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Galileo Computing - Professionelle Buecher. Auch fuer Einsteiger.
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Kompendium der Informationstechnik
 von Sascha Kersken
EDV-Grundlagen, Programmierung, Mediengestaltung
Buch: Kompendium der Informationstechnik
gp Kapitel Vorwort
  gp Worum geht es in diesem Buch?
  gp Für wen ist dieses Buch geeignet?
  gp Danksagungen

Kapitel Vorwort

Die Zahl 65.536 ist für jedermann eine unhandliche Zahl, nur nicht für einen Hacker, der sie besser kennt als das Geburtsdatum seiner Mutter. Zufällig ist es eine Potenz von 2 – 216  , um genau zu sein –, und selbst der Exponent 16 entspricht 2, und 4 wiederum entspricht 2. Zusammen mit 256, 32.768 und 2.147.483.648 bildet 65.536 einen der Ecksteine des Hackeruniversums, in dem 2 die einzig wichtige Zahl ist, weil ein Computer so viele Ziffern erkennen kann. Die eine Ziffer ist 0, die andere ist 1. Jede Zahl, die man erhält, wenn man fetischistisch 2en miteinander multipliziert und gelegentlich einmal eine 1 abzieht, wird ein Hacker sofort erkennen.
– Neal Stephenson, »Snow Crash«

Dies ist ein praxisorientiertes Lehrbuch und Nachschlagewerk für alle, die sich genauer mit der Funktionsweise von Computersystemen auseinandersetzen wollen oder müssen. Selbstverständlich deckt es nicht alle Themenbereiche der modernen Informationstechnik ab – dazu würde noch nicht einmal der doppelte Umfang ausreichen. Allerdings habe ich zusammen mit Galileo Press sorgfältig darüber nachgedacht, welche Themen in ein Buch gehören, das sich »Kompendium der Informationstechnik« nennt. So habe ich in den letzten Monaten nicht nur eine Menge Seiten gefüllt, sondern auch immer wieder am Konzept gefeilt, einige Themen hinzugefügt und andere ausgelassen. Ich hoffe, dass die Mischung gelungen ist.

Entgegen dem Motto dieses Vorwortes ist das Buch natürlich nicht nur für Hacker geeignet. Wenn Sie so viel Geschmack an den gebotenen Themen finden, dass Sie sich im Lauf Ihrer Lektüre entschließen, ein Hacker zu werden – umso besser!


Galileo Computing

Worum geht es in diesem Buch?  toptop

In diesem Buch werden viele verschiedene Themengebiete behandelt, die mit Computersystemen zu tun haben. Sie lernen zahlreiche Geräte, Betriebssysteme, Programmiersprachen und Anwendungsprogramme kennen und erfahren viel Wissenswertes über Netzwerke und das Internet. Bei allen Themen habe ich versucht, die Balance zwischen Theorie und Praxis zu wahren: Es werden weder die technischen und theoretischen Details verschwiegen, wie in zahlreichen Büchern für absolute Einsteiger, noch kommen die praktischen Anwendungsbeispiele zu kurz, was in in manchen akademischen Lehrwerken der Fall ist.

In den einzelnen Kapiteln dieses Buches werden die folgenden Themen behandelt:

