Compare commits
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
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7d8e9f596c | ||
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ef0a55db77 | ||
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ceb5f89320 | ||
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a18afde2db | ||
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38563e2142 | ||
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aeb0adada9 | ||
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e58dacd98c | ||
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|
edc9225ccf | ||
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5b94593d94 | ||
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3bd6d7b459 | ||
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c57db78c52 | ||
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c1277cc737 | ||
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fd8b107643 | ||
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3a2e1a8d15 | ||
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ac89d69365 | ||
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552949811e | ||
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030bb322a2 | ||
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9631a1c45b | ||
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4245ea2567 | ||
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|
51146d3dfc | ||
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fda4aca4c7 | ||
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aff352fa91 | ||
|
|
ea7e905c61 | ||
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512fbd9d3d | ||
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f9185d25e0 | ||
|
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4f3b680951 | ||
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|
a2b1c0484a | ||
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|
1480d31a54 | ||
|
|
514896db33 | ||
|
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b21e2394d5 | ||
|
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7da018d92c | ||
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9e12447528 |
No files matched your search
@@ -0,0 +1,197 @@
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||||
# AGENTS.md - Agent Guidelines for HdM Slides
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||||
This file contains comprehensive guidelines for agentic coding agents working on the HdM Slides project.
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## Project Overview
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This project builds presentation decks for Marp, supporting multiple courses:
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- **223015b** - Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien (6 Kapitel)
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- **223015c** - Internettechnologien (3 Kapitel)
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## Development Workflow
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### Build Commands
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```bash
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# Development
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make dev # Start single dev server on port 3000
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npm run dev # Alternative command for development server
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# Build
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make build # Build all courses (HTML + PDF)
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make build-b # Build 223015b only
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make build-c # Build 223015c only
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make html # HTML only builds
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make pdf # PDF only builds
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# Klausur Folien
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make klausur # Extract klausurfolien for all courses
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make klausur-b # Extract klausurfolien for 223015b
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make klausur-c # Extract klausurfolien for 223015c
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# Deployment
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||||
make deploy # Deploy all courses (requires explicit permission)
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make deploy-b # Deploy 223015b only
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make deploy-c # Deploy 223015c only
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# Utilities
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make qr URL=... # Generate QR code
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make optimize-images COURSE=223015b # Resize images
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make clean # Remove generated files
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```
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### Testing
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||||
No specific test framework is used. To validate changes:
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1. Start dev server: `make dev`
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2. Open http://localhost:3000/223015b/ or /223015c/
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3. Verify slides render correctly
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4. Run `make build` to ensure no build errors
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5. Check generated files in `build/` directory
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## Code Style Guidelines
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### File Structure
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- Slides in `slides/<course>/` following naming pattern `NN-topic.md`
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- Assets in `slides/<course>/assets/`
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- Always reference images as `./assets/filename.png`
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||||
- Scripts in `scripts/`
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||||
- Themes in `themes/`
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- Generated output in `build/` (gitignored)
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### Naming Conventions
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- Slide files: `NN-topic.md` (e.g., `01-grundlagen.md`, `02-bilder.md`)
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- Images: `snake_case.jpg` or `kebab-case.jpg`
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||||
- Klausur files: `klausurfolien.md` (auto-generated)
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- Function names in scripts: `snake_case`
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- Variable names in scripts: `snake_case`
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### Markdown Style
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- Use ATX-style headers (`# ## ###`)
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- YAML frontmatter for slide metadata at top of each file
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- Never include a final `---` (creates empty slide)
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||||
- Use `<!-- _class: klausur -->` for exam-relevant slides
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||||
- Use relative paths for assets: `./assets/image.png`
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### Script Style
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- Use `#!/usr/bin/env bash` shebang
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||||
- Use `set -e` for error handling
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||||
- Use `2>/dev/null || true` for optional operations
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||||
- Define variables in UPPER_CASE at script top
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- Use colors for terminal output: `\033[0;32m` etc.
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### Git Workflow
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- Commit messages: ALWAYS lowercase
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- NEVER add co-authoring lines or generated footers
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- Follow semantic naming: "add-...", "fix-...", "update-..."
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- Commit changes to scripts, Makefile, documentation separately from slide content
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## Agent Restrictions
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### Security
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- NEVER run commands outside `/home/mwc/Coding/hdm` folder
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- NEVER run build/deploy commands without explicit user request
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||||
- NEVER run deploy commands (make deploy, scp, etc.) without explicit permission
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||||
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### File Protection
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||||
Slide files in `slides/*/*.md` are main content files:
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||||
- **ALLOWED**: Adding slides, adjusting content, fixing typos, enhancing sections
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||||
- **FORBIDDEN** (without permission): Deleting slides, removing sections, bulk deletions
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||||
- Before ANY deletion: ALWAYS ask user for confirmation
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||||
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||||
### Klausur Handling
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||||
- Klausur files (`klausurfolien.md`) are auto-generated
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||||
- NEVER edit klausurfolien.md files directly
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||||
- To update klausurfolien: edit source slides with `<!-- _class: klausur -->` markers
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||||
- Run `make klausur` to regenerate
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## Development Patterns
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### Adding New Slides
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1. Create new file following `NN-topic.md` pattern
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||||
2. Copy frontmatter from existing slides in the same course
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||||
3. Update Makefile `_KAPITEL` variable if needed
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||||
4. Test with `make dev`
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### Modifying Existing Slides
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||||
1. Edit the appropriate markdown file in `slides/<course>/`
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||||
2. Maintain consistent styling with course theme
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||||
3. Preserve image paths as `./assets/...`
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||||
4. Test changes with dev server
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||||
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||||
### Working with Assets
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||||
1. Place images in `slides/<course>/assets/`
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||||
2. Use descriptive names: `diagram-network.jpg`, `example-code.png`
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||||
3. Optimize with `make optimize-images COURSE=223015b`
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||||
4. Reference as `./assets/filename.ext`
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||||
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||||
### Course-Specific Configuration
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||||
Each course has specific settings in Makefile:
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- Course name and title
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||||
- Kapitel list (slide files)
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- Deploy path
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||||
- Theme colors (in generate-index.sh)
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## Common Tasks
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### Debugging Build Issues
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||||
1. Check Makefile syntax: `make -n build`
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||||
2. Verify Marp CLI installation: `npx @marp-team/marp-cli --version`
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||||
3. Check file permissions: `ls -la slides/`
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||||
4. Validate markdown syntax with dev server
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||||
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||||
### Updating Course Structure
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||||
1. Update `_KAPITEL` variables in Makefile
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||||
2. Ensure slide files follow naming convention
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||||
3. Update course-specific themes if needed
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||||
4. Test both dev and build processes
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||||
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### Working with Themes
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||||
- Custom theme in `themes/custom-theme.css`
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||||
- Course themes defined in individual slide frontmatter
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||||
- Use consistent color schemes per course
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||||
- Test theme changes across all slides
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## Deployment Process
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||||
Deployment to production server requires explicit permission:
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||||
1. Build process: `make build` (HTML + PDF)
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||||
2. Index generation: automatically handled
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||||
3. Deploy to remote server via SCP
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||||
4. Root index deployment
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||||
**IMPORTANT**: Never run deployment commands without explicit user permission.
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## Tools and Dependencies
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### Core Dependencies
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- Marp CLI for slide rendering
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||||
- Bash scripts for automation
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||||
- Make for build orchestration
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||||
- Git for version control
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||||
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||||
### Optional Tools
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||||
- qrencode for QR generation (via nix)
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||||
- ImageMagick for image optimization
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||||
- Python 3 for simple HTTP server (legacy)
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||||
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||||
## Testing Strategy
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Since there's no formal test suite:
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1. Manual testing with dev server
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||||
2. Build process validation
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||||
3. Slide rendering checks
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||||
4. Asset path verification
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||||
5. Cross-browser compatibility checks (important)
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||||
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||||
## Troubleshooting
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||||
### Common Issues
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||||
- **Port conflicts**: Use `make dev-kill` to clean up processes
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||||
- **Build failures**: Check file permissions and Marp CLI installation
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||||
- **Asset loading**: Verify relative paths and file existence
|
||||
- **Deploy issues**: Check SSH keys and remote permissions
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||||
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||||
### Getting Help
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||||
1. Check this AGENTS.md file first
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||||
2. Review Makefile targets and scripts
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||||
3. Test changes incrementally
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||||
4. Maintain backup of working configurations
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||||
@@ -12,6 +12,7 @@ This project builds presentation decks for Marp, supporting multiple courses.
|
||||
- Agent NEVER runs commands outside this folder
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||||
- Agent NEVER runs build/deploy commands without explicit user request
|
||||
- Agent NEVER runs deploy commands (make deploy, scp, etc.) without explicit user permission
|
||||
- Agent NEVER runs `git checkout --` or `git restore` on files with uncommitted work. To undo specific changes, use targeted Edit operations instead.
|
||||
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||||
## Critical File Protection
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||||
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||||
@@ -34,8 +35,9 @@ build/ # Generated output (gitignored)
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||||
## Build Commands
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||||
```bash
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||||
make dev-b # Dev server 223015b (port 1311)
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||||
make dev-c # Dev server 223015c (port 1312)
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||||
make dev # Marp live server all courses (port 1312, HMR)
|
||||
make dev-b # Marp live server 223015b (port 1313, HMR)
|
||||
make dev-c # Marp live server 223015c (port 1314, HMR)
|
||||
make build # Build all courses
|
||||
make build-b # Build 223015b only
|
||||
make build-c # Build 223015c only
|
||||
@@ -48,10 +50,7 @@ make deploy # Deploy all (ASK FIRST!)
|
||||
## Nix Flake Commands
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||||
|
||||
```bash
|
||||
nix develop # Dev shell with all tools
|
||||
nix run .#qr -- "https://example.com" # Generate QR code
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||||
nix run .#qr-slides -- 223015b # QR for course
|
||||
nix run .#optimize-img -- <path> # Optimize images
|
||||
nix develop # Dev shell with all tools (node 22, npm, make)
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Code Style Guidelines
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||||
|
||||
@@ -7,19 +7,13 @@
|
||||
COURSES = 223015b 223015c
|
||||
SLIDES_DIR = slides
|
||||
|
||||
# Port configuration (index starts at BASE_PORT, courses increment from there)
|
||||
BASE_PORT = 1310
|
||||
INDEX_PORT = $(BASE_PORT)
|
||||
|
||||
# Course-specific settings
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||||
223015b_NAME = Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien
|
||||
223015b_PORT = 1311
|
||||
223015b_KAPITEL = 00-intro 01-grundlagen-text-audio 02-bild-audio-video 03-speichermedien-schnittstellen 04-distribution-apis-zukunft 05-vertiefung-offene-fragen klausur
|
||||
223015b_KAPITEL = 00-intro 01-grundlagen-text-audio 02-bild-audio-video 03-speichermedien-schnittstellen 04-distribution-apis-zukunft 05-vertiefung-offene-fragen klausurfolien klausurfragen
|
||||
223015b_DEPLOY_PATH = /home/tengo/html/hdm/223015b
|
||||
|
||||
223015c_NAME = Internettechnologien
|
||||
223015c_PORT = 1312
|
||||
223015c_KAPITEL = 01-geschichte-grundlagen-html 02-netzwerke-protokolle-css 03-interaktivitaet-javascript klausur
|
||||
223015c_KAPITEL = 01-geschichte-grundlagen-html 02-netzwerke-protokolle-css 03-interaktivitaet-javascript klausurfolien klausurfragen
|
||||
223015c_DEPLOY_PATH = /home/tengo/html/hdm/223015c
|
||||
|
||||
DEPLOY_HOST = tengo@tuttle.uberspace.de
|
||||
@@ -33,9 +27,9 @@ help:
|
||||
@echo " 223015c - Internettechnologien"
|
||||
@echo ""
|
||||
@echo "Development:"
|
||||
@echo " make dev - Both servers + index (ports 1311, 1312, 1313)"
|
||||
@echo " make dev-b - Dev server for 223015b (port 1312)"
|
||||
@echo " make dev-c - Dev server for 223015c (port 1313)"
|
||||
@echo " make dev - Marp live server all courses (port 1312, HMR)"
|
||||
@echo " make dev-b - Marp live server 223015b (port 1313, HMR)"
|
||||
@echo " make dev-c - Marp live server 223015c (port 1314, HMR)"
|
||||
@echo ""
|
||||
@echo "Build:"
|
||||
@echo " make build - Build all courses"
|
||||
@@ -43,7 +37,7 @@ help:
|
||||
@echo " make build-c - Build 223015c only"
|
||||
@echo " make pdf - Export all to PDF"
|
||||
@echo " make html - Export all to HTML"
|
||||
@echo " make klausur - Extract klausur slides"
|
||||
@echo " make klausur - Extract klausurfolien slides"
|
||||
@echo ""
|
||||
@echo "Tools:"
|
||||
@echo " make qr URL=... - Generate QR code for URL"
|
||||
@@ -63,24 +57,20 @@ build/.exists:
|
||||
@mkdir -p build/223015b build/223015c
|
||||
@touch $@
|
||||
|
||||
# Development servers
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||||
# Development server (Marp live server with HMR)
|
||||
dev:
|
||||
@./scripts/dev-server.sh
|
||||
|
||||
dev-kill:
|
||||
@-pkill -f "python3 -m http.server" 2>/dev/null || true
|
||||
@-pkill -f "marp-cli.*--server" 2>/dev/null || true
|
||||
@sleep 0.5
|
||||
|
||||
dev-b:
|
||||
@echo "Starting 223015b dev server on port $(223015b_PORT)..."
|
||||
@echo "Open: http://localhost:$(223015b_PORT)"
|
||||
PORT=$(223015b_PORT) npx @marp-team/marp-cli --server $(SLIDES_DIR)/223015b/
|
||||
@./scripts/dev-server.sh 223015b 1313
|
||||
|
||||
dev-c:
|
||||
@echo "Starting 223015c dev server on port $(223015c_PORT)..."
|
||||
@echo "Open: http://localhost:$(223015c_PORT)"
|
||||
PORT=$(223015c_PORT) npx @marp-team/marp-cli --server $(SLIDES_DIR)/223015c/
|
||||
@./scripts/dev-server.sh 223015c 1314
|
||||
|
||||
dev-kill:
|
||||
@-fuser -k 1312/tcp 2>/dev/null || true
|
||||
@-fuser -k 1313/tcp 2>/dev/null || true
|
||||
@-fuser -k 1314/tcp 2>/dev/null || true
|
||||
|
||||
# Build functions
|
||||
define build_course
|
||||
@@ -158,7 +148,7 @@ klausur-c:
|
||||
@./scripts/extract-klausur.sh 223015c
|
||||
|
||||
klausur: klausur-b klausur-c
|
||||
@echo "Klausur slides extracted for all courses!"
|
||||
@echo "Klausurfolien slides extracted for all courses!"
|
||||
|
||||
# QR Code generation (uses nix-shell)
|
||||
qr:
|
||||
@@ -198,7 +188,8 @@ HDM_DEPLOY_PATH = /home/tengo/html/hdm
|
||||
|
||||
build-index: build/.exists
|
||||
@echo "Building root index..."
|
||||
@echo '<!DOCTYPE html><html lang="de"><head><meta charset="UTF-8"><meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1"><title>HdM Vorlesungen</title><style>*{box-sizing:border-box;margin:0;padding:0}body{font-family:-apple-system,BlinkMacSystemFont,"SF Pro Display","Segoe UI",Roboto,sans-serif;max-width:720px;margin:0 auto;padding:3rem 1.5rem;background:#fafafa;color:#1d1d1f;line-height:1.5}h1{font-size:2rem;font-weight:600;letter-spacing:-0.02em;margin-bottom:.5rem}.subtitle{color:#86868b;font-size:1rem}.courses{margin-top:2rem;display:flex;flex-direction:column;gap:.75rem}a.course{display:block;background:#fff;border-radius:12px;padding:1.5rem;text-decoration:none;color:inherit;box-shadow:0 1px 3px rgba(0,0,0,0.08);transition:all .2s ease;cursor:pointer}a.course:hover{transform:translateY(-2px);box-shadow:0 4px 12px rgba(0,0,0,0.12)}.course-label{font-size:.7rem;font-weight:600;text-transform:uppercase;letter-spacing:.05em}.course-b .course-label{color:#1e5f8a}.course-c .course-label{color:#d63384}.course-title{font-size:1.15rem;font-weight:500;color:#1d1d1f;margin:.25rem 0}.course-info{font-size:.85rem;color:#86868b}.section-title{font-size:1rem;font-weight:600;color:#86868b;margin-top:2.5rem;margin-bottom:.75rem}.references{display:flex;flex-direction:column;gap:.75rem}footer{margin-top:2.5rem;padding-top:1.5rem;border-top:1px solid #e5e5e7;color:#86868b;font-size:.85rem}footer a{color:#1d1d1f;text-decoration:none}footer a:hover{text-decoration:underline}.qr-section{margin-top:2.5rem;padding:1.5rem;background:#fff;border-radius:12px;box-shadow:0 1px 3px rgba(0,0,0,0.08);text-align:center}.qr-code{width:100%;height:auto}.qr-url{margin-top:.75rem;font-size:.85rem;color:#86868b}</style></head><body><h1>HdM Vorlesungen</h1><p class="subtitle">Wintersemester 2025/26 · Michael Czechowski</p><div class="courses"><a class="course course-b" href="223015b/"><span class="course-label">223015b</span><div class="course-title">Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege</div><span class="course-info">6 Kapitel · Modul "Technik 1"</span></a><a class="course course-c" href="223015c/"><span class="course-label">223015c</span><div class="course-title">Grundlagen IT- und Internettechnik</div><span class="course-info">3 Kapitel · Modul "Technik 1"</span></a></div><h2 class="section-title">Referenzen</h2><div class="references"><a class="course" href="https://codecrispi.es/"><span class="course-label">Plattform</span><div class="course-title">Code Crispies</div><span class="course-info">Selbstlernplattform</span></a></div><div class="qr-section"><img src="qr-root.svg" alt="QR Code" class="qr-code"><p class="qr-url">https://librete.ch/hdm/</p></div><footer><a href="mailto:mail@librete.ch">Kontakt</a></footer></body></html>' > build/index.html
|
||||
@mkdir -p build
|
||||
@./scripts/generate-root-index.sh
|
||||
|
||||
# Deploy
|
||||
define deploy_course
|
||||
|
||||
@@ -27,10 +27,12 @@ build/ # Generated output (gitignored)
|
||||
## Development
|
||||
|
||||
```bash
|
||||
# Start dev servers (hot reload)
|
||||
make dev # All courses + index
|
||||
make dev-b # 223015b only (port 1311)
|
||||
make dev-c # 223015c only (port 1312)
|
||||
# Start development server (hot reload)
|
||||
make dev # Single server for all courses (port 3000)
|
||||
|
||||
# Access individual courses:
|
||||
# 223015b: http://localhost:3000/223015b/
|
||||
# 223015c: http://localhost:3000/223015c/
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Build
|
||||
@@ -43,7 +45,7 @@ make html # HTML only
|
||||
make pdf # PDF only
|
||||
```
|
||||
|
||||
## Klausur Slides
|
||||
## Klausur Folien
|
||||
|
||||
Extract exam-relevant slides (marked with `<!-- _class: klausur -->`) into a single file:
|
||||
|
||||
@@ -53,7 +55,7 @@ make klausur-b # 223015b only
|
||||
make klausur-c # 223015c only
|
||||
```
|
||||
|
||||
Output: `slides/<course>/klausur.md`
|
||||
Output: `slides/<course>/klausurfolien.md`
|
||||
|
||||
The generated file includes:
|
||||
- A title slide per kapitel for orientation
|
||||
|
||||
@@ -1,5 +1,5 @@
|
||||
{
|
||||
description = "HdM Slides - Marp presentation builder with tools";
|
||||
description = "HdM Slides - Marp presentation builder";
|
||||
|
||||
inputs = {
|
||||
nixpkgs.url = "github:NixOS/nixpkgs/nixos-unstable";
|
||||
@@ -9,114 +9,19 @@
|
||||
outputs = { self, nixpkgs, flake-utils }:
|
||||
flake-utils.lib.eachDefaultSystem (system:
|
||||
let
|
||||
pkgs = nixpkgs.legacyPackages.${system};
|
||||
|
||||
# QR code generator script
|
||||
qr-gen = pkgs.writeShellScriptBin "qr" ''
|
||||
if [ -z "$1" ]; then
|
||||
echo "Usage: qr <url> [output.png]"
|
||||
echo ""
|
||||
echo "Examples:"
|
||||
echo " qr https://example.com"
|
||||
echo " qr https://example.com my-qr.png"
|
||||
echo " qr 'https://librete.ch/hdm/223015b/' slides-qr.png"
|
||||
exit 1
|
||||
fi
|
||||
|
||||
URL="$1"
|
||||
OUTPUT="''${2:-qr-code.png}"
|
||||
|
||||
${pkgs.qrencode}/bin/qrencode -o "$OUTPUT" -s 10 -m 2 "$URL"
|
||||
echo "Generated: $OUTPUT"
|
||||
'';
|
||||
|
||||
# QR code for course slides
|
||||
qr-slides = pkgs.writeShellScriptBin "qr-slides" ''
|
||||
COURSE="''${1:-223015b}"
|
||||
OUTPUT="''${2:-build/$COURSE/qr-$COURSE.png}"
|
||||
|
||||
mkdir -p "$(dirname "$OUTPUT")"
|
||||
${pkgs.qrencode}/bin/qrencode -o "$OUTPUT" -s 10 -m 2 "https://librete.ch/hdm/$COURSE/"
|
||||
echo "Generated QR for $COURSE: $OUTPUT"
|
||||
'';
|
||||
|
||||
# Image optimizer script
|
||||
optimize-img = pkgs.writeShellScriptBin "optimize-img" ''
|
||||
if [ -z "$1" ]; then
|
||||
echo "Usage: optimize-img <image-or-directory> [max-width]"
|
||||
echo ""
|
||||
echo "Resizes images to max width (default: 1920px)"
|
||||
exit 1
|
||||
fi
|
||||
|
||||
TARGET="$1"
|
||||
MAX_WIDTH="''${2:-1920}"
|
||||
|
||||
if [ -d "$TARGET" ]; then
|
||||
for img in "$TARGET"/*.{png,jpg,jpeg,webp} 2>/dev/null; do
|
||||
[ -f "$img" ] || continue
|
||||
echo "Optimizing: $(basename "$img")"
|
||||
${pkgs.imagemagick}/bin/magick "$img" -resize "''${MAX_WIDTH}x>" -quality 85 "$img"
|
||||
done
|
||||
elif [ -f "$TARGET" ]; then
|
||||
echo "Optimizing: $TARGET"
|
||||
${pkgs.imagemagick}/bin/magick "$TARGET" -resize "''${MAX_WIDTH}x>" -quality 85 "$TARGET"
|
||||
else
|
||||
echo "Error: $TARGET not found"
|
||||
exit 1
|
||||
fi
|
||||
echo "Done!"
