Technik

Verteilte Systeme – Buchempfehlung

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Verteilte Anwendungen sind aus dem Alltag der Industrienationen nicht mehr wegzudenken, auch wenn die meisten Anwender nicht viel davon bemerken. Insbesondere mobile Anwendungen und die immer leistungsfähiger werdenden dienstorientierten Architekturen (Service-Oriented Architecture – SOA) lassen verteilte Anwendungen immer bedeutsamer werden. Verteilte Systeme bestehen aus verteilten Systembausteinen, welche im Netzwerk (z. B. dem Internet) miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten. Es gibt heute kaum noch Anwendungen, welche nicht verteilt sind und gerade industrielle Anwendungen sind ohne verteilte Systeme undenkbar. Typische Einsatzfelder sind der Handel, die Büroautomatisierung, PPS-Anwendungen (z. B. Fertigungssteuerung), ERP-Anwendungen, PLM-Anwendungen, Überwachungssysteme und alltägliche Anwendungen (z. B. Browser, Instant-Messenger, Smartphone Apps).

Das Buch Verteilte Systeme von Alexander Schill und Thomas Springer geht auf die Systemarchitekturen (z. B. das Cloud Computing) und Kommunikationsmodelle verteilter Anwendungen ausführlich ein. Auch Transaktionen (Kommunikationsschritte zwischen den verteilten Systembausteinen), Namens- und Verzeichnisdienste, Sicherheit, Konzepte der Softwareentwicklung speziell für verteilte Systeme, dienstbasierte Architekturen (SOA) sowie das mobile Computing werden behandelt. Das Buch steht unter dem Dach der Wirtschaftsinformatik mit Fokus auf die Modellierung und Unterstützung von Geschäftsprozessen.



Verteilte Systeme: Grundlagen und Basistechnologien (eXamen.press) (German Edition)

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Cloud Computing

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Cloud Computing ist ein modernes Konzept der Bereitstellung von Programmlogik, Netzwerk-, Rechen- und/oder Speicherkapazität über Dienste im Internet.
Cloud Computing ist ein Begriff aus dem angelsächsischem Sprachraum und ins Deutsche nur schwer zu übersetzen, die möglichweise verständlichste Übersetzung ist „Rechnerwolke“. Die Wolke als Symbol für das Internet unterstreicht die Unbestimmtheit des Internets als weltweites und unüberschaubar verzweigtes Netzwerk. In der Netzwerktechnik sind Wolken das Symbol für das Internet im Netzwerkplan.
Der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. definiert Cloud Computing wie folgt:

Cloud Computing ist eine Form der bedarfsgerechten und flexiblen Nutzung von IT-Leistungen. Diese werden in Echtzeit als Service über das Internet bereitgestellt und nach Nutzung abgerechnet. Damit ermöglicht Cloud Computing den Nutzern eine Umverteilung von Investitions- zu Betriebsaufwand. Die IT-Leistungen können sich auf:

  • Anwendungen,
  • Plattformen für Anwendungsentwicklungen und -betrieb und auf die
  • Basisinfrastruktur

beziehen.

Von Diensten des Cloud Computing wird auch von Cloud-Diensten oder von Diensten in der Cloud gesprochen.

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Programmiersprache – C#

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Die Programmiersprache C# (gesprochen: C Sharp) ist eine seit 2001 von Microsoft veröffentlichte Programmiersprache, welche sich seitdem auf Erfolgskurs zu einer der meist angewendeten Programmiersprachen entwickelt. C# ist international anerkannt und genormt. Neben C++ und Java gehört C# zu den mächtigsten und heute verbreitesten Hochsprachen. Während C++ eine hybride Sprache ist, sind Java und C# weitgehend objektorientierte Programmiersprachen.

