IT-Handbuch für Fachinformatiker - Inhaltsverzeichnis

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Inhalt

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung 25

1.1     Informationstechnik, Informatik und EDV     25
    1.1.1     Fachrichtungen der Informatik     26
    1.1.2     Überblick über die IT-Ausbildung     27
1.2     Die Geschichte der Rechenmaschinen und Computer     33
    1.2.1     Die Vorgeschichte     35
    1.2.2     Die Entwicklung der elektronischen Rechner     36
    1.2.3     Entwicklung der Programmiersprachen     45
1.3     Digitale Speicherung und Verarbeitung von Informationen     51
    1.3.1     Digitale Bilddaten     53
    1.3.2     Digitale Audiodaten     54
    1.3.3     Digitale Speicherung von Text     55
1.4     Zusammenfassung     56

2 Mathematische und technische Grundlagen 57

2.1     Einführung in die Logik     57
    2.1.1     Aussagen     58
    2.1.2     Aussageformen     59
    2.1.3     Logische Verknüpfungen     60
    2.1.4     Mengenoperationen     67
    2.1.5     Weitere wichtige Berechnungsverfahren     70
2.2     Informationsspeicherung im Computer     72
    2.2.1     Zahlensysteme     72
    2.2.2     Bits und Bytes     78
2.3     Elektronische Grundlagen     82
    2.3.1     Einfache Schaltungen     82
    2.3.2     Zusammengesetzte Schaltungen     86
2.4     Automatentheorien und -simulationen     90
    2.4.1     Algorithmen     90
    2.4.2     Die Turing-Maschine     95
    2.4.3     Der virtuelle Prozessor     99
2.5     Zusammenfassung     105

3 Hardware 107

3.1     Grundlagen     107
3.2     Die Zentraleinheit     111
    3.2.1     Aufbau und Aufgaben des Prozessors     112
    3.2.2     Der Arbeitsspeicher     122
    3.2.3     Das BIOS     124
    3.2.4     Bus- und Anschlusssysteme     130
3.3     Die Peripherie     139
    3.3.1     Massenspeicher     140
    3.3.2     Eingabegeräte     152
    3.3.3     Ausgabegeräte     156
    3.3.4     Sound-Hardware     162
3.4     Zusammenfassung     163

4 Netzwerkgrundlagen 165

4.1     Grundlagen     165
    4.1.1     Was ist ein Netzwerk?     165
    4.1.2     Entstehung der Netzwerke     167
4.2     Funktionsebenen von Netzwerken     172
    4.2.1     Das OSI-Referenzmodell     172
    4.2.2     Das Schichtenmodell der Internetprotokolle     175
    4.2.3     Netzwerkkommunikation über die Schichten eines Schichtenmodells     178
4.3     Klassifizierung von Netzwerken     181
    4.3.1     Die Reichweite des Netzwerks     182
    4.3.2     Die Netzwerktopologie     183
    4.3.3     Der Zentralisierungsgrad des Netzwerks     184
4.4     Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren     191
    4.4.1     Die verschiedenen Ethernet-Standards     192
    4.4.2     Token Ring     197
    4.4.3     Drahtlose Netze     198
    4.4.4     Sonstige Zugangsarten     203
4.5     Datenfernübertragung     204
    4.5.1     Netzwerkzugang per Modem (analoge Telefonleitung)     205
    4.5.2     ISDN     207
    4.5.3     DSL-Dienste     209
4.6     Die TCP/IP-Protokollfamilie     211
    4.6.1     Netzzugang in TCP/IP-Netzwerken     212
    4.6.2     IP-Adressen, Datagramme und Routing     213
    4.6.3     Transportprotokolle     240
    4.6.4     Das Domain Name System (DNS)     246
    4.6.5     Verschiedene Internet-Anwendungsprotokolle     250
4.7     Andere Protokollstapel     266
    4.7.1     Die AppleTalk-Protokollfamilie     266
    4.7.2     Novell IPX/SPX     269
    4.7.3     NetBEUI/SMB     270
4.8     Zusammenfassung     271

5 Betriebssystemgrundlagen 273

5.1     Entwicklung der Betriebssysteme     274
    5.1.1     Die Geschichte von UNIX     276
    5.1.2     PC-Betriebssysteme     277
5.2     Aufgaben und Konzepte     282
    5.2.1     Allgemeiner Aufbau von Betriebssystemen     282
    5.2.2     Prozessverwaltung     289
    5.2.3     Speicherverwaltung     294
    5.2.4     Dateisysteme     296
5.3     Zusammenfassung     303