|
||||
'';
|
||||
|
||||
pkgs = import nixpkgs { inherit system; };
|
||||
in {
|
||||
# Development shell with all tools
|
||||
devShells.default = pkgs.mkShell {
|
||||
buildInputs = with pkgs; [
|
||||
nodejs_20
|
||||
nodejs_22
|
||||
nodePackages.npm
|
||||
qrencode
|
||||
imagemagick
|
||||
gnumake
|
||||
];
|
||||
|
||||
shellHook = ''
|
||||
echo "HdM Slides Development Environment"
|
||||
echo ""
|
||||
echo "Available commands:"
|
||||
echo " make dev-b - Start 223015b dev server (port 1312)"
|
||||
echo " make dev-c - Start 223015c dev server (port 1313)"
|
||||
echo " make build - Build all courses"
|
||||
echo " qr <url> - Generate QR code"
|
||||
echo " qr-slides 223015b - Generate QR for course"
|
||||
echo " optimize-img <dir> - Optimize images"
|
||||
echo ""
|
||||
echo "HdM Slides - run 'make' for available commands"
|
||||
'';
|
||||
};
|
||||
|
||||
# Standalone apps
|
||||
packages = {
|
||||
qr = qr-gen;
|
||||
qr-slides = qr-slides;
|
||||
optimize-img = optimize-img;
|
||||
default = qr-gen;
|
||||
};
|
||||
|
||||
# Direct runnable apps
|
||||
apps = {
|
||||
qr = {
|
||||
type = "app";
|
||||
program = "${qr-gen}/bin/qr";
|
||||
};
|
||||
qr-slides = {
|
||||
type = "app";
|
||||
program = "${qr-slides}/bin/qr-slides";
|
||||
};
|
||||
optimize-img = {
|
||||
type = "app";
|
||||
program = "${optimize-img}/bin/optimize-img";
|
||||
};
|
||||
default = self.apps.${system}.qr;
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
);
|
||||
}
|
||||
@@ -3,13 +3,14 @@
|
||||
"version": "1.0.0",
|
||||
"description": "HdM Stuttgart - Lecture Slides (Marp)",
|
||||
"scripts": {
|
||||
"dev:b": "PORT=1312 marp --server --allow-local-files courses/223015b/slides/",
|
||||
"dev:c": "PORT=1313 marp --server --allow-local-files courses/223015c/slides/",
|
||||
"dev": "PORT=3000 marp --server --allow-local-files slides/",
|
||||
"build": "make build",
|
||||
"build:b": "make build-b",
|
||||
"build:c": "make build-c",
|
||||
"pdf": "make pdf",
|
||||
"html": "make html",
|
||||
"klausur": "make klausur",
|
||||
"deploy": "make deploy",
|
||||
"test": "echo \"No tests specified\" && exit 0"
|
||||
},
|
||||
"keywords": ["marp", "slides", "hdm", "lectures"],
|
||||
|
||||
@@ -1,106 +1,44 @@
|
||||
#!/usr/bin/env bash
|
||||
# Development server script for HdM slides
|
||||
# Starts index server + marp servers for each course
|
||||
# Development server for HdM slides
|
||||
# Usage:
|
||||
# ./dev-server.sh - Marp live server for all courses (port 1312)
|
||||
# ./dev-server.sh 223015b 1313 - Marp live server for single course
|
||||
# ./dev-server.sh 223015c 1314 - Marp live server for single course
|
||||
|
||||
set -e
|
||||
|
||||
# Configuration
|
||||
INDEX_PORT=1310
|
||||
COURSE_B_PORT=1311
|
||||
COURSE_C_PORT=1312
|
||||
SLIDES_DIR="slides"
|
||||
DEV_INDEX_DIR=".dev-index"
|
||||
COURSE="${1:-}"
|
||||
DEV_PORT="${2:-1312}"
|
||||
|
||||
# Colors
|
||||
RED='\033[0;31m'
|
||||
GREEN='\033[0;32m'
|
||||
BLUE='\033[0;34m'
|
||||
RED='\033[0;31m'
|
||||
NC='\033[0m' # No Color
|
||||
|
||||
# Cleanup function
|
||||
cleanup() {
|
||||
echo -e "\n${RED}Shutting down servers...${NC}"
|
||||
kill $PID_INDEX $PID_B $PID_C 2>/dev/null || true
|
||||
exit 0
|
||||
}
|
||||
|
||||
# Kill existing processes on our ports
|
||||
kill_existing() {
|
||||
echo -e "${BLUE}Cleaning up existing processes...${NC}"
|
||||
# Kill marp processes first
|
||||
pkill -9 -f "marp-cli" 2>/dev/null || true
|
||||
pkill -f "python3 -m http.server" 2>/dev/null || true
|
||||
# Kill ports including marp's WebSocket ports (37717-37720 range)
|
||||
fuser -k $INDEX_PORT/tcp $COURSE_B_PORT/tcp $COURSE_C_PORT/tcp 2>/dev/null || true
|
||||
fuser -k 37717/tcp 37718/tcp 37719/tcp 37720/tcp 2>/dev/null || true
|
||||
sleep 2
|
||||
}
|
||||
|
||||
# Generate dev index
|
||||
generate_index() {
|
||||
mkdir -p "$DEV_INDEX_DIR"
|
||||
cat > "$DEV_INDEX_DIR/index.html" << 'EOF'
|
||||
<!DOCTYPE html>
|
||||
<html lang="de">
|
||||
<head>
|
||||
<meta charset="UTF-8">
|
||||
<meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
|
||||
<title>HdM Slides - Dev</title>
|
||||
<style>
|
||||
*{box-sizing:border-box;margin:0;padding:0}
|
||||
body{font-family:-apple-system,BlinkMacSystemFont,"SF Pro Display","Segoe UI",Roboto,sans-serif;max-width:720px;margin:0 auto;padding:3rem 1.5rem;background:#fafafa;color:#1d1d1f;line-height:1.5}
|
||||
h1{font-size:2rem;font-weight:600;letter-spacing:-0.02em;margin-bottom:.5rem}
|
||||
.subtitle{color:#86868b;font-size:1rem}
|
||||
.courses{margin-top:2rem;display:flex;flex-direction:column;gap:.75rem}
|
||||
a.course{display:block;background:#fff;border-radius:12px;padding:1.5rem;text-decoration:none;color:inherit;box-shadow:0 1px 3px rgba(0,0,0,0.08);transition:all .2s ease;cursor:pointer}
|
||||
a.course:hover{transform:translateY(-2px);box-shadow:0 4px 12px rgba(0,0,0,0.12)}
|
||||
.course-label{font-size:.7rem;font-weight:600;text-transform:uppercase;letter-spacing:.05em}
|
||||
.course-b .course-label{color:#1e5f8a}
|
||||
.course-c .course-label{color:#d63384}
|
||||
.course-title{font-size:1.15rem;font-weight:500;color:#1d1d1f;margin:.25rem 0}
|
||||
.course-info{font-size:.85rem;color:#86868b}
|
||||
</style>
|
||||
</head>
|
||||
<body>
|
||||
<h1>HdM Slides</h1>
|
||||
<p class="subtitle">Development Server</p>
|
||||
<div class="courses">
|
||||
EOF
|
||||
echo " <a class=\"course course-b\" href=\"http://localhost:$COURSE_B_PORT\"><span class=\"course-label\">223015b</span><div class=\"course-title\">Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege</div><span class=\"course-info\">Port $COURSE_B_PORT</span></a>" >> "$DEV_INDEX_DIR/index.html"
|
||||
echo " <a class=\"course course-c\" href=\"http://localhost:$COURSE_C_PORT\"><span class=\"course-label\">223015c</span><div class=\"course-title\">Grundlagen IT- und Internettechnik</div><span class=\"course-info\">Port $COURSE_C_PORT</span></a>" >> "$DEV_INDEX_DIR/index.html"
|
||||
cat >> "$DEV_INDEX_DIR/index.html" << 'EOF'
|
||||
</div>
|
||||
</body>
|
||||
</html>
|
||||
EOF
|
||||
# Kill existing process on our port only
|
||||
kill_port() {
|
||||
fuser -k "$DEV_PORT/tcp" 2>/dev/null || true
|
||||
sleep 0.5
|
||||
}
|
||||
|
||||
# Main
|
||||
trap cleanup SIGINT SIGTERM
|
||||
trap 'echo -e "\n${RED}Shutting down...${NC}"; kill 0; exit 0' SIGINT SIGTERM
|
||||
|
||||
kill_existing
|
||||
generate_index
|
||||
kill_port
|
||||
|
||||
echo -e "${GREEN}Starting development servers...${NC}"
|
||||
echo ""
|
||||
echo -e " Index: ${BLUE}http://localhost:$INDEX_PORT${NC}"
|
||||
echo -e " 223015b: ${BLUE}http://localhost:$COURSE_B_PORT${NC}"
|
||||
echo -e " 223015c: ${BLUE}http://localhost:$COURSE_C_PORT${NC}"
|
||||
echo ""
|
||||
echo -e "Press ${RED}Ctrl+C${NC} to stop all servers"
|
||||
if [ -n "$COURSE" ]; then
|
||||
SERVE_DIR="$SLIDES_DIR/$COURSE"
|
||||
echo -e "${GREEN}Marp dev server${NC} · ${BLUE}$COURSE${NC}"
|
||||
else
|
||||
SERVE_DIR="$SLIDES_DIR"
|
||||
echo -e "${GREEN}Marp dev server${NC} · ${BLUE}all courses${NC}"
|
||||
fi
|
||||
|
||||
echo -e " ${BLUE}http://localhost:$DEV_PORT${NC}"
|
||||
echo -e " ${BLUE}$SERVE_DIR/${NC}"
|
||||
echo ""
|
||||
|
||||
# Start servers
|
||||
python3 -m http.server $INDEX_PORT --directory "$DEV_INDEX_DIR" &
|
||||
PID_INDEX=$!
|
||||
|
||||
PORT=$COURSE_B_PORT npx @marp-team/marp-cli --server "$SLIDES_DIR/223015b/" &
|
||||
PID_B=$!
|
||||
|
||||
sleep 3 # Stagger starts to avoid WebSocket port collision
|
||||
|
||||
PORT=$COURSE_C_PORT npx @marp-team/marp-cli --server "$SLIDES_DIR/223015c/" &
|
||||
PID_C=$!
|
||||
|
||||
# Wait for any process to exit
|
||||
wait
|
||||
PORT=$DEV_PORT exec npx @marp-team/marp-cli --server "$SERVE_DIR/"
|
||||
@@ -1,19 +1,19 @@
|
||||
#!/usr/bin/env bash
|
||||
# Extract klausur-relevant slides from all kapitel
|
||||
# Usage: ./extract-klausur.sh <course_id>
|
||||
# Output: slides/<course>/klausur.md
|
||||
# Output: slides/<course>/klausurfolien.md
|
||||
|
||||
set -e
|
||||
|
||||
COURSE="${1:-223015b}"
|
||||
SLIDES_DIR="slides/$COURSE"
|
||||
OUTPUT_FILE="$SLIDES_DIR/klausur.md"
|
||||
OUTPUT_FILE="$SLIDES_DIR/klausurfolien.md"
|
||||
|
||||
# Find the first kapitel file (01-*.md) to copy styles from
|
||||
FIRST_KAPITEL=$(ls "$SLIDES_DIR"/01-*.md 2>/dev/null | head -1)
|
||||
# Find the first kapitel file (00-intro.md or 01-*.md) to copy styles from
|
||||
FIRST_KAPITEL=$(ls "$SLIDES_DIR"/00-intro.md "$SLIDES_DIR"/01-*.md 2>/dev/null | head -1)
|
||||
|
||||
if [[ -z "$FIRST_KAPITEL" ]]; then
|
||||
echo "Error: No 01-*.md file found in $SLIDES_DIR"
|
||||
echo "Error: No 00-intro.md or 01-*.md file found in $SLIDES_DIR"
|
||||
exit 1
|
||||
fi
|
||||
|
||||
@@ -57,7 +57,7 @@ awk '
|
||||
' "$FIRST_KAPITEL" >> "$OUTPUT_FILE"
|
||||
|
||||
# Process each kapitel file in order - extract klausur slides only
|
||||
for md_file in $(ls "$SLIDES_DIR"/[0-9][0-9]-*.md 2>/dev/null | grep -v klausur | sort); do
|
||||
for md_file in $(ls "$SLIDES_DIR"/[0-9][0-9]-*.md 2>/dev/null | grep -v klausurfolien | sort); do
|
||||
filename=$(basename "$md_file")
|
||||
kapitel_num=$(echo "$filename" | grep -oE '^[0-9]+' | sed 's/^0*//')
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -42,6 +42,15 @@ TOPIC_MAP["geschichte-grundlagen-html"]="Geschichte, Grundlagen & HTML"
|
||||
TOPIC_MAP["netzwerke-protokolle-css"]="Netzwerke, Protokolle & CSS"
|
||||
TOPIC_MAP["interaktivitaet-javascript"]="Interaktivität & JavaScript"
|
||||
|
||||
# Configure which topics should appear disabled per course
|
||||
# Two modes: fully disabled (non-clickable card) and buttons-disabled (link remains clickable, buttons are disabled)
|
||||
declare -A DISABLED_FULL
|
||||
declare -A DISABLED_BUTTONS
|
||||
# For course B: chapters 3,4,5 should be fully disabled
|
||||
DISABLED_FULL["223015b"]="speichermedien-schnittstellen distribution-apis-zukunft vertiefung-offene-fragen"
|
||||
# For course C: chapter 3 should keep link clickable but buttons disabled
|
||||
DISABLED_BUTTONS["223015c"]="interaktivitaet-javascript"
|
||||
|
||||
cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
<!DOCTYPE html>
|
||||
<html lang="de">
|
||||
@@ -61,6 +70,15 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
line-height: 1.5;
|
||||
}
|
||||
header { margin-bottom: 2rem; }
|
||||
.breadcrumb {
|
||||
margin-bottom: 1rem;
|
||||
font-size: 0.85rem;
|
||||
}
|
||||
.breadcrumb a {
|
||||
color: #86868b;
|
||||
text-decoration: none;
|
||||
}
|
||||
.breadcrumb a:hover { text-decoration: underline; }
|
||||
h1 {
|
||||
font-size: 1.75rem;
|
||||
font-weight: 600;
|
||||
@@ -68,6 +86,12 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
margin-bottom: 0.5rem;
|
||||
color: $ACCENT_COLOR;
|
||||
}
|
||||
.course-heading {
|
||||
font-size: 1.25rem;
|
||||
font-weight: 500;
|
||||
color: #1d1d1f;
|
||||
margin-bottom: 0.25rem;
|
||||
}
|
||||
.subtitle {
|
||||
color: #86868b;
|
||||
font-size: 0.95rem;
|
||||
@@ -77,7 +101,8 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
font-size: 0.875rem;
|
||||
margin-top: 0.25rem;
|
||||
}
|
||||
.kapitel {
|
||||
/* Use the .termine wrapper and add a gap between cards */
|
||||
.termine {
|
||||
margin-top: 1.5rem;
|
||||
display: flex;
|
||||
flex-direction: column;
|
||||
@@ -93,6 +118,7 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
grid-template-columns: 1fr auto auto;
|
||||
align-items: center;
|
||||
gap: 1rem;
|
||||
padding: 0; /* inner padding handled by kapitel-link */
|
||||
}
|
||||
.kapitel-card:hover {
|
||||
transform: translateY(-2px);
|
||||
@@ -105,6 +131,8 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
color: inherit;
|
||||
grid-column: 1;
|
||||
}
|
||||
/* Disabled look: dim the entire card and prevent pointer events */
|
||||
.kapitel-card.disabled { opacity: 0.6; pointer-events: none; }
|
||||
.kapitel-label {
|
||||
font-size: 0.7rem;
|
||||
font-weight: 600;
|
||||
@@ -135,11 +163,11 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
white-space: nowrap;
|
||||
position: relative;
|
||||
z-index: 1;
|
||||
margin-right: 0.5rem;
|
||||
}
|
||||
.btn-slides {
|
||||
background: $ACCENT_COLOR;
|
||||
color: #fff;
|
||||
margin-right: 0.5rem;
|
||||
}
|
||||
.btn-slides:hover {
|
||||
filter: brightness(1.1);
|
||||
@@ -147,9 +175,9 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
.btn-pdf {
|
||||
background: #f5f5f7;
|
||||
color: #1d1d1f;
|
||||
margin-right: 1rem;
|
||||
}
|
||||
.btn-pdf:hover { background: #e8e8ed; }
|
||||
.btn-disabled { opacity: 0.6; pointer-events: none; }
|
||||
/* Make entire card clickable via overlay */
|
||||
.kapitel-link::after {
|
||||
content: '';
|
||||
@@ -198,9 +226,11 @@ cat > "$BUILD_DIR/index.html" << HEADER
|
||||
</head>
|
||||
<body>
|
||||
<header>
|
||||
<h1>$TITLE</h1>
|
||||
<p class="breadcrumb"><a href="../">← Kursübersicht</a></p>
|
||||
<h1>HdM Vorlesungen</h1>
|
||||
<h2 class="course-heading">$TITLE</h2>
|
||||
<p class="subtitle">$SUBTITLE</p>
|
||||
<p class="meta">HdM Stuttgart · Wintersemester 2025/26 · Michael Czechowski</p>
|
||||
<p class="meta">HdM Stuttgart · Sommersemester 2026 · Michael Czechowski</p>
|
||||
</header>
|
||||
<div class="termine">
|
||||
HEADER
|
||||
@@ -216,7 +246,7 @@ for html in $(ls "$BUILD_DIR"/[0-9][0-9]-*.html 2>/dev/null | sort); do
|
||||
# Look up nice topic name or fallback
|
||||
topic="${TOPIC_MAP[$topic_raw]}"
|
||||
if [[ -z "$topic" ]]; then
|
||||
topic=$(echo "$topic_raw" | sed 's/-/ /g' | sed 's/.*/\u&/')
|
||||
topic=$(echo "$topic_raw" | sed 's/-/ /g' | sed 's/.*/\\u&/')
|
||||
fi
|
||||
|
||||
# Handle kapitel number
|
||||
@@ -228,42 +258,108 @@ for html in $(ls "$BUILD_DIR"/[0-9][0-9]-*.html 2>/dev/null | sort); do
|
||||
|
||||
pdf_filename="${filename%.html}.pdf"
|
||||
|
||||
# Check if PDF exists
|
||||
pdf_link=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/$pdf_filename" ]]; then
|
||||
pdf_link="<a href=\"$pdf_filename\" class=\"btn btn-pdf\">PDF</a>"
|
||||
# Determine whether this topic is configured as disabled for this course
|
||||
disabled_full=false
|
||||
disabled_buttons=false
|
||||
for t in ${DISABLED_FULL["$COURSE"]}; do
|
||||
if [[ "$topic_raw" == "$t" ]]; then
|
||||
disabled_full=true
|
||||
break
|
||||
fi
|
||||
done
|
||||
if [[ "$disabled_full" == false ]]; then
|
||||
for t in ${DISABLED_BUTTONS["$COURSE"]}; do
|
||||
if [[ "$topic_raw" == "$t" ]]; then
|
||||
disabled_buttons=true
|
||||
break
|
||||
fi
|
||||
done
|
||||
fi
|
||||
|
||||
# Decide card class
|
||||
card_class="kapitel-card"
|
||||
if [[ "$disabled_full" == true ]] || [[ "$disabled_buttons" == true ]]; then
|
||||
card_class="$card_class disabled"
|
||||
fi
|
||||
|
||||
# Build link/button HTML depending on disabled state
|
||||
if [[ "$disabled_full" == true ]]; then
|
||||
# non-interactive card (visually dimmed and not clickable)
|
||||
link_html="<div class=\"kapitel-link\"><div class=\"kapitel-label\">$kapitel_label</div><div class=\"kapitel-title\">$topic</div></div>"
|
||||
slides_html="<span class=\"btn btn-slides btn-disabled\">Folien</span>"
