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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commit a8343c9937
128 changed files with 1464 additions and 3484 deletions
--- a/slides/223015b/klausur.md
+++ b/slides/223015b/klausur.md
@@ -0,0 +1,563 @@
+---
+marp: true
+theme: gaia
+paginate: true
+backgroundColor: #fff
+header: "Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b)"
+footer: "Michael Czechowski – HdM Stuttgart"
+title: Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege
+---
+<style>
+:root {
+  --color-foreground: #1a1a2e;
+  --color-highlight: #1e5f8a;
+  --color-dimmed: #4a4a6a;
+}
+section.invert {
+  --color-foreground: #fff;
+}
+section {
+  font-size: 1.7rem;
+}
+h1 {
+  color: #1e5f8a;
+}
+section.invert h1 {
+  color: #fff;
+}
+h2 {
+  color: #1f2937;
+}
+pre {
+  background: #0f0f23;
+  color: #5fb3e4;
+  border-radius: 8px;
+  border-left: 3px solid #1e5f8a;
+}
+pre code {
+  background: transparent;
+  color: inherit;
+}
+code {
+  background: #1a1a2e;
+  color: #5fb3e4;
+  padding: 0.15em 0.4em;
+  border-radius: 4px;
+}
+a {
+  color: var(--color-highlight);
+}
+section.klausur {
+  background: repeating-linear-gradient(
+    135deg,
+    #e3f2fd,
+    #e3f2fd 40px,
+    #fff 40px,
+    #fff 80px
+  ) !important;
+}
+@media print {
+  section.klausur {
+    background: #e3f2fd !important;
+  }
+}
+section.aufgabe {
+  background: #e3f2fd !important;
+}
+section.aufgabe footer {
+  display: none;
+}
+</style>
+
+<!--
+  ╔═══════════════════════════════════════════════════════════════════╗
+  ║  AUTO-GENERATED FILE - DO NOT EDIT MANUALLY                       ║
+  ║                                                                   ║
+  ║  This file is generated by: make klausur                          ║
+  ║  Source: scripts/extract-klausur.sh                               ║
+  ║                                                                   ║
+  ║  To update, edit the source slides and re-run make klausur        ║
+  ╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
+-->
+
+<!-- _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
+
+[https://librete.ch/hdm/223015b/](https://librete.ch/hdm/223015b/)
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Verlustfrei vs. Verlustbehaftet
+
+| | Verlustfrei (Lossless) | Verlustbehaftet (Lossy) |
+|---|---|---|
+| **Prinzip** | **Redundanz** entfernen | **Irrelevanz** entfernen |
+| **Reversibel** | Ja (Original wiederherstellbar) | Nein (Information unwiederbringlich weg) |
+| **Reduktion** | 30-50% | 80-99% |
+| **Formate** | ZIP, PNG, FLAC, GIF | JPEG, MP3, H.264/H.265 |
+
+**Faustregel:**
+- Medien für Endnutzer → Lossy oft akzeptabel
+- Quellmaterial, Code, Archive → Lossless nötig
+
+<!--
+REDUNDANZ: Wiederholende Muster kompakter darstellen (z.B. "AAAA" → "4×A")
+IRRELEVANZ: Für Menschen nicht wahrnehmbar (Psychoakustik, Psychovisuell)
+
+KLAUSURRELEVANT:
+- Verlustfrei = Original 1:1 wiederherstellbar
+- Verlustbehaftet = Information geht verloren, aber kaum wahrnehmbar
+- Redundanz vs. Irrelevanz ist der Kernunterschied!