6 Windows 305

6.1     Allgemeine Informationen     305
    6.1.1     Die verschiedenen Windows-Versionen     305
    6.1.2     Windows-Dateisysteme     309
6.2     Windows im Einsatz     310
    6.2.1     Die Windows-Benutzeroberfläche     310
    6.2.2     Die Windows-Konsole     319
    6.2.3     Die Windows PowerShell     323
    6.2.4     Windows-Konfiguration     334
6.3     Windows-Netzwerkkonfiguration     341
    6.3.1     Allgemeine Einstellungen     341
    6.3.2     TCP/IP-Dienstprogramme     342
    6.3.3     Datei- und Druckserver unter Windows     346
    6.3.4     Windows-Server     347
6.4     Zusammenfassung     349

7 Linux und UNIX 351

7.1     Arbeiten mit der Shell     353
    7.1.1     Booten und Login     353
    7.1.2     Virtuelle Terminals     356
    7.1.3     Grundfunktionen der Shell     357
    7.1.4     Hilfefunktionen     363
    7.1.5     Pipes und Ein-/Ausgabeumleitung     366
    7.1.6     Die wichtigsten Systembefehle     369
7.2     Konfigurations- und Administrationsaufgaben     383
    7.2.1     Syslog und Logdateien     383
    7.2.2     Programme automatisch starten     384
    7.2.3     Software installieren     386
7.3     Automatisierung     388
    7.3.1     Shell-Skripte     389
    7.3.2     Weitere Hilfsmittel     392
7.4     Editoren     395
    7.4.1     vi     395
    7.4.2     Emacs     398
7.5     Grafische Benutzeroberflächen     401
    7.5.1     Der X-Server     401
    7.5.2     Desktops     403
7.6     Netzwerkkonfiguration unter Linux     407
    7.6.1     Grundeinstellungen     407
    7.6.2     TCP/IP-Dienstprogramme     409
    7.6.3     Datei- und Druckserver unter Linux     409
7.7     Mac OS X     415
    7.7.1     Mit Aqua arbeiten     417
    7.7.2     Systemkonfiguration     421
    7.7.3     Mac OS X-Netzwerkkonfiguration     423
    7.7.4     Serverdienste unter Mac OS X     425
7.8     Zusammenfassung     426

8 Grundlagen der Programmierung 429

8.1     Die Programmiersprache C     430
    8.1.1     Das erste Beispiel     431
    8.1.2     Elemente der Sprache C     434
    8.1.3     Die C-Standardbibliothek     452
8.2     Java     457
    8.2.1     Grundlegende Elemente der Sprache Java     459
    8.2.2     Objektorientierte Programmierung mit Java     463
    8.2.3     Dateizugriffe in Java     469
8.3     Perl     471
    8.3.1     Das erste Beispiel     472
    8.3.2     Elemente der Sprache Perl     473
8.4     Ruby     484
    8.4.1     Das erste Beispiel     485
    8.4.2     Ruby-Grundelemente     487
    8.4.3     Objektorientierung in Ruby     501
8.5     Zusammenfassung     512

9 Konzepte der Programmierung 515

9.1     Algorithmen und Datenstrukturen     515
    9.1.1     Ein einfaches Praxisbeispiel     515
    9.1.2     Sortier-Algorithmen     518
    9.1.3     Such-Algorithmen     522
    9.1.4     Ausgewählte Datenstrukturen     524
9.2     Reguläre Ausdrücke     529
    9.2.1     Muster für reguläre Ausdrücke     530
    9.2.2     Programmierung mit regulären Ausdrücken     534
9.3     Systemnahe Programmierung     537
    9.3.1     Prozesse und Pipes     537
    9.3.2     Threads     541
9.4     Einführung in die Netzwerkprogrammierung     545
    9.4.1     Die Berkeley Socket API     545
    9.4.2     Ein praktisches Beispiel     552
    9.4.3     Ein Ruby-Webserver     556
9.5     Verteilte Anwendungen mit J2EE     572
    9.5.1     Enterprise Java Beans (EJB)     573
    9.5.2     Java Servlets     578
    9.5.3     Web Services     579
9.6     GUI- und Grafikprogrammierung     582
    9.6.1     Zeichnungen und Grafiken erstellen     583
    9.6.2     Animation     589
    9.6.3     Programmierung fensterbasierter Anwendungen     592
    9.6.4     Java-Applets     606
9.7     Die Entwicklungsumgebung Eclipse     608
    9.7.1     Überblick     608
    9.7.2     Java-Entwicklung mit Eclipse     609
9.8     Zusammenfassung     614

