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Informatik: Praxislehrbuch für Schule, Ausbildung und Studium

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Hattenhauer, Rainer 1962- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München Pearson [2020]
Ausgabe:	2., aktualisierte Auflage
Schriftenreihe:	Pearson Studium
Schlagworte:	Informatik KI MINT Robotik Schule Einführung Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	736 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm
ISBN:	3868949127 9783868949124

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	INHALTSUEBERSICHT VORWORT 15 KAPITEL 1 EINLEITUNG 17 KAPITEL 2 INFORMATIK HEUTE 25 KAPITEL 3 GRUNDLAGEN DER COMPUTERTECHNIK 43 KAPITEL 4 SOFTWARE 89 KAPITEL 5 GRAFIK UND MULTIMEDIA 157 KAPITEL 6 NETZWERKE 197 KAPITEL 7 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 261 KAPITEL 8 ALGORITHMEN 311 KAPITEL 9 FORTGESCHRITTENE PROGRAMMIERUNG 363 KAPITEL 10 DATENBANKSYSTEME 409 KAPITEL 11 KUENSTLICHE INTELLIGENZ UND MASCHINELLES LERNEN 447 KAPITEL 12 HARDWARE 487 KAPITEL 13 THEORETISCHE INFORMATIK 527 KAPITEL 14 ROBOTIK 569 KAPITEL 15 WEBTECHNIK UND VIRTUALISIERUNG 597 KAPITEL 16 DATENSCHUTZ, RECHT UND SICHERHEIT 641 KAPITEL A ANHANG 663 REGISTER 728 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 15 KAPITEL 1 EINLEITUNG 17 1.1 DAS UMFASSENDE LERN- UND LEHRBUCH ZUR INFORMATIK .............................. 19 1.2 FUER WEN EIGNET SICH DAS BUCH? .................................................................. 20 1.3 ELEMENTE DES BUCHES ................................................................................ 21 1.4 BEISPIELE, HARDWARE, SOFTWARE, UEBUNGEN UND BEGLEITMATERIAL ................ 22 KAPITEL 2 INFORMATIK HEUTE 25 2.1 WAS IST INFORMATIK? .................................................................................... 27 2.2 GESCHICHTE DER INFORMATIK ........................................................................ 28 2.3 DIE ZUKUNFT DER INFORMATIK ...................................................................... 31 2.4 AUFGABEN UND TEILGEBIETE DER INFORMATIK ................................................ 34 2.4.1 EINSATZBEREICHE VON COMPUTERN BZW. INFORMATIKSYSTEMEN .... 34 2.4.2 TEILGEBIETE DER INFORMATIK .......................................................... 36 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 42 KAPITEL 3 GRUNDLAGEN DER COMPUTERTECHNIK 43 3.1 HARDWARE .................................................................................................... 45 3.1.1 DIE HARDWAREKOMPONENTEN EINES COMPUTERS ............................ 45 3.1.2 ERSCHEINUNGSFORMEN EINST UND JETZT ............................................ 53 3.1.3 DAS VON-NEUMANN-PRINZIP .......................................................... 54 3.1.4 EINGABE - VERARBEITUNG - AUSGABE .............................................. 56 3.1.5 CODIERUNG VON DATEN .................................................................. 57 3.1.6 RECHNEN MIT BITS .......................................................................... 60 3.2 SOFTWARE .................................................................................................... 64 3.3 SCHNITTSTELLEN ............................................................................................ 72 3.3.1 HARDWARESCHNITTSTELLEN ................................................................ 73 3.3.2 SOFTWARESCHNITTSTELLEN UND FRAMEWORKS .................................... 77 3.4 VERNETZTE COMPUTER .................................................................................. 77 3.4.1 NETZWERKTYPEN ............................................................................ 78 3.4.2 NETZWERKHARDWARE ...................................................................... 80 3.4.3 NETZWERKPROTOKOLLE ...................................................................... 82 3.5 DIE ZUKUNFT DER INFORMATIKSYSTEME .......................................................... 85 3.5.1 QUANTENCOMPUTER ........................................................................ 85 3.5.2 DNA-COMPUTER ............................................................................ 86 3.5.3 NEURONALE NETZWERKE .................................................................. 86 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 88 KAPITEL 4 SOFTWARE 89 4.1 DAS BETRIEBSSYSTEM .................................................................................... 91 4.1.1 DER BOOTLOADER .............................................................................. 91 4.1.2 DER BOOTVORGANG ............................................................................ 92 4.1.3 DER LOGIN-MANAGER ...................................................................... 94 4.1.4 DIE GRAFISCHE OBERFLAECHE .............................................................. 96 4.1.5 NICHT GRAFISCHE BENUTZERSCHNITTSTELLEN ........................................ 97 4.1.6 PARTITIONEN .................................................................................... 98 4.1.7 DAS DATEISYSTEM ............................................................................ 101 4.1.8 ARBEITEN MIT DATEIEN UND VERZEICHNISSEN .................................. 102 4.1.9 PROZESSE, PROZESSVERWALTUNG UND MULTITASKING .......................... 103 4.2 OFFICESOFTWARE ............................................................................................ 108 4.2.1 TEXTVERARBEITUNG .......................................................................... 109 4.2.2 TABELLENKALKULATION ...................................................................... 113 4.2.3 PRAESENTATIONSPROGRAMME .............................................................. 118 4.2.4 DATENBANKEN ................................................................................ 122 4.2.5 PERSONAL INFORMATION MANAGEMENT .............................................. 127 4.2.6 DESKTOP-PUBLISHING UND SATZPROGRAMME .................................... 129 4.3 KOMMUNIKATION .......................................................................................... 