Taschenbuch der Informatik: mit 99 Tabellen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München [u.a.]
Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl.
2012
|
| Edition: | 7., neu bearb. Aufl. |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturverz. S. [669] - 696 |
| Physical Description: | 736 S. Ill., graph. Darst. 20 cm |
| ISBN: | 9783446426382 3446426388 |
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Inhaltsverzeichnis
1 Informatik. 23
1.1 Gegenstand. 23
1.2 Teilgebiete der Informatik . 24
1.2.1 Technische Informatik . 24
1.2.2 Praktische Informatik. 25
1.2.3 Theoretische Informatik . 26
1.2.4 Angewandte Informatik . 27
1.2.4.1 Allgemeine Anwendungen . 27
1.2.4.2 Spezielle Anwendungen . 28
1.3 Historische Entwicklung . 28
1.3.1 Erste Rechenhilfen. 28
1.3.2 Mechanische Rechenmaschinen. 29
1.3.3 Programmgesteuerte Automaten . 29
1.3.4 Computer. 30
1.3.5 Computergenerationen . 31
1.4 Informatik und Gesellschaft. 32
1.4.1 Die Informationsgesellschaft. 32
1.4.2 Ausbildung. 33
1.4.3 Fachverbände . 34
1.4.4 Normungsgremien. 35
2 Informationsdarstellung. 38
2.1 Information. 38
2.2 Daten, Zeichen, Maschinenwort. 38
2.2.1 Konzept. 38
2.2.2 Darstellung und Quantisierung. 39
2.2.3 Codierung . 41
2.3 Zahlendarstellung. 44
2.3.1 Stellenwertsysteme . 44
2.3.2 Konvertierungsverfahren. 47
2.3.3 Zifferndarstellung im dichten Binärcode . 48
2.3.4 Festkommazahlen . 48
2.3.5 Gleitkommazahlen. 50
2.4 Darstellung von Zeichensätzen. 53
2.5 Befehlsdarstellung . 55
2.5.1 Struktur von Maschinenbefehlen, Befehlssatz . 55
2.5.2 Befehlsformate . 57
2.5.3 Adressierungsarten . 58
2.6 Datenaustausch. 59
2.6.1 Byteordnung. 59
2.6.2 Datenkompression. 60
2.6.3 Datenaustauschformate. 66
3 Computer. 73
3.1 Grundbegriffe. 73
3.1.1 Beschreibungsniveaus . 73
3.1.2 Komponenten/Baugruppen . 74
8 Inhaltsverzeichnis
3.2 Logische Schaltungen. 75
3.2.1 Verknüpfungsglieder . 75
3.2.2 Schaltnetze. 78
3.2.3 Speicherglieder. 84
3.2.4 Schaltwerke . 88
3.3 VON-NEVMANN-Rechnerkonzept. 90
3.4 Hauptkomponenten von Computern. 91
3.4.1 Arithmetisch-logische Einheit (ALU) . 91
3.4.2 Hauptspeicherund Cache . 93
3.4.3 Steuerwerk. 98
3.4.4 EinVAusgabe . 98
3.4.5 Grafik-Subsystem .100
3.4.6 PC-Bushierarchie .102
3.4.7 Industrielle Bussysteme .106
3.5 Alternative Rechnerkonzepte .107
3.5.1 Nutzung von Parallelität .107
3.5.2 Datenflussarchitekturen .109
3.5.3 SIMD-Architekturen .109
3.5.4 MIMD-Architekturen.110
3.5.5 Multicore-Architekturen.111
3.5.6 Spezi alarchitekturen.112
3.5.7 Echtzeitsysteme.113
3.6 Rechnersysteme.113
3.6.
