Leseprobe. Informatik für Technische Kaufleute. Alessandro Biotti. Wings Lernmedien Chaltenbodenstrasse 4a CH 8834 Schindellegi

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1 Informatik für Technische Kaufleute Alessandro Biotti Leseprobe Wings Lernmedien Chaltenbodenstrasse 4a CH 8834 Schindellegi

2 Version Autor 2014 A Alessandro Biotti Art. Nr SG SL gebunden lose, 4-fach gelocht Copyright Wings Lernmedien, alle Rechte vorbehalten. Diese Kursunterlagen sind urheberrechtlich geschützt. Die Vervielfältigung der Texte und Bilder, auch auszugsweise, ist ohne schriftliche Zustimmung von Wings Lernmedien urheberrechtswidrig und strafbar. Auch Übersetzungen, Mikroverfilmung und Verarbeitung mit elektronischen Systemen sind ohne ausdrückliche Zustimmung von Wings Lernmedien nicht erlaubt.

3 Informatik für technische Kaufleute Inhalt Inhaltsverzeichnis Einführung Erläuterungen zum Lehrmittel Erläuterungen zum Inhalt 1 Was ist Wirtschaftsinformatik? Die Bedeutung der Wirtschaftsinformatik Repetitionsfragen 4 Systemgrundlagen Aufbau eines IT-Systems Von-Neumann-Architektur Der Mikroprozessor Prozessorarchitekturen Der Arbeitsspeicher Der Festwertspeicher Das Bus-System Die Grafikkarte Der Monitor Beamer Die Festplatte Solid State Drives (SSD) Optische Speichermedien Flash-Speicher Modem Peripheriegeräte Smartphones Das Betriebssystem Zeichenkodierung ASCII UTF Repetitionsfragen 20 Systemarchitektur Peer-to-Peer-Architektur Client-, Server-Architektur Terminalserver Clustering Virtualisierung Repetitionsfragen 22 Informationssicherheit Vertraulichkeit Verfügbarkeit Backup-Konzepte RAID-Systeme NAS und SAN USV Integrität Repetitionsfragen 29

4 Inhalt Informatik für technische Kaufleute Netzwerkgrundlagen Was ist ein Netzwerk Grösse von Netzwerken Netzwerktopologien Kommunikationsarten Übertragungsmedien Netzwerkgeräte Repetitionsfragen 37 Netzwerkdienste und Kommunikationsprotokolle OSI-Modell Protokolle Nachrichtenformate Netzwerkdienste Remote Access Service (RAS) Repetitionsfragen 45 Das Internet Konzept des Internets Das Domänen-System im Internet DNS für private Zwecke Funktionsweise des Internets Peer-to-Peer Dateitransfer Das Darknet Repetitionsfragen 51 Cloud Computing Konzept Service- und Liefermodelle Cloud Schnittstellen Repetitionsfragen Software Softwarearten Schichten-Architektur Funktionsweisen einer Software Task und Thread Multitasking Datenkompression Wissensmanagement Programmierung Algorithmus Arten von Programmiersprachen Die Vielfalt von Programmiersprachen Datenbanken Relationale Datenbanken Datenbankbegriffe Entity Relation Model (ERM) Transaktionen und Rollbacks Referentielle Integrität Trigger Datenbanksprache SQL 69