133 4.3.1 E-MAIL-PROGRAMME ........................................................................ 134 4.3.2 SOFORTNACHRICHTENDIENST (INSTANT MESSAGING) .............................. 135 4.3.3 VOICE OVER IP UND VIDEOKONFERENZEN .......................................... 137 4.4 SYSTEMWERKZEUGE ...................................................................................... 140 4.4.1 DATEIMANAGER ................................................................................ 140 4.4.2 KOMPRESSIONSPROGRAMME ............................................................ 142 4.4.3 ERSTELLEN VON PRUEFSUMMEN .......................................................... 143 4.5 MATHEMATIKSOFTWARE .................................................................................. 145 4.5.1 COMPUTERALGEBRASYSTEME (CAS) .................................................. 145 4.5.2 DYNAMISCHE GEOMETRIESYSTEME .................................................. 148 4.6 ZERTIFIZIERUNGEN .......................................................................................... 151 4.6.1 ICDL/ECDL .................................................................................... 151 4.6.2 MICROSOFT-ZERTIFIZIERUNGEN .......................................................... 154 4.6.3 LPIC .............................................................................................. 154 4.6.4 APPLE-ZERTIFIZIERUNG .................................................................... 154 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 155 KAPITEL 5 GRAFIK UND MULTIMEDIA 157 5.1 COMPUTERGRAFIK .......................................................................................... 159 5.1.1 GRUNDLAGEN .................................................................................... 159 5.1.2 PIXELORIENTIERTE GRAFIKBEARBEITUNG MIT GIMP .............................. 166 5.1.3 VEKTORGRAFIK MIT INKSCAPE ............................................................ 169 5.2 AUDIODIGITALTECHNIK .................................................................................. 172 5.2.1 GRUNDLAGEN DER DIGITALEN TONTECHNIK .......................................... 172 5.2.2 AUDIODATENKOMPRESSION .............................................................. 175 5.2.3 BEARBEITEN VON AUDIODATEIEN ...................................................... 178 6 I 5.3 DIGITALES VIDEO .......................................................................................... 181 5.3.1 GRUNDLAGEN DER DIGITALEN VIDEOTECHNIK ...................................... 181 5.3.2 UMWANDLUNG VON VIDEOMATERIAL ................................................ 184 5.3.3 NICHT LINEARER VIDEOSCHNITT ........................................................ 186 5.4 3D, VIRTUELLE UND ERWEITERTE REALITAET ........................................................ 189 5.4.1 DREIDIMENSIONALE BILDER .............................................................. 189 5.4.2 VIRTUELLE REALITAET (VIRTUAL REALITY) .............................................. 192 5.4.3 ERWEITERTE REALITAET (AUGMENTED REALITY) .................................... 194 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 195 KAPITEL 6 NETZWERKE 197 6.1 NETZWERKTHEORIE ........................................................................................ 199 6.1.1 NETZWERKTYPEN ............................................................................ 199 6.1.2 NETZWERKHARDWARE ...................................................................... 201 6.1.3 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN ................................................................ 203 6.1.4 NETZWERKDIENSTE .......................................................................... 204 6.1.5 ADRESSIERUNG IM NETZWERK .......................................................... 208 6.2 NETZWERKPRAXIS MIT FILIUS ........................................................................ 213 6.2.1 COMPUTER MITEINANDER VERNETZEN ................................................ 213 6.2.2 KONFIGURATION UEBER DHCP ............................................................ 217 6.2.3 ROUTING ........................................................................................ 219 6.2.4 EINEN NAMESERVER EINRICHTEN ...................................................... 221 6.2.5 KONFIGURATION VON NETZWERKEN IN REALEN BETRIEBSSYSTEMEN .... 223 6.2.6 DATENAUSTAUSCH UND NETZWERKFREIGABEN .................................... 225 6.2.7 CLOUDSPEICHERDIENSTE .................................................................. 229 6.3 DRAHTLOSE NETZANBINDUNG .......................................................................... 230 6.3.1 WLAN .......................................................................................... 230 6.3.2 MOBILFUNKNETZE ............................................................................ 235 6.4 DAS INTERNET UND SEINE DIENSTE .................................................................. 237 6.4.1 WORLD WIDE WEB .......................................................................... 238 6.4.2 E-MAIL .......................................................................................... 242 6.4.3 FTP UND SFTP .............................................................................. 247 6.4.4 TELNET UND SSH ............................................................................ 251 6.4.5 SUCHMASCHINEN ............................................................................ 252 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 258 KAPITEL 7 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 261 7.1 VOM PROBLEM ZUM PROGRAMM .................................................................... 263 7.2 PROGRAMMIERSPRACHEN ................................................................................ 265 7.3 ERSTE SCHRITTE .............................................................................................. 267 7.3.1 SCRATCH .......................................................................................... 