add essay questions across all blocks in 223015c

- A4: von-neumann komponenten (disabled)
- B7a: IP/MAC/Port vergleichen
- B13a: TCP vs UDP vergleichen
- C9a: status codes 2xx/4xx/5xx erklären
- C9b: HTTP-methoden vergleichen (disabled)
- D5: encapsulation erklären (disabled)
- E3: gesamtablauf DNS/TCP/HTTP
- H2a: einschränkungstypen erklären

slides/223015b/klausurfragen.md

@@ -297,6 +297,181 @@ Ein einzelner Pixel wird durch drei Farbkanäle (R, G, B) mit jeweils 8 Bit Farb
 
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+### J15 – Analoge Medien: Übersicht
+**Thema:** Medientypen – Analog
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MATCH]`
+
+Ordne jedem Medientyp ein typisches analoges Format zu.
+
+| Medientyp | Analoges Format |
+|---|---|
+| Text | Buch, Zeitung, Lochkarte |
+| Bild | Fotografie (Negativ, Dia), Mikrofilm |
+| Audio | Schallplatte (Vinyl), Tonband, Musikkassette |
+| Video | Film (35mm, Super 8), VHS, Betamax |
+
+> **Feedback:** Analoge Medien speichern Information als kontinuierliche physikalische Größe – Rillentiefe, Magnetfeldstärke, Silberkorn-Dichte. Distribution erfolgt physisch: Kauf, Verleih, Kopie.
+
+---
+
+### J16 – Generationsverlust: Das Problem analoger Kopien
+**Thema:** Analog vs. Digital – Kopierqualität
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Was passiert, wenn eine VHS-Kassette auf eine andere VHS-Kassette kopiert wird?
+
+- [ ] Die Kopie ist bit-identisch mit dem Original – kein Unterschied erkennbar.
+- [x] **Jede Kopie verschlechtert die Qualität – Rauschen nimmt zu, Schärfe ab.** ✅
+- [ ] Die Kopie wird besser, weil das Kopiergerät Rauschen herausfiltert.
+- [ ] Die Qualität bleibt exakt gleich, nur das Medium wechselt.
+
+> **Feedback:** Generationsverlust ist ein fundamentales Problem analoger Medien: Jede Kopie addiert neues Rauschen. Bei der 3. Generation ist das Material oft unbrauchbar. Digital: Kopie = Original (bit-identisch).
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+### J17 – Digitale Medien: Formate zuordnen
+**Thema:** Medientypen – Digital
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MATCH]`
+
+Ordne jedem Medientyp typische digitale Formate zu.
+
+| Medientyp | Digitale Formate |
+|---|---|
+| Text | PDF, EPUB, TXT, DOCX |
+| Bild | JPEG, PNG, RAW, WebP, GIF |
+| Audio | MP3, FLAC, WAV, AAC, OGG |
+| Video | MP4, MKV, AVI, WebM |
+
+> **Feedback:** Digitale Medien werden über Datenträger (CD, USB), Download, Streaming oder P2P verteilt. Der entscheidende Vorteil: bit-identische Kopien ohne Qualitätsverlust.
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+### J18 – Analog vs. Digital: Der Hauptunterschied
+**Thema:** Analog vs. Digital – Konzept
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MC]`
+
+Was ist der fundamentale Unterschied zwischen analoger und digitaler Speicherung?
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+- [ ] Analog speichert in diskreten Stufen, digital als kontinuierliches Signal.
+- [ ] Analog nutzt Elektrizität, digital nutzt Magnetismus zur Speicherung.
+- [x] **Analog speichert kontinuierlich (z.B. Rillentiefe), digital in diskreten Bits.** ✅
+- [ ] Analog ist für Audio, digital ist ausschließlich für Text geeignet.
+
+> **Feedback:** Analog = kontinuierlich (Rillentiefe, Magnetfeldstärke). Digital = diskret (0 und 1). Die Quantisierung ist der „Preis" der Digitalisierung, aber danach bleibt die Information exakt – perfekte Kopien möglich.
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+<!-- _class: disable -->
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+### J19 – Analoge Distribution: Wie kam Musik zum Käufer?
+**Thema:** Distribution – Analog
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Wie wurden analoge Medien typischerweise verbreitet?
+
+- [ ] Per Download aus dem Internet auf den heimischen Computer.
+- [ ] Über Streaming-Dienste wie Spotify oder Apple Music.
+- [x] **Physisch: Kauf im Laden, Verleih, Kopie auf Kassette.** ✅
+- [ ] Über dezentrale Peer-to-Peer-Netzwerke zwischen Nutzern.
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+> **Feedback:** Analoge Distribution war immer physisch gebunden: Man musste das Medium besitzen oder ausleihen. Kopieren war möglich (Kassette), aber mit Qualitätsverlust verbunden.
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+### J20 – Digitale Distribution: Die vier Wege
+**Thema:** Distribution – Digital
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MATCH]`
+
+Ordne jeder Distributionsform ein Beispiel zu.
+
+| Distributionsform | Beispiel |
+|---|---|
+| Datenträger | CD, DVD, USB-Stick |
+| Download | iTunes Store, Steam, Bandcamp |
+| Streaming | Netflix, Spotify, YouTube |
+| Peer-to-Peer (P2P) | BitTorrent, eDonkey |
+
+> **Feedback:** Digital ermöglicht vier Distributionswege: physische Datenträger (wie analog, aber ohne Generationsverlust), Download (Besitz einer Kopie), Streaming (Zugriff ohne Besitz), P2P (dezentrale Verteilung zwischen Nutzern).
