IT-Handbuch für Fachinformatiker Der Ausbildungsbegleiter

Liebe Leser!
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
	Worum geht es in diesem Buch?
	Für wen ist dieses Buch geeignet?
	Danksagung
Materialien zum Buch
1   Einführung
	1.1   Informationstechnik, Informatik und EDV
		1.1.1   Fachrichtungen der Informatik
		1.1.2   Überblick über die IT-Ausbildung
	1.2   Die Geschichte der Rechenmaschinen und Computer
		1.2.1   Die Vorgeschichte
		1.2.2   Die Entwicklung der elektronischen Rechner
		1.2.3   Die Entwicklung der Programmiersprachen
	1.3   Digitale Speicherung und Verarbeitung von Informationen
		1.3.1   Digitale Bilddaten
		1.3.2   Digitale Audiodaten
		1.3.3   Digitale Speicherung von Text
	1.4   Übungsaufgaben
2   Mathematische und technische Grundlagen
	2.1   Einführung in die Logik
		2.1.1   Aussagen
		2.1.2   Aussageformen
		2.1.3   Logische Verknüpfungen
		2.1.4   Mengenoperationen
		2.1.5   Weitere wichtige Berechnungsverfahren
	2.2   Informationsspeicherung im Computer
		2.2.1   Zahlensysteme
		2.2.2   Bits und Bytes
	2.3   Elektronische Grundlagen
		2.3.1   Einfache Schaltungen
		2.3.2   Zusammengesetzte Schaltungen
	2.4   Automatentheorien und -simulationen
		2.4.1   Algorithmen
		2.4.2   Die Turing-Maschine
		2.4.3   Der virtuelle Prozessor
	2.5   Übungsaufgaben
		2.5.1   Praktische Übungen
		2.5.2   Kontrollfragen
3   Hardware
	3.1   Grundlagen
	3.2   Die Zentraleinheit
		3.2.1   Aufbau und Aufgaben des Prozessors
		3.2.2   Der Arbeitsspeicher
		3.2.3   Das BIOS
		3.2.4   Bus- und Anschlusssysteme
	3.3   Die Peripherie
		3.3.1   Massenspeicher
		3.3.2   Eingabegeräte
		3.3.3   Ausgabegeräte
		3.3.4   Soundhardware
	3.4   Übungsaufgaben
4   Netzwerkgrundlagen
	4.1   Einführung
		4.1.1   Was ist ein Netzwerk?
		4.1.2   Entstehung der Netzwerke
	4.2   Funktionsebenen von Netzwerken
		4.2.1   Das OSI-Referenzmodell
		4.2.2   Das Schichtenmodell der Internetprotokolle
		4.2.3   Netzwerkkommunikation über die Schichten eines Schichtenmodells
	4.3   Klassifizierung von Netzwerken
		4.3.1   Die Reichweite des Netzwerks
		4.3.2   Die Netzwerktopologie
		4.3.3   Der Zentralisierungsgrad des Netzwerks
	4.4   Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren
		4.4.1   Die verschiedenen Ethernet-Standards
		4.4.2   Drahtlose Netze
	4.5   Datenfernübertragung
		4.5.1   DSL-Dienste
		4.5.2   Internetzugänge über Mobilfunk
	4.6   Die TCP/IP-Protokollfamilie
		4.6.1   Netzzugang in TCP/IP-Netzwerken
		4.6.2   IP-Adressen, Datagramme und Routing
		4.6.3   Transportprotokolle
		4.6.4   Das Domain Name System (DNS)
		4.6.5   Verschiedene Internetanwendungsprotokolle
	4.7   Übungsaufgaben
5   Betriebssystemgrundlagen
	5.1   Entwicklung der Betriebssysteme
		5.1.1   Die Vorgeschichte
		5.1.2   Die Geschichte von Unix
		5.1.3   PC-Betriebssysteme
	5.2   Aufgaben und Konzepte
		5.2.1   Allgemeiner Aufbau von Betriebssystemen
		5.2.2   Prozessverwaltung
		5.2.3   Speicherverwaltung
		5.2.4   Dateisysteme
	5.3   Übungsaufgaben
6   Windows
	6.1   Allgemeine Informationen
		6.1.1   Die verschiedenen Windows-Versionen
		6.1.2   Windows-Dateisysteme
