Peter A. Kracke, Linus Beilschmidt. IT-Basiswissen. Kernqualifikationen. 3. Auflage. Bestellnummer 20500

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1 Peter A. Kracke, Linus Beilschmidt IT-Basiswissen Kernqualifikationen 3. Auflage Bestellnummer 20500

2 Haben Sie Anregungen oder Kritikpunkte zu diesem Produkt? Dann senden Sie eine an Autoren und Verlag freuen sich auf Ihre Rückmeldung. Bildungsverlag EINS GmbH Hansestraße 115, Köln ISBN Copyright 2011: Bildungsverlag EINS GmbH, Köln Das Werk und seine Teile sind urheberrechtlich geschützt. Jede Nutzung in anderen als den gesetzlich zugelassenen Fällen bedarf der vorherigen schriftlichen Einwilligung des Verlages. Hinweis zu 52a UrhG: Weder das Werk noch seine Teile dürfen ohne eine solche Einwilligung eingescannt und in ein Netzwerk eingestellt werden. Dies gilt auch für Intranets von Schulen und sonstigen Bildungseinrichtungen.

3 Vorwort Vorwort 3 Angesichts der rasanten Entwicklung in allen Bereichen der Informations- und Telekommunikationstechnik (IT), der damit verbundenen Vielfalt von Hardware- und Softwareprodukten sowie der gestiegenen Komplexität IT-bezogener, technischer und wirtschaftsbezogener Sachverhalte ist für das Verständnis der Zusammenhänge eine solide IT-Grundlagenbildung unverzichtbar. Die Autoren haben bei der Konzeption dieses Buches daher besonderen Wert darauf gelegt, kaufmännische, technische und informatikbezogene Grundlagen integrativ als Basiswissen in kompakter Form zu vermitteln, die zu erlangenden beruflichen Qualifikationen und Kompetenzen in übersichtliche Kapitel mit genau abgegrenzten Lernabschnitten klar zu gliedern, den Einstieg in die jeweiligen Kapitel über vorangestellte Fallsituationen mit typischen Sachverhalten und Problemstellungen aus der betrieblichen Praxis zu erleichtern, den Zugang zu einer teilweise schwer zu verdauenden Materie durch einen verständlichen Schreibstil zu erleichtern, vielfältige Anregungen sowie Möglichkeiten einer unterrichtsbegleitenden oder auch selbstständigen Erarbeitung und Vertiefung der Inhalte zu bieten, z. B. für die Durchführung von Projekten oder die Anfertigung von Facharbeiten, die fachlichen Inhalte durch zahlreiche, das Lernen unterstützende Beispiele und durch systematisierende Abbildungen zu fördern, über Zusammenfassungen am Ende eines jeden Abschnittes den Überblick über das bereits Erlernte oder noch zu Lernende zu geben, über ein umfassendes Glossar am Ende des Buches wichtige, auch englische Begriffe und Fremdwörter aus der Informations- und Telekommunikationstechnik verständlich zu erklären bzw. zu übersetzen. IT-Basiswissen eignet sich besonders für die schulische und betriebliche Ausbildung in allen IT- Berufen zur Vermittlung der hier geforderten Kernqualifikationen. Darüber hinaus eignet sich das Buch für die kaufmännische und technische Informatikausbildung im Vollzeitbereich anderer Schulformen des berufsbildenden Schulwesens, beispielsweise für den Einsatz in der Berufsfachschule Kfm. Assistent/in für Wirtschaftsinformatik, für die Grundlagenbildung in der Berufsfachschule Informatik und für Fachschulen mit elektrotechnischen und informatikbezogenen Schwerpunkten. Die elektrotechnischen Inhalte entsprechen auch den Anforderungen für Ausbildungsgänge zur Elektrofachkraft. Darüber hinaus ist es auch einsetzbar als Kompendium für die IT-Grundlagenvermittlung an Fachhochschulen sowie für die Fort- und Weiterbildung in der beruflichen Praxis. Die vorliegende 3. Auflage berücksichtigt Cloud Computing als aktuellen Entwicklungstrend sowie Neuerungen zu einzelnen Kapiteln, insbesondere zu den Bereichen Hardware, Netzwerktechnik und Datenschutz. Wir wünschen viel Freude und Erfolg mit diesem Buch. Die Verfasser

4 4 Bildquellenverzeichnis Bildquellenverzeichnis Fotolia.com zentilia (Abb ) Fotolia.com Daniel Etzold (Abb. 4.11) Fotolia.com anubis3211 (Abb. 5.27) HP, Böblingen (Abb. 6.11) Knipex, Wuppertal (Abb. 9.1) Johnson Controls Autobatterie GmbH, Hannover (Abb. 4.21c) LG Electronics Deutschland GmbH, Willich (5.48) Postbank AG, Bonn (Abb. 5.31) SanDisk Corporation, Milpitas, USA (Abb. 5.45) Stefan Kissel, Siegburg (Abb. 4.8, 4.20, 4.21a, 4.21b, 4.28, 4.30, 4.56, 4.57, 4.90, 5.46) Icons: Evelyn Neuss, Hannover Oliver Wetterauer, Stuttgart Fotolia.com Vieloryb Fotolia.com Johannes Spallek (Abb. 5.1) Fotolia.com shockfactor (Abb. 5.1) Fotolia.com michanolimit (Abb. 6.22) Fotolia.com Beboy (Abb. 7.7) Fotolia.com alder (Abb. 7.8)

