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 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 Netzwerkzugang per Modem (analoge Telefonleitung)
4.5.2 ISDN
4.5.3 DSL-Dienste
4.5.4 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 Geschichte von Unix
5.1.2 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
11.1.4 Eine iOS-App entwickeln
11.2 Eine einfache Android-App
11.2.1 Android im Überblick
11.2.2 Eine App mit Android Studio entwickeln
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 Meta-Tags 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
19.2 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 Uhrzeit-Funktionen
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 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 Weitere Internet-Serverdienste
C.16 XML
C.17 Webseitenerstellung mit HTML und CSS
C.18 Webserveranwendungen
C.19 JavaScript und Ajax
C.20 Computer- und Netzwerksicherheit