Textkörper, der Body. Die<br />

folgende Tabelle zeigt eine kleine Auswahl aus der Vielzahl der durch<br />

Weiterentwicklung der Sprache ständig zunehmenden HTML-Befehle.<br />

HTML-Befehle zum Aufbau eines Seitengrundgerüstes<br />

... Seitenanfang und -ende<br />

... Seitenkopf<br />

...Titeltext... Seitentitel<br />

... Seitenkörper<br />

HTML-Befehle zur Seitenformatierung<br />

Hintergrundfarbe der<br />

Seite (6-stellige Hexadezimalzahl,<br />

hier: Schwarz)<br />

Hintergrundgrafik für eine<br />

Seite (GIF- oder JPG-Datei)<br />

Hintergrundmusik für eine<br />

Seite (z. B. WAV- oder MID-<br />

Datei)<br />

HTML-Befehle zur Textformatierung und -auszeichnung<br />

... Zeilenumbruch (ohne Leerzeile)<br />

... Absatz (mit Leerzeile davor)<br />

...Text... Text fett<br />

...Text... Text kursiv<br />

...Text... Text unterstrichen<br />

...Text... Schreibmaschinentext<br />

...Text... Index-Schreibweise<br />

...Text... Exponenten-Schreibweise<br />

...Text... Schriftgröße (zw. 1 u. 7)<br />

...Text... Schriftart (hier: Arial)<br />

...Text... Schriftfarbe (hier: Rot,<br />

auch als 6-stellige Hexadezimalzahl<br />

möglich)<br />

Trennlinie<br />

HTML-Befehle zum Einfügen und Formatieren von Tabellen<br />

... Tabelle einfügen<br />

... Tabellenzeile<br />

... Tabellenzelle


HTML-Befehle zum Einfügen von Grafiken<br />

Grafik einfügen (mit Pfadangabe,<br />

wenn die Grafik<br />

nicht im Verzeichnis des<br />

HTML-Dokumentes liegt)<br />

HTML-Befehle zum Einfügen von Verweisen (Hyperlinks)<br />

Verknüpfungstext Verknüpfung (Link) einfügen<br />

zu Textstellen an<br />

anderer Stelle der HTML-<br />

Seite,<br />

zu einem anderen URL<br />

Weiterentwicklungen und Zusatztechniken<br />

XHTML ist das Ergebnis der Neuformulierung der letzten HTML-Version<br />

HTML 4.01 in der Metasprache XML. Das Ergebnis erschien im Januar<br />

2000 mit XHTML 1.0 (neueste Version: 1.1, Version 2.0 ist in Entwicklung).<br />

XHTML 1.0 wurde so angelegt, dass eine Rückwärtskompatibilität<br />

mit den verbreiteten HTML-Browsern möglich ist. Ein wesentlicher Unterschied<br />

zu HTML besteht darin, dass XHTML die Möglichkeit der Erweiterbarkeit<br />

einschließt.<br />

XML (Extensible Markup Language, engl. für „erweiterbare Auszeichnungs-Sprache“)<br />

ist ein Standard zur Definition von – in ihrer Grundstruktur<br />

stark verwandten – Auszeichnungssprachen und wird daher<br />

als Metasprache bezeichnet. XML erlaubt u. a. die Definition beliebiger<br />

neuer eigener Elemente (Custom Tags).<br />

DHTML (Dynamic HTML) ist eine Synthese aus verschiedenen Komponenten<br />

wie HTML, Style-Sheets, JavaScript (b weiter unten) und bietet<br />

Lösungen, um Elemente einer Web-Site während der Anzeige automatisch<br />

oder interaktiv zu verändern (mehr Interaktion, Animation und<br />

Funktionalität).<br />

VRML (Virtual Reality Modeling Language) ist eine Ergänzung zu HTML<br />

und ein Werkzeug zur Programmierung dreidimensionaler Grafikobjekte<br />

und damit virtueller, räumlicher Welten, in denen sich der User mithilfe<br />

der Maus frei bewegen und verschiedene Ansichten wählen kann.<br />

Stylesheets sind Stilvorlagen ähnlich Formatvorlagen in der Textverarbeitung,<br />

in denen die Eigenschaften der Darstellung von HTML-Elementen<br />

gesammelt werden und die insbesondere bei der Gestaltung einheitlicher<br />

Layouts helfen. Die Definition von Stylesheets erfolgt i. Allg. mittels CSS<br />

(Cascading Style Sheets) zentral in einer gesonderten externen Datei<br />

oder im Head des HTML-Dokuments oder dezentral bei den zugehörigen<br />

HTML-Tags. CSS ist die wichtigste derzeit verwendete Sprache zum Definieren<br />

von Style-Sheets und wurde vom W3-Konsortium definiert.<br />

Internet-Dienste 197<br />

Verknüpfungen (Verweise<br />

/ Hyperlinks /<br />

Links) sind zumeist<br />

optisch markierte<br />

Bereiche in Form<br />

von farbigen oder<br />

unterstrichenen<br />

Textpassagen,<br />

Grafikelementen<br />

(Buttons, Icons, farbig<br />

umrahmte Fotos<br />

oder Grafiken) oder<br />

Teilbereichen von<br />

Grafiken (sensitive<br />

Maps).<br />

Über einem Hyperlink<br />

ändert der Mauszeiger<br />

seine Form<br />

(„Verweishand“).<br />

Durch Klicken wird<br />

der dahinterstehende<br />

Verweis aktiviert<br />

und man gelangt zu<br />

anderen Textstellen<br />

auf der Web-Seite, zu<br />

anderen Web-Seiten<br />

oder anderen URL<br />

(Surfen).