5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 5 Vorwort 3 Bildquellenverzeichnis 4 1 Der Betrieb und seine Organisationsstruktur Funktionsorientierte Organisation Betriebliche Organisationsstruktur Aufbauorganisation Ablauforganisation Betriebliche IT-Struktur Ziele Organisationsstrukturen und IT-Strukturen Zentrale Strukturen Dezentrale Strukturen Vernetzte Strukturen Mobile Strukturen Entwicklungstrends Outsourcing Cloud Computing Rightsizing Networking Reengineering Prozessorientierung und Organisationsstruktur Geschäftsprozesse und IT-Struktur Analyse von Prozessen Prozessdefinition und Prozesselemente Geschäftsprozessmodell Ablauf der Prozessanalyse Analyse eines Absatzprozesses Anforderungsprofil Organisatorische Modellierung von Prozessen Geschäftsprozessmodellierung Modellierung der Prozessstruktur Personal- und Zeitplanung IT-bezogene Modellierung Integration von Organisations- und IT-Strukturen Datenzuordnung in Prozessketten Workflow und Workflow-Management- System Hardwaremodellierung Kontrolle von Geschäftsprozessen Erfolgsindikatoren Monitoring und Controlling Prozesskostenrechnung 94 2 Markt- und Kundenbeziehungen Marktstrukturen Marktforschung und Marktanalyse Marketing-Mix Kundenorientierung Vom klassischen zum elektronischen Markt E-Business E-Business und Internet E-Business und Intranet E-Business und Extranet 63 3 Geschäftsprozesse und betriebliche Organisation Von der Funktionsorientierung zur Prozessorientierung Ziele der Prozessorientierung 69 4 Elektrotechnische Grundkenntnisse und Informationsverarbeitung Elektrische Grundgrößen Strom und Spannung Der elektrische Widerstand Schaltungen von Widerständen Elektrische Arbeit, Energie und Leistung Spannungsquellen Batterien und Akkumulatoren Elektrostatik Kräfte im elektrischen Feld Die Durchschlagfestigkeit Zerstörung durch elektrostatische Ladungen Abschirmung gegen elektrische Felder Der Kondensator Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Das EMV-Gesetz Magnetische Felder 123

6 6 Inhaltsverzeichnis Störungen durch elektromagnetische Felder Maßnahmen zur Entstörung Elektroinstallation im Wechselstromnetz Wechselspannung und Wechselstrom Netzsysteme Leitungen Schutzorgane Einführung in die Schutzmaßnahmen Gefahren des elektrischen Stroms Sofortmaßnahmen bei Elektrounfällen Die fünf Sicherheitsregeln Fehler in elektrischen Anlagen Schutzmaßnahmen Informationsverarbeitung in I T-Systemen Analoge, digitale und binäre Signale Zahlensysteme und Codes Logische Grundverknüpfungen Analyse und Entwicklung logischer Schaltungen Schaltkreisfamilien Analog-Digital-/Digital-Analog- Umsetzung Einfache IT-Systeme Funktionseinheiten eines PCs Die Hauptplatine CPU Chipsatz Speicher Bussystem Grafikadapter Schnittstellen Systemeinstellungen Start des PCs Peripheriegeräte und Datenträger Eingabegeräte Ausgabegeräte Speichergeräte mit magnetischen Datenträgern SSD-Speichermedien Flash-Speichermedien Optische Speicher Software eines Computers Systemsoftware Anwendersoftware Ergonomie und Umweltverträglichkeit Vernetzte IT-Systeme Wechselwirkung von betrieblicher Organisation und vernetzten IT-Systemen Netzwerkplanung Bestandsaufnahme und Lösungsalternativen Anforderungsanalyse Netzwerktopologien Bus-Topologie Ring-Topologie Stern-Topologie Baum-Topologie Vermaschte Topologie Leitergebundene Übertragungsmedien Koaxialkabel Twisted-Pair-Kabel Lichtwellenleiterkabel Strukturierte Verkabelung WLAN drahtloses Netzwerk Bluetooth WLAN-Standard Zugriffsverfahren CSMA-Verfahren Token-Passing-Verfahren Datenübertragung in vernetzten IT-Systemen Übertragungsprotokolle LAN-Schnittstellen Anbindung eines LAN an das Internet OSI-Schichtenmodell Fehleranalyse in vernetzten IT-Systemen Öffentliche Netze und Dienste Grundlagen der Kommunikation Überbetriebliche Netze Telefonnetz Datennetze ISDN ATM DSL Kommunikationsdienste Bürokommunikationsdienste Mobilkommunikationsdienste Mailbox-Dienste Datendienste 289