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+---
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+### J21 – Streaming vs. Download: Was ist der Unterschied?
+**Thema:** Distribution – Streaming
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Was unterscheidet Streaming von einem Download?
+
+- [ ] Streaming speichert die Datei dauerhaft, Download nur temporär.
+- [ ] Streaming ist immer kostenlos, Download immer kostenpflichtig.
+- [x] **Streaming überträgt während des Abspielens, ohne dauerhafte Kopie.** ✅
+- [ ] Streaming funktioniert offline, Download braucht ständig Internet.
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+> **Feedback:** Streaming = „Wasserhahn" (Daten fließen, solange man zuschaut/hört). Download = „Flasche füllen" (Datei bleibt). Streaming braucht ständige Internetverbindung; Downloads funktionieren offline.
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+### J22 – Analog vs. Digital: Vor- und Nachteile
+**Thema:** Analog vs. Digital – Vergleich
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MATCH]`
+
+Ordne jede Eigenschaft zu: Vorteil von Analog oder Vorteil von Digital?
+
+| Eigenschaft | Vorteil von |
+|---|---|
+| Kein Abspielgerät nötig (Buch lesen) | Analog |
+| Bit-identische Kopien ohne Qualitätsverlust | Digital |
+| Unabhängig von Strom und Internet | Analog |
+| Einfache Durchsuchbarkeit (Strg+F) | Digital |
+| Haptisches Erlebnis | Analog |
+| Fehlerkorrektur möglich (ECC, RAID) | Digital |
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+> **Feedback:** Analog: physisch, unabhängig, haptisch – aber Verschleiß und Generationsverlust. Digital: perfekte Kopien, durchsuchbar, korrigierbar – aber abhängig von Technik und Formaten.
+
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+### J23 – Distribution vergleichen: Download, Streaming, P2P
+**Thema:** Distribution – Vergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Erklären Sie die drei digitalen Distributionswege **Download**, **Streaming** und **Peer-to-Peer (P2P)**. Beschreiben Sie für jeden Weg: (1) wie die Daten zum Nutzer gelangen, (2) ob der Nutzer eine dauerhafte Kopie erhält, und (3) nennen Sie je ein Beispiel.
+
+> **Musterlösung:** **Download:** Datei wird vollständig vom Server heruntergeladen und lokal gespeichert. Nutzer erhält dauerhafte Kopie. Beispiel: iTunes Store, Steam. **Streaming:** Daten werden während des Abspielens übertragen, keine dauerhafte lokale Kopie. Beispiel: Netflix, Spotify. **P2P:** Nutzer laden Teile der Datei gleichzeitig von vielen anderen Nutzern herunter (dezentral). Dauerhafte Kopie möglich. Beispiel: BitTorrent.
+
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+
+### J24 – Analog vs. Digital: Kopieren und Archivieren
+**Thema:** Analog vs. Digital – Transfer
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Vergleichen Sie **analoge** und **digitale** Medien hinsichtlich (1) Kopierqualität, (2) Langzeitarchivierung und (3) Abhängigkeit von Technik. Nennen Sie je einen konkreten Vor- und Nachteil.
+
+> **Musterlösung:** **Kopierqualität:** Analog: Jede Kopie verschlechtert sich (Generationsverlust). Digital: Bit-identische Kopien ohne Qualitätsverlust. **Langzeitarchivierung:** Analog: Physischer Verschleiß, aber lesbar ohne spezielle Software (Buch). Digital: Bits altern nicht, aber Formate können obsolet werden (DOCX in 50 Jahren?). **Technikabhängigkeit:** Analog: Buch braucht keinen Strom. Digital: Abhängig von funktionierender Hard- und Software. Vorteil Analog: Unabhängigkeit. Nachteil Analog: Generationsverlust. Vorteil Digital: Perfekte Kopien. Nachteil Digital: Formatobsoleszenz.
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+<!-- _class: disable -->
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+### J25 – Redundanz vs. Irrelevanz erklären
+**Thema:** Kompression – Prinzipien
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Verlustfreie und verlustbehaftete Kompression nutzen unterschiedliche Prinzipien. Erklären Sie: (1) Was bedeutet **Redundanz entfernen**? (2) Was bedeutet **Irrelevanz entfernen**? (3) Welches Prinzip nutzt welcher Kompressionstyp?
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+> **Musterlösung:** **(1) Redundanz:** Wiederholende Muster kompakter darstellen – z.B. "AAAAAAA" → "7×A". Die originalen Daten können perfekt rekonstruiert werden. **(2) Irrelevanz:** Daten wegwerfen, die Menschen nicht wahrnehmen – z.B. unhörbare Frequenzen in Audio, unsichtbare Farbunterschiede in Bildern. Nicht umkehrbar. **(3) Zuordnung:** Verlustfrei = Redundanz (ZIP, PNG, FLAC). Verlustbehaftet = Irrelevanz (JPEG, MP3).
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 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK K – Bildformate & Raster vs. Vektor
@@ -453,6 +628,43 @@ Ordne jedem Interpolationsverfahren seine Eigenschaft zu.
 