gp  Kapitel 1, Einleitung, behandelt die Geschichte und grundlegende Funktionsweise des Computers. Außerdem werden einige wichtige Grundlagen der Informationstechnik erläutert; sie bilden die Voraussetzung für das Verständnis späterer Kapitel.
gp  In Kapitel 2, Mathematische und technische Grundlagen, werden zunächst die mathematischen und logischen Prinzipien erläutert, auf denen der Computer basiert. Anschließend lernen Sie die wichtigsten elektrotechnischen Grundbausteine kennen. Abgerundet wird das Kapitel durch die Vorstellung von Automatentheorien und Rechnersimulationen.
gp  Kapitel 3, Hardware, beschäftigt sich mit den diversen Bauteilen, aus denen ein Computer besteht, sowie mit zahlreichen wichtigen Peripheriegeräten. Sie erfahren nicht nur die wichtigsten technischen Details über Elemente wie den Mikroprozessor, verschiedene Laufwerke und Datenträger oder andere Ein- und Ausgabegeräte, sondern erhalten auch praktische Informationen vermittelt. Zum Beispiel werden der Einbau und Anschluss von Komponenten oder das BIOS-Setup angesprochen.
gp  In Kapitel 4, Betriebssysteme, werden zunächst allgemeine Konzepte erläutert, zum Beispiel die Verwaltung von Prozessen, das Speichermanagement oder die Dateiverwaltung. Anschließend werden die folgenden Betriebssysteme konkret beschrieben: Linux, Mac  OS X, Mac  OS  9 und Windows.
gp  In Kapitel 5, Grundlagen der Programmierung, werden drei verschiedene wichtige Programmiersprachen eingeführt, die unterschiedliche Entwicklungsstufen und Aspekte des Programmierens abdecken: C, Java und Perl.
gp  Kapitel 6, Konzepte der Programmierung, baut auf diese Grundlagen auf und erläutert verschiedene Aspekte, die die Programmierung in der Praxis ausmachen: Algorithmen und Datenstrukturen, Reguläre Ausdrücke (mächtige Suchmuster), Elemente der systemnahen Programmierung oder die Entwicklung von Programmen für grafische Oberflächen.
gp  Kapitel 7, Datenbanken, befasst sich mit einer der wichtigsten Funktionsgrundlage vieler Programmierprojekte und Anwendungen. Nach der üblichen Erläuterung von Begriffen und Konzepten wird als konkretes Datenbanksystem der weit verbreitete Open Source-Datenbankserver MySQL eingeführt.
gp  Kapitel 8, Bildbearbeitung und Grafik, erläutert den Umgang mit Bildern und Zeichnungen am Computer. Für die Bildbearbeitung wird das Programm Photoshop behandelt, als Vektorgrafikprogramm wird Illustrator eingeführt.
gp  In Kapitel 9, Desktop Publishing und digitale Druckvorstufe, geht es um die Aufbereitung von Dokumenten für den professionellen Druck. Neben der Satz- und Layout-Praxis mit Adobe InDesign kommen dort auch einige theoretische Grundlagen der Typographie und Gestaltung zur Sprache.
gp  In Kapitel 10, Multimedia, geht es um die Herstellung animierter, interaktiver Präsentationen für CD-ROMs, öffentliche Informations-Terminals oder Lernsoftware. Zunächst wird die Verarbeitung der wichtigsten »Zutaten« erläutert: Audio-Bearbeitung mit Sound Forge, digitaler Videoschnitt mit Adobe Premiere und 3D-Animation mit 3d s max und Cinema 4D. Anschließend wird das umfangreiche Autorensystem Macromedia Director vorgestellt, mit dem diese Bestandteile zur fertigen Präsentation zusammengebaut werden.
gp  Kapitel 11, Datei- und Datenformate, erläutert den Umgang mit den wichtigsten Formaten für Text, Bild und Multimedia. Es geht zunächst um Text und Zeichensätze, anschließend werden verschiedene textbasierte und binäre Dateiformate konkret erläutert.
gp  In Kapitel 12, Grundlagen der Netzwerktechnik, wird die Entwicklung der Netzwerke und des Internets beschrieben und Sie erhalten eine Einführung in die Begriffswelt der Netzwerke. Beispielsweise werden Schichtenmodelle und Netzwerkarchitekturen vorgestellt.