10 Software-Engineering 617

10.1     Überblick     618
    10.1.1     Der Entwicklungszyklus     619
    10.1.2     Planung und Analyse     620
    10.1.3     Entwurf     626
    10.1.4     Implementierung und Test     627
    10.1.5     Dokumentation     628
    10.1.6     Konkrete Entwicklungsverfahren     629
10.2     Werkzeuge     632
    10.2.1     UML     633
    10.2.2     Entwurfsmuster     639
    10.2.3     Unit-Tests     646
10.3     Zusammenfassung     651

11 Datenbanken 653

11.1     Die verschiedenen Datenbanktypen     654
    11.1.1     Einzeltabellendatenbanken     655
    11.1.2     Relationale Datenbanken     657
    11.1.3     Objektorientierte Datenbanken     664
11.2     MySQL – ein konkretes DBMS     667
    11.2.1     MySQL installieren und konfigurieren     667
    11.2.2     Erste Schritte mit dem mysql-Client     671
11.3     SQL-Abfragen     671
    11.3.1     Datenbanken und Tabellen erzeugen     672
    11.3.2     Auswahlabfragen     676
    11.3.3     Einfüge-, Lösch- und Änderungsabfragen     680
    11.3.4     Transaktionen     682
11.4     MySQL-Administration     683
    11.4.1     mysqladmin     683
    11.4.2     Benutzerverwaltung     684
    11.4.3     Import und Export von Daten, Backups     689
    11.4.4     Konfigurationsdateien     692
    11.4.5     Logdateien     693
    11.4.6     Replikation     695
11.5     Grundlagen der Datenbankprogrammierung     697
11.6     Zusammenfassung     700

12 Server für Webanwendungen 703

12.1     HTTP im Überblick     703
    12.1.1     Ablauf der HTTP-Kommunikation     704
    12.1.2     HTTP-Statuscodes     707
    12.1.3     HTTP-Header     710
12.2     Der Webserver Apache     714
    12.2.1     Apache im Überblick     714
    12.2.2     Apache-Module     716
    12.2.3     Apache installieren     717
    12.2.4     Apache-Konfiguration     721
12.3     PHP installieren und einrichten     734
    12.3.1     Installation     734
    12.3.2     Die PHP-Konfigurationsdatei php.ini     738
    12.3.3     phpMyAdmin einrichten     741
12.4     Zusammenfassung     745

13 Weitere Internet-Serverdienste 747

13.1     Namens- und Verzeichnisdienste     747
    13.1.1     Der DNS-Server BIND     747
    13.1.2     Der Verzeichnisdienst OpenLDAP     753
13.2     Sonstige Server     763
    13.2.1     vsftpd, ein FTP-Server     763
    13.2.2     inetd und xinetd     764
13.3     Zusammenfassung     768

14 XML 769

14.1     Der Aufbau von XML-Dokumenten     771
    14.1.1     Die grundlegenden Bestandteile von XML-Dokumenten     771
    14.1.2     Wohlgeformtheit     779
14.2     DTDs und XML Schema     781
    14.2.1     Document Type Definitions (DTDs)     781
    14.2.2     Namensräume     792
    14.2.3     XML Schema     793
14.3     XSLT     796
14.4     Grundlagen der XML-Programmierung     799
    14.4.1     SAX     800
    14.4.2     DOM     807
14.5     Zusammenfassung     809

15 Weitere Datei- und Datenformate 811

15.1     Textdateien und Zeichensätze     811
    15.1.1     Das Problem des Zeilenumbruchs     812
    15.1.2     Zeichensätze     814
    15.1.3     Textbasierte Dateiformate     821
15.2     Binäre Dateiformate     824
    15.2.1     Bilddateiformate     827
    15.2.2     Multimedia-Dateiformate     831
    15.2.3     Archivdateien verwenden     833
15.3     Zusammenfassung     836

