Einfach Komplex – Der Software- und IT-Podcast Archiv

Anhand einer beispielhaften Softwareanwendung, der To Do App, besprechen wir die wichtigsten Elemente der Softwarearchitektur. Dazu gehören der grundlegende Architekturstil, Frontend, Backend, Datenhaltung, Datenmodellierung und Systemkommunikation. Die Folge soll dir dabei helfen, ein mögliches Vorgehen bei der Planung von Softwareprojekten zu verstehen. Je nach Projekt, müssen noch weitere Aspekte wie Sicherheit, User Interface, Wartbarkeit, Logging oder Monitoring aufgenommen werden. Für unsere Folge konzentrieren wir uns jedoch auf die wichtigsten Elemente. Neben dem Vorgehen zur Entwicklung einer passenden Architektur lernst du wie immer viele Technologien und Best Practices kennen.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00:00) Einführung Softwarearchitektur

(00:04:00) Anforderungen an die Softwareanwendung

(00:13:00) Auswahl der Technologien und Komponenten

(00:43:50) Microservices und Orchestrierung

(00:50:30) Frontend zur Verfügung stellen

(00:52:00) Datenbankdesign

(00:56:30) Design der REST API

(01:02:00) Fehler vermeiden

RFID (Radio-Frequency Identification) ist eine drahtlose Technologie zur Identifikation und Datenerfassung. Sie besteht aus einem kleinen Tag und einer Antenne. RFID-Tags können passiv oder aktiv sein und werden in verschiedenen Frequenzbereichen eingesetzt. RFID-Technologie findet breite Anwendung in Bereichen wie Logistik, wo sie die Verfolgung von Waren ermöglicht, im Einzelhandel zur Inventarverwaltung, und im Gesundheitswesen für die Identifikation von Patienten und Arzneimitteln. Sicherheitsaspekte spielen eine Rolle, da Datenmissbrauch und unbefugter Zugriff potenzielle Risiken darstellen. Daher werden Verschlüsselungstechnologien und Zugriffskontrollen eingesetzt. RFID integriert sich auch zunehmend in das Internet der Dinge (IoT), indem es physische Objekte digital vernetzt. Dies ermöglicht die Erfassung und Übertragung von Umgebungsdaten durch Sensoren auf RFID-Tags über das Internet.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung

(05:00) Funktionsweise und Anwendungsfälle

(30:00) Sicherheitsaspekte

(35:00) RFID im Internet der Dinge (IoT)

Linux ist ein hochgeschätztes Betriebssystem unter Entwicklern weltweit. Heute erhältst du einen Überblick über das Open-Source-Betriebssystem, denn auch Burkhard ist ein großer Verfechter. Linux findet nicht nur auf den Computern von Anwendern Verwendung, sondern auch in Rechenzentren, auf Mini-PCs und in vielen anderen Anwendungsbereichen. Der Schöpfer von Linux, Linus Thorvalds, hat eine lebendige und engagierte Community um dieses Betriebssystem versammelt. Die Vielseitigkeit von Linux zeigt sich in den verschiedenen Distributionen, die für spezifische Anwendungsfälle optimiert sind. Als Open-Source-Plattform steht Linux für Transparenz und gemeinschaftliche Weiterentwicklung.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Überblick und Vorteile

(14:20) Geschichte von Linux

(22:00) Anwendungsfälle und Distributionen

Zeit und die Messung von Zeit klingt ziemlich trivial. Doch in der Softwareentwicklung spielt die korrekte Verarbeitung von Zeit eine entscheidende Rolle. Es werden verschiedene Zeitformate UTC (Koordinierte Weltzeit), Unixzeit und NTP (Network Time Protocol) verwendet. Worauf dabei zu achten ist und welche weiteren Herausforderungen Zeit noch mit sich bringt, erfährst du in der heutigen Folge.

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Links zur Folge:

⁠https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt4/fb-44.html⁠

⁠https://en.wikipedia.org/wiki/Unix_time⁠

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung

(03:00) Messung von Zeit

(07:00) UTC

(13:10) Unixzeit & Epoch

(20:30) NTP (Network Time Protocol)

(22:50) Bedeutung in der Entwicklung

(26:30) Zusammenfassung

Die OGC SensorThings API ist eine Spezifikation für den Austausch von IoT-Daten. Sie gibt ein Datenmodell für den Zugriff auf Sensordaten über das Internet vor. Die SensorThings API wurde vom Open Geospatial Consortium (OGC) entwickelt und basiert auf der ISO 19156. Das Fraunhofer IOSB hat die SensorThings API in seinem FROST-Server implementiert. Die Implementierung steht als Open-Source-Software zur freien Nutzung zur Verfügung. Da wir bei der Heisenware IoT-Apps für und mit unseren Kunden entwickeln, ist es ein Muss, die API und ihre Implementierung genauer unter die Lupe zu nehmen.

