IT-Know-how für fachliche Führungskräfte

Einführung in Szenario 2: Unser fiktiver Online-Shop wird mit einem Content Management System (CMS) bzw. Shop-System realisiert. Es geht um dynamische Websites mit PHP oder JavaScript, Datenbanken, CMS und Shop-Systeme, Cookies und auch E-Mail spielt eine Rolle.

Im Gegensatz zu statischen Websites werden bei dynamischen Websites die Inhalte nicht fest in der HTML-Datei gespeichert, sondern in Echtzeit aus einer Datenquelle generiert. Dieses Kapitel erklärt die zwei wichtigsten Technologien dafür: PHP und JavaScript.   

Zur Einführung in das Thema Datenbanken, werden die die sogenannten relationalen Datenbanken betrachten. Welche Anbieter gibt es, was ist ein DBMS, wie werden Daten in Form von Tabellen repräsentiert, was sind Datentypen und Datenbankobjekte?

In diesem Kapitel gehen wir exemplarisch ein paar grundlegende Schritte durch, um eine relationale Datenbank zu planen, das umfasst das Datenbankschema und das Tabellendesign, das ERM (Entity Relationship Modell), die Relationen mit Primary und Foreign Key.

Ein kurze Einführung in die Programmiersprache bzw. Abfragesprache SQL („Structured Query Language“), mit der relationale Datenbanken erstellt und verwaltet werden.

Neben den relationalen Datenbanken gibt es noch weitere wichtige Datenbanktypen, die in diesem Kapitel beschrieben werden: Document Datenbanken, Key Value Datenbanken, Graph Datenbanken und Vektor Datenbanken.

Eine kurze Einführung in das Thema CMS (Content Management Systeme) bzw. Shop-Systeme mit einer Übersicht von Kernfunktionalitäten und bekannten Anbietern.

Fachliche, technische und betriebswirtschaftliche Kriterien, die bei der Auswahl eines CMS berücksichtigt werden sollten.

Die erforderlichen Schritte für die Implementierung des Systems werden am Beispiel einer monolithischen Architektur mit Drupal und der Erweiterung Drupal Commerce beleuchtet. Das beinhaltet die Installation des CMS und weiterer erforderlicher Software Komponenten sowie die Gestaltung eines typischen Workflows mit einem Code Repository und drei Instanzen.

Es wird exemplarisch dargelegt, was alles zu tun ist, um einen Online Shop mit einem CMS bzw. Shop System zu realisieren, so z.B. das Konfigurieren von Arbeitsabläufen, der Einsatz von Modulen und Templates, die Verwendung von Themes und Frameworks, die Datenbankkonfiguration sowie das Anlegen von Seitentypen und Inhalten.

Was sind Cookies und wie werden sie eingesetzt, welche Arten unterscheidet man, was sind First Party und Third Party Cookies und hat es mit dem Schlagwort "Cookieless" bzw. "Cookieless Future" auf sich?

E-Mail und Website basieren beide auf der Client-Server-Architektur des Internets, die Technologien unterscheiden sich jedoch. In diesem Kapitel wird die Funktionsweise von E-Mail-Server und E-Mail-Client und den Protokollen IMAP, SMTP und POP erläutert. Außerdem wird die automatisierte Verwendung einer E-Mail-Management-Software im Rahmen eines Online Business beleuchtet.

Einführung in Szenario 3: Unser Online-Shop ist gewachsen und das System ist an seine Grenzen gestoßen. Die monolithische Architektur muss zu einer leistungsfähigeren verteilten IT-Architektur skaliert werden.

An einem Beispiel wird eine verteilte IT Architektur mit typischen Komponenten erklärt, dazu zählen Load Balancer, Webserver Cluster, Datenbank Server, Application Server, Firewall, Netzwerk Gateway, Bild Cache / CDN und Search as a Service. Dabei wird auch der Unterschied zwischen on-premise und Cloud Computing thematisiert.

Exemplarisch wird erläutert, wie die verschiedenen Komponenten einer verteilten Architektur zusammenspielen, wenn eine Webpage aufgerufen wird.

Einführung in das Thema Schnittstellen mit einer Übersicht und Begriffsklärung zu API, Webservice, GUI, CLI und anderen.

