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Verbindung von Benutzer und Ressourcen

Transparenz

Offenheit

Skalierbarkeit

Semaphore können Zugriffe auf gemeinsam genutze Ressourcen gesteuert werden

Fünf Sachen muss ein Rechner können:
1.Ein Rechner muss einen Algorithmus ausführen können.

2.Die Befehle eines Programms der Reihe nach ausführen (Steuerwerk)

3.Die Möglichkeit, Zahlen zu speichern: Speicher.

4.Speicherinhalt als Zahl interpretieren und manipulieren (rechnen) (Rechenwerk)

5.Die Ablaufsteuerung muss auf den Inhalt des Speichers reagieren.

1. Wirtschaftsstandort Schweiz durch IKT wettbewerbsfähig gestalten

2. IKT zum Nutzen aller Menschen einsetzen

Global:

ITU, ISO

Europa:

ETSI, CENELEC, CEn

National:

SNV, DIN, ANSI, BAKOM

IEEE, IETF

Informationsgesellschaft ist eine auf IKT basierte Gesellschaft. Nachfolge der Industriegesellschaft.

Kennzeichen:

Zunahme der Komplexität
Globalisierung
Durchdringung aller Lebensbereiche mit IKT
Beschleunigte Gesellschaft

Kommunikationsgrundrechte
Meinungsfreiheit, Informationsfreiheit, Pressefreiheit

Informationsfreiheit
Freier Zugang zu Informationen, Öffentlichkeitsprinzip

Datenschutz
Recht auf informationelle Selbstbestimmung

Zivilrechtlichen Informationsrechte
Recht am eigenen Bild: Persönlichkeitsrecht

Telefonüberwachung

Datenspeicherung bei Arbeitnehmern, Krankenkasse

Kundenprofile

Strukturmodell

Referenzmodell

Topologien

Zusatz Adressräume:
MAC: Lokale Signifikanz
IP: Globale Signifikanz

Sicherstellung, dass das Teilnetz in der Lage ist, den Verkehr zu bewältigen.

Überlastung = Last grösser als verfügbare Ressourcen --> Leistung sinkt rapide

Bezieht sich nur auf den Punkt-zu-Punkt Verkehr zwischen Sender und Emfänger (TCP).

Sicherstellen, dass ein schneller Sender einen langsamen Empfänger nicht "überflutet"

2 Lösungsansätze:

Flusskontrolle über Feedback von Emfänger

Flusskontrolle über Übertragungsrate

MAL = UND

PLUS = ODER

DIVIDIERT: 0/0=0, 0/1=1, 1/0=1, 1/1=1

1. Idealfall: In Einem Taktzyklus Befehl und Daten laden.

2. Strikte Trennung von Daten und Programmen --> Speicherschutz + Zugriffsrechte

3. Synchrones Laden auch mit mehreren Rechenwerken möglich

Dhrystone

Whetstone

Linpack

Cinebench

Windows-Leistungsindex

(3DMark, SPEC)

Operation

1. Quelladresse

2. Quelladresse

Zieladresse

Durchzuführende Operation

Länge des Operanden

Adressierungsarten der Operanden

Programmbereich

Datenbereich

Registerinhalte

Transport: Port Adressen

Internet: IP Adressen

Sicherung: MAC

Arithmetische und logische Befehle

I/O-Befehle

Speichern -  Laden -  Befehle

Absolute Adressierung [adr]

Direkte (Register)-Adressierung [R] = LDA 28

Unmittelbare Adressierung [data] = immediate = LDA #28

Ausführung von Unterprogrammen

Parameterübergabe

Resultatrückgabe

Zwischenspeicher

Interrupt-Behandlung

1. Registerinhalt auf Stack speichern

2. Rücksprungadresse auf Stack speichern

3. Unterprogramm ausführen

4. Rücksprung zur alten Programmadresse

5. Registerinhalt von Stack zurücklesen

Kluft zwischen natürlicher Sprache und der Semantik der Maschinen.

Northbridge: Zuständig für den schnellen Datentransfer zwischen der CPU und dem Arbeitsspeicher.

Southbridge: Datentransfer zwischen Northbridge und weiteren peripheren, welche über den PCI, ATA oder IDE Bus angeschlossen sind.

Mikroprozessoren: Alle Grundfunktionen in einem Mikrochip
SoC, alles auf einem Chip

Mikrocontroller: System on a Chip für „eingebettete Systeme“ (Kein BS). Eingebetteter Rechner in einem Gerät, z.B Waschmaschine.

