termin 3: add storage media content from hauber reference

- add NVMe, PCIe, SATA slides (internal interfaces)
- add NAS and cloud storage slides
- add WLAN and Bluetooth slides (wireless)
- deepen speaker notes (HDD/SSD, FAT, 3-2-1, USB-C)
- fix email, remove forum references
- simplify fleißaufgaben (no submission required)
- update IMAGE_LIST.md with 2 new images

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2025-12-18 01:49:22 +01:00
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+10 -2
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@@ -187,6 +187,14 @@ This document lists all images needed for the lecture slides. Each image include
- **Context**: Network connectivity - **Context**: Network connectivity
- **AI Prompt**: Blue Ethernet cable with clear RJ45 connector showing gold pins, Cat6 or Cat7 network cable, technical product shot, networking infrastructure aesthetic - **AI Prompt**: Blue Ethernet cable with clear RJ45 connector showing gold pins, Cat6 or Cat7 network cable, technical product shot, networking infrastructure aesthetic
### ⬚ wifi-bluetooth.png
- **Context**: Wireless connectivity introduction (WLAN & Bluetooth slides)
- **AI Prompt**: Modern Wi-Fi router with antenna and Bluetooth symbol overlay, wireless technology concept, clean product photography showing both standards, blue LED lights, home networking aesthetic
### ⬚ nas-server.png
- **Context**: Network Attached Storage introduction
- **AI Prompt**: Synology or QNAP NAS device with multiple hard drive bays, blue LED status lights, home server setup in modern office environment, network storage infrastructure, clean product photography
### ⬚ vintage-ports.png ### ⬚ vintage-ports.png
- **Context**: Legacy connector nostalgia/history - **Context**: Legacy connector nostalgia/history
- **AI Prompt**: Collection of vintage computer ports and connectors: VGA blue, PS/2 keyboard and mouse, serial DB9, parallel DB25, arranged like museum display, retro computing history, nostalgic tech photography - **AI Prompt**: Collection of vintage computer ports and connectors: VGA blue, PS/2 keyboard and mouse, serial DB9, parallel DB25, arranged like museum display, retro computing history, nostalgic tech photography
@@ -304,9 +312,9 @@ This document lists all images needed for the lecture slides. Each image include
| Intro | 1 | 1 | 0 | | Intro | 1 | 1 | 0 |
| Termin 1 (Grundlagen/Text/Audio) | 13 | 13 | 0 | | Termin 1 (Grundlagen/Text/Audio) | 13 | 13 | 0 |
| Termin 2 (Bild/Audio/Video) | 10 | 10 | 0 | | Termin 2 (Bild/Audio/Video) | 10 | 10 | 0 |
| Termin 3 (Speichermedien) | 16 | 0 | 16 | | Termin 3 (Speichermedien) | 18 | 0 | 18 |
| Termin 4 (Distribution/APIs) | 25 | 0 | 25 | | Termin 4 (Distribution/APIs) | 25 | 0 | 25 |
| **Total** | **65** | **24** | **41** | | **Total** | **67** | **24** | **43** |
**Note:** grayscale-gradient.png is marked ⚠️ NEEDS REGENERATION due to visibility issues at edges. **Note:** grayscale-gradient.png is marked ⚠️ NEEDS REGENERATION due to visibility issues at edges.