|
||||
pdf_html=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/$pdf_filename" ]]; then
|
||||
pdf_html="<span class=\"btn btn-pdf btn-disabled\">PDF</span>"
|
||||
fi
|
||||
elif [[ "$disabled_buttons" == true ]]; then
|
||||
# link stays clickable, but buttons are disabled; card appears dimmed
|
||||
link_html="<a href=\"$filename\" class=\"kapitel-link\"><div class=\"kapitel-label\">$kapitel_label</div><div class=\"kapitel-title\">$topic</div></a>"
|
||||
slides_html="<span class=\"btn btn-slides btn-disabled\">Folien</span>"
|
||||
pdf_html=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/$pdf_filename" ]]; then
|
||||
pdf_html="<span class=\"btn btn-pdf btn-disabled\">PDF</span>"
|
||||
fi
|
||||
else
|
||||
# normal interactive card
|
||||
pdf_link=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/$pdf_filename" ]]; then
|
||||
pdf_link="<a href=\"$pdf_filename\" class=\"btn btn-pdf\">PDF</a>"
|
||||
fi
|
||||
link_html="<a href=\"$filename\" class=\"kapitel-link\"><div class=\"kapitel-label\">$kapitel_label</div><div class=\"kapitel-title\">$topic</div></a>"
|
||||
slides_html="<a href=\"$filename\" class=\"btn btn-slides\">Folien</a>"
|
||||
pdf_html="$pdf_link"
|
||||
fi
|
||||
|
||||
cat >> "$BUILD_DIR/index.html" << LINK
|
||||
<div class="kapitel-card">
|
||||
<a href="$filename" class="kapitel-link">
|
||||
<div class="kapitel-label">$kapitel_label</div>
|
||||
<div class="kapitel-title">$topic</div>
|
||||
</a>
|
||||
<a href="$filename" class="btn btn-slides">Folien</a>
|
||||
$pdf_link
|
||||
<div class="$card_class">
|
||||
$link_html
|
||||
$slides_html
|
||||
$pdf_html
|
||||
</div>
|
||||
LINK
|
||||
|
||||
done
|
||||
|
||||
# Add klausur entry if it exists
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausur.html" ]]; then
|
||||
# Add klausurfolien entry if it exists
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausurfolien.html" ]]; then
|
||||
pdf_link=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausur.pdf" ]]; then
|
||||
pdf_link="<a href=\"klausur.pdf\" class=\"btn btn-pdf\">PDF</a>"
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausurfolien.pdf" ]]; then
|
||||
pdf_link="<a href=\"klausurfolien.pdf\" class=\"btn btn-pdf\">PDF</a>"
|
||||
fi
|
||||
cat >> "$BUILD_DIR/index.html" << KLAUSUR
|
||||
<div class="kapitel-card" style="border-left: 3px solid $ACCENT_COLOR;">
|
||||
<a href="klausur.html" class="kapitel-link">
|
||||
<a href="klausurfolien.html" class="kapitel-link">
|
||||
<div class="kapitel-label">Prüfung</div>
|
||||
<div class="kapitel-title">Klausurrelevante Folien</div>
|
||||
</a>
|
||||
<a href="klausur.html" class="btn btn-slides">Folien</a>
|
||||
<a href="klausurfolien.html" class="btn btn-slides">Folien</a>
|
||||
$pdf_link
|
||||
</div>
|
||||
KLAUSUR
|
||||
fi
|
||||
|
||||
# Add klausurfragen entry if it exists (HTML and/or PDF)
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausurfragen.html" ]] || [[ -f "$BUILD_DIR/klausurfragen.pdf" ]]; then
|
||||
pdf_link=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausurfragen.pdf" ]]; then
|
||||
pdf_link="<a href=\"klausurfragen.pdf\" class=\"btn btn-pdf\">PDF</a>"
|
||||
fi
|
||||
slides_link=""
|
||||
if [[ -f "$BUILD_DIR/klausurfragen.html" ]]; then
|
||||
slides_link="<a href=\"klausurfragen.html\" class=\"btn btn-slides\">Folien</a>"
|
||||
fi
|
||||
cat >> "$BUILD_DIR/index.html" << KLAUSURFRAGEN
|
||||
<div class="kapitel-card" style="border-left: 3px solid $ACCENT_COLOR;">
|
||||
<a href="klausurfragen.html" class="kapitel-link">
|
||||
<div class="kapitel-label">Prüfung</div>
|
||||
<div class="kapitel-title">Klausurfragen</div>
|
||||
</a>
|
||||
$slides_link
|
||||
$pdf_link
|
||||
</div>
|
||||
KLAUSURFRAGEN
|
||||
fi
|
||||
|
||||
cat >> "$BUILD_DIR/index.html" << FOOTER
|
||||
</div>
|
||||
<div class="qr-section">
|
||||
@@ -272,7 +368,7 @@ cat >> "$BUILD_DIR/index.html" << FOOTER
|
||||
</div>
|
||||
<footer>
|
||||
<a href="mailto:mail@librete.ch">Kontakt</a> ·
|
||||
<a href="../">Alle Kurse</a>
|
||||
<a href="../">Kursübersicht</a>
|
||||
</footer>
|
||||
</body>
|
||||
</html>
|
||||
|
||||
@@ -0,0 +1,158 @@
|
||||
#!/usr/bin/env bash
|
||||
# Generate root index.html for HdM slides overview
|
||||
# Usage: ./generate-root-index.sh
|
||||
|
||||
BUILD_DIR="${1:-build}"
|
||||
|
||||
cat > "$BUILD_DIR/index.html" << 'HEADER'
|
||||
<!DOCTYPE html>
|
||||
<html lang="de">
|
||||
<head>
|
||||
<meta charset="UTF-8">
|
||||
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
|
||||
<title>HdM Vorlesungen</title>
|
||||
<style>
|
||||
* { box-sizing: border-box; margin: 0; padding: 0; }
|
||||
body {
|
||||
font-family: -apple-system, BlinkMacSystemFont, "SF Pro Display", "Segoe UI", Roboto, sans-serif;
|
||||
max-width: 720px;
|
||||
margin: 0 auto;
|
||||
padding: 3rem 1.5rem;
|
||||
background: #fafafa;
|
||||
color: #1d1d1f;
|
||||
line-height: 1.5;
|
||||
}
|
||||
h1 {
|
||||
font-size: 2rem;
|
||||
font-weight: 600;
|
||||
letter-spacing: -0.02em;
|
||||
margin-bottom: 0.5rem;
|
||||
}
|
||||
.subtitle { color: #86868b; font-size: 1rem; }
|
||||
.courses {
|
||||
margin-top: 2rem;
|
||||
display: flex;
|
||||
flex-direction: column;
|
||||
gap: 0.75rem;
|
||||
}
|
||||
.course-card {
|
||||
position: relative;
|
||||
background: #fff;
|
||||
border-radius: 12px;
|
||||
box-shadow: 0 1px 3px rgba(0,0,0,0.08);
|
||||
transition: all 0.2s ease;
|
||||
display: grid;
|
||||
grid-template-columns: 1fr auto auto;
|
||||
align-items: center;
|
||||
gap: 1rem;
|
||||
}
|
||||
.course-card:hover {
|
||||
transform: translateY(-2px);
|
||||
box-shadow: 0 4px 12px rgba(0,0,0,0.12);
|
||||
}
|
||||
.course-link {
|
||||
display: block;
|
||||
padding: 1.25rem 1.5rem;
|
||||
text-decoration: none;
|
||||
color: inherit;
|
||||
grid-column: 1;
|
||||
}
|
||||
.course-link::after {
|
||||
content: '';
|
||||
position: absolute;
|
||||
inset: 0;
|
||||
border-radius: 12px;
|
||||
}
|
||||
.course-label {
|
||||
font-size: 0.7rem;
|
||||
font-weight: 600;
|
||||
text-transform: uppercase;
|
||||
letter-spacing: 0.05em;
|
||||
}
|
||||
.course-b .course-label { color: #1e5f8a; }
|
||||
.course-c .course-label { color: #d63384; }
|
||||
.course-title {
|
||||
font-size: 1.15rem;
|
||||
font-weight: 500;
|
||||
color: #1d1d1f;
|
||||
margin: 0.25rem 0;
|
||||
}
|
||||
.course-info { font-size: 0.85rem; color: #86868b; }
|
||||
.section-title {
|
||||
font-size: 1rem;
|
||||
font-weight: 600;
|
||||
color: #86868b;
|
||||
margin-top: 2.5rem;
|
||||
margin-bottom: 0.75rem;
|
||||
}
|
||||
.references {
|
||||
display: flex;
|
||||
flex-direction: column;
|
||||
gap: 0.75rem;
|
||||
}
|
||||
footer {
|
||||
margin-top: 2.5rem;
|
||||
padding-top: 1.5rem;
|
||||
border-top: 1px solid #e5e5e7;
|
||||
color: #86868b;
|
||||
font-size: 0.85rem;
|
||||
}
|
||||
footer a { color: #1d1d1f; text-decoration: none; }
|
||||
footer a:hover { text-decoration: underline; }
|
||||
.qr-section {
|
||||
margin-top: 2.5rem;
|
||||
padding: 1.5rem;
|
||||
background: #fff;
|
||||
border-radius: 12px;
|
||||
box-shadow: 0 1px 3px rgba(0,0,0,0.08);
|
||||
text-align: center;
|
||||
}
|
||||
.qr-code { width: 100%; height: auto; }
|
||||
.qr-url { margin-top: 0.75rem; font-size: 0.85rem; color: #86868b; }
|
||||
@media (max-width: 600px) {
|
||||
.course-card { grid-template-columns: 1fr; }
|
||||
.course-link { padding-bottom: 0.75rem; }
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
</head>
|
||||
<body>
|
||||
<h1>HdM Vorlesungen</h1>
|
||||
<p class="subtitle">Sommersemester 2026 · Michael Czechowski</p>
|
||||
<div class="courses">
|
||||
<div class="course-card course-b">
|
||||
<a href="223015b/" class="course-link">
|
||||
<span class="course-label">223015b</span>
|
||||
<div class="course-title">Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege</div>
|
||||
<span class="course-info">6 Kapitel · Modul "Technik 1"</span>
|
||||
</a>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="course-card course-c">
|
||||
<a href="223015c/" class="course-link">
|
||||
<span class="course-label">223015c</span>
|
||||
<div class="course-title">Grundlagen IT- und Internettechnik</div>
|
||||
<span class="course-info">3 Kapitel · Modul "Technik 1"</span>
|
||||
</a>
|
||||
</div>
|
||||
</div>
|
||||
<h2 class="section-title">Referenzen</h2>
|
||||
<div class="references">
|
||||
<div class="course-card">
|
||||
<a href="https://codecrispi.es/" class="course-link">
|
||||
<span class="course-label">Plattform</span>
|
||||
<div class="course-title">Code Crispies</div>
|
||||
<span class="course-info">Selbstlernplattform</span>
|
||||
</a>
|
||||
</div>
|
||||
</div>
|
||||
<div class="qr-section">
|
||||
<img src="qr-root.svg" alt="QR Code" class="qr-code">
|
||||
<p class="qr-url">https://librete.ch/hdm/</p>
|
||||
</div>
|
||||
<footer>
|
||||
<a href="mailto:mail@librete.ch">Kontakt</a>
|
||||
</footer>
|
||||
</body>
|
||||
</html>
|
||||
HEADER
|
||||
|
||||
echo "Generated $BUILD_DIR/index.html"
|
||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -82,173 +82,109 @@ section.aufgabe footer {
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
|
||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
**Wintersemester 2025/26**
|
||||
**Sommersemester 2026**
|
||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: lead -->
|
||||
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||||
# Willkommen!
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||||
# Herzlich willkommen!
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||||
## Einführung
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---
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||||
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||||
# Über mich
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||||
|
||||
**Michael Czechowski**
|
||||
**Michael Werner Czechowski**
|
||||
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||||
- Irgendwas mit IT, Cloud und AI
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||||
- Systems and Platform Engineer
|
||||
- Schwerpunkte:
|
||||
- Web-Technologien, Barriere-Armut, Systemarchitektur, Open Source
|
||||
- Hintergrund:
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||||
- Philosophie (Uni Stuttgart) -> NO degree
|
||||
- Wirtschafts-Informatik (Leibniz-FH) -> B.Sc.
|
||||
- Philosophie (Uni Stuttgart)
|
||||
- Wirtschaftsinformatik (Leibniz-FH Hannover)
|
||||
- Kontakt: lb-czechowski@hdm-stuttgart.de
|
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||||
# Warum dieses Modul?
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**Digitale Medien sind überall.**
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* Warum enthalten Fotos oft Informationen über den Aufnahmeort?
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* Warum lassen sich gelöschte Dateien wiederherstellen?
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||||
* Warum benötigt eine Minute 4K-Video unkomprimiert 45 GB Speicher?
|
||||
* Warum zeigt eine "1 TB"-Festplatte nur 931 GB an?
|
||||
* Warum ist USB-C nicht gleich USB-C?
|
||||
* Ziel: **→ Mitreden können!**
|
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<!--
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Kurze Vorstellung
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Praxisbezug betonen
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Fragen jederzeit willkommen
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1. EXIF (Exchangeable Image File Format)-Metadaten speichern GPS-Koordinaten, Kameramodell und Zeitstempel automatisch. Die meisten wissen nicht, dass diese Daten beim Versenden mitgeschickt werden. → Kapitel 4: Metadaten
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||||
2. Beim Löschen wird nur der Verzeichniseintrag im Dateisystem entfernt, nicht die Daten selbst. Die Bits bleiben auf dem Datenträger, bis sie überschrieben werden. → Kapitel 3: Dateisysteme
|
||||
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||||
3. 3840 × 2160 Pixel × 3 Byte (RGB) × 30 Bilder/Sek × 60 Sek = ~45 GB. Codecs wie H.264/H.265 komprimieren um Faktor 100+. → Kapitel 1+2: Kompression
|
||||
|
||||
4. Hersteller rechnen dezimal (1 TB = 10¹² Bytes), Betriebssysteme binär (1 TiB = 2⁴⁰ Bytes). Die Differenz beträgt bei Terabyte bereits ~10%. → Kapitel 1: Dateneinheiten
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|
||||
5. USB-C ist nur die Steckerform. Dahinter können USB 2.0 (480 Mbit/s), USB 3.2 (20 Gbit/s) oder Thunderbolt 4 (40 Gbit/s) laufen — gleiches Kabel, völlig unterschiedliche Leistung. → Kapitel 3: Schnittstellen
|
||||
-->
|
||||
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---
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||||
<!-- _footer: '' -->
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# AMA (Ask my anything)
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*Nur ein Vorschlag ...*
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* Hast du alle Bände von AoT daheim?
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||||
* Hast du eine Studierenden-Kneipe mal geleitet?
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||||
* Hast du wirklich 17 Semester Philosophie ohne Abschluss studiert?
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---
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||||
# Kurze Umfrage
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||||
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||||
**Bitte Hand heben:**
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||||
1) Wer hat schon mal ein Video komprimiert/konvertiert?
|
||||
2) Wer kennte die 3-2-1 Regel?
|
||||
3) Wer weiß, was der Unterschied zwischen JPEG und PNG ist?
|
||||
4) Wer hat schon mal mit APIs gearbeitet?
|
||||
5) Wer weiß, was UTF-8 bedeutet?
|
||||
6) Wer hat schon mal mit einem CLI gearbeitet?
|
||||
6) **Wer hat schon mal etwas mit HTML oder CSS gemacht?** (Hex-Farben wie `#FF0000`?)
|
||||
1) Wer kennt den Unterschied zwischen analog und digital?
|
||||
2) Wer hat schon mal eine Datei von einem Format in ein anderes konvertiert?
|
||||
3) Wer hat schon mal Metadaten aus einem Foto entfernt?
|
||||
4) Wer kennt die 3-2-1 Backup-Regel?
|
||||
5) Wer hat schon mal eine API benutzt?
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Niveau der Gruppe einschätzen
|
||||
Keine falschen Antworten
|
||||
Zeigt, wo wir starten
|
||||
HTML/CSS-Frage: Viele kennen Hex-Codes aus Webdesign
|
||||
API = Application Programming Interface
|
||||
-->
|
||||
|
||||
---
|
||||
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||||
# Warum dieses Modul?
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||||
**Digitale Medien sind überall** – aber was steckt dahinter?
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||||
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||||
* Warum ist ein JPEG kleiner als ein PNG?
|
||||
* Warum klingt MP3 anders als FLAC?
|
||||
* Warum zeigt meine 1 TB Festplatte nur 931 GB?
