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1 Abbildungsverzeichnis Abb. 1.1 Gliederung einer Computeranlage...1 Abb. 1.2 Einige ASCII-Buchstabenkodierungen...2 Abb. 1.3 Die ASCII-Buchstabenkodierung...3 Abb. 1.4 Auslegung des Unicodes...4 Abb. 1.5 Die Pixelkoordinaten der Rastergrafik...6 Abb. 1.6 Ein Buchstabe (a) im 5 7-Raster und (b) als Umrandung...7 Abb. 1.7 Grobe funktionelle Aufgliederung der Recheneinheit...8 Abb. 1.8 Direkte Verbundarchitektur eines Rechners...9 Abb. 1.9 Busarchitektur eines Rechners...9 Abb Typische Architektur eines modernen PCs...12 Abb Hochsprache, Assembler und Kommentar der Fakultätsberechnung...14 Abb Die Struktur eines von-neumann-prozessors...15 Abb CISC-Grundstruktur...17 Abb Schema eines Computersystems...21 Abb Zusammensetzung der Prozessdaten...22 Abb Prozesszustände und Übergänge...23 Abb Preemptives Scheduling...24 Abb Benutzungsrelationen von Programmteilen...25 Abb Schichtenmodell und Zwiebelschalenmodell...25 Abb Überblick über die Rechnersoftwarestruktur...26 Abb UNIX-Schichten...27 Abb Schichtung und Aufrufe bei Windows NT...29 Abb Echte und virtuelle Maschinen...30 Abb Hierarchie virtueller Maschinen...31 Abb Virtuelle, logische und physikalische Geräte...33 Abb Software-Hardware-Migration des Java-Codes...34 Abb Grundschichten der Geräteverwaltung...35 Abb Die Schichtung und Schnittstellen des UDI-Treibers...36 Abb Die Dateisystemschichtung unter Linux...37 Abb Das Stream-System in UNIX...38 Abb Einfache und multiple Schichtung in Windows NT...38 Abb Adressraum, Controller und Gerät...39 Abb Adressreservierungen der Standardperipherie eines PC...40 Abb Plattenspeicheraufbau...42 Abb Neugruppierung der Plattenbereiche in Streifen...46 Abb Spiegelplattenkonfiguration zweier Platten...47 Abb Datenzuweisung beim RAID-2-System...49 Abb Wechselseitige Abspeicherung der Fehlertoleranzinformation...50 Abb Block interleaving...52 Abb Überblick über die ACPI Energieverwaltung...56 Abb Die Zustände des ACPI-Systems und ihre Übergänge...57

2 254 Abbildungsverzeichnis Abb. 2.1 Ein typisches lokales Netzwerk...59 Abb. 2.2 Subnetze und Backbone eines Intranets...60 Abb. 2.3 Das Open System Interconnect (OSI)-Modell...62 Abb. 2.4 Die Kapselung der Daten und Kontrollinformationen...64 Abb. 2.5 Oft benutzte Protokollschichten in UNIX...65 Abb. 2.6 OSI-Modell und Windows NT-Netzwerkkomponenten...66 Abb. 2.7 Virtual Private Network...66 Abb. 2.8 Mögliche Aufteilungen der IP-Adresse (Version 4)...69 Abb. 2.9 Ein homogener Dateibaum im lokalen Netz...72 Abb Lokale, inhomogene Sicht des Dateibaums...72 Abb Auflösung von Netzwerk-Dateianfragen...73 Abb Zuordnung von Portnummern und Diensten...75 Abb Kommunikation über Transportendpunkte...75 Abb Kommunikationsablauf im Socket-Konzept...76 Abb Das Transportschema eines RPC...80 Abb Ablauf eines synchronen RPC...80 Abb Die big endian- und little endian-bytefolgen...81 Abb Die Schichtung der RPC in Windows NT...82 Abb Verhältnis von Sprache zu Datenaufkommen als Funktion der Zeit...83 Abb Wandlungen des Sprachsignals und Transport über das Netzwerk...84 Abb Die Digitalisierung des Sprachsignals beim -law...84 Abb Die Verbindungsschichten bei VoIP...86 Abb Übergang von normaler Nebenstellenanlage PBX zur IP-PBX...87 Abb Automatische Anrufverteilung...88 Abb. 3.1 Ein verteiltes Betriebssystem...93 Abb. 3.2 Cachekohärenz bei gleichen und unterschiedlichen Puffern...97 Abb. 3.3 Übertragungsschichten und Pufferorte für Dateizugriffe im Netz...98 Abb. 3.4 Implementierung eines Netzdateiservers auf Prozessebene Abb. 3.5 Implementierung eines Netzdateiservers auf Treiberebene Abb. 3.6 Die Architektur des NFS-Dateisystems Abb. 3.7 Implementierung des Netzdateisystems in Windows NT Abb. 3.8 Ein Speichernetzwerk Abb. 3.9 Das SAN Schichtenmodell nach SNIA.org Abb Das NAS-Modell Abb Das Konzept des Schattenservers (shadow server) Abb Struktur des Coda-Dateisystems Abb Heterogenität als Problem Abb Middleware als Vermittlungsschicht Abb Schichtung der Middleware zur Kommunikation Abb BeispielMiddleware: SAP/R3 3-tiers Architektur Abb Architekturschichten von Jini Abb Thin clients/thick server durch Middleware Abb Gesamtschichtung der.net-architektur Abb Die Infektion eines Programms Abb Ablauf beim login Abb Die klassische fire-wall-konfiguration Abb Die dual-homed-host-konfiguration Abb Die Matrix der Zugriffsrechte Abb Sitzungsausweis und Transaktionsausweis Abb Transaktions (Service-)durchführung...140

