restructure: rename termin to kapitel, flatten folder structure

- rename slide files: YYYY-MM-DD-termin-N-topic.md → NN-topic.md - flatten folders: courses/X/slides/ → slides/X/ - replace "Termin" with "Kapitel" in all content - add klausur extraction script (make klausur) - update Makefile, generate-index.sh, dev-server.sh - add README.md with full documentation
2026-01-25 11:26:15 +01:00
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--- a/slides/223015b/03-speichermedien-schnittstellen.md
+++ b/slides/223015b/03-speichermedien-schnittstellen.md
@@ -0,0 +1,781 @@
+---
+marp: true
+theme: gaia
+paginate: true
+backgroundColor: #fff
+header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
+footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26"
+title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
+---
+
+<style>
+:root {
+  --color-foreground: #1a1a2e;
+  --color-highlight: #1e5f8a;
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+}
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+section {
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+  background: #0f0f23;
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+code {
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+section.klausur {
+  background: repeating-linear-gradient(
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+  ) !important;
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+section.aufgabe {
+  background: #e3f2fd !important;
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+section.aufgabe footer {
+  display: none;
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+</style>
+
+<!-- _class: invert -->
+<!-- _header: '' -->
+<!-- _backgroundColor: #000 -->
+
+![bg cover opacity:0.2](./assets/radek-grzybowski-eBRTYyjwpRY-unsplash.jpg)
+
+# Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
+
+**223015b** · Modul "Technik 1" · 1. Semester
+Digital- und Medienwirtschaft
+Hochschule der Medien Stuttgart
+
+**Wintersemester 2025/26**
+
+[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
+
+---
+
+<!-- _header: '' -->
+<!-- _footer: '' -->
+
+![bg fit](./assets/qr/slides-223015b.png)
+
+---
+
+<!-- _class: lead -->
+
+# Kapitel 3 – 23.01.2026
+## Speichermedien & Schnittstellen
+
+---
+
+<!-- _header: '' -->
+<!-- _footer: '' -->
+
+![bg](./assets/hdd-ssd-comparison.png)
+
+<!--
+HDD aufgeschraubt neben SSD-Platine
+Mechanisch vs. Elektronisch
+-->
+
+---
+
+# Speicherkapazität: KB vs. KiB
+
+**Das Problem:** Hersteller vs. Betriebssysteme
+
+| Dezimal (SI) | Binär (IEC) |
+|--------------|-------------|
+| 1 KB = 1.000 Bytes | 1 KiB = 1.024 Bytes |
+| 1 MB = 1.000 KB | 1 MiB = 1.024 KiB |
+| 1 GB = 1.000 MB | 1 GiB = 1.024 MiB |
+| 1 TB = 1.000 GB | 1 TiB = 1.024 GiB |
+
+**1 TB Festplatte → Windows zeigt ~931 GB!**
+
+<!--
+Hersteller: Dezimal (SI-Präfix) - klingt mehr!
+Betriebssysteme: Binär - aber zeigen "GB" statt "GiB"
+Diskrepanz bei 1 TB: 1.000.000.000.000 vs. 1.099.511.627.776 Bytes
+→ 10% Unterschied bei TB-Größen
+Verwirrung für Konsumenten seit Jahrzehnten
+ISO/IEC 80000-13: Definiert KiB, MiB, GiB, TiB (2008)
+-->
+
+---
+
+# HDD: Aufbau & Struktur
+
+**Komponenten:**
+- **Platter:** Magnetisch beschichtete Scheiben
+- **Spindel:** Dreht mit 5.400-7.200 RPM
+- **Schreib-Lese-Kopf:** Schwebt nm-dünn über Platter
+- **Aktuator:** Bewegt Kopf zur richtigen Spur
+
+**Logische Struktur:**
+- **Spuren:** Konzentrische Kreise auf Platter
+- **Sektoren:** Unterteilung der Spuren (512 Bytes)
+- **Zylinder:** Gleiche Spuren aller Platter
+
+<!--
+Aufbau seit 1956 (IBM) grundsätzlich gleich
+Platter: Aluminium oder Glas mit Magnetschicht
+Spindelgeschwindigkeit: Desktop 7.200, Laptop 5.400, Server 15.000 RPM
+Head Crash: Schreib-Lese-Kopf berührt Platter → Kratzer → Datenverlust
+Sektor: Kleinste adressierbare Einheit
+LBA (Logical Block Addressing): Abstraktion der physischen Struktur
+-->
+
+---
+
+# 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)
+
+**Form-Faktoren:**
+2,5" (SATA), M.2 (SATA oder NVMe), PCIe-Karte
+
+<!--
+NVMe = Non-Volatile Memory Express
+Protokoll speziell für Flash-Speicher entwickelt.