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+### K10 – Bildtypen vergleichen: Foto, Screenshot, Logo
+**Thema:** Bildformate – Anwendungsfälle
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Sie haben drei Bilder: ein **Foto**, einen **Screenshot** und ein **Logo**. Erklären Sie für jedes Bild, welches Format (JPEG, PNG oder SVG) Sie wählen würden und warum. Begründen Sie Ihre Wahl mit den technischen Eigenschaften des Formats.
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+> **Musterlösung:** **Foto → JPEG:** Verlustbehaftete Kompression ist akzeptabel, da kleine Artefakte bei natürlichen Bildern kaum auffallen. Dateigröße deutlich kleiner als PNG. **Screenshot → PNG:** Verlustfreie Kompression erhält scharfe Texte und Linien. JPEG würde sichtbare Artefakte an Kanten erzeugen. **Logo → SVG:** Vektorgrafik ist beliebig skalierbar ohne Qualitätsverlust – ein Logo muss auf Visitenkarte und Plakatwand gleich scharf sein. Dateigröße bei einfachen Formen minimal.
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+---
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+<!-- _class: disable -->
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+### K11 – Farbtiefe erklären: 1-Bit, 8-Bit, 24-Bit, 32-Bit
+**Thema:** Rastergrafiken – Farbtiefe
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Erklären Sie die Farbtiefen **1-Bit**, **8-Bit**, **24-Bit** und **32-Bit**. Beschreiben Sie für jede: (1) wie viele Farben dargestellt werden können, (2) einen typischen Anwendungsfall.
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+> **Musterlösung:** **1-Bit:** 2¹ = 2 Farben (Schwarz/Weiß). Anwendung: Strichzeichnungen, Fax, QR-Codes. **8-Bit:** 2⁸ = 256 Farben. Anwendung: GIF-Bilder, Graustufen, Paletten-Bilder. **24-Bit:** 2²⁴ = 16,7 Millionen Farben (8 Bit pro Kanal: R, G, B). Anwendung: Standard für Fotos und Webgrafiken ("True Color"). **32-Bit:** 24 Bit Farbe + 8 Bit Alpha-Kanal (Transparenz). Anwendung: PNG mit Transparenz, Compositing in Grafikprogrammen.
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+---
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+<!-- _class: disable -->
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+### K12 – Rasterisierung vs. Vektorisierung
+**Thema:** Raster vs. Vektor – Konvertierung
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Erklären Sie die beiden Konvertierungsprozesse **Rasterisierung** und **Vektorisierung** (Tracing). Beschreiben Sie: (1) die Richtung der Umwandlung, (2) ob Qualitätsverlust entsteht, (3) warum einer der Prozesse problematischer ist.
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+> **Musterlösung:** **Rasterisierung (Vektor → Raster):** Trivial und verlustfrei bei gewählter Auflösung. Aus mathematischen Beschreibungen werden Pixel berechnet. Funktioniert immer perfekt. **Vektorisierung (Raster → Vektor):** Problematisch. Software muss Kanten "erraten" und als Pfade nachzeichnen. Funktioniert gut bei einfachen Grafiken (Logos), schlecht bei Fotos. Immer mit Qualitätsverlust/Interpretation verbunden.
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+---
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 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK L – JPEG: Innenleben
@@ -618,6 +830,43 @@ Ordne jedem JPEG-Artefakt seine Beschreibung zu.
 
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+### L10 – JPEG-Kompression erklären: RGB, YCbCr, DCT
+**Thema:** JPEG – Pipeline verstehen
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+JPEG komprimiert in mehreren Schritten. Erklären Sie die Rolle von: (1) **RGB → YCbCr Konversion**, (2) **DCT (Discrete Cosine Transform)**, (3) **Quantisierung**. Welcher dieser Schritte ist verlustbehaftet und warum?
+
+> **Musterlösung:** **(1) RGB → YCbCr:** Trennt Helligkeit (Y) von Farbe (Cb, Cr). Ermöglicht Chroma Subsampling – Farbauflösung wird reduziert, Helligkeit bleibt voll erhalten. Das Auge sieht Helligkeit besser als Farbe. **(2) DCT:** Wandelt 8×8 Pixelblöcke in Frequenzkoeffizienten um. Sortiert Information nach Wichtigkeit: niedrige Frequenzen = grobe Struktur (wichtig), hohe Frequenzen = feine Details (weniger wichtig). Die DCT selbst ist verlustfrei. **(3) Quantisierung:** Hier passiert der Verlust! Frequenzkoeffizienten werden gerundet/auf Null gesetzt – hohe Frequenzen (Details) werden stärker reduziert. Dieser Schritt ist nicht umkehrbar.
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+<!-- _class: disable -->
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+### L11 – JPEG-Artefakte erklären: Blocking, Ringing, Posterization
+**Thema:** JPEG – Artefakte verstehen
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+JPEG-komprimierte Bilder zeigen bei niedriger Qualität typische Artefakte. Erklären Sie die drei Artefakte **Blocking**, **Ringing** und **Posterization**. Beschreiben Sie für jedes: (1) wie es aussieht und (2) warum es entsteht.
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+> **Musterlösung:** **Blocking:** Sichtbare 8×8-Pixel-Rechtecke. Entsteht, weil jeder Block unabhängig komprimiert wird – bei starker Kompression passen Nachbarblöcke nicht mehr zusammen. **Ringing:** „Geister" oder Halos an scharfen Kanten (z.B. schwarze Schrift auf weißem Hintergrund). Entsteht, weil die DCT mit harten Übergängen schlecht umgehen kann (Gibbs-Phänomen). **Posterization:** Farbverläufe werden stufig statt fließend. Entsteht, weil zu wenige Bits für feine Farbabstufungen übrig bleiben – ähnlich wie ein Poster mit wenigen Farben.
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+<!-- _class: disable -->
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+### L12 – Warum 8×8-Blöcke bei JPEG?
+**Thema:** JPEG – Blockgröße
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+JPEG teilt Bilder in 8×8-Pixel-Blöcke auf. Erklären Sie: (1) warum überhaupt Blöcke verwendet werden, (2) warum genau 8×8 (nicht 4×4 oder 16×16), (3) welches Artefakt durch diese Blockaufteilung entstehen kann.
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+> **Musterlösung:** **(1) Warum Blöcke:** DCT arbeitet effizienter auf kleinen Bereichen. Globale Analyse wäre rechenintensiv und würde lokale Unterschiede verwischen. **(2) Warum 8×8:** Kompromiss – klein genug für lokale Anpassung, groß genug für effiziente DCT. 64 Koeffizienten sind mathematisch handlich (8² = 64). Historisch auch wegen begrenzter Rechenleistung gewählt. **(3) Artefakt:** Blocking – bei starker Kompression werden die 8×8-Grenzen sichtbar, weil Nachbarblöcke nicht mehr zusammenpassen.
+
+---
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 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK M – Bildformate: PNG, GIF, WebP, SVG
@@ -727,6 +976,30 @@ Ordne jedem Szenario das optimale Bildformat zu.
 
