Einführung in die Programmierung Aufbaustudium Inf/WI Java

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1 Einführung in die Programmierung Aufbaustudium Inf/WI Java Wintersemester 1999/2000 Einführung in die Programmierung (AIW) 1.1

2 Organisatorisches Organisatorisches Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag U1 (01.155) U2 (01.155) U1 (01.155) Vorl (H5) U2 (01.155) Vorl (H4) Vorlesung: immer donnerstags, teilweise mittwochs Übung: immer montags, teilweise mittwochs 2 Gruppen Anmeldung zu den Übungen über Rechner im Rm im Informatikhochhaus Schein: Klausur am Semesterende (Donnerstag, 24. Februar 2000) Aushänge: Schwarzes Brett des IMMD II (Lehrstuhl für Programmiersprachen) im EG und im 5. Stock des blauen Hochhauses Fragen: Mark Minas, Rm , Mark.Minas@informatik Roman Hodek, Rm , Roman.Hodek@informatik Übungsleiter Einführung in die Programmierung (AIW) 1.2

3 Anmeldeprogramm Wie bekommt man die Rechenerlaubnis? bis spätestens Freitag (besser früher!!) zu einem beliebigen Rechner im Rechnerraum (1. Stock des Informatikhochhauses) Einloggen mit Benutzernamen aiwan Es ist kein Paßwort erforderlich Das Anmeldeprogramm erfragt den Nach- und Vornamen, das Geburtsdatum, den Studiengang, das gewünschte Paßwort und die Übung, an der man teilnehmen möchte Regeln für ein gutes Paßwort: 7 oder 8 Zeichen es müssen 3 der 4 Zeichenklassen (Großbuchstaben, Kleinbuchstaben, Ziffern und Sonderzeichen) abgedeckt sein. die Modifikationen dürfen nicht am Wortanfang oder -ende stehen (z.b. anton1! ist ungenügend) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.3

4 Anmeldeprogramm Der Login-Name ist (sollte :-) der auf dem Studentenausweis angegebene sein (i.allg. erster und letzter Buchstabe des Vornamens und die ersten 6 Zeichen des Nachnamens) Zu Beginn der Übung am Montag steht das Login zur Verfügung Einführung in die Programmierung (AIW) 1.4

5 Vorlesungsübersicht Vorlesungsübersicht Mi, Do, Mi, Do, Do, Mi, Do, Do, Do, Do, Do, Do, Mi, Do, Do, Do, Do, Do, CIP-Pool, Unix, Emacs, Internet, Netscape, Java-Grundidee, Applikationen, Applets, JDK OO I: Objekt, Zustand, Methoden, Klassen, Instantiierung Statements, Variablen, Datentypen, Ausdrücke Methoden II, Polymorphie, Konstrktoren, Garbage collection OO II: Klassenhierarchie, abstrakte Klassen/Methoden Packages, Modifikatoren, Inner Classes Applets: Sandbox, Zustände, Methoden Graphik, Font, Color Animationen: Threads, Images, Sounds AWT (Klassen, Events, Listeners, Windows) AWT (Fortsetzung) Swing I/O Collections Datenstrukturen: Stack, Queue, Bäume Algorithmen: Suchen, Sortieren, rekursive Lösungsalgorithmen Do, Scheinprüfung Einführung in die Programmierung (AIW) 1.5

6 Vorlesungsübersicht Literatur: Lemay/Perkins: Teach yourself Java in 21 Days, sams-net The Java Tutorial: im WWW über die Homepage der Veranstaltung erreichbar Web: Folien: Beispiele: Übungen: IMMD-II/Lehre/WS99_00/AIWProg/ /local/i2pub/aiwprog/vorlesungen /local/i2pub/aiwprog/beispiele /local/i2pub/aiwprog/uebungen Lösungen: /local/i2pub/aiwprog/musterloesungen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.6

7 Grundlagen Einloggen Universalrechner Betriebssystem Geschichte der Betriebssysteme UNIX Dateisystem Dateiarten Kommandoeingabe Zugriffskontrolle Ein-/Ausgabeumlenkung Einfache Prozeßsteuerung Drucker X-Windows Emacs Internet Internet-Historie Protokollschichten WWW Electronic Mail Einführung in die Programmierung (AIW) 1.7

