Zusammenfassung für das Modul 31071 Grundzüge der Wirtschaftsinformatik

[Rafael]

Zusammenfassung Kurs 00008 (WInfo, WS 2007/2008) – KE1

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Wirtschaftsinformatik als Fach

Informations- und Kommunikationssysteme (IUK)

 Gegenstand der Wirtschaftsinformatik

 Sozio-technisches System

o Beziehungsgeflecht aus Menschen und Maschinen, das der Erfüllung von Aufgaben

der inner- und überbetrieblichen Informationsverarbeitung dient

 Maschinelle Aufgabenträger

o Hardware und Kommunikationstechnik

o Software-Systeme (Betriebssysteme, Anwendersysteme)

 Menschliche Aufgabenträger

o Anwender

o Anwendungssystem-Entwickler

o Hardware- und Netzwerktechniker

Aufgaben der IUK

 Versorgung menschlicher oder maschineller Aufgabenträger mit Informationen

 Koordination von menschlichen oder maschinellen Aufgabenträgern durch Kommunikation

Aufgaben der Wirtschaftsinformatik

 Beschreibungsaufgabe

o Modellierung der IUK sowie der unterstützten Aufgaben in der betrieblichen Realität

mit dem Ziel der Analyse (z.B. Dokumentation von betrieblichen Abläufen)

 Erklärungsaufgabe

o Identifikation von Ursache-Wirkungszusammenhängen, um auftretende Phänomene

zu erklären

 Gestaltungsaufgabe

o Veränderung der IUK, so dass ein Soll Zustand erreicht wird

Beziehung zu anderen Fächern

 Interdisziplinär zwischen BWL und Informatik

 Methodik der Informatik wird adaptiert

 Kein reines Anwendungsfach der Informatik, da IUK auch explizit und mittels

wirtschaftswissenschaftlicher Methoden unter unternehmensstrategischen Aspekten und

Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten analysiert werden

 Konsequente Ausrichtung auf den Produktionsfaktor Information

 Berührungspunkte auch zu Rechtswissenschaft (Datenschutz), Mathematik/Statistik

(Kryptologie), Operations Research (Optimierungsalgorithmen), Psychologie (Software-

Ergonomie)

Berufliche Einsatzgebiete und Aufgabenfelder

 An Schnittstellen zwischen kaufmännischen Funktionsbereichen und Informationstechnik

 Enabler-Funktion der Informationstechnologie

 Einsatzgebiete

o Forschung und Entwicklung

o Systementwicklung

o Vertrieb und Support

o Schulung

o Beratung

Grundlegende Begriffe

 Daten

o Informationen, die zum Zweck der Verarbeitung transformiert und gespeichert

werden

 Informationen

o Daten mit Kontext- und Zweckbezug

 Wissen

o System vernetzter Informationen

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 Lernen

o Zufügung weiterer Informationen zum Wissen und Verknüpfung mit vorhandenen

Informationen

 Kommunikation

o Vorgang der Übermittlung von Informationen

o Kommunikationsbeziehungen zwischen Rechnern, zwischen Benutzern und

zwischen Benutzer und Rechner

Rechnersysteme

Digitalrechner

 zeichenweise Darstellung von Informationen

 Zeichen als Ziffernfolgen codiert

 Verarbeitungsergebnisse sind Informationen in Form von Zeichenfolgen, die für Benutzer

Zweckorientierung besitzen

Ebenen der Informationsverarbeitung

 Syntaktische Ebene

o Darstellung von Informationen in der Weise, dass sie mit Digitalrechnern verarbeitet

werden können

o Codierung nach dem Dualsystem (nach Binärziffern 0 und 1)

o Bit

 Kleinste in binären Digitalrechnern darstellbare Informationseinheit

 Schaltzustand eines elektronischen Bausteins

o Tetrade

 Einheit mit 4 Bits (1001)

o Byte

 Einheit mit 8 Bits (10011001)

o Halbwort

 Einheit mit 2 Bytes

o Vollwort

 Einheit mit 4 Bytes

o Doppelwort

 Einheit mit 8 Bytes

o Block

 Einheit aus mehreren Wörtern, die im Rechner als Ganzes übertragen

werden

o Kapazität/Größe umfangreicher Datenbestände

 Kilo ( )

 Mega ( Kilo)

 Giga ( Mega)

 Tera ( Giga)

 Semantische Ebene

o Sinngehalt bzw. Bedeutung von zeichenorientiert dargestellten Informationen

o Endlicher geordneter Zeichenvorrat Alphabet (z.B. numerisches oder

alphanumerisches Alphabet)

o Zeichen (character)