3 Abbildungsverzeichnis 255 Abb. 4.1 Datenzugriff bei Einzellösungen Abb. 4.2 Problem paralleler Datenzugriffe: Beispiel Geld einzahlen Abb. 4.3 Organisation paralleler Datenbankzugriffe Abb. 4.4 Die drei Schichten der Datenbanksicht Abb. 4.5 Architektur eines Datenbank-Managementsystems Abb. 4.6 Zugriffsarchitektur eines Datenbanksystems Abb. 4.7 Erstellen eines Data Warehouses und seiner Ableger Abb. 5.1 Zubereitungsvorschrift einer quiche lorraine Abb. 5.2 Der Babylonische Turm der Programmiersprachen Abb. 5.3 Schnittstelle und Implementierung eines abstrakten Datentyps Abb. 5.4 Eine Vererbungshierarchie Abb. 5.5 Objekthierarchie von Fahrzeugen Abb. 5.6 Klassendiagramm eines Autos Abb. 5.7 Zustandsdiagramm eines Autos Abb. 5.8 Datenflussdiagramm eines Autos Abb. 5.9 Evaluationsgraph eines Ausdrucks Abb Fakultätsberechnung in Miranda Abb Datenflussgraph zur Berechnung eines Polynoms Abb Datenflussgraph eines C-Programms Abb Die Rückkopplung graphischer Programmierung Abb Visualisierung mit Torten- und Balkendiagrammen Abb Visuelle Spezifikation der Fakultätsberechnung Abb Ein Pascal Programm in hierarchischen Puzzleteilen Abb IGS-Modell Autofabrik : Weiche Abb IGS-Modell Autofabrik : Lackhalle Abb Datenobjekte und visuelle Entsprechungen Abb. 6.1 Das Phasendiagramm Abb. 6.2 Organigramm der Projektorganisation Abb. 6.3 Balkendiagramme Abb. 6.4 Erster und zweiter Schritt des Netzplanaufbaus Abb. 6.5 Der vollständige Netzplan der Aktivitätenliste Abb. 6.6 Aktivitäts-Balkendiagramm des Beispiels Abb. 6.7 Optimierung der Kaufentscheidung Abb. 6.8 Untergliederung und Aufbau der Funktionen Abb. 6.9 Entity-Relationship Diagramm der Weiterbildung Abb Strukturierte Datenflussanalyse Abb Jackson-Diagramm einer Datenstruktur Abb Entscheidungsbaum zur Robotersteuerung Abb Datenfluss beim Test Abb Online black box Test Abb Stufen im Reifemodell Abb Einhaltung der Pläne im Reifeprozess Abb Projektphasen und Prüfschritte Abb Der objektorientierte Entwicklungszyklus Abb Das Spiralenmodell Abb Die Quadranten des Spiralenmodells Abb Interaktion der Submodelle Abb Beispiel: Aktivitäten- und Produktfluss zwischen den vier Submodellen Abb Das magische Dreieck der Projektgruppen Abb CASE-Basisfunktionalität Abb Basisarchitektur eines CASE-Systems...250