8 Einloggen Anmeldung (Einloggen) Identifizierung des Benutzers gegenüber dem System Graphisches Login: Login-Name Paßwort Window-Manager (XWindows, kde, failsafe) Das Paßwort kann jederzeit mit dem Kommando passwd in einer Kommando-Shell geändert werden. Es gibt (fast) keine Möglichkeit, das Paßwort eines Benutzers zu dekodieren ) Nicht vergessen!! Am Schluß der Sitzung: Ausloggen nicht vergessen!!! Rechner nicht ausschalten!!! Einführung in die Programmierung (AIW) 1.8

9 Einloggen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.9

10 Universalrechner Klassischer Universalrechner Burks, Goldstine und von Neumann (Princeton 1946/47) Hauptspeicher Rechenwerk Leitwerk E/A-Werk Peripherie Terminals, Festplatten, Drucker,... Rechenwerk: Rechenoperationen und logische Verknüpfungen Hauptspeicher: Programm und Daten Leitwerk: E/A-Werk: steuert Programmablauf Ein-/Ausgabe von Daten und Programmen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.10

11 Betriebssystem Betriebssystem Aufgabe: Definiert die Benutzerschnittstelle des Rechners Bereitstellung von Hilfsmitteln zur Bearbeitung von Benutzerprogrammen ) Mehrprogrammbetrieb Vernachlässigung der genauen Kenntnis der HW-Eigenschaften und spezieller System-SW-Komponenten ) HW- und Geräteunabhängigkeit Koordination und Zuteilung der Betriebsmittel Funktionen: Unterbrechungsverarbeitung (interrupt handling) Prozessorzuteilung (dispatching) Betriebsmittelverwaltung (resource management) Programmallokation (program allocation) Dateiverwaltung (file management) Auftragssteuerung (job control) Zuverlässigkeit (reliability) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.11

12 Betriebssystem Betriebsmittel: Prozessor Speicher Ein-/Ausgabegeräte Daten Schnittstellen zu: Operateur Programmierer Administratoren Programme Hardware Benutzer Einführung in die Programmierung (AIW) 1.12

13 Betriebssystem Aufbau M4 Auftragssteuerung M3 Programmallokation Datenverwaltung M2 Betriebsmittelverwaltung M1 Betriebssystemkern Realer Prozessor M0 Einführung in die Programmierung (AIW) 1.13

14 Geschichte der Betriebssysteme Geschichte der Betriebssysteme 0. Generation (1940er) kein Betriebssystem 1. Generation (1950er) Stapelbetrieb (batch processing) sequentielle Bearbeitung kein Eingriff in laufende Programme zu jedem Zeitpunkt: 1 Programm, 1 Benutzer 2. Generation (1950er) Mehrprogrammbetrieb (multiprogramming) Mehrprozessorbetrieb (multiprocessing) Geräteunabhängigkeit (device independence) Zeitscheibenbetrieb (timesharing) ) Dialogbetrieb: konkurrierende Abarbeitung Eingriff in laufende Programme zu jedem Zeitpunkt: n Programme, m Benutzer Einführung in die Programmierung (AIW) 1.14

15 Geschichte der Betriebssysteme Realzeitbetrieb (real-time mode) konkurrierende Abarbeitung prioritätsgesteuert Einhaltung von Reaktionszeiten 3. Generation (Mitte 1960er Mitte 1970er) IBM System/360, OS/360 ) Allzweckbetriebssysteme mehrere Betriebsarten gleichzeitig UNIX 4. Generation (Mitte 1970er heute) Netzwerke verteilte Systeme Datenbanksysteme PCs Einführung in die Programmierung (AIW) 1.15

16 UNIX UNIX Geschichte 1969 Bell Telephone Laboratories 1973 erstes Betriebssystem, das in einer höheren Programmiersprache geschrieben ist. 1970er und 1980er: drei Hauptlinien entstehen: Bell Laboratories BSD (University of California at Berkeley) System V (ATT) Unterschied zu anderen Betriebssystemen: Rechner läuft ständig Multiuser/Multitasking-Betriebssystem ) Benutzer muß sich gegenüber dem System ausweisen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.16