 Kleinste Informationseinheit; Buchstabe, Ziffer, Sonderzeichen

o Datenelement, Datenfeld, Attribut, Segment (data field, item)

 Zeichenfolge mit Sinngehalt

o Datensatz (record)

 Mehrere logisch zusammengehörige Datenelemente

o Datei (file)

 Mehrere logisch zusammengehörige, häufig gleichartige Datensätze

o Codierung

 Eindeutige Abbildung der verwendeten Zeichen in syntaktische Zeichen

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 Standardcodes

Extended Binary Coded Decimals Interchange Code (EBCDIC)

o 8 Bit Länge, 256 Zeichen

American Standard Code for Information Interchange (ASCII)

o 7 Bit – rechnerintern auf 8 Bit umgesetzt, 128 Zeichen

Unicode (ISO 10646)

o 16 Bit, 65.536 Zeichen

o Standard für HTML und XML

Unicode Transformation Format (UTF-8)

o Variabel 1 bis 4 Byte, 65.536 Zeichen

 Codierung als Dualzahl

z.B.

 Gleitkommadarstellung

gebrochene Dezimalzahlen in Exponentialform ausgedrückt

 Festkommazahlen

feste Position des Dezimalpunktes in der Abfolge der durch Ziffern

belegbaren Speicherstellen

 Pragmatische Ebene

o Zweckorientierung einer gegebenen semantischen Information

Von-Neumann-Architektur

 unabhängige Struktur von der zu bearbeitenden Aufgabe

 EVA-Prinzip

o Eingabe

o Verarbeitung

o Ausgabe

 Komponenten

o Steuer- bzw. Leitwerk (CU)

 lädt Befehle und Daten aus dem Speicher, organisiert Verarbeitung und

leitet Ergebnisse weiter

o Rechenwerk (ALU)

 Durchführung von Rechenoperationen

o Speicherwerk (Zentralspeicher)

 Aufbewahrung von Informationen und Befehlen in durch Adressen

ansprechbaren einzelnen Speicherzellen

o Eingabewerk

 Eingabe von Informationen

o Ausgabewerk

 Darstellung der Verarbeitungsergebnisse

 Von-Neumann-Flaschenhals

o Engpass weil Daten und Programmbefehle im selben Speicher sind

Erweiterte Rechnerarchitekturen

 Single Instruction – Single Data (SISD)

o Von-Neumann-Rechner

 Multiple Instruction – Single Data (MISD)

 Single Instruction – Multiple Data (SIMD)

o Vektorrechner

 Multiple Instruction – Multiple Data (MIMD)

o massiv-parallele und verteilt-parallele Systeme

o eng gekoppelt

 Multiprozessorsystem teilt sich Adressraum des Speichers

 hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, hohe Kosten, Speicher kann zum

Engpass werden

o lose gekoppelt

 jeder Zentralprozessor besitzt eigenen lokalen Speicher

 gute Skalierbarkeit und niedrige Kosten, Kommunikationsverbindung kann

zum Engpass werden

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 Skalierbarkeit

o Möglichkeit der Anpassung der Rechnerarchitektur an geänderte Anforderungen

 Speed-up

o Maß für die Leistungssteigerung durch Hinzunahme weiterer Prozessoren

o Quotient aus der Ausführungszeit bei Verwendung nur eines Prozessors durch

Ausführungszeit bei Verwendung von n parallel arbeitenden Prozessoren

o im Idealfall Speed-up = n

Zentraleinheit

 Zentralprozessor

o besteht aus Leitwerk (Ablaufkoordination der Befehlsausführung) und Rechenwerk

(Durchführung der Rechenoperationen)

o Befehle

 Operationsteil (auszuführender Befehl)

 Operandenteil (Angabe Adresse im Zentralspeicher, der die zur

Befehlsausführung erforderlichen Daten enthält)

o Von-Neumann-Zyklus

 Befehle aus dem Hauptspeicher holen

 Befehl dekodieren (Art des Befehls ermitteln)

 Operand aus dem Hauptspeicher holen

 Befehl ausführen, Operand bearbeiten (durch Rechenwerk)

 Befehlszähler inkrementieren (hier wird jeweils um eine Konstante erhöht,

für den nächsten Befehl)

o Pipeline-Prinzip

 nachfolgender Befehl kann nachgeladen werden, sobald der erste Befehl

den ersten Bearbeitungsschritt durch hat usw.

o Takt

 Ablauf der Schritte des von-Neumann-Zyklus in Takten

 Taktfrequenz als Kehrwert der Taktzeit

o Verarbeitungsbreite

 Anzahl Bits, die pro Takt parallel innerhalb der Zentraleinheit übertragen

werden können

o Befehlsvorrat

 Mächtigkeit der von einem Prozessor ausführbaren Maschinenbefehle

 CISC (großer Vorrat, komplexe Befehle, brauchen viele Takte)