267 7.3.2 PYTHON .......................................................................................... 269 7.3.3 JAVASCRIPT ...................................................................................... 271 7.3.4 C-COMPILER .................................................................................. 271 7.3.5 C++-COMPILER .............................................................................. 274 7.3.6 JAVA-COMPILER .............................................................................. 275 7.3.7 DEKLARATIVE SPRACHE: PROLOG ........................................................ 277 1 7.4 ENTWICKLERWERKZEUGE ................................................................................ 280 7.4.1 DER EDITOR ...................................................................................... 280 7.4.2 DIE KOMMANDOZEILE .................................................................... 281 7.4.3 ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN .......................................................... 281 7.5 DATENTYPEN UND VARIABLEN ........................................................................ 283 7.5.1 ELEMENTARE DATENTYPEN ................................................................ 283 7.5.2 DATENTYPEN IN PYTHON .................................................................. 285 7.5.3 DAS EVA-PRINZIP IN DER PROGRAMMIERUNG ..................................... 286 7.6 PROGRAMMSTRUKTUREN .................................................................................. 288 7.6.1 ANWEISUNGSFOLGE .......................................................................... 291 7.6.2 VERZWEIGUNGEN ............................................................................ 292 7.6.3 MEHRFACHAUSWAHL ........................................................................ 296 7.6.4 GEZAEHLTE WIEDERHOLUNG ................................................................ 297 7.6.5 SCHLEIFE MIT EINSTIEGSBEDINGUNG .................................................. 300 7.6.6 SCHLEIFE MIT AUSSTIEGSBEDINGUNG ................................................ 303 7.6.7 UEBERTRAGBARKEIT VON ALGORITHMEN ................................................ 306 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 308 KAPITEL 8 ALGORITHMEN 311 8.1 KLASSISCHE ALGORITHMEN ............................................................................ 313 8.1.1 BESTIMMUNG VON QUADRATWURZELN NACH HERON .......................... 313 8.1.2 GGT NACH EUKLID ............................................................................ 315 8.1.3 KGV - DAS KLEINSTE GEMEINSAME VIELFACHE ................................... 316 8.1.4 BERECHNUNG VON PRIMZAHLEN ........................................................ 318 8.2 ITERATION UND REKURSION ............................................................................ 323 8.2.1 ITERATION ........................................................................................ 324 8.2.2 REKURSION ...................................................................................... 324 8.2.3 NICHT LINEARE REKURSION: DIE TUERME VON HANOI .......................... 327 8.3 SORTIERALGORITHMEN .................................................................................... 330 8.3.1 KLASSISCHE SORTIERVERFAHREN .......................................................... 331 8.3.2 HOEHERE SORTIERVERFAHREN .............................................................. 340 8.4 SUCHALGORITHMEN ........................................................................................ 344 8.4.1 SEQUENTIELLE SUCHE ...................................................................... 345 8.4.2 BINAERE SUCHE ................................................................................ 347 8.5 VERSCHLUESSELUNG .......................................................................................... 348 8.5.1 CAESAR-VERSCHLUESSELUNG .................................................................. 349 8.5.2 VIGENERE-VERSCHLUESSELUNG ............................................................ 352 8.5.3 DAS RSA-VERFAHREN ...................................................................... 354 8.6 DATENKOMPRESSION ...................................................................................... 357 8.6.1 LAUFLAENGENCODIERUNG .................................................................... 357 8.6.2 DAS ZIP-FORMAT ............................................................................ 359 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 360 8 KAPITEL 9 FORTGESCHRITTENE PROGRAMMIERUNG 363 9.1 DYNAMISCHE DATENSTRUKTUREN .................................................................... 365 9.1.1 GRUNDLAGEN: ARRAYS, LISTEN, BAEUME ............................................ 365 9.1.2 ARBEITEN MIT VERKETTETEN LISTEN .................................................. 371 9.1.3 BINAERBAEUME .................................................................................. 375 9.1.4 STAPEL UND SCHLANGEN .................................................................. 378 9.2 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG ............................................................ 381 9.2.1 KLASSEN UND OBJEKTE .................................................................... 383 9.2.2 METHODEN ...................................................................................... 385 9.2.3 KAPSELUNG .................................................................................... 386 9.2.4 MODULARISIERUNG .......................................................................... 387 9.2.5 VERERBUNG .................................................................................... 387 9.2.6 UML UND KLASSENDIAGRAMME ...................................................... 389 9.3 DATENSTROEME UND DATEIEN .......................................................................... 392 9.3.1 DATEIANALYSE UND MANIPULATION .................................................. 