17 UNIX Multiuser-System mehrere Benutzer (user) arbeiten gleichzeitig am Rechner. jeder Benutzer hat Zugriff auf seine Daten. jeder Benutzer hat die Illusion, er habe die Maschine für sich allein. jeder Benutzer kann seine Daten vor anderen schützen und sie ausgewählten Personen zur Verfügung stellen. jeder Benutzer findet seine Umgebung später wieder so vor, wie er sie verlassen hat. ) setzt eine eindeutige Benutzeridentifikation voraus: öffentlicher Login-Name, geheimes Paßwort Multitasking mehrere Programme laufen quasi-gleichzeitig. UNIX: preemptives Multitasking (Zeitscheibenverfahren) ) Rechner nicht ausschalten!!! Einführung in die Programmierung (AIW) 1.17

18 Dateisystem Dateisystem Datei (engl. file) = Folge von Bytes Interpretation des Bytestromes ist weitgehend Aufgabe der verarbeitenden Programme. Dateibegriff ist weiter gefaßt als in anderen Betriebssystems (! Mittel zur Geräteunabhängigkeit). jede Datei besitzt einen Namen: nicht-leere Folge von beliebigen Zeichen (außer / ) Unterschiede zu MS-DOS: praktisch beliebig lange Namen beliebig viele Punkte an beliebiger Stelle Trotzdem Konvention: Klassifizierung der Datei mittels Suffix z.b.: Vorlesung.tex Folien.ps.gz Photo.jpeg Einführung in die Programmierung (AIW) 1.18

19 Dateiarten Dateiarten 6 Arten von Dateien einfache Dateien mit Daten von Benutzern (regular files) Verzeichnisse (Directories), die Listen von Dateiidentifikationen enthalten Verweise auf Dateien (symbolic links) Gerätedateien, die die Hardware repräsentieren (special device files) Kommunikationsdateien (named pipes oder FIFO files) Kommunikationsanschlüsse für die Kommunikation zwischen Prozessen (sockets) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.19

20 Dateiarten Einfache Dateien enthalten einfache Daten (z.b. Programme, Texte, Bilder, Datenbanken,...) UNIX interpretiert den Inhalt einer Datei nicht; die richtige Verwendung der Datei ist Aufgabe des Benutzers. ) Suffix kann hilfreich sein ) Kommando file [myles] [~]> file * unix.gif: GIF file, v87 unix.ps: PostScript document vorl01.pdf: Adobe Portable Document Format (PDF) v1.2 vorl01.ps: PostScript document Einführung in die Programmierung (AIW) 1.20

21 Dateiarten Verzeichnisse Verzeichnis = Ordner, der beliebige und beliebig viele Dateien enthalten kann Strukturierungsmittel zur hierarchischen Strukturierung der Menge aller Dateien Darstellung als Baum: / unix bin dev home lib tmp usr cat ls herbert anton fritz tabellen briefe bin kunden laender finanzamt maria1 hexzahl add Operationen auf Verzeichnissen nur indirekt durch Anlegen, Löschen etc. von Dateien in Verzeichnissen Es gibt genau einen Verzeichnisbaum (im Gegensatz zu MS-DOS etc.) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.21

22 Dateiarten Identifikation von Dateien in Verzeichnissen Dateinamen sind nur innerhalb eines Verzeichnisses eindeutig eindeutige Identifikation nur durch den Pfadnamen: absolut: von der Wurzel aus z.b.: /home/herbert/tabellen/laender relativ: von einem ausgezeichneten Verzeichnis (working directory) aus z.b.:../../bin/cat vom Directory herbert besondere Dateinamen:..: Vaterverzeichnis.: eigenes Verzeichnis Einführung in die Programmierung (AIW) 1.22

23 Dateiarten Verweise zusätzliche Verzeichniseinträge in Directories (hard links) für Dateien ) mehrere Namen/Pfade für eine Datei ) Vorsicht! keine eigene Dateiart Verweise (symbolic links) enthalten den Pfadnamen einer Datei: viele Operationen auf Verweisen werden auf die Zieldatei angewandt Referenz bleibt sichtbar (im Gegensatz zu hard links) Gefahr der hängenden Referenz Einführung in die Programmierung (AIW) 1.23

24 Kommandoeingabe Kommandoeingabe Kommandozeileninterpreter (Shell) interpretiert (textuelle) Kommandos durch den Benutzer Shell wird beim Öffnen eines Terminal-Fensters gestartet fordert den Benutzer am Prompt zur Eingabe auf interpretiert das eingegebene Kommando, sobald die Return -Taste gedrückt wird. Typischer Aufbau eines Kommandos: ls -l /usr/bin Kommandoname Optionen Parameter Der Kommandoname ist der Name des auszuführenden Programms: Standardprogramm ) einfacher Programmname genügt; das System sucht unter Standard-Directories i.allg. wird ein Pfad angegeben z.b.:../bin/hexzahl 4711 Die Optionen und Parameter werden an das laufende Programm übergeben. Typische Kommandos: ls, cd, mv, cp, rm, mkdir, rmdir, ln, cat, more, wc, man Einführung in die Programmierung (AIW) 1.24