7 Inhaltsverzeichnis Internet Entstehung und Entwicklung Zugang zum Internet Internet-Dienste Adressierung im Internet Suchen im Internet Entwicklung und Bereitstellung von IT-Systemen Projektorganisation Projektdefinition Projektphasen Projektauslösung Vorstudie Projektantrag Projektmanagement Dokumentation Aufgabe der Dokumentation Ziele IT-Dokumentationen Anforderungen Werkzeuge Analyse Aufgaben und Ziele Erhebungs- und Beschreibungstechniken Analyse der Organisationsstruktur Analyse der IT-Struktur Schwachstellenanalyse Lasten- und Pflichtenheft Softwareentwicklung Aufgabe und Ziel Prinzipien Modellierungsansätze Vorgehensmodelle Wasserfall-Modell Simultaneous Engineering V-Modell Prototyping Extreme Programmierung Strukturierte Programmierung Vorgehensweise Problemanalyse Funktionsorientierter Entwurf Datenstrukturen Programmstrukturen Codierung und Test Nachteile konventioneller Dateiverarbeitungssysteme Datenbanken Architektur eines Datenbanksystems Datenbankmodelle Datenorientierter Entwurf Entity-Relationship-Modell (ERM) Normalisierung Umsetzung in ein DB-System Grundlagen der objektorientierten Programmierung Von der strukturierten zur objektorientierten Programmierung Objekte und Klassen Nachrichten und Kapselung Vererbung und Polymorphismus Objektorientierter Entwurf Vorteile der objektorientierten Programmierung Systemeinführung und -nutzung Einführungsmethoden Implementierung Systembetrieb Produktlebenszyklus Betreuen von IT-Systemen Inbetriebnehmen, Instandsetzen und Warten Die Computerwerkstatt Inbetriebnahme und Übergabe Erweitern und Instandsetzen von Computern Fehlersuche und Fehlerbeseitigung Service bei Computersystemen Überprüfung der elektrischen Sicherheit bei IT-Geräten Die Unfallverhütungsvorschrift BGV A Prüfung nach Instandsetzung oder Änderung und Wiederholungsprüfung Prüfgeräte Maßnahmen der Datensicherung Technische Sicherungsmaßnahmen Organisatorische Sicherungsmaßnahmen Programmtechnische Sicherungsmaßnahmen Rechtliche Bestimmungen des Datenschutzes Allgemeine Bestimmungen Rechtsgrundlagen der Datenverarbeitung Rechte der Betroffenen Datenschutzkontrolle Sicherheit im Internet Informationszugang versus Sicherheitsrisiko Sicherheitsrisiken Schutzmaßnahmen 441

8 8 Inhaltsverzeichnis 9.6 Urheberrecht Rechtsrelevante Problemfelder im IT-Bereich Problematik des Urheberrechts Schutzvoraussetzungen Urheberrechte Folgen bei Rechtsverletzungen Präsentieren von IT-Systemen Informationsbeschaffung und -verwertung Informationsmanagement Informationsquellen Informationsquelle Internet Informationsauswahl Arbeitsmethoden Teamarbeit Problemlösungsmethoden Visualisierung Medien für die Visualisierung Komponenten einer Visualisierung Gestaltung einer Visualisierung Die Präsentation Vorbereitung einer Präsentation Durchführung einer Präsentation Nachbereitung der Präsentation 473 Glossar 477 Stichwortverzeichnis 491

9 1 Der Betrieb und seine Organisationsstruktur 9 Einstiegssituation Die Wittekind GmbH stellt eine Vielzahl spezieller Produkte der Informations- und Telekommunikationstechnik (IT) her, die sie weltweit vertreibt. Um den gestiegenen Bedarf an Informatikern zu decken, hat die Wittekind GmbH auch in diesem Jahr wieder Auszubildende für die neuen IT-Berufe eingestellt. In den ersten Tagen ihrer Ausbildung wollen sich die Auszubildenden zunächst einen grundlegenden Überblick über die Grundfunktionen des Betriebs verschaffen. Nach der Auswertung der gesammelten Informationen haben die Auszubildenden das Ergebnis grafisch festgehalten. Arbeitsmarkt Arbeitskräfte Betrieb Beschaffungsmarkt Lieferanten Beschaffung Informationsfluss Leitung Güterfluss, Leistungen Produktion Lagerung Absatz Absatzmarkt Kunden Geldfluss Rechnungswesen Allg. Verwaltung Geld Kapitalmarkt Abb. 1.1 Der Betrieb im Marktgefüge Aus der Abbildung wird den Auszubildenden deutlich, dass ein Betrieb nur dann funktionieren kann, wenn er über eine gute Organisation verfügt. Aufgabe der Organisation ist es, einerseits das Geschehen in und zwischen den betrieblichen Teilbereichen zu steuern. Andererseits sind aber auch die Informations-, Güter- und Geldströme, die zwischen dem Betrieb und den beteiligten Märkten bestehen und sich wechselseitig beeinflussen, aufeinander abzustimmen und zu optimieren. Um die Zuständigkeiten und Arbeitsabläufe verbindlich festzulegen, müssen in jedem Betrieb zahlreiche Entscheidungen getroffen werden. Organisation ist ein System von Entscheidungen, die den Ablauf und die Zuständigkeit von Aufgaben dauerhaft regeln. Bereits bei ihrer Einweisung lernen die Auszubildenden einen Teil der betrieblichen Organisation kennen, als der Ausbilder ihnen beispielweise erläutert, welche Abteilungen und Teams für welche Aufgaben zuständig sind, welche Mitarbeiter bestimmte Befugnisse und Entscheidungskompetenzen besitzen und welche IT-Systeme und Software von den einzelnen Mitarbeitern genutzt werden können.