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* Warum ist USB-C so verwirrend?
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* Wie funktioniert eigentlich Streaming?
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* **→ Die Technik dahinter verstehen!**
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<!--
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Praxisnahe Fragen aus dem Alltag
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Nicht nur "was", sondern "warum"
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Verständnis für technische Entscheidungen
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-->
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# Das Ziel
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**Technische Grundlagen verstehen**, um fundierte Entscheidungen treffen zu können.
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Als Digital- und Medienwirtschaftler:innen werdet ihr täglich mit technischen Fragen konfrontiert:
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* Welches Format für welchen Zweck?
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* Welche Schnittstelle für welches Gerät?
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* Wie funktioniert die Distribution digitaler Inhalte?
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* **→ Mitreden können – nicht (zwingend) programmieren!**
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<!--
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Nicht: Ihr sollt Programmierer werden
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Sondern: Ihr sollt technische Entscheidungen verstehen
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Praxisbezug: Medienproduktion, Marketing, Projektmanagement
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-->
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# Was ihr lernt
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**In dieser Veranstaltung erwerbt ihr folgende Kompetenzen:**
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* Fundiertes Grundwissen über Daten und Informationen
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* Dateiformate analysieren und verstehen
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* Grundlagen von Kompression (Audio, Bild, Video)
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* Speichermedien unterscheiden
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* Programmier-Schnittstellen kennenlernen
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* APIs und Distributionswege verstehen
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<!--
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Fokus auf Verständnis, nicht auf Programmierung
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Hands-On jede Woche: Selbst ausprobieren
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Ziel: Einblick in die Denkweise von Software-Entwicklern
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-->
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# Kursübersicht
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**5 Termine:**
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**Kapitel:**
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| # | Datum | Thema |
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|---|-------|-------|
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| 1 | 19.12.2025 | Bits, Bytes, Zeichenkodierung & Audio |
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| 2 | 09.01.2026 | Bild- & Video-Kompression |
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||||
| 3 | 23.01.2026 | Speichermedien & Schnittstellen |
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||||
| 4 | 30.01.2026 | Distribution, APIs & Zukunft |
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||||
| 5 | TBA | Vertiefung & offene Fragen |
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||||
1. Grundlagen, Text & **Audio** (Bits, Bytes, Zeichenkodierung, MP3)
|
||||
2. **Bild** & **Video**-Kompression (JPEG, PNG, H.264/H.265)
|
||||
3. **Speichermedien** & **Schnittstellen** (HDD, SSD, USB, Thunderbolt)
|
||||
4. **Distribution**, **APIs** & Zukunft (Streaming, REST, Cloud)
|
||||
5. Vertiefung & offene Fragen
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||||
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||||
**Format:** Theorie + Hands-On (30-40 Min pro Termin)
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<!--
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Nicht nur theoretische Inhalte
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Praktische Übungen jede Woche
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||||
Medienwissenschaftler:innen, nicht Informatiker:innen
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||||
-->
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---
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||||
# Prüfungsleistung 18.02.
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||||
<!-- _class: klausur -->
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||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
<!-- _backgroundColor: #e3f2fd -->
|
||||
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||||
# Prüfungsleistung
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||||
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||||
**Nach aktuellem Kenntnisstand:**
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||||
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||||
* 90 min (40% Grundlagen, 40% Dateiformate, 20% AV)
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||||
* Schriftliche Klausur
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||||
* 90 min insg. (Technik 1)
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||||
* Schriftliche Klausur (digital)
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||||
* Teils offene Fragen
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||||
* Vermutlich digital
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||||
* Kein Coding!
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||||
* **Prüfungsrelevant:** Alles in den Folien/im Skript
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<!--
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||||
Details können sich noch ändern
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Keine Programmieraufgaben
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||||
Verständnisfragen, keine Auswendiglernerei
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||||
-->
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||||
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||||
* Kein Coding/Programmieren
|
||||
* **Prüfungsrelevante Folien:**
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||||
- Gestreift oder Vollton (PDF) markiert
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||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -68,6 +68,38 @@ section.aufgabe {
|
||||
section.aufgabe footer {
|
||||
display: none;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
font-size: 1.1rem;
|
||||
background: repeating-linear-gradient(
|
||||
135deg,
|
||||
#e3f2fd,
|
||||
#e3f2fd 40px,
|
||||
#fff 40px,
|
||||
#fff 80px
|
||||
) !important;
|
||||
}
|
||||
@media print {
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
background: #e3f2fd !important;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung h1 {
|
||||
font-size: 1.5rem;
|
||||
color: #1e5f8a;
|
||||
margin-bottom: 0.3rem;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung ul,
|
||||
section.erklaerung ol {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung p {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung table {
|
||||
font-size: 0.9rem;
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
|
||||
<!-- _class: invert -->
|
||||
@@ -103,6 +135,15 @@ Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||

|
||||
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||||
---
|
||||
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||||

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||||
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||||
# Ein konkretes Beispiel
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**Eine Minute Musik in CD-Qualität:**
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||||
@@ -122,6 +163,8 @@ Aber es skaliert schnell.
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||||
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||||
---
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||||

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||||
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||||
# Das Problem skaliert
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||||
| Inhalt | Unkomprimiert |
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@@ -142,6 +185,8 @@ Das Problem musste gelöst werden.
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||||
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---
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||||
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||||

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||||
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||||
# Video eskaliert
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||||
|
||||
**Eine Minute 4K-Video (unkomprimiert):**
|
||||
@@ -163,11 +208,33 @@ Die physikalische Realität erzwingt Kompression.
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||||
|
||||
---
|
||||
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||||

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||||
|
||||
# Artemis II orbitiert
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||||
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||||
| | Apollo (1969) | Artemis II (2026) |
|
||||
|---|---|---|
|
||||
| Bandbreite | ~50 kbit/s | 260 Mbit/s |
|
||||
| Video | SW, ~320 Zeilen | HD live, 4K gespeichert |
|
||||
| Codec | analog | H.265 (HEVC) |
|
||||
|
||||
260.000.000 Bit/s
|
||||
÷ 8 (Bit pro Byte) = 32,5 MB/s
|
||||
× 60 Sekunden = **1,95 GB pro Minute**
|
||||
|
||||
*Apollo: 50 kbit/s = 0,375 MB/min*
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Übertragung per Infrarot-Laser (O2O = Orion Artemis II Optical Communications). MAScOT-Terminal entwickelt von MIT Lincoln Lab. 32 Kameras an Bord (Nikon D5/Z9, GoPros, Redwire 4K-Festkameras). ZCube-Encoder kodiert H.265 an Bord. Bandbreite geteilt mit Telemetrie und Voice — daher live "nur" HD, echtes 4K kommt auf CompactFlash-Karten nach Splashdown. Latenz Mond ↔ Erde: ~1,3 Sekunden (384.400 km). Apollo nutzte S-Band Radio, Artemis II Infrarot-Laser.
|
||||
-->
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
# Kompressionsraten in der Praxis
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||||
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||||
| Medium | Unkomprimiert | Komprimiert | Faktor |
|
||||
|--------|-------------:|------------:|-------:|
|
||||
| 1 Song (4 Min) | ~42 MB | ~4 MB (MP3 320) | ~10× |
|
||||
| 1 Song (4 Min) | ~42 MB | ~4 MB (MP3 128) | ~10× |
|
||||
| 1 Foto (12 MP) | ~36 MB | ~3 MB (JPEG) | ~12× |
|
||||
| 1 Min 4K-Video | ~45 GB | ~375 MB (H.264) | ~120× |
|
||||
|
||||
@@ -250,12 +317,12 @@ Sondern gezielt das entfernen, was Menschen nicht wahrnehmen.
|
||||
| | Verlustfrei (Lossless) | Verlustbehaftet (Lossy) |
|
||||
|---|---|---|
|
||||
| **Prinzip** | **Redundanz** entfernen | **Irrelevanz** entfernen |
|
||||
| **Reversibel** | Ja (Original wiederherstellbar) | Nein (Information unwiederbringlich weg) |
|
||||
| **Reversibel** | Ja (Original wiederherstellbar) | Nein (Information unwiederbringlich verloren) |
|
||||
| **Reduktion** | 30-50% | 80-99% |
|
||||
| **Formate** | ZIP, PNG, FLAC, GIF | JPEG, MP3, H.264/H.265 |
|
||||
|
||||
**Faustregel:**
|
||||
- Medien für Endnutzer → Lossy oft akzeptabel
|
||||
- Medien für EndnutzerInnen → Lossy oft akzeptabel
|
||||
- Quellmaterial, Code, Archive → Lossless nötig
|
||||
|
||||
<!--
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||||
@@ -270,6 +337,55 @@ KLAUSURRELEVANT:
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# Kompression – Vertiefung
|
||||
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||||
Claude Shannon definierte 1948 die **Entropie** als theoretische Untergrenze der Kompression. Ein Text mit gleichmäßiger Zeichenverteilung hat hohe Entropie (schwer komprimierbar); repetitive Texte haben niedrige Entropie.
|
||||
|
||||
**Verlustfreie Kompression** erreicht diese Grenze durch:
|
||||
- **Statistische Kodierung:** Huffman, Arithmetic Coding
|
||||
- **Wörterbuch-Methoden:** LZ77, LZ78, DEFLATE (ZIP, PNG, TAR)
|
||||
- Originalzustand ist exakt rekonstruierbar
|
||||
|
||||
**Verlustbehaftete Kompression** unterschreitet die Grenze, indem sie menschliche Wahrnehmungsgrenzen ausnutzt:
|
||||
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||||
| Sinneskanal | Psychophysisches Modell | Ausnutzung |
|
||||
|-------------|------------------------|------------|
|
||||
| Gehör | Maskierungseffekte, Hörschwelle | MP3: Töne unter Maskierungsschwelle weglassen |
|
||||
| Sehen | Farbauflösung, Kontrastempfindlichkeit | JPEG: Chroma-Subsampling, hohe Frequenzen verwerfen |
|
||||
|
||||
**Shannon-Limit:** Verlustfreie Kompression ist durch Entropie begrenzt; Verlustbehaftete Kompression kann beliebig weit gehen – auf Kosten der Qualität.
|
||||
|
||||
<!--
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||||
ABKÜRZUNGEN:
|
||||
- LZ = Lempel-Ziv (nach Abraham Lempel und Jacob Ziv)
|
||||
- LZ77 = Lempel-Ziv 1977 – Sliding-Window-Verfahren: sucht Wiederholungen in einem Fenster der letzten Bytes und ersetzt sie durch Rückverweise (Offset + Länge)
|
||||
- LZ78 = Lempel-Ziv 1978 – baut ein explizites Wörterbuch auf: neue Muster bekommen einen Index, Wiederholungen werden durch den Index ersetzt
|
||||
- DEFLATE = Kombination aus LZ77 + Huffman-Coding; verwendet in ZIP, PNG und gzip
|
||||
- TAR = Tape ARchive – kein Kompressionsformat, sondern ein Archivformat (bündelt Dateien zu einer). Kompression erst durch Kombination: .tar.gz (gzip = DEFLATE), .tar.bz2 (bzip2), .tar.xz (LZMA)
|
||||
- ZIP = Archivformat mit eingebauter DEFLATE-Kompression (Phil Katz, 1989)
|
||||
- PNG = Portable Network Graphics – nutzt DEFLATE für verlustfreie Bildkompression
|
||||
|
||||
STATISTISCHE KODIERUNG:
|
||||
- Huffman-Coding: Häufige Zeichen bekommen kurze Bitfolgen, seltene Zeichen lange. Beispiel: 'e' (häufig) → 2 Bit, 'q' (selten) → 8 Bit
|
||||
- Arithmetic Coding: Kodiert die gesamte Nachricht als einzelne Zahl zwischen 0 und 1. Etwas effizienter als Huffman, aber rechenintensiver
|
||||
|
||||
ENTROPIE (Shannon):
|
||||
- Maß für den Informationsgehalt: Wie "überraschend" ist jedes Zeichen?
|
||||
- Hohe Entropie = schwer komprimierbar (z.B. verschlüsselte Daten, Rauschen)
|
||||
- Niedrige Entropie = gut komprimierbar (z.B. "AAAAAAA" oder natürliche Sprache)
|
||||
- Theoretisches Minimum: kein Algorithmus kann unter die Entropie-Grenze kommen
|
||||
|
||||
PRAXISBEISPIEL:
|
||||
- ZIP einer .txt-Datei: ~60-70% kleiner (Text hat niedrige Entropie)
|
||||
- ZIP einer .jpg-Datei: kaum kleiner (JPEG hat Entropie schon ausgereizt)
|
||||
-->
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
@@ -344,11 +460,15 @@ BYTE = Wortspiel aus "Bit" + "Bite" (Bissen) – ein "Bissen" Information
|
||||
**1 Byte = 8 Bits**
|
||||
|
||||
```
|
||||
0 1 0 0 1 1 0 1
|
||||
0 0 1 0 1 0 1 0
|
||||
```
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
|
||||
|
||||
binary 00101010
|
||||
= decimal 42
|
||||
|
||||
Rätsel: "Wenn sich das Wachstum einer Seerose auf einem Teich jeden Tag verdoppelt · und nach *zehn Tagen* der ganze Teich bedeckt ist, wann ist er zur Hälfte zugewachsen?"
|
||||
|
||||
Frage: "Weiß jemand wieviele Zustände wir mit 8 Bit beschreiben können?"
|
||||
@@ -362,7 +482,7 @@ Frage: "Weiß jemand wieviele Zustände wir mit 8 Bit beschreiben können?"
|
||||
**1 Byte = 8 Bits**
|
||||
|
||||
```
|
||||
0 1 0 0 1 1 0 1
|
||||
0 0 1 0 1 0 1 0
|
||||
```
|
||||
|
||||
2⁸ = **256 Möglichkeiten** (0-255)
|
||||
@@ -444,8 +564,8 @@ Das menschliche Auge kann etwa 10 Millionen Farben unterscheiden
|
||||
<!--
|
||||
Welche Farben für ein volles Spektrum bieten sich nach unserer gelernten Sparsamkeit hier am besten an?
|
||||
|
||||
1. CMYK bzw. in diesem Fall CMYW
|
||||
2. RGB
|
||||
1. CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Key/Black) bzw. in diesem Fall CMYW (Cyan, Magenta, Yellow, White)
|
||||
2. RGB (Red, Green, Blue)
|
||||
-->
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -483,23 +603,16 @@ Sog. RGB Tuple (geordnete endliche Liste)
|
||||
<!--
|
||||
"Weiß jemand oder möchte jemand raten, wofür das "s" bei "sRGB" steht?"
|
||||
|
||||
sRGB = Standard RGB
|
||||
CMYK = Subtraktive Farbmischung (Druck)
|
||||
sRGB = Standard RGB (Red, Green, Blue)
|
||||
CMYK = Cyan, Magenta, Yellow, Key (Black) – Subtraktive Farbmischung (Druck)
|
||||
Hex-Notation: FF = 255 in Dezimal
|
||||
CSS-Farben nutzen Hex: #FF0000 = Rot
|
||||
Wer HTML/CSS gemacht hat, kennt das schon!
|
||||
CSS (Cascading Style Sheets)-Farben nutzen Hex: #FF0000 = Rot
|
||||
Wer HTML (HyperText Markup Language)/CSS gemacht hat, kennt das schon!
|
||||
background-color: #FF0000; = Rot
|
||||
-->
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Das Problem: Sprachen
|
||||
|
||||
**Die Welt hat mehr als 256 Zeichen!**
|
||||
@@ -508,11 +621,9 @@ background-color: #FF0000; = Rot
|
||||
- + Ziffern: 10 (0-9)
|
||||
- + Sonderzeichen: ~30
|
||||
|
||||
**≈ 90 Zeichen → passt in 1 Byte**
|
||||
**≈ 90 Zeichen passen problemlos in 1 Byte**
|
||||
|
||||
**Aber:** ä, ö, ü, ß, é, à, ç, α, β, 中, 日, 😀
|
||||
|
||||
→ **1 Byte reicht nicht!**
|
||||
**Jedoch ohne** ä, ö, ü, ß, é, à, ç, α, β, 中, 日, 🌸
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Problem der Zeichenkodierung
|
||||
@@ -550,7 +661,7 @@ WICHTIG für Kontext zur ASCII-Folie:
|
||||
Byte-Längen:
|
||||
- ASCII-Zeichen (0-127): 1 Byte
|
||||
- Umlaute, diakritische Zeichen: 2 Bytes
|
||||
- Chinesisch, Japanisch, Koreanisch: 3 Bytes
|
||||
- CJK -> Chinesisch, Japanisch, Koreanisch: 3 Bytes
|
||||
- Emoji, seltene Zeichen: 4 Bytes
|
||||
-->
|
||||
|
||||
@@ -588,7 +699,7 @@ Hinweis: は wird hier "wa" ausgesprochen (Partikel), nicht "ha"
|
||||
|
||||
# Hexadezimal: Lesbarkeit
|
||||
|
||||
**Binär ist unleserlich:**
|
||||
**Für den Menschen ungeeignet:**
|
||||
`01010000 01001110 01000111`
|
||||
|
||||
**Hexadezimal (Base 16):**
|
||||
@@ -597,12 +708,17 @@ Hinweis: は wird hier "wa" ausgesprochen (Partikel), nicht "ha"
|
||||
**Jede Hex-Ziffer = 4 Bits (ein "Nibble")**
|
||||
0-9, A-F (10=A, 11=B, ..., 15=F)
|
||||
|
||||
`5 = 0101` `0 = 0000`
|
||||
`4 = 0100` `E = 1110`
|
||||
`4 = 0100` `7 = 0111`
|
||||
|
||||
**ASCII Tabelle (0-127):**
|
||||
[https://www.asciitable.com](https://www.asciitable.com)
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
|
||||
"Gerne vorab auf den Link gehen"
|
||||
Dezimalsystem passt nur umständlich 0->15 (1111) ins binäre System
|
||||
Hexadezimal (16) passt perfekt
|
||||
|
||||
WICHTIG: ASCII geht nur von 0-127!
|
||||
- Werte 128-255 sind NICHT in der ASCII-Tabelle
|
||||
@@ -628,7 +744,12 @@ Hex-Editor = Standard-Tool für Dateianalyse und Reverse Engineering
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: lead -->
|
||||
|
||||
@@ -646,12 +767,12 @@ KULTURHISTORISCHER KONTEXT:
|
||||
- "American Standard Code for Information Interchange" (1963)
|
||||
- Entwickelt für US-amerikanische Bedürfnisse
|
||||
- Keine Unterstützung für: Umlaute (ä, ö, ü), ß, diakritische Zeichen (é, ñ, ç)
|
||||
- Nicht-lateinische Schriftsysteme (Kyrillisch, Arabisch, CJK) wurden nicht berücksichtigt
|
||||
- Nicht-lateinische Schriftsysteme (Kyrillisch, Arabisch, CJK = Chinese, Japanese, Korean) wurden nicht berücksichtigt
|
||||
- Führte zu zahlreichen inkompatiblen Erweiterungen (ISO-8859-1, Windows-1252, etc.)
|
||||
|
||||
WARUM NOCH HEUTE RELEVANT?
|
||||
- Abwärtskompatibilität: UTF-8 ist vollständig ASCII-kompatibel (Zeichen 0-127 identisch)
|
||||
- Internetprotokolle basieren auf ASCII: HTTP-Header, SMTP, URLs
|
||||
- Abwärtskompatibilität: UTF-8 (Unicode Transformation Format, 8-bit) ist vollständig ASCII-kompatibel (Zeichen 0-127 identisch)
|
||||
- Internetprotokolle basieren auf ASCII: HTTP (HyperText Transfer Protocol)-Header, SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), URLs (Uniform Resource Locator)
|
||||
- Programmiersprachen: Schlüsselwörter und Syntax sind ASCII
|
||||
- Ein 60 Jahre alter Standard, der durch Kompatibilitätszwänge fortbesteht
|
||||
|
||||
@@ -714,7 +835,7 @@ US-ASCII (1967) Code Chart
|
||||
| `0100 1110` | `4E` | 78 | **N** |
|
||||
| `0100 0111` | `47` | 71 | **G** |
|
||||
|
||||
→ **PNG**-Signatur! (Das `89` markiert: "Ich bin binär, kein Text!")
|
||||
→ `89` übersteigt den ASCII-Raum und markiert eie Binärdatei
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Hex = 2 Ziffern = 1 Byte = 8 Bit
|
||||
@@ -797,7 +918,7 @@ WARUM nutzt PNG absichtlich 89 (= 137 dezimal)?
