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Beziehungsgeflecht aus Menschen und Maschinen, das der Erfüllung von Aufgaben der inner- und überbetrieblichen Informationsverarbeitung dient

o Hardware und Kommunikationstechnik
o Software-Systeme (Betriebssysteme, Anwendersysteme)

o Anwender
o Anwendungssystem-Entwickler
o Hardware- und Netzwerktechniker

- Versorgung menschlicher oder maschineller Aufgabenträger mit Informationen

- Koordination von menschlichen oder maschinellen Aufgabenträgern durch Kommunikation

Beschreibungsaufgabe
Modellierung der IUK sowie der unterstützten Aufgaben in der betrieblichen Realität mit dem Ziel der Analyse (z.B. Dokumentation von betrieblichen Abläufen)

Erklärungsaufgabe
Identifikation von Ursache-Wirkungszusammenhängen, um auftretende Phänomene zu erklären

Gestaltungsaufgabe
Veränderung der IUK, so dass ein Soll Zustand erreicht wird

- Interdisziplinär zwischen BWL und Informatik

- Methodik der Informatik wird adaptiert

- Kein reines Anwendungsfach der Informatik, da IUK auch explizit
  und mittels wirtschaftswissenschaftlicher Methoden unter
  unternehmensstrategischen Aspekten und
  Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten analysiert werden

- Konsequente Ausrichtung auf den Produktionsfaktor Information

- Berührungspunkte auch zu Rechtswissenschaft (Datenschutz),
  Mathematik/Statistik (Kryptologie), Operations Research
  (Optimierungsalgorithmen), Psychologie (Software- Ergonomie)

- an Schnittstellen zwischen kaufmännischen Funktionsbereichen und Informationstechnik

- Enabler-Funktion in der Informationstechnologie

- Einsatzgebiete der Wi-Informatik
   o Forschung und Entwicklung
   o  Systementwicklung
   o Vertrieb und Support
   o Schulung
   o  Beratung

Daten
Informationen, die zum Zweck der Verarbeitung transformiert und gespeichert werden
Informationen
Daten mit Kontext- und Zweckbezug
Wissen
System vernetzter Informationen
Lernen
Zufügung weiterer Informationen zum Wissen und Verknüpfung mit vorhandenen Informationen
Kommunikation
- Vorgang der Übermittlung von Informationen
- Kommunikationsbeziehungen zwischen Rechnern, zwischen Benutzern und zwischen Benutzer und Rechner

- zeichenweise Darstellung von Informationen

- Zeichen als Ziffernfolgen codiert

- Verarbeitungsergebnisse sind Informationen in Form von  
  Zeichenfolgen, die für Benutzer Zweckorientierung besitzen

Syntaktische Ebene - Teil I
Darstellung von Informationen in der Weise, dass sie mit Digitalrechnern verarbeitet werden können

Codierung nach dem Dualsystem (nach Binärziffern 0 und 1)

Bit
- kleinste in binären Digitalrechnern darstellbare Informationseinheit
- Schaltzustand eines elektronischen Bausteins
Tetrade
Einheit mit 4 Bits (1001)
Byte
Einheit mit 8 Bits (10011001)
Halbwort
Einheit mit 2 Bytes

Syntaktische Ebene - Teil II

Vollwort
Einheit mit 4 Bytes
Doppelwort
Einheit mit 8 Bytes
Block
Einheit aus mehreren Wörtern, die im Rechner als Ganzes übertragen werden

Kapazität/Größe umfangreicher Datenbestände

Kilo (2^10 = 1024)
Mega (2^10 = 1024 Kilo)
Giga (2^10 = 1024 Mega)
Tera (2^10 = 1024 Giga)

Semantische Ebene
o    Sinngehalt bzw. Bedeutung von zeichenorientiert dargestellten Informationen
o    Endlicher geordneter Zeichenvorrat Alphabet (z.B. numerisches oder alphanumerisches Alphabet)

Zeichen (character)
Kleinste Informationseinheit; Buchstabe, Ziffer, Sonderzeichen
Datenelement, Datenfeld, Attribut, Segment (data field, item)
Zeichenfolge mit Sinngehalt
Datensatz (record)
Mehrere logisch zusammengehörige Datenelemente
Datei (file)
Mehrere logisch zusammengehörige, häufig gleichartige Datensätze