5 Informatik für technische Kaufleute Inhalt Kommerzielle Datenbanksysteme Lizenzierung Open Source Definition der Open Source Initiative Wirtschaftliche Bedeutung Repetitionsfragen Business-Software Software für Unternehmen Papierloses Büro und elektronische Archivierung Integration und Analyse von Daten Datawarehouse Data Mining und Business Intelligence ERP-Systeme Repetitionsfragen Projektmanagement Häufig eingesetzte Projektmanagement-Modelle Wasserfallmodell Spiralmodell Die grundsätzlichen Phasen von IT-Projekten Use-Case Eigenheiten von IT-Projekten IT als Disziplin IT als Strategie 84 Anhang A: Vermischte Aufgaben 85 Anhang B: Kurztest 93 Anhang C: Lösungen 95 A - 1 Lösungen zu Kapitel A - 2 Lösungen zu Kapitel A - 3 Lösungen zu Kapitel A - 4 Lösungen zu Kapitel A - 5 Lösungen zu Kapitel A - 6 Lösungen zu Kapitel A - 7 Lösungen zu Kapitel A - 8 Lösungen zu Kapitel A - 9 Lösungen zu Kapitel A - 10 Lösungen zu Kapitel A - 11 Lösungen zu den vermischten Aufgaben 112 Index

6 Informatik für technische Kaufleute 3 2 Was ist Wirtschaftsinformatik? 2.1 Die Bedeutung der Wirtschaftsinformatik Die Wirtschaftsinformatik ist die Wissenschaft von Entwurf, Entwicklung und Anwendung von Informations- und Kommunikationssystemen (IKS) in Unternehmen, in der Wirtschaft und in der öffentlichen Verwaltung. Dabei geht es hauptsächlich darum, die Effizienz der wirtschaftlichen Tätigkeit mit Hilfe von Informationstechnologie zu erhöhen. Die Treiber dazu sind häufig eine Kombination aus technischer Innovation, politischer Veränderung und organisatorischem Wandel. Beispielsweise kann ein Unternehmen das Ziel verfolgen, seine Geschäftsprozesse dahingehend zu optimieren, dass es Geschäftsdokumente wie Offerten oder Rechnungen digital über das Internet mit anderen Unternehmen austauscht statt physische Dokumente zu versenden. Voraussetzungen dafür sind, dass einerseits die benötigte Technologie für den elektronischen Handel bereitgestellt wird und andererseits die politischen Rahmenbedingungen wie z. B. der Datenschutz dafür geschaffen sind. Betriebswirt schafts und Volkswirtschafts lehre Wirtschafts Informatik Informations Technologie Notizen

7 Informatik für technische Kaufleute 39 7 Netzwerkdienste und Kommunikationsprotokolle In den folgenden Kapiteln werden weitere Konzepte vorgestellt, die eine grosse Bedeutung in der Bereitstellung und Verwaltung von Netzwerken haben. 7.1 OSI-Modell Das OSI-Referenzmodell (Open Systems Interconnection Reference Model) wurde von der Internationalen Standardisierungsorganisation (ISO) definiert. Es dient einerseits als Designgrundlage von Netzwerkprotokollen indem es u. a. die Schnittstellen der einzelnen Protokoll- Komponenten definiert und andererseits regelt es, welche Aufgabe durch welche Schicht ausgeführt wird. Das Modell besteht aus sieben Schichten, die aufeinander aufbauen. Die unterste Schicht beinhaltet die physikalischen Komponenten wie Netzwerkkarte oder Kabel, um Signale zu transportieren. Die Schichten zwei bis sechs definieren, wie ein Protokoll schliesslich die Daten einer Anwendung in der obersten Schicht weitergeben kann. Das DoD-Modell ist eine Abstraktion des OSI-Modells und besteht aus vier Schichten. In der folgenden Tabelle sind die einzelnen Schichten und deren Protokoll- und Gerätezuordnungen ersichtlich: OSI-Schicht DoD-Schicht Protokolle Netzwerkgeräte 7 Anwendung (Application) Anwendung HTTP FTP HTTPS SMTP LDAP Gateway, Content-Switch, Layer 4-7 Switch 6 Darstellung (Presentation) 5 Sitzung (Session) 4 Transport (Transport) 3 Vermittlung (Network) 2 Sicherung (Data Link) 1 Bitübertragung (Physical) Transport Internet Netzzugang TCP UDP SPX ICMP IGMP IP IPX Ethernet Token Ring FDDI ARCNET Router, Switch Bridge, Switch Hub, Repeater Layer-3- Notizen