198 Angewandte Informatik<br />

CGI ist die Abkürzung<br />

für Common Gateway<br />

Interface, PERL für<br />

Practical Extraction<br />

and Report Language.<br />

zur objektorientierten<br />

Programmierung<br />

b auch Abschnitt 3.3<br />

Im Unterschied zu<br />

Applets sind Applikationen(Anwendungen)Java-Programme,<br />

die mit<br />

einem Java-Interpreter<br />

außerhalb eines<br />

Browsers ausgeführt<br />

werden können.<br />

CGI bezeichnet eine Schnittstelle zwischen Webservern und von ihnen<br />

ausgeführten speziellen Programmen in C++ oder PERL (CGI-Scripts), die<br />

eine Interaktion zwischen Internet-User und Webserver ermöglichen.<br />

Vom User auf der Web-Seite eingetragene Daten werden per Mausklick<br />

zum Webserver geschickt, dort durch das CGI-Script verarbeitet, eine<br />

HTML-Antwortseite auf die Nutzeranfrage generiert und an den Browser<br />

des Users zurückgesendet.<br />

Häufigste Anwendung: Aufbereitung von Benutzereingaben in ein Formular<br />

auf einer Web-Seite für die dahinterstehende Datenbank, z. B. bei<br />

Bestellungen im Internet oder Online-Anfragen zu Fahrplänen o. Ä.<br />

Java ist eine plattformneutrale, objektorientierte Programmiersprache,<br />

mit deren Hilfe sich sogenannte dynamische Web-Seiten für das WWW<br />

programmieren lassen.<br />

Sobald eine Web-Seite Java-Sprachelemente enthält, wird automatisch<br />

Java gestartet (wenn im Web-Browser ein Java-Interpreter implementiert<br />

ist), das auf der Web-Seite eingebaute Java-Applet wird vom Server<br />

geladen und auf dem Clientrechner ausgeführt (z. B. ein Programm zur<br />

Darstellung von bewegten Bildern). Die normalerweise statischen HTML-<br />

Seiten werden damit zu dynamischen Seiten. Per Java-Programmierung<br />

können z. B. auf einer Web-Site Eingaben über die Tastatur oder Interaktionen<br />

mithilfe der Maus ermöglicht werden.<br />

Applets sind Programme für einen Java-fähigen Browser. Es gibt unter<br />

Java eine eigene Klasse applet mit dort definierten Schnittstellen, die<br />

für den Umgang mit Applets vorgesehen ist.<br />

Klassische Beispiele für Java-Applets sind Online-Spiele, Computersimulationen,<br />

Taschenrechner, Uhren, Bestellsysteme, Musikeinblendungen<br />

oder Laufbänder.<br />

JavaScript ist eine als Alternative zu und unabhängig von Java entwickelte<br />

Scriptsprache, mit deren Hilfe sich in Web-Seiten kleine, ausführbare<br />

Scripts integrieren lassen (Animationen, Laufbänder, interaktive<br />

Formulare usw.). JavaScript ist im Gegensatz zu Java keine echte objektorientierte<br />

Sprache und erfordert keine eigene Programmierumgebung;<br />

die Scripts können in jedem Texteditor erstellt werden und werden wie<br />

Style Sheets als Quelltext direkt in die HTML-Seite eingefügt und mit<br />

dem Aufbau der Seite abgearbeitet.<br />

Willkommen<br />

<br />

<br />

<br />

In diesem Beispiel wird mithilfe<br />

von JavaScript im Browser ein Meldungsfenster<br />

mit dem Text „Herzlich<br />

willkommen auf meiner Web-<br />

Site!“ ausgegeben.


Internetdienst Kommentar<br />

E-Mail<br />

(electronic<br />

mail = elektronische<br />

Post)<br />

World Wide<br />

Web<br />

(WWW, Web)<br />

FTP<br />

(File Transfer<br />

Protocol)<br />

IRC<br />

(Internet Relay<br />

Chat, Chat)<br />

Usenet<br />

(Netnews)<br />

Telnet<br />

(Teletype Network)<br />

Internet-Telefonie(IP-Telefonie,<br />

Voice over<br />

IP, VoIP)<br />

Internetradio<br />

(Webradio)<br />

Peer-to-Peer<br />

(P2P)<br />

Das Wichtigste im Überblick 199<br />

• Beschreibung: Zum Versenden und Empfangen von Dokumenten (E-Mails) mit<br />

beliebigen Dateianhängen (Attachments) innerhalb von Netzwerken unter Nutzung<br />

eines elektronischen „Postfachs“/„Briefkastens“ (Mailbox).<br />

• Verwaltung: Mail-Server (oft bei Online-Dienst oder Internet-Provider)<br />

• Übertragungsprotokolle: SMTP, POP3, IMAP<br />

• E-Mail-Clients: z. B. MS Outlook, Mozilla Thunderbird<br />

• Beschreibung: Zur Präsentation HTML-codierter Informationen auf Hypertextseiten<br />

(Webseiten), die per Hyperlinks verknüpfbar sind und so das „Surfen“ im<br />

Internet ermöglichen; Aufruf und Anzeige der Seiten unter Kenntnis der jeweiligen<br />

