223015b phase 0+1+2: klausur-themen-tableau (9 blöcke nach D1-D4-lock: alles drin, zukunft raus, JPEG volle DCT-tiefe, granular), 33 operative lernziele (fließsatz, default verstehen/unterscheiden, kein bloom-tag, alltagsanker wo sinnvoll, L1.5 KB/KiB nicht mehr apply sondern einordnen), 5 kapitel-bögen mit advance organizers und folien-skeletten (kap1 datenfundamentale ~40 slides, kap2 kompression ~22, kap3 inhalte ~50, kap4 speicher/schnittstellen ~30, kap5 distribution/metadaten ~25), pro bogen: bedienter klausur-block + lernziel-bezug pro folie + berührungspunkt + reuse/neu-markierung der visualisierungen + streichungsliste mit begründungen + hands-on
This commit is contained in:
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# Lernziele 223015b — Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien
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**Status:** Vorschlag für Dozent-Review (Phase 1, 2026-05-14)
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**Kurs-Fokus:** Dateien und Inhalte
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**Klausur-Blöcke gelockt:** 9 Blöcke (siehe `docs/klausur-themen-2026.md`)
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Die Lernziele sind als **Vorschläge** formuliert — der Dozent setzt die endgültige Latte. Default-Ambitionslevel: Verstehen/Unterscheiden/Einordnen, nicht Berechnen.
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## Meta-Lernziele (aus CLAUDE.md)
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- Studierende legen gelernte Hilflosigkeit ab. Technik ist kein Mysterium.
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- Studierende verknüpfen das Material mit ihrer eigenen Lebenswelt.
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- Studierende verfügen über erstes fundiertes Wissen und Gefühl für Technik.
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## Operative Lernziele pro Klausur-Block
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### Block 1 — Datenfundamentale
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- Studierende können den Wert einer Byte-Zahl in Binär, Dezimal und Hex erkennen und zuordnen, in welcher Schreibweise sie ihnen typischerweise begegnet (CSS-Farbcodes, Hex-Editor, Programmcode).
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- Studierende können die Beziehung zwischen Bit, Byte, Nibble und Hex-Ziffer erklären.
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- Studierende können nachvollziehen, warum ein deutscher Umlaut in UTF-8 mehr Speicher braucht als ein englischer Buchstabe und ein Emoji noch mehr.
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- Studierende können in einem Hex-Dump die ersten Byte einer Datei als Format-Signatur erkennen und daraus das Dateiformat ableiten.
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- Studierende können einordnen, warum eine als „1 TB" verkaufte SSD im Betriebssystem als „931 GB" erscheint.
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### Block 2 — Vom Signal zum Byte
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- Studierende können Abtastung und Quantisierung am Beispiel einer Audio-Aufnahme erklären.
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- Studierende können die Größenordnung des Speicherbedarfs einer Audio-Aufnahme aus Abtastrate und Bittiefe abschätzen.
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- Studierende können einordnen, warum CDs mit 44,1 kHz abgetastet werden und nicht mit weniger.
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- Studierende können Aliasing als Phänomen erkennen — sowohl als Klang-Artefakt in alten MP3s als auch als Moiré-Muster auf Hemden im Fernsehen.
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### Block 3 — Kompression: Prinzipien
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- Studierende können verlustfreie und verlustbehaftete Kompression bei Text, Audio, Bild und Video unterscheiden.
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- Studierende können an einem einfachen Muster zeigen, wie Lauflängenkodierung (RLE) Wiederholungen kompakter darstellt.
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- Studierende können für ein Anwendungsszenario (Foto-Backup, Streaming, Code-Archiv) begründen, ob Lossless oder Lossy sinnvoller ist.
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- Studierende können Psychoakustik und Psychovisualität als Grundlage einordnen, warum Lossy-Kompression überhaupt funktioniert.
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### Block 4 — Bilder: Raster und Vektor
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- Studierende können Raster- und Vektorgrafiken anhand von Skalierungsverhalten und typischen Anwendungen unterscheiden (Logo vs Foto).
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- Studierende können die sechs Stationen der JPEG-Pipeline benennen und je in einem Satz erklären, was dort passiert (Farbraum → Subsampling → Blöcke → DCT → Quantisierung → Huffman).
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- Studierende können erklären, was eine Quantisierungstabelle bei JPEG bewirkt und warum hohe Frequenzen zuerst geopfert werden.
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- Studierende können für ein Bildanliegen (Logo, Foto, Screenshot, Icon, animierte Reaktion) das passende Format begründet auswählen.
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- Studierende können einordnen, warum sich WebP schneller verbreitet hat als JPEG XL, obwohl JPEG XL technisch im Vorteil ist.
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### Block 5 — Audio
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- Studierende können den MP3-Trick (Maskierung, Hörschwelle) als gezieltes Auslassen für Menschen unhörbarer Anteile erklären.
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- Studierende können die Spotify-Streaming-Bitrate-Stufen (Normal/Hoch/Sehr hoch) mit dem hörbaren Qualitätsunterschied und dem Datenvolumen verknüpfen.
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- Studierende können für ein Audio-Anliegen (Spotify-Stream, Studio-Master, Sprachnachricht, Podcast) das passende Format begründet auswählen.
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### Block 6 — Video
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- Studierende können Container und Codec trennen: eine .mp4-Datei ist nur die Hülle, drinnen können H.264, H.265 oder AV1 stecken.
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- Studierende können I-, P- und B-Frames auseinanderhalten und erklären, warum Video so viel besser komprimiert als eine Folge einzelner Bilder.
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- Studierende können einordnen, warum AV1 als offener Standard gegen die Patent-Pools von H.265 entstanden ist (Alliance for Open Media).
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- Studierende können die Größenordnung der Bitrate eines 4K-Streams gegen die übliche Internet-Bandbreite stellen.
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### Block 7 — Speichermedien
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- Studierende können HDD und SSD anhand von Mechanik, Latenz, Lebensdauer und Preis pro Terabyte unterscheiden.
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- Studierende können für ein Anwendungsszenario (OS-Disk, Foto-Archiv, Server-Storage, Backup-Medium) HDD oder SSD begründet wählen.
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- Studierende können die wichtigsten Filesystem-Familien (FAT32, exFAT, NTFS, APFS, ext4) ihren typischen Anwendungsbereichen zuordnen.
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- Studierende können die 3-2-1-Backup-Regel erklären und auf den eigenen Foto-Archiv-Fall anwenden.
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### Block 8 — Schnittstellen
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- Studierende können bei einer USB-C-Verbindung zwischen Stecker, Kabel und Protokoll unterscheiden und erklären, warum nicht jedes USB-C-Kabel jeden USB-C-Anwendungsfall trägt.
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- Studierende können für ein Anwendungsszenario (4K-Monitor anschließen, SD-Karte auslesen, Laptop laden) die passende Schnittstelle wählen.
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- Studierende können HDMI, DisplayPort, Thunderbolt, Ethernet und WiFi anhand typischer Bandbreite und Anwendung einordnen.
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### Block 9 — Distribution & Metadaten
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- Studierende können das CDN-Prinzip am Beispiel Netflix Open Connect erklären (PoPs, Edge-Caching, geografische Verteilung).
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- Studierende können bei einer REST-API erkennen, welche Operation (GET/POST/PUT/DELETE) zu welcher Absicht passt.
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- Studierende können in EXIF- oder ID3-Metadaten enthaltene Informationen als Privacy-Risiko erkennen (McAfee-GPS-Fall, Blair-PDF-Fall).
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- Studierende können Vendor-Lockin-Effekte proprietärer Formate (Adobe PSD, Apple .pages) als Risiko einordnen.