Digitaler Signalprozessor DSP: Bearbeitung von digitalen Signalen

Graphics Processing Unit (GPU): rechenintensive Aufgaben der 2D und 3D-Computergrafik

1. Die CPU gibt die Adresse der Funktionsbaugruppe ROM und der Speicherzelle auf den Adressbus.

2. Die CPU aktiviert die Steuerleitung READ, wobei die adressierte Speicherzelle ihren Inhalt auf den Datenbus gibt.

3. Die CPU übernimmt die Daten vom Datenbus und deaktiviert die Steuerleitung READ. Der Lesevogang ist damit beendet.

1. Die CPU gibt die Adresse der Funktionsbaugruppe OUT auf den Adressbus.

2. Die CPU gibt die Daten auf den Datenbus.

3. Die CPU aktiviert die Steuerleitung WRITE, wodurch die Funktionsbaugruppe OUT die Daten vom Datenbus aufnimmt.

4. Die CPU deaktiviert die Steuerleitung WRITE. Der Schreibvorgang ist damit beendet.

Register (SRAM)
Cache (SRAM)
Arbeitsspeicher (DRAM)
Dateisystem (Festplatte)
Archiv, Backup (Magnetband)

Kleiner, schneller Zwischen-speicher

Kopie von Daten im Hauptspeicher

Befindet sich logisch zwischen CPU und Hauptspeicher

--> Prozessor kann schneller takten

1. Fetch: Lade den nächsten Befehl

2. Decode: Dekodiere den Befehl (Ermittle, welcher Befehl auszuführen ist.

3. Execute: Führe den Befehl aus (+ wieder zurück zum Anfang)

Bereitstellen von Ressourcen im Überfluss

Zwischenpuffern

Proportionales Routing

Traffic Shaping

Quellport / Zielport / Paketlänge / Checksumme

==> Gleiches gibts auch im TCP Header, jedoch ohne Paketlänge

UDP = User Datagram Protocol
•Datagramm-Dienst
•Unzuverlässig
•Verbindungslos
•Für einmalige, schnelle Übertragungen

TCP = Transmission Control Protocol
•Gewährleistet eine zuverlässige Datenübertragungen
•Verbindungsorientiert
•Fehlerfreier Datenstrom von einem Rechner zum anderen
•Flusskontrolle zur Geschwindigkeitsanpassung

• Verlorene, gestörte Pakete erkennen und durch Wiederholung der Übertragung korrigieren. (Ähnlich wie die Sicherungsschicht.)

• Die Mängel der Vermittlungsschicht werden „verborgen“.

• Einheitliche Dienste-Schnittstelle für übergeordnete Schicht,

Probleme:

• Verlorene (oder gestörte) Pakete
• Pakete kommen verspätet an (Die Verzögerungszeiten sind
   variabel, sie hängen von der Netzlast ab)
• Pakete können doppelt ankommen (Duplikate)
• Datenstau, Anhäufung von empfangenen Paketen

Ansätze:

• 3-Wege-Handshake (TCP)
• Durchnummerieren der Pakete
• Beschränkung der Lebensdauer

• RPC – Remote Procedure Call
   Prozeduraufruf auf entfernten Rechner

• RTP – Real-Time Transport Protocol
   Für Audio / Video Streams

• DNS – Domain Name System
   Website in IP übersetzen

21 FTP

23 Telnet

25 SMTP

79 Finger

80 HTTP

110 POP-3

Anfrage - Bestätigung - Bestätigung

Client - Server

Bridges können verschiedenartige Netze kombinieren, Repeater nur gleichartige.

ICMP (Internet Control Message Protocol)
    oKommunikation zwischen Routern

ARP-Protokoll (Address Resolution Protocol)
    oRegelt Zuordnung von Ethernetadressen (MAC) zu IP-Adressen

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
    oVergibt dynamisch IP-Adressen an Hosts (Leasing)

Vermittlungsschicht: Transportiert Pakete von der Quelle bis zum Ziel durch das gesamte Netzwerk, bzw. durch alle Teilnetze

2 Arten wie die Vermittlungsschicht arbeiten kann:

1. Verbindungslos (Datagrammdienst) = Paketvermittlung
• Vermittlung einzelner Pakete durch das Netzwerk
• Jedes Paket trägt volle Zieladresse
• Jedes Paket kann unterschiedliche Wege nehmen
• Die Fehlerüberwachung machen die Hosts
• Beispiele: Internet Protokoll (IP)

2. Verbindungsortientiert (Virtuelle Verbindung): = Leitungsve.
• Verbindung wird „aufgebaut“
• Qualität der Verbindung kann gewährleistet werden
• Beispiele: Telefonsignalisierung (ISDN)