 RISC (kleiner Vorrat, einfache Befehle, brauchen wenige Takte)

o Leistungsmaße

 MIPS (ausgeführte Befehle pro Sekunde in Millionen)

 FLOPS (ausgeführte Gleitkommaoperationen pro Sekunde in Millionen)

 SPEC-Maßzahlen (Leistung in Prozent der Leistung einer

Referenzmaschine)

 Interne Speicher

o Kategorisierung nach Speicherkapazität, Zugriffszeit, Übertragungsrate, Kosten

o Arbeitsspeicher

 hält Befehle und Daten der in Ausführung befindlichen Programme

 direkte Adressierbarkeit (kann unbeschränkt beschrieben und ausgelesen

werden – RAM; ROM – nicht flüchtiger, nur lesbarer Speicher mit

Grundfunktionen und Konfigurationsdaten des Rechners)

 Adressbus (Breite der binären Codierbarkeit des Arbeitsspeichers)

o Erweiterungsspeicher

 Ausdehnung der Adressierbarkeitsgrenze in Großrechnern

o Pufferspeicher

 temporäre Speicherung von Daten an Schnittstellen mit unterschiedlicher

Arbeitsgeschwindigkeit (z.B. Cache)

o Registerspeicher

 sehr geringe Kapazität und extrem kurze Zugriffszeit (z.B. Befehlszähler)

o Mikroprogrammspeicher

 enthalten kleinste Programme zur Definition von Befehlen

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o virtueller Speicher

 Speicherbereiche auf schnellen externen Speichermedien

 Übertragungswege

o intern (Verbindung der Komponenten der Zentraleinheit; über CPU-Bus)

o extern (zwischen Zentraleinheit und Ein- bzw. Ausgabewerk; über Peripherie-Bus)

o Bus

 von allen angeschlossenen Komponenten gemeinsam genutztes

Verbindungssystem

 Adressbus

nur in einer Übertragungsrichtung, zur Adressierung von

Speicherzellen

 Datenbus

beide Übertragungsrichtungen zur Übertragung von Befehlen und

Daten

 Steuerbus

Transport von Steuer- und Rückmeldesignalen

o CPU-Bus

 intern (für Leit- und Rechenwerk sowie Register)

 extern (für Zentralprozessor und Cache, Arbeitsspeicher sowie Periperiebus)

o Schnittstellendefinitionen für externe Geräte: PCI, AGP, SCSI, EIDE, USB, IEEE

1394 (Firewire), RS 232, PS/2, Centronics (parallele Schnittstelle), PCMCIA, IrDa,

Bluetooth

Eingabe

 mittelbar (indirekt)

o Datenträger Ergebnis einer manuellen Zwischen- oder Vorerfassung von einem

nicht-maschinenlesbaren Urbeleg

o z.B. Diskette, Magnetbandgerät

 mittelbar (halbdirekt)

o Datenträger wird unmittelbar bei Informationsquelle erstellt

o z.B. CD-ROM, Scanner

 unmittelbar (direkt)

o Daten direkt mit Entstehung dem Rechner zugeführt

o z.B. Tastatur, Messgeräte, Sensoren, Spracheingabe

 maschinenlesbare Codierungen

o Handmarkierung (Striche, Kreuze, etc.)

o Strichcode

o Normschrift (stilisierte oder an die Druckschrift angelehnte Klarschrift)

o Universalschrift (stilisierte Handschrift)

Ausgabe

 zum Zweck der Weiterverarbeitung durch Maschinen oder Menschen sowie zur

Archivierung

 Unterscheidung in flüchtige und nicht-flüchtige Ausgabe

 Bildschirm

o Auflösung

o Farbtiefe

o Bildschirmgröße

o Bildwiederholfrequenz

o Bildschirmmaske (technische Eigenschaften)

o Technik CRT oder LCD

 Drucker

o Auflösung

o Druckgeschwindigkeit

o Geräuschbelastung

o Laserdrucker, Tintenstrahldrucker (Bubblejet- bzw. Thermo-Inkjet-Verfahren),

Nadel- oder Matrixdrucker (Kategorie Impact-Drucker, mehrere Durchschläge in

einem Druckvorgang), Plotter

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Externe Speichermedien

 größere Datenmengen und Programme dauerhaft verfügbar halten

 Art der Informationsaufzeichnung

o sequentiell/seriell (in bestimmter Reihenfolge)

o Direktzugriffsspeicher (wahlfrei)