Pragmatische Ebene
o Zweckorientierung einer gegebenen semantischen Information

Extended Binary Coded Decimals Interchange Code (EBCDIC)
o 8 Bit Länge, 256 Zeichen
American Standard Code for Information Interchange (ASCII)
o 7 Bit – rechnerintern auf 8 Bit umgesetzt, 128 Zeichen
Unicode (ISO 10646)
o 16 Bit, 65.536 Zeichen
o Standard für HTML und XML
Unicode Transformation Format (UTF-8)
o Variabel 1 bis 4 Byte, 65.536 Zeichen

Codierung als Dualzahl
Gleitkommadarstellung
gebrochene Dezimalzahlen in Exponentialform ausgedrückt
Festkommazahlen
feste Position des Dezimalpunktes in der Abfolge der durch Ziffern belegbaren Speicherstellen

- unabhängige Struktur von der zu bearbeitenden Aufgabe

EVA-Prinzip
o Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe

Von-Neumann-Flaschenhals
o Engpass weil Daten und Programmbefehle
   im selben Speicher sind

Steuer- bzw. Leitwerk (CU)
- lädt Befehle und Daten aus dem Speicher, organisiert Verarbeitung und leitet Ergebnisse weiter
Rechenwerk (ALU)
Durchführung von Rechenoperationen
Speicherwerk (Zentralspeicher)
Aufbewahrung von Informationen und Befehlen in durch Adressen
ansprechbaren einzelnen Speicherzellen
Eingabewerk
- Eingabe von Informationen
Ausgabewerk
- Darstellung der Verarbeitungsergebnisse

Single Instruction – Single Data (SISD)
o Von-Neumann-Rechner
Multiple Instruction – Single Data (MISD)
Single Instruction – Multiple Data (SIMD)
o Vektorrechner
Multiple Instruction – Multiple Data (MIMD)
o massiv-parallele und verteilt-parallele Systeme
o eng gekoppelt
- Multiprozessorsystem teilt sich Adressraum des Speichers
- hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, hohe Kosten,
  Speicher kann zum Engpass werden
o lose gekoppelt
- jeder Zentralprozessor besitzt eigenen lokalen Speicher
- gute Skalierbarkeit und niedrige Kosten,
  Kommunikationsverbindung kann zum Engpass werden

Skalierbarkeit
o Möglichkeit der Anpassung der Rechnerarchitektur an geänderte Anforderungen

Speed-up
o Maß für die Leistungssteigerung durch Hinzunahme weiterer Prozessoren
o Quotient aus der Ausführungszeit bei Verwendung nur eines Prozessors durch Ausführungszeit bei Verwendung von n parallel arbeitenden Prozessoren
o im Idealfall Speed-up = n

o besteht aus Leitwerk (Ablaufkoordination der Befehlsausführung) und Rechenwerk (Durchführung der Rechenoperationen)
o Befehlsverarbeitung
o Von-Neumann-Zyklus
o Pipeline-Prinzip
o Takt
o Verarbeitungsbreite
o Befehlsvorrat
o Leistungsmaße

Operationsteil (auszuführender Befehl)

Operandenteil (Angabe Adresse im Zentralspeicher, der die zur
Befehlsausführung erforderlichen Daten enthältt

- Befehle aus dem Hauptspeicher holen

- Befehl dekodieren (Art des Befehls ermitteln)

- Operand aus dem Hauptspeicher holen

- Befehl ausführen, Operand bearbeiten (durch Rechenwerk)

- Befehlszähler inkrementieren (hier wird jeweils um eine Konstante erhöht, für den nächsten Befehl)

.. nachfolgender Befehl kann nachgeladen werden, sobald der erste Befehl den ersten Bearbeitungsschritt durch hat usw.