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## Kapitel-Mapping (5 Kapitel)
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| Kap | Titel | bedient Blöcke | Kern-Bogenkonzept |
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| **01** | Datenfundamentale + Signal zum Byte | Block 1 + 2 | Zahlen, Notation, Encoding, Sampling — die Atome |
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| **02** | Kompression: Prinzipien und Pipelines | Block 3 | Redundanz vs Irrelevanz, RLE und Psycho-* |
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| **03** | Inhalte: Bild, Audio, Video | Block 4 + 5 + 6 | Pipelines + Format-Wahl |
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| **04** | Speicher und Schnittstellen | Block 7 + 8 | Wie Bytes physikalisch existieren und reisen |
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| **05** | Distribution und Metadaten | Block 9 | Wie Bytes zur Endnutzerin kommen, was sie verraten |
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## Validierungs-Status
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- [x] Pro Block 3–5 Vorschläge
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- [x] Default-Ambitionslevel: Verstehen/Unterscheiden, nicht Berechnen
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- [x] Anker im Studierenden-Alltag wo sinnvoll
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- [ ] Dozent-Review und Lock
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- [ ] Phase 2: Folien-Skelett pro Kapitel
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# Kapitel 1 — Datenfundamentale + Signal zum Byte
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**Bedient Klausur-Blöcke:** 1 (Datenfundamentale) + 2 (Vom Signal zum Byte)
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**Slide-Budget:** ~40 (90-min-Termin)
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## Bogen
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Eine Stunde, eine Frage: **„Was steckt in einer Datei, und wie kommt es da rein?"**
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1. Wir öffnen mit dem Alltag: Foto, Sprachnachricht, PDF. Drei vertraute Dinge — alle haben dasselbe Innenleben.
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2. Wir machen eine Datei roh auf (Hex-Editor) und sehen: Zahlen. Nichts als Zahlen.
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3. Wir lernen die Zahlen lesen (Bit/Byte/Hex als drei Schreibweisen einer Sache).
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4. Wir lernen, was die Zahlen *bedeuten* (ASCII → Unicode → Magic Numbers).
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5. Pivot: aber wie kommen die Zahlen überhaupt in die Datei? Wenn man ein Foto macht, eine Stimme aufnimmt — Signal aus der Welt → Zahl.
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6. Sampling und Quantisierung — die zwei Schritte, die jedes Signal digitalisieren.
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7. Rechnung am CD-Beispiel, Nyquist-Theorem als Begründung warum gerade 44,1 kHz.
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8. Aliasing als „was schiefgehen kann" — Audio-Knack und Moiré als gleiches Phänomen in zwei Modalitäten.
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## Advance Organizer (Eröffnungs-Folie, NEU)
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Visuelles Schema, das den ganzen Bogen zeigt — keine konkrete Datei, sondern die Bewegung:
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```
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Welt (analog) Datei (Byte-Strom) Mensch (Bedeutung)
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╲ ╱╲ ╱
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╲ Sampling + ╱ ╲ Notation (Hex) ╱
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╲ Quantisierung ╱ ╲ Encoding (ASCII/UTF-8) ╱
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╲ ╱ ╲ Format (Magic Numbers) ╱
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▼ ▼ ▼ ▼
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000101001001010001001110010100100111100100...
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```
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Aussage: dieses Kapitel überbrückt zwei Richtungen — *rein* (analog → digital) und *raus* (digital → bedeutsam). Beide treffen sich am Byte.
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→ neue Demo-Datei: `docs/223015b/assets/demos/kap01-advance-organizer.html`
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## Folien-Skelett
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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| 1 | Cover | Kapitel 1 — Datenfundamentale | — | — | reuse cover |
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| 2 | Lead | Was steckt in einer Datei? | Kapitel-Hook | Foto · Sprachnachricht · PDF | NEU collage |
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| 3 | Inhalt | Drei Dateien — dasselbe Innenleben | Hook | derselbe Trio | NEU mit Hex-Preview |
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| 4 | Advance Organizer | Welt → Datei → Bedeutung | Roter Faden | — | **NEU kap01-advance-organizer** |
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| 5 | Demo | WTF!? Rohe Bytes einer PNG-Datei | Schock-Hook | — | reuse matrix-code bg |
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| 6 | Inhalt | Eine Datei ist ein Byte-Strom | L1.2 | — | — |
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| 7 | Inhalt | Was ist ein Byte? 8 Bit, 256 Zustände | L1.2 | — | reuse why-8-bit |
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| 8 | Inhalt | Drei Schreibweisen, eine Zahl | L1.1 | — | reuse byte-fuer-byte |
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| 9 | Demo | Byte → Nibble → Hex | L1.1, L1.2 | — | reuse byte-nibble-hex |
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| 10 | Demo | Hex ↔ Dezimal-Tabelle | L1.1 | — | reuse hex-dec-table |
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| 11 | Inhalt | Lesbarkeit: 01010000 vs 50 | L1.1 | CSS-Farbe `#FF5733` | — |
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| 12 | Inhalt | Wo trifft man Hex im Alltag | L1.1 | CSS · MAC · Errorcode · Unicode | reuse hex-im-alltag-table |
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| 13 | Demo | Bin/Hex/ASCII parallel | L1.1, L1.3 | — | reuse byte-flow |
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| 14 | Demo | 8 Byte einer PNG, drei Sichten | L1.3, L1.4 | — | reuse three-views |
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| 15 | Lead | Was bedeutet die Zahl 80? | Übergang zu Encoding | — | — |
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| 16 | Inhalt | ASCII (1963, 7 Bit, 128 Zeichen) | L1.3 | — | reuse ascii-table |
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| 17 | Inhalt | ASCII reicht für Englisch — aber? | L1.3 | ä, é, 中, 🌸 | — |
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| 18 | Inhalt | Unicode + UTF-8 (1991, variable Länge) | L1.3 | — | — |
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| 19 | Demo | Byte zählen: 29 Zeichen, 42 Byte | L1.3 | „Hello·🌸·こんにちは" | reuse byte-zählen-tabelle |
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| 20 | Lead | Wie weiß der Computer was das ist? | Übergang zu Magic | — | — |
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| 21 | Inhalt | Magic Numbers — erste Byte verraten Format | L1.4 | 89 50 4E 47 = PNG | reuse what-the-hex |
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| 22 | Demo | Echte Datei im Hex-Editor | L1.4 | hexed.it im Browser | reuse hex-code |
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| 23 | Demo | Zoom: ein Byte „P" | L1.1, L1.4 | — | reuse 8bit-P-character |
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| 24 | Hands-On | hex-Datei identifizieren | L1.4 | — | bestehende Übung |
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| 25 | Inhalt | KB vs KiB — warum 931 GB? | L1.5 | 1-TB-SSD-Etikett | NEU diagram |
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| 26 | Inhalt | Dateneinheiten-Übersicht | L1.5 | — | reuse dateneinheiten-table |
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| 27 | **Pivot** | Aber wie kommen die Bytes da rein? | Strang-Wechsel | — | NEU split-pivot-folie |
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| 28 | Inhalt | Analog vs Digital — Druckwelle als Beispiel | L2.1 | — | reuse druckwelle |
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| 29 | Inhalt | Sampling: Wie oft messen wir? | L2.1 | — | reuse sampling |
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| 30 | Demo | Sampling-Animation | L2.1 | — | reuse sampling-grid |
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| 31 | Inhalt | Quantisierung: Wie genau? | L2.1 | — | reuse quantisierung |
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| 32 | Demo | Quantisierungsstufen | L2.1 | — | reuse quantisierung-stufen |
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| 33 | Inhalt | Datenrate = Abtastrate × Bittiefe × Kanäle | L2.2 | CD-Audio · Spotify | — |
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| 34 | Inhalt | CD-Audio: 44,1 kHz × 16 bit × 2 = 1,4 Mbit/s | L2.2 | — | — |
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| 35 | Inhalt | Nyquist-Theorem | L2.3 | — | NEU nyquist-diagram |
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| 36 | Inhalt | Warum gerade 44,1 kHz | L2.3 | — | — |
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| 37 | Inhalt | Aliasing — wenn Sampling zu grob | L2.4 | Klang-Knack · Moiré | NEU aliasing-paar (audio + bild) |
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| 38 | Demo | Aliasing live: Spotify-Bitrate-Vergleich | L2.4 | Spotify-Stream-Setting | NEU oder reuse |
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| 39 | Hands-On | Audacity-Sample-Rate-Vergleich | L2.1, L2.4 | — | bestehende Übung |
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| 40 | Zusammenfassung | Was wir in 90 Minuten gelernt haben | alle | — | NEU summary-organizer |
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## Hands-On Übungen (mindestens eine, hier zwei)
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- **Übung 1 (~10 min):** In hexed.it eine vom Dozenten bereitgestellte Datei ohne Endung öffnen, anhand der ersten Byte das Format identifizieren. Spielt L1.4 (Magic Numbers).