ICMP (Internet Control Message Protocol)
    oKommunikation zwischen Routern

ARP-Protokoll (Address Resolution Protocol)
    oRegelt Zuordnung von Ethernetadressen (MAC) zu IP-Adressen

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
    oVergibt dynamisch IP-Adressen an Hosts (Leasing)

Shortest Path

Flooding

Broadcast (Ein Sender Aktiv, mehrere Emfänger - Versand an alle)

Multicast (Ein Sender, Versand an eine Gruppe)

Distance-Vektor

(unterschied zu traffic shaping?.,  proportionalss routing)

Regelt die Vergabe des Zugriffsrechts auf den Übertragungskanal

= Zugriffsrecht verwalten

Protokolle des Layer 2.

ALOHA: Durch Feedback wird die Rahmenübertragung kontrolliert.

CSMA (Carrier Sense Multiple Access): Sender hört Datenverkehr auf Leitung ab, falls Kollision => Unterbruch

LLC = Logical LInk Control (Layer 2)

LLC Protokoll fügt jedem Frame einen Header hinzu --> Datagrammdienst wird überprüft

Bandbreite: Bereich zwischen minimalen und maximalen Grenzfrequenz einer Übertragung.


Datenübertragungsrate: Digitale Datenmenge, die in einer Zeiteinheit übertragen wird (Bit/s)

Mobilfunk, Rundfunk etc.:

GSM

UMTS

WLAN

Bluetooth

Quellenkodierung = Datenkompression (weniger Redundanz)

Kanalkodieriung = Übertragungsfehler vermindern (mehr Redundanz)

Leitungskodiereung = Synchronisation

Parität: 1 Bit wird am Ende angehängt (Vgl. mit vorderstem ob gerade oder ungerade)

Check-Bits: Mehrere Bits einbinden um Fehler zu finden

CRC (Cyclic Redudancy CHeck): Mathematische Fehlersuche (Prüfsumme)


Gemeinsam: Fehlererkennung in der Sicherungsschicht.

Geheimhaltung, Vertraulichkeit
• Schutz von Daten vor Zugriff durch Unberechtigte

Authentifizierung
• Überprüfung der Person bzw. des Zugriffs

Verbindlichkeit
• Rechtskräftige digitale Unterschrift

Integrität
• Vollständigkeit, Unverfälschtheit und Vertraulichkeit von Nachrichten und Daten

DoS (Dienste arbeitsunfähig machen)

MITM

Replay (Späteres Abspielen)

Manipluation (Spionagesoftware)

Virus (Infiziert Daten)

Würmer (über Netzwerke)

Phishing (falsche Seite)

Brute Force (Ausprobieren)

SSH

IPSec

SSL

KERBERUS

Antivirus-Programm

Firewall

Open-Source Programme

Empfänger kann Identität des Senders überprüfen

Sender kann Inhalt der Nachricht nicht leugnen

Emfänger kann Nachricht nicht selbst generiert haben

Message Digest = Hash-Funktion

Aus beliegbigem Quelltext eine Bitfolge fester Länge => Authetifizierung / Überprüfung ob echt.

• Die zur Verfügung gestellten Dienste (Internet, Intranet etc.)

• Nutzer dieser Dienste (Intern, Extern)

• Technische Massnahmen (Verwendete Technologie, etc.)

• Welche Bereiche sind sensitiv im Unternehmen

• Wie geht das Unternehmen damit um

• Wie diese geschützt werden

1. Betriebsysteme realisieren eine Softwareschicht zw. Anwendungen und der Hardware

2. BS als erweiterte Maschine - mächtiger als eigentliche Hardware-Maschine

3. BS als Ressourcen-Manager (Filesysteme, Sicherheit, Prozesse)

4. Verwaltung von Geräten

5. Schnitstellen bereitstellen

1. Beim Systemstart

2. Durch andere Prozesse

3. Durch den Benutzer

4. Über Systemcall

1. Normale, beabsichtigte Beendigung

2. (Beabsichtigte) Beendigung aufgrund von Fehler

3. unfreiwillige Beendigung aufgrund von Fehler

4. unfreiwillige Beendigung durch anderen Prozess

Der Scheduler teilt die Rechenzeit zu den Prozessen und Threads zu.

Nonpreemtive (solange wie es halt dauert)

preemptieve (Nach Zeitdauer oder Benutzerinterrupt beenden)

Programmiertem I/O: Prozess wartet (polling) während der Ausführung (Schlechte Lösung)

Interrupt I/O: Auftrag wird ausgeführt, Programm kann in dieser Zeit etwas anderes ausführen.