4 252 Softwareentwicklung Risiko Finanzielle Probleme Unzureichend großes Entwicklerteam Krankheit im Entwicklerteam Fehlerhafte Bibliotheken Veränderte Produktanforderungen Management- Umstrukturierung Datenbankperformanz Unterschätzte Alternativstrategie Ein Treffen mit dem Management wird vorbereitete, bei dem die Wichtigkeit des Projekts für die Firma erläutert wird; alternative Geldgeber werden gesucht. Der Kunde wird auf Schwierigkeiten und Verzögerungen vorbereitet; Erwägung des Einkaufs fertiger Komponenten. Umorganisation des Entwicklerteams derart, dass die Überlappung der Kompetenzen vergrößert wird. Die Bibliotheken durch stabile, hinzugekaufte, fertige Komponenten ersetzen. Mehrschichtige Abstraktionsebenen vorsehen, modulares Design und Information-Hiding (verbindliche Schnittstellendefinition!) anstreben. Ein Briefing-Dokument für das neue Management vorbereiten, in dem die Wichtigkeit des Projekts beschrieben wird. Eine Marktanalyse leistungsfähigerer Datenbank- Backends vorbereiten Fertige Komponenten einkaufen; bessere Werkzeuge, Abb Risiken und mögliche Minimisierungsstrategien 4. Risikoüberwachung: Dieser Risikoplan wird ständig überwacht und aktualisiert. Treten unerwartet neue Risiken auf, so muss man erneut bei Phase 2 beginnen.

5 256 Abbildungsverzeichnis Abb Mögliches Ergebnis einer Risikoanalyse Abb Risiken und mögliche Minimisierungsstrategien...252

6 Index A 10BaseT 63 Abarbeitungsreihenfolge 173 abstrakte Datenstruktur 162 abstrakter Datentyp 162 Access Control Lists 136 Siehe ACL ACL 103, 104, 134, 135, 136 active directory 115 Adressbus 9 Adreßregister 43 Adreßwerk 18 ADS 71, 104 Algorithmus 155 alignment 81 Allquantor 191 ANSI 3 Antikörper 132 Anweisungen 156 Anwendungsschicht 62 ASCII 2, 3, 4 Assemblercode 14 asynchron 45, 55 asynchrone RPC 80 atomare Formel 186 atomic transaction 95 Ausfalltoleranz 47, 48 Ausgaberegister 45 Aussagenlogik 186 Authentication Protocol 140 Authentication Server 138 Authentifikation 104, 134, 140 Autorisierung 133 B Befehlsregister 43 Belegung 187 Benutzerdokumentation 225 Benutzerkennung 133 Benutzeroberfläche 249 Benutzerschnittstelle 26 bereit-liste 23 bereit-zustand 23 Betriebsmittel 21 Betriebssystemkern 26 big endian 80, 81 block device 54 bootstrap 130 Bottom-up Entwurf 215 broadcast 78, 79 Bus 9 bus control 10 busy wait 10 C Cache 44, 53, 54, 96, 98, 99, 110, 113 call-by-name 172 call-by-value 172 Capability-oriented System 137 CASE Werkzeuge 246 CISC 17 Client 29 Client-Server 91, 94 close-to-open consistency 99 Codegenerierung 204 COM 122 Compilezeit 204 computing server 91, 93 context switch 22 Coprozessor 15 CORBA 121, 122 Crosscompiler 204 D DAP 70 data dictionary 167, 216, 217, 218, 247

7 258 Index data marshaling 81 Datenbus 10 Datenfluss 169, 179, 180 Datenflussprinzip 180 Datenflussprogramme 180 Datenflussrechner 181 Datenflusssprachen 182 Datenpuffer 43 Datex-P 63 DCOM 122 delayed write 98, 99 Dienste 62, 79, 91, 93, 94, 126, 127, 134, 135 Dienstleistungen 30 directory server 93 DISP 71 Dispatcher 23, 24 DMA-Kanal 40, 44 DNS 70, 116 domain controller 134 Domäne 68 DSP 71 dual homed host 136 E Eingaberegister 45 Elternprozeß 22 Entity-Relationship 216 Entscheidungsbaum 220 Entscheidungstabellen 218 Entwicklungsdokumentation 226 ESCD 40 Ethernet 63 EUC 4 evolutionären Programmierentwicklung 234 Existenzquantor 191 explorative Entwicklung 233 extended markup language 81 External Data Representation 81 F Fähigkeiten 137 Fakten 194 FDDI 63 Fehlerkorrektur 48, 49, 51 file server 91, 93 File Transfer Protocol 70 fire wall 135, 136 Flaschenhals 18 floating licence 109 floppy disk 41 Flusssteuerung 45 Formel 186 frames 63 FtDisk 51 G G G garbage collection 111 ghostview 127 Glossar 167, 168 Gruppenkennung 133 H H Hacker 124 HAL 29 Header 63 Hexadezimalcode 3 Hornformeln 188 Hornklauseln 190 HPFS 30 HTML 117, 125 HTTP 117 I I/O Request Package 38 Implementierungsdokumentation 225 information hiding 161, 248 inkrementelle Compiler 204 i-node 101 Instantiierung 163 Instanz 163 instruction decode 17 instruction fetch 17 Instruktionen 13 Interleaving 52 Internet 68 Interoperabilität 119 Interrupt 10 Interruptleitungen 10