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- **Übung 2 (~10 min):** In Audacity eine kurze Aufnahme machen, dann auf 8 kHz / 22 kHz / 44,1 kHz resamplen und hören. Spielt L2.1, L2.3, L2.4.
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## Streichungs-Liste (Folien aus dem aktuellen Stand, die wegfallen)
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Aus dem aktuellen `01-grundlagen-text-audio.md` (~120 Slides) werden in der neuen Version Folgendes gestrichen oder verlagert:
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- **Datenwachstum der Menschheit / Zettabyte** — gehört konzeptuell in Kap 0 (Intro/Motivation), nicht in Datenfundamentale
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- **Bandbreite-Mathematik-Slides** (3 Stück) — gehört in Speicher/Schnittstellen-Kapitel, nicht hier
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- **Upload Flaschenhals** — gehört in Speicher-/Schnittstellen-Kapitel
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- **Kompressionsraten Tabelle** + **Album-MB-Größe** + **Artemis-Slide** — gehört in Kapitel 2 (Kompression), nicht in Fundamentale
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- **„Verlustfreie/Verlustbehaftete Kompression"-Folien** (3 Slides + Vergleichstabelle) — gehört in Kapitel 2
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- **Vertiefungs-Folie Kompression mit Shannon-Entropy** — Klausurirrelevant, raus
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- **Bit/Byte Verwirrung (Mbit/s)** — gehört in Speicher/Schnittstellen
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- **CD-Audio Vertiefung** — eindampfen oder als Speaker-Note in Folie 34
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- **AI-generierte Inhalte 2025** — out (Zukunfts-Thema, per D2 gelockt)
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- **Bilder-Aspekt Folien (Pixel-Berechnungen)** — gehört in Kapitel 3 (Bilder)
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- **„Lossless für 35 Sek = 10 MB"-Audio-Beispiele** — eindampfen
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- **Diverse Vertiefungen die Hauptfolien wörtlich wiederholen** — alle raus (Mayer Redundancy)
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Geschätzte Reduktion: 120 → 40 Slides (-67%).
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## Visualisierungen — neu zu bauen
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| Demo-Datei | Was zeigt sie | Stil-Referenz |
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|------------|---------------|---------------|
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| `kap01-advance-organizer.html` | Welt → Datei → Bedeutung Schema | `three-views.html` |
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| `kb-vs-kib.html` | „1 TB" verkauft vs „931 GB" angezeigt | neue Tabelle + Erklärung |
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| `nyquist-diagram.html` | Sampling-Frequenz vs Signal-Frequenz | wissenschaftliches Diagramm |
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| `aliasing-paar.html` | Aliasing in Audio + Moiré in Bild parallel | zweispaltig |
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| `pivot-signal-zu-byte.html` | „aber wie kommen die Bytes rein?" — Übergangsbild | NEU |
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| `summary-organizer.html` | Zusammenfassung am Kapitel-Ende | reuse advance-organizer-Stil, alle Konzepte erfüllt |
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Reuse-Demos (alle in `slides/223015b/assets/demos/`):
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- byte-fuer-byte, byte-nibble-hex, hex-dec-table, byte-flow, three-views
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- why-8-bit, ascii-table-colored, hex-code, 8bit-P-character
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## Validierungs-Status
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- [x] Bogen formuliert (eine Stunde, eine Frage)
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- [x] Advance Organizer skizziert
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- [x] Folien-Skelett mit Lernziel-Bezug pro Folie
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- [x] Mindestens ein Hands-On (hier zwei)
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- [x] Streichungsliste mit Begründungen
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- [x] Visualisierungs-TODO mit Reuse-Markierung
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||||
- [ ] Dozent-Review und Lock
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- [ ] Phase 3: Visualisierungen bauen
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- [ ] Phase 4: Folien schreiben
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@@ -0,0 +1,100 @@
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# Kapitel 2 — Kompression: Prinzipien und Pipelines
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**Bedient Klausur-Block:** 3 (Kompression: Prinzipien)
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**Slide-Budget:** ~22 (90-min-Termin, das kürzeste Kapitel — Vorbereitung für Kapitel 3)
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## Bogen
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Eine Stunde, eine Frage: **„Wie machen wir Daten kleiner — und was darf dabei verloren gehen?"**
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1. Wir öffnen mit dem Alltag: WhatsApp-Bild vs Original-Foto (Dateigröße-Schock).
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2. Zwei fundamental verschiedene Wege werden eingeführt: Redundanz raus (verlustfrei) vs Irrelevanz raus (verlustbehaftet).
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3. Verlustfrei wird an RLE durchgespielt — manuell, am Whiteboard, anfassbar.
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4. Verlustbehaftet wirft die Frage auf: was darf verloren gehen? Antwort kommt aus der Wahrnehmungsforschung — Psychoakustik (Audio), Psychovisualität (Bild). Hier nur das Prinzip, die Pipelines folgen in Kap 3.
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5. Entscheidungsmatrix für den Alltag: Foto-Archiv (Lossless), Streaming (Lossy), Code-Repo (Lossless), Backup (kommt drauf an).
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6. Hands-On: ZIP-Test mit drei Dateitypen, der zeigt warum schon-komprimierte Dateien nicht weiter komprimieren.
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## Advance Organizer
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```
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Daten sind unhandlich.
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│
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┌───────────┴───────────┐
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▼ ▼
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VERLUSTFREI VERLUSTBEHAFTET
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Redundanz raus Irrelevanz raus
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(umkehrbar) (nicht umkehrbar)
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│ │
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RLE · Huffman Psychoakustik (MP3)
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ZIP · PNG · FLAC Psychovisualität (JPEG)
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│ │
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└───────────┬───────────┘
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▼
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Wann was?
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(Entscheidungsmatrix)
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```
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→ neue Demo-Datei: `kap02-kompression-bogen.html`
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## Folien-Skelett
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 1 | Cover | Kapitel 2 — Kompression | — | — | reuse cover |
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| 2 | Lead | Daten sind unhandlich | Hook | WhatsApp · Spotify · ZIP | — |
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| 3 | Inhalt | Foto-Größenschock | Hook | Original 12 MB → WhatsApp 200 KB | NEU vergleich |
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| 4 | Advance Organizer | Zwei Wege der Kompression | Roter Faden | — | **NEU kap02-bogen** |
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| 5 | Lead | Verlustfrei (Lossless) | L3.1 | — | — |
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| 6 | Inhalt | Prinzip: Redundanz raus, umkehrbar | L3.1 | — | — |
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| 7 | Demo | RLE manuell: AAAAABBBCCCCCCCC → 5A3B8C | L3.2 | — | reuse RLE-Beispiel |
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| 8 | Inhalt | Wo wird Lossless eingesetzt | L3.1, L3.3 | ZIP · PNG · FLAC · RAW | — |
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| 9 | Inhalt | LV-Tasche-Analogie: Original vs Fälschung | L3.1 | — | reuse lv-original-vs-fake |
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| 10 | Lead | Verlustbehaftet (Lossy) | L3.1 | — | — |
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||||
| 11 | Inhalt | Prinzip: Irrelevanz raus, nicht umkehrbar | L3.1, L3.4 | Spotify-Stream | — |
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| 12 | Inhalt | Was nimmt ein Mensch nicht wahr? | L3.4 | — | — |
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| 13 | Inhalt | Psychoakustik: Maskierung, Hörschwelle | L3.4 | Vorgriff auf MP3 | NEU psychoakustik-grafik |
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| 14 | Inhalt | Psychovisualität: Luminanz vor Chrominanz | L3.4 | Vorgriff auf JPEG | NEU psychovisualität-grafik |
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| 15 | Inhalt | Wo wird Lossy eingesetzt | L3.1, L3.3 | MP3 · JPEG · H.264 · WebP | — |
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| 16 | Klausur | Vergleichstabelle Lossless vs Lossy | L3.1, L3.3 | — | reuse vergleichstabelle |
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| 17 | Demo | Bild in 100% / 50% / 10% Qualität | L3.3 | — | reuse jpeg-qualität-vergleich |
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| 18 | Inhalt | Kompressionsraten in der Praxis | L3.1 | Song 10× · Foto 12× · 4K-Video 120× | reuse kompressionsraten-tabelle |
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| 19 | Inhalt | Wann verwendet man was? | L3.3 | Foto-Archiv · Stream · Code · Backup | NEU entscheidungsmatrix |
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| 20 | Hands-On | ZIP-Test: txt vs bmp vs jpeg | L3.1, L3.2, L3.3 | — | — |
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| 21 | Inhalt | Warum komprimiert ZIP-auf-JPEG nicht mehr | L3.1, L3.2 | — | — |
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| 22 | Zusammenfassung | Was wir gelernt haben | alle B3 | — | NEU summary |
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## Hands-On Übung
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- **ZIP-Test (~10 min):** Drei Dateien gleicher Originalgröße zippen: (a) Textdatei mit wiederholten Mustern, (b) unkomprimierte BMP, (c) JPEG. Vergleich der ZIP-Größen liefert die Aha-Erkenntnis: schon-komprimierte Dateien lassen sich nicht weiter komprimieren (Entropie-Grenze ohne Mathematik).
