Informatik im Fokus – serie

In den letzen Jahren entwickelte sich das World Wide Web (WWW) stetig weiter. Jüngst geprägte Begriffe, wie Web 2.0 und AJAX, haben sich in der Welt der modernen Webentwicklung etabliert und werden von interessierten Webentwicklern und Webbenutzern mit Begeisterung aufgenommen. Das erhöhte Interesse, welches AJAX aktuell genießt, ist auf visuell attraktive und hochinteraktive Web-Applikationen zurückzuführen, die in ihrem Verhalten Desktop-Anwendungen ähneln.Doch was genau steckt hinter diesem neuen Schlagwort? Dieser Frage wird in diesem Buch nachgegangen. Dabei wird auf einfache und nachvollvollziehbare Weise untersucht, ob es sich tatsächlich um eine neuartige und „revolutionäre" Webtechnologie handelt, oder ob AJAX vielmehr ein Produkt bereits bestehender und bekannter Technologien darstellt, welches bloß unter einer neuen Bezeichnung eingeführt wurde. Ferner sind die Motive für das aktuelle Interesse an AJAX ausführlich dargestellt.

Multicore-Prozessoren mit zwei oder mehreren Prozessorkernen bieten eine immense Erhöhung der potentiellen Leistungsfähigkeit von Computern aller Bereiche, vom PC bis hin zum Hochleistungsrechner.Zur Ausnutzung dieser Leistungsfähigkeit für eine tatsächlich schnellere Programmbearbeitung sind jedoch spezielle Programme und Programmiertechniken erforderlich, die mehrere Berechnungen in Form von Threads zur gleichzeitigen Abarbeitung auf den Kernen des Prozessors bereitstellen.Dieses Buch führt in alle Aspekte der Programmierung von Multicore-Prozessoren ein, die den Software-Entwickler befähigen, parallele Programme mit Software-Threads zur schnellen Ausführung auf Multicore-Prozessoren zu erstellen. Vorgestellt werden parallele Programmiermodelle, Konzepte der Thread-Programmierung, die Programmierumgebungen Pthreads, Java-Threads und OpenMP sowie Sprachkonstrukte und neuere Programmieransätze zur Programmierung von Multicore-Prozessoren.

Der Begriff "Web 2.0" ist mittlerweile nahezu allgegenwärtig. Doch auch wenn er Einzug in diverse Stellenausschreibungen und Nachrichtenmeldungen gehalten hat, scheint doch den wenigsten Leuten klar zu sein, was er genau zu bedeuten hat. Diese Frage zu beantworten und die jeweiligen Hintergründe aufzuzeigen ist das Ziel des ersten Teils dieses Buches.Zudem wird ein Einblick in die relevanten Technologien gegeben. Neben AJaX werden hierbei auch die Grundlagen von RSS und Webservices praktisch vorgestellt, so dass der unerfahrene Leser nach dieser Lektüre ein grundlegendes Verständnis für die relevanten Aspekte der heutigen Internetlandschaft haben wird.

OpenMP ist ein weit verbreiteter de-facto-Standard für High-Level Shared-Memory-Programmierung, der für viele Plattformen, u.a. Linux und Microsoft Windows, zur Verfügung steht. Das Programmiermodell von OpenMP ermöglicht einen einfachen, skalierbaren und flexiblen Ansatz zur Entwicklung paralleler Applikationen unter FORTRAN, C und C++. Seit seiner Einführung 1997 wird Open MP von der Mehrheit der High-performance Compiler- und Hardwarehersteller unterstützt.In diesem Buch wird Open MP ausführlich vorgestellt und gezeigt, wie eine Implementierung paralleler C/C++ Algorithmen erfolgt.

Computersysteme mit dezentralen Kontrollstrukturen (z.B. Internet, Peer-to-Peer-Systeme, Grid-Computing) sind in immer mehr Bereichen anzutreffen. Da sie neben den Eigenschaften eines Computersystems häufig auch die eines Wirtschaftssystems besitzen, muss dieser neuen Komplexität beim Entwurf von Algorithmen und Protokollen Rechnung getragen werden.Algorithmic Mechanism Design liegt im Schnittfeld von Algorithmik, Spieltheorie und Mikroökonomie. Es zeigt, wie eigennützig handelnde Akteure dazu veranlasst werden können, effiziente gemeinsame Entscheidungen zu treffen, und untersucht die algorithmischen Eigenschaften dieser Algorithmen und Protokolle.Als erstes deutschsprachiges Lehrbuch zum Thema führt dieses Buch gut verständlich in das Forschungsgebiet ein und zeigt die theoretischen Grundlagen sowie zentrale Ergebnisse des aktuellen Forschungsstandes. Es ist durchgehend mit Beispielen aus Anwendungsfeldern der Informatik (aus den Bereichen Netzwerkrouting und elektronischen Auktionen) illustriert.