Die Programmiersprache C# findet in Wissenschaft und vor allem in Wirtschaftsunternehmen verbreitete Anwendung und wird teilweise auch von Microsoft selbst für systemeigene Programme des Betriebssystems eingesetzt. In der Industrie, im Handel sowie in Dienstleistungsbranchen (wie z. B. der Versicherungsbranche) lassen sich mit C# entwickelte .Net-Anwendungen finden.

Mit C# lassen sich vielfältige Anwendungen realisieren, vom Dienstprogramm im Hintergrund über verteilte Anwendungen, Desktop- und Webanwendungen bis hin zur Smartphone-Applikation (App). C# Anwendungen laufen im Microsoft .Net Framework, welches so nur für Betriebssysteme von Microsoft existiert. C#-Quellcode wird anders als C++-Quellcode und ähnlich wie Java-Quellcode nicht einmalig direkt in hardware-spezifischen Maschinencode übersetzt, sondern zur Laufzeit durch einen sogenannten JIT-Compiler (Just-In-Time-Compiler). Über Betriebssysteme von Microsoft hinweg besteht eine sogenannte Plattformunabhängigkeit durch die Common Language Runtime (CLR) des .Net Frameworks. C#-Quellcode werden in eine Zwischensprache (Intermediate Language Code) übersetzt, was in ausführbare .exe-Dateien resultiert. Das Starten der .exe-Dateien führt dazu, dass der Just-In-Time-Compiler der CLR den Zwischencode in Maschinencode übersetzt. Ohne .Net-Framework sind diese .exe-Dateien nicht ausführbar.

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Sequenzdiagramm

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Sequenzdiagramme gehören zur UML und sind in der Prozessmodellierung sowie in der Software-Entwicklung zur Darstellung der Interaktion von Objekten untereinander sehr verbreitet. In der Prozessmodellierung stellen Sequenzdiagramme die Interaktionen zwischen Akteuren und dem Geschäftssystem dar. Als Modellierungssprache sind Sequenzdiagramme insbesondere in der Informatik bzw. Wirtschaftsinformatik verbreitet. Die gegenseitigen Abhängigkeiten, Aufrufhierarchien und Lebenszeiten von Objekten können einem Sequenzdiagramm leicht verständlich entnommen werden. Sequenzdiagramme zeigen:

  • Abhängigkeiten: Welche Objekte interagieren mit welchen anderen Objekten?
  • Aufrufhierarchie: Welche Objekte rufen das Objekt auf und welche werden vom Objekt aufgerufen?
  • Lebenszeiten: Wie lange existieren Objekte bzw. wie lange werden Objekte benötigt?
  • Aktivitätszeiten: Wie lange sind Objekte aktiv?

Sequenzdiagramme werden immer von einem Akteur (Benutzer / User) oder einem Objekt begonnen. In einem Gesamtsystem gibt es für jeden Akteur in einem Anwendungsfalldiagramm ein eigenes Sequenzdiagramm.

 

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Product Lifecycle Management – Systeme

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Produkt-Lifecycle-Management (Produkt-Lebenszyklus-Management – PLM) bedeutet [nach Vajna u.a. 2009] die ganzheitliche Gestaltung und Verwaltung des Produktlebens, wobei alle Aspekte und Einflüsse, die während des Produktlebens auftreten können rechtzeitig und angemessen berücksichtigt werden.

Produkt-Lifecycle-Management ist eine ganzheitliche Strategie zur effizienten Organisation des Produktlebens, welche der strategischen Geschäftsführung sehr nahe kommt und diese in vielen Schnittbereichen berührt. Zur optimalen Verfolgung dieser Strategie sind jedoch PLM-Systeme nötig, welche sich aus einem System von Software-Lösungen zusammensetzen. Die Mehrzahl produzierender Unternehmen hat längst eine PLM-Strategie aufgestellt und verfolgt diese. Über ein ganzheitliches und unternehmensweit integratives PLM-System verfügt bisher jedoch kaum ein Unternehmen.