10 67 3 Geschäftsprozesse und betriebliche Organisation 3.1 Von der Funktionsorientierung zur Prozessorientierung Schwachstellen funktionsorientierter Abläufe Wie die Abb. 3.1 in Anlehnung an die Abb. 1.5 verdeutlicht, sind funktionsorientierte Abläufe durch eine arbeitsteilige Zergliederung in mehrere Teilfunktionen gekennzeichnet, an denen i. d. R. mehrere Organisationseinheiten oder Mitarbeiter eines Betriebs beteiligt sind. Organisationseinheit Geschäftsleitung Betrieb Lager Serviceabteilung Kunde Auftrag Teilfunktionen Auftragsannahme, Weiterleitung an die Serviceabteilung Vorgespräch mit dem Kunden Feststellung des Zeitbedarfs, des Materialaufwands, des Personalbedarfs Beratung Information Personaleinteilung Bereitstellung der Systemkomponenten Buchung der Lagerbewegung Ausfüllen Service- Formular Zeit Durchführung der Installation Weiterleitung der Installationsnachweise Installation Funktionsträger Herr Dr. Toltz Frau Leitner Herr Brück Abb. 3.1 Funktionsorientierter, mehrstufiger Ablauf Installation eines IT-Systems im Kundenauftrag Durch die Weiterleitung von Informationen oder von Belegen an die nächstfolgende Bearbeitungsstelle wird die Abwicklung eines Vorgangs mehrfach unterbrochen. Unterbrechungen im Arbeitsablauf können zu Fehlern oder zu unproduktiven Transport-, Leerlauf- und Liegezeiten führen, wenn Belege von den jeweiligen Mitarbeitern nicht unverzüglich weitergeleitet und bearbeitet werden. Die Folge sind unnötige Zeitverzögerungen. Häufig führt die jeweils betroffene Organisationseinheit oder Stelle eigene Dokumentationen oder baut ein eigenes Formularwesen auf, um die weitergegebenen Belege mit Bearbeitungshinweisen zu versehen. Dadurch entstehen zusätzliche Materialkosten und Zeitverluste.

11 Elektrotechnische Grundkenntnisse und Informationsverarbeitung Der elektrische Widerstand Auf den Sockeln zweier Glühlampen stehen die Angaben 4,5 V/0,2 A und 4,5 V/0,1 A. Das bedeutet: Wird die erstgenannte Lampe an die vorgegebene Spannung U = 4,5 V angeschlossen, fließt der Strom I = 0,2 A. Durch die andere Lampe fließt an derselben Spannung der Strom I = 0,1 A. Wie kommt es zu diesem Unterschied? Die freien Elektronen müssen beim Stromfluss zwischen den Atomen des Leitermaterials hindurchströmen. Abb verdeutlicht das. Dabei wirken die Atome wie Hindernisse, die den Elektronenstrom abbremsen. Es entstehen Reibungsverluste. Durch sie wird ein Teil der Ladungsenergie der Elektronen als Wärmeenergie freigesetzt. Die Behinderung des Elektronenstroms wird als elektrischer Widerstand R bezeichnet. Grundsätzlich gilt: Abb Widerstandswirkung eines Leiterwerkstoffs Je größer der elektrische Widerstand R ist, umso kleiner ist der Strom I. Die Einheit des elektrischen Widerstandes lautet Ohm (Ω). Widerstände als Bauelemente Als Widerstände (Abb. 4.11) bezeichnet man elektrische Bauelemente, die zur Anpassung gewünschter Ströme und Spannungen in elektrischen Schaltungen eingesetzt werden. Die Kennzeichnung der Widerstände erfolgt meist mit Farbringen. Man unterscheidet: Festwiderstände: Sie haben einen festen, nicht veränderbaren Widerstandswert. Potenziometer: Widerstände, deren Wert sich Abb Widerstände abhängig von einer Dreh- oder Schiebestellung einstellt. Temperaturabhängige Widerstände: Sie verändern ihren Widerstandswert abhängig vom Temperaturverlauf. Man unterscheidet Kaltleiter und Heißleiter. Kaltleiter (PTC) verringern ihren Widerstand mit sinkender Temperatur, Heißleiter (NTC) verringern ihren Widerstand mit steigender Temperatur. Weiterhin gibt es Widerstände, die ihren Wert abhängig von Licht, Druck, Spannung oder Magnetfeld verändern. Das ohmsche Gesetz Zwischen der Spannung, der Stromstärke und dem elektrischen Widerstand besteht ein gesetzmäßiger Zusammenhang, den man als ohmsches Gesetz bezeichnet. Dieser Zusammenhang lässt sich mit einer Messschaltung gemäß Abb untersuchen. Sie enthält eine veränderbare Spannungsquelle, einen veränderbaren Widerstand und zwei Messgeräte zur Messung von Spannung und Strom. Abb Messschaltung