Links zur Folge:

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⁠FROST-Server beim Fraunhofer IOSB⁠

⁠SensorThings API bei der OGC⁠

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung

(08:10) FROST-Server

(12:30) API-Design und -objekte

(28:00) Anwendung der SensorThings API

Domains sind Namen für Websites im Internet, zum Beispiel "example.com". Damit Computer diese Namen verstehen können, gibt es DNS-Server. DNS-Server übersetzen die menschenfreundlichen Domainnamen in numerische IP-Adressen wie "192.168.1.1", die Computer verwenden, um miteinander zu kommunizieren. DNS-Server helfen also beim Besuchen einer Website oder Schreiben einer E-Mail, indem sie den eingegebenen Namen in die richtige Adresse umwandeln. So findet der Computer den richtigen Server und die gewünschte Seite angezeigt wird.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung Domains und IP-Adressen

(07:10) Domain-Hierarchie

(09:10) Top-Level-Domains

(13:20) Domains kaufen und registrieren

(17:00) DNS-Server

(25:30) DNS-Einträge / A Record

(31:00) Traffic über Subdomains filtern

Die Chrome Developer Tools sind ein leistungsstarkes Instrument, das unter Entwicklern weithin bekannt ist. Doch auch im Marketing, z. B. bei der Analyse und Gestaltung von Websites, können sie beträchtlichen Nutzen bieten. Da viele Menschen die Chrome Developer Tools jedoch noch nicht kennen, präsentieren wir in dieser Episode ihre wichtigsten Funktionen und zeigen auf, wie sie effektiv eingesetzt werden können. Natürlich liefern wir auch wieder Einblicke in die Welt der Software und Softwareentwicklung im Allgemeinen. Zusätzlich schneiden wir Themen wie User-Tracking und SEO an. Und wir versprechen euch: Schon das Erkunden der Chrome Developer Tools allein macht jede Menge Spaß.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung und Setup

(12:20) HTML Elemente untersuchen

(19:00) Simulation von Devices

(20:05) Konsole

(23:00) Tracking mit window.navigator

(26:30) Quellen

(27:20) Netzwerk und Netzgeschwindigkeit

(32:00) Performance und Memory

(32:40) Application und Storage

(36:30) Security

(37:00) Lighthouse / SEO

(39:00) Erweiterung der Developer Tools

Node-RED ist eine Open-Source-Plattform für die visuelle Programmierung von IoT- (Internet of Things) und Automatisierungsaufgaben. Für den zweiten Teil der Doppelfolge hat sich Burkhard die Plattform genauer angesehen. Es geht heute um alle wichtigen Funktionen und Konzepte. Dazu zählen Flows, Nodes, Subflows und vieles mehr. Außerdem besprechen wir, ob Node-RED als Produktivsystem sinnvoll einsetzbar ist und wenn ja, unter welchen Bedingungen. Soviel vorweg, unserer Meinung nach, eignet sich Node-RED für bestimmte Anwendungsfälle ganz hervorragend. Und schließlich können wir nicht anders, als Node-RED mit anderen Low-Code-Tools und -Plattformen in den Ring zu werfen. Falls du den ersten Teil der Doppelfolge noch nicht gehört hast, empfehlen wir dir zunächst Folge #38 zu hören.

Links zur Folge:

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⁠Node-RED Webseite⁠

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Rückblick Teil 1

(04:30) Ausführung in Docker

(11:30) User Interface

(14:00) Konzepte und Grundfunktionen

(27:30) Dashboarding

(31:00) Einsatz als Produktivsystem

(40:00) Limitierungen

Node-RED ist eine Open-Source-Plattform für die visuelle Programmierung von IoT- (Internet of Things) und Automatisierungsaufgaben. Mit Node-RED können Entwickler Flows erstellen, indem sie Knoten (Nodes) aus einer vielfältigen Sammlung von vorgefertigten Modulen ziehen und miteinander verknüpfen. Diese Flows ermöglichen die Integration von Geräten, APIs und Diensten, wodurch komplexe Automatisierungsaufgaben vereinfacht werden. Node-RED ist anpassbar und erweiterbar, und es wird von einer engagierten Community unterstützt, die ständig neue Nodes und Plugins entwickelt. Die Plattform erfreut sich großer Beliebtheit. Wir erklären in Folge 1, was genau Node-RED ist, wo es zum Einsatz kommt und wie gestartet werden kann. In Folge 2 soll es dann technischer werden und wir stellen Details vor und besprechen auch etwaige Limitierungen der Lösung.

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Links zur Folge:

⁠⁠Node-RED Webseite⁠⁠

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Was ist Node-RED?

(04:00) Ursprung und Geschichte

(12:00) Einsatzfelder

(20:00) Verbreitung

(21:30) Installation

(25:20) Ausblick

JSONata ist eine leistungsstarke Abfragesprache für JSON-Dokumente, die entwickelt wurde, um das Extrahieren und Transformieren von Daten aus komplexen JSON-Strukturen zu erleichtern. Mit JSONata können Benutzer spezifische Teile eines JSON-Dokuments auswählen, Filter anwenden, Aggregationen durchführen und sogar komplexe Transformationen durchführen, ohne aufwendigen Code schreiben zu müssen. Diese Abfragesprache ist besonders nützlich in Anwendungen, die JSON-basierte Daten verwenden, wie beispielsweise Webanwendungen und APIs, um Daten effizient zu manipulieren und auszugeben. JSONata ist plattformunabhängig und kann in verschiedenen Programmiersprachen und Umgebungen eingesetzt werden, um JSON-Daten zu durchsuchen und zu bearbeiten.