8 40 Informatik für technische Kaufleute 7.2 Protokolle Übertragungsprotokolle ermöglichen über definierte Schnittstellen die Kommunikation zwischen verschiedenen Computern. Genau wie in einer gesprochenen Sprache benötigen Computernetzwerke Wörter (Syntax), wobei wichtig ist, dass alle teilnehmenden Computer den Wörtern dieselbe Bedeutung (Semantik) zuordnen. Zudem benötigt eine Sprache Grundsätze, in welcher Reihenfolge und nach welchen Regeln (Grammatik) kommuniziert wird. Ein Netzwerkprotokoll stellt die Grundlage von Syntax, Semantik und einer Grammatik dar. Es existieren diverse Protokolle, die je nach Verwendungszweck Vorteile und Nachteile haben. In den folgenden Unterkapiteln werden die Protokolle TCP/IP und NetBEUI vorgestellt. TCP/IP NetBEUI TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protokoll) ist das am häufigsten eingesetzte Kommunikationsprotokoll in Computernetzwerken. Über die 32-Bit IP-Adresse (z. B ) lassen sich mehrere Milliarden Computer eindeutig adressieren. Mittels der Subnet-Maske (z. B ) können mehrere Netzwerke (z. B. LANs) logisch definiert werden. TCP/IP unterstützt die Kommunikationsarten Unicast, Multicast und Broadcast. Dies sind optimale Voraussetzungen, um damit Netzwerke wie das Internet zu bauen. TCP/IP ist heute quasi ein de-facto Standard, da das Internet darauf aufgebaut ist. Jeder Computer, der auf Ressourcen im Internet zugreifen will, benötigt das TCP/IP-Protokoll. NetBEUI ist ein einfaches Protokoll, das nicht konfiguriert werden muss. Da die gesamte Kommunikation auf Rundsendungen (Broadcasts) basiert, erhalten die Computer keine eindeutige Adressierung. Das bedeutet, dass ein Datenpaket immer an alle Computer im gesamten Netzwerk gesendet wird. Diese Kommunikationsart ist bei grösseren Netzwerken einerseits sehr ressourcenintensiv und anderseits sehr unsicher, da grundsätzlich alle Computer die gesamte Netzwerkkommunikation abhören können. Für kleinere Heimnetzwerke (bis 10 Computer) kann das NetBEUI-Protokoll eingesetzt werden. Bei grösseren Netzwerken und generell bei Netzwerken, die Internetzugang benötigen, sollte das TCP/IP-Protokoll verwendet werden.

9 Informatik für technische Kaufleute Nachrichtenformate Durch den Aufstieg des Internets und der mobilen Telekommunikation sind diverse Nachrichtenformate sog. Kommunikationsprotokolle auf der OSI-Schicht 7 (Anwendung) entstanden. Die unten stehende Tabelle zeigt eine Übersicht: Format/Service SMS MMS Blog (Weblog) Twitter Short Message Service Versenden von Kurznachrichten mittels Mobiltelefon, wobei eine Nachricht maximal 160 Zeichen beinhalten darf. Multimedia Messaging Service Versenden von Kurznachrichten mittels Mobiltelefon mit multimedialen Inhalten (Bild, Ton, Video) World Wide Web und Log (Protokoll) Ein Blog ist ein auf einer Website geführtes und damit meist öffentlich einsehbares Tagebuch oder Journal. Öffentlich einsehbares Tagebuch im Internet (Mikroblog), welches weltweit per Website, Mobiltelefon, Desktopanwendung, Widget 25 oder Webbrowser-Plug-in geführt und aktualisiert werden kann. Infolge der immer grösseren Bedeutung der Telekommunikation nehmen die Anzahl der Nachrichtenformate und deren Nutzung stetig zu. So können beispielsweise Bahntickets per MMS gekauft oder Fahrzeuge per SMS gemietet werden. 7.3 Netzwerkdienste Um Netzwerkressourcen zu verwalten, konfigurieren oder finden, existieren diverse Netzwerkdienste. Die Netzwerkdienste DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), DNS (Domain Name Service) und Verzeichnisdienste werden nachfolgend erläutert. DHCP Grundsätzlich wäre es möglich, jedem Computer manuell eine IP-Adresse zuzuweisen. Dies ist aber sehr aufwändig und bringt eher Nachteile statt Vorteile. Der DHCP-Dienst automatisiert diesen Vorgang, indem ein Computer von sich aus beim DHCP-Dienst eine IP-Adresse nachfragt und in der Regel auch eine erhält. Dadurch können die IP-Adressen zentral in der DHCP-Datenbank verwaltet werden und man weiss dadurch jederzeit, wie viele Computer und insbesondere welche Computer eine IP- Adresse bezogen haben. 25 Ein Steuerelement (engl. widget oder control) ist ein Interaktionselement in einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI), beispielsweise eine Schaltfläche oder eine Bildlaufleiste.

