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Die Digitalisierung und ihre Folgen r r r Kaderali 24. 06. 2017 Prolog Grundzüge der Digitalisierung Auswirkungen der Digitalisierung Unmittelbare Folgen der Digitalisierung Darüber hinausgehende Folgen Epilog 2

Was ist Fortschritt? Im Mittelalter hatte eine Adelsfamilie vielleicht 4 Erwachsene, 6 Kinder und 10 Diener. Die Dauerleistung, die ein Diener erbrachte war maximal ein Fünftel Pferdestärke – also 0, 735 k. W/5 = 0, 147 k. W Im Jahr waren dies somit 0, 147 k. W x 10 Stunden x 365 Tage = 537 k. W Stunden vorausgesetzt man arbeitete 10 Stunden pro Tag rund um das Jahr. Diese stand also pro Person zur Verfügung. Kaderali 24. 06. 2017 3

Was ist Fortschritt? Eine Familie mit zwei Kindern verbraucht heute im Haushalt 118. 400 k. W Stunden an Energie pro Jahr. Also 55, 2 Mal soviel wie im Mittelalter. Pro Person stehen heute also einem gut 55 Diener zur Verfügung! Ist das Fortschritt? Kaderali 24. 06. 2017 4

Was ist Fortschritt? Ist Fortschritt die Arbeit, die den Menschen abgenommen wird? ? Kaderali 24. 06. 2017 5

Die Digitalisierung und ihre Folgen r r r Kaderali 24. 06. 2017 Prolog Grundzüge der Digitalisierung Auswirkungen der Digitalisierung Unmittelbare Folgen der Digitalisierung Darüber hinausgehende Folgen Epilog 6

Grundzüge der Digitalisierung Die Digitalisierung wird in drei Schritten vorgenommen: 1. Diskretisierung 2. Quantisierung 3. Codierung Kaderali 24. 06. 2017 7

Grundzüge der Digitalisierung Zur Demonstration betrachten wir ein stetiges zeit kontinuierliches Signal, Zum Beispiel r Das Wachstum einer Pflanze r Die Menge Wasser, die ein Bach führt r Die Amplitude der Sprache Kaderali 24. 06. 2017 8

Grundzüge der Digitalisierung Kaderali 24. 06. 2017 Signal 9

Grundzüge der Digitalisierung 1. Diskretisierung Das Signal wird in gleichen Zeitintervallen Abgetastet, z. B. 8000 mal in der Sekunde. Man erhält so einen Amplitudenwert alle 1/8000 Sekunde Kaderali 24. 06. 2017 10

Grundzüge der Digitalisierung Kaderali 24. 06. 2017 Diskretisierung 11

Grundzüge der Digitalisierung 2. Quantisierung Man teilt die Amplitude in gleichmäßigen Intervallen ein und ordnet jedem Intervall den Mittelwert zu. Man erhält so diskrete Amplitudenwerte zu den Abtastzeitpunkten Kaderali 24. 06. 2017 12

Grundzüge der Digitalisierung Kaderali 24. 06. 2017 Quantisierung 1 13

Grundzüge der Digitalisierung Kaderali 24. 06. 2017 Quantisierung 2 14

Grundzüge der Digitalisierung 3. Codierung Man ordnet jedem Diskreten Amplitudenwert den aufsteigenden Codewort zu: Anfang 0000 Erstes Intervall 0001 Zweites Intervall 0010 Drittes Intervall 0011 usw. Kaderali 24. 06. 2017 15

Grundzüge der Digitalisierung Kaderali 24. 06. 2017 Codierung 1 16

Grundzüge der Digitalisierung Kaderali 24. 06. 2017 Codierung 2 17

Grundzüge der Digitalisierung Durch diese dreistufige Verarbeitung erhält man eine digitale Zahlenfolge, die den originalen Prozess darstellt. Diese digitale Darstellung ist eindeutig. Man kann hieraus den ursprünglichen Prozess bis auf rundungsfehlern genau rekonstruieren. Kaderali 24. 06. 2017 18

Erfindung der Sprachdigitalisierung Die Sprachdigitalisierung wurde 1937/38 von Alec Reeves bei STL in Harlow England erfunden. Allerdings war die Zeit für eine Anwendung damals noch nicht reif – es fehlte an geeigneter Technologie, die Digitalisierung zu implementieren. Erst in den 50 er Jahren des letzten Jahrhunderts wurden durch die Entwicklung des Transistors digitale Codecs möglich und führten wegen Kostenersparnissen in den 60 er Jahren zur digitalen Übertragung und digitalen Vermittlung. Die Paketvermittlung führte dann in den 70 er Jahren zu dem Siegeszug des Internets. Kaderali 24. 06. 2017 19