gp  Kapitel 13, Netzwerkhardware und -protokolle, geht einen Schritt weiter: Hier wird die genaue Funktionsweise verschiedener Arten von Netzwerkkarten und –anschlüssen erläutert, außerdem werden zahlreiche Netzwerkprotokolle (Datenübertragungsstandards) erläutert. Den Schwerpunkt bildet die TCP/IP-Protokollfamilie, die für das Internet entwickelt wurde und inzwischen der wichtigste Kommunikationsstandard für alle Arten von Netzwerken ist.
gp  In Kapitel 14, Netzwerkanwendung, erhalten Sie einen Überblick über einige wichtige Aspekte der praktischen Verwendung von Netzwerken: Sie erfahren, wie Sie die Netzwerkunterstützung in den vier weiter oben genannten Betriebssystemen aktivieren und konfigurieren, wie Sie einige wichtige Serverdienste in Betrieb nehmen können und wie Netzwerkanwendungen programmiert werden. Den Abschluss bildet eine Einführung in die Programmierung verteilter Anwendungen mit der Java 2 Enterprise Edition und Microsofts .NET-Framework.
gp  Kapitel 15, XML, stellt die eXtensible Markup Language vor, eine Sprache, die der Definition beliebiger hierarchisch gegliederter Dokumentformate dient. In zahlreichen Anwendungen wird XML inzwischen eingesetzt, so dass es nützlich ist, die Konzepte dieses Formats zu kennen. Sie erfahren das Wichtigste über wohlgeformte Dokumente, die Definition von Formatbeschreibungen mit Hilfe von DTDs und XML Schema, die Umwandlung von XML-Dokumenten mit XSLT sowie über die Programmierung XML-basierter Anwendungen.
gp  In Kapitel 16, HTML und XHTML, wird die Sprache vorgestellt, in der Webseiten verfasst werden. Hier werden verschiedene konkrete Aspkete der Webseitenerstellung erläutert, etwa die Text- und Schriftformatierung, der Listen- und Tabellensatz, das Einbetten von Bildern, Hyperlinks und Web-Formulare. Den Abschluss bildet eine Einführung in Cascading Style Sheets (CSS) – in dieser Sprache sollte in modernen Websites das Layout beschrieben werden; HTML dient dann vornehmlich der Darstellung der Struktur, für die es ursprünglich erfunden wurde.
gp  Kapitel 17, Webdesign, baut auf die in Kapitel 16 vorgestellten Grundlagen auf. Zunächst werden einige wichtige Grundregeln für die Gestaltung von Webseiten vermittelt, anschließend werden zwei konkrete Programme vorgestellt, mit denen Sie diese Arbeit erledigen können: Das Web-Bildbearbeitungsprogramm Fireworks und der grafisch orientierte Webseiteneditor Dreamweaver.
gp  In Kapitel 18, Serverseitig dynamische Websites, erfahren Sie, wie man Websites erstellt, die nicht nur aus statischen HTML-Dokumenten, sondern auch aus dynamisch generierten Inhalten bestehen. Zunächst wird die klassische CGI-Programmierung mit Perl erläutert, anschließend wird die Webserver-Sprache PHP ausführlich vorgestellt. Neben den allgemeinen Konzepten wird die Programmierung konkreter Anwendungen beschrieben: Sie erfahren, wie man Gästebücher, Counter oder Diskussionsforen schreibt, und zwar sowohl auf der Basis von Textdateien als auch mit Hilfe einer Datenbank.
gp  Kapitel 19, JavaScript, stellt die wichtigste clientseitige Programmiersprache vor, mit der Sie die Inhalte einer Webseite »zum Leben erwecken« können. Zunächst werden die klassischen Anwendungen wie die Ausgabe ins Dokument selbst, die Verarbeitung von Formularen oder der Austausch von Bildern behandelt, anschließend erfahren Sie das wichtigste über »Dynamic HTML« – eine Sammlung von Techniken, mit deren Hilfe Sie die Elemente eines Dokuments nachträglich modifizieren können.
gp  In Kapitel 20, Macromedia Flash, wird das gleichnamige Programm vorgestellt, mit dessen Hilfe Sie Animationen und interaktive Anwendungen für den Web-Einsatz auf der Basis von Vektorgrafik erstellen können. Nach einer ausführlichen Einführung in Zeichen- und Animationstechniken lernen Sie die wichtigsten Aspekte der eingebauten Programmiersprache ActionScript kennen.