• Create: Anlegen der leeren Datei, Setzen von Attributen
• Delete: Freigabe des Platzes auf der Platte
• Open: Lesen der Attribute und Festplattenadressen
• Close: Löschen des internen Speichers für Verwaltungsinformation
• Read: Lesen einer Anzahl Bytes ab der momentanen Position
• Write: Schreiben ab der momentanen Position
• Append: Schreiben am Ende
• Seek: Dateizeigerpositionierung
• Get/Set: Attributzugriff bzw. -änderung
• Rename: Namensänderung

Endgeräte:
PC, TV etc.

Netzwerk:
Telefonnetz, Kabelnetz etc. (VoIP)

Anwendungen:
Telefonie, EDV

Bessere Auswahlmöglichkeiten

Vergleich von vers.  Produkten

tiefere Kosten

Mehr Auswahl

Tauschbörsen

Kleinere Lager

tiefere Kosten

Produktion besser planbar

grösserer Absatzmarkt

Fehler max.  erkennen = h=e+1

fehler max.  korrigieren = h=2e+1

3 wege handshake geht nicht

Duplexverbindung nur mit 1 pers.  möglich

Location Management

Mobile IP

Caching-Strategie

1. Accesspoint (Erweiterung kabelbasiertes LAN)

2. Wireless Bridge (Kopplung von 2 LANs)

3. Wireless Switch: (WLAN Controller - Zugang zum LAN)

4. Public Hotspot

1. SSID vergeben

2. Gutes Passwort

3. WPA

4. WEP

5. WPA2

6. RADIUS

Bluetooth: Funkverfahren für Sprache und Daten (kurze Distanzen)

ZigBee: Speziell für kleine Leistungsverbrauche - Sensoren etc.

IrDA: Maus, Tastatur

Unter der letzten Meile versteht man die „Zweidraht-Anschlussleitung“ des Teilnehmers zur Telekom Infrastruktur. (=Brücke zw. Zahlendem Kunden und dem Dienstanbieter)  Layer 1 und 2

curb,  home,  desk

WiMAX = Worldwide Interoperability for Wireless Access

IEEE 802.16 ist ein Standard für ein „Stadtweites drahtloses Netzwerk“ (Wireless MAN (Metropolitan))

IEEE 802.16 bietet gegenüber WLAN eine:
•Servicequalität für Multimediainhalte
•Kapazität für mehr Nutzer
•Grössere Datenraten
•Grössere Distanzen
•GHz-Bereich zw. 3.4-5.8 GHz

Starke elektromagnetische Störstrahlung in Wohnbereichen

Kleine Datenraten

Geostationary Earth Orbiter (GEO)  (Geostationär)
•Abstand von ca. 36‘000 km von der Erde.
•"aufgehängt" an einer festen Position über der Äquatorlinie.

Medium Earth Orbiter (MEO)
•Flughöhe zwischen 10‘000 km und 15‘000 km

Low Earth Orbiter (LEO)
•Flughöhe zwischen 700 km und 1‘500 km
• Leicht zu erreichen, schneller Empfang, bewegt sich jedoch

RFID – ermöglicht Echtzeit Identifikation und Registrierung
•Beschriftung und Markierung von Waren

Sensor Technologien – Messen des Umfeldes
•Weg, Position, Geschwindigkeit, Temp, Strahlung

Smart Technologien
•Dezentrale Informationsverarbeitung (Parkhilfe, Geschw.Kontrolle)

Mikro- und Nanotechnologie – Miniaturisierung
•Zukunft Atomares Design

Positionsbestimmung (GPS, Mobilnetze)

Location Management Software (Abbildung von Routen)

Apps: Alarmierung, Rettungsdienste, Navi etc.

Sensoren übergeben Daten an Sender, welche über Satelliten Warnungen an eine Zentrale sendet.

Sensor - Sender - Satellit - Zentrale

Eine virtuelle Maschine ist ein vollständig isolierter Softwarecontainer, der sein eigenes Betriebssystem und Anwendungen so ausführen kann, als ob es sich um einen physischen Computer handelt.

BIOS = Basic Input Output System

BIOS wird beim Start eines Rechners geladen.

1. Abfrage aller angeschlossenen Geräte

2. Ermittlung Boot Device

3. Start von Hintergrund- und Oberflächenprozesse

Deadlocks gibt es wenn mehrere Prozesse die gleichen Ressourcen benötigen.

Verhindern?:

Mit Hilfe von Pipes (Pseudofiles für parallelen Zugriff)

Dynamisches Verhindern (Vor Zugriff prüfen)

Konzeptionelles Verhindern (Zugriff sperren für andere Prozesse)