Ergebnis der Digitalisierung Einheitliche, digitale, rechnergerechte Darstellung aller Informationen, wie r Text r Graphik r Bild r Bewegtbild. . . Ø Informationen werden Bitströme bzw. Daten Kaderali 24. 06. 2017 20

Ergebnis der Digitalisierung Die Digitalisierung hat die informationstechnische Revolution ausgelöst. Alle Nachrichten (Text, Sprache, Ton, Bild, Bewegtbild) werden abgetastet, quantisiert und codiert, um binäre Zeichenfolgen zu ergeben. Alle Geräte (sowohl übertragungs- und vermittlungstechnische Einrichtungen als auch Endgeräte) verarbeiten diese binären Zeichenfolgen. Kaderali 24. 06. 2017 21

Die Vorteile der Digitaltechnik Kostengünstig r Gute Qualität (Regenerierbarkeit) r Multiplexbildung (Mehrfachnutzung) r Einfache Speicherung und Verarbeitung r Integration der Dienste r Zusammenwachsen der Telekommunikation, Datenverarbeitung und Unterhaltungselektronik r Kaderali 24. 06. 2017 22

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Die Verarbeitung von Daten Digitale Daten sind rechnergerecht, d. h. durch Rechner verarbeitbar. Dadurch ist Ø Ø Ø Textverarbeitung Datenverarbeitung Sprachverarbeitung Tonverarbeitung Bildverarbeitung Videoverarbeitung möglich. Kaderali 24. 06. 2017 24

Datenspeicherung 1 Buchseite = 1500 Schläge = 1500 x 8 bit = 12 kbit 1 Buch mit 300 Seiten = 3600 kbit Ø 1 000 Bücher auf 3, 6 Gbit Speicher Kaderali 24. 06. 2017 25

Datenspeicherung Datenkomprimierung Bei Texten kann mit gängigen Komprimierungsverfahren (z. B. PKZIP) in der Regel eine Kompressionsrate von 70 bis 80 % erreicht werden: Ø 1 000 Bücher = 3, 6 Gbit x 25 % = 900 Mbit Kaderali 14. 06. 2017 26

Datenspeicherung Ein USB-Stick mit 2 GB Speicher Kostet heute 4. - € Hierauf passen: (1024 x 1, 024 x 8) x 2 / 900 x 1000 Bücher = 18 640 Bücher Ø Kaderali 24. 06. 2017 Ich kann eine Bibliothek in der Tasche tragen! 27

Datentransport Im ISDN Nutzkanal stehen 64 kbit/s zur Verfügung. Die Übertragung eines ganzen Buches dauert: 900 kbit /64 kbit/s = 14, 06 Sekunden. Bei DSL mit 50 Mbit/s dauert es nur 0, 018 Sekunde! Dabei sind die Kosten vernachlässigbar!! Kaderali 24. 06. 2017 28

Kopieren von Daten Das Kopieren von digitalen Daten ist leicht, schnell und exakt. Die Kopie ist vom Original nicht zu unterscheiden! Kaderali 24. 06. 2017 29

Die Digitalisierung und ihre Folgen r r r Kaderali 24. 06. 2017 Prolog Grundzüge der Digitalisierung Auswirkungen der Digitalisierung Unmittelbare Folgen der Digitalisierung Darüber hinausgehende Folgen Epilog 30

Informationsflut r r Unser Wissen vermehrt sich stetig. Das Informationsangebot steigt unverhältnismäßig schnell. Wir werden bei der Handhabung der Infoflut überfordert. Ø Personal Information Manager zur Auswahl und Sortierung erforderlich Wir werden massiv beeinflusst (z. B. Lebenseinstellung, Demokratieverständnis, . . . ) Ø Wir stumpfen ab! Kaderali 24. 06. 2017 31

Transport von Informationen r r Informationen (auch in großen Mengen) können mit geringem Aufwand blitzschnell in die ganze Welt transportiert werden. Ø Verteilung von Nachrichten in der ganzen Welt, Ø Unterstützung menschlicher Kommunikation, Ø Veränderung unseres Kommunikationsverhaltens (z. B. Email, Twitter) Es ist möglich, Informationen an beliebige Standorte zu versenden, dort zu verarbeiten und zurückzusenden. Ø Verlagerung von Arbeitsplätzen Ø Fernüberwachung, -steuerung Kaderali 24. 06. 2017 32