@@ -68,11 +68,41 @@ Mechanisch vs. Elektronisch
- Teuer (~80-150€/TB) - Teuer (~80-150€/TB)
- Write-Zyklen begrenzt - Write-Zyklen begrenzt
<!-- <!--
Wiederholung aus vorheriger Iteration (falls schon behandelt) HDD: Magnetscheiben (Platter) rotieren mit 5.400-7.200 RPM
Oder erste Einführung, falls Woche 5 Startpunkt für Speicher Lesekopf schwebt nanometerdicht über Oberfläche
HDD: Platter, Lesekopf, 5.400-15.000 RPM "Head Crash": Berührung = Datenverlust (daher Stoßempfindlichkeit)
SSD: NAND-Flash (SLC/MLC/TLC/QLC) Enterprise: 10.000-15.000 RPM (Server)
SSD: NAND-Flash-Speicherzellen
Typen: SLC (1 Bit), MLC (2 Bit), TLC (3 Bit), QLC (4 Bit)
SLC = langlebig, teuer (Enterprise)
QLC = günstig, weniger Schreibzyklen (Consumer)
Write Amplification: Daten werden mehrfach intern geschrieben
TRIM: Befehl, der SSD sagt, welche Blöcke frei sind
-->
---
# NVMe: Die SSD-Revolution
**NVMe = Non-Volatile Memory Express (2011)**
**Unterschied zu SATA-SSD:**
- SATA: Max. ~550 MB/s (AHCI-Protokoll)
- NVMe: Bis zu 7.000+ MB/s (PCIe direkt)
**Formfaktoren:**
- M.2 (Steckplatz auf Mainboard)
- U.2 (Serverbereich)
- PCIe-Karte (ältere Systeme)
<!--
SATA = Serial ATA, Protokoll von 2003 (für HDDs optimiert)
AHCI = Advanced Host Controller Interface
NVMe nutzt PCIe-Lanes direkt → weniger Overhead
M.2-Slot kann SATA oder NVMe sein! (B-Key, M-Key, B+M-Key)
Praxistipp: Nicht jeder M.2-Slot unterstützt NVMe
--> -->
--- ---
@@ -164,11 +194,20 @@ Sicheres Löschen: DBAN, shred, eraser
**Nachteil:** Keine Rechte, kein Journaling **Nachteil:** Keine Rechte, kein Journaling
<!-- <!--
FAT = Tabelle am Anfang der Partition FAT = File Allocation Table (Tabelle am Partitionsanfang)
Verkettete Liste von Clustern Wie ein Inhaltsverzeichnis: "Datei X ist in Clustern 5, 8, 12"
Fragmentierung: Cluster verstreut → langsam Fragmentierung: Cluster verstreut → langsamer Zugriff
USB-Sticks heute meist FAT32 (Kompatibilität!) Defragmentierung: Cluster zusammenrücken (bei HDD sinnvoll, bei SSD nicht!)
FAT32-Limit: 4 GB = 32-Bit-Zahl für Dateigröße
2³² Bytes = 4.294.967.296 = 4 GB (daher die Grenze)
exFAT: 64-Bit → 16 Exabyte theoretisch
Warum FAT32 noch existiert:
- Kameras, Dashcams, Game-Controller
- BIOS/UEFI-Bootpartitionen
- Maximale Kompatibilität (alle OS lesen es)
exFAT: Microsoft-Patent, seit 2019 in Linux-Kernel exFAT: Microsoft-Patent, seit 2019 in Linux-Kernel
--> -->
@@ -329,12 +368,28 @@ Wiederherstellung: Full = 1 Schritt, Inkr. = 7, Diff. = 2
**Beispiel:** **Beispiel:**
Laptop + externe Festplatte + Cloud Laptop + externe Festplatte + Cloud
<!-- <!--
3-2-1 ist MINIMUM, nicht Maximum! 3-2-1-Regel Herkunft: US-Photograph Peter Krogh (2005)
Medientypen: SSD, HDD, Optical, Cloud, Tape Buch "The DAM Book" (Digital Asset Management)
Offsite: Schutz vor lokalem Desaster
Versionierung: Auch alte Versionen aufbewahren Warum 3 Kopien?
Automatisierung: Sonst vergisst man's - Original kann kaputtgehen
- Backup 1 kann auch kaputtgehen
- Backup 2 = Sicherheitspuffer
Warum 2 Medientypen?
- Gleiche Medien haben gleiche Schwachstellen
- SSD + HDD: Unterschiedliche Ausfallmuster
- Cloud + Lokal: Unterschiedliche Risiken
Warum 1 Offsite?
- Brand/Wasserschaden zerstört alles vor Ort
- Ransomware verschlüsselt angeschlossene Laufwerke
- Offsite = geografisch getrennt (oder Cloud)
Erweiterung: 3-2-1-1-0
- +1 Offline/Air-Gapped (Ransomware-Schutz)
- +0 Verified Backups (regelmäßig testen!)