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Geschichte: "PK" bei ZIP = Phil Katz (Erfinder von PKZip, 1989)
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Fun Fact: DOCX, XLSX, PPTX, ODT = alles ZIP-Archive mit XML-Inhalt!
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Dateien OHNE Magic Number: TXT, HTML, CSS, JSON, XML
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Dateien OHNE Magic Number: TXT, HTML (HyperText Markup Language), CSS (Cascading Style Sheets), JSON (JavaScript Object Notation), XML (Extensible Markup Language)
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→ Reiner Text, kein binäres Format
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Sicherheits-Aspekt:
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@@ -826,8 +947,8 @@ Windows vertraut der Endung, aber "file" (Linux) liest Magic Number
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| **Zettabyte (ZB)** | 1 Trilliarde | 10²¹ | Internet-Traffic 2016 |
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<!--
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SI-Präfixe (Dezimal): 1 KB = 1.000 Bytes
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Binär (IEC): 1 KiB = 1.024 Bytes (Kibibyte)
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SI (Système International d'Unités)-Präfixe (Dezimal): 1 KB = 1.000 Bytes
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Binär (IEC = International Electrotechnical Commission): 1 KiB = 1.024 Bytes (Kibibyte)
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Windows zeigt oft binär, sagt aber "KB" → Verwirrung!
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1 TB Festplatte = ~931 GiB nutzbar
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@@ -837,6 +958,29 @@ Eselsbrücke: "Kilo Mega Giga Tera Peta Exa Zetta Yotta"
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Dateneinheiten – Vertiefung
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Zwei konkurrierende Standards existieren seit der IEC-Normierung 1998:
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| Präfix | SI (Dezimal) | IEC (Binär) | Differenz |
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|--------|--------------|-------------|-----------|
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| Kilo | 1.000 (10³) | 1.024 (2¹⁰) KiB | 2,4% |
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| Mega | 1.000.000 (10⁶) | 1.048.576 MiB | 4,9% |
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| Giga | 10⁹ | 2³⁰ GiB | 7,4% |
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| Tera | 10¹² | 2⁴⁰ TiB | 10% |
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**Warum der Unterschied wächst:** (2¹⁰)ⁿ ÷ (10³)ⁿ = 1,024ⁿ. Bei Terabyte sind es bereits 10% Abweichung.
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**Festplatten-Marketing:** Hersteller nutzen SI (dezimal), Betriebssysteme zeigen IEC (binär). Eine „1 TB"-Festplatte zeigt daher nur 931 GiB an – technisch korrekt, aber verwirrend.
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**Historischer Kontext:** RAM wurde immer binär gemessen (2ⁿ Adressen), Festplatten ursprünglich dezimal (physikalische Geometrie). Die IEC führte 1998 KiB/MiB/GiB ein – diese Notation setzt sich langsam durch.
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# Datenwachstum der Menschheit
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| Jahr | Datenmenge | Kontext |
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@@ -895,14 +1039,40 @@ ANALOG damals: Bücher, Zeitungen, Vinyl, VHS, Filmrollen, Fotos
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DIGITAL damals: Festplatten, CDs, DVDs, frühe Flash-Speicher
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HEUTE: LTO-9 (2021) speichert 18 TB pro Band, ~$5/TB für Cold Storage
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HEUTE: LTO-9 (LTO = Linear Tape-Open, 2021) speichert 18 TB pro Band, ~$5/TB für Cold Storage
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VERGLEICH: SSD ~$50/TB, HDD ~$15/TB, LTO ~$5/TB
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VERGLEICH: SSD (Solid State Drive) ~$50/TB, HDD (Hard Disk Drive) ~$15/TB, LTO ~$5/TB
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-->
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Digitaler Wendepunkt – Vertiefung
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Die Studie von Hilbert & López (Science, 2011) analysierte 60 Speichertechnologien von 1986–2007. Der Wendepunkt 2002 markiert den Moment, ab dem mehr Information digital als analog existierte.
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**Was 1986 „analog" bedeutete:**
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- Bücher, Zeitungen, Magazine: ~8 EB
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- Vinyl-Schallplatten, Musikkassetten: ~12 EB
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- VHS-Kassetten, Filmrollen: ~60 EB
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**Warum analog stagnierte:** Physische Medien haben Kapazitätsgrenzen. Eine VHS speichert 10 GB; eine Blu-ray (2006) bereits 50 GB auf kleinerer Fläche.
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**LTO-Magnetband überlebt** trotz „alter" Technologie:
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| Medium | Kosten/TB | Lebensdauer | Energiebedarf |
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|--------|-----------|-------------|---------------|
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| SSD | ~50 € | 5–10 Jahre | Dauerstrom |
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| HDD | ~15 € | 3–5 Jahre aktiv | Dauerstrom |
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| LTO-9 | ~5 € | 30+ Jahre | Nur beim Zugriff |
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AWS Glacier, Google Coldline und Film-Archive nutzen LTO – langsamer Zugriff, aber unschlagbar günstig und langlebig.
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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@@ -927,7 +1097,7 @@ VERGLEICH: SSD ~$50/TB, HDD ~$15/TB, LTO ~$5/TB
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<!--
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||||
Quellen: IDC Global DataSphere Forecast, Statista 2025
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||||
IoT-Geräte allein: 73 ZB in 2025
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||||
IoT (Internet of Things)-Geräte allein: 73 ZB in 2025
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||||
Cloud-Speicher: 100 ZB (50% der Weltdaten)
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||||
Prognose 2028: 394 ZB
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-->
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||||
@@ -936,10 +1106,14 @@ Prognose 2028: 394 ZB
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||||
<!-- _header: '' -->
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||||
<!-- _footer: 'Floridi, L.: The forth Revolution' -->
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||||
<!-- _footer: '' -->
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<!--
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Quelle: Floridi, L.: The Fourth Revolution
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-->
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@@ -994,13 +1168,36 @@ Visueller Kontrast: Analog vs. Digital
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### Distribution: physisch (Kauf, Verleih, Kopie)
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* **Text**
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||||
- Bücher, Zeitungen, Zeitschriften, Lochkarten
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||||
- Bücher, Zeitungen, Zeitschriften, Lochkarten
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||||
* **Bild**
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||||
- Fotografie (Negativ, Dia, Polaroid), Mikrofilm
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||||
- Fotografie (Negativ, Dia, Polaroid), Mikrofilm
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||||
* **Audio:**
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||||
- Schallplatte (Vinyl, Schellack), Tonband, Musikkassette
|
||||
- Schallplatte (Vinyl, Schellack), Tonband, Musikkassette
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||||
* **Video:**
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||||
- Film (35mm, Super 8), VHS, Betamax
|
||||
- Film (35mm, Super 8), VHS, Betamax
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||||
|
||||
---
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||||
<!-- _class: erklaerung -->
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||||
<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Analoge Medien – Vertiefung
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Analoge Speicherung codiert Information als **kontinuierliche physikalische Größe**: Rillentiefe (Vinyl), Magnetfeldstärke (Tonband), Silberkorn-Dichte (Film). Es gibt keine diskreten Stufen – theoretisch unendliche Auflösung, praktisch begrenzt durch Rauschen.
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||||
**Generationsverlust** entsteht, weil jede Kopie neues Rauschen addiert:
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||||
- Schallplatte → Kassette: Frequenzgang leidet, Rauschen steigt
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- VHS → VHS: Farbsättigung sinkt, Schärfe nimmt ab
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- 3. Generation: oft unbrauchbar
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| Medium | Typische Auflösung | Dynamik |
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|--------|-------------------|---------|
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| Vinyl (audiophil) | ~20–20.000 Hz | ~70 dB |
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| Tonband (Studio) | ~30–15.000 Hz | ~55 dB |
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| 35mm Film | ~4K-äquivalent | ~13 Blendenstufen |
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||||
**Paradox der Analogtechnik:** Das Original ist einzigartig und unersetzlich – aber genau deshalb anfällig. Jedes Abspielen einer Schallplatte trägt mikroskopisch Material ab; jeder Filmdurchlauf riskiert Kratzer.
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@@ -1017,7 +1214,7 @@ Visueller Kontrast: Analog vs. Digital
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<!--
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GENERATIONSVERLUST:
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Kassette → Kassette = jede Kopie schlechter
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VHS → VHS = Rauschen nimmt zu
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VHS (Video Home System) → VHS = Rauschen nimmt zu
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Schallplatte: Jedes Abspielen = minimaler Verschleiß
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||||
ABER: Analoges Original bleibt "das Original"
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@@ -1061,13 +1258,37 @@ Paradox: Gerade die Perfektion wurde zum "Problem"
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||||
### Distribution: Datenträger (CD, USB), Download, Streaming, P2P
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||||
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||||
* **Text**
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||||
- E-Book (PDF, EPUB), Dokumente (TXT, DOCX)
|
||||
- E-Book (PDF, EPUB), Dokumente (TXT, DOCX)
|
||||
* **Bild**
|
||||
- Digitalfoto (JPEG, PNG, RAW, WebP, GIF)
|
||||
- Digitalfoto (JPEG, PNG, RAW, WebP, GIF)
|
||||
* **Audio**
|
||||
- Audiodatei (MP3, FLAC, WAV, AAC, OGG)
|
||||
- Audiodatei (MP3, FLAC, WAV, AAC, OGG)
|
||||
* **Video**
|
||||
- Videodatei (MP4, MKV, AVI, WebM)
|
||||
- Videodatei (MP4, MKV, AVI, WebM)
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||||
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<!-- _class: erklaerung -->
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||||
<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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||||
# Digitale Medien – Vertiefung
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||||
Digitale Speicherung quantisiert kontinuierliche Signale in diskrete Werte. Der **Quantisierungsfehler** (Differenz zum Original) ist der Preis der Digitalisierung – aber einmal digitalisiert, bleibt die Information exakt.
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**Bit-identische Kopien** revolutionierten die Medienindustrie:
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||||
- Keine Qualitätskette mehr: 1000. Kopie = 1. Kopie = Original
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- Kosten pro Kopie: praktisch null (nur Speicherplatz)
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||||
- Perfekte Archivierung: Bits altern nicht (nur der Datenträger)
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| Aspekt | Analog | Digital |
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|--------|--------|---------|
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| Kopiervorgang | Physikalischer Prozess | Bit-Kopie |
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| Qualität pro Generation | Verschlechtert | Identisch |
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| Fehlerkorrektur | Unmöglich | Möglich (ECC = Error Correcting Code, RAID = Redundant Array of Independent Disks) |
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| Formatmigration | Verlust | Verlustfrei möglich |
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**Die Kehrseite:** Digitale Obsoleszenz. Ein DOCX von 2025 ist in 50 Jahren womöglich unlesbar – während ein Buch von 1525 heute noch lesbar ist. Offene Formate (PDF/A, FLAC, PNG) mildern dieses Risiko.
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@@ -1079,13 +1300,38 @@ Paradox: Gerade die Perfektion wurde zum "Problem"
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# Digitale Speichermedien
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* **Optische Speicher**
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- CD, DVD, Blu-ray
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||||
- CD, DVD, Blu-ray
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* **Magnetische Speicher**
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- Festplatte (HDD), Magnetband (LTO)
|
||||
- Festplatte (HDD), Magnetband (LTO)
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* **Flash-Speicher**
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||||
- SSD, USB-Stick, SD-Karte
|
||||
- SSD, USB-Stick, SD-Karte
|
||||
* **Cloud-Speicher**
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||||
- Dropbox, Google Drive, iCloud, AWS S3
|
||||
- Dropbox, Google Drive, iCloud, AWS S3
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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||||
<!-- _footer: '' -->
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# Digitale Speichermedien – Vertiefung
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||||
Jede Technologie hat physikalische Vor- und Nachteile:
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**Optisch (CD/DVD/Blu-ray):** Laser liest Pits (Vertiefungen) und Lands (Erhöhungen). Robust gegen Magnetfelder, aber empfindlich gegenüber Kratzern und UV-Licht. M-DISC verspricht 1000 Jahre – unter Laborbedingungen.
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||||
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||||
**Magnetisch (HDD/LTO):** Magnetisierte Bereiche auf rotierenden Platten oder Band. HDDs haben bewegliche Teile (Verschleiß); LTO-Bänder sind passiv und extrem langlebig, aber sequentieller Zugriff.
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||||
**Flash (SSD/USB/SD):** Elektronen in Floating Gates speichern Bits. Keine beweglichen Teile, aber begrenzte Schreibzyklen (TLC: ~3.000, SLC: ~100.000). Ohne Strom verlieren Zellen nach Jahren ihre Ladung.
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| Szenario | Empfehlung | Grund |
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|----------|------------|-------|
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| Betriebssystem | NVMe SSD | Geschwindigkeit |
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| Videoarchiv | HDD | Kapazität/Preis |
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| Langzeitarchiv | LTO + M-DISC | Lebensdauer |
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| Austausch | USB/SD | Portabilität |
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**Cloud** ist physisch HDD/SSD/LTO in Rechenzentren – kein eigenes Medium, sondern Zugriffsmethode.
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@@ -1330,7 +1576,7 @@ Patent lief 2017 aus
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- Forschung ab 1982, Patent 1988
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<!--
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||||
Fraunhofer IIS Erlangen
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||||
Fraunhofer IIS (Institut für Integrierte Schaltungen) Erlangen
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||||
Forschung dauerte über 10 Jahre
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Perfektionist: Jeder Hörtest musste bestehen
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||||
-->
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@@ -1397,7 +1643,7 @@ Ein Zusammenspiel aus vielen Faktoren:
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||||
<!--
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||||
MP3-Kompression in 4 Schritten (vereinfacht):
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||||
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||||
1. FFT (Fast Fourier Transform)
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||||
1. FFT (Fast Fourier Transform = Schnelle Fourier-Transformation)
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||||
- Wandelt Schallwellen in Frequenzen um
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- Wie ein Prisma Licht in Farben zerlegt
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||||
@@ -1409,7 +1655,7 @@ MP3-Kompression in 4 Schritten (vereinfacht):
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3. Quantisierung (hier passiert der Datenverlust!)
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||||
- Unwichtige Frequenzen werden "grob" gespeichert
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||||
- Wichtige Frequenzen bleiben genau
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- Wie JPEG: Details entfernen, wo es nicht auffällt (Kontrast/Helligkeit bleibt)
|
||||
- Wie JPEG (Joint Photographic Experts Group): Details entfernen, wo es nicht auffällt (Kontrast/Helligkeit bleibt)
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||||
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||||
4. Huffman-Coding (verlustfrei)
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||||
- Häufige Muster = kurze Codes
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||||
@@ -1482,7 +1728,7 @@ KERNKONZEPT: Kompression = Modell der menschlichen Wahrnehmung
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||||
**Prinzip:** Wiederholungen zählen statt wiederholen
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<!--
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||||
RLE = Run-Length Encoding = Lauflängenkodierung
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||||
RLE = Run-Length Encoding (Lauflängenkodierung)
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||||
Einfachster Kompressionsalgorithmus
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||||
Gut für: Fax, einfache Grafiken, Icons
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||||
Schlecht für: Fotos, Audio (zu chaotisch)
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||||
@@ -1507,7 +1753,7 @@ Schlecht für: Fotos, Audio (zu chaotisch)
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||||
Fraunhofer verklagte Winamp, andere Tools
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||||
Millionen nutzten unlizenzierte Software
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||||
Das Pferd war aus dem Stall
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||||
2017: Fraunhofer selbst erklärte MP3 für "veraltet" (AAC besser)
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||||
2017: Fraunhofer selbst erklärte MP3 für "veraltet" (AAC = Advanced Audio Coding, besser)
|
||||
-->
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---
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||||
@@ -1550,7 +1796,7 @@ Aber: LimeWire, Kazaa, BitTorrent folgten
|
||||
→ LimeWire, Kazaa, BitTorrent, später Spotify
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||||
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||||
<!--
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||||
RIAA (Recording Industry Association of America) verklagte Napster
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||||
RIAA = Recording Industry Association of America – verklagte Napster
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||||
Urteil: Napster muss schließen (2001)
|
||||
Aber: Technologie nicht mehr aufzuhalten
|
||||
iPod (2001): "1.000 songs in your pocket"
|
||||
@@ -1618,7 +1864,7 @@ Vollständige Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
|
||||
- Spektrogramme vergleichen Audacity (kostenloser Download nötig) [https://manual.audacityteam.org/man/spectrogram_view.html](https://manual.audacityteam.org/man/spectrogram_view.html)
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Audacity: FOSS Audio-Editor (audacityteam.org)
|
||||
Audacity: FOSS (Free and Open-Source Software) Audio-Editor (audacityteam.org)
|
||||
Export: Datei → Exportieren → MP3 → Bitrate wählen
|
||||
Spektrogramm-Ansicht: Auf Track-Name klicken (Dropdown öffnet sich) → "Spektrogramm" wählen
|
||||
Hohe Frequenzen (oben im Bild) verschwinden bei niedriger Bitrate
|
||||
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||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -68,6 +68,38 @@ section.aufgabe {
|
||||
section.aufgabe footer {
|
||||
display: none;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
font-size: 1.1rem;
|
||||
background: repeating-linear-gradient(
|
||||
135deg,
|
||||
#e3f2fd,
|
||||
#e3f2fd 40px,
|
||||
#fff 40px,
|
||||
#fff 80px
|
||||
) !important;
|
||||
}
|
||||
@media print {
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
background: #e3f2fd !important;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung h1 {
|
||||
font-size: 1.5rem;
|
||||
color: #1e5f8a;
|
||||
margin-bottom: 0.3rem;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung ul,
|
||||
section.erklaerung ol {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung p {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung table {
|
||||
font-size: 0.9rem;
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
|
||||
<!-- _class: invert -->
|
||||
@@ -220,6 +252,26 @@ KLAUSURRELEVANT:
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# Rastergrafik – Vertiefung
|
||||
|
||||
Ein Pixel ist die kleinste adressierbare Einheit. Bei 24-Bit-Farbtiefe speichert jeder Pixel drei 8-Bit-Werte (0–255) für Rot, Grün und Blau. Diese additive Farbmischung erzeugt 256³ = 16,7 Millionen mögliche Farbtöne.
|
||||
|
||||
**Speicherberechnung:** `Breite × Höhe × Bytes pro Pixel`
|
||||
|
||||
| Auflösung | Farbtiefe | Berechnung | Größe |
|
||||
|-----------|-----------|------------|-------|
|
||||
| 1920×1080 | 24 Bit (3 B) | 2.073.600 × 3 | 6,2 MB |
|
||||
| 4K (3840×2160) | 24 Bit | 8.294.400 × 3 | 24,9 MB |
|
||||
| 4K | 32 Bit (4 B) | 8.294.400 × 4 | 33,2 MB |
|
||||
|
||||
Der Alpha-Kanal (32 Bit) speichert Transparenz als Wert von 0 (unsichtbar) bis 255 (vollständig sichtbar). PNG nutzt dies für weiche Kanten; JPEG unterstützt keinen Alpha-Kanal.