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Links zur Folge:

⁠JSONata Website⁠

⁠JSONata auf Github⁠

⁠JSONata Extension für Visual Studio Code⁠

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung und Wiederholung JSON

(08:44) Einsatzzweck von JSONata

(14:25) Einsatz von JSONata

(16:15) JSONata Query Expression

(25:00) Funktionen und Expressions

(28:00) JSON Umformung

(31:00) Wildcards

Eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) vereint die wichtigsten Werkzeuge zur Softwareentwicklung in einem Programm. Dazu zählen für die Programmierung im Wesentlichen Texteditor mit Syntaxhervorhebung und Quelltext-Formatierung, Compiler und/oder Interpreter, Linker sowie Debugger. Darüber hinaus bieten viele Entwicklungsumgebungen meist noch zusätzliche Tools und Features, etwa Auto-Vervollständigung, Refactoring, GUI-Designer, Versionsverwaltung und Profiler. Für Softwareentwickler und Programmierer sind IDEs heute unerlässlich geworden, da sie viel Komfort bieten und wesentliche Arbeitsschritte zusammenfassen und diese durch einen Klick oder ein Tastaturkürzel erledigen.

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Links zur Folge:

⁠Liste der IDEs bei heise⁠

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Geschichte der IDEs

(09:25) Hauptaufgaben von IDEs

(18:40) Wichtige IDEs

(36:00) Ausblick

Apple hat bei seinen MacBooks gerade auf ARM-Prozessoren umgestellt und dazu steht ARM kurz vor einem Börsengang. Das ist ein guter Zeitpunkt, um einen Blick auf die x86- und ARM-Architekturen zu werfen und ihre technischen Designs zu vergleichen. Heute kannst du erfahren, warum sich Intel- und AMD-Prozessoren (x86) besonders für den Einsatz in Servern eignen und wieso ARM den Markt für Embedded Devices und Smartphones beherrscht. Außerdem betrachten wir die beiden Prozessorarten aus der Sicht von Softwareentwicklern und Anwendern.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung

(04:00) Design x86-Architektur

(15:30) Design ARM-Architektur

(18:20) Den passenden Prozessor auswählen

(23:00) Spezialisierung der PU (Processing Unit)

(28:30) Zwischen x86 und ARM wechseln

(32:00) x64 / x86_64

In dieser Folge tauchen wir in die faszinierende Welt von Arduino ein. Wir besprechen technische Daten und die Möglichkeiten dieses revolutionären Mikrocontrollers. Von einfachen Geräten bis hin zu komplexeren Abläufen - Arduino hat das Potenzial, unsere Interaktion mit Technologie zu verändern. Seit der Entwicklung im Jahr 2005 von Massimo Banzi und David Cuartielles in Italien hat sich Arduino kontinuierlich weiterentwickelt. Wir freuen uns darauf, seine Geschichte, die Vorteile von Open-Source im Bereich Hardware und vieles mehr zu diskutieren. Am Ende gibt Burkhard noch ein paar Eindrücke, wie man selbst mit dem Arduino starten kann.

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Dr. Burkhard Heisen und Gerrit Meyer sprechen heute über:

(00:00) Einführung Arduino

(01:30) Technische Ausstattung /Arduino Produktserien

(05:00) Gerätesteuerung

(09:10) Besonderheiten

(13:00) Arduino nutzen

(18:30) Software für Arduino schreiben

(22:30) Technische Daten

(24:00) VRPC für Arduino

(25:30) Bootloader und Firmware

(27:30) Selbst loslegen

Es geht in den zweiten Teil der Doppelfolge zu Event-getriebenen Architekturen und VRPC. Nachdem wir in der letzten Folge einige Basics gelegt habe, wollen wir heute etwas tiefer absteigen und uns synchrone und asynchrone Events ansehen sowie das Polling genauer verstehen. Den Großteil der Folge widmen wir dann VRPC selbst inklusive seiner Anwendungsfälle, der Vorteile und seiner Funktionsweise. Im Gegensatz zur Nutzung von REST API oder anderen RPC-Verfahren, ermöglicht VRPC die durchgängige asynchrone Event-getriebene Architektur.

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Node.js event loop architecture auf Medium⁠

⁠VRPC Website⁠

⁠VRPC auf Github⁠

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⁠Dr. Burkhard Heisen⁠ und ⁠Gerrit Meyer⁠ sprechen heute über:

(00:00) Event-driven vs. Polling

(19:00) Event Loop

(24:30) Callback und Promise

(28:30) Anwendungsfälle von VRPC

(40:30) Funktionsweise von VRPC