12 122 Elektrotechnische Grundkenntnisse und Informationsverarbeitung Auf einen Blick Im Unterschied zu den bewegten Ladungen, die den elektrischen Strom bilden, handelt es sich bei elektrostatischen Ladungen um ruhende Ladungen. Für alle elektrischen Ladungen gilt: Um sie herum bestehen elektrische Felder. Diese üben auf elektrische Ladungen innerhalb der elektrischen Felder Kräfte aus. Die Ladungstrennungen erfolgen gewünscht in Kondensatoren, die in elektronischen Schaltungen als Energiespeicher wirken oder ungewünscht z. B. durch einen Menschen, der über einen nichtleitenden Teppich geht. Elektrostatische Aufladungen von Menschen oder Geräten können bis zu mehreren V betragen. Erheblich niedrigere Aufladungen genügen, um empfindliche elektronische Bauteile z. B. durch eine leichte Berührung mit einem Finger zu zerstören. Durch die Verwendung leitfähiger Materialien, z. B. leitfähiger Kunststoffböden, werden elektrische Ladungen abgeleitet und damit elektrostatische Aufladungen verhindert. 4.3 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Einstiegssituation Der Wunsch nach immer höheren Taktfrequenzen in der Computer-Welt hat zu immer kürzeren Schaltzeiten in digitalen Höchstgeschwindigkeitsschaltungen geführt. Verbunden damit ist, dass der Computer ein in immer höherem Maße strahlendes Gerät wird und somit andere Geräte stören kann. Das wiederum verstößt gegen das EMV-Gesetz, nach dem diese elektromagnetischen Störungen weitgehend unterbunden werden müssen. Was besagt das EMV-Gesetz? Wodurch werden Störungen verursacht und wie werden sie möglichst stark verringert oder sogar vermieden? Das EMV-Gesetz Von Elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV) spricht man dann, wenn ein störungsfreier Betrieb von elektrischen Geräten nebeneinander möglich ist. Um dies zu erreichen, müssen bestimmte Anforderungen an das aktive und passive Störverhalten von Geräten gestellt werden. Daher hat bereits 1989 die Europäische Union eine EMV-Richtlinie herausgegeben. Auf ihr beruht das deutsche EMV-Gesetz (EMVG). Es legt fest: Elektrische Geräte müssen gegen elektromagnetische Störungen geschützt sein und sie dürfen selbst keine Störungen hervorrufen.

13 Einfache IT-Systeme 195 Auf einen Blick Die heute am häufigsten eingesetzten Computer sind Mikrocomputer. Sie werden in industriellen Anwendungen, als PC am Arbeitsplatz oder im privaten Bereich zu Hause genutzt. Ein PC besitzt als Grundausstattung eine Hauptplatine mit Schnittstellen für den Anschluss peripherer Geräte. Wichtige Funktionseinheiten der Hauptplatine sind CPU, Chipsatz, Arbeitsspeicher, Flash-EEPROM, Schnittstellen und Busslots. Die Arbeitsgeschwindigkeit eines Computers hängt wesentlich von der Taktfrequenz ab, mit der der Prozessor und die Funktionseinheiten gesteuert werden. Multicore-Prozessoren sind Prozessoren mit mehreren Kernen (Kern: Core). Üblich sind Prozessoren mit zwei oder vier Kernen, die als Dual-Core-Prozessoren bzw. Quad-Core-Prozessoren bezeichnet werden. Der Arbeitsspeicher, auch Haupt- oder Zentralspeicher genannt, dient zum Abspeichern und Lesen von Zwischenergebnissen. Als Speicher-Bausteine werden DRAM (dynamische RAM) verwendet. Speicherzugriffe dauern länger als beim SRAM. Im Cache-Speicher sind die Daten gespeichert, die von der CPU häufig angefordert werden. Um kurze Zugriffszeiten zu erlangen, werden SSRAM (synchronisierte statische RAM) verwendet. Prozessoren können bis zu drei Cache-Speicher besitzen (L1-, L2- und L3-Cache). Der PCI-Bus und dessen Weiterentwicklung PCI Express (PCIe) sind Standardbusse für PC. Der PCI arbeitet parallel (64 Leitungen), der PCIe seriell. Soundkarten werden z. B. an den PCI x 1-Bus angeschlossen, PCIe-Grafikkarten, kurz PEG genannt, an den PCIe x 16-Bus. Zum Anschluss von Peripheriegeräten sind Schnittstellen erforderlich. Interne Schnittstellen dienen z. B. zum Anschluss von Festplatten- und CD-ROM-Laufwerken, externe z. B. zum Anschluss von Tastatur, Maus und Drucker. Die SATA-Schnittstelle ist die Standardschnittstelle für Festplatten, CD-ROM, CD-Brenner, DVD usw. An einen SATA-Controller können maximal vier Laufwerke angeschlossen werden. Die parallelen Schnittstellen IDE und EIDE werden in Abgrenzung an die serielle Schnittstelle SATA als PATA (parallele ATA) bezeichnet. Für den Anschluss externer Geräte, wie z. B. einer externen Festplatte, dient die esata-schnittstelle. Tastatur und Maus werden an die PS/2-Schnittstellen oder die USB-Schnittstelle angeschlossen. Der Drucker wird an die USB-Schnittstelle angeschlossen, in älteren Ausführungen an die parallele Schnittstelle. Bei Verwendung einer USB-Schnittstelle (Universal Serial Bus) können bis zu 127 Peripheriegeräte, wie z. B. Tastatur, Maus, Bildschirm, Drucker usw., an den PC angeschlossen und verwaltet werden. Bluetooth und IrDA (Infrarotschnittstelle) sind Schnittstellen zur Übertragung per Funk. Bluetooth bildet einen Standard für den Aufbau und Betrieb drahtloser Netzwerke zur Übertragung von Daten und Sprache. IrDA ist eine Schnittstelle zur drahtlosen Datenkommunikation mit anderen Computern oder mit Peripheriegeräten wie Maus, Tastatur, Mobiltelefonen, Organizern usw. Beim Booten wird zunächst nach dem Einschalten des Computers ein Selbsttest durchgeführt. Anschließend werden die Laufwerke auf ein Betriebssystem hin untersucht. Dann werden die Betriebssystemdateien gelesen und in den Zentralspeicher geschrieben.