393 9.3.2 DATEIEN AUSLESEN UND BESCHREIBEN .............................................. 393 9.4 COMPUTERGRAFIK .......................................................................................... 394 9.4.1 TURTLE-GRAFIK ................................................................................ 394 9.4.2 DIE PYQT5-BIBLIOTHEK .................................................................. 398 9.5 FORTGESCHRITTENE CODIERUNGSVERFAHREN: .................................................... 403 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 406 KAPITEL 10 DATENBANKSYSTEME 409 10.1 GRUNDLAGEN ................................................................................................ 411 10.1.1 DIE AUFGABE VON DATENBANKSYSTEMEN ........................................ 411 10.1.2 GRUNDBEGRIFFE .............................................................................. 412 10.1.3 DATENBANKMODELLE ...................................................................... 413 10.1.4 DATENBANKANWENDUNGEN ............................................................ 416 10.2 DATENBANKPRAXIS ........................................................................................ 418 10.2.1 DAS XAMPP-MODELLSYSTEM .......................................................... 418 10.2.2 ERSTE SCHRITTE ................................................................................ 420 10.2.3 ARBEITEN MIT TABELLEN .................................................................. 425 10.2.4 ABFRAGEN DURCHFUEHREN .................................................................. 428 10.2.5 TABELLEN UND RELATIONEN .............................................................. 430 10.3 SCHNITTSTELLEN ZUR DATENBANK .................................................................... 431 10.3.1 PHPMYADMIN .............................................................................. 432 10.3.2 ZUGRIFF AUS MICROSOFT ACCESS ...................................................... 438 10.3.3 ZUGRIFF AUS EINEM PYTHON-PROGRAMM PER ODBC ........................ 442 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 444 KAPITEL 11 KUENSTLICHE INTELLIGENZ UND MASCHINELLES LERNEN 447 11.1 GRUNDLAGEN UND WICHTIGE BEGRIFFE ............................................................. 449 11.1.1 WIE DEFINIERT MAN INTELLIGENZ BEI MASCHINEN? .......................... 450 11.1.2 WAS KANN KUENSTLICHE INTELLIGENZ HEUTE? ....................................... 450 9 11.1.3 WELCHE PERSPEKTIVEN BZW. GEFAHREN BIETET DIE KUENSTLICHE INTELLIGENZ? ................................................................ 451 11.1.4 UNSERE WERKZEUGE ........................................................................ 451 11.2 MASCHINELLES LERNEN: EIN EINFACHER EINSTIEG ............................................ 451 11.3 EIN EINFACHES NEURONALES NETZ .................................................................. 455 11.3.1 DAS PERZEPTRON: EINE EINFACHE REALISIERUNG ................................ 456 11.3.2 DAS PERZEPTRON LERNT .................................................................... 460 11.4 DATA SCIENCE - VOM UMGANG MIT GROESSEREN DATENMENGEN ........................ 463 11.4.1 DER MODELLDATENSATZ .................................................................... 464 11.4.2 EIN KOMPLEXERES PERZEPTRON ........................................................ 465 11.4.3 EINLESEN DER DATEN / ERSTE ANALYSE ............................................... 467 11.4.4 VORBEREITUNG DER DATEN ................................................................ 468 11.4.5 IMPLEMENTIERUNG DES LERNALGORITHMUS ........................................ 469 11.4.6 UEBERPRUEFUNG MIT DEM TESTDATENSATZ .......................................... 470 11.5 KLASSIFIZIERUNG DURCH NAECHSTE-NACHBAR-ALGORITHMEN .............................. 472 11.6 CHATBOTS ...................................................................................................... 477 11.6.1 WAS IST EIN CHATBOT? .................................................................... 477 11.6.2 CHATBOTS: EINE KLASSIFIZIERUNG ...................................................... 477 11.6.3 CHATTERBOT - EIN KL-BASIERTER CHATBOT IN PYTHON ........................ 479 11.6.4 DEN WORTSCHATZ ERWEITERN/LERNEN ................................................ 482 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 484 KAPITEL 12 HARDWARE 487 12.1 GRUNDLAGEN DER HARDWARETECHNIK ............................................................ 489 12.1.1 DIE PHYSIK DES TRANSISTORS .......................................................... 489 12.1.2 LOGISCHE GATTER ............................................................................ 494 12.2 SCHALTNETZE ................................................................................................ 499 12.2.1 HALBADDIERER ................................................................................ 499 12.2.2 VOLLADDIERER .................................................................................. 500 12.2.3 PARALLELADDIERER ............................................................................ 501 12.3 SPEICHERBAUSTEINE ...................................................................................... 503 12.3.1 RS-FLIPFLOP .................................................................................... 503 12.3.2 TAKTGESTEUERTE FLIPFLOPS .............................................................. 506 12.4 SCHALTWERKE ................................................................................................ 507 12.4.1 SCHIEBEREGISTER .............................................................................. 507 12.4.2 4-BIT-ZAEHLER .................................................................................. 509 12.4.3 SERIELLES ADDIERWERK .................................................................... 510 12.4.4 SUBTRAKTION VON DUALZAHLEN ........................................................ 512 12.5 MIKROCOMPUTERSYSTEME .............................................................................. 