+
+SATA wurde für HDDs entwickelt.
+Für SSDs ein Flaschenhals.
+
+M.2 ist ein Formfaktor, kein Protokoll!
+M.2 kann SATA oder NVMe sein – prüfen!
+-->
+
+---
+
+# HDD vs. SSD: Vergleich
+
+| Aspekt | HDD | SSD (NVMe) |
+|--------|----:|----------:|
+| Sequentiell | ~150 MB/s | ~3.500 MB/s |
+| Random Read | ~1 MB/s | ~500 MB/s |
+| Latenz | ~10 ms | ~0,02 ms |
+| Preis/TB | ~15€ | ~60€ |
+| Max. Kapazität | 24 TB | 8 TB (Consumer) |
+| Haltbarkeit | 3-5 Jahre | 5-10 Jahre |
+
+<!--
+Der Random-Access-Unterschied ist dramatisch.
+500× schneller bei zufälligen Zugriffen.
+
+Das ist der Grund, warum SSDs Betriebssysteme
+so viel schneller starten lassen.
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: klausur -->
+<!-- _header: '' -->
+<!-- _footer: '' -->
+<!-- _backgroundColor: #e3f2fd -->
+
+# Wann HDD, wann SSD?
+
+| Anwendung | Empfehlung |
+|-----------|------------|
+| Betriebssystem | SSD (NVMe) |
+| Anwendungen, Spiele | SSD |
+| Video-Editing (Projekte) | SSD |
+| Foto-Archiv | HDD oder SSD |
+| Backup | HDD |
+| NAS / Server | HDD (oder Mix) |
+| Cold Storage | HDD oder Band |
+
+<!--
+Die Faustregel:
+- Oft genutzt, schnell gebraucht → SSD
+- Selten genutzt, viel Kapazität → HDD
+
+Viele setzen auf beides:
+Kleine SSD für System + große HDD für Archiv.
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: lead -->
+
+# Dateisysteme
+## Die Organisation der Daten
+
+---
+
+# Was macht ein Dateisystem?
+
+**Aufgaben:**
+- Dateien in Blöcke aufteilen
+- Speicherort verwalten (Allokation)
+- Verzeichnisstruktur pflegen
+- Metadaten speichern (Name, Datum, Rechte)
+- Integrität sichern (Journaling)
+
+**Ohne Dateisystem:**
+Nur eine Folge von Bytes ohne Struktur.
+
+<!--
+Das Dateisystem ist die Abstraktionsschicht
+zwischen Anwendungen und rohem Speicher.
+
+Es entscheidet:
+- Wie Dateien gefunden werden
+- Wie freier Speicher verwaltet wird
+- Was bei Abstürzen passiert
+-->
+
+---
+
+# FAT32: Der Kompatibilitätskönig
+
+**File Allocation Table, 32-bit (1996)**
+
+**Vorteile:**
+- Überall lesbar (Windows, Mac, Linux, Kameras, Fernseher...)
+- Einfach, robust
+
+**Nachteile:**
+- Max. 4 GB pro Datei
+- Max. 2 TB pro Volume
+- Keine Berechtigungen
+- Kein Journaling
+
+**Ideal für:** USB-Sticks, SD-Karten (Kompatibilität)
+
+<!--
+4 GB Limit ist das Hauptproblem.