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||||
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||||
---
|
||||
|
||||
# Das Problem der Skalierung
|
||||
|
||||
**Vergrößern:**
|
||||
@@ -274,6 +326,30 @@ KLAUSURRELEVANT:
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# Vektorgrafik – Vertiefung
|
||||
|
||||
Vektorgrafiken speichern keine Pixel, sondern mathematische Beschreibungen: Koordinaten, Kurvenparameter (Bézier-Kontrollpunkte), Füllfarben, Strichstärken. Der Renderer berechnet die Pixel erst bei der Ausgabe – daher beliebig skalierbar.
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||||
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||||
**Bézier-Kurven** (Pierre Bézier, 1962, für Renault-Karosserien entwickelt):
|
||||
- Definiert durch Ankerpunkte und Kontrollpunkte
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||||
- Kubische Bézier: 2 Anker + 2 Kontrollpunkte
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||||
- Mathematisch exakt reproduzierbar
|
||||
|
||||
| Aspekt | Raster | Vektor |
|
||||
|--------|--------|--------|
|
||||
| Skalierung 10× | Pixel sichtbar | Perfekt scharf |
|
||||
| Foto-Realismus | Gut geeignet | Unpraktikabel |
|
||||
| Dateigröße Logo | Wächst mit Auflösung | Konstant (~5 KB) |
|
||||
| Editierbarkeit | Destruktiv | Nicht-destruktiv |
|
||||
|
||||
**Rasterisierung:** GPU wandelt Vektordaten in Pixel um. Geschieht bei jeder Darstellung neu – deshalb ist ein 4K-Monitor schärfer als ein 1080p-Monitor bei gleichem SVG.
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||||
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||||
---
|
||||
|
||||
# Raster- und Vektorgrafiken
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| | Raster | Vektor |
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@@ -338,6 +414,28 @@ KLAUSURRELEVANT:
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---
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Psychovisuelle Wahrnehmung – Vertiefung
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Die Netzhaut enthält ~120 Mio. Stäbchen (Helligkeitswahrnehmung) aber nur ~6 Mio. Zapfen (Farbwahrnehmung). Dieses 20:1-Verhältnis erklärt, warum JPEG Farbinformationen stärker reduzieren kann als Helligkeitsinformationen.
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**Räumliche Frequenz** beschreibt, wie schnell sich die Helligkeit über eine Bildfläche ändert:
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- **Niedrig:** Himmel, Wand – große einheitliche Flächen
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- **Hoch:** Haare, Texturen, Schrift – schnelle Wechsel
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Das Auge ist ein Tiefpassfilter: Hohe Frequenzen (feine Details) werden schwächer wahrgenommen. JPEG verwirft daher zuerst die hohen Frequenzen – der Qualitätsverlust bleibt meist unsichtbar.
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| Biologisches Limit | Ausnutzung in JPEG |
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|-------------------|-------------------|
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| Farbauflösung ~20× geringer | Chroma Subsampling (4:2:0) |
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| Hohe Frequenzen unscharf | DCT + Quantisierung |
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| Kontrast-Maskierung | Artefakte in Texturen versteckt |
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---
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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@@ -442,6 +540,34 @@ KLAUSURRELEVANT:
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---
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Farbraumkonversion – Vertiefung
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RGB→YCbCr nutzt die Biologie des menschlichen Auges: 120 Mio. Stäbchen (Helligkeit) vs. nur 6 Mio. Zapfen (Farbe) – ein 20:1-Verhältnis. Die Transformation erfolgt über eine lineare Matrix:
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```
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Y = 0.299·R + 0.587·G + 0.114·B
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Cb = −0.169·R − 0.331·G + 0.500·B + 128
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||||
Cr = 0.500·R − 0.419·G − 0.081·B + 128
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```
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Die Gewichtung (G dominiert mit 59%) entspricht der spektralen Empfindlichkeit des Auges bei Tageslicht. Y enthält alle Schärfeinformation; Cb/Cr können reduziert werden.
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**Chroma Subsampling – Notation J:a:b** (bezogen auf 4×2 Pixel):
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| Schema | Farbdaten | Einsatz |
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|--------|-----------|---------|
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| 4:4:4 | 100% | Postproduktion, Grafik |
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| 4:2:2 | 50% | Broadcast, Pro-Video |
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| 4:2:0 | 25% | JPEG, H.264, Streaming |
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Bei 4:2:0 teilen sich 4 Pixel einen Farbwert, behalten aber individuelle Helligkeit → 50% Dateneinsparung bei kaum sichtbarem Unterschied.
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# JPEG Schritt 2: Chroma Subsampling
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**Notation `J:a:b`** (bezogen auf 4×2 Pixel-Block):
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@@ -623,12 +749,36 @@ KLAUSURRELEVANT:
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- Präfix-frei: Kein Code ist Anfang eines anderen
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- Häufigstes Zeichen = kürzester Code
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- Auch in ZIP, PNG, MP3 verwendet
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||||
-->
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||||
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---
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||||
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||||
-->
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Huffman-Coding – Vertiefung
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David Huffman entwickelte 1952 als Student am MIT einen optimalen Algorithmus für präfixfreie Codes – ursprünglich als Hausaufgabe, die zur Veröffentlichung führte.
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**Algorithmus (Bottom-Up-Baumkonstruktion):**
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1. Alle Symbole nach Häufigkeit sortieren
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2. Die zwei seltensten Symbole zu einem Knoten kombinieren
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3. Wiederholen bis nur noch die Wurzel übrig ist
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4. Codes ablesen: links = 0, rechts = 1
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||||
**Präfixfreiheit:** Kein Code ist Anfang eines anderen → sofort dekodierbar ohne Trennzeichen.
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| Eigenschaft | Huffman | Arithmetisch |
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|-------------|---------|--------------|
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| Einheit | Ganze Bits | Fraktionale Bits |
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| Optimalität | Optimal für ganze Bits | Näher an Entropie |
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| Geschwindigkeit | Schneller | Langsamer |
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| JPEG-Einsatz | Standard (Baseline) | Optional (selten) |
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JPEG verwendet zwei Huffman-Tabellen: eine für DC-Koeffizienten (Durchschnittswerte), eine für AC-Koeffizienten (Frequenzen). Die Tabellen sind im JPEG-Header gespeichert.
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<!-- _class: klausur -->
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<!-- _header: '' -->
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@@ -772,6 +922,28 @@ KLAUSURRELEVANT:
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---
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# WebP & AVIF – Vertiefung
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**WebP** entstand 2010 aus Googles VP8-Videocodec (On2 Technologies, für $133M gekauft). Statt I-Frames für Video werden sie als Einzelbilder verwendet. WebP nutzt Intra-Frame-Prediction, die benachbarte Blöcke zur Vorhersage verwendet – effizienter als JPEGs blockweise DCT.
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||||
**AVIF** basiert auf dem AV1-Videocodec, entwickelt 2015–2018 von der Alliance for Open Media (Google, Apple, Netflix, Amazon, Microsoft, Mozilla). Nach dem Patent-Chaos von H.265/HEVC vereinten sich die Konkurrenten für einen lizenzfreien Standard.
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| Aspekt | WebP | AVIF |
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|--------|------|------|
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| Basis-Codec | VP8/VP9 | AV1 |
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| Kompression vs. JPEG | 25–35% besser | 50% besser |
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| HDR/Wide Gamut | Nein | Ja (10/12 Bit) |
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| Encoding-Geschwindigkeit | Schnell | Sehr langsam |
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| Browser-Support 2025 | 97%+ | 93%+ |
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**Warum JPEG dominiert:** Kameras, Bildbearbeitungssoftware und Content-Management-Systeme sind auf JPEG optimiert. Der Wechsel erfordert Infrastruktur-Updates über die gesamte Pipeline.
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# Formatwahl in der Praxis
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| Anwendung | Format |
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@@ -890,6 +1062,33 @@ KLAUSURRELEVANT:
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# Container vs. Codec – Vertiefung
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**Container** (Multiplexer-Format) organisiert mehrere Datenströme mit Timing-Informationen. Er enthält keine Kompressionslogik, sondern synchronisiert Video, Audio, Untertitel und Metadaten.
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**Codec** (Coder-Decoder) definiert den Kompressionsalgorithmus. Derselbe Container kann verschiedene Codecs enthalten – die Dateiendung verrät den Codec nicht.
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| Container | Entwickler | Typische Codecs | Besonderheit |
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|-----------|------------|-----------------|--------------|
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| MP4 | ISO/MPEG | H.264, H.265, AAC | Web-Standard, DRM-fähig |
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| MKV | Matroska | Alle | Beliebig viele Streams, Kapitel |
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||||
| WebM | Google | VP9, AV1, Opus | HTML5-optimiert, lizenzfrei |
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||||
| MOV | Apple | ProRes, H.264 | Professionelle Produktion |
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**Metadaten im Container:**
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- Timecodes für Frame-genaue Synchronisation
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- Kapitelmarken, Thumbnails
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- Sprach-Tags für Audio/Untertitel
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- HDR-Metadaten (MaxCLL, MaxFALL)
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**Praktisches Problem:** Eine `.mp4`-Datei mit AV1-Codec spielt auf älteren Geräten nicht ab, obwohl sie MP4 „unterstützen" – der Hardware-Decoder fehlt für AV1.
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# Gängige Container
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| Container | Verwendung |
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@@ -1115,6 +1314,32 @@ KLAUSURRELEVANT:
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<!-- _class: erklaerung -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# H.264/AVC – Vertiefung
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H.264 (2003) ermöglichte erst YouTube (2005), Netflix-Streaming (2007) und Blu-ray. Vor H.264 war MPEG-2 Standard – H.264 erreichte bei gleicher Qualität die halbe Bitrate.
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**Technische Innovationen:**
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- **Variable Blockgrößen:** 16×16 bis 4×4 Macroblocks (MPEG-2: nur 16×16)
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- **Intra-Prediction:** Blöcke werden aus Nachbarn vorhergesagt
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- **In-Loop Deblocking:** Filter reduziert Blockartefakte vor der Referenzierung
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||||
- **CABAC:** Arithmetic Coding ersetzt Huffman (10–15% effizienter)
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| Profile | Anwendung | Max. Auflösung |
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|---------|-----------|----------------|
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| Baseline | Videotelefonie, ältere Geräte | 480p |
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| Main | Broadcast, Streaming | 1080p |
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| High | Blu-ray, professionell | 4K |
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**Hardware-Ubiquität:** Seit 2010 hat jedes Smartphone, jede GPU, jeder Smart-TV einen H.264-Hardware-Decoder. Encoding in Echtzeit braucht keine CPU – das ermöglichte erst mobiles Video-Streaming und Videotelefonie.
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**Patent-Pool (MPEG-LA):** ~2.000 Patente von 30+ Unternehmen. Endnutzer-Streaming ist lizenzfrei; Hardware-Hersteller zahlen ~$0,20/Gerät.
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# Das Patent-Problem
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**H.264 ist nicht frei**
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@@ -1221,6 +1446,29 @@ KLAUSURRELEVANT:
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<!-- _class: erklaerung -->
|
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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# AV1 – Vertiefung
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Die **Alliance for Open Media** (2015) vereinte Konkurrenten nach dem Patent-Chaos von H.265/HEVC. Drei separate Patent-Pools (MPEG-LA, HEVC Advance, Velos Media) machten H.265-Lizenzierung unberechenbar – die Industrie wollte einen garantiert lizenzfreien Standard.
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**Gründungsmitglieder:** Google, Mozilla, Cisco, Netflix, Amazon, Microsoft. Apple trat 2018 bei – historisch, da Apple sonst eigene Standards bevorzugt.
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| Technische Innovation | Beschreibung |
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|----------------------|--------------|
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| Superblocks | Bis 128×128 Pixel (H.264: max 16×16) |
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| Prediction Modes | 56 Intra-Modi (H.264: 9) |
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||||
| Transform | 10 verschiedene Transformtypen |
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| Film Grain Synthesis | Filmkorn wird als Parameter übertragen |
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||||
**Encoding-Performance:** Software-Encoding ist 50–200× langsamer als H.264. Erst Hardware-Encoder (Intel ab Gen 12, NVIDIA RTX 40, Apple M3) machen Echtzeit-Encoding praktikabel.
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||||
**Adoption 2025:** YouTube und Netflix nutzen AV1 für 4K/8K-Streams. 2024 gewann AV1 einen Emmy für technische Innovation – offene Standards können Industriestandard werden.
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||||
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||||
---
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||||
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||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: 'https://blog.mozilla.org/en/mozilla/av1-video-codec-wins-emmy/' -->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -68,6 +68,38 @@ section.aufgabe {
|
||||
section.aufgabe footer {
|
||||
display: none;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
font-size: 1.1rem;
|
||||
background: repeating-linear-gradient(
|
||||
135deg,
|
||||
#e3f2fd,
|
||||
#e3f2fd 40px,
|
||||
#fff 40px,
|
||||
#fff 80px
|
||||
) !important;
|
||||
}
|
||||
@media print {
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
background: #e3f2fd !important;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung h1 {
|
||||
font-size: 1.5rem;
|
||||
color: #1e5f8a;
|
||||
margin-bottom: 0.3rem;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung ul,
|
||||
section.erklaerung ol {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung p {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung table {
|
||||
font-size: 0.9rem;
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
|
||||
<!-- _class: invert -->
|
||||
@@ -82,7 +114,7 @@ section.aufgabe footer {
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
|
||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
**Wintersemester 2025/26**
|
||||
**Sommersemester 2026**
|
||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
|
||||
|
||||
@@ -235,6 +267,29 @@ Kleine SSD für System + große HDD für Archiv.
|
||||
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||||
---
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||||
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||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
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||||
# HDD vs. SSD – Vertiefung
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**HDD (Hard Disk Drive):** Magnetplatten rotieren mit 5.400–7.200 RPM; ein Schreib-/Lesekopf schwebt nanometerweit über der Oberfläche. Die Zugriffszeit setzt sich zusammen aus Seek Time (Kopf bewegen) + Rotational Latency (warten auf Sektor).
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||||
|
||||
**SSD (Solid State Drive):** NAND-Flash-Zellen speichern Bits als elektrische Ladung. Kein mechanischer Zugriff → konstant schnelle Latenz. Aber: Zellen haben begrenzte Schreibzyklen (P/E Cycles).
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||||
| Aspekt | HDD | SATA SSD | NVMe SSD |
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|--------|-----|----------|----------|
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| Latenz | 5–10 ms | 0,1 ms | 0,02 ms |
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| Seq. Lesen | 150 MB/s | 550 MB/s | 7.000 MB/s |
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| IOPS (4K random) | 100 | 90.000 | 1.000.000 |
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||||
| TBW (1 TB Modell) | ∞ | 600 TBW | 600 TBW |
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**Wear Leveling:** SSD-Controller verteilen Schreibvorgänge gleichmäßig, um einzelne Zellen nicht vorzeitig zu erschöpfen. TRIM informiert den Controller über gelöschte Blöcke.
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||||
**Praxis:** System-SSD für OS/Anwendungen (Geschwindigkeit), HDD für Medienarchiv (Kapazität/Preis). RAID schützt vor Einzelausfällen bei beiden.
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||||
---
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|
||||
<!-- _class: lead -->
|
||||
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||||
# Dateisysteme
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@@ -484,6 +539,30 @@ Warum 1 Offsite?
|
||||
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||||
---
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||||
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||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# 3-2-1-Backup-Regel – Vertiefung
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||||
Peter Krogh formulierte die Regel 2005 in „The DAM Book" (Digital Asset Management). Sie schützt gegen unterschiedliche Verlustszenarien:
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| Bedrohung | Schutz durch | Beispiel |
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|-----------|--------------|----------|
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| Hardware-Defekt | 3 Kopien | SSD stirbt → HDD-Backup vorhanden |
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| Firmware-Bug/Ransomware | 2 Medientypen | Malware infiziert nur ein System |
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| Feuer/Diebstahl/Flut | 1 Offsite | Haus brennt → Cloud-Backup sicher |
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**Moderne Erweiterung 3-2-1-1-0:**
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- **+1** Air-Gapped (offline, nicht verbunden)
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- **+0** Verifizierte Backups (regelmäßig Restore testen)
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**Ransomware-Problem:** Vernetzte Backups werden oft mitverschlüsselt. Air-Gapped-Medien (externe HDD im Safe, LTO-Band) bleiben sicher, weil sie physisch getrennt sind.
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||||
**Realitäts-Check:** Die meisten Datenverluste entstehen durch menschliche Fehler (versehentliches Löschen), nicht Hardware-Ausfälle. Versionierte Backups (Time Machine, Borg) schützen auch davor – die gelöschte Datei existiert noch in älteren Snapshots.