513 12.5.1 AUFBAU EINES MIKROCOMPUTERSYSTEMS ........................................ 513 12.5.2 MASCHINENPROGRAMMIERUNG ........................................................ 515 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 525 10 KAPITEL 13 THEORETISCHE INFORMATIK 527 13.1 AUTOMATENTHEORIE ...................................................................................... 529 13.1.1 ENDLICHE AUTOMATEN: GRUNDLAGEN .............................................. 529 13.1.2 DER FAHRKARTENAUTOMAT ................................................................ 531 13.1.3 ERKENNENDE AUTOMATEN .............................................................. 534 13.1.4 NICHT DETERMINISTISCHE AUTOMATEN ............................................ 536 13.1.5 KELLERAUTOMATEN .......................................................................... 538 13.1.6 TURINGMASCHINEN ........................................................................ 543 13.2 SPRACHEN .................................................................................................... 545 13.2.1 GRUNDLAGEN .................................................................................. 546 13.2.2 EIN SPRACHERKENNUNGSAUTOMAT .................................................... 548 13.2.3 AUFBAU EINES COMPILERS .............................................................. 555 13.3 DIE GRENZEN DER BERECHENBARKEIT .............................................................. 557 13.3.1 DIE TURINGMASCHINE ALS MODELL FUER BELIEBIGE COMPUTER ............ 558 13.3.2 DAS HALTEPROBLEM ........................................................................ 558 13.3.3 KOMPLEXITAET .................................................................................. 560 13.4 QUANTENCOMPUTER ...................................................................................... 562 13.4.1 ERZEUGUNG VON ZUFALLSZAHLEN PER QUANTENCOMPUTER ................ 562 13.4.2 QUANTENTELEPORTATION ZUM AUSTAUSCH VON NACHRICHTEN NUTZEN .......................................................................................... 564 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 567 KAPITEL 14 ROBOTIK 569 14.1 GRUNDLAGEN DER ROBOTIK ............................................................................ 571 14.1.1 KLASSIFIZIERUNG VON ROBOTERN ...................................................... 572 14.1.2 WESENTLICHE KOMPONENTEN EINES ROBOTERS AM BEISPIEL MBOT . . 573 14.2 EINSTIEG IN DIE ROBOTERPROGRAMMIERUNG MIT MBLOCK .............................. 574 14.2.1 AUSGABE VON SIGNALEN .................................................................. 574 14.2.2 SENSOREN ...................................................................................... 577 14.2.3 AKTOREN ........................................................................................ 579 14.3 PROGRAMMIERBEISPIELE ZUR ROBOTIK ............................................................ 581 14.3.1 BREMSEN VOR EINEM HINDERNIS .................................................... 582 14.3.2 HINDERNISSEN AUSWEICHEN ............................................................ 585 14.3.3 LINIEN ZAEHLEN ................................................................................ 585 14.3.4 EINER LINIE FOLGEN ........................................................................ 588 14.4 NATIVE PROGRAMMIERUNG ............................................................................ 589 14.4.1 PROGRAMMCODE IN MBLOCK ERZEUGEN UND HOCHLADEN .................. 590 14.4.2 PROGRAMMIERUNG DES MBOTS MIT DER ARDUINO-IDE ...................... 592 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................... 596 KAPITEL 15 WEBTECHNIK UND VIRTUALISIERUNG 597 15.1 DAS CLIENT-SERVER-PRINZIP .......................................................................... 599 15.1.1 INFORMATIONSUEBERTRAGUNG ZWISCHEN CLIENT UND SERVER ............... 599 15.1.2 DER SERVER ALS RECHENZENTRUM .................................................... 601 15.2 EINEN WEBSERVER MIT FILIUS SIMULIEREN .................................................... 604 11 15.3 AUFBAU EINES WEB SERVERS MIT XAMPP ...................................................... 607 15.3.1 INSTALLATION UND TEST DER APACHE-SOFTWARE ................................ 607 15.3.2 STEUERUNG UND KONFIGURATION DES WEBSERVERS UNTER XAMPP ... 610 15.4 DYNAMISCHES WEB: PHP, JAVASCRIPT, AJAX ................................................ 612 15.4.1 PHP ................................................................................................ 612 15.4.2 JAVASCRIPT UND DOM-SCRIPTING .................................................... 617 15.4.3 AJAX .............................................................................................. 618 15.5 CONTENT-MANAGEMENT-SYSTEME (CMS) ...................................................... 620 15.5.1 BEISPIELE UND VORAUSSETZUNGEN .................................................. 620 15.5.2 EINRICHTUNG DES CMS JOOMLA! ...................................................... 621 15.6 VIRTUALISIERUNG, CLOUD-COMPUTING UND CONTAINER .................................... 627 15.6.1 VIRTUELLE COMPUTER ...................................................................... 628 15.6.2 ARBEITEN IN UND MIT DER CLOUD .................................................... 632 15.6.3 CONTAINER ...................................................................................... 635 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 639 KAPITEL 16 DATENSCHUTZ, RECHT UND SICHERHEIT 641 16.1 DATENSCHUTZ ................................................................................................ 643 16.1.1 BEISPIELE AUS DER PRAXIS I: DER SCHUFA-EINTRAG ........................ 643 16.1.2 BEISPIELE AUS DER PRAXIS II: DIE LEBENSVERSICHERUNG .................. 644 16.1.3 BEISPIELE AUS DER PRAXIS III: DER GLAESERNE MENSCH ...................... 644 16.1.4 DATENSCHUTZGESETZE ...................................................................... 