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+### M7 – Bildformate vergleichen: JPEG, PNG, WebP
+**Thema:** Bildformate – Vergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Vergleichen Sie die drei Bildformate **JPEG**, **PNG** und **WebP**. Beschreiben Sie für jedes: (1) ob es verlustfrei oder verlustbehaftet komprimiert, (2) ob es Transparenz unterstützt, (3) einen idealen Anwendungsfall.
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+> **Musterlösung:** **JPEG:** Verlustbehaftet. Keine Transparenz. Ideal für Fotos im Web – kleine Dateien, Qualitätsverlust bei natürlichen Bildern kaum sichtbar. **PNG:** Verlustfrei. Unterstützt Alpha-Transparenz (8 Bit). Ideal für Screenshots, Grafiken mit Text, Bilder mit Transparenz. **WebP:** Kann beides – lossy (wie JPEG) und lossless (wie PNG). Unterstützt Transparenz und Animation. Ideal als moderner Ersatz für beide – 25-35% kleiner als JPEG bei gleicher Qualität.
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+---
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+<!-- _class: disable -->
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+### M8 – GIF vs. moderne Alternativen
+**Thema:** Bildformate – Animation
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+GIF ist ein altes Format (1987), wird aber noch für Animationen verwendet. Erklären Sie: (1) die Haupteinschränkung von GIF, (2) warum es trotzdem noch populär ist, (3) welche moderne Alternative es gibt.
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+> **Musterlösung:** **(1) Haupteinschränkung:** Nur 256 Farben (8-Bit-Palette). Farbverläufe werden stufig, Fotos sehen schlecht aus. **(2) Popularität:** Universelle Browser-Unterstützung, einfach zu teilen, "Meme-Kultur" hat das Format am Leben gehalten. **(3) Alternativen:** WebP (Animation + Millionen Farben + kleiner), APNG (animiertes PNG), oder kurze Videos (MP4/WebM mit `<video>`-Tag statt `<img>`).
+
+---
+
 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK N – Video-Kompression
@@ -831,6 +1104,43 @@ Erkläre, warum AV1 als „die Zukunft" der Videokompression gilt. Nenne mindest
 