1
Supercomputer .1 14
3.6.2 Mainframes .114
3.6.3 Workstations.115
3.6.4 PC/NC.115
3.6.5 Mikrocontroller.116
3.6.6 Mobile Computer (Mobile Computing).116
3.6.7
Pervasive/Ubiquitous
Computing.117
3.6.8 Verlustleistungsbetrachtung.117
4 Externe Speicher.119
4.1 Grundlagen, Speicherhierarchie und externe Speicher.119
4.2 Systematisierung nach dem physikalischen Prinzip.121
4.2.1 Mechanische und bedruckte Speichermedien.121
4.2.2 Magnetische Speichermedien .122
4.2.2.1 Grundprinzip.122
4.2.2.2 Disketten .123
4.2.2.3 Festplatten .123
4.2.2.4 RAID-Systeme .125
4.2.2.5 Magnetische Wechselmedien.126
4.2.2.6 Magnetbänder.127
4.2.3 Optische Speichermedien .128
4.2.3.1 CD-Varianten .129
4.2.3.2 Magneto-optische Speicher .1 35
4.2.3.3
WORM
.136
4.2.4 Mikroelektronische (Massen-
)Speichermedien
.136
4.2.4.1 Chipkarten mit Mikroprozessoren.136
Inhaltsverzeichnis
4.2.4.2 Flash-Speicherkarten und
Memory-Sticks
.136
4.2.4.3 Solid State Drive (SSD) .137
4.2.4.4 RFID (Radio
Frequency
Identification) .138
4.3 Systematisierung nach der Zugriffs- und Anwendungshierarchie .140
4.4 Speichernetze.141
4.4.1 Network
Attached Storage
(NAS)
.141
4.4.2
Storage Area Network (SAN)
.142
5
Periphere
Geräte.143
5.1 Zeichen- und Bildeingabe.143
5.l.J Tastaturen und Grafiktabletts.143
5.1.2 Scanner und optische Markierungs-und Schriftenleser .144
5.1.3 Digitale Fotoapparate und Videokameras.147
5.2 Zeigegeräte.149
5.2.1 Maus, Trackball, Touchpad, Joysticks.149
5.2.2 Spezielle multimediale Eingabegeräte.149
5.2.3
Touch-Screens
und Lichtgriffel .150
5.3 Optische Ausgaben.151
5.3.1 Monitore .151
5.3.1.1
CRT-Monitor
.152
5.3.1.2 Flachdisplay .152
5.3.2 Großdisplays und Projektoren .154
5.3.3 SD-Bildschirme.154
5.3.4 Elektronisches Papier.155
5.4 Druckausgaben .156
5.4.1 Allgemeines .156
5.4.2 Nadeldrucker .157
5.4.3 Laserdrucker.157
5.4.4 Tintenstrahldrucker .159
5.4.5 Thermodrucker .160
5.5 Multifunktionsgeräte.162
5.6 Akustische Ein- und Ausgaben .162
5.6.1 Spracherkennung.162
5.6.2 Erfassung von Audio-Signalen.163
5.6.3 Ausgabe von Audio-Signalen .163
5.7 Virtual
Reality, Wearable
Computing und
Augmented
Computing.164
5.7.1 Begriffe .164
5.7.2 Peripherie im Umfeld von VR/AR .166
5.8 Mobile Peripherie.169
6 Algorithmen und Datenstrukturen.171
6.1 Algorithmusbegriff.171
6.1.1 Darstellungsformen für Algorithmen .172
6.1.1.1 Programmablaufplan .172
6.1.1.2 Struktogramm.172
6.1.1.3
Pseudocode
.172
6.1.2 Grundelemente der Algorithmenbeschreibung durch
Pseudocode
173
6.1.2.1 Variable, Ausdrücke und Zuweisungen .173
6.1.2.2 Kontrollstrukturen .174
6.1.2.3 Prozeduren und Funktionen.176
10 Inhaltsverzeichnis
6.1.2.4 Komplexe Datentypen .176
6.1.2.5 Rekursion.178
6.1.3 Eigenschaften von Algorithmen.178
6.1.3.1 Korrektheit.178
6.1.3.2 Komplexität .179
6.2 Grundlegende Datenstrukturen.179
6.2.1 Sequenzielle Datenstrukturen .180
6.2.1.1 Abstrakte Operationen .180
6.2.1.2 Realisierung sequenzieller Daten
strukturen
durch
Felder .180
6.2.1.3 Verkettete Liste .181
6.2.1.4 Stapelspeicher.182
6.2.1.5 Warteschlange.183
6.2.2 Nichtsequenzielle Datenstrukturen.183
6.2.2.1 Allgemeine Graphen .183
6.2.2.2 Graphalgorithmen .184
6.2.2.3 Bäume .186
6.3 Suchalgorithmen und assoziativer Speicher .187
6.3.