Internetadresse (URL) mithilfe eines Web-Browsers.<br />

• Verwaltung: Webserver<br />

• Übertragungsprotokoll: HTTP<br />

• Web-Browser: z. B. MS Internet Explorer, Netscape Navigator, Mozilla<br />

• Beschreibung: Zur standardisierten Übertragung beliebiger Datenformate zwischen<br />

zwei Rechnern in Netzwerken über weite Distanzen.<br />

• Verwaltung: FTP-Server<br />

• Übertragungsprotokoll: FTP<br />

• FTP-Clients: z. B. FileZilla<br />

• Beschreibung: Online geführte textbasierte Kommunikation (Tastatur, Monitor)<br />

im Echtzeitbetrieb zwischen beliebig vielen Teilnehmern (Chatter) in virtuellen Diskussionsforen<br />

(Chat-Räume); thematisch sortierte Gesprächskanäle (Channels).<br />

• Verwaltung: IRC-Server<br />

• Übertragungsprotokoll: IRC-Protokoll<br />

• IRC-Clients: z. B. mIRC, XChat<br />

• Beschreibung: Zur weltweiten öffentlichen textbasierten Kommunikation in<br />

thematisch geordneten Diskussionsforen (NewsGroups) mittels virtueller Nachrichten<br />

(News), die in Form von Diskussionssträngen (Threads) an elektronische<br />

„schwarze Bretter“ „geposted“ werden (keine Echtzeit-Unterhaltung!).<br />

• Verwaltung: News-Server<br />

• Übertragungsprotokoll: NNTP<br />

• NewsReader: z. B. MS Outlook Express, MacSOUP, Mozilla Thunderbird<br />

• Beschreibung: Client-Server-(Netzwerk)-Protokoll (Terminal-Emulations-Protokoll)<br />

zur Bedienung eines entfernten Großrechners (Mainframe) von einem<br />

lokalen Computer; Terminalbetriebsimulation (Remote Terminal Emulation).<br />

• Übertragungsprotokoll: Telnet Protocol<br />

• Telnet-Clients: unter den meisten Betriebssystemen standardmäßig telnet<br />

• Beschreibung: Zur sprachbasierten Unterhaltung (Chat) über Computernetzwerke;<br />

als Endgerät Computer oder Telefon möglich.<br />

• Übertragungsprotokoll: SIP<br />

• VoIP-Software: z. B. Skype, MSN Messenger, iChat<br />

• Beschreibung: Zum Abruf bzw. Senden von Radiosendungen über das Internet;<br />

Übertragung zumeist als Streaming Audio.<br />

• Sender: öffentliche Hörfunksender, Internet-Broadcaster<br />

• Streaming Clients: Hardware (Streaming Player) oder Software (z. B. QuickTime<br />

Player, Real Player, Winamp, iTunes, Windows Media Player)<br />

• Beschreibung: Dezentralisierte Computernetze aus gleichberechtigten Computern,<br />