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Dateneinheiten
+
+| Einheit | Bytes | Potenz | Beispiel |
+|---------|------:|:------:|----------|
+| **Byte** | 1 | 10⁰ | Farbwerte eines Pixels |
+| **Kilobyte (KB)** | 1.000 | 10³ | Kleiner Programmcode |
+| **Megabyte (MB)** | 1 Million | 10⁶ | Textdokument |
+| **Gigabyte (GB)** | 1 Milliarde | 10⁹ | Kinofilm in FullHD |
+| **Terabyte (TB)** | 1 Billion | 10¹² | ~12h Video in 4K |
+| **Petabyte (PB)** | 1 Billiarde | 10¹⁵ | Netflix-Gesamtarchiv |
+| **Exabyte (EB)** | 1 Trillion | 10¹⁸ | Alle E-Mails weltweit/Tag |
+| **Zettabyte (ZB)** | 1 Trilliarde | 10²¹ | Internet-Traffic 2016 |
+
+<!--
+SI-Präfixe (Dezimal): 1 KB = 1.000 Bytes
+Binär (IEC): 1 KiB = 1.024 Bytes (Kibibyte)
+Windows zeigt oft binär, sagt aber "KB" → Verwirrung!
+1 TB Festplatte = ~931 GiB nutzbar
+
+Eselsbrücke: "Kilo Mega Giga Tera Peta Exa Zetta Yotta"
+→ "Komm Mit Großem Tee, Peter Exte Zettelt Yachten"
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Der digitale Wendepunkt
+
+| Jahr | Analog | Digital | Digital-Anteil |
+|------|--------|---------|----------------|
+| **1986** | 2,6 EB | 0,02 EB | **1%** |
+| **2002** | — | — | **50%** (Wendepunkt) |
+| **2007** | 18 EB | 277 EB | **94%** |
+
+**Perspektive:**
+- 1986: "Petabyte" war ein theoretisches Konzept
+- 2025: ~181 Zettabyte jährlich produziert
+
+**Magnetband lebt:** LTO-Tapes bleiben günstigstes Archivmedium
+(AWS Glacier, Film-Archive, Rechenzentren)
+
+<!--
+PRÜFUNGSRELEVANT:
+ - Wendepunkt 2002
+ - Speichereinheiten (KB→MB→GB→TB→PB→EB→ZB)
+ - Magnetband als Archivmedium
+
+QUELLE: Hilbert & López (2011): "The World's Technological Capacity to Store, Communicate, and Compute Information", Science
+
+METHODIK: 60 analoge + digitale Technologien untersucht (1986-2007)
+
+WENDEPUNKT 2002: Erstmals mehr digital als analog gespeichert
+
+ANALOG damals: Bücher, Zeitungen, Vinyl, VHS, Filmrollen, Fotos
+
+DIGITAL damals: Festplatten, CDs, DVDs, frühe Flash-Speicher
+
+HEUTE: LTO-9 (2021) speichert 18 TB pro Band, ~$5/TB für Cold Storage
+
+VERGLEICH: SSD ~$50/TB, HDD ~$15/TB, LTO ~$5/TB
+
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Analoge Medien
+### Distribution: physisch (Kauf, Verleih, Kopie)
+
+- **Text**
+  - Bücher, Zeitungen, Zeitschriften, Lochkarten
+- **Bild**
+  - Fotografie (Negativ, Dia, Polaroid), Mikrofilm
+- **Audio:**
+  - Schallplatte (Vinyl, Schellack), Tonband, Musikkassette
+- **Video:**
+  - Film (35mm, Super 8), VHS, Betamax
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Digitale Medien
+### Distribution: Datenträger (CD, USB), Download, Streaming, P2P
+
+- **Text**
+  - E-Book (PDF, EPUB), Dokumente (TXT, DOCX)
+- **Bild**
+  - Digitalfoto (JPEG, PNG, RAW, WebP, GIF)
+- **Audio**
+  - Audiodatei (MP3, FLAC, WAV, AAC, OGG)
+- **Video**
+  - Videodatei (MP4, MKV, AVI, WebM)
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Digitale Speichermedien
+
+- **Optische Speicher**
+  - CD, DVD, Blu-ray
+- **Magnetische Speicher**
+  - Festplatte (HDD), Magnetband (LTO)
+- **Flash-Speicher**
+  - SSD, USB-Stick, SD-Karte
+- **Cloud-Speicher**