- Ablauf der Schritte des von-Neumann-Zyklus in Takten

- Taktfrequenz als Kehrwert der Taktzeit

.. Anzahl Bits, die pro Takt parallel innerhalb der Zentraleinheit übertragen werden können

- Mächtigkeit der von einem Prozessor ausführbaren  
  Maschinenbefehle

- CISC (großer Vorrat, komplexe Befehle, brauchen viele Takte)

- RISC (kleiner Vorrat, einfache Befehle, brauchen wenige Takte)

- MIPS (ausgeführte Befehle pro Sekunde in Millionen)

- FLOPS (ausgeführte Gleitkommaoperationen pro
   Sekunde in Millionen)

- SPEC-Maßzahlen (Leistung in Prozent der Leistung
  einer Referenzmaschine)

o Kategorisierung nach Speicherkapazität, Zugriffszeit, 
   Übertragungsrate, Kosten

Verwendung:
o Arbeitsspeicher
o Erweiterungsspeicher
o Pufferspeicher
o Registerspeicher
o Mikroprogrammspeicher
o virtueller Speicher

- hält Befehle und Daten der in Ausführung befindlichen Programme

- direkte Adressierbarkeit (kann unbeschränkt beschrieben und ausgelesen werden – RAM; ROM – nicht flüchtiger, nur lesbarer Speicher mit Grundfunktionen und Konfigurationsdaten des Rechners)

- Adressbus (Breite der binären Codierbarkeit des Arbeitsspeichers)

Erweiterungsspeicher
Ausdehnung der Adressierbarkeitsgrenze in Großrechnern
Pufferspeicher
temporäre Speicherung von Daten an Schnittstellen mit unterschiedlicher Arbeitsgeschwindigkeit (z.B. Cache)  Registerspeicher
sehr geringe Kapazität und extrem kurze Zugriffszeit (z.B. Befehlszähler)
Mikroprogrammspeicher
enthalten kleinste Programme zur Definition von Befehlen
virtueller Speicher
Speicherbereiche auf schnellen externen Speichermedien

intern (Verbindung der Komponenten der Zentraleinheit; über CPU-Bus)

extern (zwischen Zentraleinheit und Ein- bzw. Ausgabewerk; über Peripherie-Bus)

Schnittstellendefinitionen für externe Geräte: PCI, AGP, SCSI, EIDE, USB, IEEE 1394 (Firewire), RS 232, PS/2, Centronics (parallele Schnittstelle), PCMCIA, IrDa, Bluetooth

- von allen angeschlossenen Komponenten gemeinsam genutztes Verbindungssystem

- Adressbus nur in einer Übertragungsrichtung, zur Adressierung von Speicherzellen

- Datenbus beide Übertragungsrichtungen zur Übertragung von Befehlen und Daten

- Steuerbus Transport von Steuer- und Rückmeldesignalen

mittelbar (indirekt)
o Datenträger Ergebnis einer manuellen Zwischen- oder Vorerfassung von einem nicht-maschinenlesbaren Urbeleg
o z.B. Diskette, Magnetbandgerät
mittelbar (halbdirekt)
o Datenträger wird unmittelbar bei Informationsquelle erstellt
o z.B. CD-ROM, Scanner
unmittelbar (direkt)
o Daten direkt mit Entstehung dem Rechner zugeführt
o z.B. Tastatur, Messgeräte, Sensoren, Spracheingabe
maschinenlesbare Codierungen
o Handmarkierung (Striche, Kreuze, etc.)
o Strichcode
o Normschrift
   (stilisierte oder an die Druckschrift angelehnte Klarschrift)
o Universalschrift (stilisierte Handschrift)

...zum Zweck der Weiterverarbeitung durch Maschinen oder Menschen sowie zur Archivierung
...Unterscheidung in flüchtige und nicht-flüchtige Ausgabe  Bildschirm
o Auflösung
o Farbtiefe
o Bildschirmgröße
o Bildwiederholfrequenz
o Bildschirmmaske (technische Eigenschaften)
o Technik CRT oder LCD
Drucker o Auflösung
o Druckgeschwindigkeit
o Geräuschbelastung
o Laserdrucker, Tintenstrahldrucker (Bubblejet- bzw. Thermo-Inkjet-Verfahren), Nadel- oder Matrixdrucker (Kategorie Impact-Drucker, mehrere Durchschläge in einem Druckvorgang), Plotter

... sind dafür da, um größere Datenmengen und Programme dauerhaft verfügbar halten

Art der Informationsaufzeichnung
o sequentiell/seriell (in bestimmter Reihenfolge)
o Direktzugriffsspeicher (wahlfrei)

Technologie
o magnetisch (Festplatte, Magnetband, Diskette)
o optisch (CD, DVD)
o magneto-optisch (MO-Diskette)
o Halbleiterspeicher (elektronische Bauelemente)
o Beleggebundene Speicher
   (aus bedruck- bzw. beschreibbaren Materialien)