t
Abstrakte Operationen .187
6.3.2 Direkte Implementierung durch sequenzielle Datenstrukturen . 187
6.3.3 Streutabellen
(Hashing)
.188
6.3.4 Binäre Suchbäume.189
6.4 Sortieren auf Feldern.190
6.4.1 Naive Sortierverfahren .191
6.4.2 Effiziente Sortierverfahren .191
6.5 Evolutionäre und genetische Algorithmen.193
7 Programmiersprachen.195
7.1 Grundlagen.195
7.1.1 Syntax und Semantik .195
7.1.2 Verarbeitung von Programmiersprachen .196
7.1.3 Klassifizierung von Programmiersprachen.197
7.2 Prozedurale Programmierung.198
7.2.1 Elementare Datentypen.199
7.2.2 Kontrollstrukturen .199
7.2.3 Komplexe Datentypen .200
7.3 Objektorientierte Programmierung.202
7.3.1 Klassen .203
7.3.2 Vererbung.204
7.3.3 Schnittstellen .205
7.3.4 Klassenbibliotheken.206
7.3.5 Hybride objektorientierte Sprachen .207
7.4 Nichtprozedurale Programmierung.208
7.4.1 Visuelle Programmierung .208
7.4.2 Funktionale Programmierung .208
7.4.3 Logikprogrammierung .210
7.5 Parallele und Echtzeitprogrammierung .211
7.5.1 SIMD-Programmierung .211
Inhaltsverzeichnis 1 1
7.5.2 MIMD-Programmierung.212
7.5.3 Echtzeitprogrammierung.213
7.6 Anwendungssprachen und Skriptsprachen .214
7.6.1 Datenbankprogrammierung.215
7.6.2 Betriebswirtschaftliche Programmierung.215
7.6.3 Skriptsprachen .217
7.6.4 Programmierung von Steuerungssystemen.219
8 Software Engineering.220
8.1 Überblick und Einordnung.220
8.2 Vorgehensmodelle.222
8.2.1 Software-Entwicklungsphasen.222
8.2.2 Definition Vorgehensmodelle.225
8.2.3 Plangetriebene Vorgehensmodelle .226
8.2.4 Agile Modelle.229
8.2.5 Auswahl und Anpassung der Vorgehensmodelle.231
8.3 Objektorientierte Modellierung.231
8.3.1 Methodische Einordnung .231
8.3.2 Definitionen .232
8.3.3 UML als Modellierungssprache.233
8.3.4 Objektorientierte Analyse und
-design
.240
8.4
Requirement
Engineering.242
8.4.1 Begriffsklärung und Einordnung .242
8.4.2 Merkmale guter Anforderungen.244
8.4.3 Arten der Anforderungsspezifikation .245
8.5 Software-Qualitätsmanagement .246
8.5.1 Begriffsklärung und Einordnung .246
8.5.2 Prozessverbesserung .247
8.6 Testen.248
8.6.1 Grundlagen.248
8.6.2 Testaktivitäten.249
8.6.3 Methoden zur Testfallermittlung .250
8.6.4 Statischer Test.253
8.7
Konfigurations-
und Änderungsmanagement.253
8.8 Softwaremanagement .254
8.8.1 Begriffsbestimmung.254
8.8.2 Projekt- und Risikomanagement .255
8.8.3 Produktmanagement .256
8.9 Tool-Unterstützung.257
9 Betriebssysteme.258
9.1 Überblick und Einordnung.258
9.1.1 Anforderungen und Aufgaben .258
9.1.2 Klassifikation .259
9.2 Architektur von Betriebssystemen.260
9.2.1 Entwurfskriterien.260
9.2.2 Hauptkomponenten .260
9.2.3 Architekturmodelle .261
9.2.4 Schnittstellen .263
12 Inhaltsverzeichnis
9.3 Prozesse.264
9.3.1 Prozesskonzept .264
9.3.2 Verwaltung paralleler Prozesse .265
9.3.2.1 Prozesszustände.265
9.3.2.2 Prozessbeschreibung .266
9.3.2.3 Prozesswechsel .267
9.3.2.4
Threads
.268
9.3.3 Koordinierung paralleler Prozesse .269
9.3.3.1 Wechselwirkungen zwischen Prozessen.269
9.3.3.2 Konkurrenz zwischen Prozessen.270
9.3.3.3 Kooperation von Prozessen .272
9.4 Betriebsmittel.275
9.4.1 Klassifikation .275
9.4.2 Verwaltung.276
9.4.3 Verklemmungen .277
9.5 Speicherverwaltung.279
9.5.1 Aufgaben.279
9.5.2 Einfache Speicherverwaltung .280
9.5.3 Verfahren bei Speichermangel .280
9.5.3.1
Swapping
.281
9.5.3.2 Virtueller Speicher.281
9.6 Ein-/Ausgabe-System.284
9.6.1 Anforderungen und Struktur .284
9.6.2 Physisches Ein-ZAusgabe-System.284
9.6.3 Logisches
EingabeVAusgabe-System
.285
9.7 Dateiverwaltung.286
9.7.1 Dateikonzept.286
9.7.2 Dateiorganisation .286
9.7.3 Speicherplatzzuordnung und -Verwaltung .287
9.7.4 Verzeichnisse .287
9.7.5 Datenträger-Organisation .288
9.7.6 Sicherheit und Zugriffsschutz .289