 Technologie

o magnetisch (Festplatte, Magnetband, Diskette)

o optisch (CD, DVD)

o magneto-optisch (MO-Diskette)

o Halbleiterspeicher (elektronische Bauelemente)

o Beleggebundene Speicher (aus bedruck- bzw. beschreibbaren Materialien)

Rechnerklassen

 nach Leistungsfähigkeit Hardware (Superrechner, Großrechner, Minirechner, Workstation,

PC, PDA)

 nach Einsatz im Netzwerk (Server, Client)

Software-Kategorien

 Systemsoftware

o Grundfunktionen für die Betriebsbereitschaft (Betriebssystem, systemnahe

Software)

 Anwendungssoftware

 Basissystem

o Hardware und Systemsoftware

 Rechnersystem

o Basissystem und Anwendungssoftware

Betriebsarten

 unterschiedliche Formen der Ausführung von Benutzeraufträgen

 verarbeitungsbezogen

o Art der rechnerinternen Verarbeitung (Ein- bzw. Mehrprogrammbetrieb)

 nutzungsbezogen

o reflektieren Art des Systemgebrauchs (Teilhaber- bzw. Teilnehmer-Betrieb)

 Einprogrammbetrieb

o Programm wird erst dann in den Arbeitsspeicher geladen wenn es gebraucht wird

 Mehrprogrammbetrieb

o mehrere Programme sind gleichzeitig im Arbeitsspeicher, allerdings müssen sie

dafür in Tasks zerlegt werden

 Task

o in Ausführung befindliche Programmeinheit

 Prozess

o Task mit eigenem Bereich im Arbeitsspeicher

o kann aus mehreren Threads bestehen

 Thread

o Tasks, die sich Bereich im Arbeitsspeicher teilen

 Multitasking

o parallele Ausführung mehrerer Tasks

 Multithreading

o parallele Ausführung mehrerer Threads

 Einprozessorbetrieb

o nur quasi-parallele Bearbeitung im Mehrprogrammbetrieb möglich

 Multiprozessorbetrieb

o echte Parallelausführung möglich

 Online- bzw. Offline-Betrieb

o alle beteiligten Peripheriegeräte stehen unmittelbar während der Verarbeitung mit

Zentraleinheit in Verbindung (Online-Betrieb)

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 lokale bzw. entfernte Verarbeitung

o alle an Verarbeitung beteiligten Betriebsmittel am selben Ort vorhanden (lokale

Verarbeitung)

o besonderer Fall verteilte Verarbeitung (Zentralprozessoren mehrerer räumlich

verteilter Rechner beteiligt)

 Job/Auftrag

o Bearbeitungsablauf, der einem Rechner zur Abarbeitung als Ganzes überlassen ist

 Stapelverarbeitung

o Auftrag wird vor der Ausführung, vollständig definiert und mit allen nötigen Daten an

den Rechner übertragen

 Interaktive Verarbeitung

o Verarbeitung von Teilaufträgen, bevor der Auftrag vollständig festgelegt ist

o Gesamtauftrag wird während der Bearbeitung durch laufende Eingriffe definiert

o Sonderfall: Echtzeitverarbeitung

 Ein- bzw. Mehrbenutzer-Betrieb

o mehrere Benutzer nutzen parallel einen Rechner oder sind über Netzwerk mit

Verarbeitungsrechner verbunden (Mehrbenutzer-Betrieb)

o Zeitscheibenverfahren

 aktiven Benutzern steht der Zentralprozessor für ein fixes Zeitintervall zur

Verfügung

 Teilhaberbetrieb

o alle Benutzer arbeiten mit demselben Programm im Dialogbetrieb

 Teilnehmerbetrieb

o gleichzeitig und unabhängig voneinander verschiedene Programme nutzbar

Betriebssysteme

 Aufgaben

o Schnittstellen zwischen Hardware und Software bereitstellen

o Hardware-Ressourcen und Programme verwalten und steuern

o Benutzung des Rechners durch Menschen ermöglichen

 Betriebssystem-Kern

o Verwaltungsaufgaben (Datenverwaltung, Arbeitsspeicherverwaltung)

o Steuerungsaufgaben (Geräteansteuerung, Programmablaufsteuerung)

 Dienstprogramme

o Hilfsprogramme zur Abwicklung häufig vorkommender anwendungsneutraler

Aufgaben (Datenträgerformatierung)

 Benutzerinteraktion

o Bereitstellung einer Benutzerschnittstelle zur Nutzung der Betriebssystemfunktionen

und Dienstprogramme (als Kommandozeile oder grafische Benutzeroberfläche)

Systemnahe Software

 über Basisfunktionen des Betriebssystems hinausgehend

 Unterstützung komplexer Aufgaben zur Entwicklung und Einsatz von Anwendungssoftware