645 16.1.5 RECHTE DES EINZELNEN .................................................................... 648 16.1.6 DATENSCHUTZ IN DER SCHULE .......................................................... 648 16.2 SICHERHEIT AM PC ........................................................................................ 649 16.2.1 BENUTZERKONTEN ............................................................................ 649 16.2.2 BEDROHUNG DURCH MALWARE .......................................................... 651 16.2.3 SICHERHEITSLUECKEN IM BETRIEBSSYSTEM .......................................... 653 16.2.4 FIREWALLS ........................................................................................ 654 16.2.5 SPYWARE ........................................................................................ 655 16.2.6 AKTIV ZUR SICHERHEIT BEITRAGEN .................................................... 656 16.3 ONLINERECHT ................................................................................................ 658 16.3.1 PUBLIKATIONEN IM INTERNET ............................................................ 658 16.3.2 URHEBERRECHT VERSUS TAUSCHBOERSEN .............................................. 659 ZUSAMMENFASSUNG ...................................................................................... 662 KAPITEL A ANHANG 663 A.L KONFIGURATION UND INBETRIEBNAHME EINES RASPBERRY PI ............................. 664 A.1.1 RASPBIAN HERUNTERLADEN UND AUF MICRO-SD-KARTE INSTALLIEREN . . 664 A.L. 2 ERSTINBETRIEBNAHME UND KONFIGURATION DES RASPBERRY PI ........... 668 A.1.3 DEN RASPBERRY PI FERNGESTEUERT OHNE MONITOR BETREIBEN ............. 676 A.L. 4 MIT DER GRAFISCHEN OBERFLAECHE ARBEITEN ....................................... 678 A.2 INSTALLATION DER PYTHON-UMGEBUNG THONNY ............................................... 681 A.2.1 THONNY HERUNTERLADEN ................................................................... 681 A.2.2 ERSTE SCHRITTE IN THONNY ............................................................... 682 A.2.3 PROGRAMME UND SKRIPTE ................................................................. 684 12 A.3 ARDUINO ....................................................................................................... 686 A.3.1 EINEN ARDUINO BESCHAFFEN ........................................................... 686 A.3.2 ERSTER KONTAKT ............................................................................... 686 A.3.3 SOFTWARE INSTALLIEREN ..................................................................... 687 A.3.4 BLINK - DAS ERSTE PROGRAMM ......................................................... 689 A.4 PHYSICAL COMPUTING/FRITZING ..................................................................... 691 A.4.1 FRITZING INSTALLIEREN ....................................................................... 691 A.4.2 DAS ERSTE PROJEKT: EXTERNE LED UEBER DEN ARDUINO PER TASTER STEUERN ........................................................................ 693 A.5 ROBOTIK MIT MBOT UND MBLOCK ................................................................... 700 A.5.1 AUFBAU UND INBETRIEBNAHME DES MBOTS ....................................... 701 A.5.2 PROGRAMMIERUNG DES MBOTS ........................................................ 702 A.6 NETZWERKEN MIT FILIUS ............................................................................... 706 A.7 PROGRAMMIEREN MIT SCRATCH ....................................................................... 708 A.8 AUFSETZEN EINES DATENBANK-/WEBSERVERS MIT XAMPP ............................. 710 A.9 ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN FUER KL-PROJEKTE ............................................... 714 A.9.1 JUPYTER NOTEBOOK/ANACONDA ...................................................... 714 A.9.2 GOOGLE COLAB - DIE ONLINE-ALTERNATIVE ...................................... 718 A.10 SIMULATION VON SCHALTKREISEN: EVERYCIRCUIT ............................................. 719 A.10.1 INSTALLATION .................................................................................... 719 A.10.2 EINE ERSTE SIMULATION .................................................................. 721 A.LL SIMULATION ENDLICHER AUTOMATEN UND FORMALER SPARCHEN: FLACI ........... 722 A.11.1 EINRICHTUNG .................................................................................. 723 A.12 ABBILDUNGSNACHWEIS ................................................................................. 725 REGISTER 728 13
adam_txt	INHALTSUEBERSICHT VORWORT 15 KAPITEL 1 EINLEITUNG 17 KAPITEL 2 INFORMATIK HEUTE 25 KAPITEL 3 GRUNDLAGEN DER COMPUTERTECHNIK 43 KAPITEL 4 SOFTWARE 89 KAPITEL 5 GRAFIK UND MULTIMEDIA 157 KAPITEL 6 NETZWERKE 197 KAPITEL 7 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 261 KAPITEL 8 ALGORITHMEN 311 KAPITEL 9 FORTGESCHRITTENE PROGRAMMIERUNG 363 KAPITEL 10 DATENBANKSYSTEME 409 KAPITEL 11 KUENSTLICHE INTELLIGENZ UND MASCHINELLES LERNEN 447 KAPITEL 12 HARDWARE 487 KAPITEL 13 THEORETISCHE INFORMATIK 527 KAPITEL 14 ROBOTIK 569 KAPITEL 15 WEBTECHNIK UND VIRTUALISIERUNG 597 KAPITEL 16 DATENSCHUTZ, RECHT UND SICHERHEIT 641 KAPITEL A ANHANG 663 REGISTER 728 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 15 KAPITEL 1 EINLEITUNG 17 1.1 DAS UMFASSENDE LERN- UND LEHRBUCH ZUR INFORMATIK . 19 1.2 FUER WEN EIGNET SICH DAS BUCH? . 20 1.3 ELEMENTE DES BUCHES . 21 1.4 BEISPIELE, HARDWARE, SOFTWARE, UEBUNGEN UND BEGLEITMATERIAL . 22 KAPITEL 2 INFORMATIK HEUTE 25 2.1 WAS IST INFORMATIK? . 27 2.2 GESCHICHTE DER INFORMATIK . 28 2.3 DIE ZUKUNFT DER INFORMATIK . 31 2.4 AUFGABEN UND TEILGEBIETE DER INFORMATIK . 34 2.4.1 EINSATZBEREICHE VON COMPUTERN BZW. INFORMATIKSYSTEMEN . 34 2.4.2 TEILGEBIETE DER INFORMATIK . 36 ZUSAMMENFASSUNG . 42 KAPITEL 3 GRUNDLAGEN DER COMPUTERTECHNIK 43 3.1 HARDWARE . 45 3.1.1 DIE HARDWAREKOMPONENTEN EINES COMPUTERS . 45 3.1.2 ERSCHEINUNGSFORMEN EINST UND JETZT . 53 3.1.3 DAS VON-NEUMANN-PRINZIP . 54 3.1.4 EINGABE - VERARBEITUNG - AUSGABE . 56 3.1.5 CODIERUNG VON DATEN . 57 3.1.6 RECHNEN MIT BITS . 60 3.2 SOFTWARE . 64 3.3 SCHNITTSTELLEN . 72 3.3.1 HARDWARESCHNITTSTELLEN . 