9.7.7 Leistungsverbesserungen .290
9.7.8 Systemdienste zur Dateiverwaltung .290
9.8 Einsatz von Betriebssystemen.291
9.8.1 Installation und Konfigurierung .291
9.8.2 Boot-Vorgang .291
9.8.3 Administration .292
9.8.4 Leistungsbewertung.292
9.8.5 Schutz und Sicherheit.293
9.8.6 Virtualisierung von Betriebssystemumgebungen.294
9.8.7 Betriebssysteme für spezielle Einsatzgebiete .295
9.8.7.1 Echtzeitbetriebssysteme .295
9.8.7.2 Betriebssysteme für mobile Geräte .297
9.8.7.3 Netzwerk-Betriebssysteme .297
9.8.7.4 Verteilte Systeme.298
9.8.7.5 Betriebssysteme für Parallelrechner .298
9.9 Fallstudien universeller Betriebssysteme .299
Inhaltsverzeichnis 1
3
10 Datenkommunikation.302
10.1 OSl-Basisreferenzmodell der ISO.302
10.1.1 Hierarchische Mehrschichtenstrukturierung.302
10.1.2 Dienstmodell .304
10.1.3 Hauptfunktionen der OSI-Schichten .305
10.2 Datennetze.307
10.2.1 Aufbau von Datennetzen.309
10.2.2 Netzstrukturen .310
10.2.3 Betriebsverfahren der Datenkommunikation .312
10.2.3.1 Belegungsstrategien der Übertragungskanäle .312
10.2.3.2 Methoden der richtungsabhängigen Informationsüber¬
mittlung .314
10.2.3.3 Kommunikationsarten.315
10.2.3.4 Vermittlung in Datennetzen.316
10.2.3.5 Synchronisationsverfahren .318
10.2.4 Fehlersicherung in Datennetzen.321
10.2.5 Übertragungssteuerung in Datennetzen.322
10.2.6 Weitverkehrsnetze
(WAN)
.322
10.2.6.1 Datenpaketnetze .323
10.2.6.2 Frame-Relay-Netze .326
10.2.6.3 Diensteintegrierende digitale Netze.327
10.2.6.4 xDSL-Zugangsnetze.331
10.2.7 Lokale Netze (LAN) .333
10.2.7.1 Grundlagen.333
10.2.7.2 Lokale Netze vom
Ethernet
-Тур
.336
10.2.7.3 Drahtlose lokale Netze .339
10.2.7.4 Metropolitan
Area
Networks/Citynetze .341
10.2.7.5 Datenfunknetze .341
10.3 Vermittlung in Datennetzen .344
10.3.1 Grundlagen.344
10.3.2 Protokolle der Vermittlungsschicht.346
10.3.2.1 Internetprotokolle .346
10.3.2.2 Adressierung.351
10.3.2.3
ITU-T X.25
.354
10.4 Datenkommunikation mit Ende-zu- Ende-Signifikanz.355
10.4.1 Transmission
Control Protocol TCP
.356
10.4.2 User
Datagram Protocol
UDP .
359
11 Internet und Intranet.361
11.1 Einführung .361
11.2 Entwicklung und Verwaltung .362
11.2.1 Geschichte .362
11.2.2 Gremien.363
11.2.3 Standardisierung im Internet .364
1 1.3 Technologie.364
11.3.1 Netzwerktechnologie .364
11.3.2 Internet-Zugang.365
11.3.3 Domain Name Service DNS .367
14 Inhaltsverzeichnis
1 1.3.4 Ressourcen im Internet.368
1 1.3.5
Multipurpose
Internet Mail
Extension
MIME.368
1 1.4 Anwendungen im Internet und Intranet.370
1 1.4.1 TELNET .370
1 1.4.2 SSH .371
11.4.3 SMTP .371
1 1.4.4 FTP und SFTP .372
11.4.5 HTTP .373
1 1.4.6
Voice over IP (VoIP)
.374
1 1.4.7
Media Streaming
im
Internet
.376
11.4.8 Weitere Anwendungen im
Internet
.377
1 1.5 Verteilte Anwendungen im Internet.379
1.5.1 Verteilte Benutzungsschnittstellen .379
1.5.2 Verteilte Datenhaltung .380
1.5.3
Grid
Computing und
Cloud
Computing.381
1.5.4 E-Learning.382
1 1.6 World Wide Web.384
1.6.1 Technologie .385
1.6.2 HTML.386
11.6.3 XML-Anwendungen .388
11.6.4 Suchmaschinen.389
1.6.5 Web 2.0 .390
1.6.6
Semantic
Web.392
1 1.7 Sicherheit im Internet.393
1.7.1 Viren, Würmer und Trojaner .393
1.7.2 Andere Angriffsszenarien .394
1.7.3 Abwehrszenarien.395
1 1.8 Client-Server-Technologie im Internet.397
12 Verteilte Systeme und Entwicklung verteilter Anwendungen . . 400
12.1 Einleitung.400
12.1.1 Definition und Abgrenzung.400
12.1.2 Nutzung verteilter Systeme.400
12.1.3 Transparenz .401
12.2 Kommunikation in verteilten Systemen.402
12.2.1 Client-Server-Kommunikation.402
12.2.2 Kommunikation über
Sockets
.403
12.2.2.1 Kommunikation über
UDP
.403
12.2.2.2 Kommunikation über TCP.404
12.2.2.3 Nachteile der
Sockets
.405
12.2.3 Prozedurfernaufruf (Remote
Procedure
Caii) .