 Software-Entwicklungswerkzeuge (Case Tools)

o unterstützen Erstellung von Programmen

 Übersetzungsprogramme

o übersetzen Programmiersprache in Maschinencode

 Datenbank-Verwaltungssysteme

o Programme zur Verwaltung von Datenbanken und den abgelegten Daten

o Schnittstelle für Anwendungsprogramme zur Datenbank

 Accountingroutinen

o Messung und Anzeige der Hardware-Beanspruchung durch

Anwendungsprogramme

 GUI-Bibliotheken

o Software-Bausteine zum Aufbau grafischer Benutzeroberflächen

 Middleware

o systemnahe Software zur Unterstützung der verteilen Verarbeitung in

Rechnernetzen

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o erlaubt Zugriff auf verteilte Hard- und Software ohne genaue Kenntnis über

Standort, eingesetzte Hardware und lokales Betriebssystem

o ermöglicht Transparenz

 Heterogenität in Netzwerken vor Benutzern verbergen

o als Software-Schicht zwischen Betriebssystem und Anwendungsprogrammen

konzipiert

 Software zur Netzwerkanbindung

o grundlegende Funktionen zur Kommunikation mit anderen Netzwerkrechnern

bereitstellen

Rechnersysteme

Rechnernetz

 System aus mehreren eigenständigen Rechnern, räumlich verteilt und durch

Übertragungswege verbunden

Knoten

 einzelner Rechner im Rechnernetz

Zweck eines Rechnernetzes (Verbundarten)

 Datenverbund

 Geräteverbund

 Funktionsverbund

 Lastverbund

 Verfügbarkeitsverbund

 Kommunikationsverbund

Kommunikationsprotokolle

 einheitliche Kommunikationsregeln im Netz

 proprietär (herstellerspezifisch) mit geringer Kompatibilität

 offene Rechnernetze mit hersteller- und hardwareunabhängigen Protokollen

Datenübertragungssysteme

 Datenstation

o in einem Datenübertragungssystem verbundene Geräte

o besteht aus Datenendgerät und Datenübertragungsgerät

 Komponenten

o Geräte

 physikalisch-technische Ebene der Rechnerkommunikation

 Datenendgerät

Datensender oder Datenempfänger

jedes Gerät, dass als Datenquelle oder Datensenke fungieren kann

 Datenübertragungsgerät

stellt Verbindung zwischen Datenendgerät und Übertragungsmedium

her

Komponenten

o Signalumsetzer

o Anschalteinheit (Versetzt Datenstation in Sende- bzw.

Empfangszustand)

o Fehlerschutzeinheit

o Synchronisiereinheit

o Übertragungsmedien

 physikalisch-technische Ebene der Rechnerkommunikation

 Übertragungsleistung und Reichweite als Kriterien

 Arten

elektrisch, kabelgebunden

o verdrillte Kupferkabel (preiswert, einfache Verlegung,

störungsempfindlich, nicht abhörsicher)

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o Koaxialkabel (etwas störungsunempfindlicher, größere

Bandbreiten)

o Stromleitungen (sehr störanfällig)

elektro-magnetisch, kabelungebunden

o terrestrischer Funk (hohe Übertragungsraten)

o Satellitenfunk (sehr hohe Übertragungsraten über große

Entfernungen)

optisch, kabelgebunden

o Glasfaserkabel (hohe Bandbreiten und Übertragungsraten,

sehr geringe Signaldämpfung, teuer, abhörsicher)

optisch, kabelungebunden

o Infrarot (geringe Reichweite und Übertragungsrate)

o Laser (niedrige Reichweite)

o Übertragungsverfahren

 physikalisch-technische Ebene der Rechnerkommunikation

 Merkmale

Signalart

o analog (Modem zur Zwischenumwandlung notwendig)

o digital

Anzahl gleichzeitig übertragener Bits

o bitseriell (Bits nacheinander)

o bitparallel (mehrere Bits gleichzeitig, höhere

Übertragungsrate)

Gleichlauf der verbundenen Datenstationen

o asynchron (Steuerbit vor und nach jedem Zeichen)

o synchron (längere Bitfolgen innerhalb von Steuerzeichen)

Richtung der Übertragung

o simplex (nur in eine Richtung)

o halbduplex (Datenstationen können zwischen Sende- und

Empfangsbetrieb umschalten)

o duplex (gleichzeitige und unabhängige Übertragung in beide

Richtungen ohne Umschalten)