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---
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||||
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||||
# Backup-Arten
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||||
**Vollständig (Full):**
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||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -83,7 +83,7 @@ section.aufgabe footer {
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
|
||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
**Wintersemester 2025/26**
|
||||
**Sommersemester 2026**
|
||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -83,7 +83,7 @@ section.aufgabe footer {
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
|
||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
**Wintersemester 2025/26**
|
||||
**Sommersemester 2026**
|
||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
|
||||
|
||||
|
||||
|
After Width: | Height: | Size: 148 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 66 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 32 KiB |
|
After Width: | Height: | Size: 318 KiB |
|
Before Width: | Height: | Size: 2.0 MiB After Width: | Height: | Size: 84 KiB |
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
|
||||
---
|
||||
<style>
|
||||
@@ -92,6 +92,8 @@ section.aufgabe footer {
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
|
||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
**Sommersemester 2026**
|
||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -110,7 +112,7 @@ Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
| **Formate** | ZIP, PNG, FLAC, GIF | JPEG, MP3, H.264/H.265 |
|
||||
|
||||
**Faustregel:**
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||||
- Medien für Endnutzer → Lossy oft akzeptabel
|
||||
- Medien für EndnutzerInnen → Lossy oft akzeptabel
|
||||
- Quellmaterial, Code, Archive → Lossless nötig
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
@@ -208,13 +210,13 @@ VERGLEICH: SSD ~$50/TB, HDD ~$15/TB, LTO ~$5/TB
|
||||
### Distribution: physisch (Kauf, Verleih, Kopie)
|
||||
|
||||
- **Text**
|
||||
- Bücher, Zeitungen, Zeitschriften, Lochkarten
|
||||
- Bücher, Zeitungen, Zeitschriften, Lochkarten
|
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- **Bild**
|
||||
- Fotografie (Negativ, Dia, Polaroid), Mikrofilm
|
||||
- Fotografie (Negativ, Dia, Polaroid), Mikrofilm
|
||||
- **Audio:**
|
||||
- Schallplatte (Vinyl, Schellack), Tonband, Musikkassette
|
||||
- Schallplatte (Vinyl, Schellack), Tonband, Musikkassette
|
||||
- **Video:**
|
||||
- Film (35mm, Super 8), VHS, Betamax
|
||||
- Film (35mm, Super 8), VHS, Betamax
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -227,13 +229,13 @@ VERGLEICH: SSD ~$50/TB, HDD ~$15/TB, LTO ~$5/TB
|
||||
### Distribution: Datenträger (CD, USB), Download, Streaming, P2P
|
||||
|
||||
- **Text**
|
||||
- E-Book (PDF, EPUB), Dokumente (TXT, DOCX)
|
||||
- E-Book (PDF, EPUB), Dokumente (TXT, DOCX)
|
||||
- **Bild**
|
||||
- Digitalfoto (JPEG, PNG, RAW, WebP, GIF)
|
||||
- Digitalfoto (JPEG, PNG, RAW, WebP, GIF)
|
||||
- **Audio**
|
||||
- Audiodatei (MP3, FLAC, WAV, AAC, OGG)
|
||||
- Audiodatei (MP3, FLAC, WAV, AAC, OGG)
|
||||
- **Video**
|
||||
- Videodatei (MP4, MKV, AVI, WebM)
|
||||
- Videodatei (MP4, MKV, AVI, WebM)
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -245,13 +247,13 @@ VERGLEICH: SSD ~$50/TB, HDD ~$15/TB, LTO ~$5/TB
|
||||
# Digitale Speichermedien
|
||||
|
||||
- **Optische Speicher**
|
||||
- CD, DVD, Blu-ray
|
||||
- CD, DVD, Blu-ray
|
||||
- **Magnetische Speicher**
|
||||
- Festplatte (HDD), Magnetband (LTO)
|
||||
- Festplatte (HDD), Magnetband (LTO)
|
||||
- **Flash-Speicher**
|
||||
- SSD, USB-Stick, SD-Karte
|
||||
- SSD, USB-Stick, SD-Karte
|
||||
- **Cloud-Speicher**
|
||||
- Dropbox, Google Drive, iCloud, AWS S3
|
||||
- Dropbox, Google Drive, iCloud, AWS S3
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
@@ -277,14 +279,12 @@ Breite × Höhe × Farbtiefe (in Bytes)
|
||||
| 32 | 16,7 Mio. + Alpha | Transparenz |
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
BERECHNUNG: Breite × Höhe × (Farbtiefe / 8)
|
||||
BEISPIEL: 1920×1080 × 24 Bit = 1920×1080×3 = 6.220.800 Bytes ≈ 6,2 MB
|
||||
|
||||
Farbtiefe erklärt:
|
||||
- 1 Bit: 2^1 = 2 Farben
|
||||
- 8 Bit: 2^8 = 256 Farben
|
||||
- 24 Bit: 2^24 = 16.777.216 Farben (je 8 Bit für R, G, B)
|
||||
- 32 Bit: 24 Bit + 8 Bit Alpha-Kanal
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- Formel: Breite × Höhe × (Farbtiefe / 8) = Bytes
|
||||
- Beispielrechnung: 1920 × 1080 × 3 = 6.220.800 Bytes ≈ 6,2 MB
|
||||
- Farbtiefe: 2^n Farben bei n Bit
|
||||
- 24 Bit = 8 Bit pro Kanal (R, G, B)
|
||||
- 32 Bit = 24 Bit + 8 Bit Alpha (Transparenz)
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -306,17 +306,15 @@ Farbtiefe erklärt:
|
||||
<circle cx="50" cy="50" r="40" fill="#ff0000"/>
|
||||
```
|
||||
|
||||
<small>SVG beschreibt nicht jeden einzelnen Pixel im Raster, sondern deklariert wie Farben und Formen gesetzt werden.</small>
|
||||
<small>SVG beschreibt WAS gezeichnet werden soll, nicht WIE jeder Pixel aussieht.</small>
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Vektorgrafiken beschreiben WAS gezeichnet werden soll.
|
||||
Rastergrafiken beschreiben WIE jeder Pixel aussieht.
|
||||
|
||||
Rendering-Pipeline:
|
||||
Vektordaten → Rasterisierung → Framebuffer → Display
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||||
|
||||
Beim Skalieren werden einfach die Koordinaten multipliziert.
|
||||
Keine Information geht verloren.
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- Vektor = Beschreibung (deklarativ)
|
||||
- Raster = Pixel für Pixel (imperativ)
|
||||
- Rendering-Pipeline: Vektordaten → Rasterisierung → Display
|
||||
- Skalierung = Koordinaten multiplizieren → keine Information geht verloren
|
||||
- SVG = Scalable Vector Graphics (Web-Standard)
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -334,18 +332,17 @@ Keine Information geht verloren.
|
||||
- Niedrige Frequenzen besser als hohe
|
||||
|
||||
**JPEG nutzt das aus:**
|
||||
- Farbauflösung reduzieren (aber Helligkeit behalten)
|
||||
- Farbauflösung reduzieren (Helligkeit behalten)
|
||||
- Glatte Flächen effizient speichern
|
||||
- Hohe Frequenzen (Details) verwerfen
|
||||
- Hohe Frequenzen (feine Details) verwerfen
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Das ist die visuelle Entsprechung zur Psychoakustik.
|
||||
|
||||
Das Auge hat mehr Rezeptoren für Helligkeit (Stäbchen)
|
||||
als für Farbe (Zapfen).
|
||||
|
||||
Hohe Frequenzen = schnelle Wechsel = feine Details
|
||||
Niedrige Frequenzen = langsame Wechsel = große Flächen
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- Mehr Stäbchen (Helligkeit) als Zapfen (Farbe) im Auge
|
||||
- "Frequenz" = räumliche Frequenz = wie schnell ändert sich Helligkeit?
|
||||
- Niedrig = langsame Änderung = große gleichmäßige Fläche
|
||||
- Hoch = schnelle Änderung = feine Details, Kanten
|
||||
- Analogie zur Psychoakustik bei MP3 (letztes Mal)
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -357,24 +354,25 @@ Niedrige Frequenzen = langsame Wechsel = große Flächen
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
# JPEG: Schritt 1 – Farbraumkonversion
|
||||
# JPEG Schritt 1: Farbraumkonversion
|
||||
|
||||
**RGB → Y'CbCr** (seltener Y'UV)
|
||||
**RGB → Y'CbCr**
|
||||
|
||||
- **Y** = Helligkeit (Luminanz) – Was das Auge am besten sieht
|
||||
- **Y** = Helligkeit (Luminanz)
|
||||
- **Cb** = Blau-Gelb-Anteil (Chrominanz)
|
||||
- **Cr** = Rot-Grün-Anteil (Chrominanz)
|
||||
|
||||
**Warum diese Trennung?**
|
||||
Y (Helligkeit) behält volle Auflösung.
|
||||
Cb/Cr (Farbe) kann reduziert werden – Auge merkt es kaum.
|
||||
**Warum?**
|
||||
Y (Helligkeit) behält volle Auflösung
|
||||
Cb/Cr (Farbe) kann reduziert werden
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
YCbCr ist wie RGB ein Tripel aus 3 Werten pro Pixel.
|
||||
Der Unterschied: Statt Rot-Grün-Blau speichern wir Helligkeit + 2 Farbdifferenzen.
|
||||
|
||||
Die Umrechnung ist reversibel (mathematische Transformation).
|
||||
Der Clou: Jetzt können wir Helligkeit und Farbe getrennt behandeln.
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- YCbCr = auch 3 Werte pro Pixel, aber anders organisiert
|
||||
- Statt R-G-B: Helligkeit + 2 Farbdifferenzen
|
||||
- Umrechnung ist reversibel (mathematische Transformation)
|
||||
- Vorteil: Helligkeit und Farbe getrennt behandelbar
|
||||
- Bild zeigt: Y (oben), Cb (Mitte), Cr (unten)
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -384,14 +382,14 @@ Der Clou: Jetzt können wir Helligkeit und Farbe getrennt behandeln.
|
||||
<!-- _footer: "" -->
|
||||
|
||||
|
||||
# JPEG: Schritt 6 – Huffman-Coding
|
||||
# JPEG Schritt 6: Huffman-Coding
|
||||
|
||||
**Verlustfreie Kompression der Restwerte**
|
||||
|
||||
**Idee:** Statt fester 8 Bit pro Wert → variable Bitlänge
|
||||
Häufige Werte bekommen kurze Bit-Sequenzen.
|
||||
**Idee:** Variable Bitlänge statt fester 8 Bit
|
||||
Häufige Werte → kurze Codes
|
||||
|
||||
| Zeichen | Häufigkeit | Code (Bit-Sequenz) |
|
||||
| Zeichen | Häufigkeit | Code |
|
||||
|---------|------------|------|
|
||||
| e | 40% | `0` (1 Bit) |
|
||||
| a | 25% | `10` (2 Bit) |
|
||||
@@ -400,9 +398,74 @@ Häufige Werte bekommen kurze Bit-Sequenzen.
|
||||
| u | 5% | `1111` (4 Bit) |
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Huffman-Coding ist verlustfrei.
|
||||
Der "Code" ist eine Bit-Sequenz, die das Zeichen eindeutig identifiziert.
|
||||
Weil "e" am häufigsten vorkommt, bekommt es den kürzesten Code.
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- Huffman = verlustfrei, optimal für bekannte Häufigkeiten
|
||||
- Präfix-frei: Kein Code ist Anfang eines anderen
|
||||
- Häufigstes Zeichen = kürzester Code
|
||||
- Auch in ZIP, PNG, MP3 verwendet
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: "" -->
|
||||
<!-- _footer: "" -->
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
# Huffman-Coding: Beispiel
|
||||
|
||||
**Originaltext:** `ABRACADABRA` (11 Zeichen × 8 Bit = 88 Bit)
|
||||
|
||||
**Häufigkeitsanalyse:**
|
||||
A=5, B=2, R=2, C=1, D=1
|
||||
|
||||
**Huffman-Baum → Codes:**
|
||||
| Zeichen | Häufigkeit | Code |
|
||||
|---------|------------|------|
|
||||
| A | 5 | `0` |
|
||||
| B | 2 | `10` |
|
||||
| R | 2 | `110` |
|
||||
| C | 1 | `1110` |
|
||||
| D | 1 | `1111` |
|
||||
|
||||
**Codiert:** `0 10 110 0 1110 0 1111 0 10 110 0` = **23 Bit**
|
||||
**Kompression:** 88 → 23 Bit = **74% gespart**
|
||||
|
||||
|
||||
- Beispiel Schritt für Schritt durchrechnen
|
||||
- Warum funktioniert's? A kommt 5× vor, bekommt kürzesten Code
|
||||
- Präfix-Eigenschaft: Kein Code ist Anfang eines anderen → eindeutig dekodierbar
|
||||
- Frage: "Was passiert, wenn alle Zeichen gleich häufig sind?" → Keine Ersparnis
|
||||
- In JPEG: Nicht Buchstaben, sondern DCT-Koeffizienten werden so codiert
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: "" -->
|
||||
<!-- _footer: "" -->
|
||||
|
||||
|
||||
# WebP & AVIF: Moderne Alternativen
|
||||
|
||||
**WebP (Google, 2010):**
|
||||
- Lossy und Lossless
|
||||
- Transparenz und Animationen
|
||||
- 25–35% kleiner als JPEG
|
||||
|
||||
**AVIF (2019):**
|
||||
- Basiert auf AV1-Video-Codec
|
||||
- 50% kleiner als JPEG
|
||||
- HDR-Unterstützung, patent-frei
|
||||
|
||||
**Browser-Support 2025:** WebP universell, AVIF wächst
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- WebP: VP8-Kompression (Google Video-Codec)
|
||||
- AVIF: Alliance for Open Media (Google, Netflix, Amazon, Apple, Mozilla)
|
||||
- Beide besser als JPEG, aber Kompatibilität bleibt Problem
|
||||
- JPEG bleibt dominant: alte Kameras, Software, Workflows
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -414,28 +477,22 @@ Weil "e" am häufigsten vorkommt, bekommt es den kürzesten Code.
|
||||
|
||||
# Container und Codec
|
||||
|
||||
**Container = Das Dateiformat (Beispiel: MP4)**
|
||||
**Container = Dateiformat (z.B. MP4)**
|
||||
Die "Box", die verschiedene Streams zusammenpackt:
|
||||
- Video-Stream
|
||||
- Audio-Stream(s)
|
||||
- Untertitel
|
||||
- Metadaten
|
||||
|
||||
**Codec = Der Kompressionsalgorithmus (Beispiel: AV1)**
|
||||
Entscheidet, WIE komprimiert wird.
|
||||
|
||||
**Codec = Kompressionsalgorithmus (z.B. H.264)**
|
||||
Bestimmt, WIE komprimiert wird
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
Container ≠ Codec
|
||||
Das ist ein häufiges Missverständnis.
|
||||
|
||||
MP4 ist ein Container, nicht ein Codec.
|
||||
Ein MP4 kann H.264, H.265 oder AV1 enthalten.
|
||||
|
||||
Übrigens: JPEG ist ein Codec (für Bilder), kein Container.
|
||||
Bei Bildern fallen Container und Codec oft zusammen.
|
||||
|
||||
Tools wie MediaInfo zeigen beide Informationen.
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- Container ≠ Codec (häufiges Missverständnis!)
|
||||
- MP4 kann H.264, H.265 oder AV1 enthalten
|
||||
- Gleiche Endung, unterschiedlicher Inhalt
|
||||
- Tool-Tipp: MediaInfo zeigt beides an
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -451,19 +508,19 @@ Tools wie MediaInfo zeigen beide Informationen.
|
||||
|
||||
**Warum dominant?**
|
||||
- Exzellente Kompression (~100:1 möglich)
|
||||
- Hardware-Support in jedem Gerät seit ~2010
|
||||
- Hardware-Decoder in jedem Gerät seit ~2010
|
||||
- YouTube, Netflix, Blu-ray – alles H.264
|
||||
|
||||
**Features:**
|
||||
- Variable Block-Größen (16×16 bis 4×4)
|
||||
- Deblocking-Filter (reduziert Block-Artefakte)
|
||||
- Deblocking-Filter (reduziert Artefakte)
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
H.264 revolutionierte Video-Streaming.
|
||||
Ohne H.264 kein Netflix, kein YouTube in HD.
|
||||
|
||||
Hardware-Decoder bedeutet: Kein CPU-Aufwand, kein Akku-Drain.
|
||||
Selbst billige Smartphones können H.264 abspielen.
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- H.264 revolutionierte Video-Streaming
|
||||
- Ohne H.264 kein Netflix, kein YouTube HD
|
||||
- Hardware-Decoder = kein CPU-Aufwand, kein Akku-Drain
|
||||
- Selbst billigste Smartphones können H.264 abspielen
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -486,17 +543,16 @@ Google, Netflix, Amazon, Microsoft, Apple, Mozilla...
|
||||
- 8K, HDR, hohe Frame-Rates
|
||||
|
||||
**Stand 2025:**
|
||||
YouTube und Netflix nutzen AV1 für 4K/8K
|
||||
YouTube, Netflix nutzen AV1 für 4K/8K
|
||||
Hardware-Encoder in aktuellen GPUs
|
||||
|
||||
<!--
|
||||
AOM = Alliance for Open Media, gegründet 2015.
|
||||
Historisch: Konkurrierende Tech-Giganten vereint.
|
||||
|
||||
Das Ziel: Nie wieder Patent-Chaos wie bei H.265.
|
||||
|
||||
Problem: Encoding ist sehr langsam (10-100× vs. H.264).
|
||||
Hardware-Encoder lösen das zunehmend.
|
||||
KLAUSURRELEVANT:
|
||||
- AOM gegründet 2015 – historisch: Konkurrenten vereint
|
||||
- Ziel: Nie wieder Patent-Chaos wie bei H.265
|
||||
- Problem: Encoding sehr langsam (10–100× vs. H.264)
|
||||
- Hardware-Encoder lösen das zunehmend
|
||||
- AV1 gewann 2024 einen Emmy für technische Innovation
|
||||
-->
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -0,0 +1,228 @@
|
||||
---
|
||||
marp: true
|
||||
theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Grundlagen IT- und Internettechnik (223015c)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: Grundlagen IT- und Internettechnik
|
||||
---
|
||||
|
||||
<style>
|
||||
:root {
|
||||
--color-foreground: #1a1a2e;
|
||||
--color-highlight: #d63384;
|
||||
--color-dimmed: #4a4a6a;
|
||||
}
|
||||
section.invert {
|
||||
--color-foreground: #fff;
|
||||
}
|
||||
section {
|
||||
font-size: 1.7rem;
|
||||
}
|
||||
h1 {
|
||||
color: #a02060;
|
||||
}
|
||||
section.invert h1 {
|
||||
color: #fff;
|
||||
}
|
||||
h2 {
|
||||
color: #1f2937;
|
||||
}
|
||||
pre {
|
||||
background: #0f0f23;
|
||||
color: #d63384;
|
||||
border-radius: 8px;
|
||||
border-left: 3px solid #d63384;
|
||||
}
|
||||
pre code {
|
||||
background: transparent;
|
||||
color: inherit;
|
||||
}
|
||||
code {
|
||||
background: #1a1a2e;
|
||||
color: #d63384;
|
||||
padding: 0.15em 0.4em;
|
||||
border-radius: 4px;
|
||||
}
|
||||
a {
|
||||
color: var(--color-highlight);
|
||||
}
|
||||
section.klausur {
|
||||
background: repeating-linear-gradient(
|
||||
135deg,
|
||||
#fce4ec,
|
||||
#fce4ec 40px,
|
||||
#fff 40px,
|
||||
#fff 80px
|
||||
) !important;
|
||||
}
|
||||
@media print {
|
||||
section.klausur {
|
||||
background: #fce4ec !important;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
section.aufgabe {
|
||||
background: #fce4ec !important;
|
||||
}
|
||||
section.aufgabe footer {
|
||||
display: none;
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
|
||||
<!-- _class: invert -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _backgroundColor: #000 -->
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
# Grundlagen IT- und Internettechnik
|
||||
|
||||
**223015c** · Modul "Technik 1" · 1. Semester
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
|
||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
|
||||
**Sommersemester 2026**
|
||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015c/](https://librete.ch/hdm/223015c/)
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||

|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: lead -->
|
||||
|
||||
# Herzlich willkommen!
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||||
## Einführung
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||||
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||||
---
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||||
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||||
# Über mich
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||||
|
||||
**Michael Werner Czechowski**
|
||||
|
||||
- Systems and Platform Engineer
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||||
- Schwerpunkte:
|
||||
- Web-Technologien, Barriere-Armut, Open Source
|
||||
- Hintergrund:
|
||||
- Philosophie (Uni Stuttgart)
|
||||
- Wirtschaftsinformatik (Leibniz-FH Hannover)
|
||||
- Kontakt: lb-czechowski@hdm-stuttgart.de
|
||||
|
||||
---
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||||
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||||
# Warum dieses Modul?
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||||
**Das Internet ist überall** – aber was steckt dahinter?
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||||
* Warum sehen Webseiten auf dem Handy anders aus?
|
||||
* Wie funktioniert eigentlich das Internet?
|
||||
* Wie erkennen Sie, ob eine Werbeagentur gute Arbeit leistet?
|
||||
* Was hat ein Unterseekabel mit meiner E-Mail zu tun?
|
||||
* **→ Die Technik dahinter verstehen und fundierte Entscheidungen treffen**
|
||||
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||||
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||||
# Das Ziel
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||||
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||||
**Technische Grundlagen verstehen**, um fundierte Entscheidungen treffen zu können.
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||||
|
||||
Als Digital- und MedienwirtschaftlerInnen werdet ihr täglich mit technischen Fragen konfrontiert:
|
||||
* Wie baue ich eine barrierearme Webseite?
|
||||
* Welches Protokoll für welchen Zweck?
|
||||
* Wie funktioniert das Web hinter den Kulissen?
|
||||
* **→ Mitreden können – und selbst Webseiten bauen!**
|
||||
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||||
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||||
# Was Sie hier lernen werden
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||||
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||||
**In dieser Veranstaltung erwerben Sie folgende Kompetenzen:**
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||||
* Geschichte des Computers und Internets
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||||
* HTML-Grundlagen und semantisches Markup
|
||||
* CSS für Layout und Gestaltung
|
||||
* Netzwerke und Protokolle (TCP/IP, DNS, HTTP(S))
|
||||
* "Barrierefreiheit" im Web
|
||||
* Grundlagen von JavaScript und Interaktivität
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||||
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||||
---
|
||||
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||||
# Kurze Umfrage
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||||
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||||
**Bitte Hand heben:**
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* Wer hat schon mal eine Webseite gebaut?