14 228 Einfache IT-Systeme Software-Tools sind Softwarewerkzeuge, mit denen man persönliche arbeitsplatzbezogene Problemlösungen entwickeln kann, wie z. B. das Be- und Verarbeiten von Texten, das Erstellen von Tabellen und Grafiken oder das Erstellen und Verwalten von Dateien bzw. Datenbanken. Integrierte Softwarepakete enthalten einige Software-Tools für verschiedene Aufgabengebiete mit einer meist einheitlichen Benutzeroberfläche. Funktionssoftware umfasst Programme für verschiedene Funktionsbereiche von Betrieben, wie z. B. Finanzbuchhaltung oder Lagerverwaltung, die unverändert in verschiedenen Branchen eingesetzt werden können. 5.4 Ergonomie und Umweltverträglichkeit Ergonomie des Arbeitsplatzes Unter einem ergonomischen PC-Arbeitsplatz (Abb. 5.51) versteht man einen Arbeitsplatz, an dem die Benutzung des Arbeitsgeräts keine Gefährdung für die Arbeitnehmer mit sich bringt. Das heißt: Ein ergonomischer Arbeitsplatz ist ein an die Fähigkeiten und Bedürfnisse des Menschen angepasster Arbeitsplatz. Auf einen Bildschirmarbeitsplatz bezogen bedeutet das, dass nicht nur der Bildschirm angepasst sein muss, sondern auch der Arbeitstisch und der Arbeitsstuhl. Welche Anforderungen müssen sie erfüllen? Der Arbeitstisch muss eine reflexionsarme Oberfläche besitzen und so groß sein, dass eine flexible Anordnung von Bildschirm, Tastatur, Schreibgut und weiteren Arbeitsmitteln möglich ist. Abb Ergonomischer PC-Arbeitsplatz Körpergröße Tischhöhe 159 cm 171 cm 175 cm 187 cm 65 cm 71 cm 73 cm 79 cm Ideal sind in der Höhe von 65 cm bis 79 cm verstellbare Tische, damit die Arbeitshöhe der Sitzhöhe bzw. der Körpergröße angepasst werden kann. Die nebenstehende Tabelle zeigt einige typische Werte. Die Höhe nicht verstellbarer Tische muss 72 cm betragen. Der Arbeitsstuhl kann die Ursache für eine falsche Sitzhaltung sein und zu Rückenschmerzen, verspannten Muskeln und Ermüdungserscheinungen führen. Eine stark nach vorne gebeugte Sitzhaltung kann Schäden an der Wirbelsäule und den Bandscheiben verursachen. Optimal ist eine Sitzhöhe, bei der die Ober- und Unterschenkel etwa einen 90 -Winkel bilden und die Fußsohlen ganzflächig auf dem Boden oder einer Fußstütze aufgestellt werden können. Deshalb muss bei Arbeitsstühlen die Sitzhöhe verstellbar sein. Damit die Durchblutung der Oberschenkel durch die Vorderkante des Stuhls nicht gestört wird, muss die Sitzfläche waagerecht oder leicht nach vorne geneigt sein.

15 274 Vernetzte IT-Systeme Aufgaben 1. Beschreiben Sie mögliche Wechselwirkungen zwischen betrieblicher Organisation und vernetzten IT-Systemen anhand folgender Sachverhalte. Organisationstruktur Vernetzte IT-Systeme Umstellung der Arbeitsabläufe auf Geschäftsprozesse Einführung eines Intranets Auslagerung von Funktionsbereichen (selektives Oursourcing) Umstellung der Client-Server-Systeme von Fat-Client auf Thin-Client 2. Sie sollen in einer halben Stunde zu einem Kunden fahren, mit dem ein Vorgespräch über ein anstehendes Vernetzungsprojekt zu führen ist. a) Erstellen Sie ein Mind-Map zur Visualisierung und Systematisierung der wichtigsten Punkte, die mit dem Kunden angesprochen werden sollen. Denken Sie an eine sinnvolle Strukturierung der Punkte in Haupt- und Nebenzweige. b) Formulieren Sie sechs konkrete Fragen an den Kunden. Begründen Sie dabei die Bedeutung der Antwort für die Planung und Organisation der anstehenden Vernetzung. c) Simulieren Sie mit Teilnehmern Ihrer Lerngruppe ein Gespräch zwischen Mitarbeitern des Systemhauses und Vertretern auf der Kundenseite. Führen Sie ein Gesprächsprotokoll und analysieren Sie anschließend das Gespräch und die hieraus gewonnenen Informationen. d) Versuchen Sie, auf der Grundlage der im Vorgespräch vorgelegten Gebäudeskizze für den Kunden einen Vernetzungsplan zu erstellen. Folgende Vorgaben sind dabei zu berücksichtigen: Alle Workstations und Drucker sind in das LAN einzubeziehen. Für den Testraum und den Schulungsraum soll ein Funknetz (WLAN) installiert werden. Die anderen verkabelten Netzsegmente werden über entsprechende Verteiler (Switches) verbunden, wobei Auswahl und Anordnung der Switches vorzuschlagen sind. Bei der Anordnung ist auf die Kriterien Lastverteilung und Datendurchsatz zu achten. Führen Sie eine Checkliste über noch offene, zu klärenden Fragen.