die jeweils wahlweise Server oder Client sein können.<br />

• Anwendungen: Tauschbörsen, Internettelefonie


200 Angewandte Informatik<br />

2.1 Textverarbeitung<br />

Aufgabe 2.1.1<br />

Vergleichen Sie das Formatieren von Texten in stapelorientierten<br />

und dialogorientierten Textverarbeitungsprogrammen<br />

am Beispiel von HTML und<br />

WordPad!<br />

HTML WordPad<br />

kursiv zu formatierenden<br />

Text<br />

mit und<br />

einschließen<br />

fett<br />

Aufgaben<br />

Schriftgröße<br />

Schriftfarbe<br />

Absatzende<br />

Grafik einfügen<br />

Text markieren<br />

und z. B.<br />

Schalter (K) in<br />

der Quick-<br />

Access-Leiste<br />

anklicken<br />

Aufgabe 2.1.2<br />

Schreiben Sie eine Einladung zu einer Halloween-<br />

Party! In der linken oberen Ecke der Seite soll die<br />

vollständige Adresse des Freundes stehen, der eingeladen<br />

werden soll.<br />

a) Speichern Sie den Text unter EINLAD.DOC ab!<br />

b) Nutzen Sie vielfältige Formatierungsmöglichkeiten<br />

zur Gestaltung der Einladung und binden<br />

Sie auch selbst gefertigte Grafiken ein!<br />

c) Drucken Sie die Einladung aus! Geben Sie eine<br />

Menüfolge, einen Schalter und eine Tastenkombination<br />

zum Drucken an!<br />

Aufgabe 2.1.3<br />

Tabulatoren lassen sich insbesondere zur Gestaltung<br />

tabellarischer Übersichten nutzen.<br />

a) Erstellen Sie eine Übersicht mit wichtigen Daten<br />

Ihrer Freunde, evtl. nach folgendem Muster:<br />

Vorname, Name, Geburtsdatum, Handynummer<br />

b) Fügen Sie Füllzeichen ein, um die Zuordnung<br />

der Daten leichter zu erkennen! Probieren Sie<br />

unterschiedliche Füllzeichen aus!<br />

c) Drucken Sie die Übersicht aus und speichern Sie<br />

die Datei unter der Bezeichnung FREUNDE.DOC!<br />

2.2 Grafikprogramme<br />

Aufgabe 2.2.1<br />

Üben Sie die Arbeit mit Malprogrammen!<br />

a) Entwickeln Sie ein Bild mit einem eigenen Motiv!<br />

Nutzen Sie dabei möglichst viele Farben und alle<br />

Werkzeuge, die das Malprogramm anbietet!<br />

b) Führen Sie eine Farbumkehrung durch (Komplementärfarben)!<br />

Aufgabe 2.2.2<br />

Mischen Sie die folgenden RGB-Farben: (0; 64; 64)<br />

und (255, 255, 128)! Welche Farben erhalten Sie?<br />

Probieren Sie weitere Farbwerte und Farbmischungen<br />

aus und benennen Sie die erhaltenen<br />

Farben!<br />

Aufgabe 2.2.3<br />

Die Rose aus dem folgenden Bild stellt Microsoft Office<br />

als Clipart zur Verfügung. Diese 2184 × 3161 Pixel<br />

große Vektorgrafik (ca. 18,5 cm × 26,8 cm bei<br />

einer Auflösung von 300 dpi) im WMF-Format benötigt<br />

einen Speicherplatz von 8 KByte.<br />

Wie groß ist die gleiche Grafik (verkleinert)<br />

als 200×300-Pixel-Bild<br />

(5,3 cm × 7,9 cm bei<br />

einer Auflösung von<br />

96 dpi) im RGB-Farbraum?


Aufgabe 2.2.4<br />

a) Malen Sie mit Ihrem Zeichenprogramm einen<br />

Farbkreis – ähnlich dem auf S. 136 unten –, allerdings<br />

nicht mit 12 Farbsektoren, sondern mit 16<br />

oder 24!<br />

b) Erstellen Sie den gleichen Farbkreis noch einmal,<br />

diesmal allerdings mit einem Malprogramm!<br />

c) Vergleichen Sie die Arbeit mit den verschiedenen<br />

Grafikprogrammen! Nennen Sie insbesondere<br />

die Methoden, die Sie jeweils verwendet haben,<br />

und diskutieren Sie die Nutzbarkeit für ähnliche<br />

Grafiken!<br />

Aufgabe 2.2.5<br />

Ergänzen Sie das Klassendiagramm aus dem Beispiel<br />

auf S. 65 unten durch die Klassen QUADRAT,<br />

BÉZIERKURVE, POLYGON und KREIS!<br />

Erkunden Sie, welche Objektklassen mit welchen<br />

speziellen Attributen in dem von Ihnen genutzten<br />

Zeichenprogramm zur Verfügung stehen, und notieren<br />

Sie Ihre Ergebnisse in einer Tabelle!<br />

Aufgabe 2.2.6<br />

Gegeben sind die folgenden Parkettmuster:<br />

A<br />

B<br />

a) Welchen Typ von Grafikprogrammen – Zeichenprogramm<br />

oder Malprogramm – nutzen Sie?<br />

Begründen Sie!<br />

b) Beschreiben Sie, wie Sie am effektivsten beim<br />

Zeichnen vorgehen!<br />

Aufgaben 201<br />

Aufgabe 2.2.7<br />

Mit einem Zeichenprogramm sollen Objekte zur<br />

Funktionsdarstellung erstellt werden.<br />

a) Zeichnen Sie ein kartesisches Koordinatensystem<br />

mit 4 Quadranten, Gitternetzlinien und Einheiten<br />

(– 4 ≤ x ≤ +4; –5 ≤ y ≤ +5)!<br />

b) Erstellen Sie mit einem Zeichenprogramm die<br />

Objekte „Normalparabel“ und „Sinuskurve“!<br />

c) Erläutern Sie, wie Sie die folgenden Funktionen<br />

erstellen!<br />

f1 (x) = x 2 +1<br />

f2 (x) = (x + 1) 2 – 2<br />

f3 (x) = 1<br />

} x<br />

2 2<br />

f4 (x) = cos x<br />

f5 (x) = 3 sin x<br />

d) Zeichen Sie die Funktionen f1 , f2 und f3 in ein<br />

Koordinatensystem, die Funktionen in f4 und f5 in ein anderes!<br />

2.3 Tabellenkalkulation<br />

Aufgabe 2.3.1<br />

Eine Bank hat u. a. folgende Sparangebote:<br />

A 3 % Zinsen, Zinsen werden jährlich ausgezahlt<br />

B 2,75 % Zinsen, Zinsen werden mitverzinst<br />

C 2,5 % Zinsen bei (Vorjahres-)Einlagen bis 500 €,<br />

darüber 3 % Zinsen, Zinsen werden mitverzinst<br />

a) Im ersten Jahr werden jeweils 400 € angelegt.<br />

Nach wie viel Jahren wurden jeweils 300 € gespart?<br />

Stellen Sie entsprechende Berechnungstabellen<br />

auf!<br />

b) Nach wie viel Jahren hat sich eine Einlage bei B<br />

bzw. bei C verdoppelt?<br />

c) Wie hoch muss der Zinssatz bei B sein, damit sich<br />

eine Spareinlage nach 20 Jahren verdreifacht<br />

hat?<br />

d) Vergleichen Sie die Angebote auch grafisch!<br />

Aufgabe 2.3.2<br />

Fertigen Sie Rechnungsformulare für die Firma<br />

„H & L Versand“!<br />

Die Formulare sollen Folgendes beinhalten:<br />

– das aktuelle Datum;<br />

– eine Tabelle mit Artikelnummer, Artikelname,<br />

Anzahl der bestellten Artikel, Einzelpreis des Artikels,<br />

Artikelpreis (Anzahl · Einzelpreis);<br />

– den Gesamtpreis (als Summe aller Artikelpreise);<br />

– einen variablen Rabatt (in %);<br />

– den Nettopreis (Gesamtpreis – Rabatt);<br />

– den Bruttopreis (Nettopreis + Mehrwertsteuer).


