Pervasive Computing. Technologie und Architektur mobiler Internet-Anwendungen

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1 &SOS Jochen Burkhardt, Horst Henn, Stefan Hepper, Klaus Rindtorff, Thomas Schäck Pervasive Computing Technologie und Architektur mobiler Internet-Anwendungen An imprint of Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort 15 Prolog 18 Danksagungen 25 Die Autoren 26 Teil 1: Technologien 29 1 Einführung Der»Traum vom Weinstock und Feigenbaum« Das Pferd frisst keinen Gurkensalat Der Traum vom Frieden Pervasive Computing Pervasive-Computing-Szenarien Personalisierte Dienste und der Virtuelle Persönliche Ordner Der Pervasive-Computing-Markt M-Business Zusammenfassung Die Zukunft Literatur 50 2 Anwendungsbeispiele Handel Flugbuchung und Check-In Außendienstunterstützung Gesundheitswesen Identifizierung und Verfolgung Automobile Zugriff über WAP und Telefon Literatur 64

3 Ä 3 Gerätetechnologien 3.1 Hardware Batterien Anzeigen Speicher Prozessoren 3.2 Mensch-Maschine-Schnittstellen Navigation Haptische Interfaces Tastaturen Handschriftenerkennung Spracherkennung 3.3 Biometrik 3.4 Betriebssysteme PalmOS EPOC Windows CE QNX Neutrino BeOS Embedded Linux Zusammenfassung 3.5 Java für Pervasive-Geräte Überblick Java 2 Micro Edition Real-Timejava Java Virtual Machines für Pervasive-Geräte 3.6 Ausblick Digitaler Schmuck 3.7 Literatur 4 Kommunikationstechnologien 4.1 Protokolle Drahtlose Protokolle Mobiltelefontechnologien Mobile Internet Protocol

4 4.1.4 Synchronisations- und Replikationsprotokolle Verteilte Dienste Nachrichten-und transaktionsbasierte Protokolle Sicherheit Sicherheitskonzepte Gerätesicherheit Serverseitige Sicherheit Kryptographische Algorithmen Gerätemanagement Herausforderungen Beispiel: Software-Verteilung Lösungsansätze Zusammenfassung Literatur Web-Anwendungskonzepte Die Geschichte des World Wide Web WWW-Architektur Protokolle TCP/IP SSLundTLS HTTP, HTTPS Transcoding Transcoding vs. Device Specific Content Generation Client-Authentifizierung über das Internet Basic Authentication und Digest Access Authentication Form-Based Authentication SSL /TLS-Authentifizierung mit Client-Zertifikaten Authentifizierung mittels Smartcards Literatur WAP und mehr Einführung Bestandteile der WAP-Architektur 189

5 6.2.1 Bearer-Dienste Transport Layer - Wireless Datagram Protocol Wireless Transport Layer Security Wireless Transaction Protocol Wireless Session Protocol Wireless Application Environment WAP-Infrastruktur WAP-Profile WAP-Sicherheitsprobleme WAP Session Security Wireless Markup Language Markup WMLScript Binär kodierte Formate Usability WAPPush Das Push Access Protocol Das Push Over-the-Air Protocol WAP-Produkte WAP-Telefone WAP-Gateways WAP-Simulationswerkzeuge i-mode Ausblick Composite Capability / Preference Profile (CC / PP) Die Extensible Hypertext Markup Language (XHTML) 219 /-» 6.10 Literatur Sprachtechnologie Grundlagen der Spracherkennung Spracherkennungstechniken Herausforderungen der Spracherkennung Sprachstandards VoiceXML Java Speech API! 229

6 7.3 Sprachanwendungen PC-Spracherkennung Spracherkennung über das Telefon Sprachausgabe Spracherkennung und Pervasive Computing Voice Gateways Embedded Speech Recognition Sicherheit Literatur Personal Digital Assistants Historie Gerätekategorien PDA-Betriebssysteme Windows CE PalmOS EPOC Alternative Betriebssysteme Gerätecharakteristika Speicher Datenbanken Software-Komponenten Anwendungen Verbindungen Synchronisation Verwaltung der Geräte Standards Elektronische Dokumentenformate Synchronisationsprotokolle Datenbankformate Mobile Anwendungen Charakteristika Verbindungstypen Klassifizierung Geräteanpassung 261

7 8.8 PDA-Browser Browser-Beispiele Literatur 264 Teil 1 Abschluss 265 Teil 2: Architekturen Server-Programmierung in Java Java 2 Enterprise Edition DieJ2EE-Architektur Servlets Grundlegende Servlet-Methoden HTTP-Servlets Enterprise Java Beans EJB-Rollen EJB-Kontrakte Enterprise Java Bean-Typen Java Server Pages JSP-Ausführung Zugriff auf Anwendungsdaten JSP-Elemente XML XML-Syntax XML-Namensräume Document Type Definitions XML-Prozessoren XSL XML-Signaturen XML-verwandte Technologien und Vokabulare Web Services Universal Description, Discovery and Integration Web Services Description Language Simple Object Access Protocol Erzeugung und Benutzung von Web Services 310

8 9.7 Model-View-Controller Pattern 9.8 Zusammenfassung 9.9 Literatur 10 Architektur von Web-Anwendungen für Pervasive Computing 10.1 Hintergrund 10.2 Skalierbarkeit und Verfügbarkeit 10.3 Entwicklung von Pervasive-Computing-Anwendungen 10.4 Architektur für Pervasive-Computing-Anwendungen Sicherheit für Pervasive-Computing-Anwendungen Klassenübersicht Benutzung des Frameworks 10.5 Zusammenfassung 10.6 Literatur 11 Die Beispielanwendung 11.1 Einleitung 11.2 Die Benutzerschnittstelle 11.3 Architektur 11.4 Implementierung Datenbankschema Servlets Controllers Commands Views 11.5 Zusammenfassung 12 Zugriff von PCs 12.1 Smartcard-basierte Authentifizierung über das Internet Implementierung Login 12.2 Warenbestellung Menü Items List JSP Purchase Confirmation Frühere Käufe

9 12.3 Zusammenfassung 12.4 Literatur 13 Zugriff über WAP 13.1 WAP-Funktionalität für die Beispielanwendung Einbindung in die Gesamtarchitektur Infrastruktur 13.2 Implementierung Tools Implementierung Anwendungserweiterungen 13.3 Zusammenfassung 14 Zugriff über PDAs 14.1 Erweiterung der Beispielanwendung für PDAs 14.2 Erste Implementierung: verbindungslose Geräte Werkzeuge Design der Anwendung Menüstruktur Die Daten Die Bedienung Implementierung Diskussion 14.3 Zweite Implementierung: Geräte mit intermittierender Verbindung Werkzeuge Anwendungsdesign Menüstruktur Die Daten Die Bedienung Implementierung Diskussion 14.4 Dritte Implementierung: Geräte mit permanenter Verbindung Tools Anwendungsdesign

10 Menüstruktur Die Bedienung Implementierung Diskussion 14.5 Zusammenfassung 14.6 Literatur 15 Sprachzugriff 15.1 Sprachunterstützung für die Beispielanwendung Integration in die Beispielarchitektur Infrastruktur Benutzerschnittstelle 15.2 Implementierung Tools Kommandos Controller, JSPs und VoiceXML-Seiten Anwendungserweiterungen 15.3 Zusammenfassung Teil 2 Abschluss Abkürzungen Stichwortverzeichnis