- nach Leistungsfähigkeit Hardware (Superrechner, Großrechner, 
  Minirechner, Workstation, PC, PDA)

- nach Einsatz im Netzwerk (Server, Client)

Systemsoftware
o Grundfunktionen für die Betriebsbereitschaft (Betriebssystem, systemnahe Software)

Anwendungssoftware

Basissystem
o Hardware und Systemsoftware

Rechnersystem
o Basissystem und Anwendungssoftware

Art der rechnerinternen Verarbeitung (Ein- bzw. Mehrprogrammbetrieb)

reflektieren Art des Systemgebrauchs (Teilhaber- bzw. Teilnehmer-Betrieb)

Programm wird erst dann in den Arbeitsspeicher geladen wenn es gebraucht wird

mehrere Programme sind gleichzeitig im Arbeitsspeicher, allerdings müssen sie dafür in Tasks zerlegt werden

o in Ausführung befindliche Programmeinheit

o Task mit eigenem Bereich im Arbeitsspeicher
o kann aus mehreren Threads bestehen

Tasks, die sich Bereich im Arbeitsspeicher teilen

parallele Ausführung mehrerer Tasks

o parallele Ausführung mehrerer Threads

o nur quasi-parallele Bearbeitung im Mehrprogrammbetrieb möglich

o echte Parallelausführung möglich

o alle beteiligten Peripheriegeräte stehen unmittelbar während der Verarbeitung mit
Zentraleinheit in Verbindung (Online-Betrieb)

o alle an Verarbeitung beteiligten Betriebsmittel am selben Ort vorhanden (lokale Verarbeitung)

o besonderer Fall verteilte Verarbeitung (Zentralprozessoren mehrerer räumlich verteilter Rechner beteiligt)

o Bearbeitungsablauf, der einem Rechner zur Abarbeitung als Ganzes überlassen ist

o Auftrag wird vor der Ausführung, vollständig definiert und mit allen nötigen Daten an den Rechner übertragen

o Verarbeitung von Teilaufträgen, bevor der Auftrag vollständig
   festgelegt ist

o Gesamtauftrag wird während der Bearbeitung durch laufende
   Eingriffe definiert

o Sonderfall: Echtzeitverarbeitung

o mehrere Benutzer nutzen parallel einen Rechner oder sind über Netzwerk mit Verarbeitungsrechner verbunden (Mehrbenutzer-Betrieb)

o Zeitscheibenverfahren
- aktiven Benutzern steht der Zentralprozessor für ein fixes Zeitintervall zur Verfügung

o alle Benutzer arbeiten mit demselben Programm im Dialogbetrieb

o gleichzeitig und unabhängig voneinander verschiedene Programme nutzbar

o Schnittstellen zwischen Hardware und Software bereitstellen o Hardware-Ressourcen und Programme verwalten und steuern
o Benutzung des Rechners durch Menschen ermöglichen

o Verwaltungsaufgaben
   (Datenverwaltung, Arbeitsspeicherverwaltung)

o Steuerungsaufgaben
   (Geräteansteuerung, Programmablaufsteuerung)

o Hilfsprogramme zur Abwicklung häufig vorkommender anwendungsneutraler Aufgaben (Datenträgerformatierung)

o Bereitstellung einer Benutzerschnittstelle zur Nutzung der
   Betriebssystemfunktionen und Dienstprogramme (als
   Kommandozeile oder grafische Benutzeroberfläche)

- über Basisfunktionen des Betriebssystems hinausgehend
- Unterstützung komplexer Aufgaben zur Entwicklung und Einsatz
  von Anwendungssoftware

Software-Entwicklungswerkzeuge (Case Tools)
o unterstützen Erstellung von Programmen
Übersetzungsprogramme
o übersetzen Programmiersprache in Maschinencode
Datenbank-Verwaltungssysteme
o Tools zur Verwaltung von Datenbanken und den abgelegten Daten
o Schnittstelle für Anwendungsprogramme zur Datenbank
Accountingroutinen
o Messung und Anzeige der Hardware-Beanspruchung durch Anwendungsprogramme
 