202 Angewandte Informatik<br />

Artikelname und Einzelpreis sollen über eine Verweisfunktion<br />

aus einer gesonderten Tabelle eingefügt<br />

werden! Diese Tabelle enthalte folgende Tripel<br />

(Artikelnummer; Artikelname; Einzelpreis):<br />

(101; Kugelschreiber; 1,99),<br />

(102; Taschenrechner; 8,99),<br />

(103; Anstecknadel; 4,23),<br />

(104; Bilderrahmen; 2,30),<br />

(105; Kalender; 2,45),<br />

(106; Füllhalter; 9,90),<br />

(107; Armbanduhr; 7,90),<br />

(108; Feuerzeug; 0,75),<br />

(109; Schreibtischset; 17,75).<br />

Aufgabe 2.3.3<br />

lEonardo von Pisa (1170 – 1240), genannt FibonaCCi,<br />

stellte u. a. folgende Zahlenfolge auf:<br />

Das erste Glied a1 dieser Folge ist 1, das zweite<br />

ebenfalls. Alle nachfolgenden Folgenglieder ergeben<br />

sich als Summe der beiden jeweils vorangegangenen:<br />

ak = ak–1 + ak–2 .<br />

a) Stellen Sie eine Kalkulationstabelle mit den ersten<br />

30 Gliedern dieser sogenannten Fibonacci-<br />

Folge auf!<br />

b) Überprüfen Sie mithilfe einer Formel, welche<br />

Folgenglieder durch 3 teilbar sind!<br />

c) Beschreiben Sie den Datentyp aller ausgefüllten<br />

Zellen Ihrer Kalkulationstabelle! Bei Zellen mit<br />

Objekten des Typs FORMEL geben Sie den Datentyp<br />

des Ausgabewertes an!<br />

Aufgabe 2.3.4<br />

In Aufgabe 2.3.3 wurden die Fibonaccizahlen über<br />

folgende Formel definiert:<br />

FIB(k) = FIB(k–1) + FIB(k–2).<br />

Solch eine Funktion nennt man „rekursiv“ (zurückgehend<br />

bis zu bekannten Werten). Es gibt auch die<br />

folgende Formel:<br />

√ } 5 + 1 ( }<br />

2 ) FIB(k) = k √ } 5 – 1<br />

± ( }<br />

2 ) k<br />

}}<br />

√ } 5<br />

Das „+“ gilt für ungerade k, das „–“ für gerade.<br />

a) Ergänzen Sie die Tabelle aus Aufgabe 2.3.3<br />

durch eine Spalte, in der die Fibonaccizahlen mit<br />

dieser Formel berechnet werden!<br />

Diskutieren Sie Vor- und Nachteile der beiden<br />

Verfahren!<br />

b) Es seien vier beliebige aufeinanderfolgende Fibonaccizahlen<br />

gegeben. Das Produkt der äußeren<br />

Glieder und das doppelte Produkt der inneren<br />

Glieder seien die Maßzahlen für die Längen<br />

der Katheten eines rechtwinkligen Dreiecks.<br />

Dann ist die Länge seiner Hypotenuse auch ein<br />

Glied der Fibonacci-Folge:<br />

(FIB(k) · FIB(k+3)) 2 + (2 · FIB(k+1) · FIB(k+2)) 2 = (FIB(x)) 2<br />

Überprüfen Sie diesen Sachverhalt für die ersten 30<br />

Folgenglieder!<br />

Aufgabe 2.3.5<br />

Suchen Sie im Internet nach den Ergebnissen der<br />

Bundestagswahlen seit 1990 und geben Sie die entsprechenden<br />

Daten in eine Kalkulationstabelle ein!<br />

Erstellen Sie zu den dargestellten Sachverhalten unterschiedliche<br />

Diagramme! Nennen Sie jeweils den<br />

Diagrammtyp, den Sie gewählt haben, und geben<br />

Sie Gründe hierfür an!<br />

Aufgabe 2.3.6<br />

Gegeben seien die folgenden Funktionen:<br />

f(x) = x 2 und g(x) = 2x.<br />

a) Stellen Sie für beide Funktionen eine Wertetabelle<br />

auf! Der Definitionsbereich sei –2 ≤ x ≤ 2,<br />

das Inkrement 0,2.<br />

b) Erweitern Sie die Wertetabelle mit den zusammengesetzten<br />

Funktionen f(g(x)) und g(f(x))!<br />

Wann ist die Ungleichung f(g(x)) > g(f(x)) wahr?<br />

Nutzen Sie zur Beantwortung dieser Frage die<br />

schon erstellte Tabelle!<br />

Treffen Sie eine Aussage zur Gültigkeit des Kommutativgesetzes<br />

hinsichtlich des Aufeinanderanwendens<br />

von Funktionen!<br />

c) Erstellen Sie ein Diagramm, das alle vier Funktionen<br />

in ein und demselben Koordinatensystem<br />

anzeigt!<br />

Aufgabe 2.3.7<br />

Stellen Sie die Funktionen y = 2 e x und y = 3 ln x<br />

grafisch dar!<br />

2.4 Datenbanksysteme<br />

Aufgabe 2.4.1<br />

Nennen Sie Aufgaben von Datenbanksystemen bei<br />

der Verarbeitung großer Datenmengen!<br />

Aufgabe 2.4.2<br />

Finden Sie Beispiele von Datenbanken aus verschiedenen<br />

Bereichen des gesellschaftlichen, wirtschaftlichen<br />

und privaten Lebens!<br />

Erläutern Sie anhand dieser Beispiele, wie die Vorteile<br />

der Nutzung von Datenbanken sichtbar werden!


