IoT

Einführung in das Internet der Dinge

Einführung in das Internet der Dinge


L. G.
Diese Lernkarten decken fortgeschrittene Themen der Informatik ab, die für Universitätsstudierende relevant sind. Sie behandeln zentrale Konzepte wie das Internet der Dinge (IoT), Netzwerkarchitekturen, Datensicherheit und verteilte Systeme, wobei Schichten, Adressen und Protokolle wie TCP/IP sowie Smart-Technologien und ihre Anwendungen im Fokus stehen. Besonders nützlich sind sie für Studierende und Fachleute, die sich mit modernen IT-Systemen, Smart Factories und vernetzten Geräten auseinandersetzen, um ein tieferes Verständnis der Technologien und ihrer Implementierung zu erlangen.
Cartes-fiches
102
Utilisateurs
3
Langue
Allemand
Catégorie
Informatique
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
14.12.2020 / 08.01.2026

Cartes-fiches

Was war das WEB 1.0?

(read only web) Protokoll HTTP;

Seitensprache HTML;

Nutzer passive Rolle als Konsument von Inhalten;

Hyperlinks werden benutzt

Was ist das WEB 2.0?

(read write web) Nutzer selber Inhalt generieren/mit anderen Nutzern zu interagieren „user-generated content (UGC)“; z.B. Cloud Computing, soziale Netzwerke (Facebook, XING), Wikis (Sammeln und Austausch von Wissen);

Inhalte können dynamisch erzeugt/verwaltet werden mit Content Management Systemen (CMS)

Was ist das WEB 3.0?

semantisches WEB

Informationen als Metatext

Infos haben Beziehungen untereinander

Protokolle XML (Extensible Markup Language), PDF (Resource Description Framework) oder OWL(Web Ontology Language).

 

Was ist das WEB 4.0?

Internet of things

Riskien : Datenschutz / Datensicherheit

Was ist Industrie 4.0?

Sind mechanische Bestandteile mit informations und softwaretechnischen Komponenten über ein Netzwerk verbunden und kommunizieren diese über Sensoren und Aktoren (Antriebselemente) mit ihrer Umwelt, dann spricht man von sogenannten cyber-physischen Systemen. 

Welche Smarten Dienstleistungen gibt es?

Kontrolldienstleistung (z.b Sendungsverfolgung von Paketsendungen)

Leasingdienstleisungen (z.b nutzungsorienterte Abrechnung von Parkplätzen)

Risikodienstleistung (z.b Versicherungsprämien die auf dem Risikoverhalten des Kunden basieren)

Informationsdienstleistungen (z.b Hintergrundinformationen zu Ausstellungsobjekten in Museen oder Denkmälern) 

komplexe Dienstleistungen (Kombination der dargestellten Dienstleistungen). 

Welche Trends/Themen prägen den Arbeitsmarkt?

  • Nachwuchsmangel
  • Beschäftigung älterer Arbeitnehmer
  • fluide Unternehmen 
  • steigende Anzahl an Freelancer
  • technologie und Vernetzung
  • Homeoffice

Was bedeutet Quantified self?

Erfassung von Vital und Verhaltensdaten des Nutzers, um diese zu optimieren. 

Erklären Sie Datenschutz

Schutz personenbezogener Daten (jeder entscheidet selbst über seine Daten)

Personenbezogene Daten sind: Name, Adresse etc. 

besonders Perosnenbezogene Daten sind: Gesundheitszustand, Religion etc. 

 

Datensicherheit

Datensicherheit hat das Ziel:

  • Vertraulichkeit (Schutz gegen unerlaubte Preisabgabe)
  • Integrität (Daten nicht unerlaubt verändert werden)
  • Verfügbarkeit ( Daten dann funktionsfähig wenn benötigt)

zu gewährleisten

Netzwerktopologien 

Anordnung der Netzwerkstationen und wie die Netzwerkkabel zwischen den Stationen geführt werden. 

repräsentieren die physikalische Anordnung von Netzwerkinstallationen, die über ein Übertragungsmedium miteinander verbunden sind. 

Bus-Topologie

Alle Stationen sind über ein gemeinsames Übertragungsmedium miteinander verbunden. Keine zentrale Komponente.

Kollision : zwei Stationen senden gleichzeitig --> Sendevorgang wird unterbrochen / nach gewisser Zeit wiederholt

 

Ring-Topologie

Ring-Topologie: alle Stationen sind mittels durchgehenden Ringes miteinander verbunden. Keine zentrale Kompontente Ausfall Station --> Ausfall des ges. Rings. 

Stern-Topologie

alle Stationen kommunizieren über eine zentrale Station miteinander. 

Zentrale Station hat eigene Leitung, den Switch 

Nenne Vor und Nachteile von den Topologien?a

Siehe Bild

Was sind Netzwerkprotokolle?

Es sind Kommunikationsprotokolle, mit deren Hilfe Conputer in einem Netzwerk (PC's, Netzwerkkomponenten oder intelligente Gegenstände) miteinander Daten austauschen. 

Netzwerkprotokolle = Kommunikationsstrukturen

 

TCP/IP Protokoll

 

(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Das TCP besteht aus 4 Schichten und beschreibt in den einzelnen Schichten Anwendungsbereiche für Internetprotokolle. 