Service-orientierte Architektur (SOA) ist ein aktuelles Schlagwort, das nicht nur im Bereich der Softwaretechnik sondern auch im Unternehmens-Management auf sehr viel Interesse gestoßen ist. Bei der Wahl der Strategie zur Modernisierung von IT-Landschaften fällt die Entscheidung häufig zugunsten dieses neuartigen Architekturmodells.Der Kerngedanke von SOA besteht darin, IT-Funktionalitäten in einzelne, geschäftsorientierte Serviceblöcke aufzuspalten und damit komplexe Strukturen aufzulösen. Dem Leser werden einerseits die allgemeinen Grundlagen der Serviceorientierung vermittelt und andererseits die technologischen Konzepte und Standards zur praktischen Umsetzung Service-orientierter Architekturen unter Verwendung von WebServices vorgestellt. Der Fokus liegt dabei auf der Fragestellung, in wie weit WebServices zur Implementierung geeignet sind. Ergänzend wird die Orchestrierung von Services zu einem Prozess mittels der Prozessbeschreibungssprache WS-BPEL beschrieben und auf organisatorische Vorgehensmethoden im Rahmen der SOA-Governance eingegangen.

Computational Intelligence (CI) bezeichnet ein Teilgebiet der Künstlichen Intelligenz, das biologische inspirierte Modelle algorithmisch umsetzt. Evolutionäre Algorithmen orientieren sich an der darwinistischen Evolution und suchen mit Hilfe von Crossover, Mutation und Selektion eine optimale Lösung. Die Fuzzy-Logik ermöglicht als unscharfe Logik eine kognitive Modellierung von Wissen und Inferenzprozessen. Neuronale Netze imitieren funktionale Aspekte des Gehirns für Aufgaben wie Klassifikation und Mustererkennung. Neuere Ansätze der CI wie Reinforcement Learning ermöglichen, das Verhalten künstlicher Agenten in unbekannten Umgebungen zu steuern. Die Schwarmintelligenz modelliert Algorithmen, die auf Basis vieler einfacher Komponenten intelligente Leistungen vollführen. Zu guter Letzt lösen künstliche Immunsysteme eine Reihe von Problemen, ähnlich wie ihr biologisches Pendant. Ein kompakter und übersichtlicher mit vielen Beispielen gespickter Einstieg in die verschiedenen Verfahren der CI.

Virtuelle Realität oder Virtual Reality (VR)  hat in den letzten Jahren eine stürmische Entwicklung erfahren. Dieses Buch vermittelt einen Einstieg in die Theorie und Praxis der virtuellen Realität, mit Schwerpunkt auf den Anwendungen der VR: Beispielhafte Anwendungen mit VR Juggler werden betrachtet und implementiert, und es wird ein Überblick über Software-Architekturen gegeben.Kenntnisse in Computergrafik und Grafikprogrammierung werden vorausgesetzt. Für das erfolgreiche Bearbeiten der Aufgaben sind Erfahrungen im Programmieren mit C++ und OpenGL erforderlich. Wer selbst eine Anwendung entwickeln möchte, findet mit diesem Buch einen schnellen und kompetenten Einstieg.

Geschäftsprozess-Management (BPM) erfährt insbesondere im Zuge der populärer werdenden Service-orientierten Architektur (SOA) eine stetige Aufwertung. Auch für die Abbildung der betriebswirtschaftlichen Vorgänge im Zuge von Reorganisationen und Compliance-Maßnahmen ist eine Formalbeschreibung der Geschäftsprozesse eine wichtige Voraussetzung.Dieses Buch macht in einer kompakten Darstellung mit den grundlegenden Prinzipien der Prozessmodellierung vertraut und zeigt, auf welche Weise sie sich in modernen IT-Systemen umsetzen lassen. Dabei wird von den Modellierungskonzepten eine Brücke zu den technischen Darstellungsformen, Standards (z.B. UML, BPMN, WS-BPEL, XPDL) und deren Implementierung geschlagen.Neben den Grundlagen zeigen praktische Beispiele, auf welche Weise Unternehmen die Mittel der prozessgesteuerten Ablaufsteuerung und modellgetriebenen Softwareentwicklung in ihren Projekten einsetzen können, und welche Tools hierfür zur Verfügung stehen. Ein Buch für Architekten, Entwickler und Projektleiter.