Aufgabe 2.4.3<br />

In der Schule soll eine umfassende Schulverwaltungssoftware<br />

eingesetzt werden. Neben allen typischen<br />

Daten zu Schülern und Lehrern, sollen darin auch<br />

die Daten zum Stundenplan, Lehrereinsatz, Schülerleistungen<br />

bis hin zu allen notwendigen Daten<br />

für den Zeugnisdruck erfasst werden. Geben Sie an,<br />

welche Benutzer (Schulleiter, Klassenlehrer/Tutor,<br />

Fachlehrer, Sekretärin) auf welche Daten zugreifen<br />

und diese verändern dürfen! Begründen Sie!<br />

Aufgabe 2.4.4<br />

Zur Kriminalitätsbekämpfung schlägt ein Sozialpolitiker<br />

vor, dass von jedem Bürger mit Vollendung des<br />

14. Lebensjahres der „genetische Fingerabdruck“<br />

(gewonnen aus einer Speichel- oder Blutprobe) in<br />

einer zentralen Datenbank des Bundeskriminalamtes<br />

gespeichert wird. Setzen Sie sich mit diesem<br />

Vorschlag kritisch auseinander!<br />

Aufgabe 2.4.5<br />

Die Arbeit mit einem DBMS stellt die Nutzung einer<br />

Applikation dar.<br />

Nennen Sie typische Objekte eines DBMS! Erstellen<br />

Sie ein Klassendiagramm, welches die Beziehungen<br />

zwischen diesen Objekten aufzeigt!<br />

Aufgabe 2.4.6<br />

Gegeben sei der Ausschnitt eines Entity-Relationship-Diagramms.<br />

Es wird der Problembereich „Ernährung“<br />

abgebildet.<br />

a) Klären Sie an diesem Beispiel die Begriffe: Entity,<br />

Entitymenge, Attribut, Schlüsselattribut,<br />

Relationship, Entity-Relationship-Diagramm!<br />

b) Charakterisieren Sie den Beziehungstyp n : m!<br />

Nennen Sie weitere Beziehungstypen und geben<br />

Sie jeweils ein Beispiel an!<br />

Aufgaben 203<br />

c) Stellen Sie das Modell (b Abb.) als Datenbankschema<br />

(relationales Modell) dar!<br />

Bez<br />

NmNr Kat<br />

Energie<br />

StNr<br />

Nahrungsmittel<br />

n<br />

enthält<br />

m<br />

Inhaltsstoff<br />

Tagesbedarf<br />

Anteil<br />

Bez<br />

Aufgabe 2.4.7<br />

Ein Verein erfasst die Daten seiner Mitglieder in einer<br />

Datenbank.<br />

Darin existiert eine Tabelle (abgebildete Entitymenge)<br />

MITGLIED, die persönliche Daten nebst Mitgliedsbeitrag<br />

zusammenfasst.<br />

Name Vorname<br />

Bauer Claudia<br />

Gebdat MGLNR Gruppe Beitrag<br />

31.10.57 126 Vollmitglied<br />

Bauer Karin 02.06.43 122 Ehegatte<br />

Bauer Fritz 30.01.41 119 Vollmitglied<br />

100,00<br />

50,00<br />

100,00<br />

Alt Franz 07.01.31 189 Passiv 50,00<br />

Bosch Frank 09.09.85 257 Jugend 20,00<br />

Eberle Robert 22.03.86 300 Jugend 20,00<br />

Bader Joseph 01.01.29 005 Passiv 50,00<br />

a) Begründen Sie, dass bei dieser Darstellung eine<br />

Optimierung unter Anwendung der Normalformen<br />

sinnvoll und notwendig ist!