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+### N7 – Frame-Typen erklären: I-Frame, P-Frame, B-Frame
+**Thema:** Video – Frame-Typen verstehen
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Erklären Sie die drei Frame-Typen **I-Frame**, **P-Frame** und **B-Frame**. Beschreiben Sie für jeden: (1) welche Daten gespeichert werden, (2) die relative Größe im Vergleich, (3) was passiert, wenn ein I-Frame beschädigt wird.
+
+> **Musterlösung:** **I-Frame (Keyframe):** Vollständiges Bild, unabhängig dekodierbar. Größte Dateigröße (100%). Kein Bezug auf andere Frames. **P-Frame (Predicted):** Speichert nur Änderungen gegenüber vorherigen Frames. Etwa 30% der I-Frame-Größe. Referenziert rückwärts. **B-Frame (Bi-directional):** Speichert Änderungen zu vorherigen UND zukünftigen Frames. Etwa 15% der I-Frame-Größe. Referenziert in beide Richtungen. **Bei beschädigtem I-Frame:** Alle abhängigen P- und B-Frames bis zum nächsten I-Frame können nicht korrekt rekonstruiert werden → sichtbare Fehler, bis ein neuer Keyframe kommt.
+
+---
+
+<!-- _class: disable -->
+
+### N8 – Video-Codecs vergleichen: H.264, H.265, AV1
+**Thema:** Video – Codec-Vergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Vergleichen Sie die drei Video-Codecs **H.264**, **H.265** und **AV1**. Beschreiben Sie für jeden: (1) das Erscheinungsjahr, (2) die Kompressionseffizienz im Vergleich, (3) die Lizenzierung (kostenpflichtig vs. frei).
+
+> **Musterlösung:** **H.264 (2003):** Der Standard-Codec für über ein Jahrzehnt. Baseline für Vergleiche. Patentgebühren, aber klar strukturiert. Universelle Unterstützung. **H.265 (2013):** 50% bessere Kompression als H.264. Aber: Patent-Chaos mit drei konkurrierenden Pools → unklare Kosten, zögerliche Adoption. **AV1 (2018):** 30% besser als H.265. Royalty-free und open source (Alliance for Open Media: Google, Netflix, Apple, Amazon). Die Zukunft – aber höherer Rechenaufwand beim Encoding.
+
+---
+
+<!-- _class: disable -->
+
+### N9 – Container vs. Codec: MP4 mit verschiedenen Inhalten
+**Thema:** Video – Container/Codec Transfer
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Eine Datei heißt `video.mp4`. Erklären Sie: (1) Was sagt die Endung `.mp4` über den verwendeten Video-Codec aus? (2) Welche verschiedenen Codecs könnte diese Datei enthalten? (3) Warum kann ein MP4 auf einem Gerät abspielen und auf einem anderen nicht?
+
+> **Musterlösung:** **(1) Endung:** `.mp4` ist der Container (MPEG-4 Part 14) – sagt nichts über den Codec. **(2) Mögliche Codecs:** H.264, H.265/HEVC, AV1, und andere. Auch verschiedene Audio-Codecs (AAC, MP3, AC3). **(3) Kompatibilität:** Das Gerät muss den Codec unterstützen, nicht nur den Container. Ein alter Fernseher kann MP4-Container öffnen, aber AV1-Codec fehlt → "Format nicht unterstützt".
+
+---
+
 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK O – Speichermedien & Schnittstellen
@@ -975,3 +1285,114 @@ Ordne jedem Backup-Typ seine Beschreibung zu.
 | Differenziell | Änderungen seit dem letzten Voll-Backup – Mittelweg zwischen beiden |
 