8 Index 259 Interrupt-Priorität 11 Interruptsystem 43, 45 Intranet 110 IP 63, 65, 67, 69, 74, 76, 77, 83 IP-PBX 87 IRP 38, 74, 103 ISDN 85, 87 ISO-OSI Schichtenmodell 62 IT-Konsolidierung 118 J Jackson-Diagramme 218 JAVA 111 JAVA Virtual Machine 111 Jini 121 Job 22 Jobmanagementsystem 108, 109 K kanonisch 174 Katastrophenhandbuches 225 Kerberos 104, 136, 138, 141, 142 Key Distribution Protocol 139 Kindsprozeß 22 Klassenhierarchie 165 Klauseln 189 Kommunikationspunkte 74 Kompatibilität 29 Kontrollfluss 179 Kontrollflussprinzip 179 Kontrollregister 43, 45 Korrektheit 189 L LAN 71 LAPD 63 Lastverteilung 108 Laufzeit 204 Laufzeitbibliothek 205 Laufzeitsystem 204 lazy evaluation 115 LDAP 71 legacy devices 40 lexikalische Analyse 204 Link Access Procedure for D-channels 63 Linux 114 Literal 186 little endian 80, 81 LLC 63 LOAD/STORE Architektur 20 local area network 71 Lockvogel 131 Logical Link Control 63 Logikprogramm 194 logische Festplatte 32 logische Maschinen 32 LPC 29 M mailbox 74, 79, 133 mailslot 78 Makrovirus 131 Maschinencode 32 Mehrbenutzerbetrieb 21 Mehrprogrammbetrieb 21 Meilensteine 207 memory mapped I/O 9, 39 memory mapping 54 Mengengerüst 214 message 22 Middleware 118, 119, 120, 122, 123 Mikroprogramm 17 Mikro-ROM 17 mirror 47 mobile computing 114 mount 73, 101 MS-DOS 28 MS-DOS/Windows 29 multicast 78 Multiprogramming 22, 27 multi-tasking 22 multi-user 27 N Nachrichtenpakete 61 name server 70 named pipe 77 named pipes 65, 77 Nassi-Shneiderman Diagramme 248 NBT 65 NC Siehe Netzcomputer

9 260 Index NDR Siehe Network Data Representation Nebenwirkungen 174 NetBIOS 65 Network Access Layer 63 Network Data Representation 82 Network File System 73, 82 Network Information System 103 Netzcomputer 109, 111 Netzwerkcontroller 65, 69 Netzwerkschicht 63 NFS 72, 73, 74, 77, 82, 99, 101, 102, 103, 104 NIS Siehe Network Information System NLS 4 NNTP 117 node locking 109 non-preemptive scheduling 23 Northbridge 12 O Objekt 163 Objektklassen 164 Objektorientierte Entwicklung 232 Objektorientierte Modellierung 167 Offline-Aktualisierung 115 Opcode 15 Operanden 15 operating system 26 Operationssemantik 95, 98, 99 ORB 121 orthogonaler Befehlssatz 20 P paging 44 Paritätsbildung 48 Paßwort 124, 125, 126, 127, 132, 133, 134, 138 PBX Siehe Private Branch Exchange PCM 84, 85, 86, 89 Peripheriegeräte 9 Pflichtenheft 214 Phasen 207 physikalische Ebene 63 physikalischen Maschinen 32 Pixelebene 7 Pixeln 6 pixmaps 7 Plattenspeicher 41, 42 Plenum 243 Plug-and-Play 40 polling 10 polymorphe Viren 130 Polytypen 177 POP 117 Portabilität 249 Portierbarkeit 27, 29 Portierung 27 Ports 74, 75 POSIX 4, 28 power failure 53 Prädikate 191 Prädikatenkalkül 191 Prädikatenlogik 191 Präsentationsebene 62 preemptive scheduling 24 print server 91, 93 Private Branch Exchange 87 process server 93 program counter 16 Programminterne Dokumentation 226 Projektleitungsgruppe 243 Protokoll 62, 63, 65, 67, 69, 70, 75, 79, 83, 95, 101 Prozedurklauseln 194 Prozeß 22 Prozeßgruppe 46 Prozeßkontext 22 Prozeßzustände 23 Pufferung 53 Q QoS 86, 87 Qualitätsmodelle 227 Qualitätszertifikate 227 Quality of Service 86 R RAID 46, 47, 48, 49, 50, 51 RAID-linear 46 RAM-Disk 44 Random Access Maschine 16 Rapid Prototyping 234 Rastergrafik 6