	6.2   Windows im Einsatz
		6.2.1   Die Windows-Benutzeroberfläche
		6.2.2   Die Windows-Konsole
		6.2.3   Die Windows PowerShell
		6.2.4   Windows-Konfiguration
	6.3   Windows-Netzwerkkonfiguration
		6.3.1   Allgemeine Einstellungen
		6.3.2   TCP/IP-Dienstprogramme
		6.3.3   Datei- und Druckserver unter Windows
		6.3.4   Windows-Server
	6.4   Übungsaufgaben
7   Linux
	7.1   Arbeiten mit der Shell
		7.1.1   Booten und Log-in
		7.1.2   Virtuelle Terminals
		7.1.3   Grundfunktionen der Shell
		7.1.4   Hilfefunktionen
		7.1.5   Pipes und Ein-/Ausgabeumleitung
		7.1.6   Die wichtigsten Systembefehle
	7.2   Konfigurations- und Administrationsaufgaben
		7.2.1   Syslog und Log-Dateien
		7.2.2   Programme automatisch starten
		7.2.3   Software installieren
	7.3   Automatisierung
		7.3.1   Shell-Skripte
		7.3.2   Weitere Hilfsmittel
	7.4   Editoren
		7.4.1   vi
		7.4.2   Emacs
	7.5   Grafische Benutzeroberflächen
		7.5.1   Der X-Server
		7.5.2   Desktops
	7.6   Netzwerkkonfiguration unter Linux
		7.6.1   Grundeinstellungen
		7.6.2   TCP/IP-Dienstprogramme
		7.6.3   Datei- und Druckserver unter Linux
	7.7   Übungsaufgaben
		7.7.1   Praktische Übungen
		7.7.2   Kontrollfragen
8   macOS
	8.1   Mit Aqua arbeiten
		8.1.1   Die Menüleiste
		8.1.2   Das Dock
		8.1.3   Der Finder
		8.1.4   Mission Control und Dashboard
	8.2   Systemkonfiguration
		8.2.1   Besonderheiten der Mac-Dateisysteme
	8.3   macOS-Netzwerkkonfiguration
		8.3.1   Serverdienste unter macOS
	8.4   Übungsaufgaben
9   Grundlagen der Programmierung
	9.1   Die Programmiersprache C
		9.1.1   Das erste Beispiel
		9.1.2   Elemente der Sprache C
		9.1.3   Die C-Standardbibliothek
	9.2   Java
		9.2.1   Grundlegende Elemente der Sprache Java
		9.2.2   Objektorientierte Programmierung mit Java
		9.2.3   Weitere Java-Elemente
	9.3   Python
		9.3.1   Das erste Beispiel
		9.3.2   Grundelemente von Python
		9.3.3   Objektorientierung in Python
		9.3.4   Die Python-Standardbibliothek
	9.4   Übungsaufgaben
10   Konzepte der Programmierung
	10.1   Algorithmen und Datenstrukturen
		10.1.1   Ein einfaches Praxisbeispiel
		10.1.2   Sortieralgorithmen
		10.1.3   Suchalgorithmen
		10.1.4   Ausgewählte Datenstrukturen
	10.2   Reguläre Ausdrücke
		10.2.1   Muster für reguläre Ausdrücke
		10.2.2   Programmierung mit regulären Ausdrücken
	10.3   Systemnahe Programmierung
		10.3.1   Prozesse und Pipes
		10.3.2   Threads
	10.4   Einführung in die Netzwerkprogrammierung
		10.4.1   Die Berkeley Socket API
		10.4.2   Ein praktisches Beispiel
	10.5   GUI- und Grafikprogrammierung
		10.5.1   Zeichnungen und Grafiken erstellen
		10.5.2   Animation
		10.5.3   Programmierung fensterbasierter Anwendungen
	10.6   Übungsaufgaben
11   Mobile Development
	11.1   iOS-Apps mit Xcode und Swift
		11.1.1   iOS im Schnellüberblick
		11.1.2   Xcode und Swift
		11.1.3   Swift-Grundlagen
	11.2   Eine iOS-App entwickeln
		11.2.1   Das Projekt einrichten
		11.2.2   Die Benutzeroberfläche vorbereiten
		11.2.3   Die Swift-Klasse für die Datenausgabe erstellen
		11.2.4   Letzte Schritte
	11.3   Übungsaufgaben
12   Software-Engineering
	12.1   Überblick