--> -->
--- ---
@@ -479,7 +534,7 @@ Futuristische Darstellung
Microsoft + Twist Bioscience Microsoft + Twist Bioscience
Netflix "Biohackers"-Episode (2021) Netflix "Biohackers"-Episode (2021)
<!-- <!--
DNA = A, T, G, C (4 Basen) DNA = A, T, G, C (4 Basen)
Kodierung: Binär (00=A, 01=T, 10=G, 11=C) Kodierung: Binär (00=A, 01=T, 10=G, 11=C)
Harvard (2017): Wikipedia (11 GB) in DNA Harvard (2017): Wikipedia (11 GB) in DNA
@@ -489,6 +544,67 @@ Anwendung: Langzeitarchivierung (nicht Live-Daten)
--- ---
<!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' -->
![bg](./assets/nas-server.png)
<!--
NAS-Gerät (z.B. Synology)
Heimserver-Setup
-->
---
# Network Attached Storage (NAS)
**NAS = Festplatten im Netzwerk**
**Vorteile:**
- Zentraler Speicher für alle Geräte
- RAID-Optionen (Redundanz)
- Remote-Zugriff möglich
- Eigene Cloud
**Anbieter:** Synology, QNAP, TrueNAS
**Protokolle:** SMB/CIFS (Windows), NFS (Linux), AFP (Mac legacy)
<!--
RAID 1: Spiegelung (2 Platten = 1× Kapazität, aber sicher)
RAID 5: Striping + Parity (3+ Platten, 1 kann ausfallen)
Synology DSM: Einfache Web-Oberfläche
NAS ≠ Backup! (Ransomware kann NAS verschlüsseln!)
3-2-1-Regel: NAS + externe HDD + Cloud
-->
---
# Cloud-Speicher: Pro & Contra
**Vorteile:**
✓ Überall verfügbar
✓ Kein Hardware-Management
✓ Automatische Backups
✓ Skalierbar
**Nachteile:**
✗ Abhängigkeit vom Anbieter
✗ Datenschutz-Bedenken (DSGVO!)
✗ Laufende Kosten
✗ Internet-Abhängigkeit
**Anbieter:** iCloud, OneDrive, Google Drive, Dropbox, Nextcloud
<!--
Nextcloud: Self-Hosted (Datenschutz!)
AWS S3 Glacier: Archivierung ~$1/TB/Monat
DSGVO: US-Anbieter problematisch (Privacy Shield gekippt)
Zero-Knowledge: Cryptomator, Boxcryptor (Client-Verschlüsselung)
-->
---
# Hands-On: S.M.A.R.T. & Backup # Hands-On: S.M.A.R.T. & Backup
**Aufgabe 1 (20 Min):** **Aufgabe 1 (20 Min):**
@@ -512,20 +628,20 @@ Backup-Test: Ungetestete Backups sind wertlos!
--- ---
# Aufgabe bis nächste Woche # Fleißaufgabe bis nächste Woche
**Analysiere dein System:** **Analysiere dein System:**
1. Welches Dateisystem nutzt deine Hauptpartition? 1. Welches Dateisystem nutzt deine Hauptpartition?
2. Hast du ein Backup? Welche Art? Wo? 2. Hast du ein Backup? Welche Art? Wo?
3. Poste im Forum: S.M.A.R.T.-Screenshot + Backup-Strategie 3. Lies deine S.M.A.R.T.-Daten aus (CrystalDiskInfo / smartctl)
**Bonus:** Richte automatisches Backup ein **Bonus:** Richte automatisches Backup ein
<!-- <!--
Selbstreflexion: 60-70% haben KEIN Backup! Selbstreflexion: 60-70% haben KEIN Backup!
Forum: Peer-Lernen, gegenseitige Motivation Keine Abgabe, nur zum Ausprobieren
Bonus: Wer's macht, hat echten Nutzen Nächste Woche kurz besprechen
--> -->
--- ---
@@ -561,7 +677,7 @@ API (nächste Woche!)