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## Streichungs-Liste (Verlagerungen aus Kap 1)
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Aktuell stehen diese Inhalte in `01-grundlagen-text-audio.md` und werden hierher verschoben (nicht erfunden):
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- Verlustfreie/Verlustbehaftete Kompression (3 Slides + Vergleichstabelle)
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- Kompressionsraten-in-der-Praxis-Tabelle
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- LV-Original-vs-Fake-Bridge-Folie
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Diese Vertiefungen entfallen:
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- Vertiefungs-Slide „Claude Shannon Entropie"-Math — Klausurirrelevant, raus
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- „Cola-Sirup für Sodastream"-Analogie-Sammlung in Speaker-Notes — Auswahl reduzieren auf max 2 Analogien
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## Visualisierungen — neu zu bauen
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| Demo-Datei | Was zeigt sie |
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|------------|---------------|
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| `kap02-bogen.html` | Advance Organizer für Kompression |
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| `psychoakustik-grafik.html` | Maskierung visualisieren (lauter Ton überdeckt leisen) |
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| `psychovisualität-grafik.html` | Luminanz-Detail vs Chrominanz-Detail nebeneinander |
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| `entscheidungsmatrix-kompression.html` | Wann-was-Tabelle (Archiv/Stream/Code/Backup) |
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| `summary-kap02.html` | Zusammenfassung |
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Reuse: lv-original-vs-fake, RLE-Beispiel, kompressionsraten-tabelle, vergleichstabelle (alle in Bestand).
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## Validierungs-Status
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- [x] Bogen formuliert
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- [x] Advance Organizer skizziert
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- [x] Folien-Skelett mit Lernziel-Bezug
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- [x] Hands-On geplant
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- [x] Verlagerungen aus Kap 1 dokumentiert
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- [ ] Dozent-Review und Lock
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@@ -0,0 +1,174 @@
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# Kapitel 3 — Inhalte: Bild, Audio, Video
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**Bedient Klausur-Blöcke:** 4 (Bilder) + 5 (Audio) + 6 (Video)
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**Slide-Budget:** ~50 (das umfangreichste Kapitel, ggf. 2 Vorlesungstermine)
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## Bogen
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Eine längere Sitzung (oder zwei), eine Linie: **„Drei Modalitäten — Bild, Audio, Video — drei Pipelines, drei Format-Politiken. Was passiert technisch und was politisch, und wie wählt man im Alltag?"**
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1. Wir öffnen damit, dass *alle drei* Modalitäten Lossy-Kompression nutzen — und dass diese Lossy-Kompression nur funktioniert weil sie Wahrnehmungs-Lücken ausnutzt. Brücke zu Kapitel 2 (Psychoakustik/Psychovisualität).
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2. **Bilder** zuerst — am stärksten visualisierbar, JPEG-Pipeline ist die didaktische Königsdisziplin. Alle 6 Schritte durchspielen.
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3. **Audio** als zweite Modalität — MP3-Trick konkret, Spotify-Stufen am Handy, Format-Wahl-Matrix.
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||||
4. **Video** als „Bild + Zeit". Container/Codec-Trennung als entscheidendes Konzept. I/P/B-Frames. Patent-Politik (AV1 vs HEVC) als Industrie-Geschichte.
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## Advance Organizer
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```
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Wahrnehmung als Hebel (aus Kap 2)
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│
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┌───────────┼───────────┐
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▼ ▼ ▼
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BILD AUDIO VIDEO
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│ │ │
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Raster/Vektor Sampling Container
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JPEG-Pipeline MP3-Trick + Codec
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Format-Wahl Format-Wahl I/P/B
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│ │ │
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└───────────┴───────────┘
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│
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||||
Patent · Adoption · Politik
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(JPEG XL · WebP · AV1)
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```
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→ neue Demo-Datei: `kap03-modalitäten-bogen.html`
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## Folien-Skelett
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### Eröffnung (3 Slides)
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 1 | Cover | Kapitel 3 — Inhalte: Bild, Audio, Video | — | — | reuse |
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| 2 | Lead | Drei Modalitäten, ein Prinzip | Hook | Instagram · Spotify · YouTube | NEU collage |
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| 3 | Advance Organizer | Wahrnehmung als gemeinsamer Hebel | Roter Faden | — | **NEU kap03-bogen** |
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### Sub-Sektion A — Bilder (18 Slides, bedient Block 4)
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 4 | Lead | Bilder | — | — | — |
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| 5 | Inhalt | Pixel — ein Bild als Zahlen-Gitter | L4.1 | Smartphone-Foto-Auflösung | NEU pixel-gitter |
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||||
| 6 | Inhalt | Rastergrafik: viele Pixel | L4.1 | Smartphone-Foto | NEU raster-zoom |
|
||||
| 7 | Inhalt | Vektorgrafik: mathematische Anweisungen | L4.1 | Logo · Icon | NEU vektor-skalierung |
|
||||
| 8 | Klausur | Raster vs Vektor (Tabelle + Skalierung) | L4.1 | — | reuse vergleichs-tabelle |
|
||||
| 9 | Inhalt | Wann welches? | L4.1, L4.4 | Logo (V), Foto (R), Icon (V) | — |
|
||||
| 10 | Lead | JPEG: das Foto-Workhorse seit 1992 | — | — | — |
|
||||
| 11 | Inhalt | JPEG-Pipeline-Übersicht (6 Schritte) | L4.2 | — | NEU pipeline-übersicht |
|
||||
| 12 | Inhalt | Schritt 1: RGB → Y'CbCr (Farbraumkonversion) | L4.2 | — | reuse yuv-zerlegung |
|
||||
| 13 | Inhalt | Schritt 2: Chroma-Subsampling 4:2:0 | L4.2 | — | NEU chroma-subsampling-grafik |
|
||||
| 14 | Inhalt | Schritt 3: 8×8 Blöcke | L4.2 | — | NEU block-aufteilung |
|
||||
| 15 | Inhalt | Schritt 4: DCT (Diskrete Kosinus-Transformation) | L4.2, L4.3 | — | NEU dct-frequenzraum |
|
||||
| 16 | Inhalt | Schritt 5: Quantisierung | L4.2, L4.3 | — | NEU quantisierungstabelle |
|
||||