10 42 Informatik für technische Kaufleute Fortsetzung DHCP Ein einzelner DHCP-Server kann problemlos mehreren Millionen DHCP- Klienten IP-Adressen zur Verfügung stellen. DNS Der DNS-Dienst ist ein hierarchisch geordnetes System, um Internet- Domänen zu verwalten. Jede Webseite wie z. B. wird über eine IP-Adresse (z. B ) angesprochen. Das heisst, dass man grundsätzlich in der Adressleiste des Internet-Browsers die IP- Adresse eingeben könnte, um auf eine bestimmte Webseite zu gelangen. Da es aber in der Regel einfacher ist, sich einen Namen zu merken als eine IP-Adresse, hat man den DNS-Dienst erschaffen. Er dient als Schnittstelle zwischen IP-Adressen und Internet-Domänen. Wenn eine Internet- Adresse wie in der Adressleiste des Internet-Browsers eingegeben wird, dann wird folgender Prozess gestartet: 1. Internet-Domänen-Adresse (z. B. ) wird eingegeben 2. Der Browser fragt beim DNS-Server im Internet nach der IP-Adresse der Webseite. 3. Der DNS-Server sendet die IP-Adresse der Webseite an den Internet-Browser zurück. 4. Der Browser verbindet sich mit der gewünschten Webseite anhand der IP-Adresse. In der Schweiz werden unter anderem die Domänen mit der Endung.ch vom DNS-Dienstleister SWITCH ( verwaltet.

11 Informatik für technische Kaufleute 43 Verzeichnisdienste Verzeichnisdienste wie die Active Directory Services von Microsoft verwalten eine Vielzahl von Ressourcen innerhalb eines Netzwerkes. Folgende Kernaufgaben werden von Verzeichnisdiensten wahrgenommen: > Verwalten der Benutzer, Gruppen und Berechtigungen > Prüfen des Benutzernamens- und des Kennworts beim Anmeldevorgang > Verwalten von Ressourcen (z. B. Drucken, Ordner) > Suchen von Ressourcen > Installation und Deinstallation von Softwarepaketen über das Netzwerk 7.4 Remote Access Service (RAS) Wenn man von einem entfernten Standort ausserhalb der Organisation auf das Netzwerk der Organisation zugreifen will, dann wird diese Verbindung als Fernzugriff bezeichnet. Es existieren verschiedene Technologien, um den Fernzugriff herzustellen. Verbreitet sind die Verbindungen per Standleitung oder mittels Internet-Tunnel. Beide Varianten werden im Folgenden kurz vorgestellt. Intranet und Extranet Greift eine Person (z. B. Mitarbeiter), die Teil der Organisation ist, mittels Fernzugriff auf das Organisations-Netzwerk zu, wird der Bereich des Netzwerks, der für die Person zugänglich ist, als «Intranet» 26 bezeichnet. 26 Intranet ist nicht zu verwechseln mit Internet: Das Internet ist ein öffentliches Netzwerk, in dem diverse Dienste wie (SMTP/POP3) oder Hypertext-Seiten (http) zur Verfügung gestellt, respektive konsumiert werden können. Im Jahr 1969 wurde das Internet aus militärischen Überlegungen konzipiert, später wurde es am CERN in Genf weiterentwickelt, so dass Inhalte ab 1993 über eine grafische Oberfläche (sog. Browser) betrachtet werden konnten.