**Heute:** Hardware-Fokus **Heute:** Hardware-Fokus
<!-- <!--
Interface = Berührungspunkt zwischen Systemen Interface = Berührungspunkt zwischen Systemen
Definiert: Form, Pins, elektrische Signale, Protokoll Definiert: Form, Pins, elektrische Signale, Protokoll
Ohne Standards: Jedes Gerät braucht eigenes Kabel Ohne Standards: Jedes Gerät braucht eigenes Kabel
@@ -569,6 +685,68 @@ Ohne Standards: Jedes Gerät braucht eigenes Kabel
--- ---
<!-- _class: lead -->
# Interne Schnittstellen
## PCIe, SATA & M.2
---
# PCIe: Der Daten-Highway
**PCI Express (2003):**
- Lanes: x1, x4, x8, x16
- Gen 3: 1 GB/s pro Lane
- Gen 4: 2 GB/s pro Lane
- Gen 5: 4 GB/s pro Lane
**Nutzung:**
- Grafikkarte (x16)
- NVMe-SSD (x4)
- Netzwerkkarte, Sound (x1)
<!--
PCIe = Point-to-Point (vs. PCI shared bus)
Lane = bidirektionale Verbindung
x16 Gen 4 = 32 GB/s (theoretisch)
GPU nutzt fast immer x16 Slot
NVMe nutzt 4 Lanes → daher ~7 GB/s max bei Gen 4
-->
---
# SATA: Der Standard für Speicher
**Serial ATA (2003):**
- SATA I: 1,5 Gbps (~150 MB/s)
- SATA II: 3 Gbps (~300 MB/s)
- SATA III: 6 Gbps (~550 MB/s)
**Vorteile:**
- Günstig, bewährt
- Hot-Swap möglich
- Kabel bis 1m
**Nachteil:** Bottleneck für moderne SSDs
<!--
SATA-Kabel: Dünn, 7-Pin Daten + 15-Pin Strom
IDE/PATA: Breite Flachbandkabel (Vorgänger)
SATA III = Maximum für HDD (100-200 MB/s)
SSD erreicht SATA-Limit leicht → daher NVMe
-->
---
<!-- _class: lead -->
# Externe Schnittstellen
## USB, HDMI, DisplayPort & Co.
---
<!-- _header: '' --> <!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' --> <!-- _footer: '' -->
@@ -657,12 +835,25 @@ Ein USB-C-Kabel kann sein:
- Thunderbolt 3/4 (40 Gbps) - Thunderbolt 3/4 (40 Gbps)
- Oder nur Power Delivery (Laden, keine Daten!) - Oder nur Power Delivery (Laden, keine Daten!)
<!-- <!--
USB-C = "Auto" (sagt nichts über PS, Hubraum) USB-C = nur der physische Stecker (24-Pin, reversibel)
Kleingedrucktes lesen! Wie "Steckdose" – sagt nichts über Spannung/Leistung
Billige Kabel oft nur USB 2.0 (Lade-Kabel)
Teuer ≠ besser (aber oft ja) Das Problem: Kabel sehen identisch aus, können aber:
USB-IF Zertifizierung: Logo zeigt Spec an - Nur laden (kein Daten-Pin verdrahtet)
- USB 2.0 (480 Mbps – wie vor 20 Jahren!)
- USB 3.2 Gen 2 (10 Gbps)
- USB 4 / Thunderbolt 4 (40 Gbps)
Warum?
- Billige Kabel sparen Drähte (weniger Kupfer = billiger)
- USB-IF Zertifizierung = freiwillig
- Händler beschriften falsch oder gar nicht
Praxistipp:
- Kabel vom Gerätehersteller nutzen
- Thunderbolt-Logo = garantiert 40 Gbps
- Im Zweifel: USB-IF zertifizierte Kabel kaufen
--> -->
--- ---
@@ -919,7 +1110,7 @@ Netzwerkkabel
**Stecker:** RJ45 (8P8C) **Stecker:** RJ45 (8P8C)
<!-- <!--
Ethernet = IEEE 802.3 Standard Ethernet = IEEE 802.3 Standard
BASE-T = Baseband, Twisted Pair (Kupfer) BASE-T = Baseband, Twisted Pair (Kupfer)
RJ45: Häufigste Bezeichnung (technisch 8P8C) RJ45: Häufigste Bezeichnung (technisch 8P8C)
@@ -932,6 +1123,67 @@ PoE = Power over Ethernet (Strom + Daten)
<!-- _header: '' --> <!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' --> <!-- _footer: '' -->
![bg](./assets/wifi-bluetooth.png)
<!--
WLAN-Router + Bluetooth-Symbol
Drahtlose Verbindungen
-->
---
# WLAN (Wi-Fi)
**IEEE 802.11:**
| Standard | Jahr | Max. Speed | Frequenz |
|----------|------|-----------|----------|
| 802.11n (Wi-Fi 4) | 2009 | 600 Mbps | 2,4/5 GHz |
| 802.11ac (Wi-Fi 5) | 2013 | 3,5 Gbps | 5 GHz |
| 802.11ax (Wi-Fi 6) | 2019 | 9,6 Gbps | 2,4/5/6 GHz |
| 802.11be (Wi-Fi 7) | 2024 | 46 Gbps | 2,4/5/6 GHz |
**Praxis:** Geteiltes Medium → Real-Speed oft 30-50%
<!--
Marketing-Namen: Wi-Fi 4, 5, 6, 6E, 7
2,4 GHz: Bessere Reichweite, aber überlaufen (Mikrowelle!)