 > **Feedback:** Typisches Schema: Sonntag Full, Mo–Sa Inkrementell oder Differenziell. Inkrementell = schnellstes Backup, langsamste Wiederherstellung (Kette aufbauen). Full = langsamstes Backup, schnellste Wiederherstellung.
+
+---
+
+### O9 – Digitale Speichermedien: Kategorien
+**Thema:** Speichermedien – Übersicht
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MATCH]`
+
+Ordne jedes Speichermedium seiner technischen Kategorie zu.
+
+| Medium | Kategorie |
+|---|---|
+| CD, DVD, Blu-ray | Optisch |
+| Festplatte (HDD), Magnetband (LTO) | Magnetisch |
+| SSD, USB-Stick, SD-Karte | Flash-Speicher |
+| Dropbox, AWS S3 | Cloud-Speicher |
+
+> **Feedback:** Optisch: Laser liest Pits/Lands. Magnetisch: magnetisierte Bereiche. Flash: Elektronen in Floating Gates. Cloud: physisch HDD/SSD/LTO in Rechenzentren – keine eigene Technologie, sondern Zugriffsmethode.
+
+---
+
+### O10 – Speichermedien: Wann welches?
+**Thema:** Speichermedien – Anwendungsfall
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[MATCH]`
+
+Ordne jedem Szenario das empfohlene Speichermedium zu.
+
+| Szenario | Empfohlenes Medium |
+|---|---|
+| Betriebssystem (schneller Zugriff) | NVMe SSD |
+| Videoarchiv (große Datenmengen, günstig) | HDD |
+| Langzeitarchiv (10+ Jahre) | LTO-Band, M-DISC |
+| Datenaustausch (portabel) | USB-Stick, SD-Karte |
+
+> **Feedback:** Die Wahl hängt vom Anwendungsfall ab: SSD = Geschwindigkeit, HDD = Kapazität/Preis, LTO/M-DISC = Langlebigkeit, USB/SD = Portabilität.
+
+---
+
+<!-- _class: disable -->
+
+### O11 – Optische Speicher: CD, DVD, Blu-ray
+**Thema:** Speichermedien – Optisch
+**Punkte:** 2
+**Typ:** `[ORDER]`
+
+Sortiere die optischen Speichermedien nach Kapazität (kleinste zuerst):
+
+1. CD (~700 MB)
+2. DVD (~4,7 GB)
+3. Blu-ray (~25 GB)
+
+> **Feedback:** Alle drei nutzen Laser zum Lesen von Pits (Vertiefungen) und Lands (Erhöhungen). Die Kapazität steigt durch kürzere Wellenlängen: CD = Infrarot, DVD = Rot, Blu-ray = Blau (daher der Name).
+
+---
+
+### O12 – Cloud-Speicher: Was ist das eigentlich?
+**Thema:** Speichermedien – Cloud
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Was ist „Cloud-Speicher" technisch gesehen?
+
+- [ ] Eine neue Speichertechnologie, die Daten in Funkwellen speichert.
+- [ ] Virtuelle Speicher ohne jegliche physische Hardware-Komponenten.
+- [x] **HDDs/SSDs in Rechenzentren – „Cloud" beschreibt den Internet-Zugriff.** ✅
+- [ ] Lokale Festplatten, die automatisch mit dem Himmel synchronisieren.
+
+> **Feedback:** „Cloud" ist Marketing für „fremder Computer". Dropbox, Google Drive, iCloud – alle speichern physisch auf Servern in Rechenzentren. Vorteil: Zugriff von überall. Nachteil: Abhängigkeit von Internet und Anbieter.
+
+---
+
+<!-- _class: disable -->
+
+### O13 – Magnetband (LTO): Warum noch heute?
+**Thema:** Speichermedien – Magnetband
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Warum verwenden große Unternehmen noch heute Magnetbänder (LTO)?
+
+- [ ] Magnetbänder sind schneller als SSDs beim wahlfreien Zugriff.
+- [ ] Magnetbänder werden nur aus nostalgischen Gründen eingesetzt.
+- [ ] Magnetbänder sind die einzige Technologie für Videospeicherung.
+- [x] **Extrem günstig pro TB, langlebig, ideal für selten abgerufene Daten.** ✅
+
+> **Feedback:** LTO = Linear Tape-Open. Aktuell LTO-9: 18 TB pro Band, ~2€/TB. Nachteil: sequentieller Zugriff (kein Random Access). Perfekt für Archivierung, wo Daten selten gelesen werden. Google, Facebook, Banken – alle nutzen LTO.
+
+---
+
+### O14 – Speichertechnologien vergleichen: Optisch, Magnetisch, Flash
+**Thema:** Speichermedien – Technologievergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Beschreiben Sie die drei Speichertechnologien **optisch** (CD/DVD/Blu-ray), **magnetisch** (HDD/LTO) und **Flash** (SSD/USB). Erklären Sie für jede: (1) wie Daten physikalisch gespeichert werden, (2) einen typischen Anwendungsfall und (3) eine wichtige Einschränkung.
+
+> **Musterlösung:** **Optisch:** Laser liest Pits (Vertiefungen) und Lands (Erhöhungen). Anwendung: Software-Distribution, Archivierung (M-DISC). Einschränkung: Empfindlich gegen Kratzer und UV-Licht. **Magnetisch:** Magnetisierte Bereiche auf Platten (HDD) oder Band (LTO). Anwendung: Massenspeicher, Langzeitarchiv. Einschränkung: HDD hat bewegliche Teile (Verschleiß), LTO nur sequentieller Zugriff. **Flash:** Elektronen in Floating Gates. Anwendung: Betriebssystem (SSD), portable Daten (USB). Einschränkung: Begrenzte Schreibzyklen, Ladungsverlust ohne Strom nach Jahren.
+
+---
+
+<!-- _class: disable -->
+
+### O15 – Backup-Strategien erklären: Full, Inkrementell, Differenziell
+**Thema:** Backup – Strategievergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Erklären Sie die drei Backup-Typen **Full**, **Inkrementell** und **Differenziell**. Beschreiben Sie für jeden: (1) welche Daten gesichert werden, (2) Vor- und Nachteile, und (3) wann dieser Typ sinnvoll eingesetzt wird.
+
+> **Musterlösung:** **Full:** Kompletter Datenbestand wird jedes Mal gesichert. Vorteil: Einfache Wiederherstellung (nur ein Backup nötig). Nachteil: Langsam, braucht viel Speicherplatz. Einsatz: Wöchentlich als Basis. **Inkrementell:** Nur Änderungen seit dem letzten Backup (egal welcher Art). Vorteil: Schnell, wenig Speicher. Nachteil: Wiederherstellung komplex (Kette aller Backups nötig). Einsatz: Täglich. **Differenziell:** Änderungen seit dem letzten Full-Backup. Vorteil: Schneller als Full, einfachere Wiederherstellung als Inkrementell. Nachteil: Wächst täglich. Einsatz: Mittelweg bei moderatem Datenvolumen.

slides/223015c/klausurfragen.md

@@ -125,6 +125,19 @@ Welche der folgenden Aussagen werden durch die Von-Neumann-Architektur ermöglic
 
 ---
 
+<!-- _class: disable -->
+
+### A4 – Von-Neumann: Komponenten erklären
+**Thema:** Von-Neumann – Transfer
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
+
+Erklären Sie die fünf Komponenten der Von-Neumann-Architektur: **Rechenwerk (ALU)**, **Steuerwerk**, **Speicherwerk**, **Ein-/Ausgabe** und **Bus-System**. Beschreiben Sie für jede Komponente ihre Hauptfunktion in einem Satz.
+
+> **Musterlösung:** **Rechenwerk (ALU):** Führt arithmetische (Addition, Subtraktion) und logische (AND, OR, NOT) Operationen durch. **Steuerwerk:** Holt Befehle aus dem Speicher, dekodiert sie und steuert ihre Ausführung (Fetch-Decode-Execute). **Speicherwerk:** Speichert sowohl Programme als auch Daten im selben Speicher – das Kernprinzip der Von-Neumann-Architektur. **Ein-/Ausgabe:** Schnittstelle zu externen Geräten wie Tastatur, Bildschirm, Netzwerkkarte. **Bus-System:** Verbindet alle Komponenten mittels Adress-, Daten- und Steuerbus.
+
+---
+
 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK B – Netzwerk-Grundlagen (TCP/IP)
@@ -246,6 +259,17 @@ Ordne jeder Adresse ihre Beschreibung zu.
 