Vermittlung

o Leitungsvermittlung (bis zum Abschluss Übertragung direkte

physikalische Verbindung zwischen Datenstationen

notwendig; Wählverbindung)

o Paketvermittlung (keine direkte physikalische Verbindung

notwendig)

o Kommunikationsschnittstellen

 physikalisch-technische Ebene der Rechnerkommunikation

 definierte Schnittstelle für Anschluss eines Datenübertragungsgeräts an ein

Übertragungsmedium

 Merkmale

mechanische Eigenschaften

elektrische Eigenschaften

funktionale Eigenschaften

o Kommunikationsprotokolle

 logische Ebene der Rechnerkommunikation

 Phasen

Verbindungsaufbau

Aufforderung zur Übertragung

Übertragung

Beendigung der Übertragung

Verbindungsauflösung

 Festlegung

Aufbau der auszutauschenden Nachrichten

Abfolge der auszutauschenden Nachrichten

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 offene Kommunikation mit hardware- und betriebssystemunabhängigen

Protokollen

 ISO/OSI-Referenzmodell

7. Anwendung (application layer)

Bereitstellung von kommunikationsbezogenen Anwendungsdiensten

für Benutzer bzw. Anwendungsprogramme

6. Darstellung (presentation layer)

Transformation zwischen dem Übertragungsformat der Daten und

dem anwendungsseitig benötigten Format

5. Sitzung (session layer)

Aufbau, Abbau und Überwachung der logischen

Kommunikationsverbindung bis zur vollständigen Abwicklung des

Kommunikationsvorgangs

4. Transport (transport layer)

Überwachung der Vollständigkeit und Herstellung der richtigen

Reihenfolge der übertragenen Informationseinheiten

3. Vermittlung (network layer)

Wahl des physischen Übertragungsweges über Zwischenstationen

2. Sicherung (data link layer)

Aufteilung der übertragenen Informationen in durch Prüfziffern

gesicherte Blöcke; Erkennung und Behebung von

Übertragungsfehlern

1. Bitübertragung (physical layer)

medienspezifische Darstellung der zu übertragenden Bits durch

digitale Signale; Übertragung einzelner Bits über ein konkretes

Medium

o jede Schicht erbringt ihr zugewiesene Dienstleistungen über

definierte Schnittstelle für nächsthöhere Schicht und nimmt von

unterer Schicht ebenso Dienstleistungen entgegen

o jede Schicht sorgt für Einhaltung eines schichtenspezifischen

Protokolls

o keine konkreten Protokolle für einzelne Schichten definiert, sondern

Vorschlag für schichtenweise Anordnung abstrakter

Kommunikationsdienste

o schichtenspezifische Protokolle auf Sender- und Empfangsseite

müssen übereinstimmen (virtuelle Kommunikationsbeziehungen

zwischen gleichrangigen Schichten auf Sender- und Empfängerseite,

da Übertragung unterhalb von Schicht 1 stattfindet)

Aufbau von Rechnernetzen

 Klassifikation

o physikalisch (Beschaffenheit des Mediums)

 kabelgebunden

 drahtlos

o organisatorisch (Netz-Betreiberkonzept)

 öffentlich

 privat

o räumlich (Ausdehnung)

 lokal (LAN)

 Weitverkehrsnetze (WAN)

o strukturell (Netztopologie; auch virtuell nachbildbar)

 Ring-Netze (häufig bei LAN; hohe Zustelldauer)

 Bus-Netze (häufig bei LAN; geringe Reichweite)

 Baum-Netze (häufig bei WAN; Problem bei Ausfall eines vermittelnden

Knotens)

 Stern-Netze (häufig bei WAN; hohe Belastung der Zentrale)

 vermaschte Netze (häufig bei WAN; leistungsfähig und hohe

Ausfallsicherheit)

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 Netzzugangsverfahren

o Regelungen, nach denen einzelnen Datenstationen Sendeberechtigungen zugeteilt

werden

o CSMA/CD

 konkurrierendes Zugangsverfahren (vor allem Bus- und Baumnetze)

o Token-Verfahren

 Sendeberechtigung am Empfang eines herumgereichten Tokens erkennbar

(vor allem Ringnetze)

 Übertragungsstandards

o TCP/IP

 Internet-Protokollfamilie

 entspricht Schichten 3 bis 7 des ISO/OSI-Referenzmodells

o Standards für öffentliche kabelgebundene Netze

 V-Serie (analoge Telefonnetze)

 X-Serie (leitungs- oder paketvermittelte Übertragung)

 ISDN

 DSL

o Standards für lokale kabelgebundene Netze

 Tokenring

 Ethernet (CSMA/CD auf logischer Bus-Architektur)

