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Vernetzung & Systeme

Digitale Technologien zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass sie aus dem Zusammenwirken verschiedener Module (z.B. Hardware & Software, Client & Server, vernetzte Geräte, etc.) komplexe Systeme aufbauen und auf diese Weise verschiedenste Aufgaben flexibel lösen können.
Für den Aufbau solcher Systeme gibt es ein wichtiges Grundprinzip:

Modularisierung
Unter Modularisierung versteht man das Aufteilen eines komplexen Systems (oder Aufgabe, Organisation, Ablauf, usw.) in kleinere, in sich abgeschlossene Bestandteile - sogenannte "Module". Module sollten voneinander möglichst unabhängig sein, abgesehen vom Austausch der absolut notwendigen Informationen über wohldefinierte Schnittstellen. Auf diese Weise können die einzelnen Module innerhalb des Gesamtsystems flexibel miteinander kombiniert werden und gemeinsam komplizierte Aufgaben lösen - und gleichzeitig spielt es für das Gesamtsystem eigentlich keine Rolle, wie genau das Modul selbst arbeitet.
Analogie
Aus einfachen Legosteinen lassen sich sehr komplizierte und sehr unterschiedliche Legomodelle zusammenbauen. Die genauen Eigenschaften eines Bausteins (Farbe, Material, Alter, etc.) spielen keine grosse Rolle, aber jeder Baustein muss das gleiche Stecksystem (=Schnittstelle) umsetzen.
Vielleicht fällt Ihnen auf, dass uns in diesem Kurs bereits verschiedene Ausprägungen dieses Konzepts begegnet sind:

Eine weitere Variante des Grundprinzips der Modularisierung sind Schichtenmodelle.
Schichtenmodell
Bei einem Schichtenmodell sind mehrere Module (s. Modularisierung) hierarchisch verknüpft. Jede "Schicht" kann also nur mit der jeweils über oder unter ihr liegenden Schicht kommunizieren - wieder über eine wohldefinierte Schnittstelle. Durch diesen Aufbau ergeben sich unterschiedliche (Abstraktions-)Ebenen, und jede Schicht muss sich nur um ihre eigene Ebene kümmern.
Analogie
Verschiedene Naturwissenschaften bauen aufeinander auf und bilden so eine Art Schichtenmodell, um die ungeheure Komplexität der Natur in den Griff zu bekommen. Somit kann man sich beispielsweise auf sehr verschiedenen Abstraktionsebenen mit dem Organismus “Schwan” auseinandersetzen (Körperbau? Verhalten? DNA?) und kann die jeweils anderen Ebenen grösstenteils ausblenden.
Naturwissenschaften als Schichtenmodell
Naturwissenschaften als Schichtenmodell

Schichtenmodelle sind die Grundlage von allen drei Bereichen, die wir uns unter dem Oberbegriff “Vernetzung & Systeme” etwas genauer ansehen wollen:

  1. Kommunikation in Netzwerken
  2. Datenbanken
  3. Computersysteme