406
12.2.4 Methodenfernaufruf.407
12.2.4.1 RMI.408
12.2.4.2
CORBA
.410
12.2.4.3 Auskunfts- und Verzeichnisdienste.411
12.2.5 Asynchrone Kommunikation.413
12.3 Entwicklung verteilter Anwendungen.414
12.3.1 Mehrschichtige Architekturmodelle .414
12.3.1.1 Zweischichtige Architektur.415
Inhaltsverzeichnis
12.3.1.2 Dreischichtige Architektur .415
12.3.1.3 Vierschichtige Architektur.415
12.3.2 Enterprise
Java Beans (EJB)
.416
12.3.2.1 Arten von Enterprise
Java Beans
.416
12.3.2.2 Session
Beans
.418
12.3.2.3 Clients von Session
Beans
.420
12.3.2.4
Entities.
421
12.3.2.5 Funktionen eines EJB-Servers .421
12.3.3 Webbasierte Anwendungen mit Servlets, Java Server Pages und
Java Server
Faces
.422
12.3.3.1 Java Servlets.422
12.3.3.2 Java Server Pages (JSP) .425
12.3.3.3 Java Server
Faces (JSF)
.426
12.3.3.4 AJAX.427
12.4 Grundlegende Aspekte verteilter Systeme.428
12.4.1 Zeit in verteilten Systemen .428
12.4.1.1 Uhrensynchronisation.428
12.4.1.2 Logische Uhren und logische Zeit .428
12.4.2 Globale Zustände.430
12.4.3 Gegenseitiger Ausschluss .431
12.4.4 Wahl eines Anführers.431
12.4.5 Nachrichtenreihenfolgen.432
12.4.5.1 Totale Reihenfolge.432
12.4.5.2 Kausale Reihenfolge .433
12.4.6 Übereinstimmungsprobleme .433
12.4.7 Transaktionen .434
12.4.7.1 Eigenschaften .434
12.4.7.2 Nebenläufigkeitskontrolle .435
12.4.7.3 Verteilte Transaktionen.435
12.5 Peer-to-Peer-Systeme.437
J
2.5.1 Definition und Einsatzgebiete .438
12.5.2 Klassifikation von Peer-to-Peer-Systemen .438
12.5.3 Beispiele für Peer-to-Peer-Systeme.439
12.5.3.1 Beispiele für unstrukturierte Systeme .439
12.5.3.2 Beispiele für strukturierte Systeme .440
13 Datenbanken.441
13.1 Grundlagen.441
13.1.1 Terminologie .441
13.1.2 Merkmale eines DBMS .442
13.1.3 Architektur eines Datenbanksystems.443
13.1.4 Benutzerrollen in einem Datenbanksystem .444
13.2 Datenbankentwurf.445
13.2.1 Phasenmodell des Datenbankentwurfs .445
13.2.2 Entity-Relationship-Modell.445
13.2.3 Relationales Datenmodell.446
13.2.3.1 Abbildung des ERM auf das Relationenmodell.447
13.2.3.2 Entwurfstheorie für relationale Datenbanken .448
13.2.3.3 Grundlagen relationaler Sprachen.450
16 Inhaltsverzeichnis
13.3
SQL
.451
13.3.1 Grundkonzepte .451
13.3.2
S
ELECT-
Anfragen .451
13.3.3 Datenmanipulation (DML) .452
13.3.4 Datendefinition (DDL).452
13.3.5 Kontrollanweisungen
(DCL)
.454
13.3.6 Objektrelationale Erweiterungen .454
13.3.7 Datenbankanwendungsprogrammierung .455
13.3.7.1
Embedded SQL
.455
13.3.7.2 Aufrufschnittsteilen .456
13.3.7.3 Relationale Datenbankprogrammiersprachen .457
13.3.7.4 Objektrelationales
Mapping
(ORM) .
