IT-Handbuch für Fachinformatiker

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1 Sascha Kersken r IT-Handbuch für Fachinformatiker. - Der Ausbildungsbegleiter % Galileo Press

2 Auf einen Blick Geleitwort des Fachgutachters 15 Vorwort 17 Einführung 25 Mathematische und technische Grundlagen 57 Hardware 107 Netzwerkgrundlagen 165 Betriebssystemgrundlagen i 6 Windows Linux und UNIX Grundlagen der Programmierung Konzepte der Programmierung Software-Engineering Datenbanken 12 Server für Webanwendungen Weitere Internet-Serverdienste XML Weitere Datei- und Datenformate Webseitenerstellung mit (X)HTML und CSS Webserveranwendungen JavaScript und Ajax Computer- und Netzwerksicherheit 1001 < A Glossar 1031 B Zweisprachige Wortliste 1047 Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis 1053

3 Inhalt -. - Geleitwort des Fachgutachters 15 Vorwort 17 Einführung 1.1 Informationstechnik, Informatik und EDV Fachrichtungen der Informatik Überblick über die IT-Ausbildung Die Geschichte der Rechenmaschinen und Computer Die Vorgeschichte Die Entwicklung der elektronischen Rechner Entwicklung der Programmiersprachen 45 \.. -. '..... ' '... ' 1.3 Digitale Speicherung und Verarbeitung von Informationen Digitale Bilddaten Digitale Audiodaten Digitale Speicherung von Text Zusammenfassung 56 Mathematische und technische Grundlagen 2.1 Einführung in die Logik Aussagen Aussageformen Logische Verknüpfungen Mengenoperationen Weitere wichtige Berechnungsverfahren Informationsspeicherung im Computer Zahlensysteme Bits und Bytes Elektronische Grundlagen Einfache Schaltungen Zusammengesetzte Schaltungen 86 '.. " 2.4 Automatentheorien und-simulationen _ * * * Algorithmen Die Turing-Maschine Der virtuelle Prozessor Zusammenfassung 105

4 Inhalt Hardware ~ i -. Die Zentraleinheit Aufbau und Aufgaben des Prozessors Der Arbeitsspeicher RIOS 3.3 Die Peripherie Bus- und Anschlusssysteme. Massenspeicher Eingabegeräte... Ausgabegeräte.. Sound-Hardware ' * * % - ' *, Zusammenfassung 163 Netzwerkgrundlagen * -!. m mm i, ; Grundlagen Was ist ein Netzwerk? Entstehung der Netzwerke Funktionsebenen von Netzwerken Das OSl-Referenzmodell.i _ Das Schichtenmodell der Internetprotokolle Netzwerkkommunikation über die Schichten eines Schichtenmodells Klassifizierung von Netzwerken Die Reichweite des Netzwerks Die Netzwerktopologie Der Zentralisierungsgrad des Netzwerks Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren Die verschiedenen Ethernet-Standards Token Ring Drahtlose Netze Sonstige Zugangsarten Datenfernübertragung Netzwerkzugang per Modem (analoge Telefonleitung) ISDN DSL-Dienste Die TCP/IP-Protokollfamilie Netzzugang in TCP/IP-Netzwerken IP-Adressen, Datagramme und Routing Transportprotokolle fr i t

5 4.6.4 Das Domain Name System (DNS) Verschiedene Internet-Anwendungsprotokolle Andere Protokollstapel Die AppleTalk-Protokollfamilie Novell IPX/SPX NetBEUI/SMB Zusammenfassung 271 Betriebssystemgrundlagen Entwicklung der Betriebssysteme Die Geschichte von UNIX 276 i PC-Betriebssysteme Aufgaben und Konzepte Allgemeiner Aufbau von Betriebssystemen Prozessverwaltung Speicherverwaltung Dateisysteme Zusammenfassung 303 t Windows Allgemeine Informationen Die verschiedenen Windows-Versionen Windows-Dateisysteme Windows im Einsatz Die Windows-Benutzeroberfläche Die Windows-Konsole Die Windows PowerShell 323 * Windows-Konfiguration Windows-Netzwerkkonfiguration Allgemeine Einstellungen TCP/IP-Dienstprogramme Datei-und Druckserver tinter Windows Windows-Server Zusammenfassung 349» Linux und UNIX Arbeiten mit der Shell, Booten und Login Virtuelle Terminals Grundfunktionen der Shell Hilfefunktionen Pipes und Ein-/Aüsgabeumleitung 366