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* Wer weiß, was HTML ist?
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* Wer hat schon mal CSS geschrieben?
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* Wer kennt den Unterschied zwischen Internet und WWW?
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* Wer hat schon mal mit JavaScript gearbeitet?
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# Kursübersicht
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**Kapitel:**
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1. Geschichte, Grundlagen & **HTML**
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2. Netzwerke, Protokolle, **semantisches HTML** & **CSS**
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3. Interaktivität, Animationen & **JavaScript**
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**Ziel:** "Gelernte Hilflosigkeit" ablegen
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<!-- _class: klausur -->
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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<!-- _backgroundColor: #fce4ec -->
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# Prüfungsleistung
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**Nach aktuellem Kenntnisstand:**
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* 90 min insg. (Technik 1)
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* Schriftliche Klausur (digital)
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* Teils offene Fragen
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* So gut wie kein Coding/Programmieren
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* **Prüfungsrelevant:** Folien sind markiert mit anderem Hintergrund
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<!-- _header: '' -->
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<!-- _footer: '' -->
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<!-- _header: '' -->
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||||
<!-- _footer: '' -->
|
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<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
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---
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||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
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||||

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---
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||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
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@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Grundlagen IT- und Internettechnik (223015c)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
|
||||
title: "Kapitel 2: Netzwerke, Protokolle & CSS"
|
||||
---
|
||||
|
||||
@@ -71,6 +71,38 @@ section.aufgabe footer {
|
||||
section.glossar {
|
||||
font-size: 1.4rem;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
font-size: 1.1rem;
|
||||
background: repeating-linear-gradient(
|
||||
135deg,
|
||||
#fce4ec,
|
||||
#fce4ec 40px,
|
||||
#fff 40px,
|
||||
#fff 80px
|
||||
) !important;
|
||||
}
|
||||
@media print {
|
||||
section.erklaerung {
|
||||
background: #fce4ec !important;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung h1 {
|
||||
font-size: 1.5rem;
|
||||
color: #a02060;
|
||||
margin-bottom: 0.3rem;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung ul,
|
||||
section.erklaerung ol {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung p {
|
||||
font-size: 1.0rem;
|
||||
line-height: 1.4;
|
||||
}
|
||||
section.erklaerung table {
|
||||
font-size: 0.9rem;
|
||||
}
|
||||
</style>
|
||||
|
||||
<!-- _class: invert -->
|
||||
@@ -86,7 +118,7 @@ section.glossar {
|
||||
Digital- und Medienwirtschaft
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||||
Hochschule der Medien Stuttgart
|
||||
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||||
**Wintersemester 2025/26**
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||||
**Sommersemester 2026**
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||||
|
||||
[https://librete.ch/hdm/223015c/](https://librete.ch/hdm/223015c/)
|
||||
|
||||
@@ -402,6 +434,31 @@ SPEAKER NOTES:
|
||||
|
||||
---
|
||||
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||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# TCP/IP-Modell – Vertiefung
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||||
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||||
Das TCP/IP-Modell entstand praktisch aus dem ARPANET (1970er), im Gegensatz zum theoretischen OSI-Modell (7 Schichten, 1984). TCP/IP hat sich durchgesetzt, weil es das reale Internet beschreibt.
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||||
|
||||
**Schicht-Aufgaben im Detail:**
|
||||
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||||
| Schicht | Frage | Protokolle | Geräte |
|
||||
|---------|-------|------------|--------|
|
||||
| 4 Anwendung | Was will ich? | HTTP, DNS, SMTP, FTP | – (Software) |
|
||||
| 3 Transport | Kommt es an? Welches Programm? | TCP, UDP | – (Software) |
|
||||
| 2 Internet | Welcher Rechner weltweit? | IP, ICMP | Router |
|
||||
| 1 Netzzugang | Wie zum Nachbarn? | Ethernet, WLAN, PPP | Switch, Access Point |
|
||||
|
||||
**OSI vs. TCP/IP:**
|
||||
- OSI Schicht 5–7 (Session, Presentation, Application) → TCP/IP Schicht 4
|
||||
- OSI Schicht 1–2 (Physical, Data Link) → TCP/IP Schicht 1
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||||
|
||||
**Warum Schichten?** Abstraktion. HTTP muss nicht wissen, ob Ethernet oder WLAN verwendet wird. Änderungen in einer Schicht betreffen andere nicht.
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||||
---
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||||
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||||
# Schichten verpacken Daten
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||||
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||||
```
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||||
@@ -461,6 +518,33 @@ SPEAKER NOTES:
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# Dateneinheiten & Encapsulation – Vertiefung
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||||
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||||
**Encapsulation** (Verkapselung): Jede Schicht fügt ihren Header hinzu, ohne den Inhalt der oberen Schicht zu verändern.
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||||
**Was jeder Header enthält:**
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||||
| Schicht | Einheit | Header-Inhalte |
|
||||
|---------|---------|----------------|
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||||
| Anwendung | Daten | HTTP-Header, Cookies, Content-Type |
|
||||
| Transport | Segment | Quell-/Zielport, Sequenznummer, Flags (SYN, ACK) |
|
||||
| Internet | Paket | Quell-/Ziel-IP, TTL, Protokoll (TCP=6, UDP=17) |
|
||||
| Netzzugang | Frame | Quell-/Ziel-MAC, EtherType, CRC-Prüfsumme |
|
||||
|
||||
**Overhead-Rechnung (1 Byte HTTP-Body):**
|
||||
- Ethernet: 14 + 4 Bytes (Header + Trailer)
|
||||
- IP: 20 Bytes (ohne Optionen)
|
||||
- TCP: 20 Bytes (ohne Optionen)
|
||||
- **Minimum: 58 Bytes für 1 Byte Nutzlast**
|
||||
|
||||
**Decapsulation:** Empfänger packt in umgekehrter Reihenfolge aus. Jede Schicht prüft ihren Header (z.B. CRC) und reicht Nutzdaten nach oben.
|
||||
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||||
---
|
||||
|
||||
# Warum ist das clever?
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||||
|
||||
**Ohne Schichten:**
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||||
@@ -640,6 +724,34 @@ SPEAKER NOTES:
|
||||
|
||||
---
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||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# IP, MAC, Port – Vertiefung
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||||
|
||||
Drei Adressebenen lösen drei verschiedene Probleme:
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||||
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||||
**IP-Adresse (Schicht 2 – Internet):**
|
||||
- Hierarchisch aufgebaut: Netzwerk-Teil + Host-Teil
|
||||
- Router lesen nur den Netzwerk-Teil für Routing-Entscheidungen
|
||||
- IPv4: 32 Bit (z.B. 192.168.1.1), IPv6: 128 Bit
|
||||
|
||||
**MAC-Adresse (Schicht 1 – Netzzugang):**
|
||||
- 48 Bit, vom Hersteller fest vergeben (theoretisch)
|
||||
- Erste 24 Bit = OUI (Organizationally Unique Identifier) = Hersteller
|
||||
- Nur relevant für den **nächsten Hop** – wird bei jedem Router ersetzt
|
||||
- ARP (Address Resolution Protocol) übersetzt IP → MAC
|
||||
|
||||
**Port (Schicht 3 – Transport):**
|
||||
- 16 Bit → 65.535 mögliche Ports
|
||||
- Well-Known Ports (0–1023): HTTP=80, HTTPS=443, SSH=22
|
||||
- Ephemeral Ports (49152–65535): Dynamisch für Client-Verbindungen
|
||||
|
||||
**Warum ändert sich nur MAC?** IP ist das Endziel (Brief-Adresse), MAC ist der aktuelle Bote (wer trägt den Brief gerade?).
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: lead -->
|
||||
|
||||
# Die Reise eines Klicks
|
||||
@@ -922,6 +1034,36 @@ SPEAKER NOTES:
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# 3-Way-Handshake – Vertiefung
|
||||
|
||||
Der Handshake synchronisiert **Sequenznummern** – essenziell für TCPs Zuverlässigkeit.
|
||||
|
||||
**Warum zufällige Startwerte (ISN)?**
|
||||
- Sicherheit: Verhindert Session-Hijacking durch Raten
|
||||
- Eindeutigkeit: Unterscheidet alte von neuen Verbindungen
|
||||
- ISN = Initial Sequence Number, vom OS zufällig gewählt
|
||||
|
||||
**TCP-Flags im Handshake:**
|
||||
|
||||
| Paket | Flags | Bedeutung |
|
||||
|-------|-------|-----------|
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||||
| 1 | SYN | Client will Verbindung, sendet seine ISN |
|
||||
| 2 | SYN+ACK | Server akzeptiert, sendet seine ISN, bestätigt Client-ISN+1 |
|
||||
| 3 | ACK | Client bestätigt Server-ISN+1 |
|
||||
|
||||
**Was passiert bei Problemen?**
|
||||
- Kein SYN-ACK → Client wiederholt SYN (Timeout)
|
||||
- SYN-Flood-Attacke: Millionen SYNs ohne ACK → Server-Ressourcen erschöpft
|
||||
- Schutz: SYN-Cookies (Server speichert keinen State bis ACK kommt)
|
||||
|
||||
**Verbindungsabbau:** 4-Way-Handshake (FIN → ACK → FIN → ACK) oder RST für sofortigen Abbruch.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Nach dem Handshake
|
||||
|
||||
**Status:** Die TCP-Verbindung steht.
|
||||
@@ -1429,6 +1571,38 @@ SPEAKER NOTES:
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# TCP vs. UDP – Vertiefung
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||||
|
||||
Beide sind Transport-Protokolle (Schicht 3), aber mit fundamental unterschiedlichen Garantien.
|
||||
|
||||
**TCP (Transmission Control Protocol):**
|
||||
- Verbindungsorientiert (Handshake vor Daten)
|
||||
- Sequenznummern → Reihenfolge garantiert
|
||||
- ACKs + Retransmission → Kein Datenverlust
|
||||
- Flow Control (Sliding Window) → Empfänger nicht überlasten
|
||||
- Congestion Control → Netzwerk nicht überlasten
|
||||
|
||||
**UDP (User Datagram Protocol):**
|
||||
- Verbindungslos (Fire-and-Forget)
|
||||
- Keine Sequenznummern, keine ACKs
|
||||
- Header nur 8 Bytes (TCP: 20+ Bytes)
|
||||
- Anwendung muss selbst für Zuverlässigkeit sorgen
|
||||
|
||||
| Anwendung | Protokoll | Grund |
|
||||
|-----------|-----------|-------|
|
||||
| HTTP/HTTPS | TCP | Vollständigkeit kritisch |
|
||||
| DNS | UDP | Kleine Pakete, schnelle Antwort |
|
||||
| Video-Streaming | UDP/QUIC | Latenz wichtiger als Perfektion |
|
||||
| Online-Gaming | UDP | Echtzeit, veraltete Daten nutzlos |
|
||||
|
||||
**QUIC:** Googles Protokoll kombiniert UDP-Geschwindigkeit mit TCP-ähnlicher Zuverlässigkeit (HTTP/3).
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Warum UDP bei Video-Calls?
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||||
|
||||
**Szenario:** Ein Paket geht verloren.
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||||
@@ -1508,6 +1682,37 @@ Das wird wichtiger, wenn ihr mit REST-APIs arbeitet.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# HTTP-Methoden – Vertiefung
|
||||
|
||||
HTTP-Methoden definieren die **Semantik** der Anfrage – was der Client vom Server erwartet.
|
||||
|
||||
**CRUD-Mapping (Create, Read, Update, Delete):**
|
||||
|
||||
| Methode | CRUD | Idempotent | Safe | Typischer Einsatz |
|
||||
|---------|------|------------|------|-------------------|
|
||||
| GET | Read | Ja | Ja | Ressource abrufen |
|
||||
| POST | Create | Nein | Nein | Formular, neue Ressource |
|
||||
| PUT | Update | Ja | Nein | Ressource vollständig ersetzen |
|
||||
| PATCH | Update | Nein | Nein | Ressource teilweise ändern |
|
||||
| DELETE | Delete | Ja | Nein | Ressource löschen |
|
||||
|
||||
**Idempotent:** Mehrfaches Ausführen hat denselben Effekt wie einmaliges (GET, PUT, DELETE).
|
||||
**Safe:** Ändert nichts am Server (nur GET, HEAD, OPTIONS).
|
||||
|
||||
**REST-Prinzip:** URLs identifizieren Ressourcen, Methoden definieren Aktionen.
|
||||
```
|
||||
GET /users/42 → Benutzer 42 abrufen
|
||||
PUT /users/42 → Benutzer 42 vollständig ersetzen
|
||||
DELETE /users/42 → Benutzer 42 löschen
|
||||
POST /users → Neuen Benutzer erstellen
|
||||
```
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: klausur -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
@@ -1543,6 +1748,31 @@ Status-Codes sagen euch, was passiert ist.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# HTTP Status-Codes – Vertiefung
|
||||
|
||||
Die erste Ziffer kategorisiert die Antwort:
|
||||
|
||||
| Bereich | Kategorie | Häufige Codes |
|
||||
|---------|-----------|---------------|
|
||||
| 1xx | Informational | 100 Continue, 101 Switching Protocols |
|
||||
| 2xx | Success | 200 OK, 201 Created, 204 No Content |
|
||||
| 3xx | Redirection | 301 Moved Permanently, 302 Found, 304 Not Modified |
|
||||
| 4xx | Client Error | 400 Bad Request, 401 Unauthorized, 403 Forbidden, 404 Not Found |
|
||||
| 5xx | Server Error | 500 Internal Error, 502 Bad Gateway, 503 Unavailable |
|
||||
|
||||
**Wichtige Unterscheidungen:**
|
||||
- **401 vs. 403:** 401 = nicht authentifiziert (wer bist du?), 403 = nicht autorisiert (du darfst nicht)
|
||||
- **301 vs. 302:** 301 = permanent umgezogen (Cache-fähig), 302 = temporär (nicht cachen)
|
||||
- **304 Not Modified:** Browser hat Cache, Server bestätigt: noch aktuell → spart Bandbreite
|
||||
|
||||
**API-Design:** Korrekte Status-Codes sind wichtig für Clients. `200` bei Fehler mit `{"error": "..."}` im Body ist schlechtes Design.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: klausur -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
@@ -1579,6 +1809,40 @@ Wie Encapsulation funktioniert.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# Netzwerk-Grundlagen – Vertiefung
|
||||
|
||||
Die vier Kernkonzepte für Web-Entwickler:
|
||||
|
||||
**1. DNS-Auflösung:**
|
||||
- Browser fragt DNS-Resolver (z.B. 8.8.8.8)
|
||||
- Rekursive Abfrage: Root → TLD → Authoritative
|
||||
- Caching auf jeder Ebene (TTL = Time To Live)
|
||||
|
||||
**2. TCP-Verbindungsaufbau:**
|
||||
- 3-Way-Handshake vor jeder HTTP-Anfrage (HTTP/1.1)
|
||||
- Keep-Alive: Verbindung bleibt offen für mehrere Requests
|
||||
- HTTP/2: Multiplexing – viele Requests über eine Verbindung
|
||||
|
||||
**3. HTTP Request/Response:**
|
||||
```
|
||||
Request: Methode + URL + Header + (Body)
|
||||
Response: Status + Header + Body
|
||||
```
|
||||
|
||||
**4. Schichten & Adressen:**
|
||||
| Was bleibt gleich? | Was ändert sich? |
|
||||
|-------------------|------------------|
|
||||
| Ziel-IP | MAC-Adressen (bei jedem Hop) |
|
||||
| Ports | – |
|
||||
|
||||
**Debugging:** Browser DevTools (F12 → Network) zeigt alle Requests, Timing, Header.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Werkzeuge zum Selbst-Erkunden
|
||||
|
||||
**Im Browser (F12 → Network-Tab):**
|
||||
@@ -1870,6 +2134,33 @@ Inline-Styles schlagen alles – außer !important, was ihr vermeiden solltet.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# CSS Spezifität – Vertiefung
|
||||
|
||||
Spezifität bestimmt, welche CSS-Regel gewinnt, wenn mehrere auf dasselbe Element zutreffen. Sie wird als 4-stellige Zahl berechnet: **(Inline, IDs, Klassen, Elemente)**.
|
||||
|
||||
**Berechnung:**
|
||||
|
||||
| Selektor | Inline | IDs | Klassen | Elemente | Gesamt |
|
||||
|----------|--------|-----|---------|----------|--------|
|
||||
| `p` | 0 | 0 | 0 | 1 | 0,0,0,1 |
|
||||
| `.info` | 0 | 0 | 1 | 0 | 0,0,1,0 |
|
||||
| `p.info` | 0 | 0 | 1 | 1 | 0,0,1,1 |
|
||||
| `#header` | 0 | 1 | 0 | 0 | 0,1,0,0 |
|
||||
| `#header .nav a` | 0 | 1 | 1 | 1 | 0,1,1,1 |
|
||||
|
||||
**Wichtige Regeln:**
|
||||
- Eine Klasse (0,0,1,0) schlägt **jede Anzahl** von Elementen (0,0,0,99)
|
||||
- Eine ID schlägt jede Anzahl von Klassen
|
||||
- `!important` bricht alles → vermeiden, da schwer zu überschreiben
|
||||
|
||||
**Best Practice:** Flache Spezifität anstreben. BEM-Methodik (`.block__element--modifier`) hält Spezifität gleichmäßig niedrig.
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Box-Modell
|
||||
|
||||
```
|
||||
@@ -2117,6 +2408,37 @@ Das Gegenteil wäre Desktop First mit max-width – aber Mobile First ist heute
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
<!-- _class: erklaerung -->
|
||||
<!-- _header: '' -->
|
||||
<!-- _footer: '' -->
|
||||
|
||||
# Responsive Design – Vertiefung
|
||||
|
||||
**Mobile First** ist der Standard: Basis-CSS für kleine Screens, dann Erweiterungen für größere.
|
||||
|
||||
**Breakpoints (gängige Werte):**
|
||||
|
||||
| Breakpoint | Gerät | Media Query |
|
||||
|------------|-------|-------------|
|
||||
| < 576px | Smartphone (Portrait) | Basis (kein Query) |
|
||||
| ≥ 576px | Smartphone (Landscape) | `@media (min-width: 576px)` |
|
||||
| ≥ 768px | Tablet | `@media (min-width: 768px)` |
|
||||
| ≥ 992px | Desktop | `@media (min-width: 992px)` |
|
||||
| ≥ 1200px | Large Desktop | `@media (min-width: 1200px)` |
|
||||
|
||||
**Viewport-Meta-Tag (kritisch!):**
|
||||
```html
|
||||
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
|
||||
```
|
||||
Ohne diesen Tag ignorieren mobile Browser eure Media Queries und rendern die Desktop-Version verkleinert.
|
||||
|
||||
**Moderne Alternativen zu Media Queries:**
|
||||
- `clamp()`: `font-size: clamp(1rem, 2vw, 2rem);`
|
||||
- Container Queries: Reagieren auf Container-Größe statt Viewport
|
||||
- CSS Grid `auto-fit`/`auto-fill`: Automatisches Responsive Layout
|
||||
|
||||
---
|
||||
|
||||
# Zusammenfassung CSS
|
||||
|
||||
**Selektoren:**
|
||||
|
||||
@@ -4,7 +4,7 @@ theme: gaia
|
||||
paginate: true
|
||||
backgroundColor: #fff
|
||||
header: "Grundlagen IT- und Internettechnik (223015c)"
|
||||
footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
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footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – SoSe 2026"
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title: "Kapitel 3: Interaktivität & JavaScript"
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Digital- und Medienwirtschaft
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Hochschule der Medien Stuttgart
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