Das V-Modell® XT ist das durch die Bundesverwaltung verpflichtend vorgeschriebene Vorgehensmodell für die Entwicklung von IT-Systemen.Das Buch bietet einen kompakten Einstieg in die neue Version 1.3 des Modells. Es behandelt die Änderungen gegenüber der Vorgängerversion, die wesentlichen Konzepte des V-Modell® XT und detailliert die Bereiche Projektmanagement und Qualitätssicherung. Best Practises und Hinweise zur Bewältigung typischer Aufgabenstellungen im V-Modell® XT runden das Buch ab.

Dieses Buch stellt einen methodischen Leitfaden für Prozessingenieure, Berater, Methodenverantwortliche oder Assessoren bei der Anpassung und Einführung des V-Modell®XT zur Verfügung. Es erläutert alle wichtigen Anpassungsoptionen und Techniken, die Anwendern des V-Modell®XT im Rahmen von organisationsspezifischen Anpassungen zur Verfügung stehen. Zahlreiche Beispiele zeigen die praktische Anwendung einzelner Techniken. Weiterhin wird der gesamte Anpassungs- und Einführungsprozess, von der Konzeption bis hin zur Mitarbeiterschulung beschrieben.

Ontologien haben durch die aktuellen Entwicklungen des Semantic Web große Beachtung erfahren, da jetzt Technologien bereitgestellt werden, die eine Verwendung von Ontologien in Informationssystemen ermöglichen. Beginnend mit den grundlegenden Konzepten und Ideen von Ontologien, die der Philosophie und Linguistik entstammen, stellt das Buch den aktuellen Stand der Technik im Bereich unterstützender Technologien aus der Semantic Web Forschung dar und zeigt vielversprechende Anwendungsbiete auf. Das Buch richtet sich an alle Leser, die ein grundlegendes Interesse an Ontologien als Teil moderner Informationstechnologien haben und sich einen Überblick und schnellen Einstieg in das Gebiet verschaffen wollen.

RFID bietet Unternehmen eine Vielzahl von Vorteilen im Bereich der Automatisierung und Prozesstransparenz. Gleichzeitig stellt die Technologie die Unternehmen vor technische, organisatorische, ökonomische, rechtliche und sozioökonomische Herausforderungen. In diesem Buch werden die grundlegenden Funktionen der RFID-Technologie und Lösungskonzepte zur Integration in die betrieblichen Informationssysteme vorgestellt. Insbesondere die Standards des „Internet der Dinge" werden maßgeblich den Erfolg der RFID-Technologie beeinflussen. Für die RFID-Einführung in Unternehmen wird in diesem Buch ein methodisch fundiertes Vorgehensmodell präsentiert. Die während des Vorgehensmodells eingesetzten Entscheidungsmethoden zur Potential- und Wirtschaftlichkeitsanalyse werden ausführlich beschrieben und es wird auf unterstützende Softwarewerkzeuge verwiesen.

Dieses Buch befasst sich mit der Überlagerung der realen Welt durch computergenerierte virtuelle Objekte. Die drei grundlegenden Bausteine dieser Erweiterten Realität, Darstellung, Tracking und Benutzerinteraktion, werden Schritt für Schritt eingeführt und miteinander in Zusammenhang gebracht. Übungen vertiefen den Stoff. Ein Überblick über existierende Anwendungen aus Forschung und Industrie rundet das Thema ab und gibt Anregungen für eigene Systeme. Ein Ausblick auf mögliche weitere Entwicklungen und Probleme schließt das Buch.

Cloud Computing erlaubt die Bereitstellung und Nutzung von IT-Infrastruktur, von Plattformen und von Anwendungen aller Art als im Web elektronisch verfügbare Dienste. Cloud Computing folgt dabei den Ideen des Utility Computing, dh. es wird immer die aktuell benötigte Menge an Ressourcen zur Verfügung gestellt und abgerechnet. Dieses Buch will einen Überblick über Cloud Computing Architektur, Anwendungen und Entwicklung vermitteln. Ziel ist es, die Leserinnen und Leser auf einen einheitlichen Stand zu bringen und so eine gemeinsame Diskussionsgrundlage zu erreichen. Technische Vorkenntnisse sind nicht erforderlich.