IT-Handbuch für Fachinformatiker*innen

Das Standardwerk für Ausbildung und Studium Gut strukturiert und in gut lesbaren Lerneinheiten vermittelt Ihnen das Buch einen Überblick über das Gesamtgebiet der Fachinformatik, wie es die Prüfungsordnung der IHK für eine zwei- oder dreijährige Berufsausbildung vorschreibt. Sascha Kersken bietet Ihnen einen leichten Zugang zu allen Themen und Grundlagen der modernen Informationstechnik, wie sie Fachinformatikerinnen und Fachinformatiker in ihrer Ausbildung benötigen: Aufbau der Computerhardware, Betriebssysteme, Netzwerktechnik, -protokolle und -anwendungen, Daten- und Prozessanalyse sowie Grundlagen der Programmierung werden ebenso wie das Thema Datenbanken und Multimedia berücksichtigt. Mit vielen Prüfungsfragen und Praxisübungen!- IT-Grundlagen, Netzwerk- und Servertechnik, Programmierung- Praxisorientiertes Lehr- und Nachschlagewerk- Alle Fachrichtungen: Anwendungsentwicklung, Systemintegration, Daten- und Prozessanalyse, Digitale Vernetzung Aus dem Inhalt:- Überblick IT-Ausbildung- Mathematische und technische Grundlagen- Hardware und Betriebssysteme- Datenbanken- Windows, Linux, macOS - Grundlagen und Praxis- Netzwerktechnik und Netzwerkpraxis- IT-Sicherheit- Datenanalyse, Machine Learning, Künstliche Intelligenz (KI)- Programmierung in Java, Python, JavaScript und PHP- Software-Engineering- Algorithmen und Datenstrukturen- Prozessanalyse- Internet- und Webtechnologien