12 44 Informatik für technische Kaufleute Fortsetzung Intranet und Extranet Ist diese Person nicht Teil der Organisation, wie dies z. B. bei einem Lieferanten der Fall ist, so bezeichnet man das zugängliche Organisations- Netzwerk für die externe Person als «Extranet». Unter dem Begriff Internet versteht man im Allgemeinen ein Netzwerk, auf dessen Inhalte jeder ohne Restriktionen zugreifen kann. Standleitung Eine Standleitung ist eine permanente Verbindung zweier Kommunikationspartner über ein Telekommunikationsnetz. Im Gegensatz zu einer Wählleitung steht der gesamte Übertragungsweg immer zur Verfügung. Dadurch, dass die Standleitung physikalisch von anderen Netzwerken wie dem Internet getrennt ist, haben es Angreifer schwerer in das Netzwerk einzudringen. Zudem ist die Verfügbarkeit von Standleitungen sehr hoch. VPN Virtuelle Private Netzwerke ermöglichen den Fernzugriff über das Internet. Zwischen dem externen Standort und dem Organisations-Netzwerk wird über das Internet ein virtueller Tunnel gebaut, durch den die Daten in verschlüsselter Form übertragen werden. Obwohl VPN das unsichere Internet als Übertragungsmedium verwenden, gelten VPN als sehr sicher, da sie raffinierte Verschlüsselungstechnologien mit 128 Bit- oder längeren Schlüsseln nutzen. Dadurch, dass keine physikalischen Leitungen extra für VPNs eingerichtet werden müssen, sind VPNs sehr günstig. Im Vergleich zu einer Standleitung ist aber einerseits die Verfügbarkeit eines VPNs tiefer und andererseits kann die Übertragungsgeschwindigkeit je nach Internetdienstleister nicht garantiert werden. Da die Kosten eines VPNs um ein Vielfaches tiefer sind als diejenigen einer Standleitung, ist die Verbreitung der VPN- Technologie sehr gross.

13 Informatik für technische Kaufleute Repetitionsfragen 1. Das OSI-Modell stellt einen Standard dar, um aufzuzeigen, wie die einzelnen Netzwerk- Schichten zusammenarbeiten. Wie viele Schichten hat das OSI-Modell? Zu wie vielen OSI- Schichten (eine oder zwei) muss ein Softwarehersteller, der eine -Applikation (z. B. Outlook) entwickelt, eine Schnittstelle programmieren, damit die s korrekt versendet und empfangen werden können? Weshalb zu einer oder zwei Schicht(en)? (Begründen Sie in ein bis zwei Sätzen). 2. Sie geben in Ihrem Browser die Internetadresse ein. Erklären Sie in zwei Schritten, wie Sie auf den Server der NZZ-Online-Zeitung gelangen. Welcher Dienst ist für die Weiterleitung der Adresse an den entsprechenden Server zuständig? 3. Ein Unternehmen hat Computer. Jeder Computer soll über eine IP-Adresse verfügen. Welchen alternativen Dienst würden Sie dem Unternehmen empfehlen, statt die Adressen manuell zu erfassen? Notizen