25 Directories (Fortsetzung) Directories (Fortsetzung) Directory-Hierarchie / unix bin dev home lib tmp usr cat ls herbert anton fritz tabellen briefe bin kunden laender finanzamt maria1 hexzahl add Identifikation der Dateien (auch Directories!) durch Pfade (relativ vs. absolut) Eine Shell befindet sich jederzeit in einem Arbeitsverzeichnis cd <Pfad> ändert das Arbeitsverzeichnis. pwd gibt das Arbeitsverzeichnis aus. Jeder Benutzer besitzt ein Home-Directory. Pfad-Kurzschreibweise: ~ z.b. für herbert gilt: ~ /home/herbert spezielle Verzeichnisnamen:. und.. z.b. cd.. cp /tmp/dat. Einführung in die Programmierung (AIW) 1.25

26 Zugriffskontrolle Zugriffskontrolle Zugriffskontrolle: Schutz der Daten vor ungewünschtem fremden Zugriff In Unix erfolgt die Zugriffskontrolle für jede Datei mittels zweier orthogonaler Konzepte: Zugriffsrechte: lesen (r), schreiben (w), ausführen (x) Klassifizierung der Benutzer: Eigentümer (u), Gruppe (g), Andere (o) Eigentümer: durch die Anmeldeprozedur (Einloggen) identifiziert Gruppe: Zusammenfassen mehrerer Benutzer unter einer benannten Gruppe durch den Systemadministrator z.b.: inf2, inf4 Jeder Benutzer kann Mitglied mehrerer Gruppen sein ) jede Datei besitzt Informationen über: Eigentümer Gruppe und für jede der drei Kategorien eine beliebige Kombination der Zugriffsrechte Kommandos: Anzeigen: ls -l Ändern: chmod xxx <file> total 212 -rw-r--r-- 1 minas i2staff Sep 24 08:50 emacs.gif drwxr-xr-x 14 minas i2staff 1536 Sep 23 15:14 old -rw-r--r-- 1 minas i2staff Sep 23 16:01 screen.gif -rwxr-xr-x 1 minas i2staff 2330 Sep 30 16:13 show Einführung in die Programmierung (AIW) 1.26

27 Wichtige Kommandos Wichtige Kommandos Shellkommandos: ls [Pfad] ls -l [Pfad] ls -a, ls -al cp <Quelle> <Ziel> " und # : Zurück/Vorblättern der letzten Kommandos!! letztes Kommando!n Kommando mit Nummer n listet Namen aller Dateien im Directory Pfad erzeugt eine lange Liste: pro Datei eine Zeile mit Name, Eigentümer, Gruppe, Zugriffsrechten, Änderungsdatum/-zeit listet auch versteckte Dateien <Quelle> muß einfache Datei oder Link bezeichnen kopiert Datei mit Pfad <Quelle> in eine Datei mit Pfad <Ziel> mv <Quelle><Ziel> wenn <Ziel> ein Directory bezeichnet, wird eine Kopie mit demselben Namen unter diesem Directory angelegt wie cp, nur daß die Datei verschoben, d.h. keine Kopie angelegt wird <Quelle> kann auch ein Directory bezeichnen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.27

28 Wildcards Wildcards Wildcards werden verwendet, um ganze Mengen von Dateien zu bezeichnen. *: bezeichnet jede (auch leere) Folge beliebiger Zeichen (. ist auch erlaubt!!)?: bezeichnet ein beliebiges Zeichen z.b.: mv * /tmp verschiebt alle Dateien im Arbeitsdirectory in das Directory /tmp mv ~/*.tex ~/lib verschiebt alle Dateien im Home-Directory mit Suffix.tex in das Directory lib im Home-Directory. ls??? Listet alle Dateien im Arbeitsdirectory auf, deren Namen aus genau 3 Zeichen bestehen. Einführung in die Programmierung (AIW) 1.28