		12.1.1   Der Entwicklungszyklus
		12.1.2   Planung und Analyse
		12.1.3   Entwurf
		12.1.4   Implementierung und Test
		12.1.5   Dokumentation
		12.1.6   Konkrete Entwicklungsverfahren
	12.2   Werkzeuge
		12.2.1   UML
		12.2.2   Entwurfsmuster
		12.2.3   Unit-Tests
		12.2.4   Weitere nützliche Software
	12.3   Übungsaufgaben
13   Datenbanken
	13.1   Die verschiedenen Datenbanktypen
		13.1.1   Einzeltabellendatenbanken
		13.1.2   Relationale Datenbanken
		13.1.3   Objektorientierte Datenbanken
	13.2   MySQL – ein konkretes RDBMS
		13.2.1   MySQL installieren und konfigurieren
		13.2.2   Erste Schritte mit dem »mysql«-Client
	13.3   SQL-Abfragen
		13.3.1   Datenbanken und Tabellen erzeugen
		13.3.2   Auswahlabfragen
		13.3.3   Einfüge-, Lösch- und Änderungsabfragen
		13.3.4   Transaktionen
	13.4   MySQL-Administration
		13.4.1   »mysqladmin«
		13.4.2   Benutzerverwaltung
		13.4.3   Import und Export von Daten, Backups
		13.4.4   Konfigurationsdateien
		13.4.5   Log-Dateien
		13.4.6   Replikation
	13.5   Grundlagen der Datenbankprogrammierung
	13.6   CouchDB im Überblick
		13.6.1   Das Konzept von CouchDB
		13.6.2   Praktischer Einstieg in CouchDB
	13.7   Übungsaufgaben
		13.7.1   Praktische Übungen
		13.7.2   Kontrollfragen
14   Server für Webanwendungen
	14.1   HTTP im Überblick
		14.1.1   Ablauf der HTTP-Kommunikation
		14.1.2   HTTP-Statuscodes
		14.1.3   HTTP-Header
	14.2   Der Webserver Apache
		14.2.1   Apache im Überblick
		14.2.2   Apache-Module
		14.2.3   Apache installieren
		14.2.4   Apache-Konfiguration
	14.3   PHP installieren und einrichten
		14.3.1   Installation
		14.3.2   Die PHP-Konfigurationsdatei »php.ini«
	14.4   Virtualisierung und Container
		14.4.1   Virtualisierungslösungen im Überblick
		14.4.2   VirtualBox als konkretes Beispiel
		14.4.3   Container-Virtualisierung mit Docker
	14.5   Übungsaufgaben
		14.5.1   Praktische Übungen
		14.5.2   Kontrollfragen
15   Weitere Internet-Serverdienste
	15.1   Namens- und Verzeichnisdienste
		15.1.1   Der DNS-Server BIND
		15.1.2   Der Verzeichnisdienst OpenLDAP
	15.2   Sonstige Server
		15.2.1   »vsftpd«, ein FTP-Server
		15.2.2   »inetd« und »xinetd«
	15.3   Übungsaufgaben
16   XML
	16.1   Der Aufbau von XML-Dokumenten
		16.1.1   Die grundlegenden Bestandteile von XML-Dokumenten
		16.1.2   Wohlgeformtheit
	16.2   DTDs und XML Schema
		16.2.1   Document Type Definitions (DTDs)
		16.2.2   Namensräume
		16.2.3   XML Schema
	16.3   XSLT
		16.3.1   Ein einfaches Beispiel
		16.3.2   Wichtige XSLT- und XPath-Elemente
	16.4   Grundlagen der XML-Programmierung
		16.4.1   SAX
		16.4.2   DOM
		16.4.3   Das Python-Modul »xml.etree«
	16.5   Übungsaufgaben
		16.5.1   Praktische Übungen
		16.5.2   Kontrollfragen
17   Weitere Datei- und Datenformate
	17.1   Textdateien und Zeichensätze
		17.1.1   Das Problem des Zeilenumbruchs
		17.1.2   Zeichensätze
		17.1.3   Textbasierte Dateiformate
	17.2   Binäre Dateiformate
		17.2.1   Bilddateiformate
		17.2.2   Multimedia-Dateiformate
		17.2.3   Archivdateien verwenden
	17.3   Übungsaufgaben
18   Webseitenerstellung mit HTML und CSS
	18.1   HTML und XHTML