Seit den letzten drei Jahrzehnten erfolgt ein Umdenken von der Fixiertheit auf ein Produkt hin zum Fokus auf Prozessgestaltung. Die steigende Rechen- und Speicherkapazität sowie die schnelle Netzwerkanbindung von IT-Systemen ermöglichten zunehmend mehr Kontrolle von Prozessen in Betriebswirtschaft und Technik. Immer mehr Informationen werden in CAx-Systemen generiert, dokumentiert und zwischen Schnittstellen ausgetauscht. Mit PLM-Systemen wird die Nutzung von Informationen entlang des gesamten Produktlebens angestrebt.

Die größte Rolle übernehmen PLM-Systeme in produzierenden Unternehmen (z. B. Anlagenbau, Automobil, Luftfahrt, Schiffbau, Software und Elektronikprodukte), aber auch in der Dienstleistungsbranche spielen sie teilweise eine entscheidende Rolle.

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Technisches Zeichnen – Buchempfehlung

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Kein Ingenieur kommt um technische Zeichnungen herum. Nicht nur in der Entwicklung/Konstruktion sind technische Zeichnungen wichtig, auch in der Produktionsplanung und im Qualitätsmanagement sowie Einkauf sind technische Zeichnungen eine wichtige Datengrundlage. Bei der Erstellung von technischen Zeichnungen sind jedoch viele Regeln zu beachten, damit die grafische Beschreibung des Produkts korrekt, nachvollziehbar und in sich schlüssig ist. Nicht nur logische Regeln sind beim technischen Zeichnen zu befolgen, sondern auch eine Menge an Normen. Normgerechtes Zeichnen ist teilweise gesetzlich vorgeschrieben, zum größten Teil wird es zumindest von der Industrie voraus gesetzt.

Das Taschenbuch Technisches Zeichnen: Grundlagen, Normen, Beispiele, Darstellende Geometrie von den Autoren Prof. Dr. Wilfried Hesser und Dr. Hans Hoischen ist das wichtigste Standardwerk im deutschsprachigen Raum für alle Regeln des technischen Zeichnens auf Papier sowie mit CAD-Anwendungen.

Hoischen: Technisches Zeichnen: Grundlagen, Normen, Beispiele, Darstellende Geometrie

Über dieses Fachbuch lässt sich nicht viel diskutieren, denn es bietet viele Regeln, Fakten, Grafiken und Tabellen, welche übersichtlich und verständlich sind, ohne dabei auf wichtige Details zu verzichten. Dabei geht es den Autoren nicht nur um reine Regeln bei der Gestaltung technischer Zeichnungen, sondern auch Regeln in der Produktgestaltung werden erwähnt. Zielgruppe der Autoren sind Studenten ingenieurwissenschaftlicher Studiengänge sowie Auszubildende für den Beruf des technischen Zeichners und für andere technische Berufe. Das Buch dient als Leitfaden für korrekte technische Zeichnungen und als Nachschlagewerk bei alltäglichen Problemen von Konstrukteuren, insbesondere im Maschinenbauwesen. Kaum ein Student der Ingenieurwissenschaften, auch des Wirtschaftsingenieurwesens, kommt um dieses Taschenbuch herum.

Tipp: Dem stetigen Fortschritt der Normung und Technik wird das Buch durch seine hohe Frequenz des Aktualisierens gerecht. Halten Sie in regelmäßigen Abständen Ausschau nach der aktuellsten Auflage des Technisches Zeichnen.

ISBN: 978-3589241941

Objektorientierung

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Mit der Objektorientierung werden einzelne Sachverhalte nicht mehr nur auf ihrer Einzelteile reduziert, sondern das integrierte Ganze im Zusammenhang – mit allen Verbindungen und Abhängigkeiten – wird betrachtet.