29 Ein-/Ausgabeumlenkung Ein-/Ausgabeumlenkung Unix kennt 3 Standard-E/A-Ströme: stdin, stdout, stderr Normalerweise ist stdin mit der Tastatur und stdout sowie stderr mit dem Bildschirm (bzw. dem Fenster) verknüpft stdin stdout stderr Programm E/A-Umlenkung: Umlenkung von stdin, stdout, stderr in Dateien bzw. andere Programme ( Pipe ) Datei2 Datei1 stdin stdout stderr Programm Programm < Datei1 > Datei2 Einführung in die Programmierung (AIW) 1.29

30 Ein-/Ausgabeumlenkung Pipe: stdin stdout stdin stdout stderr stderr Programm1 Programm2 Programm1 Programm2 z.b.: ls -1 wc -l gibt die Anzahl aller (nicht versteckter) Dateien im Arbeitsverzeichnis aus. cat *.dat sort > list konkateniert alle Dateien mit Suffix.dat, sortiert das Ergebnis und legt es in der Datei list ab. Einführung in die Programmierung (AIW) 1.30

31 Einfache Prozeßsteuerung Einfache Prozeßsteuerung Jedes ausgeführte Programm bildet einen eigenständigen Prozeß, der der aufrufenden Shell zugeordnet ist. läuft im Vordergrund C-c Programmende Programmaufruf kill fg C-z fg kill Programmaufruf E/A bg läuft im Hintergrund suspendiert fg und bg beziehen sich immer auf den zuletzt betroffenen Prozeß. fg n, bg n und kill n : n ist die Job-Nummer, die man mit dem Kommando jobs erhält [myles] [~]> jobs [1] - Running xfig dir-tree.fig [2] + Suspended latex folien.tex fg n, bg n und kill n : n ist die Job-Nummer, die man mit dem Kommando ps erhält. Einführung in die Programmierung (AIW) 1.31

32 Drucker Drucker Jeder Rechner und Benutzer hat Zugang zu mehreren Druckern Druckaufträge werden in Warteschlangen eingereiht, bevor sie gedruckt werden ( Spooling ) Druckkommando: lpr -P<Drucker ><Datei> Drucker: Name Standort Dateiformate r ASCII ptcip ASCII, PostScript (langsam!) pscip ASCII, PostScript pscipd ASCII, PostScript (doppelseitig) pscipt ASCII, PostScript (doppelseitig) rzlasr ASCII, PostScript rz ASCII (Express) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.32

33 Drucker Inspizieren der Druckerwarteschlange: lpq -P<Drucker > Löschen eines Druckauftrages: lprm -P<Drucker ><Jobnr.> Druckkosten: Zeilendrucker, ASCII: 0.01 DM/Seite Zeilendrucker, PostScript: Laserdrucker: Laserdrucker, doppelseitig: 0.06 DM/Seite 0.06 DM/Blatt 0.10 DM/Blatt jeder bekommt am Anfang DM 10, auf sein Konto Einzahlen auf Konto: Frau Nopper, Zimmer (Rechenzentrum) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.33

34 X-Windows X-Windows X-Windows besitzt eine Client-Server-Architektur: X-Server: Fensteroberfläche auf dem Monitor des eigenen Rechners; bedient Tastatur, Maus X-Clients: Programm, das die Ein-/Ausgabe über den X-Server abwickelt z.b.: Shell X-Client = Programm xterm, das eine Shell beinhaltet erzeugt ein Fenster auf dem Bildschirm Tastatureingaben werden an xterm und damit die Shell weitergereicht. Die Kommunikation zwischen Client und Server geschieht über TCP/IP (Internet-Protokoll) ) Client und Server müssen nicht auf demselben Rechner laufen. Fenster auf dem Bildschirm des X-Servers werden vom Window-Manager verwaltet: Position der Fenster stacking order Ikonifizieren Virtuelle Bildschirme Einführung in die Programmierung (AIW) 1.34

35 Emacs Emacs Texteditor mit X-Unterstützung unterstützt beliebig viele Puffer, Fenster und X-Fenster (unter X) Mausunterstützung (unter X) konfigurierbar (Modi für die verschiedensten Anwendungen, z.b. Java) Befehle Text laden und speichern Datei ins aktuelle Fenster laden (erzeugt neuen Puffer): C-x C-f Aktuellen Puffer in Datei speichern: C-x C-s Aktuellen Puffer unter neuem Namen speichern: C-x C-w Cursor positionieren Cursortasten Cursor zum Zeilenanfang: C-a Cursor zum Zeilenende: C-e Maus Einführung in die Programmierung (AIW) 1.35