204 Angewandte Informatik<br />

b) Optimieren Sie das vorliegende Modell und<br />

stellen es als Entity-Relationship-Diagramm dar!<br />

Kennzeichnen Sie die Kardinalität der erhaltenen<br />

Beziehung!<br />

c) Geben Sie das so entstandene Modell als Datenbankschema<br />

(relationales Modell) an!<br />

Aufgabe 2.4.8<br />

Die Schultheatergruppe bereitet eine Inszenierung<br />

vor. Damit verbunden fallen eine Vielzahl von Aufgaben<br />

an, es gibt eine Menge zu koordinieren.<br />

Das betrifft zum Beispiel folgende Daten:<br />

• Mitglieder der Theatergruppe,<br />

• zu besetzende Rollen,<br />

• Kostüme,<br />

• Aufgaben zur Vor- und Nachbereitung bzw. während<br />

der Inszenierung<br />

u. a. m.<br />

Zur Erfassung und Verwaltung dieser Daten soll<br />

eine Datenbank „Inszenierung“ erarbeitet werden.<br />

a) Entwickeln Sie dafür ein geeignetes Entity-Relationship-Modell<br />

in Form eines ER-Diagramms!<br />

b) Optimieren Sie Ihr Modell unter Anwendung<br />

der Normalformen!<br />

c) Geben Sie alle Relationen an, die sich durch die<br />

im ER-Diagramm dargestellten Entitymengen<br />

ergeben!<br />

d) Bearbeiten Sie anschließend die Beziehungen!<br />

Geben Sie das vollständige Datenbankschema/<br />

relationale Modell an!<br />

Aufgabe 2.4.9<br />

Informieren Sie sich, beispielsweise mit dem Hilfesystem<br />

ihres DBMS, über die zur Verfügung stehende<br />

Festlegung von Datentypen!<br />

Erarbeiten Sie eine Übersicht, die auch die Eigenschaften,<br />

wie z. B. den konkreten Wertebereich, der<br />

verschiedenen Darstellungen zusammenfasst!<br />

Aufgabe 2.4.10<br />

Übertragen Sie ein relationales Modell, beispielsweise<br />

das Datenbankschema aus Aufgabe 2.4.6 c, in<br />

das zur Verfügung stehende DBMS.<br />

a) Erzeugen Sie dazu alle notwendigen Tabellen,<br />

legen Sie die Feldnamen (Attribute) und den<br />

dazugehörigen Datentyp fest! Formulieren Sie<br />

ggf. Einschränkungen für Bereiche von Attributwerten!<br />

b) Realisieren Sie alle Verbindungen zwischen den<br />

Tabellen! Legen Sie dafür auch die notwendigen<br />

Eigenschaften fest!<br />

Aufgabe 2.4.11<br />

Gegeben sei folgende Tabelle MITGLIED und die<br />

formulierten Operationen (1), (2) und (3):<br />

Name Vorname Gebdat MGLNR Gruppe<br />

Bauer Claudia 31.10.57 126 Vollmitglied<br />

Bauer Karin 02.06.43 122 Ehegatte<br />

Bauer Fritz 30.01.41 119 Vollmitglied<br />

Alt Franz 07.01.31 189 Passiv<br />

Bosch Frank 09.09.85 257 Jugend<br />

Eberle Robert 22.03.86 300 Jugend<br />

Bader Joseph 01.01.29 005 Passiv<br />

(1) R1 = S [Name=“Ba*“] MITGLIED<br />

(2) R2 = P [Name, Vorname, Gruppe] R1<br />

(3) R3 = S [Name=“Bauer“]<br />

{P [Name, Vorname, Gebdat] MITGLIED}<br />

a) Geben Sie jeweils das Ergebnis der Operation<br />

an!<br />

b) Beschreiben Sie das notwendige Vorgehen zur<br />

Realisierung dieser Operation in dem Ihnen zur<br />

Verfügung stehenden DBMS!<br />

c) Formulieren Sie eine SQL-Anweisung für die jeweilige<br />

Operation!<br />

Aufgabe 2.4.12<br />

Das in Aufgabe 2.4.6 abgebildete ER-Diagramm<br />

kann in folgendes Datenbankschema transformiert<br />

und letztendlich als Datenbank umgesetzt werden:<br />

Nahrungsmittel (NmNr, Bez, KatEnergie)<br />

Enthält (ENr, NmNr, StNr, Anteil)<br />

Inhaltsstoff (StNr, Bez, Tagesbedarf)<br />

Es soll die Datenbank dahingehend ausgewertet<br />

werden, dass eine Übersicht erstellt wird, die für<br />

jedes Nahrungsmittel die enthaltenen Inhaltsstoffe<br />

angibt.<br />

Des Weiteren soll mit angegeben werden, wie hoch<br />

der Anteil des jeweiligen Inhaltsstoffes im entsprechenden<br />

Nahrungsmittel ist.<br />

a) Beschreiben Sie, welche Operationen notwendig<br />

sind, um das oben genannte Ergebnis zu erhalten!<br />

b) Geben Sie die beschriebenen Operationen in<br />

formaler Schreibweise an!<br />

c) Formulieren Sie eine SQL-Anweisung zur Realisierung<br />

der Abfrage!