457
13.4 Datenhanken im Web.458
13.4.1 Anbindungstechniken.458
13.4.2 XML und Datenbanken .459
13.4.3 Datenbanken als Service.461
13.5 Implementierungstechniken.462
13.5.1 Speicher- und Zugriffssystem .462
13.5.2 Datenbankpuffer .462
13.5.3 Interne Dateiorganisation .463
13.5.4 Zugriffsstrukturen .463
13.5.4.1 Indexstrukturen .463
13.5.4.2 Balancierte Mehrwegbäume .463
13.5.4.3
Hash-
Verfahren .464
13.5.4.4 Strukturen für mehrdimensionale Daten.464
13.5.5 Anfrageverarbeitung und -Optimierung .465
13.5.5.1 Phasen .465
13.5.5.2 Kosten und Statistiken .466
13.5.6 Transaktionsverwaltung .467
13.5.6.1 Grundlagen von Transaktionen.467
13.5.6.2 Concurrency-Control-Techniken .468
13.5.7
Recovery
.469
13.6 Data
Warehousing
und Data Mining.471
13.6.1 Data
Warehouse
.471
13.6.2 OLAP .472
13.6.3 Data Mining.474
13.7 Fortgeschrittene Konzepte.474
13.7.1 Verteilte Datenbanken .474
13.7.2 Multimedia-Datenbanken .475
13.7.3 Geodatenbanken .476
13.7.4 Biologische Datenbanken .477
13.7.5 Aktuelle Entwicklungen .478
14 Datenschutz und Datensicherheit.480
14.1 Grundbegriffe.480
14.1.1 Schutzziele.480
14.1.2 Angreifermodell .481
14.1.3 Sicherheitsmanagement .481
Inhaltsverzeichnis 17
14.2 Sicherheit einzelner Rechner .482
14.2.1 Physische Sicherheit .482
14.2.2 Zugangskontrolle und Identifikation von Menschen durch
IT-Systeme.483
14.2.3 Zugriffskontrolle und Rechtevergabe .484
14.2.4 Schutz vor Computerviren durch geringstmögliche Privilegie-
rung.485
14.3 Sicherheit in verteilten Systemen.486
14.3.1 Kryptographie.486
14.3.1.1 Symmetrisches kryptographisches Konzelationssystem 487
14.3.1.2 Asymmetrisches kryptographisches Konzelationssys¬
tem .488
14.3.1.3 Symmetrisches kryptographisches Authentikationssys-
tem .489
14.3.1.4 Asymmetrisches kryptographisches Authentikations-
system .489
14.3.1.5 Hybride Kryptosysteme .491
14.3.1.6
Secure
Sockets Layer (SSL)
.492
І4.3Л.7
IPsec
und
IP
Version 6 .493
14.3.1.8
RSA
.494
14.3.2 Steganographie .496
14.3.2.1 Symmetrisches steganographisches Konzelationssys¬
tem .496
14.3.2.2 Steganographisches Authentikationssystem .497
14.3.3 Diversität als Verfügbarkeitsmaßnahme.497
14.4 Datenschutzfreundliche Technologien .498
14.4.1 Schutz des Empfängers durch Verteilung
(Broadcast)
.498
14.4.2 Proxies .499
14.4.3 Das
Міх
-Netz.500
14.4.4 Das DC-Netz: Schutz des Senders .500
14.4.5 Pseudonymität .501
15 Computer- und Multimediarecht.504
15.1 Einleitung.504
15.1.1 Unsere Rechtsordnung im Überblick .504
15.1.2 Gerichtsbarkeit .505
15.1.3 Wichtige Rechtsgebiete für Informatiker.506
15.1.3.1 Anwendungsspezifische Rechtsvorschriften.506
15.1.3.2 Anwendungsübergreifende Rechtsvorschriften.506
15.2 IT-Vertragsrecht.507
15.2.1 Allgemeines Vertragsrecht .507
15.2.2 Typische IT-Verträge .509
15.3 Schutz des geistigen Eigentums.511
15.3.1 Überblick.511
15.3.2 Schutz von Computerprogrammen .512
15.3.2.1 Entwicklung des Softwareschutzes.512
15.3.2.2 Besondere Regelungen über den Schutz von Compu¬
terprogrammen .512
8 Inhaltsverzeichnis
15.3.3 Besondere Regelungen über den Schutz von Datensammlungen
und Datenbanken.513
15.3.4 Anpassung des Urheberrechts an das Internet.514
15.3.4.1 Herausforderung des Urheberrechts durch die Digital¬
technik .514
15.3.4.2 Wesentliche Regelungen der Urheberrechtsnovelle
2003 (Korb 1 ) .515