+Ein 4K-Video oder ISO-Image passt oft nicht drauf.
+
+Trotzdem: FAT32 ist der kleinste gemeinsame Nenner.
+Wenn Kompatibilität wichtiger ist als Features → FAT32.
+-->
+
+---
+
+# exFAT: FAT32 ohne Limits
+
+**Extended FAT (2006, Microsoft)**
+
+**Vorteile:**
+- Keine praktischen Dateigrößen-Limits
+- Breite Unterstützung (seit 2019 auch Linux-Kernel)
+- Für Flash-Speicher optimiert
+
+**Nachteile:**
+- Kein Journaling
+- Weniger robust als NTFS/APFS/ext4
+
+**Ideal für:** Große Dateien auf portablen Medien
+
+<!--
+exFAT ist der Nachfolger von FAT32 für portable Medien.
+SD-Karten über 32 GB sind standardmäßig exFAT.
+
+Microsoft hat 2019 die Patente freigegeben.
+Seitdem native Linux-Unterstützung.
+-->
+
+---
+
+# NTFS: Windows-Standard
+
+**New Technology File System (1993)**
+
+**Features:**
+- Journaling (Crash-Sicherheit)
+- Dateirechte (ACLs)
+- Kompression, Verschlüsselung
+- Große Dateien und Volumes
+
+**Nachteile:**
+- Nur Windows schreibt nativ
+- macOS: Nur lesen
+- Linux: Über ntfs-3g (langsamer)
+
+<!--
+NTFS ist seit Windows NT der Standard.
+Alle modernen Windows-Versionen nutzen es.
+
+Für Windows-only-Systeme die beste Wahl.
+Für portable Medien: Kompatibilitätsprobleme.
+-->
+
+---
+
+# APFS: Apple-Modern
+
+**Apple File System (2017)**
+
+**Features:**
+- Snapshots (Zeitpunkt-Kopien)
+- Copy-on-Write (CoW)
+- Native Verschlüsselung
+- Optimiert für SSDs
+
+**Nachteile:**
+- Nur Apple-Geräte
+- Nicht abwärtskompatibel mit HFS+
+
+<!--
+APFS ersetzte HFS+ auf allen Apple-Geräten.
+Snapshots ermöglichen Time Machine und APFS-Klone.
+
+Copy-on-Write: Daten werden nicht überschrieben,
+sondern neue Versionen werden geschrieben.
+Gut für Integrität und Snapshots.
+-->
+
+---
+
+# ext4: Linux-Standard
+
+**Fourth Extended File System (2008)**
+
+**Features:**
+- Journaling
+- Extents (effiziente große Dateien)
+- Online-Defragmentierung
+- Bewährt und stabil
+
+**Nachteile:**
+- Windows/macOS können nicht nativ lesen
+- Weniger Features als btrfs/ZFS
+
+<!--
+ext4 ist der Standard für Linux-Systeme.
+Evolution: ext (1992) → ext2 → ext3 → ext4
+
+Alternativen: btrfs (Snapshots, CoW), XFS, ZFS
+Für Server oft XFS oder ZFS.
+-->
+
+---
+
+# Dateisysteme: Übersicht
+
+| FS | Max. Datei | Journaling | Ideal für |
+|----|----------:|:----------:|-----------|
+| FAT32 | 4 GB | ❌ | Kompatibilität |
+| exFAT | 16 EB | ❌ | Große portable Dateien |
+| NTFS | 16 EB | ✓ | Windows |
+| APFS | 8 EB | ✓ | macOS, iOS |
+| ext4 | 16 TB | ✓ | Linux |
+
+<!--
+Die Wahl hängt vom Kontext ab.