| 17 | Inhalt | Schritt 6: Huffman-Coding | L4.2 | — | NEU huffman-zip |
|
||||
| 18 | Klausur | Die 6 Schritte als Memo-Liste | L4.2 | — | NEU |
|
||||
| 19 | Demo | JPEG-Artefakte sichtbar machen | L4.2, L4.3 | Squoosh im Browser | reuse jpeg-artifacts |
|
||||
| 20 | Lead | Andere Bildformate | — | — | — |
|
||||
| 21 | Inhalt | PNG · GIF · WebP · AVIF · SVG | L4.4 | — | reuse format-grid |
|
||||
| 22 | Klausur | Wann-welches-Format-Matrix | L4.4 | Logo · Foto · Screenshot · Icon · Animation | NEU entscheidungsmatrix |
|
||||
| 23 | Inhalt | Patent-Politik: warum WebP > JPEG XL | L4.5 | Chrome-Adoption · Apple | NEU patent-zeitleiste |
|
||||
|
||||
### Sub-Sektion B — Audio (8 Slides, bedient Block 5)
|
||||
|
||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|
||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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||||
| 24 | Lead | Audio | — | — | — |
|
||||
| 25 | Inhalt | Sampling + Bittiefe Recap | L5.1 | aus Kap 1 | — |
|
||||
| 26 | Inhalt | MP3-Trick: Maskierung | L5.1 | — | NEU maskierung-grafik |
|
||||
| 27 | Inhalt | MP3-Trick: Hörschwelle | L5.1 | — | NEU hörschwelle-grafik |
|
||||
| 28 | Inhalt | Bitrate-Stufen 128/192/320 kbit/s | L5.2 | Spotify-Setting | NEU bitrate-vergleich |
|
||||
| 29 | Inhalt | Audio-Format-Landschaft | L5.3 | WAV · MP3 · FLAC · AAC · OGG · Opus | NEU format-tabelle |
|
||||
| 30 | Klausur | Format-Wahl: Stream · Master · Sprachnachricht · Podcast | L5.3 | — | NEU entscheidungsmatrix-audio |
|
||||
| 31 | Demo | Spotify-Stream-Bitrate live anhören | L5.2 | Spotify-App | — |
|
||||
|
||||
### Sub-Sektion C — Video (14 Slides, bedient Block 6)
|
||||
|
||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|
||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
|
||||
| 32 | Lead | Video — Bild plus Zeit | — | — | — |
|
||||
| 33 | Inhalt | Pixel × Pixel × Hz = Datenflut | L6.4 | 4K@60fps roh | NEU datenflut-rechnung |
|
||||
| 34 | Klausur | **Container ≠ Codec** | L6.1 | .mp4 öffnen | NEU container-codec-trennung |
|
||||
| 35 | Inhalt | Was ist ein Container | L6.1 | MP4 · MKV · WebM | NEU container-anatomie |
|
||||
| 36 | Inhalt | Was ist ein Codec | L6.1 | H.264 · H.265 · VP9 · AV1 | — |
|
||||
| 37 | Inhalt | Inter-Frame-Kompression — die zentrale Idee | L6.2 | — | NEU inter-frame-diagram |
|
||||
| 38 | Klausur | I- · P- · B-Frames | L6.2 | — | reuse IPB-frame-diagram |
|
||||
| 39 | Inhalt | Motion Compensation | L6.2 | — | NEU motion-compensation |
|
||||
| 40 | Lead | Die Codec-Landschaft | — | — | — |
|
||||
| 41 | Inhalt | H.264 / AVC — der Workhorse | L6.3 | YouTube · Zoom | reuse h264-folie |
|
||||
| 42 | Inhalt | H.265 / HEVC — Patent-Chaos | L6.3 | Apple-Adoption | reuse h265-folie |
|
||||
| 43 | Inhalt | VP9 + AV1 — Antwort von Google + Alliance | L6.3 | YouTube-Streaming | reuse av1-folie |
|
||||
| 44 | Klausur | Patent vs Open: warum AV1 | L6.3 | Netflix · YouTube · Twitch | NEU patent-vergleich |
|
||||
| 45 | Inhalt | 4K-Stream-Bitrate vs Heim-Bandbreite | L6.4 | 25 Mbit/s eigener Anschluss | NEU bandbreite-vergleich |
|
||||
|
||||
### Hands-On + Zusammenfassung (5 Slides)
|
||||
|
||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|
||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
|
||||
| 46 | Hands-On | Bild in Squoosh.app komprimieren | L4.2, L4.4 | Squoosh im Browser | — |
|
||||
| 47 | Hands-On | MP3 vs FLAC unterscheidbar? | L5.1, L5.2 | Spotify HiFi-Test | — |
|
||||
| 48 | Hands-On | mediainfo auf eine Videodatei | L6.1, L6.2 | mediainfo CLI | — |
|
||||
| 49 | Zusammenfassung | Drei Modalitäten, gleiches Prinzip | alle | — | NEU summary |
|
||||
| 50 | Klausur-Recap | Was ihr in der Klausur können solltet | Block 4+5+6 | — | NEU |
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||||
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## Streichungs-Liste
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||||
Aus dem aktuellen `02-bild-audio-video.md` (~70 Slides):
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- Diverse Vertiefungs-Slides die Hauptfolien wörtlich wiederholen — raus (Mayer Redundancy)
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||||
- DCT-Math-Tiefe in einer eigenen Folie — eindampfen auf Schritt 4 (Slide 15)
|
||||
- Doppelte „Container vs Codec"-Folien — eine reicht (Slide 34)
|
||||
- AV1-Emmy-Award als eigene Folie — als Speaker-Note in Slide 43
|
||||
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||||
Aus dem aktuellen `01-grundlagen-text-audio.md` werden Bilder/Audio/Video-Folien hierher verschoben:
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||||
- MP3-Psychoakustik-Slides
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||||
- Sampling-Recap nur als Vorgriff (Recap statt Vollerklärung — die kam in Kap 1)
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||||
## Visualisierungen — neu zu bauen
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| Demo-Datei | Was zeigt sie |
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|------------|---------------|
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| `kap03-modalitäten-bogen.html` | Advance Organizer drei Modalitäten |
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||||
| `pixel-gitter.html` | Bild als Zahlen-Gitter |
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||||
| `raster-zoom.html` | Rasterbild beim Skalieren pixelig |
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||||
| `vektor-skalierung.html` | Vektorbild bleibt scharf |
|
||||
| `pipeline-übersicht.html` | JPEG 6 Schritte als Pipeline |
|
||||
| `chroma-subsampling-grafik.html` | 4:4:4 vs 4:2:0 visuell |
|
||||
| `dct-frequenzraum.html` | Bildblock im Frequenzraum |
|
||||
| `quantisierungstabelle.html` | Tabelle + Effekt |
|
||||
| `huffman-zip.html` | Huffman als finale Kompression |
|
||||
| `entscheidungsmatrix-bildformate.html` | Wann-welches-Bildformat |
|
||||
| `patent-zeitleiste.html` | JPEG XL vs WebP Adoption |
|
||||
| `maskierung-grafik.html` | Lauter-Ton-überdeckt-leisen |
|
||||
| `hörschwelle-grafik.html` | Hörschwelle im Frequenzraum |
|
||||
| `bitrate-vergleich.html` | 128/192/320 kbit/s mit Größenvergleich |
|
||||
| `format-tabelle-audio.html` | WAV/MP3/FLAC/AAC/OGG/Opus |
|
||||
| `entscheidungsmatrix-audio.html` | Wann-welches-Audio-Format |
|
||||
| `datenflut-rechnung.html` | 4K@60fps roh: Datenrate |
|
||||
| `container-codec-trennung.html` | MP4-Hülle, drinnen verschiedene Codecs |
|
||||
| `container-anatomie.html` | MP4-Container-Aufbau |
|
||||
| `inter-frame-diagram.html` | Inter-Frame als Konzept |
|
||||
| `motion-compensation.html` | Block aus vorigem Frame verschieben |
|
||||
| `patent-vergleich.html` | H.264/H.265/AV1 Patent-Politik |
|
||||
| `bandbreite-vergleich.html` | 4K-Bitrate vs Internet-Bandbreite |
|
||||
| `summary-kap03.html` | Zusammenfassung |
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||||
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||||
Reuse: yuv-zerlegung, jpeg-artifacts, format-grid, IPB-frame-diagram, h264/h265/av1-Slides, vergleichs-tabelle (alle Bestand in `slides/223015b/assets/`).
|
||||
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## Hinweis Zeitlich
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50 Slides für 90 Min ist eng (~1,8 min pro Slide inkl Erklärung). Optionen:
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- **Variante A:** Als zwei Termine planen (Termin 1: Bilder, Termin 2: Audio+Video). Sauberster pädagogischer Schnitt.