GUI-Bibliotheken
o Software-Bausteine zum Aufbau grafischer Benutzeroberflächen

Middleware
o systemnahe Software zur Unterstützung der verteilen Verarbeitung in Rechnernetzen
o erlaubt Zugriff auf verteilte Hard- und Software ohne genaue Kenntnis über Standort, eingesetzte Hardware und lokales Betriebssystem
o ermöglicht Transparenz
   -  Heterogenität in Netzwerken vor Benutzern verbergen
o als Software-Schicht zwischen Betriebssystem und Anwendungsprogrammen konzipiert
Software zur Netzwerkanbindung
o grundlegende Funktionen zur Kommunikation mit anderen Netzwerkrechnern bereitstellen

einzelner Rechner im Rechnernetz

- Datenverbund
- Geräteverbund
- Funktionsverbund
- Lastverbund
- Verfügbarkeitsverbund
- Kommunikationsverbund

- einheitliche Kommunikationsregeln im Netz
- proprietär (herstellerspezifisch) mit geringer Kompatibilität
- offene Rechnernetze mit hersteller- und hardwareunabhängigen Protokollen

Signalart
o analog (Modem zur Zwischenumwandlung notwendig)
o digital
Anzahl gleichzeitig übertragener Bits
o bitseriell (Bits nacheinander)
o bitparallel (mehrere Bits gleichzeitig, höhere
Übertragungsrate)
Gleichlauf der verbundenen Datenstationen
o asynchron (Steuerbit vor und nach jedem Zeichen)
o synchron (längere Bitfolgen innerhalb von Steuerzeichen)

Richtung der Übertragung
o simplex (nur in eine Richtung)
o halbduplex (Datenstationen können zwischen Sende- und
Empfangsbetrieb umschalten)
o duplex (gleichzeitige und unabhängige Übertragung in beide
Richtungen ohne Umschalten)

Vermittlung
o Leitungsvermittlung (bis zum Abschluss Übertragung direkte physikalische Verbindung zwischen Datenstationen notwendig; Wählverbindung)
o Paketvermittlung (keine direkte physikalische Verbindung notwendig)

- physikalisch-technische Ebene der Rechnerkommunikation
- definierte Schnittstelle für Anschluss eines
  Datenübertragungsgeräts an ein Übertragungsmedium

- Merkmale
# mechanische Eigenschaften
# elektrische Eigenschaften
# funktionale Eigenschaften

- logische Ebene der Rechnerkommunikation

- offene Kommunikation mit hardware- und  
  betriebssystemunabhängigen Protokollen

Phasen
# Verbindungsaufbau
# Aufforderung zur Übertragung
# Übertragung
# Beendigung der Übertragung
# Verbindungsauflösung

Festlegung
# Aufbau der auszutauschenden Nachrichten
# Abfolge der auszutauschenden Nachrichten

7. Anwendung (application layer)
6. Darstellung (presentation layer)
5. Sitzung (session layer)
4. Transport (transport layer)
3. Vermittlung (network layer)
2. Sicherung (data link layer)
1. Bitübertragung (physical layer)

o jede Schicht erbringt ihr zugewiesene Dienstleistungen über definierte Schnittstelle für nächsthöhere Schicht und nimmt von unterer Schicht ebenso Dienstleistungen entgegen

o jede Schicht sorgt für Einhaltung eines schichtenspezifischen Protokolls

o keine konkreten Protokolle für einzelne Schichten definiert, sondern Vorschlag für schichtenweise Anordnung abstrakter Kommunikationsdienste

o schichtenspezifische Protokolle auf Sender- und Empfangsseite müssen übereinstimmen (virtuelle Kommunikationsbeziehungen zwischen gleichrangigen Schichten auf Sender- und Empfängerseite, da Übertragung unterhalb von Schicht 1 stattfindet)

Bitübertragung (physical layer)

- medienspezifische Darstellung der zu übertragenden Bits durch digitale Signale; Übertragung einzelner Bits über ein konkretes Medium

Sicherung (data link layer)

Aufteilung der übertragenen Informationen in durch Prüfziffern gesicherte Blöcke; Erkennung und Behebung von Übertragungsfehlern

Vermittlung (network layer)

Wahl des physischen Übertragungsweges über Zwischenstationen

Transport (transport layer)