Durch seine dezentrale Organisation kann selbst bei größeren Störungen weiterhin eine Kommunikation stattfinden

 

Das ISO/OSI Referenzmodell beschriebt konkrete Vorschriften und wurde deutlich später etnwickelt als das TCP/IP Referenzmodell. Beide Modelle ergänzen sich und lassen sich aufeinander abbilden (siehe Foto)

IP

IP (Internet Protocoll) übernimmt in dieser Protokollfamilie die Addressierung von Computern in einem Netzwerk und arbeitet auf Schicht zwei (Internetschicht) des TCP/IP - Referenzmodells

TCP

TCP (Transmission Control Protocoll) als zweiter Bestandteil der Internetprotokoll-Familie TCP/IP ist als verbindungsorientertes Protokoll für das Verbindungsmanagement und die Fehlerbehandlung auf Schicht drei (Transportschicht zuständig. 

Was sind RDF's?

Standart zur beschreibung von Metadaten konzipiert. 

besteht aus einem Subjekt Prädikat und Objekt. 

Können keine logsichen Zusammenhänge definieren, nur Aussagen über einzelne Objekte

Einheitliches Datenformat: RDF

Was sind RDFS?

Einheitliches Datenformat (Resource Description Framework Schema)

erweitert die RDF um ein Klassenkonzept. Mit diesen Klassenkonzepten können nun logische Zusammenhänge und Aussagen getroffen werden. 

Semantic Reasoner

Ist eine Software die das Ziel hat eine automatische Suche nach Wissen und das ziehen logischer Schlussfolgerungen aus diesem Wissen. 

Ein Semantic Reasoner bezieht sein Wissen aus einer Knowledge Base (KB), einer Wissensdatenbank. 

Relationale Datenbanksysteme 

 

Datenbanken werden genutzt um grössere Datenbestände zu speichern. 

 

NoSQL - Datenbanksysteme

  • Verzicht auf starre Strukturen
  • Verfügbarkeit wichtiger als die Konsistenz
  • Insbesondere für den Einsatz in grossen Datenbestände (bsp. Soziale Netzwerke) das Mittel der Wahl

MapReduce

- MapReduce ermöglicht die Verarbeitung und das Durchsuchen grosser, verteilter Datenmengen in einem Cluster. 

- Von Google entwickeltes Programmiermodell

10 Teildisziplinen von Software Engineering

 

  1. Anforderungsermittlung 
  2. Entwurf 
  3. Implementierung
  4. Test
  5. Wartung
  6. Konfigurationsmanagement
  7. Projektmanagement und Metriken
  8. Vorgehensmodelle
  9. Werkzeuge und Methoden 
  10. Softwarequalität

Welche Eigenschaften müssen verteilter Systeme haben?

  • Ausfalltoleranz
  • Fehlertoleranz
  • Transparenz
  • Skalierbarkeit
  • Offenheit

Welche Plattformarchitekturen für verteiler Systemen gibt es?

  • Plattformarchitekturen
  • Systemarchitekturen
  • Softwarearchitekturen

Welche Systemarchitekturen gibt es?

  • Client-Server-Architektur (Client und Server tauschen Anforderung(Request) und Antwort(Response)
  • Peer-To-Peer Architektur (Jeder Rechner übernimmt sowohl Client als auch Server.Funktionalitäten

 

Welche Softwarearchitekturen gibt es?

- Zwei-Schichten-Architektur

- Drei-Schichten-Architektur

 

Sensoren und Aktoren in IoT-Netzen

Mit Sensoren und Aktoren werden reale und virtuelle Welt im Internet of Things miteinader verknüpft. 

Sensoren = Sinnesorgane intelligenter Maschinen, passive Informationssammlung

Aktoren = reagieren auf sich verändernde Parameter und setzten diese in physische oder digitale Aktionen um. 

 

Woraus bestehen Mikrocontroller?

  • Mikroprozessor
  • Arbeitspeicher
  • Schnittstellen
  • Leiterplatine

Definition des Begriffs Internet der Dinge?

Vernetzung von Gegenständen mit dem Internet, damit diese Gegenstände selbstständig über das Internet kommunizieren und so verschiedene Aufgaben für den Besitzer lösen können. 

Stufen der Industrie 1.0 - 4.0

  1. Dampf und Wasserkraft
  2. Bandproduktion + elektrische Energie
  3. Einsatz IT + Elektronik in der Produktion
  4. cyberphyische Systeme

Sicherheitsanforderungen für Nutzer von IoT-Geräten (Empfehlung vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik)

- Nicht benötigte Funktionen sollten deaktiviert werden

- Standartpasswörter und Benutzername sollten geändert werden

- Patches und  Updates immer machen

- Datenübertragung sollte verschlüsselt werden

 

Vermaschte Topologie

Netzwerkstationen sind mit viele anderen Stationen verbunden und bilden ein Netz. Wenn alle mit allen vernetzt sind spricht man von einem vollvermaschten Netz. 

(n2 - n) / 2

 

Was ist Linked Data?

EIne Ansammlung von in unterschiedlicher Weise miteinander in Beziehung stehenden, verknüpften Datensätzen. 

Mithilfe von Linked Data werden Daten im Web in maschinenlesbaren Strukturen veröffentlicht. 

Was ist der RDF - Standart?

Resource Description Framework

RDF beschreibt ein Datenmodell, dass auf einer graphenorientertes Datenbank basiert und inhaltiche Metadaten darstellt. 

RDF basiert auf Statements :

Subjekt, Prädikat, Objekt

Mit Statements können keine logischen Zusammenhänge zwischen Ressource oder Klassen defniert werden. 

Was sind RDFS?

RDFS beinhalten genau diese fehlenden Funktionalitäten welche RDF nicht haben. 

CEP

Complex Event Processing

- Softwaretechnologie welche zu Echtzeitanalyse massiver Datenströme genutzt wird. 

Kernkomponente des CEP ist der EPA (Event Processing Agent), dieser besteht aus:

  • Ereignissmodell
  • Ereignisregeln
  • Event Processing Engine

 

Étudier