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||||
- **Variante B:** In einem Termin durchziehen, Hands-Ons als Hausaufgabe.
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||||
- **Variante C:** Audio kürzen (Sub-Sektion B als reduzierte Vertiefungs-Stunde mit Verweis auf Kap 1).
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Entscheidung Dozent.
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## Validierungs-Status
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- [x] Bogen formuliert
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- [x] Advance Organizer skizziert
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- [x] Folien-Skelett (3 Sub-Sektionen)
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- [x] Hands-On in jeder Sub-Sektion
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- [x] Streichungs-Liste
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||||
- [x] Visualisierungs-TODO
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||||
- [x] Zeit-Hinweis für Dozent
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||||
- [ ] Dozent-Review und Lock
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||||
@@ -0,0 +1,125 @@
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||||
# Kapitel 4 — Speicher und Schnittstellen
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**Bedient Klausur-Blöcke:** 7 (Speichermedien) + 8 (Schnittstellen)
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**Slide-Budget:** ~30 (90-min-Termin)
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## Bogen
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Eine Stunde, eine Frage: **„Wo wohnen die Bytes — und wie reisen sie zwischen Geräten?"**
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1. Wir öffnen mit dem eigenen Setup: Laptop hat SSD, Server hat HDDs, Handy hat Flash, externe Disk steht im Schrank. Jedes Medium löst ein anderes Problem — und alle haben Tradeoffs.
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2. **HDD und SSD** technisch ausgepackt: Mechanik vs Flash-Zellen, Latenz, Lebensdauer, Preis/TB. Entscheidungsmatrix.
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||||
3. **Filesystems** als die Sprache, in der ein Speichermedium organisiert wird. FAT32 / NTFS / APFS / ext4 — wann was. USB-Stick-FAT32-Limit als Alltagsproblem.
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4. **Backup** als Praxis: 3-2-1-Regel am eigenen Foto-Archiv durchgespielt.
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||||
5. **Pivot zu Schnittstellen** — wie kommen die Bytes von einem Medium zum anderen?
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||||
6. **USB-C-Chaos** als zentrales Berührungs-Phänomen — drei separate Achsen (Stecker, Kabel, Protokoll) entwirren. Das ist die Aha-Folie.
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||||
7. **HDMI · DisplayPort · Thunderbolt · Ethernet · WiFi** anhand Bandbreite und typischer Anwendung einordnen.
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||||
## Advance Organizer
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```
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||||
Bytes wohnen + reisen
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│
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┌───────────┴───────────┐
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▼ ▼
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WO? Speicher WIE? Schnittstellen
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│ │
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HDD · SSD · Flash USB-C · HDMI · DP
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Filesystems Thunderbolt
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Backup 3-2-1 Ethernet · WiFi
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│ │
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└───────────┬───────────┘
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||||
▼
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Anwendungs-Wahl
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```
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||||
→ neue Demo-Datei: `kap04-bogen.html`
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||||
## Folien-Skelett
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### Eröffnung (3 Slides)
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||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
|
||||
| 1 | Cover | Kapitel 4 — Speicher und Schnittstellen | — | — | reuse |
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||||
| 2 | Lead | Wo wohnen die Bytes, wie reisen sie? | Hook | Eigenes Setup im Hörsaal | — |
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||||
| 3 | Advance Organizer | Wohnen + Reisen | Roter Faden | — | **NEU kap04-bogen** |
|
||||
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||||
### Sub-Sektion A — Speichermedien (15 Slides, Block 7)
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||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|
||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
|
||||
| 4 | Lead | Speicher | — | — | — |
|
||||
| 5 | Inhalt | HDD: Magnetscheibe, Mechanik | L7.1 | externe Backup-Platte | reuse hdd-internals |
|
||||
| 6 | Inhalt | HDD: Spuren, Sektoren, Latenz | L7.1 | — | NEU hdd-anatomie |
|
||||
| 7 | Inhalt | SSD: Flash-Zellen, keine Mechanik | L7.1 | Laptop-SSD | reuse ssd-internals |
|
||||
| 8 | Inhalt | SSD: Schreibzyklen, Wear Leveling | L7.1 | — | NEU ssd-wear-leveling |
|
||||
| 9 | Klausur | HDD vs SSD: Vergleichstabelle | L7.1 | — | reuse hdd-ssd-comparison |
|
||||
| 10 | Klausur | Wann welches? Entscheidungsmatrix | L7.2 | OS-Disk · Foto-Archiv · Server · Backup | NEU entscheidungsmatrix-speicher |
|
||||
| 11 | Lead | Filesystems | — | — | — |
|
||||
| 12 | Inhalt | Was macht ein Filesystem? | L7.3 | USB-Stick formatieren | — |
|
||||
| 13 | Inhalt | FAT32 / exFAT / NTFS / APFS / ext4 | L7.3 | „warum kann ich 5-GB-Datei nicht auf USB ziehen" | reuse filesystem-vergleich |
|
||||
| 14 | Inhalt | Filesystem-Limits konkret | L7.3 | FAT32 4-GB-Grenze | NEU filesystem-limits |
|
||||
| 15 | Lead | Backup — die unangenehme Pflicht | — | — | — |
|
||||
| 16 | Inhalt | Pixar verlor Toy Story 2 fast | L7.4 | Pixar-Story | reuse backup-disaster |
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||||
| 17 | Klausur | Die 3-2-1-Regel | L7.4 | eigenes Foto-Archiv | reuse 3-2-1 |
|
||||
| 18 | Inhalt | Backup-Typen: full · incremental · differential | L7.4 | — | NEU backup-typen |
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||||
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||||
### Sub-Sektion B — Schnittstellen (12 Slides, Block 8)
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|
||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|
||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
|
||||
| 19 | Pivot | Wie kommen Bytes von A nach B? | — | — | — |
|
||||
| 20 | Lead | USB-C — das Berührungspunkt-Phänomen | L8.1 | „warum lädt mein Laptop am einen Port und am anderen nicht" | — |
|
||||
| 21 | Klausur | **USB-C: drei separate Achsen** | L8.1 | — | NEU usb-c-drei-achsen |
|
||||
| 22 | Inhalt | Achse 1: Stecker (mechanisch) | L8.1 | — | NEU |
|
||||
| 23 | Inhalt | Achse 2: Kabel (was es kann) | L8.1 | Aldi-Kabel vs Apple-Kabel | NEU |
|
||||
| 24 | Inhalt | Achse 3: Protokoll (was drüber läuft) | L8.1 | USB 2/3, Thunderbolt | NEU |
|
||||
| 25 | Demo | „Warum lädt es nicht?" — drei Achsen prüfen | L8.1, L8.2 | — | — |
|
||||
| 26 | Inhalt | HDMI: Video + Audio + HDCP | L8.3 | Monitor anschließen | — |
|
||||
| 27 | Inhalt | DisplayPort: HDMI's offenes Pendant | L8.3 | — | — |
|
||||
| 28 | Inhalt | Thunderbolt: Tunnel für alles | L8.3 | Mac mit Hub | — |
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||||
| 29 | Inhalt | Ethernet vs WiFi: Bandbreite + Latenz | L8.3 | Gaming · Streaming | NEU bandbreite-tabelle |
|
||||
| 30 | Klausur | Entscheidungsmatrix Schnittstellen | L8.2 | 4K-Monitor · SD-Karte · Laden | NEU |
|
||||
|
||||
### Hands-On + Zusammenfassung (3 Slides)
|
||||
|
||||
| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
|
||||
|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
|
||||
| 31 | Hands-On | eigenes Backup-Konzept aufschreiben | L7.4 | eigene Foto-Library | — |
|
||||
| 32 | Hands-On | USB-C-Kabel-Check | L8.1, L8.2 | mitgebrachte Kabel | — |
|
||||
| 33 | Zusammenfassung | Wohnen + Reisen — Recap | alle B7+B8 | — | NEU summary |
|
||||
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||||
## Streichungs-Liste
|
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||||
Aus dem aktuellen `03-speichermedien-schnittstellen.md` (~38 Slides) bleibt der Stoff größtenteils, aber:
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||||
- Doppelte HDD/SSD-Vertiefungen — eine reicht (Slide 5+6, 7+8)
|
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- Schnittstellen-Slides ohne Bezug (z.B. legacy-Kabel-Sammlung) — raus
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||||
- Wiederholte „latenz vs Throughput"-Slides — eindampfen
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## Visualisierungen — neu zu bauen
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| Demo-Datei | Was zeigt sie |
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|------------|---------------|
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| `kap04-bogen.html` | Advance Organizer Speicher+Schnittstellen |
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| `hdd-anatomie.html` | HDD-Schnitt: Platter, Heads, Spuren |
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| `ssd-wear-leveling.html` | SSD-Zellen, P/E-Zyklen, Wear Leveling |
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||||
| `entscheidungsmatrix-speicher.html` | HDD/SSD pro Anwendungsfall |
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||||
| `filesystem-limits.html` | Konkrete Limits (FAT32 4 GB, NTFS, ext4) |
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||||
| `backup-typen.html` | full · incremental · differential visuell |
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| `usb-c-drei-achsen.html` | Stecker · Kabel · Protokoll als 3 unabhängige Dimensionen |
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| `bandbreite-tabelle.html` | HDMI/DP/TB/Ethernet/WiFi mit Bandbreite + Latenz |
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| `entscheidungsmatrix-schnittstellen.html` | Welche Schnittstelle für welchen Use Case |
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| `summary-kap04.html` | Zusammenfassung |
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Reuse: hdd-internals, ssd-internals, hdd-ssd-comparison, filesystem-vergleich, backup-disaster, 3-2-1 (alle Bestand).