+
+Portable Medien: FAT32 oder exFAT
+Interne Laufwerke: NTFS, APFS, ext4 je nach OS
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: lead -->
+
+# Backup & Archivierung
+
+---
+
+<!-- _header: '' -->
+<!-- _footer: '' -->
+
+![bg](./assets/backup-disaster.png)
+
+<!--
+Symbolbild: Kaputte Festplatte oder Ransomware
+Das Worst-Case-Szenario
+-->
+
+---
+
+# Warum Backup?
+
+**Realitäten:**
+- HDDs haben 1-2% jährliche Ausfallrate
+- SSDs können ohne Vorwarnung sterben
+- Ransomware verschlüsselt Daten
+- Versehentliches Löschen passiert
+- Diebstahl, Brand, Wasserschaden
+
+**Die Frage ist nicht ob, sondern wann.**
+
+<!--
+Backblaze veröffentlicht jährliche HDD-Statistiken.
+1-2% Ausfallrate klingt wenig, aber bei 100 Platten...
+
+Pixar verlor fast "Toy Story 2" (1998).
+Rettung: Eine Mitarbeiterin hatte ein Home-Backup.
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: klausur -->
+<!-- _header: '' -->
+<!-- _footer: '' -->
+<!-- _backgroundColor: #e3f2fd -->
+
+# Die 3-2-1-Regel
+
+**3** Kopien eurer Daten
+(Original + 2 Backups)
+
+**2** verschiedene Medientypen
+(z.B. SSD + HDD, oder lokal + Cloud)
+
+**1** Kopie an anderem Ort
+(Offsite: Cloud, anderes Gebäude)
+
+<!--
+Herkunft: Peter Krogh, "The DAM Book" (2005)
+
+Warum 3 Kopien?
+- Original kann kaputt gehen
+- Backup 1 auch
+- Backup 2 = Sicherheitspuffer
+
+Warum 2 Medientypen?
+- Gleiche Medien haben gleiche Schwachstellen
+- Batch-Fehler bei HDDs derselben Charge
+
+Warum 1 Offsite?
+- Brand/Wasserschaden zerstört alles vor Ort
+- Ransomware verschlüsselt angeschlossene Laufwerke
+-->
+
+---
+
+# Backup-Arten
+
+**Vollständig (Full):**
+Kompletter Datenbestand jedes Mal.
+Einfach, aber langsam und platzhungrig.
+
+**Inkrementell:**
+Nur Änderungen seit dem letzten Backup.
+Schnell, aber Wiederherstellung komplex (Kette).
+
+**Differenziell:**
+Änderungen seit dem letzten Voll-Backup.
+Mittelweg zwischen beiden.
+
+<!--
+Typisches Schema:
+- Sonntag: Voll-Backup
+- Mo-Sa: Inkrementell oder Differenziell
+
+Inkrementell: Schnellstes Backup, langsamste Wiederherstellung
+Differenziell: Kompromiss
+Voll: Langsamstes Backup, schnellste Wiederherstellung
+-->
+
+---
+
+# Backup in der Praxis
+
+**macOS:** Time Machine
+**Windows:** Veeam Agent (kostenlos), Windows Backup
+**Linux:** rsync, Borg, Restic
+**Cloud:** Backblaze, iCloud, Google Drive
+
+**Wichtig:**
+- Automatisieren (manuell wird vergessen)
+- Regelmäßig testen (Backup nützt nichts, wenn Restore nicht funktioniert)
+
+<!--
+Time Machine: Stündliche Snapshots, APFS-Integration
+Veeam: Enterprise-Level, kostenlose Endnutzer-Version
+rsync: Unix-Klassiker, extrem effizient
+Borg: Deduplizierung + Verschlüsselung
+-->
+
+---
+
+# Langzeitarchivierung
+
+**Probleme:**
+- Bit Rot (Daten degradieren)
+- Format-Obsoleszenz (wer öffnet .wpd?)
+- Hardware-Obsoleszenz (Diskettenlaufwerk?)
+
+**Lösungen:**
+- Migration alle 5-10 Jahre auf neue Medien
+- Offene Standards (PDF/A, TIFF, Plain Text)
+- Redundante Kopien
+
+<!--
+WordPerfect dominierte die 1980er/90er.