 FDDI (Token-Verfahren in Glasfasernetzen)

o Standards für drahtlose Netze

 Bluetooth

 WLAN

 GSM

 UMTS

 Kopplung von Netzen

o über spezielle Hardware-Komponenten (Gateways)

o Repeater

 reine Signalverstärker (Verbindung Netzwerke mit auf allen Ebenen des

ISO/OSI-Referenzmodells identischen Protokollen)

o Bridge

 Netzwerkbrücke (bis auf Schicht 1 müssen die Protokolle der restlichen

Ebenen des ISO/OSI-Referenzmodells identisch sein; unterschiedliche

Übertragungsmedien)

o Router

 Verbindung zwischen Netzen mit verschiedenen Protokollen der Schichten 1

und 2

o Anwendungs-Gateway

 unterschiedliche Protokolle auch auf hohen Ebenen des Schichtenmodells

möglich

o Funktionsweise Kopplungseinheit

 Kopplungseinheit im Netzwerk A entfernt Steuerinformation der in System A

geltenden Protokolle von Schicht 1 bis zur ersten Schicht mit gemeinsamen

Protokoll

 in dieser Schicht mit gemeinsamen Protokoll wird Nachricht mit

Steuerinformationen versehen, die in System B von Schicht 1 bis zur ersten

Schicht mit gemeinsamen Protokoll gelten und in Zielnetzwerk B eingespeist

Netzwerkbetrieb

 Client-Server-Architektur

o Server

 Prozess, der auf Erledigung bestimmter Aufgaben spezialisiert ist

 stellt Erfüllung dieser Aufgaben als Dienst für anderer Prozesse bereit

o Client

 Prozess, der vom Server angebotene Dienst in Anspruch nimmt

o rechnerinterne Client-Server-Beziehungen möglich

o Prinzip der Transparenz (Verbergen der Heterogenität) wahren

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o Skalierbarkeit

o hohe Hard- und Softwarekompatibilität

o Struktur Anwendungsprogramm

 Präsentation (Benutzerschnittstelle)

 Applikation (Anwendungsfunktionalität)

 Datenhaltung

o Architektur-Varianten

 dezentrale Präsentation (Applikation und Datenhaltung auf Server)

 dezentrale Verarbeitung (Präsentation und Applikation auf Client)

 dreistufiges Client-Server-System (Präsentation auf Client und Applikation

sowie Datenhaltung auf je einem Server)

 Peer-to-Peer-Netzwerke

o beteiligte Rechner oder Prozesse gleichrangig

o temporäre Client-Server-Beziehungen

o dezentrales Netz ohne dedizierte Server (für besondere Aufgaben spezialisierter

Knoten)

o keine zentrale Verwaltung möglich

 Netzwerk-Betriebssysteme

o spezielle Funktionen für den Betrieb eines Netzwerk neben

Betriebssystemfunktionen vorhanden

 Verwaltungsaufgaben

Ressourcen

Benutzer

Nutzerrechte für Ressourcen

 Steuerungsaufgaben

Ressourcenzugriff unter Beachtung Nutzerrechte

Zuteilung Ressourcen an entfernte Anwendungsprozesse

o Dienstprogramme zur Netzwerkadministration

 Konfiguration der Protokolle

 Überwachung der Netzlast

 Protokollierung von Zugriffen und Fehlern

 Diagnose und Fehlerbehebung

o Mechanismen zum Schutz vor Datenverlust und Wahrung der Datensicherheit

o zumindest Mehrbenutzerbetrieb und Mehrprogrammbetrieb in Teilhabervariante

muss möglich sein

o Server-Betriebssystem für Server in Client-Server-Netzwerken

o rudimentäre Server-Funktionen für alle Rechner in Peer-to-Peer-Netzwerken

 Middleware

o mangelnde Interoperabilität

 unterschiedliche Hardware- und Betriebssystemplattformen

 ergänzende Softwarekomponenten in unterschiedlichen

Programmiersprachen

 Fehlen standardisierter Schnittstellen auf Anwendungsebene

 fehlende Kenntnis der Clients über Art und Ort für sie geeigneter Server-

Dienste

o Middleware soll Interoperabilität gewährleisten

 einheitliche Schnittstelle für Anwendungsprogramme

 Aufruf von Diensten durch Anwendungsprogramme, die in anderen

Programmiersprachen implementiert wurden durch

Sprachanbindungsmiddleware

 Zugriff auf heterogene Datenbanken

 Verzeichnis- und Vermittlungsdienste für Clients zum Zugriff auf entfernte

Clients

o Doppelrolle als Client (gegenüber Zielservern) und Server (gegenüber Clients)