Kopieren von Informationen r r Ø Das Kopieren von Informationen (und deren Änderungen / Ergänzungen) ist sehr leicht geworden. Der Wert der meisten Informationen bleibt durch Kopieren erhalten; nur wenige Informationen (z. B. Börsengeheimnisse) verlieren ihren Wert durch Teilen. Schutz des geistigen Eigentums an Informationen wird häufig missachtet. Kaderali 24. 06. 2017 33

Authentizität von Informationen r r Informationen können leicht verändert und manipuliert werden. Die Authentizität einer Information (d. h. des Senders und der ursprünglichen Version) ist technisch überprüfbar - digitale Unterschrift, etc. Den Wahrheitsgehalt zu überprüfen ist demgegenüber fast unmöglich. Wir sind leicht und gezielt beeinflussbar. Ø Unsere Manipulierbarkeit wächst, wenn nicht viele den Zugang zu Datenautobahnen haben. Kaderali 24. 06. 2017 34

Beschleunigung der Globalisierung Datenübermittlung und Datenverarbeitung als Folge der Digitalisierung hat zu r erheblicher Rationalisierung und r Verflüchtigung der Arbeit geführt. Einerseits wird die durch Menschen zu verrichtende Arbeit insgesamt weniger, andererseits kann sie dort durchgeführt werden, wo es am billigsten möglich ist. Dies hat die Globalisierung erheblich beschleunigt! Kaderali 14. 06. 2017 35

Schaffung neuer Arbeitsplätze. . . durch die Informations- und Kommunikationstechnologien: r r Diese können nur von gut ausgebildeten Menschen eingenommen werden. Insbesondere in Deutschland wird die entsprechende Ausbildung von der Jugend bewusst vermieden. Die Entwicklung führt dazu, dass immer weniger Menschen immer mehr hochqualifizierte Arbeit ausführen und damit verbunden, höhere Einkommen erzielen. Eine Änderung der Einstellung muss erwirkt werden. Kaderali 24. 06. 2017 36

Das Chaos Die informationstechnische Revolution hat zunächst zu chaotischen Verhältnissen geführt: r r r Eine Flut von Information – Überwiegend Müll! Viren, Würmer, Trojaner Denial of Service Attacken SPAM überwiegt bei Emails Wahres und unwahres gleichwertig nebeneinander Betrügereien (Pfisching, Gewinnmeldung, Geldtransfer aus Nigeria usw. ) Kaderali 24. 06. 2017 37

Gesellschaftliche Prozesse Das Chaos weicht allmählich. Gesellschaftliche Prozesse etablieren sich und bringen Richtwerte in die Abläufen ein. Sog. Soziale Software spielt hierbei eine zentrale Rolle. Beispiele: Hotelbewertung (www. holidaycheck. de) Verkäuferbewertung (www. amazon. de) Aktienbewertung (http: //moneycentral. msn. com/ , www. cortalconsors. de) Foren (www. myelom. de) Weblog (http: //www. speising. net/winzer/weblog/all/) Lexika (www. wikipedia. de ) Open Source (www. campussource. de) Open Access (http: //eleed. campussource. de/) Open Content (www. campuscontent. de) Kaderali 24. 06. 2017 38

Die Digitalisierung und ihre Folgen r r r Prolog Grundzüge der Digitalisierung Auswirkungen der Digitalisierung Unmittelbare Folgen der Digitalisierung Darüber hinausgehende Folgen Epilog Kaderali 24. 06. 2017 39

Die Perspektive r r r r Autos ohne Fahrer auf den Straßen : in fünf Jahren? Brille, die einem ins Ohr flüstert, was man gerade sieht: in fünf Jahren? Individuelle auf Krankheit, DNA und Umfeld abgestimmte Medikation ; Menschliche Lebenserwartung 200 Jahre? : in 10 Jahren? 3 D Drucker in jedem Büro ; Ersatzteile aus Kunststoff und Metall bei Bedarf stets verfügbar? : in 10 Jahren? Sensoren, die Ströme im Kopf aufspüren und so Gedanken lesen: in zehn Jahren? RF-Id Chips auf allen Produkten : in 10 Jahren? Nur noch digitales Geld (Bitcoins, Digicash) : in 10 jahren? Kaderali 24. 06. 2017 40

Die Digitalisierung und ihre Folgen r r r Prolog Grundzüge der Digitalisierung Auswirkungen der Digitalisierung Unmittelbare Folgen der Digitalisierung Darüber hinausgehende Folgen Epilog Kaderali 24. 06. 2017 41

Epilog Stellen die unter „Perspektive“ aufgestellten gesellschaftlichen Folgen einen Fortschritt dar? Kaderali 24. 06. 2017 42