Überwachung der Vollständigkeit und Herstellung der richtigen Reihenfolge der übertragenen Informationseinheiten

Sitzung (session layer)

Aufbau, Abbau und Überwachung der logischen Kommunikationsverbindung bis zur vollständigen Abwicklung des Kommunikationsvorgangs

Darstellung (presentation layer)

Transformation zwischen dem Übertragungsformat der Daten und
dem anwendungsseitig benötigten Format

Anwendung (application layer)

Bereitstellung von kommunikationsbezogenen Anwendungsdiensten für Benutzer bzw. Anwendungsprogramme

physikalisch (Beschaffenheit des Mediums)
# kabelgebunden
# drahtlos

organisatorisch (Netz-Betreiberkonzept)
# öffentlich
# privat

räumlich (Ausdehnung)
# lokal (LAN)
# Weitverkehrsnetze (WAN)

strukturell (Netztopologie; auch virtuell nachbildbar)

# Ring-Netze (häufig bei LAN; hohe Zustelldauer)
# Bus-Netze (häufig bei LAN; geringe Reichweite)
# Baum-Netze (häufig bei WAN; Problem bei Ausfall eines vermittelnden Knotens)
# Stern-Netze (häufig bei WAN; hohe Belastung der Zentrale)
# vermaschte Netze (häufig bei WAN; leistungsfähig und hohe
Ausfallsicherheit)

o Regelungen, nach denen einzelnen Datenstationen  
   Sendeberechtigungen zugeteilt werden

o CSMA/CD
# konkurrierendes Zugangsverfahren
  (vor allem Bus- und Baumnetze)

o Token-Verfahren
# Sendeberechtigung am Empfang eines herumgereichten
   Tokens erkennbar (vor allem Ringnetze)

o TCP/IP
# Internet-Protokollfamilie
# entspricht Schichten 3 bis 7 des ISO/OSI-Referenzmodells

o Standards für öffentliche kabelgebundene Netze
# V-Serie (analoge Telefonnetze)
# X-Serie (leitungs- oder paketvermittelte Übertragung)
# ISDN, DSL

o Standards für lokale kabelgebundene Netze
# Tokenring
# Ethernet (CSMA/CD auf logischer Bus-Architektur)
# FDDI (Token-Verfahren in Glasfasernetzen)

o Standards für drahtlose Netze
# Bluetooth - WLAN - GSM - UMTS

o rechnerinterne Client-Server-Beziehungen möglich
o Prinzip der Transparenz (Verbergen der Heterogenität) wahren
o Skalierbarkeit
o hohe Hard- und Softwarekompatibilität

Server
- Prozess, der auf Erledigung bestimmter Aufgaben spezialisiert ist
- stellt Erfüllung dieser Aufgaben als Dienst für anderer Prozesse bereit
Client
- Prozess, der vom Server angebotene Dienst in Anspruch nimmt
Struktur Anwendungsprogramm
- Präsentation (Benutzerschnittstelle)
- Applikation (Anwendungsfunktionalität)
- Datenhaltung
Architektur-Varianten
- dezentrale Präsentation (Applikation und Datenhaltung auf Server)
- dezentrale Verarbeitung (Präsentation und Applikation auf Client)
- dreistufiges Client-Server-System (Präsentation auf Client und Applikation sowie Datenhaltung auf je einem Server)

o beteiligte Rechner oder Prozesse gleichrangig

o temporäre Client-Server-Beziehungen

o dezentrales Netz ohne dedizierte Server
   (für besondere Aufgaben spezialisierter Knoten)

o keine zentrale Verwaltung möglich

o spezielle Funktionen für den Betrieb eines Netzwerk neben
Betriebssystemfunktionen vorhanden
# Verwaltungsaufgaben
# Steuerungsaufgaben
o Dienstprogramme zur Netzwerkadministration
# Konfiguration der Protokolle
# Überwachung der Netzlast
# Protokollierung von Zugriffen und Fehlern
# Diagnose und Fehlerbehebung
o Mechanismen zum Schutz vor Datenverlust und Wahrung der Datensicherheit
o zumindest Mehrbenutzerbetrieb und Mehrprogrammbetrieb in Teilhabervariante muss möglich sein
o Server-Betriebssystem für Server in Client-Server-Netzwerken o rudimentäre Server-Funktionen für alle Rechner in Peer-to-Peer-Netzwerken

mangelnde Interoperabilität
# unterschiedliche Hardware- und Betriebssystemplattformen