10 Index 261 raw device 54 raw interface 37 read ahead 96, 99 ready 22 Rechenwerk 16, 18 Rechnerfamilien 18 Redirector 66, 73, 74, 102, 103 Reduced Instruction Set Computer 20 Reduktion 190 referentielle Transparenz 174 Registerfiles 20 Reifemodell 227, 228, 229 Remote Procedure Call 79 Resolutionssatz 192 RISC 20 Roaming 112 Robustheit 29 Rolle 137 router 135, 136 RPC 79, 80, 81, 82, 99, 104 RTP 86 running 22 S SAM Siehe Security Account Manager Scheduler 23 Scheduling 23 Schichtenmodell 30 Schnittstelle 31, 33, 34, 39, 45, 53 screening 135 section object 54 Security Account Manager 104 Sektor 41, 53 semantic gap 17 semantischen Analyse 204 Server 29 Servospuren 42 shell 26, 132 shutdown 54 Sicherheitsprotokoll 126 Signal 23 Single Sign on Protocol 138 Sitzungsebene 62 Sitzungssemantik 95, 99 SMB 65, 66, 103 SMTP 117 snooper 113 Socket 76, 77, 78 Southbridge 12 special file 77 Speicherkapazität 47 Spiegelplatten 47, 51 Spiralenmodell 235 Spur 41, 42, 43, 53 stack pointer 16 Stapelverarbeitung 21 Statusregister 16 Steuerwerks 15 stream system 37 Streifen 46, 47, 48 stripes 51 Strukturierte Analyse 217 Stub Procedure 79 symbolic link 73 synchron 45, 55 synchrone RPC 80 syntaktischen Analyse 204 T task 22 Tautologie 187 TCP 62, 65, 67, 69, 74, 76, 77, 83 TCP/IP 67 Teilformeln 187 thread 55, 103 TLI 75 token 204 Top level Domäne 68 Top-down Strukturierung 215 Transaction Grant Server 140 Transaktionssemantik 95, 96 Translator 204 Transmission Control Protocol 67 Transport Driver Interface 103 Transport Layer Interface 75 Transportschicht 62, 65, 75, 79, 103 trap-function 138 Treiber 26, 34, 35, 37, 39, 44, 45, 52, 53 Trojanisches Pferd 126 trust relationship 134 twisted pair 63

11 262 Index U UDI 35 UDP 62, 86 Übersetzer 204 UNC 73, 74, 77 Unicode 3, 4 Uniform Driver Interface 35 Uniform Resource Locator 70 Universal Naming Convention Siehe UNC UNIX User Datagram Protocol 62 V Validierung 224 VDM 29 Vektorgrafik 6 verbindungslose Kommunikation 63 verbindungsorientiert 61 Vererbung 164 Verifikation 227 verifizieren 224 verteiltes Betriebssystem 92, 93 verteiltes Computersystem 92 Viren 130, 131, 132 virtual circuits 103 virtuelle Festplatte 32 virtuelle Maschine 32, 34, 62 virtueller Prozessor 22 Visualisierung 196 Visuelle Programmierung 198 Visuelle Spezifikation 197 visuelle Training 201 VoiceOverIP 84, 87 Vollständigkeit 189 volume 47 VoWLAN 85 W Wächter 174 WAN 70 Warteschlange 22, 23, 24 Wartung 112 Wasserfallmodell 231 web browser 111 well known port number 74 wide area network 70 Win32 29 Windows , 71, 115 Windows NT Executive 28 Windows XP 115 write on close 99 write through 98, 99 WWW 111, 117, 126 X X X/Open 27 XDR Siehe External Data Representation XML 81 XON/XOFF 45 Z Zeigeinstrument 6 Zeitscheibe 24 Zugriffsrechte 96, 103, 104, 126, 127, 128, 129, 132, 133, 134, 135 Zugriffsschnelligkeit 47 Zugriffssemantik 95 Zustand 22 zustandsbehaftete Server 96 zustandslose Server 96 Zwischencode 204 zylinder skew 52 Zylindergruppe 41 Druck: Saladruck, Berlin Verarbeitung: Stein+Lehmann, Berlin

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