36 Emacs Puffer und Fenster Aktuelles Fenster einem anderen Puffer zuordnen: C-x b alle Puffer auflisten: C-x C-b aktuelles Fenster horizontal in zwei Fenster aufteilen: C-x 2 aktuelles Fenster vertikal in zwei Fenster aufteilen: C-x 3 alle Fenster außer dem aktuellen entfernen: C-x 1 aktuelles Fenster entfernen: C-x 0 Suchen und Ersetzen Suchen einer Zeichenkette von der momentanen Cursorposition aus vorwärts: C-s analog rückwärts: C-r Suchen und ersetzen: M-x replace-string bzw. M-x query-replace-string (= M- ) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.36

37 Emacs Löschen und Einfügen Rest der Zeile löschen: C-k Cursorposition markieren: C- von Markierung bis zur Cursorposition löschen: C-w letzte gelöschten Zeilen an Cursorposition einfügen: C-y Sonstiges Hypertext-Informationssystem starten: C-h i begonnenes Kommando abbrechen: C-g Undo: C-x u Vervollständigung von Befehlen und Dateinamen: TAB Emacs beenden: C-x C-c Backup-Dateien Wenn eine Datei als <Datei> gespeichert wird, bleibt die alte Version als <Datei>~ erhalten. Die momentane edierte Datei <Datei> wird in regelmäßigen Abständen unter #<Datei># automatisch gesichert. Einführung in die Programmierung (AIW) 1.37

38 Internet Internet Historie Protokollschichten Anwendungen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.38

39 Internet-Historie Internet-Historie Das heutige Internet ist in den 60er Jahren aus militärischer Forschung und Entwicklung entstanden. Merkmale: keine zentrale Steuerung und Kontrolle ausfallsicher auch bei Teilausfall Unzuverlässigkeit einkalkuliert paketorientiert In den 60er Jahren sucht das Research Projects Agency Information Processing Techniques Office (ARPA/IPTO) nach herstellerunabhängigen Lösungen 1969 erste experimentelle Netzwerke an den Universitäten Los Angeles, Santa Barbara und Utah 1972 unter dem Namen ARPANET der Öffentlichkeit vorgestellt (40 Rechner!!!) 1982 löst TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) das bisherige NCP (Network Control Protocol) Ende der 70er: Gründung der International Standards Organization (ISO), kann sich mit ihren Standards aber nicht gegen den de-facto-standard des ARPANET durchsetzen Einführung in die Programmierung (AIW) 1.39

40 Internet-Historie Anfang der 80er: Aufteilung des ARPANET in mehrere Teilnetze ) Internet Anzahl Rechner im Internet: ) Verzehnfachung der Rechnerzahl alle 2,86 Jahre Einführung in die Programmierung (AIW) 1.40

41 Protokollschichten Protokollschichten Anwendung Transport Internet Netzwerkzugriff Anwendungsebene: Datenaustausch auf der Ebene der Anwendungsprogramme (z.b. Client-Server-Architekturen) Transportschicht: Übertragung von Zeichenketten TCP (Transmission Control Protocol) garantiert zuverlässigen Datenaustausch (Fehlererkennung und -beseitigung) UDP (User Datagram Protocol) kein zuverlässiger Datenaustausch garantiert Internetschicht (Internet Protocol) ist zuständig für: Rechneradressierung Wegsuche (Routing) Fragmentierung und Zusammenführen von Datenpaketen Netzwerkzugriffsschicht ist zuständig für: Zugriff auf die Hardware Übersetzung von Hardware- und IP-Adressen Protokoll der Übertragung auf dem Medium Einführung in die Programmierung (AIW) 1.41