Aufgabe 2.4.13<br />

Eine Klassen- bzw. Jahrgangsstufe möchte einen<br />

CD-Verleih organisieren. Dabei gilt folgendes Prinzip:<br />

Jeder, der bereit ist, CDs zu verleihen, kann<br />

auch selbst welche ausleihen.<br />

Zur Umsetzung dieses Projektes wurde eine Datenbank<br />

entwickelt. Hier ein Ausschnitt:<br />

Verleiher (VNr, V_Name, V_Vorname, V_Klasse)<br />

Bestand (BNR, VNr, CDNr)<br />

CD (CDNr, CDTitel, Interpret, Jahr)<br />

Die Abbildungen zeigen jeweils eine Operation zur<br />

Auswertung der Datenbasis.<br />

a) Welche Operation wurde jeweils realisiert? Geben<br />

Sie diese in formaler Schreibweise an!<br />

b) Wie lautet die zur jeweiligen Anfrage an die Datenbank<br />

gehörende SQL-Anweisung?<br />

2.5 Präsentationsprogramme<br />

Aufgaben 205<br />

Aufgabe 2.5.1<br />

Erarbeiten Sie eine Präsentation zum Thema „Aspekte<br />

der Farbwahrnehmung“!<br />

a) Analyse: Überlegen Sie zu Beginn, welche Aspekte<br />

in der Präsentation vorgestellt werden<br />

sollen! Beispiele:<br />

• Physiologie (Farbsehen durch das Auge, Farbsehstörungen,<br />

Farbtäuschungen, Wirkung<br />

von Farb- und Beleuchtungseffekten)<br />

• Psychologie (bevorzugte und abgelehnte Farben,<br />

Farben und Produktgestaltung, Farben<br />

und Raumgestaltung)<br />

• Manipulation (Färben von Lebensmitteln und<br />

deren Wirkung auf den Menschen, Anstrahlen<br />

von Lebensmitteln mit verschiedenfarbigem<br />

Licht, Werbung, Schminken)<br />

b) Modellierung: Legen Sie fest, welche Objekte auf<br />

welche Folien wie angeordnet werden sollen!<br />

c) Implementation: Erarbeiten Sie nun die Folienfolge<br />

mit einem konkreten Präsentationsprogramm!<br />

d) Reflexion: Führen Sie die Präsentation „Aspekte<br />

der Farbwahrnehmung“ in der Klasse vor!<br />

Diskutieren Sie mit Ihren Mitschülern Stärken<br />

und Schwächen und verbessern Sie die Präsentation!<br />

Aufgabe 2.5.2<br />

Zeichnen Sie ein Objektdiagramm für zwei Folien<br />

aus der mit Aufgabe 2.5.1 erarbeiteten Präsentation!


206 Angewandte Informatik<br />

2.6 Datenaustausch zwischen<br />

Anwendungsprogrammen<br />

Aufgabe 2.6.1<br />

Sie sind verantwortlich für die jährliche Erstellung<br />

eines Briefes an die 10 Außendienstmitarbeiter der<br />

Firma, bei der Sie arbeiten. Der Brief soll mindestens<br />

folgende Objekte enthalten:<br />

– Firmenlogo;<br />

– Tabelle mit den Ergebnissen der quartalsmäßigen<br />

Umsätze der einzelnen Mitarbeiter;<br />

– Diagramm zur besseren Veranschaulichung des<br />

Zahlenmaterials aus der Tabelle;<br />

– Bild desjenigen Mitarbeiters, der den höchsten<br />

jährlichen Umsatz erzielt hat.<br />

Zur Fertigstellung des Briefes nutzen Sie ein Officepaket.<br />

a) Welche Teile des Officepaketes werden von Ihnen<br />

genutzt?<br />

b) Welche der oben aufgeführten Objekte würden<br />

Sie in das Dokument einbetten, bei welchen Objekten<br />

würden Sie die OLE-Methode anwenden?<br />

Begründen Sie jeweils!<br />

c) Lohnt es sich, den Brief als Serienbrief anzulegen?<br />

Wenn ja, was ist zusätzlich zu beachten?<br />

d) Welche Diagrammart für die Veranschaulichung<br />

der Quartal-Umsätze der Mitarbeiter würden Sie<br />

nutzen? Was steht in der Legende, was an der<br />

Rubrikenachse?<br />

e) Schreiben Sie einen entsprechenden Brief! Berücksichtigen<br />

Sie dabei alle Ihre Überlegungen!<br />

Aufgabe 2.6.2<br />

Sie möchten eine eigene Homepage mit vielen grafischen<br />

Elementen erstellen. Welche Formate (JPG,<br />

GIF, PDF, …) würden Sie jeweils nutzen?<br />

a) Homepage<br />

b) eine schriftliche Ausarbeitung über Ihre Lieblings-Rockgruppe<br />

mit eingebundenen Fotos und<br />

Texten zum Downloaden<br />

c) Foto Ihres Zwerghamsters<br />

d) ein selbst gezeichnetes Gouache-Landschaftsbild<br />

Aufgabe 2.6.3<br />

Sie möchten zu einer großen Halloween-Party all<br />

ihre Freunde einladen.<br />

a) Gestalten Sie eine Einladung! Speichern Sie<br />

diese als EINLAD.DOC!<br />

b) Fügen Sie Platzhalter (Variablen) für die Namen<br />

Ihrer Freunde ein! Die Datei EINLAD.DOC soll<br />

das Hauptdokument eines Serienbriefes sein!<br />

c) Erstellen Sie eine Steuerdatei (Datenquelle) für<br />

den Serienbrief mit den Namen Ihrer Freunde!<br />

d) Drucken Sie die Einladung als Serienbrief! Beschreiben<br />

Sie die dabei genutzten Algorithmenstrukturen!<br />

Hinweis:<br />

Als Hauptdokument können Sie auch die Datei aus<br />

Aufgabe 2.1.2 nutzen, als Steuerdatei die Datei<br />

FREUNDE.DOC aus Aufgabe 2.1.3.<br />

2.7 Internet-Dienste<br />

Aufgabe 2.7.1<br />

Erstellen Sie den HTML-Quellcode zu der hier abgebildeten<br />

HTML-Seite!<br />

Aufgabe 2.7.2<br />

Suchen Sie mithilfe einer Suchmaschine nach aktuellen<br />

Wetterinformationen für die Städte Hamburg,<br />

München und Rostock! Suchen Sie auch nach dem<br />

Reisewetter für die kanarischen Inseln La Palma und<br />

Teneriffa!<br />

Speichern Sie die gefundenen Internet-Adressen in<br />

Ihrem Browser ab!<br />

Aufgabe 2.7.3<br />

Suchen Sie im Internet nach einer Übersicht über<br />

anonyme FTP-Server! Suchen Sie auf diesen Servern<br />

nach einem Druckertreiber für einen Lexmark-Drucker<br />

und nach einem neuen Bildschirmschoner!

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

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