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## Validierungs-Status
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- [x] Bogen mit klarem Pivot Speicher → Schnittstellen
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- [x] Advance Organizer
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- [x] Folien-Skelett (2 Sub-Sektionen + Hands-On)
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- [x] USB-C-Aufklärung als zentraler Berührungspunkt
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- [x] Streichungs-Liste
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- [x] Visualisierungs-TODO
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- [ ] Dozent-Review und Lock
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@@ -0,0 +1,125 @@
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# Kapitel 5 — Distribution und Metadaten
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**Bedient Klausur-Block:** 9 (Distribution & Metadaten)
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**Slide-Budget:** ~25 (90-min-Termin)
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## Bogen
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Eine Stunde, eine Frage: **„Wie kommen die Bytes von der Quelle zur Endnutzerin — und was verraten sie auf dem Weg?"**
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1. Wir öffnen mit dem Alltag: Netflix-Stream startet in unter einer Sekunde. Wie kann das? Antwort: CDN.
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2. **CDN-Prinzip** am Netflix-Open-Connect-Beispiel — PoPs, Edge-Caching, geografische Verteilung. Hands-On: DevTools-Tab Network einsehen.
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3. **REST-APIs** als die Sprache, in der Apps Daten austauschen — GET/POST/PUT/DELETE auf Resources abgebildet. Tools: curl, Postman, JSONPlaceholder.
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4. **Pivot zu Metadaten** — Dateien tragen nicht nur Inhalt, sondern auch versteckte Daten über sich selbst.
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5. **EXIF in Fotos** — der McAfee-Fall (GPS verraten Aufenthaltsort). Privacy-Schock.
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6. **ID3 in MP3s · PDF-Metadaten** — der Tony-Blair-Fall (PDF-Edits verraten Quellen).
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7. **Vendor-Lockin** — Adobe PSD, Apple .pages: proprietäre Formate als Geschäftsmodell.
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8. **Hands-On:** exiftool auf eigene Fotos werfen.
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## Advance Organizer
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```
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Eine Datei reist und erzählt
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│
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┌───────────┴───────────┐
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▼ ▼
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WEG GEPÄCK
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CDN Metadaten
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REST-API EXIF · ID3 · PDF
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│ │
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Latenz · Caching Privacy-Leak
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Open Connect Vendor-Lockin
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│ │
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└───────────┬───────────┘
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▼
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Aufmerksamkeit für
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das was wir nicht
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sehen
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```
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→ neue Demo-Datei: `kap05-bogen.html`
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## Folien-Skelett
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### Eröffnung (3 Slides)
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 1 | Cover | Kapitel 5 — Distribution und Metadaten | — | — | reuse |
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| 2 | Lead | Eine Datei reist — was passiert dabei? | Hook | Netflix-Stream startet sofort | — |
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| 3 | Advance Organizer | Weg + Gepäck | Roter Faden | — | **NEU kap05-bogen** |
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### Sub-Sektion A — Distribution (10 Slides, L9.1 + L9.2)
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 4 | Lead | CDN — Content Delivery Network | — | — | — |
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| 5 | Inhalt | Warum sind Streams überhaupt schnell? | L9.1 | YouTube-Latenz | NEU latenz-frage |
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| 6 | Klausur | CDN-Prinzip: PoP + Edge-Caching | L9.1 | — | NEU cdn-prinzip |
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| 7 | Inhalt | Netflix Open Connect: 15 % des Welt-Traffics | L9.1 | Netflix-App | reuse netflix-cdn |
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| 8 | Demo | DevTools-Tab Network live | L9.1 | im Browser | — |
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| 9 | Lead | REST-APIs | — | — | — |
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| 10 | Inhalt | Was ist eine API? | L9.2 | Wetter-App holt Daten | NEU api-konzept |
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| 11 | Klausur | GET · POST · PUT · DELETE | L9.2 | — | NEU rest-methods |
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| 12 | Demo | JSONPlaceholder im Browser | L9.2 | jsonplaceholder.typicode.com | — |
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| 13 | Inhalt | JSON als Datenformat | L9.2 | — | NEU json-anatomie |
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### Sub-Sektion B — Metadaten (10 Slides, L9.3 + L9.4)
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 14 | Pivot | Dateien tragen auch Gepäck | — | — | — |
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| 15 | Inhalt | EXIF: was ein Foto über sich verrät | L9.3 | eigenes Smartphone-Foto | NEU exif-grafik |
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| 16 | Klausur | Der John-McAfee-GPS-Fall | L9.3 | — | reuse mcafee-fall |
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| 17 | Inhalt | Social-Media-EXIF-Stripping | L9.3 | Twitter · WhatsApp · Facebook | reuse social-stripping-tabelle |
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| 18 | Inhalt | ID3 in MP3-Dateien | L9.3 | iTunes · MusicBrainz | — |
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| 19 | Inhalt | PDF-Metadaten: Tony Blair 2003 | L9.3 | — | reuse blair-fall |
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| 20 | Lead | Vendor-Lockin | — | — | — |
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| 21 | Inhalt | Adobe PSD, INDD: das Geschäftsmodell | L9.4 | InDesign-Abo | NEU vendor-lockin-grafik |
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| 22 | Inhalt | Apple .pages, .numbers, .keynote | L9.4 | iPad-User | — |
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| 23 | Klausur | Vendor-Lockin als Risiko | L9.4 | „was wenn Adobe das Format ändert?" | — |
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### Hands-On + Zusammenfassung (2 Slides)
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| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung |
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|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------|
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| 24 | Hands-On | exiftool auf eigene Fotos | L9.3 | Terminal · GUI | — |
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| 25 | Zusammenfassung | Datei = Inhalt + Gepäck | alle B9 | — | NEU summary |
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## Streichungs-Liste
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Aus dem aktuellen `04-distribution-apis-zukunft.md` (~89 Slides) — **deutliche Reduktion**:
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- BitTorrent/P2P-Detail-Slides — eindampfen auf eine Folie (Verweis als Kontext)
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- IPFS — raus (nicht Klausurthema, kein Berührungspunkt)
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- WebSockets, gRPC — raus (zu speziell, gehört in Internettechnik-Kurs 223015c)
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- **Komplette Zukunfts-Sektion** (AI-Kompression, JPEG XL, DNA-Storage, holographische Speicher, Web3, 8K-VR, Cloud Gaming, Sustainability) — **raus** (per D2-Lock)
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- Sneakernet/AWS-Snowball — raus (Klausurirrelevant)
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- Diverse Vertiefungs-Slides ohne Bezug — raus
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Geschätzte Reduktion: 89 → 25 Slides (-72%).