+Heute kann kaum jemand .wpd-Dateien öffnen.
+
+Flash-Dateien (.swf) sind seit 2020 praktisch tot.
+Millionen von Websites und Spielen verloren.
+-->
+
+---
+
+# Archivmedien
+
+**LTO-Tapes:**
+- 18 TB pro Band (LTO-9)
+- ~5€/TB
+- 30 Jahre Haltbarkeit
+- Für Cold Storage ideal
+
+**M-DISC:**
+- Spezielle DVD/Blu-ray
+- 1.000+ Jahre Haltbarkeit (Herstellerangabe)
+- Für kleine, wichtige Daten
+
+**Cloud:**
+- Glacier, Backblaze B2
+- Günstig für Langzeit
+
+<!--
+LTO = Linear Tape-Open
+AWS, Google, Netflix nutzen Tape für Archive.
+
+M-DISC nutzt anorganische Schicht statt Dye.
+Theoretisch sehr langlebig, praktisch ungetestet.
+
+Cloud-Archive haben laufende Kosten.
+Aber: Keine Hardware-Wartung.
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: lead -->
+
+# Schnittstellen
+
+---
+
+# USB: Die Universal-Schnittstelle
+
+| Version | Jahr | Geschwindigkeit |
+|---------|------|----------------:|
+| USB 1.1 | 1998 | 12 Mbit/s |
+| USB 2.0 | 2000 | 480 Mbit/s (~60 MB/s) |
+| USB 3.0 | 2008 | 5 Gbit/s (~625 MB/s) |
+| USB 3.1 Gen 2 | 2013 | 10 Gbit/s |
+| USB 3.2 Gen 2×2 | 2017 | 20 Gbit/s |
+| USB4 | 2019 | 40 Gbit/s |
+
+<!--
+USB = Universal Serial Bus
+
+Die Namensgebung ist ein Chaos.
+USB 3.0 wurde nachträglich zu "USB 3.1 Gen 1" umbenannt.
+Dann zu "USB 3.2 Gen 1".
+
+Die Industrie verwirrt absichtlich.
+-->
+
+---
+
+# USB-C: Der Stecker, nicht die Geschwindigkeit
+
+**USB-C ist ein Steckertyp, kein Protokoll!**
+
+Ein USB-C-Kabel kann sein:
+- USB 2.0 (480 Mbit/s)
+- USB 3.2 (bis 20 Gbit/s)
+- USB4 (40 Gbit/s)
+- Thunderbolt 3/4 (40 Gbit/s)
+
+**Am Stecker nicht erkennbar.**
+→ Kabel-Spezifikation prüfen!
+
+<!--
+Das ist eine häufige Quelle für Frustration.
+
+"Ich habe ein USB-C-Kabel, warum ist es so langsam?"
+Weil es ein USB 2.0-Kabel mit USB-C-Stecker ist.
+
+Gute Kabel sind teurer, aber es lohnt sich.
+-->
+
+---
+
+# Thunderbolt
+
+**Thunderbolt 3/4 (2015/2020):**
+- 40 Gbit/s
+- PCIe über Kabel (externe GPUs möglich)
+- DisplayPort integriert
+- USB-C-Stecker
+
+**Vorteile:**
+- Sehr schnell
+- Vielseitig (Daten, Video, Strom)
+
+**Nachteile:**
+- Teure Kabel
+- Nicht alle USB-C-Ports sind Thunderbolt
+
+<!--
+Intel und Apple entwickelten Thunderbolt gemeinsam.
+Lizenzfrei seit 2019.
+
+Thunderbolt-Kabel haben oft ein Blitz-Symbol.
+Aber nicht immer.