Wie Sie bereits an dieser Aufzählung bemerken, besitzt dieses Buch einen Schwerpunkt: Die Netzwerk- und Internet-Themen werden ausführlicher behandelt als andere Aspekte der Informationstechnik. Das liegt nicht nur daran, dass sie seit Jahren den Schwerpunkt meiner Arbeit als Trainer bilden, sondern auch daran, dass sie besonders wichtig sind: Das Internet hat die Art und Weise, wie mit einem Personal Computer gearbeitet wird, erheblich stärker revolutioniert, als Ihnen bewusst sein könnte. Außerdem werden diese Techniken im Wesentlichen auch dann nach weiter existieren, wenn der PC als dominierendes Gerät für den Internetzugang durch kleinere, leichter zu bedienende Mobilgeräte ersetzt werden sollte, wie das einige vermuten.


Wichtiger Hinweis

Viele Anwendungsprogramme, die hier vorgestellt werden, sind in Versionen für Windows und Mac  OS erhältlich. Da ich das Buch an einem Windows-PC geschrieben habe, wurden auch alle beschriebenen Arbeitsschritte an diesem Rechner ausprobiert und nachvollzogen; auch die Screenshots der Programme stammen vom PC. Aus diesem Grund hier ein wichtiger Hinweis für die Mac-Anwender: Fast alle Tastenkürzel, die unter Windows mit der Taste (Strg) gebildet werden, erzeugt man auf dem Mac stattdessen mit der (Apfel)-Taste (»Apfel-Taste«). Soweit dies der Fall ist, habe ich entsprechende Hinweise weggelassen. Der Text eines Fachbuches wird nämlich gewiss nicht besser lesbar, wenn Sie sich andauernd durch Konstrukte wie »drücken Sie (Strg) + (B) beziehungsweise (Apfel) + (B) ...« quälen müssen.


Was Sie hier nicht finden

Trotz seines immensen Seitenumfangs – geplant waren einmal 800 Seiten – kann, wie gesagt, nicht jedes Thema in einem Buch wie diesem behandelt werden. Ich hoffe, Sie finden die Auswahl genau so sinnvoll wie ich. Zu den wichtigsten Inhalten, die nicht in diesem Buch behandelt werden, gehören folgende:

gp  Die Arbeit mit einer integrierten Entwicklungsumgebung (IDE). Sämtliche Programmierbeispiele in diesem Buch können Sie mit einem Texteditor und separaten Compilern oder Ausführungsprogrammen nachvollziehen. Es ist einfacher, zunächst die Programmierung »zu Fuß« zu erlernen und nachträglich umzusteigen, als umgekehrt.
gp  Methoden der Software-Entwicklung (Software-Engineering). Ursprpünglich war einmal ein solches Kapitel geplant, musste aber aus konzeptionellen Gründen entfallen: Sie sollten noch viel mehr über die Grundlagen der Programmierung wissen, als in dieses Buch hineinpasst, bevor Sie sich mit größeren Projekten beschäftigen können.
gp  Office-Anwendungen. Anleitungen zu Word, Excel & Co. gibt es wirklich genügend; der Platz in diesem Buch hat nicht ausgereicht, um auch noch darauf einzugehen. Nichtsdestotrotz ist gerade die Tabellenkalkulation Excel ein sehr praktisches und spannendes Programm – zum Beispiel, um die mathematischen Grundlagen aus Kapitel 2 nachvollziehen zu können.
gp  Speziellere Anwendungsprogramme. Wie Sie an der Kapitelübersicht oben gesehen haben, werden in diesem Buch zahlreiche Anwendungen besprochen. Allerdings gibt es viele Branchen- und Spezialistenlösungen, die in einem so allgemeinen Buch wie diesem nichts zu suchen haben. Beispiele sind etwa CAD-Software, MIDI-Sequencer (mit denen man nur dann arbeiten kann, wenn man eben Musik machen kann) oder Warenwirtschaftssysteme. Gerade zu Letzteren, genauer gesagt zu SAP R/3, existiert ohnehin ein kompletter Verlagsbereich bei Galileo Press.

Wie Ihnen vielleicht aufgefallen ist, gibt es kein eigenes Kapitel zum Thema Sicherheit, obwohl es ein sehr ernstes und wichtiges Thema ist. Das Problem ist, dass man die zahlreichen Aspekte der IT-Sicherheit nicht an einer Stelle zusammenfassen kann. Aus diesem Grund finden Sie die wichtigsten Aspekte der Sicherheit einzelner Komponenten jeweils an Ort und Stelle. Davon abgesehen müssen Sie zunächst einmal verstehen, wie etwas funktioniert, bevor Sie damit beginnen können, es abzusichern.






  

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