 ---
 
+### B7a – IP, MAC, Port: Drei Ebenen erklären
+**Thema:** Adressierung – Transfer
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Erklären Sie die drei Adressierungsebenen **IP-Adresse**, **MAC-Adresse** und **Port-Nummer**. Beschreiben Sie für jede: (1) was sie identifiziert, (2) auf welcher Ebene sie gilt (lokal/global), (3) eine Analogie aus dem Alltag.
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+> **Musterlösung:** **IP-Adresse:** Identifiziert ein Gerät im Internet. Global gültig, ermöglicht Routing über Netzwerkgrenzen. Analogie: „Postanschrift eines Hauses". **MAC-Adresse:** Identifiziert eine Netzwerkkarte. Nur lokal gültig (ein Hop). Analogie: „Seriennummer des Briefkastens". **Port-Nummer:** Identifiziert einen Dienst auf dem Gerät. Analogie: „Türnummer in einem Mehrfamilienhaus" – IP sagt welches Haus, Port sagt welche Wohnung.
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 <!-- _class: disable -->
 
 ### B8 – MAC ändert sich, IP nicht: Warum?
@@ -336,6 +360,17 @@ Ein Videostreaming-Dienst sendet Daten an Ihren Browser. Ein einzelnes Paket geh
 
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+### B13a – TCP vs. UDP: Eigenschaften vergleichen
+**Thema:** TCP vs. UDP – Vergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Vergleichen Sie **TCP** und **UDP**. Beschreiben Sie für jedes Protokoll: (1) ob es verbindungsorientiert ist, (2) ob es Zuverlässigkeit garantiert, (3) einen konkreten Anwendungsfall mit Begründung.
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+> **Musterlösung:** **TCP:** Verbindungsorientiert (3-Way-Handshake). Garantiert Zuverlässigkeit: Sequenznummern, Bestätigungen (ACK), erneutes Senden bei Verlust. Anwendung: Dateiübertragung, E-Mail – jedes Byte muss ankommen. **UDP:** Verbindungslos („fire and forget"). Keine Garantie für Lieferung oder Reihenfolge. Anwendung: Videostreaming, Online-Gaming – Latenz wichtiger als Vollständigkeit, ein verlorenes Paket wird ignoriert statt nachgefordert.
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 ### B14 – TCP vs. UDP: Unterschiede beschreiben
 **Thema:** TCP vs. UDP – Konzept-Vergleich
 **Punkte:** 2
@@ -568,6 +603,30 @@ Ordne jedem Szenario den passenden HTTP-Status-Code zu.
 
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+### C9a – Status-Codes: 2xx, 4xx, 5xx vergleichen
+**Thema:** HTTP Status-Codes – Kategorien erklären
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Erklären Sie die drei HTTP-Status-Code-Kategorien **2xx**, **4xx** und **5xx**. Beschreiben Sie für jede: (1) was sie bedeutet, (2) wer „schuld" ist (Client oder Server), (3) ein konkretes Beispiel mit Szenario.
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+> **Musterlösung:** **2xx (Erfolg):** Die Anfrage wurde erfolgreich verarbeitet. Niemand ist „schuld" – alles funktioniert. Beispiel: 200 OK – die Webseite wurde korrekt geladen. **4xx (Client-Fehler):** Die Anfrage war fehlerhaft. Der Client ist verantwortlich. Beispiel: 404 Not Found – der Benutzer hat eine URL eingetippt, die nicht existiert. **5xx (Server-Fehler):** Der Server hat ein Problem. Der Betreiber ist verantwortlich. Beispiel: 503 Service Unavailable – der Server ist überlastet oder in Wartung.
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+<!-- _class: disable -->
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+### C9b – HTTP-Methoden vergleichen: GET, POST, PUT, DELETE
+**Thema:** HTTP-Methoden – Vergleich
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Erklären Sie die vier HTTP-Methoden **GET**, **POST**, **PUT** und **DELETE**. Beschreiben Sie für jede: (1) die Hauptfunktion, (2) ob Daten im Request-Body gesendet werden, (3) ein konkretes Beispiel.
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+> **Musterlösung:** **GET:** Ruft eine Ressource ab (nur lesen). Keine Daten im Body (Parameter in URL). Beispiel: Webseite aufrufen. **POST:** Erstellt eine neue Ressource. Daten im Body. Beispiel: Neuen Blog-Eintrag erstellen. **PUT:** Ersetzt eine existierende Ressource vollständig. Daten im Body. Beispiel: Profilbild durch ein neues ersetzen. **DELETE:** Löscht eine Ressource. Meist keine Daten im Body. Beispiel: Kommentar löschen.
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 ### C10 – Status-Codes: Freitext
 **Thema:** HTTP Status-Codes – Konzept zusammenfassen
 **Punkte:** 2
@@ -585,9 +644,41 @@ Erkläre, warum HTTP-Status-Codes aus einer dreistelligen Zahl bestehen und was
 