# ergänzende Softwarekomponenten in unterschiedlichen
  Programmiersprachen

# Fehlen standardisierter Schnittstellen auf Anwendungsebene

# fehlende Kenntnis der Clients über Art und Ort für sie 
   geeigneter Server-Dienste

o Middleware soll Interoperabilität gewährleisten
# einheitliche Schnittstelle für Anwendungsprogramme
# Aufruf von Diensten durch Anwendungsprogramme, die in anderen Programmiersprachen implementiert wurden durch
Sprachanbindungsmiddleware
# Zugriff auf heterogene Datenbanken
# Verzeichnis- und Vermittlungsdienste für Clients zum Zugriff auf entfernte Clients

o Doppelrolle als Client (gegenüber Zielservern) und Server (gegenüber Clients)

o erleichtert Entwicklung verteilter Anwendungssysteme

o Beispiele für Middleware: ODBC, RPC (RMI – Variante für Java), CORBA

# Robustheit gegenüber Ausfall von Knoten und physikalischen Verbindungen

# Unabhängigkeit von Rechnerplattformen

# Fähigkeit, unterschiedliche Netze zu verbinden

# Unabhängigkeit von der Übertragungstechnik

# Protokollfamilie im Internet
# umfasst vier Schichten

o Verbindungsschicht
o Internetschicht
o Transportschicht
o Anwendungsschicht

# keine eigenen Protokolle

# Schnittstellen und Hilfsprotokolle für Verbindung zur Protokollen höherer Schichten (z.B. ARP – Umsetzung Internet-Adresse in lokale Netzwerkadresse)

# dadurch können Internet-Protokolle mit beliebigen Protokollen der unteren Schichten zusammenarbeiten

# Protokoll zur weltweit eindeutigen Adressierung von Datenstationen im Internet

# daraus resultieren IP-Adressen als Grundlage für Wegewahl

# Protokoll TCP – stellt virtuelle, zuverlässige Verbindung im Duplexbetrieb zur Verfügung, Paketvermittlung als Prinzip

# Protokolle verwenden Dienstnummern (Ports) um Server- oder
Clientprozesse eindeutig zu identifizieren

# Protokolle definieren Austausch von Nutzdaten und Steuerinformationen zwischen Internet-Anwendungsdiensten

# z.B. SMTP, FTP, HTTP

IPv4
o IP-Adresse hat Länge von 32 Bit

DNS
o Domain name service wandelt Domainnamen in numerische IP-Adressen um

IPv6
o IP-Adresse mit einer Länge von 128 Bit, da Adressraum nach IPv4 demnächst ausgeschöpft ist
o IPv4 wird Teil von IPv6

# Aufgabe, Weg für Datenpakete zwischen Sender und Empfänger zu finden

direktes Routing
o beide Rechner im selben Teilnetz, so dass Sender direkt an Empfänger übermitteln kann

indirektes Routing
o Sender übergibt Datenpakete an Router, wenn Empfänger in
   anderem Teilnetz ist
o Router übermittelt an Empfänger, wenn sich dieser in einem
   vom Router bedienten Teilnetz befindet (über direktes Routing)
o Router übermittelt Datenpakete an anderen Router anhand
   einer Routingtabelle (über indirektes Routing)

- dezentrale Organisation

Netzbetreiber
o unterhalten Netzwerk-Infrastruktur in Form physikalischer Übertragungsmedien und verkaufen Übertragungskapazität

Diensteanbieter
o kaufen Übertragungskapazität
o bieten spezielle Datenübertragungsdienste auf logischer Ebene an

ISP
o kaufen Übertragungskapazität
o bieten spezielle Datenübertragungsdienste auf logischer Ebene an
o bieten Nutzern über Wähl- oder Standleitungen Zugriff aus das Internet sowie verschiedene Server-Dienste

NSP
o Nutzung durch ISPs
o internationale und interkontinentale TCP/IP-Verbindungen (Internet-Backbones)
o Routing-Dienste, DNS

Zugang
o über lokales Netzwerk
o über Wählleitung

System aus mehreren eigenständigen Rechnern, räumlich verteilt und durch Übertragungswege verbunden