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## Visualisierungen — neu zu bauen
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| Demo-Datei | Was zeigt sie |
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|------------|---------------|
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| `kap05-bogen.html` | Advance Organizer Distribution+Metadaten |
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| `latenz-frage.html` | Warum Streams schnell starten |
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| `cdn-prinzip.html` | PoP + Edge-Caching Schema |
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| `api-konzept.html` | App ↔ API ↔ Datenbank |
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| `rest-methods.html` | GET/POST/PUT/DELETE auf Resource-Modell |
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| `json-anatomie.html` | JSON-Beispiel mit Anmerkungen |
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| `exif-grafik.html` | Foto mit eingeblendeten EXIF-Daten |
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| `vendor-lockin-grafik.html` | Proprietäres Format als geschlossener Kreis |
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| `summary-kap05.html` | Zusammenfassung |
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Reuse: netflix-cdn, mcafee-fall, social-stripping-tabelle, blair-fall (alle Bestand).
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## Validierungs-Status
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- [x] Bogen mit Pivot Distribution → Metadaten
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- [x] Advance Organizer
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- [x] Folien-Skelett (2 Sub-Sektionen)
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- [x] Privacy als zentraler Berührungspunkt (McAfee, Blair, Vendor-Lockin)
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- [x] Aggressive Streichungs-Liste (89 → 25)
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- [x] Visualisierungs-TODO
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- [ ] Dozent-Review und Lock
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@@ -0,0 +1,79 @@
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# Klausur-Themen 2026 — HdM-Kurse
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Status: **LOCK 223015b · Entwurf 223015c · pending dhbw**
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Maßstab: Die drei Meta-Lernziele aus `CLAUDE.md` (gelernte Hilflosigkeit ablegen · Berührungspunkte schaffen · Gefühl für Technik). Jeder Klausur-Block muss mindestens eines davon nachweisbar bedienen.
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## 223015b — Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien
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**Kurs-Fokus:** Dateien und Inhalte
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**Klausur-Format (bisher):** 90 Min digital, offene Fragen, kein Code
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**Bestehende Klausur-Blöcke (Stand vor Rewrite):** J,K,L,M,N,O (6 Blöcke) — Grundbegriffe, Bild/Raster vs Vektor, JPEG, Bildformate PNG/GIF/WebP/SVG, Video-Kompression, Speicher/Schnittstellen
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**Bestand ohne Klausur-Marker:** komplettes Kapitel 4 (Distribution, APIs, Metadaten, Zukunft — 89 Slides)
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### Vorgeschlagene Klausur-Themen-Architektur (Tabula rasa, 9 Themen-Blöcke)
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| # | Block | Kern | Was reinkommt | Berührungspunkt |
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| 1 | **Datenfundamentale** | Daten als Zahlen begreifen | Bit/Byte/Hex, Dateneinheiten (KB vs KiB), Encoding (ASCII/Unicode/UTF-8), Magic Numbers | „warum spielt mein USB-Stick mit 32 GB nur 29 GB an" |
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| 2 | **Vom Signal zum Byte** | Analog → Digital | Sampling, Quantisierung, Bittiefe, Abtastrate, Nyquist | „warum klingen alte MP3s blechern" |
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| 3 | **Kompression: Prinzipien** | Redundanz vs Irrelevanz | Lossless vs Lossy, RLE/Huffman/LZ77 konzeptuell, Psychoakustik, Psychovisualität | WhatsApp-Bilder vs Original |
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| 4 | **Bilder: Raster und Vektor** | Wann welches Bildformat | Raster vs Vektor, JPEG-Pipeline (6 Schritte), PNG/GIF/WebP/AVIF/SVG-Vergleich, Wann-Welches-Format | Instagram-Story-Qualitätsverlust, Logo skalieren |
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| 5 | **Audio** | MP3-Trick verstehen | Sampling-Recap, MP3-Psychoakustik, WAV/MP3/FLAC/AAC, Spotify-Quality-Math | Spotify-Bitrate-Setting, AirPod-Streaming |
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| 6 | **Video** | Container vs Codec | I/P/B-Frames, H.264/265/VP9/AV1 (Politik+Technik), Streaming-Bitrate | Netflix-Quality, YouTube-1080p vs 4K |
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| 7 | **Speichermedien** | HDD vs SSD entscheiden | HDD-Mechanik, SSD-Zellen, Filesystems-Übersicht, 3-2-1-Backup | „warum ist meine SSD voll obwohl ich nichts habe" |
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| 8 | **Schnittstellen** | USB-C-Chaos entwirren | USB-Generationen, USB-C-Stecker vs Protokoll, Thunderbolt, HDMI/DP, Ethernet vs WiFi | „warum lädt mein Laptop am einen USB-C-Port und am anderen nicht" |
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| 9 | **Distribution & Metadaten** | Wie Inhalte ins Netz kommen | CDN-Prinzip, REST-API, EXIF/ID3, Vendor-Lockin | Netflix-Stream-Latenz, Instagram strippt EXIF |
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### Lock-Entscheidungen (Dozent, 2026-05-13)
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- **D1 — Block 9 Distribution & Metadaten:** **PFLICHT-KLAUSUR.** Schließt den Bogen „vom Bit bis zum Bildschirm der Endnutzerin".
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- **D2 — Zukunfts-Themen** (AI-Kompression, JPEG XL, DNA-Storage, Web3): **RAUS.** Werden nicht aufgenommen, weder Klausur noch Lehre.
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- **D3 — JPEG-Pipeline-Tiefe:** **VOLLE TIEFE** inkl. DCT und Quantisierungstabellen. Härteste konzeptuelle Nuss bleibt als „Verstehen-statt-Auswendiglernen"-Test drin. Reduzieren passiert nötigenfalls im Live-Vortrag, nicht in der Architektur.
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- **D4 — Granularität:** **9 granulare Blöcke** (Dozent-agnostisch zur Wahl, granular liegt näher an Inhalt).
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Leitprinzip aus dem Workshop: **„nicht reduzieren — skippen passiert während der Vorlesung."** Architektur bleibt ambitioniert, Live-Anpassung übernimmt die Skalierung.
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### Verhältnis zu den Kapiteln
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Vorgeschlagene Themen ↔ Kapitel-Mapping (welches Kapitel liefert das Material für welchen Block):
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- Block 1 (Fundamentale) ← Kap 0 (Intro) + Kap 1 (Grundlagen)
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- Block 2 (Signal→Byte) ← Kap 1 (Text+Audio)
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- Block 3 (Kompression) ← Kap 1 + Kap 2 (übergreifend)
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- Block 4 (Bilder) ← Kap 2 (Bild+Video)
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- Block 5 (Audio) ← Kap 1 (Text+Audio)
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- Block 6 (Video) ← Kap 2 (Bild+Video)
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- Block 7 (Speicher) ← Kap 3
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- Block 8 (Schnittstellen) ← Kap 3
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- Block 9 (Distribution) ← Kap 4 (falls drin) / sonst raus
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→ Daraus folgt eine Kapitel-Neugliederung mit 5 Kapiteln (statt aktuell 6 mit Platzhalter):
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- Kap 1: Fundamentale + Signal→Byte
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- Kap 2: Kompression
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- Kap 3: Bilder + Audio + Video
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- Kap 4: Speicher + Schnittstellen
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- Kap 5: Distribution + Metadaten (optional, Zukunfts-Bonus integriert)
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### Lock-Status
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- [x] D1–D4 entschieden (2026-05-13)
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- [x] Block-Architektur (9 Blöcke) festgelegt
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- [x] Kapitel-Neugliederung (6→5) festgelegt
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- [ ] Phase 1: Operative Lernziele pro Block formuliert
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- [ ] Phase 2: Folien-Skelett pro Kapitel
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## 223015c — Internettechnologien
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**Status:** wird nach 223015b bearbeitet (Reihenfolge laut Plan: b → c → dhbw).
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Platzhalter — Vorschlag folgt nach Abschluss von 223015b.
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## DHBW Technik I
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**Status:** keine Klausur, separate Prüfungsleistungs-Architektur in `docs/dhbw-pruefungsleistung-2026.md` (Phase 0).
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Reference in New Issue
Block a user