+-->
+
+---
+
+# Video-Schnittstellen
+
+| Schnittstelle | Max. Auflösung | Features |
+|---------------|---------------:|----------|
+| HDMI 2.0 | 4K/60Hz | ARC, CEC |
+| HDMI 2.1 | 8K/60Hz, 4K/120Hz | VRR, eARC |
+| DisplayPort 1.4 | 8K/60Hz | Daisy-Chain |
+| DisplayPort 2.0 | 16K/60Hz | Mehr Bandbreite |
+
+**HDMI:** Consumer-Geräte (TV, Konsolen)
+**DisplayPort:** Computer, Monitore
+
+<!--
+HDMI hat Lizenzgebühren, DisplayPort nicht.
+Deshalb ist DP bei Monitoren beliebter.
+
+DisplayPort kann Daisy-Chaining:
+Laptop → Monitor 1 → Monitor 2 über ein Kabel.
+
+HDMI hat ARC (Audio Return Channel):
+TV schickt Audio an Soundbar über HDMI.
+-->
+
+---
+
+# Netzwerk
+
+**Ethernet:**
+| Standard | Geschwindigkeit |
+|----------|----------------:|
+| Fast Ethernet | 100 Mbit/s |
+| Gigabit | 1 Gbit/s |
+| 2.5 Gigabit | 2,5 Gbit/s |
+| 10 Gigabit | 10 Gbit/s |
+
+**WiFi:**
+| Generation | Standard | Geschwindigkeit |
+|------------|----------|----------------:|
+| WiFi 5 | 802.11ac | ~1,3 Gbit/s |
+| WiFi 6 | 802.11ax | ~9,6 Gbit/s |
+| WiFi 7 | 802.11be | ~46 Gbit/s |
+
+<!--
+Gigabit-Ethernet ist heute Standard.
+2,5G und 10G verbreiten sich für NAS und Poweruser.
+
+WiFi-Geschwindigkeiten sind theoretische Maxima.
+Real: Bruchteil davon, abhängig von Entfernung und Störungen.
+-->
+
+---
+
+# Welche Schnittstelle für was?
+
+| Anwendung | Empfehlung |
+|-----------|------------|
+| Externe SSD | USB 3.2 Gen 2 oder Thunderbolt |
+| USB-Stick | USB 3.0 reicht |
+| Monitor | DisplayPort oder HDMI 2.0+ |
+| NAS im Heimnetz | Gigabit Ethernet |
+| Backup-Platte | USB 3.0 |
+| Video-Editing extern | Thunderbolt |
+
+<!--
+Die Schnittstelle muss zum Gerät passen.
+
+Externe HDD über Thunderbolt?
+Bringt nichts, die HDD ist der Flaschenhals.
+
+NVMe-SSD über USB 2.0?
+Verschwendung, USB ist der Flaschenhals.
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: aufgabe -->
+
+# Hands-On: Eigene Speicher analysieren
+
+**Aufgabe (30 Min):**
+
+1. Welche Laufwerke habt ihr? (SSD, HDD, extern)
+2. Welches Dateisystem nutzt ihr?
+3. Wie ist eure Backup-Situation?
+4. Welche Schnittstellen nutzt ihr?
+
+**Tools:**
+- Windows: Datenträgerverwaltung
+- macOS: Festplattendienstprogramm
+- Linux: `lsblk`, `df -h`
+
+<!--
+Ziel: Bewusstsein für eigene Infrastruktur.
+
+Die meisten wissen nicht, welches Dateisystem
+auf ihrem USB-Stick ist.
+-->
+
+---
+
+<!-- _class: lead -->
+
+# Fragen & Diskussion
+
+**Kontakt:** lb-czechowski@hdm-stuttgart.de
+**Folien:** [librete.ch/hdm/223015b](https://librete.ch/hdm/223015b/)
+
+---
+
+# Lizenz & Attribution
+
+Diese Präsentation ist lizenziert unter **Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International (CC BY-SA 4.0)**
+
+- Erlaubt Teilen & Anpassen mit Namensnennung
+- Adaptionen müssen unter gleicher Lizenz geteilt werden
+
+Vollständige Lizenz: [creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/](https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/)
+