Objektorientiertes Modellieren

Programmablaufpläne (PAP), Struktogramme oder Ereignisgesteuerte Prozessketten (EPK) sind typische Modellierungsinstrumente in der Prozessgestaltung. Diese Darstellungsformen sind jedoch nicht objekt-, sondern rein prozessorientiert. Objektorientierte Modellierung bedeutet, nicht nur Daten und Funktionen zu beschreiben, sondern auch die Beziehungen und Strukturen von Klassen bzw. Objekten zu berücksichtigen. Als eine sehr objektorientierte Modellierungssprache gilt die UML.

Objektorientierte Programmierung

Die objektorientierte Programmierung ist aus der heutigen Software-Entwicklung nicht mehr weg zu denken. Die meisten relevanten Hochsprachen unter den Programmiersprachen erlauben oder erzwingen eine ganz oder teilweise objektorientierte Programmierung. Die ersten erfolgreichen Programmiersprachen, wie beispielsweise Assembler, C oder Basic, waren rein prozessorientiert nach Ablaufschemen, welche oftmals auf Programmablaufplänen oder Struktogrammen basieren. Die Programmiersprache C ist auch heute noch aktuell, wenn auch nicht mehr für allgemeine Anwendungsprogramme, sondern für eingebettete Systeme (Embedded Systems), also die Mikrocontroller-Programmierung.

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Engineering- und Product-Data-Management -System

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Die Informationstechnologie ist aus der Produktentwicklung und Produktionsplanung und -steuerung (PPS) nicht mehr wegzudenken, sie ist nicht nur für die Kernprozesse in diesen Bereichen von hoher Bedeutung, sondern auf für die Informationsflüsse zwischen Produktentwicklung, Produktion, Qualitätsmanagement, Vertrieb und Einkauf. Eine grundlegende Rolle spielen dabei Product-Data-Management (Produkt-Daten-Management – PDM) und Engineering-Data-Management (Engineering-Daten-Management – EDM). PDM- und EDM-Systeme verbinden die technisch orientierten CAx-Systeme mit den betriebswirtschaftlich ausgerichteten ERP- und PPS-Systemen. PDM-/EDM-Systeme generieren und sammeln Informationen während des Produktentwicklungsprozesses und machen diese für die Zukunft nutzbar/wiederverwendbar.

PDM- und EDM-Systeme sind methodische Ansätze, Daten zu generieren, zu sammeln und wiederverwendbar zu machen. In der Praxis sind PDM- und EDM-Systeme IT-Systeme, welche aus einer oder mehreren IT-Lösungen (inklusive Datenbanksystemen) bestehen und in ein umfassendes Product-Lifecycle-Management-System (PLM-System) eingegliedert sind. Ziel von PLM-Systemen ist die Erfassung, Strukturierung und unternehmensweite Verfügbarmachung von Informationen über geeignete Informationssysteme aus allen Phasen der Produktentstehung sowie -nutzung bis hin zur Entsorgung. PDM ist der eigentliche Vorläufer von heutigen und zukünftigen PLM-Systemen.

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Zustandsdiagramm

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Zustandsdiagramme werden in der UML beschrieben und dienen der Darstellung von Systemverhalten. Mit Zustandsdiagrammen kann das innere Verhalten von Objekten in Geschäftssystemen oder IT-Systemen beschrieben werden. Das Verhalten bezeichnet die Wechselwirkung und Interaktion zwischen Objekten eines solchen Systems. Zustandsdiagramme sind vor allem in der Software-Entwicklung verbreitet, insbesondere bei Klassenobjekten, die ein sehr dynamisches Verhalten (ausgelöst durch viele Ereignisse) aufweisen.

Zustandsdiagramme zeigen die durch Ereignisse (Events) beeinflussten Zustände, die ein Objekt annehmen kann, sowie die Ereignisse oder Nachrichten, die im kausalen Zusammenhang mit einem Zustandswechsel stehen. In einem Geschäftssystem wird die Zustandsänderung der Objekte (Verhalten) durch Geschäftsprozesse nach Geschäftsregeln ausgelöst.

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