15.3.4.3 Wesentliche Regelungen der Urheberrechtsnovelle
2007 (Korb 2) .516
15.4 Datenschutz.516
15.4.1 Bundesdatenschutzgesetz .516
15.4.2 Telekommunikationsgesetz.517
15.4.3 Telemediengesetz .517
15.4.4 Sonstige bereichsspezifischen Datenschutzregelungen.518
15.5 Multimedia- bzw. Internet-Recht.518
16 Mensch-Computer-Interaktion.520
16.1 Was ist Mensch-Computer-Interaktion?.520
16.2 Kognitive Grundlagen.521
16.2.1 Wahrnehmung.521
16.2.2 Behalten und Vergessen .523
16.2.3 Schlussfolgerndes Denken .523
16.2.4 Aufmerksamkeit, Gedächtnis, Wiedererkennen .524
16.3 Entwurf und Spezifikation .526
16.3.1 Benutzer- und Benutzungsmodelle.526
16.3.2 Prinzipien und Richtlinien.527
16.3.2.1 Benutzer- und Aufgabenprofile .528
16.3.2.2 Informationsdarstellungen.529
16.3.2.3 Informationseingaben.530
16.3.3 Interaktionsstile.530
16.3.3.1 Kommandos .531
16.3.3.2 Menüs .531
16.3.3.3 Dialoge und Formulare .531
16.3.3.4 Direkte Manipulation .532
16.3.4 Formale Spezifikationen.532
16.4
Usability
Engineering.533
16.4.1 Gebrauchstauglichkeit im Nutzungskontext.533
16.4.2 Kontext- und Aufgabenszenarien .534
16.4.3
Informations-
und Interaktionsdesign .535
16.4.4 Prototypen und Evaluation .535
16.4.5
Usability-Evaluation
.536
16.4.6
Joy of Use
.537
16.5 Virtuelle Assistenten.538
16.5.1 Agenten.538
16.5.2 Avatare .538
16.5.3 MCI bei Virtual
Reality, Augmented Reality, Wearable Compu¬
ting
.539
16.6 Barrierefreiheit
(accessibility)
.540
Inhaltsverzeichnis 19
17 Computergrafik 541
17.1 Computergrafik als Teilgebiet der grafischen Datenverarbeitung.541
17.2 Datenmodelle für geometrische Objekte.542
17.2.1 Darstellung von Kurven .543
17.2.2 Darstellung von Flächen.544
17.2.3
Fraktále
Modelle.545
17.2.4 Darstellung von Körpern.547
17.2.4.1 Kantenmodell .547
17.2.4.2 Flächenmodelle.547
17.2.4.3 Translationskörper.547
17.2.4.4 Zusammensetzen von Teilkörpern.548
17.3 Algorithmen der Computergrafik.548
17.3.1 Geometrische Transformationen .549
17.3.2 Darstellung von geometrischen Objekten.550
17.3.2.1 Rasterkonvertierung und Alias-Effekte .550
17.3.2.2 Ermittlung sichtbarer Flächen .553
17.3.3 Fotorealistische Darstellungen.554
17.3.3.1 Beleuchtungsmodelle .555
17.3.3.2 Schattierung von Polygonen .556
17.3.4 Modellierung von Oberflächen.557
17.4 Programmierung von Grafiksystemen.558
17.4.1 Standardisierung der Programmierung .559
17.4.2 Datenaustausch zwischen Grafiksystemen .560
17.5 Anwendungen der Computergrafik.561
17.5.1 Gebrauchsgrafiken.561
17.5.2 CAD-Systeme.561
17.5.3 Computeranimation .562
17.5.4 Computerspiele.563
17.5.5 Virtuelle Realität.563
18 Bildverarbeitung.564
18.1 Grundbegriffe.564
18.2 Bildtransformationen für die Bildbearbeifung.569
18.2.1 Skalierung im Farbbereich .569
18.2.2 Rangordnungsoperatoren .570
18.2.3 Faltung .571
18.2.4 Diskrete Bildapproximation .571
18.2.5 FOURIER-Transformation.572
18.2.6 Differenzenoperatoren .575
18.2.7 Geometrische Transformationen .576
18.3 Bildverbesserung.576
18.3.1 Kontrast, Helligkeit .577
18.3.2 Glätten.578
18.3.3 Kantenverstärkung.579
18.4 Bildanalyse.580
18.4.1 Regionenorientierte Segmentierung .580
18.4.2 Kanten- und Linienextraktion .582
20 Inhaltsverzeichnis
19 Theoretische Informatik.584
19.1 Formale Sprachen und Automaten.584
19.1.1 Grundlegende Begriffe.584
19.1.2 Endliche Automaten und reguläre Ausdrücke.585
19.