16 284 Öffentliche Netze und Dienste Für die Nutzung von DSL kann der Anwender zwischen verschiedenen Tarifen wählen, z. B. Zeittarife, Volumentarife, kombinierte Tarife oder zum Festpreis über eine Flatrate (z. B. DSL mit 16 Mbit/s im Download und bis zu 1024 Kbit/s im Upload). Auf einen Blick Kommunikation ist der Austausch von Informationen. Man unterscheidet nach der Art der Kommunikation zwischen Sprach-, Text-, Bild- und Datenkommunikation. Für jede Kommunikationsart sind verschiedene Endgeräte verfügbar, wobei einzelne Endgeräte auch mehrere Kommunikationsarten erlauben. Ist mindestens ein Kommunikationspartner ein Computer, liegt Datenkommunikation vor. Die über ein lokales Netzwerk (LAN) hinausgehende Datenübertragung innerhalb eines WAN (Wide Area Network = Weitverkehrsnetz) oder GAN (Global Area Network = globales Netzwerk) erfolgt über die Netze und Dienste von Telekommunikations-Netzbetreibern. Als Übertragungsmedien verwenden die Netzbetreiber Kabelverbindungen, Richtfunk oder Satellitenfunk. Datenübertragungen können über das analoge Telefonnetz, über die Datennetze im dienstintegrierenden digitalen Telekommunikationsnetz (ISDN) und im Breitband-ISDN (B-ISDN) erfolgen. Datex-P ist eine aus dem Begriff Data exchange abgeleitete Bezeichnung für den Dienst der Deutschen Telekom, weltweit große Datenmengen auf Basis der Paketvermittlungstechnik zu übertragen. ISDN (Integrated Service Digital Network) ist ein Digitalnetz der Deutschen Telekom AG, welches auch für diese Netzanbieter zur Verfügung steht. Wichtigstes Merkmal von ISDN ist die gleichzeitige Nutzungsmöglichkeit für alle Formen der Telekommunikation (Telefonieren, Datenübertragung, Telefax, usw.) bei ausschließlicher digitaler Übertragung mit bis zu 64 Kbit/s (bei Kanalbündelung 128 Kbit/s). ATM (Asynchronous Transfer Modus) steht für eine zukunftsweisende Übertragungs- und Vermittlungstechnik, mit der bereits bestehende ISDN-Schmalbandanwendungen (Fax, Daten, Digitaltelefon) in das B-ISDN (B = Breitband) überführt und zusätzlich typische Breitbandanwendungen im Multimediabereich (Audio, Video, Bildkommunikation usw.) integriert werden. ATM ermöglicht Übertragungsraten bis zu 622 Mbit/s. DSL (Digital Subcriber Line) ist eine digitale Übertragungstechnik, die unter Ausnutzug höherer Frequenzbereiche auf bereits vorhandenen Kupferdoppeladern des Telefonnetzes hohe Übertragungsraten für typische Breitbandanwendungen (Audio, Video, Animation, Multimedia) bietet. Über den Splitter ist eine parallele Nutzung von ISDN und DSL mit den entsprechenden Endgeräten möglich. Es gibt zahlreiche DSL-Varianten, die sich im Wesentlichen in den Übertragungsraten unterscheiden. Wichtige Maßeinheiten Kbit Maßeinheiten für die Informationsmenge und Speicherkapazität (Kilobit) Kbps Maßeinheit für die Datenübertragungsrate (Kilobit per second) 1 Kbit = 1024 bit 1 Kbit/s = 1024 bps 1 Mbit = 1024 Kbit = bit 1 Mbit/s = 1024 Kbps = bps 1 Gbit = 1024 Mbit = Kbit 1 Gbit/s = 1024 Mbps = Kbps

17 332 Entwicklung und Bereitstellung von IT-Systemen IT-Dokumentationen Bestimmte Dokumentationen können von verschiedenen Personen und Unternehmen sowohl erstellt als auch genutzt werden. Ebenso können bestimmte Personen und Unternehmen für unterschiedliche Zwecke verschiedenartige Dokumentationen erstellen oder nutzen. Folgende Abbildung veranschaulicht beispielhaft eine mögliche Dokumentationsvernetzung aus unterschiedlichen Blickwinkeln des IT-Bereichs. Software-Hersteller erstellt wird genutzt von System-Handbuch IT-Systemhaus Programmierer DV-Berater Projektgruppe Projektleiter erstellt Programmdokumentation Benutzerhandbuch Projektdokumentation wird genutzt von Anwender IT-Leiter Abb Erstellung und Nutzung von IT-Dokumentationen für unterschiedliche Zwecke Anforderungen Da IT-Dokumentationen unterschiedlichen Zielgruppen für verschiedenartige Aufgaben dienen können, lassen sich nur schwer alle Anforderungen erfüllen, die an eine Dokumentation gestellt werden. Wichtige Anforderungen sind in folgender Tabelle zusammengefasst: Anforderungen Erläuterung Aktualität Dokumentationen sollten stets auf dem neuesten Stand sein. Aufbau und Struktur der Dokumentation sollten eine schnelle Anpassung auf Veränderungen ermöglichen. Vollständigkeit Unter Berücksichtigung der Zielgruppen sind alle wichtigen Aspekte zu erfassen. Die Dokumentation darf keine Lücken oder Brüche aufweisen. Übersichtlichkeit Dokumentationen sollten übersichtlich und gut gegliedert sein. Die Komplexität ist auf das notwendige Maß zu beschränken. Grafische Darstellungen können die Übersichtlichkeit erhöhen. Verständlichkeit Unter Berücksichtigung der jeweiligen Zielgruppe muss die Dokumentation verständlich und nachvollziehbar sein. Allgemeingültige Darstellungen und Begriffe sind zu benutzen. Fehlerfreiheit Dokumentationen sollten keine Fehler enthalten.