73 3.3.2 SOFTWARESCHNITTSTELLEN UND FRAMEWORKS . 77 3.4 VERNETZTE COMPUTER . 77 3.4.1 NETZWERKTYPEN . 78 3.4.2 NETZWERKHARDWARE . 80 3.4.3 NETZWERKPROTOKOLLE . 82 3.5 DIE ZUKUNFT DER INFORMATIKSYSTEME . 85 3.5.1 QUANTENCOMPUTER . 85 3.5.2 DNA-COMPUTER . 86 3.5.3 NEURONALE NETZWERKE . 86 ZUSAMMENFASSUNG . 88 KAPITEL 4 SOFTWARE 89 4.1 DAS BETRIEBSSYSTEM . 91 4.1.1 DER BOOTLOADER . 91 4.1.2 DER BOOTVORGANG . 92 4.1.3 DER LOGIN-MANAGER . 94 4.1.4 DIE GRAFISCHE OBERFLAECHE . 96 4.1.5 NICHT GRAFISCHE BENUTZERSCHNITTSTELLEN . 97 4.1.6 PARTITIONEN . 98 4.1.7 DAS DATEISYSTEM . 101 4.1.8 ARBEITEN MIT DATEIEN UND VERZEICHNISSEN . 102 4.1.9 PROZESSE, PROZESSVERWALTUNG UND MULTITASKING . 103 4.2 OFFICESOFTWARE . 108 4.2.1 TEXTVERARBEITUNG . 109 4.2.2 TABELLENKALKULATION . 113 4.2.3 PRAESENTATIONSPROGRAMME . 118 4.2.4 DATENBANKEN . 122 4.2.5 PERSONAL INFORMATION MANAGEMENT . 127 4.2.6 DESKTOP-PUBLISHING UND SATZPROGRAMME . 129 4.3 KOMMUNIKATION . 133 4.3.1 E-MAIL-PROGRAMME . 134 4.3.2 SOFORTNACHRICHTENDIENST (INSTANT MESSAGING) . 135 4.3.3 VOICE OVER IP UND VIDEOKONFERENZEN . 137 4.4 SYSTEMWERKZEUGE . 140 4.4.1 DATEIMANAGER . 140 4.4.2 KOMPRESSIONSPROGRAMME . 142 4.4.3 ERSTELLEN VON PRUEFSUMMEN . 143 4.5 MATHEMATIKSOFTWARE . 145 4.5.1 COMPUTERALGEBRASYSTEME (CAS) . 145 4.5.2 DYNAMISCHE GEOMETRIESYSTEME . 148 4.6 ZERTIFIZIERUNGEN . 151 4.6.1 ICDL/ECDL . 151 4.6.2 MICROSOFT-ZERTIFIZIERUNGEN . 154 4.6.3 LPIC . 154 4.6.4 APPLE-ZERTIFIZIERUNG . 154 ZUSAMMENFASSUNG . 155 KAPITEL 5 GRAFIK UND MULTIMEDIA 157 5.1 COMPUTERGRAFIK . 159 5.1.1 GRUNDLAGEN . 159 5.1.2 PIXELORIENTIERTE GRAFIKBEARBEITUNG MIT GIMP . 166 5.1.3 VEKTORGRAFIK MIT INKSCAPE . 169 5.2 AUDIODIGITALTECHNIK . 172 5.2.1 GRUNDLAGEN DER DIGITALEN TONTECHNIK . 172 5.2.2 AUDIODATENKOMPRESSION . 175 5.2.3 BEARBEITEN VON AUDIODATEIEN . 178 6 I 5.3 DIGITALES VIDEO . 181 5.3.1 GRUNDLAGEN DER DIGITALEN VIDEOTECHNIK . 181 5.3.2 UMWANDLUNG VON VIDEOMATERIAL . 184 5.3.3 NICHT LINEARER VIDEOSCHNITT . 186 5.4 3D, VIRTUELLE UND ERWEITERTE REALITAET . 189 5.4.1 DREIDIMENSIONALE BILDER . 189 5.4.2 VIRTUELLE REALITAET (VIRTUAL REALITY) . 192 5.4.3 ERWEITERTE REALITAET (AUGMENTED REALITY) . 194 ZUSAMMENFASSUNG . 195 KAPITEL 6 NETZWERKE 197 6.1 NETZWERKTHEORIE . 199 6.1.1 NETZWERKTYPEN . 199 6.1.2 NETZWERKHARDWARE . 201 6.1.3 UEBERTRAGUNGSTECHNIKEN . 203 6.1.4 NETZWERKDIENSTE . 204 6.1.5 ADRESSIERUNG IM NETZWERK . 208 6.2 NETZWERKPRAXIS MIT FILIUS . 213 6.2.1 COMPUTER MITEINANDER VERNETZEN . 213 6.2.2 KONFIGURATION UEBER DHCP . 217 6.2.3 ROUTING . 219 6.2.4 EINEN NAMESERVER EINRICHTEN . 221 6.2.5 KONFIGURATION VON NETZWERKEN IN REALEN BETRIEBSSYSTEMEN . 223 6.2.6 DATENAUSTAUSCH UND NETZWERKFREIGABEN . 225 6.2.7 CLOUDSPEICHERDIENSTE . 229 6.3 DRAHTLOSE NETZANBINDUNG . 230 6.3.1 WLAN . 230 6.3.2 MOBILFUNKNETZE . 235 6.4 DAS INTERNET UND SEINE DIENSTE . 237 6.4.1 WORLD WIDE WEB . 238 6.4.2 E-MAIL . 242 6.4.3 FTP UND SFTP . 247 6.4.4 TELNET UND SSH . 251 6.4.5 SUCHMASCHINEN . 252 ZUSAMMENFASSUNG . 258 KAPITEL 7 GRUNDLAGEN DER PROGRAMMIERUNG 261 7.1 VOM PROBLEM ZUM PROGRAMM . 263 7.2 PROGRAMMIERSPRACHEN . 265 7.3 ERSTE SCHRITTE . 267 7.3.1 SCRATCH . 267 7.3.2 PYTHON . 269 7.3.3 JAVASCRIPT . 271 7.3.4 C-COMPILER . 271 7.3.5 C++-COMPILER . 274 7.3.6 JAVA-COMPILER . 275 7.3.7 DEKLARATIVE SPRACHE: PROLOG . 277 1 7.4 ENTWICKLERWERKZEUGE . 280 7.4.1 DER EDITOR . 280 7.4.2 DIE KOMMANDOZEILE . 281 7.4.3 ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN . 281 7.5 DATENTYPEN UND VARIABLEN . 283 7.5.1 ELEMENTARE DATENTYPEN . 283 7.5.2 DATENTYPEN IN PYTHON . 285 7.5.3 DAS EVA-PRINZIP IN DER PROGRAMMIERUNG . 286 7.6 PROGRAMMSTRUKTUREN . 288 7.6.1 ANWEISUNGSFOLGE . 291 7.6.2 VERZWEIGUNGEN . 292 7.6.3 MEHRFACHAUSWAHL . 296 7.6.4 GEZAEHLTE WIEDERHOLUNG . 297 7.6.5 SCHLEIFE MIT EINSTIEGSBEDINGUNG . 300 7.6.6 SCHLEIFE MIT AUSSTIEGSBEDINGUNG . 303 7.6.7 UEBERTRAGBARKEIT VON ALGORITHMEN . 306 ZUSAMMENFASSUNG . 308 KAPITEL 8 ALGORITHMEN 311 8.1 KLASSISCHE ALGORITHMEN . 313 8.1.1 BESTIMMUNG VON QUADRATWURZELN NACH HERON . 313 8.1.2 GGT NACH EUKLID . 315 8.1.3 KGV - DAS KLEINSTE GEMEINSAME VIELFACHE . 316 8.1.4 BERECHNUNG VON PRIMZAHLEN . 318 8.2 ITERATION UND REKURSION . 323 8.2.1 ITERATION . 324 8.2.2 REKURSION . 324 8.2.3 NICHT LINEARE REKURSION: DIE TUERME VON HANOI . 327 8.3 SORTIERALGORITHMEN . 330 8.3.1 KLASSISCHE SORTIERVERFAHREN . 331 8.3.2 HOEHERE SORTIERVERFAHREN . 340 8.4 SUCHALGORITHMEN . 344 8.4.1 SEQUENTIELLE SUCHE . 345 8.4.2 BINAERE SUCHE . 347 8.5 VERSCHLUESSELUNG . 348 8.5.1 CAESAR-VERSCHLUESSELUNG . 349 8.5.2 VIGENERE-VERSCHLUESSELUNG . 352 8.5.3 DAS RSA-VERFAHREN . 354 8.6 DATENKOMPRESSION . 357 8.6.1 LAUFLAENGENCODIERUNG . 357 8.6.2 DAS ZIP-FORMAT . 359 ZUSAMMENFASSUNG . 360 8 KAPITEL 9 FORTGESCHRITTENE PROGRAMMIERUNG 363 9.1 DYNAMISCHE DATENSTRUKTUREN . 365 9.1.1 GRUNDLAGEN: ARRAYS, LISTEN, BAEUME . 365 9.1.2 ARBEITEN MIT VERKETTETEN LISTEN . 371 9.1.3 BINAERBAEUME . 375 9.1.4 STAPEL UND SCHLANGEN . 378 9.2 OBJEKTORIENTIERTE PROGRAMMIERUNG . 381 9.2.1 KLASSEN UND OBJEKTE . 383 9.2.2 METHODEN . 385 9.2.3 KAPSELUNG . 386 9.2.4 MODULARISIERUNG . 387 9.2.5 VERERBUNG . 387 9.2.6 UML UND KLASSENDIAGRAMME . 389 9.3 DATENSTROEME UND DATEIEN . 392 9.3.1 DATEIANALYSE UND MANIPULATION . 393 9.3.2 DATEIEN AUSLESEN UND BESCHREIBEN . 393 9.4 COMPUTERGRAFIK . 394 9.4.1 TURTLE-GRAFIK . 394 9.4.2 DIE PYQT5-BIBLIOTHEK . 398 9.5 FORTGESCHRITTENE CODIERUNGSVERFAHREN: . 403 ZUSAMMENFASSUNG . 406 KAPITEL 10 DATENBANKSYSTEME 409 10.1 GRUNDLAGEN . 411 10.1.1 DIE AUFGABE VON DATENBANKSYSTEMEN . 411 10.1.2 GRUNDBEGRIFFE . 412 10.1.3 DATENBANKMODELLE . 413 10.1.4 DATENBANKANWENDUNGEN . 416 10.2 DATENBANKPRAXIS . 418 10.2.1 DAS XAMPP-MODELLSYSTEM . 418 10.2.2 ERSTE SCHRITTE . 420 10.2.3 ARBEITEN MIT TABELLEN . 425 10.2.4 ABFRAGEN DURCHFUEHREN . 428 10.2.5 TABELLEN UND RELATIONEN . 430 10.3 SCHNITTSTELLEN ZUR DATENBANK . 431 10.3.1 PHPMYADMIN . 432 10.3.2 ZUGRIFF AUS MICROSOFT ACCESS . 438 10.3.3 ZUGRIFF AUS EINEM PYTHON-PROGRAMM PER ODBC . 442 ZUSAMMENFASSUNG . 444 KAPITEL 11 KUENSTLICHE INTELLIGENZ UND MASCHINELLES LERNEN 447 11.1 GRUNDLAGEN UND WICHTIGE BEGRIFFE . 449 11.1.1 WIE DEFINIERT MAN INTELLIGENZ BEI MASCHINEN? . 450 11.1.2 WAS KANN KUENSTLICHE INTELLIGENZ HEUTE? . 450 9 11.1.3 WELCHE PERSPEKTIVEN BZW. GEFAHREN BIETET DIE KUENSTLICHE INTELLIGENZ? . 451 11.1.4 UNSERE WERKZEUGE . 451 11.2 MASCHINELLES LERNEN: EIN EINFACHER EINSTIEG . 451 11.3 EIN EINFACHES NEURONALES NETZ . 455 11.3.1 DAS PERZEPTRON: EINE EINFACHE REALISIERUNG . 456 11.3.2 DAS PERZEPTRON LERNT . 460 11.4 DATA SCIENCE - VOM UMGANG MIT GROESSEREN DATENMENGEN . 463 11.4.1 DER MODELLDATENSATZ . 464 11.4.2 EIN KOMPLEXERES PERZEPTRON . 465 11.4.3 EINLESEN DER DATEN / ERSTE ANALYSE . 467 11.4.4 VORBEREITUNG DER DATEN . 468 11.4.5 IMPLEMENTIERUNG DES LERNALGORITHMUS . 469 11.4.6 UEBERPRUEFUNG MIT DEM TESTDATENSATZ . 470 11.5 KLASSIFIZIERUNG DURCH NAECHSTE-NACHBAR-ALGORITHMEN . 472 11.6 CHATBOTS . 477 11.6.1 WAS IST EIN CHATBOT? . 477 11.6.2 CHATBOTS: EINE KLASSIFIZIERUNG . 477 11.6.3 CHATTERBOT - EIN KL-BASIERTER CHATBOT IN PYTHON . 479 11.6.4 DEN WORTSCHATZ ERWEITERN/LERNEN . 482 ZUSAMMENFASSUNG . 484 KAPITEL 12 HARDWARE 487 12.1 GRUNDLAGEN DER HARDWARETECHNIK . 489 12.1.1 DIE PHYSIK DES TRANSISTORS . 489 12.1.2 LOGISCHE GATTER . 494 12.2 SCHALTNETZE . 499 12.2.1 HALBADDIERER . 499 12.2.2 VOLLADDIERER . 500 12.2.3 PARALLELADDIERER . 501 12.3 SPEICHERBAUSTEINE . 503 12.3.1 RS-FLIPFLOP . 503 12.3.2 TAKTGESTEUERTE FLIPFLOPS . 506 12.4 SCHALTWERKE . 507 12.4.1 SCHIEBEREGISTER . 507 12.4.2 4-BIT-ZAEHLER . 509 12.4.3 SERIELLES ADDIERWERK . 510 12.4.4 SUBTRAKTION VON DUALZAHLEN . 512 12.5 MIKROCOMPUTERSYSTEME . 513 12.5.1 AUFBAU EINES MIKROCOMPUTERSYSTEMS . 513 12.5.2 MASCHINENPROGRAMMIERUNG . 515 ZUSAMMENFASSUNG . 525 10 KAPITEL 13 THEORETISCHE INFORMATIK 527 13.1 AUTOMATENTHEORIE . 529 13.1.1 ENDLICHE AUTOMATEN: GRUNDLAGEN . 529 13.1.2 DER FAHRKARTENAUTOMAT . 531 13.1.3 ERKENNENDE AUTOMATEN . 534 13.1.4 NICHT DETERMINISTISCHE AUTOMATEN . 536 13.1.5 KELLERAUTOMATEN . 538 13.1.6 TURINGMASCHINEN . 543 13.2 SPRACHEN . 545 13.2.1 GRUNDLAGEN . 546 13.2.2 EIN SPRACHERKENNUNGSAUTOMAT . 548 13.2.3 AUFBAU EINES COMPILERS . 555 13.3 DIE GRENZEN DER BERECHENBARKEIT . 557 13.3.1 DIE TURINGMASCHINE ALS MODELL FUER BELIEBIGE COMPUTER . 558 13.3.2 DAS HALTEPROBLEM . 558 13.3.3 KOMPLEXITAET . 560 13.4 QUANTENCOMPUTER . 562 13.4.1 ERZEUGUNG VON ZUFALLSZAHLEN PER QUANTENCOMPUTER . 562 13.4.2 QUANTENTELEPORTATION ZUM AUSTAUSCH VON NACHRICHTEN NUTZEN . 564 ZUSAMMENFASSUNG . 567 KAPITEL 14 ROBOTIK 569 14.1 GRUNDLAGEN DER ROBOTIK . 571 14.1.1 KLASSIFIZIERUNG VON ROBOTERN . 572 14.1.2 WESENTLICHE KOMPONENTEN EINES ROBOTERS AM BEISPIEL MBOT . . 573 14.2 EINSTIEG IN DIE ROBOTERPROGRAMMIERUNG MIT MBLOCK . 574 14.2.1 AUSGABE VON SIGNALEN . 574 14.2.2 SENSOREN . 577 14.2.3 AKTOREN . 579 14.3 PROGRAMMIERBEISPIELE ZUR ROBOTIK . 581 14.3.1 BREMSEN VOR EINEM HINDERNIS . 582 14.3.2 HINDERNISSEN AUSWEICHEN . 585 14.3.3 LINIEN ZAEHLEN . 585 14.3.4 EINER LINIE FOLGEN . 588 14.4 NATIVE PROGRAMMIERUNG . 589 14.4.1 PROGRAMMCODE IN MBLOCK ERZEUGEN UND HOCHLADEN . 590 14.4.2 PROGRAMMIERUNG DES MBOTS MIT DER ARDUINO-IDE . 592 ZUSAMMENFASSUNG . 596 KAPITEL 15 WEBTECHNIK UND VIRTUALISIERUNG 597 15.1 DAS CLIENT-SERVER-PRINZIP . 599 15.1.1 INFORMATIONSUEBERTRAGUNG ZWISCHEN CLIENT UND SERVER . 599 15.1.2 DER SERVER ALS RECHENZENTRUM . 601 15.2 EINEN WEBSERVER MIT FILIUS SIMULIEREN . 604 11 15.3 AUFBAU EINES WEB SERVERS MIT XAMPP . 607 15.3.1 INSTALLATION UND TEST DER APACHE-SOFTWARE . 607 15.3.2 STEUERUNG UND KONFIGURATION DES WEBSERVERS UNTER XAMPP . 610 15.4 DYNAMISCHES WEB: PHP, JAVASCRIPT, AJAX . 612 15.4.1 PHP . 612 15.4.2 JAVASCRIPT UND DOM-SCRIPTING . 617 15.4.3 AJAX . 618 15.5 CONTENT-MANAGEMENT-SYSTEME (CMS) . 620 15.5.1 BEISPIELE UND VORAUSSETZUNGEN . 620 15.5.2 EINRICHTUNG DES CMS JOOMLA! . 621 15.6 VIRTUALISIERUNG, CLOUD-COMPUTING UND CONTAINER . 627 15.6.1 VIRTUELLE COMPUTER . 628 15.6.2 ARBEITEN IN UND MIT DER CLOUD . 632 15.6.3 CONTAINER . 635 ZUSAMMENFASSUNG . 639 KAPITEL 16 DATENSCHUTZ, RECHT UND SICHERHEIT 641 16.1 DATENSCHUTZ . 643 16.1.1 BEISPIELE AUS DER PRAXIS I: DER SCHUFA-EINTRAG . 643 16.1.2 BEISPIELE AUS DER PRAXIS II: DIE LEBENSVERSICHERUNG . 644 16.1.3 BEISPIELE AUS DER PRAXIS III: DER GLAESERNE MENSCH . 644 16.1.4 DATENSCHUTZGESETZE . 645 16.1.5 RECHTE DES EINZELNEN . 648 16.1.6 DATENSCHUTZ IN DER SCHULE . 648 16.2 SICHERHEIT AM PC . 649 16.2.1 BENUTZERKONTEN . 649 16.2.2 BEDROHUNG DURCH MALWARE . 651 16.2.3 SICHERHEITSLUECKEN IM BETRIEBSSYSTEM . 653 16.2.4 FIREWALLS . 654 16.2.5 SPYWARE . 655 16.2.6 AKTIV ZUR SICHERHEIT BEITRAGEN . 656 16.3 ONLINERECHT . 658 16.3.1 PUBLIKATIONEN IM INTERNET . 658 16.3.2 URHEBERRECHT VERSUS TAUSCHBOERSEN . 659 ZUSAMMENFASSUNG . 662 KAPITEL A ANHANG 663 A.L KONFIGURATION UND INBETRIEBNAHME EINES RASPBERRY PI . 664 A.1.1 RASPBIAN HERUNTERLADEN UND AUF MICRO-SD-KARTE INSTALLIEREN . . 664 A.L. 2 ERSTINBETRIEBNAHME UND KONFIGURATION DES RASPBERRY PI . 668 A.1.3 DEN RASPBERRY PI FERNGESTEUERT OHNE MONITOR BETREIBEN . 676 A.L. 4 MIT DER GRAFISCHEN OBERFLAECHE ARBEITEN . 678 A.2 INSTALLATION DER PYTHON-UMGEBUNG THONNY . 681 A.2.1 THONNY HERUNTERLADEN . 681 A.2.2 ERSTE SCHRITTE IN THONNY . 682 A.2.3 PROGRAMME UND SKRIPTE . 684 12 A.3 ARDUINO . 686 A.3.1 EINEN ARDUINO BESCHAFFEN . 686 A.3.2 ERSTER KONTAKT . 686 A.3.3 SOFTWARE INSTALLIEREN . 687 A.3.4 BLINK - DAS ERSTE PROGRAMM . 689 A.4 PHYSICAL COMPUTING/FRITZING . 691 A.4.1 FRITZING INSTALLIEREN . 691 A.4.2 DAS ERSTE PROJEKT: EXTERNE LED UEBER DEN ARDUINO PER TASTER STEUERN . 693 A.5 ROBOTIK MIT MBOT UND MBLOCK . 700 A.5.1 AUFBAU UND INBETRIEBNAHME DES MBOTS . 701 A.5.2 PROGRAMMIERUNG DES MBOTS . 702 A.6 NETZWERKEN MIT FILIUS . 706 A.7 PROGRAMMIEREN MIT SCRATCH . 708 A.8 AUFSETZEN EINES DATENBANK-/WEBSERVERS MIT XAMPP . 710 A.9 ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN FUER KL-PROJEKTE . 714 A.9.1 JUPYTER NOTEBOOK/ANACONDA . 714 A.9.2 GOOGLE COLAB - DIE ONLINE-ALTERNATIVE . 718 A.10 SIMULATION VON SCHALTKREISEN: EVERYCIRCUIT . 719 A.10.1 INSTALLATION . 719 A.10.2 EINE ERSTE SIMULATION . 721 A.LL SIMULATION ENDLICHER AUTOMATEN UND FORMALER SPARCHEN: FLACI . 722 A.11.1 EINRICHTUNG . 723 A.12 ABBILDUNGSNACHWEIS . 725 REGISTER 728 13
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