19.
19.
19.
19.
19.
.2.1 Endliche Automaten.585
.2.2 Reguläre Ausdrücke.587
.2.3 Kellerautomaten .587
19.1.3 Formale Sprachen .589
.3.1 Grammatiken für formale Sprachen und Ableitungen . 589
.3.2 Normalformen.590
.3.3 Abschluss- und Entscheidbarkeitseigenschaften von
Sprachklassen .591
19.2 Modeile der Berechenbarkeit.591
19.2.) TURING-Maschinen.592
19.2.1.1 TURING-Berechenbarkeit .593
19.2.1.2 Die universelle TURING-Maschine.594
19.2.2 Partiell rekursive Funktionen.595
19.2.3 Unentscheidbare Probleme .596
19.2.3.1 Entscheidbarkeit und Semientscheidbarkeit .596
і
9.2.3.2 Das Halteproblem .597
19.2.3.3 Weitere unentscheidbare Probleme .597
19.3 Komplexitätstheorie .598
19.3.1 Komplexitätsklassen .598
19.3.1.1 Die O-Notation .599
19.3.1.2 Die Klassen
Ψ
und 'HjP .599
19.3.2 NP-Vollständigkeit.600
19.3.3 NP-vollständige Probleme.601
19.4 Logik.602
19.4.1 Aussagenlogik .602
19.4.1.1 Syntax und Semantik .602
19.4.1.2 Äquivalenz und Normalformen .603
19.4.1.3 Folgerung und Resolution.604
19.4.2 Prädikatenlogik.605
19.4.2.1 Syntax und Semantik .605
19.4.2.2 Äquivalenz und Normal formen .607
19.4.2.3 Unifikation und Resolution .607
20 Wissensverarbeitung .609
20.1 Wissensverarbeitung und Künstliche Intelligenz.609
20.2 Heuristische Suche.610
20.2.1 Zustandsraum und Suchbaum .610
20.2.2 Uninformierte Suchverfahren .611
20.2.3 Heuristische Suchverfahren.613
20.2.4 Optimierungsprobleme.614
20.2.4.1 Optimale Suchverfahren .614
20.2.4.2 Der A*-Algorithmus .615
20.3 Wissensverarbeitung mit Logik.615
20.4 Regelsysteme.616
20.4.1 Aufbau eines Regelsystems.616
Inhaltsverzeichnis 21
20.4.2 Die Rückwärtsverkettung .618
20.4.3 Die Vorwärtsverkettung .618
20.4.4 Konfliktlösung .619
20.5 Weitere Wissensrepräsentationsformalismen.620
20.5.1 Semantische Netze.620
20.5.2 Beschreibungslogiken .621
20.5.3 Constraint-Netze .622
20.6 Unvollständiges Wissen.623
20.6.1 Nichtmonotone Logiken.623
20.6.2 Begründungsverwaltung.624
20.7 Unsicheres Wissen .625
20.7.1 Wahrscheinlichkeiten.626
20.7.2 BAYES'sche Netze.627
20.8 Fuzzy-Logik.630
20.8.1 Fuzzy-Menge und Fuzzy-Logik.630
20.8.2
Fuzzy Control
.631
20.9 Künstliche neuronale Netze .633
20.9.1 Allgemeines Modell.634
20.9.2 Das Perzeptron .637
20.9.2.1 Aufbau des Perzeptrons .637
20.9.2.2 Die Lernregel für das Perzeptron .637
20.9.3 Mehrschicht-Perzeptron .638
20.9.3.1 Formales Modell .638
20.9.3.2 Lernregel (Backpropagation).639
20.10 Ausblick.640
21 Betriebliche Informationssysteme.642
21.1 Innerbetriebliche Informationssysteme.642
21.1.1 Aufgabenbereiche .642
21.L2 Teilsysteme betrieblicher Informationsverarbeitung .643
21.1.3 Spezielle Branchensysteme.645
21.1.4 Integration von Informationssystemen.647
21.1.5 Beispiele .651
21.2 Zwischenbetriebliche Informationssysteme.653
21.2.1 Ansatz, Ziele und Risiken.653
21.2.2 Electronic Data
Interchange (EDI)
.654
21.2.3
Supply
Chain Management.655
21.3 Electronic Business.656
21.3.1 Begriffe und technologische Grundlagen.656
21.3.2 Anwendungen im B2C.659
21.3.3 Anwendungen im B2B.660
21.4 Management betrieblicher Informationssysteme .663
21.4.1 Informationsmanagement .663
21.4.2 Projektmanagement .666
Literaturverzeichnis.669
Sachwortverzeichnis.697 |
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