18 388 Entwicklung und Bereitstellung von IT-Systemen Objekte und Klassen Objekt Objekte sind Gegenstände der realen Welt, z. B. Häuser, Autos, Bücher, Tische und natürlich auch Computersysteme. Im IT-Bereich ist nicht nur der Computer ein Objekt, sondern auch einzelne Bestandteile des Systems. Betrachtet man ein Softwaresystem und in diesem Zusammenhang die heute üblichen objektorientierten Benutzeroberflächen (Graphical User Interface), so ist beispielsweise ein Fenster (Window) ein Objekt. Abb Fenster als Objekt Für Objekte sind folgende Merkmale kennzeichnend: 1. Merkmal Das Objekt hat eine Bezeichnung. 2. Merkmal Ein Objekt besitzt bestimmte Attribute, also Daten, die das Objekt und seinen Zustand beschreiben. Die Position des Rahmens in der Benutzeroberfläche, der Titel, die Vorder- und Hintergrundfarbe sind typische Attribute (Datenelemente) des Fensters. 3. Merkmal Ein Objekt ist ein Gegenstand, mit dem man bestimmte Dinge tun kann. Für Häuser werden Abgabenbescheide erstellt, Autos werden gefahren, Bücher gelesen usw. Es wird deutlich, dass man bestimmten Gegenständen auch ganz bestimmte Aktionen oder Operationen direkt zuordnen kann. Bezogen auf die oben angesprochene Benutzeroberfläche kann der Anwender über eine Aktivierung (z. B. Mausklick) ganz bestimmte Aktionen oder Operationen auslösen. Typische Operationen sind Vor- und Zurückblättern von Datensätzen, Speichern, Drucken oder Anzeigen. Die Funktionen bzw. Operationen, die ein Objekt ausführen kann, werden als Methoden bezeichnet. Die Methoden repräsentieren das Verhalten der Objekte. Objekte führen Methoden aufgrund von Nachrichten aus. Eine Nachricht enthält eine bestimmte Information an ein Objekt, welche Operation ausgeführt werden soll. Eine Nachricht kann beispielsweise über einen Mausklick auf einen bestimmten Button aktiviert werden.

19 420 Betreuen von IT-Systemen Die Erweiterung eines Computers, z. B. durch ein zusätzliches DVD-Laufwerk, entspricht einer Inbetriebnahme dieses Laufwerks. Die Vorgehensweise ist i. d. R. in der zugehörigen Inbetriebnahmeanleitung beschrieben. Bei der Fehlersuche ist eine überlegte und strukturierte Vorgehensweise wichtig. Dazu gehören u. a. die Zuordnung und Eingrenzung des Fehlers. Dieser kann z. B. durch die Grundfunktionen des Systems, die Konfiguration des Betriebssystems oder ein Anwenderprogramm verursacht werden. Das Ziel der Wartung von IT-Anlagen ist, dass diese sich in einem optimalen technischen Zustand befinden und somit langfristig störungsfrei betrieben werden können. Dazu ist eine regelmäßige Vorsorge und Überprüfung erforderlich. 9.2 Überprüfung der elektrischen Sicherheit bei IT-Geräten Einstiegssituation Ein IT-Fachmann hat bei einem PC das defekte Netzteil ersetzt. Nach den geltenden Vorschriften muss vor der Wiederbenutzung des Computers eine sicherheitstechnische Prüfung erfolgen. Maßgebend für die Durchführung dieser Prüfungen sind die Vorschriften für elektrische Geräte BGV A3 und DIN VDE Für medizinische Geräte gelten besondere Bestimmungen. Was sagen die Vorschriften für elektrische Geräte aus? Was muss geprüft werden, wie müssen die Prüfungen durchgeführt werden? Die Unfallverhütungsvorschrift BGV A3 Die Berufsgenossenschaften sind Träger der Versicherungen gegen Betriebsunfälle. Zur Vermeidung solcher Unfälle geben die Genossenschaften Unfallverhütungsvorschriften (UVV) heraus. Die für den Bereich elektrische Anlagen und Betriebsmittel herausgegebene Unfallverhütungsvorschrift heißt BGV A3. Die wesentliche Aussage ist: Der Unternehmer muss dafür sorgen, dass elektrische Anlagen und Betriebsmittel auf ihren ordnungsgemäßen Zustand geprüft werden, und zwar vor der ersten Inbetriebnahme und nach jeder Änderung oder Instandsetzung vor der Wiederinbetriebnahme durch eine Elektrofachkraft oder unter Leitung und Aufsicht einer Elektrofachkraft und in bestimmten Zeitabständen (Wiederholungsprüfung), die so zu bemessen sind, dass entstehende Mängel, mit denen gerechnet werden muss, rechtzeitig festgestellt werden. Hinsichtlich der Zeitabstände bei Wiederholungsprüfungen und der prüfenden Personen gilt entsprechend Tab. 9.1: