Meinel / Sack Digitale Kommunikation

Vernetzen, Multimedia, Sicherheit
2009
ISBN: 978-3-540-92923-9
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 425 Seiten

Reihe: X.media.press

Internet und World Wide Web basieren auf dem Vermögen, Informationen und Medien jeder Art in digitalisierter Form über Nachrichtenkanäle zu transportieren und zu verbreiten. Die Autoren erläutern Grundlagen und geschichtliche Hintergründe der digitalen Kommunikation und geben einen Überblick über Methoden und Verfahren der Kodierung von Text-, Audio-, Grafik- und Videoinformation, die im Internet zur Anwendung kommen. Zahlreiche Abbildungen sowie Sachindex, Personenindex und Glossar zu jedem Kapitel erhöhen den praktischen Nutzen dieses Handbuchs.

Dr. sc. nat. Christoph Meinel (1954) ist Direktor und Geschäftsführer des Hasso-Plattner-Instituts für Softwaresystemtechnik GmbH (HPI) und ordentlicher Professor (C4) für Internet-Technologien und Systeme. Er hat Mathematik und Informatik an der Humboldt-Universität in Berlin studiert, dort 1981 promoviert und sich 1988 an der Akademie der Wissenschaften in Berlin habilitiert. Er wurde 1992 zum ordentlichen Professor (C4) für Informatik an die Univ. Trier berufen und hat dort in den Jahren 1998 - 2002 neben seinem Lehrstuhl das von der Fraunhofer-Gesellschaft betreute Institut für Telematik e.V. geleitet. Seit 2004 ist er Direktor und Geschäftsführer des HPIs und hat einen Lehrstuhl (C4) für Internet-Technologien und Systeme an der Universität Potsdam. Neben seiner Lehrtätigkeit in Potsdam ist er Gastprofessor an der Univ. Luxembourg (Luxembourg) und an der TU Peking (China) und als Programmdirektor des HPI-Stanford Forschungsprogramms zum Design Thinking Research tätig. Christoph Meinel ist Autor bzw. Co-Autor von 7 Büchern, Inhaber internationaler Patente und hat mehr als 300 wissenschaftliche Publikationen veröffentlicht. Seine aktuellen Forschungsinteressen liegen in den Bereichen IT-Sicherheit, Teleteaching - Semantic/Social Web und e-Health. Er war wissenschaftlich aktiv auch auf dem Gebiet der Komplexitätstheorie und hat (BDD-basierte) Datenstrukturen und effiziente Algorithmen untersucht und entworfen. Zusammen mit Hasso Plattner war Christoph Meinel 2006 Gastgeber des 1. Nationalen IT-Gipfels der deutschen Bundeskanzlerin Dr. Angela Merkel. Er ist Chairman des 2007 gegründeten deutschen IPv6-Rats, Herausgeber von 'ECCC - Electronic Colloquiums on Computational Complexity', des 'IT-Gipfelblog' und des 'tele-TASK'-Archivs. 1996 - 2007 gehörte dem Direktorium des IBFI Schloss Dagstuhl an und war Sprecher der GI-Fachgruppe 'Komplexität'. Er hat in einer großen Zahl internationaler Programm-Komitees mitgewirkt, diverse Konferenzen und Symposien veranstaltet und ist in wissenschaftlichen Aufsichtsräten aktiv.Dr. Harald Sack ist Gastwissenschaftler am Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik (HPI) an der Universität Potsdam. Nach einem Informatikstudium an der Universität der Bundeswehr in München arbeitete er von 1990 - 1997 als Anwendungsentwickler und Projektleiter in der Bundeswehr. 1997 ging er als assoziiertes Mitglied des Graduiertenkollegs 'Mathematische Optimierung' an die Universität Trier und promovierte 2002 mit einer Arbeit zur formalen Verifikation zum Dr. rer. nat. 2002 - 2008 arbeitete er als wissenschaftlicher Assistent am Institut für Informatik an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena und ist seit 2007 Gastdozent am HPI in Potsdam. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in den Gebieten Multimedia Retrieval, Semantic Web, Wissensrepräsentationen und Semantic enabled Retrieval. Seit 2008 ist er kommissarischer Sprecher der Fachgruppe 'Multimedia- und Hypermediasysteme' der Gesellschaft für Informatik und Mitglied des Deutschen IPv6 Rates.   

Autoren/Hrsg.

Meinel, Christoph

Sack, Harald

Inhaltsverzeichnis

1;Prolog;11
1.1;Digitale Güter;11
1.2;Digitale Kommunikation und ihre Grundlagen;18
1.3;Wegweiser durch die digitale Kommunikation;23
1.4;Glossar;25
2;Geschichtlicher Rückblick;28
2.1;Entwicklung der Schrift;28
2.1.1;Exkurs 1: Die Entwicklung der Sprache;30
2.2;Erste Kommunikationsnetzwerke;37
2.3;Die Entwicklung des Buchdrucks;43
2.4;Entstehung des Zeitungswesen;50
2.5;Telekommunikationssysteme und Elektrizität;53
2.5.1;Optische Telegrafie;53
2.5.2;Elektrische Telegrafie;56
2.6;Der Vormarsch der Individual-Telekommunikation;59
2.6.1;Telefon;59
2.6.2;Vom Phonograph zum Grammophon;61
2.6.3;Fotografie;63
2.7;Drahtlose Telekommunikation - Rundfunk und Fernsehen;66
2.7.1;Funktelegrafie;66
2.7.2;Rundfunk;68
2.7.3;Film und Kino;70
2.7.4;Fernsehen;72
2.7.5;Analoge und digitale Aufzeichnungsverfahren;75
2.8;Der Computer als universeller persönlicher Kommunikationsmanager;77
2.9;Die untrennbare Geschichte von Internet und WWW;84
2.9.1;Das ARPANET -- wie alles begann...;84
2.9.2;The Internet goes public;88
2.9.3;Das WWW revolutioniert das Internet;90
2.9.4;Web 2.0 und Semantic Web -- Die Zukunft des WWW;94
2.10;Glossar;97
3;Grundlagen der Kommunikation in Rechnernetzen;101
3.1;Grundbegriffe und -konzepte;101
3.1.1;Kommunikation und Datenübertragung;101
3.1.2;Klassifikationen von Kommunikationssystemen;106
3.2;Rechnernetze und Paketvermittlung;111
3.2.1;Klassische Punkt-zu-Punkt Verbindung;111
3.2.2;Leitungsvermittelte Netzwerke;113
3.2.3;Von der Leitungsvermittlung zur Paketvermittlung;114
3.2.4;Das Prinzip der Paketvermittlung;115
3.2.5;Vorteile der Paketvermittlung;117
3.2.6;Paketheader;119
3.2.7;Nachteile der Paketvermittlung;120
3.2.8;Verbindungslose und verbindungsorientierte Netzwerkdienste;121
3.2.9;Dienstparadigmen von Rechnernetzen;122
3.2.10;Fehlererkennung und Fehlerkorrektur;125
3.2.11;Exkurs 2: Fehlererkennende und fehlerkorrigierende Codes;126
3.3;Leistungskennziffern von Rechnernetzen;133
3.3.1;Benutzerbezogene Kenngrößen;134
3.3.2;Qualitative Leistungskriterien;134
3.3.3;Quality of Service;136
3.3.4;Exkurs 3: Verzögerung in paketvermittelten Netzwerken;136
3.4;Kommunikationsprotokolle;142
3.4.1;Protokollfamilien;144
3.4.2;Schichtenmodell;144
3.4.3;Exkurs 4: Das ISO/OSI-Schichtenmodell;149
3.4.4;Das Internet und das TCP/IP-Schichtenmodell;154
3.4.5;Protokollfunktionen;160
3.5;Glossar;163
4;Multimediale Daten und ihre Kodierung;169
4.1;Medienvielfalt und Multimedia - eine Formatfrage;169