6 Inhalt Die wichtigsten Systembefehle ~ 7.2 Konfigurations- und Administrationsaufgaben Syslogund Logdateien Programme automatisch starten Software installieren Automatisierung Shell-Skripte Weitere Hilfsmittel Editoren vi Emacs Grafische Benutzeroberflächen Der X-Server Desktops Netzwerkkonfiguration unter Linux Grundeinstellungen TCP/IP-Dienstprogramme Datei- und Druckserver unter Linux Mac OS X Mit Aqua arbeiten Systemkonfiguration Mac OS X-Netzwerkkonfiguration 423 * Serverdienste unter Mac OS X Zusammenfassung 426, i.+a. - Grundlagen der Programmierung _ - Die Programmiersprache C Das erste Beispiel Elemente der Sprache C Die C-Standardbibliothek Java Grundlegende Elemente der Sprache Java 459 r Objektorientierte Programmierung mit Java Dateizugriffe in Java Perl Das erste Beispiel Elemente der Sprache Perl Ruby Das erste Beispiel Ruby-Grundelemente Objektorientierung in Ruby Zusammenfassung 512 8

7 Konzepte der Programmierung Algorithmen und Datenstrukturen Ein einfaches Praxisbeispiel Sortier-Algorithmen Such-Algorithmen Ausgewählte Datenstrukturen Reguläre Ausdrücke Muster für reguläre Ausdrücke Programmierung mit regulären Ausdrücken Systemnahe Programmierung Prozesse und Pipes Threads Einführung in die Netzwerkprogrammierung Die Berkeley Socket API Ein praktisches Beispiel Ein Ruby-Webserver Verteilte Anwendungen mit J2EE Enterprise Java Beans (EJB), , Java Servlets Web Services GUI-und Grafikprogrammierung Zeichnungen und Grafiken erstellen Animation Programmierung fensterbasierter Anwendungen Java-Applets Die Entwicklungsumgebung Eclipse Oberblick Java-Entwicklung mit Eclipse Zusammenfassung Software-Engineering */* * ",L LI- I ^O 10.1 Überblick Der Entwicklungszyklus Planung und Analyse Entwurf Implementierung und Test Dokumentation Konkrete Entwicklungsverfahren Werkzeuge UML Entwurfsmuster 639 «

8 Inhalt I \J < J. \J III L~" I C J L J I I M I,iii a I *>" «* i * * w ^ v 10.3 Zusammenfassung 651,. ;..,... : ; M '.. =. '.... : - -. ' ' 11 Datenbanken Die verschiedenen Datenbanktypen Einzeltabellendatenbanken, Relationale Datenbanken Objektorientierte Datenbanken MySQL-ein konkretes DBMS MySQL installieren und konfigurieren Erste Schritte mit dem mysql-client SQL-Abfragen Datenbanken und Tabellen erzeugen Auswahlabfragen Einfüge-, Lösch-und Änderungsabfragen Transaktionen MySQL-Administration mysqladmin Benutzerverwaltung Import und Export von Daten, Backups Konfigurationsdateien Logdateien Replikation Grundlagen der Datenbankprogrammierung 697 I I m^j.l4dc&l 1111ICI11 u>3)dli I l C ««i \J\J - 12 Server für Webanwendungen HTTP im Überblick Ablauf der HTTP-Kommunikation HTTP-Statuscodes HTTP-Header 710 Der Webserver Apache Apache im Überblick Apache-Module Apache installieren Apache-Konfiguration 721 PHP installieren und einrichten Installation Die PHP-Konfigurationsdatei php.ini phpmyadmin einrichten 741 Zusammenfassung