5 GHz: Schneller, aber kürzere Reichweite
Wi-Fi 6E: 6 GHz-Band (mehr Kanäle, weniger Störungen)
Mesh-Systeme: Mehrere Access Points, nahtloses Roaming
-->
---
# Bluetooth
**Bluetooth (1999):**
| Version | Jahr | Speed | Reichweite |
|---------|------|-------|------------|
| 4.0 (BLE) | 2010 | 1 Mbps | 100m |
| 5.0 | 2016 | 2 Mbps | 400m |
| 5.3 | 2021 | 2 Mbps | 400m |
**Anwendungen:**
- Audio (Kopfhörer, Lautsprecher)
- Peripherie (Maus, Tastatur)
- IoT (Sensoren, Smart Home)
**Codecs:** SBC (Standard), AAC, aptX, LDAC
<!--
BLE = Bluetooth Low Energy (Fitness-Tracker, AirTags)
Classic Bluetooth: Höherer Stromverbrauch, für Audio
aptX/LDAC: Bessere Audioqualität als SBC
Bluetooth-Interferenz: Auch 2,4 GHz (wie WLAN)
-->
---
<!-- _header: '' -->
<!-- _footer: '' -->
![bg](./assets/vintage-ports.png) ![bg](./assets/vintage-ports.png)
<!-- <!--
@@ -981,14 +1233,13 @@ Dokumentation: Verstehen, was man hat
--- ---
# Aufgabe bis nächste Woche # Fleißaufgabe bis nächste Woche
**Analysiere deine Kabel:** **Analysiere deine Kabel:**
1. Liste alle Kabel (USB, HDMI, etc.) 1. Liste alle Kabel (USB, HDMI, etc.)
2. Identifiziere: Standard, Geschwindigkeit, Features 2. Identifiziere: Standard, Geschwindigkeit, Features
3. Ist es beschriftet? Verständlich? 3. Finde das verwirrendste Kabel
4. Poste im Forum: Foto + das verwirrendste Kabel
**Bonus:** Finde USB-C-Kabel, das nur USB 2.0 kann **Bonus:** Finde USB-C-Kabel, das nur USB 2.0 kann
@@ -996,7 +1247,7 @@ Dokumentation: Verstehen, was man hat
Kabel-Sammlung durchgehen Kabel-Sammlung durchgehen
Bewusstsein schaffen: Was habe ich eigentlich? Bewusstsein schaffen: Was habe ich eigentlich?
Viele Lade-Kabel: USB-C, aber nur USB 2.0 (langsam!) Viele Lade-Kabel: USB-C, aber nur USB 2.0 (langsam!)
Forum: Erfahrungsaustausch, lustige Fundstücke Keine Abgabe, nur zum Ausprobieren
--> -->
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@@ -1005,7 +1256,7 @@ Forum: Erfahrungsaustausch, lustige Fundstücke
# Fragen & Diskussion # Fragen & Diskussion
**Kontakt:** czechowski@hdm-stuttgart.de **Kontakt:** mail@librete.ch
**Folien:** Online verfügbar unter https://hdm.librete.ch **Folien:** Online verfügbar unter https://hdm.librete.ch
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