4.2;Information und Kodierung;172
4.2.1;Information und Entropie;172
4.2.2;Redundanz -- Mehrwert oder Verschwendung?;174
4.3;Text - Datenformate und Komprimierung;176
4.3.1;Textkodierung;176
4.3.2;Exkurs 5: Der Unicode Standard;180
4.3.3;Textkomprimierung;185
4.3.4;Exkurs 6: Einfache Verfahren der Datenkomprimierung;185
4.4;Grafik - Datenformate und Komprimierung;190
4.4.1;Exkurs 7: Was ist Farbe? -- Farbe und Farbsysteme;193
4.4.2;Varianten der Lauflängenkodierung für Grafikdaten;199
4.4.3;LZW-Verfahren;200
4.4.4;GIF-Format;201
4.4.5;Exkurs 8: GIF -- Dateiaufbau;201
4.4.6;PNG-Format;207
4.4.7;JPEG-Format;208
4.4.8;Exkurs 9: JPEG -- Komprimierung und JPEG -- Dateiformat;210
4.5;Audio -- Datenformate und Komprimierung;221
4.5.1;Analog-Digital-Umwandlung;224
4.5.2;Unkomprimierte Audio-Datenformate;230
4.5.3;Audiokomprimierung;232
4.5.4;MPEG Audiokodierung;238
4.5.5;Exkurs 10: MPEG-1 Audiokodierung;241
4.5.6;Exkurs 11: MP3 -- Dateiaufbau;246
4.5.7;Weitere Audio-Komprimierungsverfahren;252
4.5.8;Streamingtechniken;255
4.6;Video und Animation - Datenformate und Komprimierung;256
4.6.1;Digitale Videokodierung;257
4.6.2;Komprimierung von Videosignalen;263
4.6.3;Bewegungskompensation und Bewegungsvorhersage;266
4.6.4;MPEG Komprimierung: Schüsselprobleme;268
4.6.5;MPEG Komprimierung: Prinzipielles Vorgehen;270
4.6.6;MPEG-2 Standard;277
4.6.7;Exkurs 12: MPEG -- Datenformat;282
4.6.8;MPEG-4 Standard;288
4.6.9;MPEG-7 Standard;295
4.6.10;MPEG-21 Standard;301
4.6.11;Exkurs 13: Andere Videodatenformate und -komprimierungsverfahren;303
4.7;Glossar;307
5;Digitale Sicherheit;314
5.1;Grundlagen der Sicherheit in Rechnernetzen;314
5.1.1;Sicherheitsziele;316
5.1.2;Kryptografische Grundbegriffe;320
5.2;Vertraulichkeit und Verschlüsselung;324
5.2.1;Symmetrische Verschlüsselungsverfahren;324
5.2.2;Exkurs 14: Einfache historische Verschlüsselungsverfahren;324
5.2.3;Exkurs 15: Data Encryption Standard (DES) und Advanced Encryption Standard (AES);330
5.2.4;Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren;334
5.2.5;Exkurs 16: Das RSA Public-Key-Verfahren;336
5.2.6;Authentifikation;339
5.3;Digitale Signaturen;343
5.3.1;Datenintegrität und Authentizität;345
5.3.2;Message Digest;347
5.3.3;Exkurs 17: Kryptografische Hashfunktionen;348
5.4;Public Key Infrastrukturen und Zertifikate;354
5.4.1;Zertifizierungsstelle (CA);355
5.4.2;Vertrauensmodelle;358
5.5;Glossar;360
6;Epilog;365
7;Personenregister;375
8;Abkürzungen und Akronyme;396
9;Bildnachweise;401
9.1;Literaturverzeichnis;402
10;Sachverzeichnis;411