Beschreibung des Schnittstellentyps: REST ( Representational State Transfer)

Beschreibung des Schnittstellentyps: SOAP (Simple Object Access Protocol)

Beschreibung des Schnittstellentyps: GraphQL

Beschreibung des Schnittstellentyps: Webhook, manchmal auch als Reverse APIs oder Push APIs bezeichnet

Beschreibung des Schnittstellentyps: RPC (Remote Procedure Calls)

Beschreibung des Schnittstellentyps: Message Broker, oft auch als Message Bus oder Event Bus bezeichnet

Einführung in Szenario 4: Wir beschreiten wir einen Paradigmenwechsel, den viele Online-Unternehmen seit einigen Jahren vollziehen. Die Technologie führt weg von on-premise-Lösungen, hin zu Cloud Computing mit Headless Systemen, Microservice-Architekturen und Container-Technologien.

Es werden zunächst die Unterschiede zwischen klassischen (coupled) CMS und Headless CMS erklärt. Anschließend geht es um die Frontend-Gestaltung mit einer Single Page Application (SPA) und die Bedeutung von Libraries und Frameworks wie React, Angular und Vue.js.

Es werden die Unterschiede zwischen Cloud Computing und on-premise erklärt und die verschieden Formen der Bereitstellung von Cloud Computing (IaaS, PaaS, FaaS, SaaS, Serverless) vorgestellt.

Um etwas tiefer in das Thema Cloud Computing einzutauchen, wird beispielhaft eine einfache Cloud Architektur mit einem headless CMS beschrieben.

Als Data Pipeline bezeichnet man einen strukturierten Prozess, um Daten von einem Quellsystem zu einem Zielsystem zu übertragen, zu transformieren oder zu verarbeiten. Dieses Kapitel legt einen Schwerpunkt auf die Herausforderungen von Data Pipelines zusammen mit Microservices, wie z.B. der Einsatz von Data Pipeline-Tools, CDC (Change Data Capture) oder die Frage ETL (Extract Transform Load) vs. ELT (Extract Load Transform).

Es wird erklärt was Microservices sind und was eine Microservice-Architektur auszeichnet. Des weiteren wird ein Blick auf Container-Technologien, insbesondere Docker und Kubernetes, geworfen.

Einführung in Szenario 5: Wir möchten unseren Online-Shop mit Generativer KI erweitern. Es geht u.a. um Künstliche Neuronale Netze, Machine Learning und Deep Learning sowie um Large Language Models und die besonderen Herausforderungen, wenn man diese für Chatbots einsetzen möchte.

Eine kurze Einführung in das Thema Künstliche Intelligenz und warum eine Definition so schwierig ist.

Erklärt werden Aufbau und funktionsweise Künstlicher Neuronaler Netze sowie die verschiedenen Typen: Feedforward Neural Networks (FNN), Convolutional Neural Networks (CNN), Recurrent Neural Networks (RNN), Long Short-Term Memory Networks (LSTM), Autoencoder, Transformer und Generative Adversarial Networks (GAN).

Zudem werden Verfahren für Machine Learning und Deep Learning erläutert und es wird aufgezeigt, wie man Künstliche Neuronale Netze trainiert.

Seit ChatGPT sind die Large Language Models in aller Munde. In diesem Kapitel wird etwas genauer betrachtet, was KI-Modelle sind, wie die Architektur eines LLM aufgebaut ist, wie LLMs trainiert werden, was Prompts sind  und warum LLMs manchmal "halluzinieren".

Um ein LLM als Chatbot einzusetzen, wird eine Architektur namens „Retrieval Augmented Generation“ kurz „RAG“ verwendet. Welche Komponenten eine RAG-Architektur umfasst, wie man sie mit Daten anreichert und wie sie funktioniert, ist Thema dieses Kapitels.

Das Thema KI schließt mit einer Auswahl interessanter aktueller Anwendungsfälle für generative KI ab, wie z.B. der KI-gestützter Programmierung, KI in Office-Anwendungen, KI-gestützte Suchmaschinen, KI-Design-Generatoren und KI-Musik-Generatoren.