		18.1.1   Die Grundstruktur von HTML-Dokumenten
		18.1.2   Textstrukturierung und Textformatierung
		18.1.3   Listen und Aufzählungen
		18.1.4   Hyperlinks
		18.1.5   Bilder in Webseiten einbetten
		18.1.6   Tabellen
		18.1.7   Formulare
		18.1.8   Einbetten von Multimedia-Dateien
		18.1.9   Metatags und Suchmaschinen
	18.2   Cascading Style Sheets (CSS)
		18.2.1   Platzieren von Stylesheets
		18.2.2   Stylesheet-Wertangaben
		18.2.3   Stylesheet-Eigenschaften
		18.2.4   Layer erzeugen und positionieren
		18.2.5   Die wichtigsten Neuerungen in CSS3
	18.3   Übungsaufgaben
19   Webserveranwendungen
	19.1   PHP
		19.1.1   Sprachgrundlagen
		19.1.2   Klassen und Objekte
		19.1.3   Include-Dateien, Autoloader und Namespaces
		19.1.4   Webspezifische Funktionen
		19.1.5   Zugriff auf MySQL-Datenbanken
		19.1.6   Unit-Tests mit PHPUnit
		19.1.7   PHP als Kommandozeilensprache
	19.2   Eine REST-API implementieren
		19.2.1   Die API im Überblick
		19.2.2   Die Grundarchitektur der API
		19.2.3   Der komplette Quellcode
		19.2.4   Die API testen
	19.3   Übungsaufgaben
20   JavaScript und Ajax
	20.1   Grundlagen
		20.1.1   JavaScript im HTML-Dokument
		20.1.2   Formulare und Event-Handler
		20.1.3   Datums- und Uhrzeitfunktionen
		20.1.4   Manipulation von Bildern
		20.1.5   Browser- und Fensteroptionen
	20.2   Das Document Object Model (DOM)
		20.2.1   W3C-DOM im Überblick
		20.2.2   Eine DOM-Baum-Anzeige
		20.2.3   DOM-Anwendung in der Praxis
		20.2.4   Dokumentinhalte verändern und austauschen
		20.2.5   »data«-Attribute verwenden
	20.3   Ajax
		20.3.1   Die erste Ajax-Anwendung
		20.3.2   Datenaustauschformate: XML und JSON
		20.3.3   Größeres Beispiel: eine interaktive Länderliste
	20.4   jQuery
		20.4.1   jQuery im Überblick
		20.4.2   Ein REST-Client mit jQuery
	20.5   Die JavaScript-Bibliothek React.js
		20.5.1   Einführungsbeispiel
		20.5.2   Eigene React-Child-Komponenten definieren
		20.5.3   Einen API-Client mit React schreiben
		20.5.4   Der REST-Client im Detail
	20.6   Übungsaufgaben
21   Computer- und Netzwerksicherheit
	21.1   PC-Gefahren
		21.1.1   Viren und Würmer
		21.1.2   Trojaner und Backdoors
		21.1.3   Weitere Schädlinge
	21.2   Netzwerk- und Serversicherheit
		21.2.1   Servergefahren
		21.2.2   Wichtige Gegenmaßnahmen
		21.2.3   Kryptografie
	21.3   Übungsaufgaben
A   Glossar
B   Zweisprachige Wortliste
	B.1   Englisch-Deutsch
	B.2   Deutsch-Englisch
C   Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis
	C.1   Allgemeine Einführungen und Überblicke
	C.2   Mathematische und technische Grundlagen
	C.3   Hardware
	C.4   Netzwerktechnik
	C.5   Betriebssystemgrundlagen
	C.6   Windows
	C.7   Linux
	C.8   macOS
	C.9   Grundlagen der Programmierung
	C.10   Konzepte der Programmierung
	C.11   Mobile Development
	C.12   Software-Engineering
	C.13   Datenbanken
	C.14   Server für Webanwendungen
	C.15   XML
	C.16   Webseitenerstellung mit HTML und CSS
	C.17   Webserveranwendungen
	C.18   JavaScript und Ajax
	C.19   Computer- und Netzwerksicherheit
Stichwortverzeichnis
Rechtliche Hinweise
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