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+### D1 – DNS: Was macht es?
+**Thema:** DNS – Grundfunktion
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Was ist die Hauptfunktion eines DNS-Servers?
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+- [ ] Er verschlüsselt die Verbindung zwischen Client und Server.
+- [x] **Er übersetzt einen Domain-Namen (z. B. `hdm-stuttgart.de`) in eine IP-Adresse.** ✅
+- [ ] Er routet Pakete durch das Internet.
+- [ ] Er weist jedem Computer eine MAC-Adresse zu.
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+> **Feedback:** DNS = Domain Name System = „Telefonbuch des Internets". Name → IP. Ohne DNS müsste man überall IP-Adressen eintippen.
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+### D2 – DNS: Zeitlicher Ablauf
+**Thema:** DNS – Rolle im Gesamtablauf
+**Punkte:** 1
+**Typ:** `[MC]`
+
+Sie geben `https://hdm-stuttgart.de` in die Adresszeile ein. Was passiert **vor** dem TCP-Handshake?
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+- [ ] Der Browser sendet direkt den Namen an den Server – DNS wird erst danach benötigt.
+- [x] **DNS-Auflösung: Der Name wird in eine IP-Adresse umgewandelt. TCP kann nur zu IP-Adressen Verbindungen aufbauen.** ✅
+- [ ] DNS passiert nach dem TCP-Handshake.
+- [ ] DNS ist nur für HTTPS nötig – bei HTTP kann der Name direkt verwendet werden.
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+> **Feedback:** DNS vor TCP. Kein Name-to-IP? Kein Handshake möglich. TCP arbeitet auf IP-Adressen, nicht auf Domain-Namen.
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 <!-- _class: disable -->
 
-### D1 – DNS: Was macht es?
+### D1-alt – DNS: Was macht es?
 **Thema:** DNS – Grundfunktion
 **Punkte:** 1
 **Typ:** `[MC]`
@@ -647,6 +738,19 @@ Der DNS-Server übersetzt einen [[1:Domain-Namen]] in eine [[2:IP-Adresse]]. Die
 
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+<!-- _class: disable -->
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+### D5 – Encapsulation: Daten → Segment → Paket → Frame
+**Thema:** Encapsulation – Transfer
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Erklären Sie den Encapsulation-Prozess beim Senden einer Nachricht. Beschreiben Sie die vier Dateneinheiten **Daten**, **Segment**, **Paket** und **Frame**. Was wird bei jedem Schritt hinzugefügt und von welcher Schicht?
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+> **Musterlösung:** **Daten:** Die eigentliche Nachricht (z.B. HTML) von der Anwendungsschicht. **Segment:** Transportschicht fügt TCP-Header hinzu (Ports, Sequenznummern). **Paket:** Internetschicht fügt IP-Header hinzu (Quell- und Ziel-IP-Adresse). **Frame:** Netzzugangsschicht fügt Ethernet-Header (MAC-Adressen) und Trailer (Prüfsumme) hinzu. Beim Empfänger wird in umgekehrter Reihenfolge ausgepackt (Decapsulation).
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 <!-- _class: lead -->
 
 ## BLOCK E – Der Gesamtablauf (Zusammen)
@@ -684,6 +788,17 @@ Sie geben eine URL ein. Welche Reihenfolge ist korrekt?
 
 > **Feedback:** DNS immer zuerst. Dann TCP (Verbindung). Dann HTTP (Anfrage/Antwort).
 
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+### E3 – Gesamtablauf: DNS, TCP, HTTP erklären
+**Thema:** Gesamtablauf – Schritte erklären
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Erklären Sie die drei Hauptphasen beim Aufruf einer Webseite: **DNS-Auflösung**, **TCP-Verbindungsaufbau** und **HTTP-Request/Response**. Beschreiben Sie für jede Phase: (1) was passiert, (2) warum sie vor der nächsten kommen muss.
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+> **Musterlösung:** **DNS-Auflösung:** Der Domain-Name wird in eine IP-Adresse übersetzt. Muss zuerst kommen, weil TCP nur mit IP-Adressen arbeiten kann. **TCP-Verbindungsaufbau:** Der 3-Way-Handshake (SYN → SYN-ACK → ACK) baut eine zuverlässige Verbindung auf. Muss vor HTTP kommen, weil HTTP auf TCP aufsetzt und eine bestehende Verbindung braucht. **HTTP-Request/Response:** Der Browser sendet GET, der Server antwortet mit 200 OK + HTML. Kann erst nach TCP-Verbindung stattfinden.
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 <!-- _class: lead -->
 
@@ -868,6 +983,17 @@ Eine Person kann aktuell nur mit einer Hand ihr Handy bedienen, weil sie das Bab
 
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+### H2a – Einschränkungen: Permanent, Temporär, Situativ
+**Thema:** Barrierefreiheit – Einschränkungstypen erklären
+**Punkte:** 3
+**Typ:** `[ESSAY]`
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+Erklären Sie die drei Typen von Einschränkungen: **permanent**, **temporär** und **situativ**. Nennen Sie für jeden Typ: (1) eine Definition, (2) ein konkretes Beispiel, (3) wie barrierefreie Gestaltung in diesem Fall hilft.
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+> **Musterlösung:** **Permanent:** Dauerhafte körperliche/kognitive Behinderung. Beispiel: Blindheit. Hilfe: Screenreader kann Alt-Texte vorlesen. **Temporär:** Zeitlich begrenzte Einschränkung durch Verletzung/Krankheit. Beispiel: Gebrochener Arm. Hilfe: Tastaturnavigation ermöglicht Bedienung ohne Maus. **Situativ:** Einschränkung durch aktuelle Umgebung/Situation. Beispiel: Helle Sonne auf dem Bildschirm. Hilfe: Hoher Kontrast macht Text trotzdem lesbar.
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 <!-- _class: disable -->
 
 ### H3 – Curb-Cut-Effekt: Beispiel identifizieren