16 Webseitenerstellung mit (X)HTML und CSS 839

16.1     HTML und XHTML     840
    16.1.1     Die Grundstruktur von HTML-Dokumenten     841
    16.1.2     Textstrukturierung und Textformatierung     843
    16.1.3     Listen und Aufzählungen     849
    16.1.4     Hyperlinks     852
    16.1.5     Bilder in Webseiten einbetten     857
    16.1.6     Tabellen     860
    16.1.7     Formulare     869
    16.1.8     Einbetten von Multimedia-Dateien     875
    16.1.9     Meta-Tags und Suchmaschinen     877
16.2     Cascading Stylesheets (CSS)     880
    16.2.1     Platzieren von Stylesheets     881
    16.2.2     Stylesheet-Wertangaben     883
    16.2.3     Stylesheet-Eigenschaften     885
    16.2.4     Layer erzeugen und positionieren     888
16.3     Zusammenfassung     891

17 Webserveranwendungen 893

17.1     PHP     893
    17.1.1     Sprachgrundlagen     894
    17.1.2     Klassen und Objekte     904
    17.1.3     Webspezifische Funktionen     909
    17.1.4     Zugriff auf MySQL-Datenbanken     914
17.2     Ruby on Rails     920
    17.2.1     Grundlagen     921
    17.2.2     Ein Praxisbeispiel     922
17.3     Weitere Technologien im Überblick     933
    17.3.1     Content-Management, Weblogs & Co.     934
    17.3.2     Blogs und Wikis     935
17.4     Zusammenfassung     937

18 JavaScript und Ajax 939

18.1     JavaScript     939
18.2     JavaScript im HTML-Dokument     940
    18.2.1     Erstes Beispiel: Ausgabe ins Dokument     941
18.3     Formulare und Event-Handler     945
    18.3.1     Erstes Beispiel     945
    18.3.2     Zugriff auf Formulare und ihre Elemente     946
18.4     Datums- und Uhrzeit-Funktionen     954
    18.4.1     Datums- und Uhrzeit-Methoden     955
    18.4.2     Timeout – die JavaScript-»Stoppuhr«     956
18.5     Manipulation von Bildern     957
    18.5.1     Erstes Beispiel: Austauschen eines Bildes auf Knopfdruck     957
    18.5.2     Vorausladen von Bildern     959
    18.5.3     Eine gut funktionierende Rollover-Lösung     959
18.6     Browser- und Fenster-Optionen     964
    18.6.1     Browser-Eigenschaften     964
    18.6.2     Automatische Hyperlinks – History und Location     966
    18.6.3     Neue Browserfenster öffnen     966
18.7     DHTML und DOM     971
    18.7.1     W3C-DOM im Überblick     971
    18.7.2     Eine DOM-Baum-Anzeige     974
    18.7.3     DOM-Anwendung in der Praxis     977
    18.7.4     Dokumentinhalte verändern und austauschen     979
18.8     Ajax     981
    18.8.1     Die erste Ajax-Anwendung     982
    18.8.2     Datenaustauschformate: XML und JSON     988
    18.8.3     Größeres Beispiel: Eine interaktive Länderliste     989
18.9     Zusammenfassung     999

19 Computer- und Netzwerksicherheit 1001

19.1     PC-Gefahren     1002
    19.1.1     Viren und Würmer     1002
    19.1.2     Trojaner und Backdoors     1007
    19.1.3     Weitere Schädlinge     1009
19.2     Netzwerk- und Serversicherheit     1014
    19.2.1     Servergefahren     1014
    19.2.2     Wichtige Gegenmaßnahmen     1017
    19.2.3     Kryptografie     1023
19.3     Zusammenfassung     1025

A Glossar 1031

B Zweisprachige Wortliste 1047

B.1 Englisch-Deutsch 1047
B.2 Deutsch-Englisch 1049

C Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis 1053

C.1     Allgemeine Einführungen und Überblicke     1053
C.2     Mathematische und technische Grundlagen     1054
C.3     Hardware     1054
C.4     Netzwerktechnik     1055
C.5     Betriebssystemgrundlagen     1055
C.6     Windows     1056
C.7     Linux und UNIX     1056
C.8     Grundlagen der Programmierung     1057
C.9     Konzepte der Programmierung     1059
C.10     Software-Engineering     1059
C.11     Datenbanken     1061
C.12     Server für Webanwendungen     1061
C.13     Weitere Internet-Serverdienste     1062
C.14     XML     1062
C.15     Webseitenerstellung mit HTML und CSS     1062
C.16     Webserveranwendungen     1063
C.17     JavaScript und Ajax     1064
C.18     Computer- und Netzwerksicherheit     1064

Index 1065

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