42 Protokollschichten Netzwerkzugriffsschicht Ethernet Häufigste LAN-Verbindung 10 MB/s (neu: 100 MB/s) Busstruktur: Rechner Rechner Rechner Ethernetkarte Ethernetkarte Ethernetkarte Ethernetkarte Ethernetkarte Ethernetkarte 1 Sender, beliebig viele Empfänger ) Kollisionserkennung/-behandlung Adressierung der Ethernetkarten mit eindeutigen 6 Byte-Kennungen aa:bb:cc:dd:ee:ff X.25 häufige WAN-Verbindung (z. B. Datex-P) benötigt spezielle Hardware definiert eigene Netzwerkprotokolle Internet-Pakete werde in X.25-Paketen gekapselt andere FDDI (Fiber Distributed Data Interface): 100 MB/s ATM (Asynchronous Transfer Mode): 34 ; 155 MB/s seriell (analoges Telephon, ISDN) (zukünftig bis 56 kb/s bzw. 128 kb/s) ) SLIP/PPP Einführung in die Programmierung (AIW) 1.42

43 Protokollschichten Internetschicht Verknüpfung vieler Netzwerke zu einem Internet Verwendung eindeutiger IP-Adressen (32 Bit), dargestellt als a.b.c.d (z. B für die faui08l), zukünftig 128 Bit lange Adressen Zuständig für Routing: Rechner Gateway Rechner Anwendung Transport Internet Netzwerkzugriff Anwendung Transport Internet Netzwerkzugriff Anwendung Transport Internet Netzwerkzugriff Gateways (Mitglieder mehrerer Netzwerke) vermitteln zu anderen Netzwerken, bis gewünschter Rechner erreicht Service, um beliebige Namen zu verwenden faui08l. informatik.uni-erlangen.de {z } {z } Hostname Domainname Fully qualified domain name Einführung in die Programmierung (AIW) 1.43

44 Protokollschichten Transportschicht Zur Vermittlung von Datenpaketen an Anwendungsprogramme werden Portnummern verwendet: Kürzel Portnr. Service ftp 21/tcp File Transfer Protocol telnet 23/tcp Telnet smtp 25/tcp Electronic Mail gopher 70/tcp Internet Gopher gopher 70/udp finger 79/tcp Finger Daemon www 80/tcp WorldWideWeb HTTP www 80/udp HyperText Transfer Protocol nntp 119/tcp News Transfer Protocol irc 194/tcp Internet Relay Chat Einführung in die Programmierung (AIW) 1.44

45 Anwendungen Anwendungen Telnet virtuelles Terminal Electronic Mail elektronische Post News elektronische Diskussionsforen FTP Dateiübertragung Archie Suche nach Dateien in weltweiten FTP-Verzeichnissen WWW World-Wide Web Einführung in die Programmierung (AIW) 1.45

46 WWW World-Wide Web Populärster Internet-Dienst Multimedia-Dokumente: Text Bilder Ton Filme etc. beliebige Verweise auf andere Dokumente im WWW: Rechner 1 Rechner 3 Rechner 2 Einführung in die Programmierung (AIW) 1.46

47 Adressierung von Dokumenten (nicht nur Text!!!) durch einen Uniform Resource Locator (URL): z. B.: IMMD-II/Lehre/WS99_00/AIWProg/ Lesen von WWW-Seiten: WWW-Browser (z. B. Netscape, Mosaic) WWW Bei aktuellem Netscape ist es EMPFEHLENSWERT, das sog. Smart Browsing abzuschalten (Menü Edit! Preferences...): Dokumentation zum CIP-Pool und zum WWW: Einführung in die Programmierung (AIW) 1.47

48 Electronic Mail Electronic Mail Elektronische Post ist der meistgenutzte Internet-Dienst Jeder Benutzer eines im Internet vernetzten Rechners hat automatisch eine -adresse: z. B.: Innerhalb des CIP-Pools erlaubt: Login-Name statt offizieller -adresse z. B.: enmuster oder Bestandteile eine Kopfdaten (vom mail-programm zusammengestellt): Absender Adressat Subject CC Text (vom Benutzer erstellt) s werden von Rechner zu Rechner weitergereicht. Jeder dieser Rechner fügt weitere Kopfinformationen hinzu, aus der nachträglich der Weg der zurückverfolgt werden kann. Bei Unzustellbarkeit wird die an den Absender zurückgesandt und der lokale Postmaster verständigt. Einführung in die Programmierung (AIW) 1.48

49 Electronic Mail Beispiel-mail-Programm: Netscape Messenger Einführung in die Programmierung (AIW) 1.49

50 Electronic Mail Einstellung der Identity (Menü Edit! Preferences...) Einführung in die Programmierung (AIW) 1.50

51 Einstellung des Mail Servers (Menü Edit! Preferences...) Electronic Mail Mov statt POP Einführung in die Programmierung (AIW) 1.51