Materialien zum Buch ... 17


Vorwort ... 19


1. Einführung ... 27




1.1 ... Informationstechnik, Informatik und EDV ... 27


1.2 ... Die Geschichte der Rechenmaschinen und Computer ... 38


1.3 ... Digitale Speicherung und Verarbeitung von Informationen ... 58


1.4 ... Übungsaufgaben ... 62




2. Mathematische Grundlagen ... 67




2.1 ... Einführung in die Logik ... 67


2.2 ... Mengenlehre und diskrete Mathematik ... 81


2.3 ... Mathematische Verfahren im Alltag ... 97


2.4 ... Grundlagen der Stochastik ... 101


2.5 ... Grundlagen der linearen Algebra ... 109


2.6 ... Grundlagen der Analysis ... 123


2.7 ... Informationsspeicherung im Computer ... 128


2.8 ... Übungsaufgaben ... 139




3. Technische und theoretische Grundlagen ... 147




3.1 ... Elektronische Grundlagen ... 147


3.2 ... Automatentheorien und -simulationen ... 156


3.3 ... Übungsaufgaben ... 175




4. Hardware ... 179




4.1 ... Grundlagen ... 179


4.2 ... Die Zentraleinheit ... 183


4.3 ... Die Peripherie ... 212


4.4 ... Übungsaufgaben ... 236




5. Netzwerkgrundlagen ... 243




5.1 ... Einführung ... 243


5.2 ... Funktionsebenen von Netzwerken ... 251


5.3 ... Klassifizierung von Netzwerken ... 260


5.4 ... Netzwerkkarten, Netzwerkkabel und Netzzugangsverfahren ... 269


5.5 ... Datenfernübertragung ... 280


5.6 ... Die TCP/IP-Protokollfamilie ... 284


5.7 ... Übungsaufgaben ... 336




6. Betriebssysteme ... 349




6.1 ... Entwicklung der Betriebssysteme ... 350


6.2 ... Aufgaben und Konzepte ... 358


6.3 ... Windows ... 380


6.4 ... Linux und Unix ... 402


6.5 ... Übungsaufgaben ... 433




7. Grundlagen der Programmierung ... 443




7.1 ... Python ... 445


7.2 ... Java ... 533


7.3 ... Übungsaufgaben ... 583




8. Algorithmen und Datenstrukturen ... 587




8.1 ... Algorithmen erarbeiten und implementieren ... 588


8.2 ... Datensammlungen sortieren ... 595


8.3 ... Nach Daten suchen ... 602


8.4 ... Bäume und Graphen ... 623


8.5 ... Bedingungserfüllungsprobleme ... 646


8.6 ... Übungsaufgaben ... 657




9. Weitere Konzepte der Programmierung ... 659




9.1 ... Reguläre Ausdrücke ... 659


9.2 ... Systemnahe Programmierung ... 677


9.3 ... Einführung in die Netzwerkprogrammierung ... 685


9.4 ... Externe Module und Abhängigkeiten ... 694


9.5 ... Übungsaufgaben ... 704




10. Datenanalyse, Machine Learning, künstliche Intelligenz ... 707




10.1 ... Einführung ... 708


10.2 ... Daten auswählen, aufbereiten und analysieren ... 715


10.3 ... Konkrete Machine-Learning-Verfahren ... 739


10.4 ... Künstliche neuronale Netzwerke ... 758


10.5 ... Übungsaufgaben ... 777




11. Software-Engineering ... 779




11.1 ... Überblick ... 780


11.2 ... Werkzeuge ... 797


11.3 ... Übungsaufgaben ... 831




12. Geschäftsprozessanalyse ... 835




12.1 ... Überblick ... 835


12.2 ... Prozesse modellieren mit BPMN ... 841


12.3 ... Mit einem ERP- und CRM-System arbeiten ... 851


12.4 ... Übungsaufgaben ... 858




13. Datenbanken ... 859




13.1 ... Die verschiedenen Datenbanktypen ... 860


13.2 ... Mit relationalen Datenbanken arbeiten ... 873


13.3 ... Mit NoSQL-Datenbanken arbeiten ... 887


13.4 ... Grundlagen der Datenbankprogrammierung ... 891


13.5 ... Übungsaufgaben ... 896




14. Server für Webanwendungen ... 901




14.1 ... HTTP im Überblick ... 901


14.2 ... Der Webserver Apache 2 ... 914


14.3 ... Übungsaufgaben ... 937




15. Weitere Internet-Serverdienste ... 941




15.1 ... Namens- und Verzeichnisdienste ... 941


15.2 ... Die 'Meta-Server' inetd und xinetd ... 956


15.3 ... Übungsaufgaben ... 960




16. Virtualisierung, Container und Cloud Computing ... 963




16.1 ... Virtualisierung ... 963


16.2 ... Container-Infrastrukturen ... 969


16.3 ... Cloud Computing ... 975


16.4 ... Übungsaufgaben ... 977




17. Datei- und Datenformate ... 979




17.1 ... Textdateien und Zeichensätze ... 979


17.2 ... Textbasierte Dateiformate ... 988


17.3 ... Binäre Dateiformate ... 1014


17.4 ... Übungsaufgaben ... 1026




18. Webseitenerstellung mit HTML und CSS ... 1031




18.1 ... HTML und XHTML ... 1032


18.2 ... Cascading Style Sheets (CSS) ... 1067


18.3 ... Webseiten-Layout und -Design ... 1081


18.4 ... Übungsaufgaben ... 1091




19. Webserveranwendungen ... 1099




19.1 ... PHP ... 1099


19.2 ... Eine REST-API implementieren ... 1166


19.3 ... Übungsaufgaben ... 1195




20. JavaScript und Ajax ... 1199




20.1 ... Grundlagen ... 1200


20.2 ... Das Document Object Model (DOM) ... 1240


20.3 ... Ajax und die Fetch API ... 1253


20.4 ... Die JavaScript-Bibliothek React.js ... 1264


20.5 ... Übungsaufgaben ... 1286




21. Sicherheit ... 1289




21.1 ... Endgeräte schützen ... 1290


21.2 ... Netzwerk- und Serversicherheit ... 1303


21.3 ... Übungsaufgaben ... 1317




Anhang ... 1321




A ... Glossar ... 1323


B ... Zweisprachige Wortliste ... 1337


C ... Kommentiertes Literatur- und Linkverzeichnis ... 1349




Index ... 1363