9 Inhalt 13 Weitere Internet-Serverdienste Namens- und Verzeichnisdienste Der DNS-Server BIND Der Verzeichnisdienst OpenLDAP Sonstige Server vsftpd, ein FTP-Server inetd und xinetd Zusammenfassung XML ' L von XAAI -Dokumpntpn ; Die grundlegenden Bestandteile von XML-Dokumenten Wohlgeformtheit 779 DTDs und XML Schema DocumentType Definitions (DTDs) Namensräume XML Schema XSLT Grundlagen der XML-Programmierung SAX DOM Zusammenfassung Weitere Datei- und Datenformate. 811 Textdateien und Zeichensätze Das Problem des Zeilenumbruchs... - _ ' - - * -. ' Zeichensätze Textbasierte Dateiformate Binäre Dateiformate Bilddateiformate Multimedia-Dateiformate Archivdateien verwenden Zusammenfassung Webseitenerstellung mit (X)HTAAL und CSS i ;-- - XHTML Die Grundstruktur von HTML-Dokumenten 841 Textstrukturierung und Textformatierung 843 Listen und Aufzählungen 849 Hyperlinks

10 Inhalt Bilder in Webseiten einbetten Tabellen Formulare Einbetten von Multimedia-Dateien Meta-Tags und Suchmaschinen Cascading Stylesheets (CSS) Platzieren von Stylesheets Stylesheet-Wertangaben Stylesheet-Eigenschaften Layer erzeugen und positionieren Zusammenfassung : < \ Webserveranwendungen PHP Sprachgrundlagen Klassen und Objekte Webspezifische Funktionen Zugriff auf MySQL-Datenbanken Ruby on Rails Grundlagen Ein Praxisbeispiel Weitere Technologien im Überblick Content-Management, Weblogs & Co Blogs und Wikis ' - '. ' - ' ' - ' " '. -. ". I ' B^T faildcll IllllWll IAv9U I l* a * «^ mß f 18 JavaScript und Ajax ^ JavaScript JavaScript im HTML-Dokument Erstes Beispiel: Ausgabe Ins Dokument Formulare und Event-Handler Erstes Beispiel Zugriff auf Formulare und ihre Elemente Datums- und Uhrzeit-Funktionen Datums- und Uhrzeit-Methoden Timeout - die JavaScript-»Stoppuhr« Manipulation von Bildern Erstes Beispiel: Austauschen eines Bildes auf Knopfdruck Vorausladen von Bildern Eine gut funktionierende Rollover-Lösung Browser- und Fenster-Optionen Browser-Eigenschaften

11 > Automatische Hyperlinks-History und Location Neue Browserfenster öffnen DHTML und DOM W3C-DOMim Überblick Eine DOM-Baum-Anzeige DOM-Anwendung in der Praxis Dokumentinhalte verändern und austauschen Ajax Die erste Ajax-Anwendung Datenaustauschformate: XML und JSON Größeres Beispiel: Eine interaktive Länderliste Zusammenfassung * 19.1 PC-Gefahren Viren und Würmer Trojaner und Backdoors Weitere Schädlinge Netzwerk- und Serversicherheit Servergefahren Wichtige Gegenmaßnahmen Kryptografie Zusammenfassung A t B Glossar 1031 Zweisprachige Wortliste 1047 B.1 Englisch-Deutsch 1047 B.2 Deutsch-Englisch 1049 Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis 1053 C.1 Allgemeine Einführungen und Überblicke 1053 C.2 Mathematische und technische Grundlagen 1054 C.3 Hardware 1054 C.4 Netzwerktechnik 1055 C.5 Betriebssystemgrundlagen 1055 C.6 Windows 1056 C.7 Linux und UNIX 1056 C.8 Grundlagen der Programmierung 1057 C.9 Konzepte der Programmierung 1059 C.10 Software-Engineering 1059 C.11 Datenbanken 1061 C.12 Server für Webanwendungen 1061

12 Inhalt C.13 Weitere Internet-Serverdienste 1062 C.14 XML 1062 C.15 Webseitenerstellung mit HTML und CSS 1062 C.16 Webserveranwendungen 1063 C.17 JavaScript und Ajax 1064 C.18 Computer- und Netzwerksicherheit 1064 Index