o erleichtert Entwicklung verteilter Anwendungssysteme

o Beispiele für Middleware: ODBC, RPC (RMI – Variante für Java), CORBA

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Internet

Merkmale

 Robustheit gegenüber Ausfall von Knoten und physikalischen Verbindungen

 Unabhängigkeit von Rechnerplattformen

 Fähigkeit, unterschiedliche Netze zu verbinden

 Unabhängigkeit von der Übertragungstechnik

TCP/IP

 Protokollfamilie im Internet

 umfasst vier Schichten

o Verbindungsschicht

 keine eigenen Protokolle

 Schnittstellen und Hilfsprotokolle für Verbindung zur Protokollen höherer

Schichten (z.B. ARP – Umsetzung Internet-Adresse in lokale

Netzwerkadresse)

 dadurch können Internet-Protokolle mit beliebigen Protokollen der unteren

Schichten zusammenarbeiten

o Internetschicht

 Protokoll zur weltweit eindeutigen Adressierung von Datenstationen im

Internet

 daraus resultieren IP-Adressen als Grundlage für Wegewahl

o Transportschicht

 Protokoll TCP – stellt virtuelle, zuverlässige Verbindung im Duplexbetrieb

zur Verfügung, Paketvermittlung als Prinzip

 Protokolle verwenden Dienstnummern (Ports) um Server- oder

Clientprozesse eindeutig zu identifizieren

o Anwendungsschicht

 Protokolle definieren Austausch von Nutzdaten und Steuerinformationen

zwischen Internet-Anwendungsdiensten

 z.B. SMTP, FTP, HTTP

Adressierung

 IPv4

o IP-Adresse hat Länge von 32 Bit

 DNS

o Domain name service wandelt Domainnamen in numerische IP-Adressen um

 IPv6

o IP-Adresse mit einer Länge von 128 Bit, da Adressraum nach IPv4 demnächst

ausgeschöpft ist

o IPv4 wird Teil von IPv6

Wegewahl

 Aufgabe, Weg für Datenpakete zwischen Sender und Empfänger zu finden

 direktes Routing

o beide Rechner im selben Teilnetz, so dass Sender direkt an Empfänger übermitteln

kann

 indirektes Routing

o Sender übergibt Datenpakete an Router, wenn Empfänger in anderem Teilnetz ist

o Router übermittelt an Empfänger, wenn sich dieser in einem vom Router bedienten

Teilnetz befindet (über direktes Routing)

o Router übermittelt Datenpakete an anderen Router anhand einer Routingtabelle

(über indirektes Routing)

Aufbau und Zugang

 dezentrale Organisation

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 Netzbetreiber

o unterhalten Netzwerk-Infrastruktur in Form physikalischer Übertragungsmedien und

verkaufen Übertragungskapazität

 Diensteanbieter

o kaufen Übertragungskapazität

o bieten spezielle Datenübertragungsdienste auf logischer Ebene an

 ISP

o bieten Nutzern über Wähl- oder Standleitungen Zugriff aus das Internet sowie

verschiedene Server-Dienste

 NSP

o Nutzung durch ISPs

o internationale und interkontinentale TCP/IP-Verbindungen (Internet-Backbones)

o Routing-Dienste, DNS

 Zugang

o über lokales Netzwerk

o über Wählleitung

World Wide Web

 http-Protokoll der TCP/IP-Familie

 Betrieb und Nutzung über

o WWW-Serverprogramm

o Hypertext-Editor

o WWW-Client

 WWW-Server

o speichert und verwaltet WWW-Seiten

 Übermittlung WWW-Seiten

o WWW-Seiten auf Server des Clients: direkte Übertragung möglich

o WWW-Seiten auf fremdem Server: Übertragung von fremdem WWW-Server zu

eigenem Server und dann auf Client

 URL

o besteht aus Kurzbezeichnung des Übertragungsprotokolls (http://)

o Domain-Name des WWW-Servers

o Spezifikation des Dateipfades zur gewünschten WWW-Seite

 Sprachumfang HTML

o Erstellen von logisch strukturierten WWW-Seiten

o Definieren von Hyperlinks

 auf Textmarken

 auf WWW-Seiten

 auf anderen Dienst (FTP, E-Mail)

 auf Plug-in oder Programm

o Einbetten von Multimedia-Elementen

 Informationserschließung

o Benutzersicht

 Lesezeichen-Funktion im WWW-Client

 Meta-Indizes

 E-Journals

 Suchmaschinen

o Anbietersicht

 Protokollfunktionen / Protokollanalayse

o Anbieter- und Benutzersicht

 interaktive Formulare

[Rafael]

http://www.cobocards.com/pool/de/cardset/1822706/online-karteikarten-winf-modul-31071-ke1/

Hier kann man es lernen.

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