14 Informatik für technische Kaufleute Vermischte Aufgaben 87 Aufgabe 9 > FDDI ist ein analoges, zellulares Mobilfunknetz. eine optische Netzwerk-Technologie für Glasfaser (bzw. Fiber). hochauflösendes Fernsehen über Satellit. ein LAN-Knoten. die Abkürzung für das Diskettenlaufwerk. Aufgabe 10 > Wie nennt sich das Software-Vertriebskonzept, bei dem sich der Kunde erst nach einer befristeten Testphase für den Kauf (Bezahlung einer Lizenz) entscheiden muss? Freeware Public Domain Software Middleware Shareware Firmware Aufgabe 11 > Weshalb werden Glasfaserkabel als sicherer eingestuft als Twisted-Pair-Kabel? Aufgabe 12 > Nennen Sie drei Betriebssysteme von unterschiedlichen Herstellern: > Nennen Sie drei ERP-Systeme von unterschiedlichen Herstellern: > Nennen Sie zwei Voice Over IP-Produkte:

15 Informatik für technische Kaufleute Kurztest 93 Anhang B: Kurztest 1. Schreiben Sie in einem Satz eine Definition zum Begriff «Wirtschaftsinformatik». (1 P.) 2. Nennen Sie einen Verzeichnisdienst und zählen Sie zwei Verwendungszwecke auf. (2 P.) 3. Sie haben einen Windows 8 PC und einen Windows Server. Nennen Sie die drei Lizenzen, die Sie erwerben müssen, wenn der Win X PC auf den Server zugreifen will. (2 P.) 4. Was ist der Unterschied zwischen einem Clusterserver und einem Virtuellen Server? (1 P.) 5. Was zeichnet einen Intel Quad-Core-Prozessor aus? (1 P) 6. Erklären Sie die Begriffe Vertraulichkeit, Verfügbarkeit und Integrität. (3 P.) -> 10 P. 7. Ist NTFS sicherer als FAT32? Welches Dateisystem würden Sie wählen, wenn Sie auf einem PC Windows und Linux installieren möchten? (2 P.) 8. Ihre Daten werden inkrementell auf ein Band gesichert. Nennen Sie den Hauptvorteil und den Hauptnachteil der inkrementellen Sicherung gegenüber der Vollsicherung (Normal- Sicherung). (2 P.) 9. Was ist RAID I respektive RAID V? Wie viele Festplatten dürfen jeweils maximal ausfallen? (2 P.) 10. Ordnen Sie die Netzwerke nach Ihrer Grösse: LAN, WAN, MAN (Metropolitan Area Network) (1 P.) 11. Welches Netzwerkkabel würden Sie wählen, wenn Sie (A) ein kostengünstiges wählen müssten, und (B) wenn Sie ein möglichst störungsfreies bevorzugen würden? (1 P.) 12. Welche Netzwerktopologien kennen Sie? Welche Topologie wird heute am häufigsten eingesetzt und weshalb? (3 P.) -> 21 P. 13. Was ist der Unterschied zwischen einem Hub und einem Switch? Wozu braucht ein Unternehmen, das über ein LAN verfügt, einen Router? (3 P.) 14. Aus wie vielen Schichten besteht das OSI-Modell. Welches ist die Aufgabe der Vermittlungsschicht und welches Protokoll wird dieser Schicht zugeordnet? (2 P.) 15. Erklären Sie in einem Wort oder Satz, wozu folgende Protokolle verwendet werden: (A) FTP, (B) HTTPS, (C) SMTP, (D) POP. (2 P.) 16. Ein Computer benötigt eine IP-Adresse, um in einem TCP/IP-Netzwerk zu kommunizieren. Welcher Dienst stellt Computern eine IP-Adresse zur Verfügung? (1 P.) 17. Erklären Sie die Funktion eines DNS-Servers an einem einfachen Beispiel. (1 P.) 18. Zusatzaufgabe: Weshalb wird das Protokoll NetBEUI nicht im Internet verwendet? (1 P.) 19. Nennen Sie generell zwei zentrale Aufgaben, die unter den Fachbegriffen Datenverfügbarkeit und Datensicherheit fallen. (2 P.) Notizen