+  - Dropbox, Google Drive, iCloud, AWS S3
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Rastergrafiken
+
+**Aufbau:** Liste von Pixeln mit Farbwerten (2D-Array)
+
+**Speicherbedarf (unkomprimiert):**
+Breite × Höhe × Farbtiefe (in Bytes)
+
+**Beispiele:** JPEG, PNG, WebP
+
+| Bits (Farbtiefe) | Farben | Anwendung |
+|-----:|-------:|-----------|
+| 1 | 2 | Schwarz/Weiß (Fax) |
+| 8 | 256 | Graustufen, GIF |
+| 24 | 16,7 Mio. | True Color (Standard) |
+| 32 | 16,7 Mio. + Alpha | Transparenz |
+
+<!--
+BERECHNUNG: Breite × Höhe × (Farbtiefe / 8)
+BEISPIEL: 1920×1080 × 24 Bit = 1920×1080×3 = 6.220.800 Bytes ≈ 6,2 MB
+
+Farbtiefe erklärt:
+- 1 Bit: 2^1 = 2 Farben
+- 8 Bit: 2^8 = 256 Farben
+- 24 Bit: 2^24 = 16.777.216 Farben (je 8 Bit für R, G, B)
+- 32 Bit: 24 Bit + 8 Bit Alpha-Kanal
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Vektorgrafiken
+
+**Speicherung als geometrische Primitive:**
+- Pfade (Bézierkurven mit Kontrollpunkten)
+- Grundformen (Rechteck, Ellipse, Polygon)
+- Text (Glyphen als Outlines)
+
+**SVG-Beispiel:**
+```xml
+<circle cx="50" cy="50" r="40" fill="#ff0000"/>
+```
+
+<small>SVG beschreibt nicht jeden einzelnen Pixel im Raster, sondern deklariert wie Farben und Formen gesetzt werden.</small>
+
+<!--
+Vektorgrafiken beschreiben WAS gezeichnet werden soll.
+Rastergrafiken beschreiben WIE jeder Pixel aussieht.
+
+Rendering-Pipeline:
+Vektordaten → Rasterisierung → Framebuffer → Display
+
+Beim Skalieren werden einfach die Koordinaten multipliziert.
+Keine Information geht verloren.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Die Schwächen des Auges
+
+**Menschen sehen:**
+- Helligkeit besser als Farbe
+- Große Flächen besser als feine Details
+- Niedrige Frequenzen besser als hohe
+
+**JPEG nutzt das aus:**
+- Farbauflösung reduzieren (aber Helligkeit behalten)
+- Glatte Flächen effizient speichern
+- Hohe Frequenzen (Details) verwerfen
+
+<!--
+Das ist die visuelle Entsprechung zur Psychoakustik.
+
+Das Auge hat mehr Rezeptoren für Helligkeit (Stäbchen)
+als für Farbe (Zapfen).
+
+Hohe Frequenzen = schnelle Wechsel = feine Details
+Niedrige Frequenzen = langsame Wechsel = große Flächen
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+![bg right:20%](./assets/Barn-yuv.png)
+
+# JPEG: Schritt 1 – Farbraumkonversion
+
+**RGB → Y'CbCr** (seltener Y'UV)
+
+- **Y** = Helligkeit (Luminanz) – Was das Auge am besten sieht
+- **Cb** = Blau-Gelb-Anteil (Chrominanz)
+- **Cr** = Rot-Grün-Anteil (Chrominanz)
+
+**Warum diese Trennung?**
+Y (Helligkeit) behält volle Auflösung.
+Cb/Cr (Farbe) kann reduziert werden – Auge merkt es kaum.
+
+<!--
+YCbCr ist wie RGB ein Tripel aus 3 Werten pro Pixel.
+Der Unterschied: Statt Rot-Grün-Blau speichern wir Helligkeit + 2 Farbdifferenzen.
+
+Die Umrechnung ist reversibel (mathematische Transformation).
+Der Clou: Jetzt können wir Helligkeit und Farbe getrennt behandeln.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# JPEG: Schritt 6 – Huffman-Coding
+
+**Verlustfreie Kompression der Restwerte**
+
+**Idee:** Statt fester 8 Bit pro Wert → variable Bitlänge
+Häufige Werte bekommen kurze Bit-Sequenzen.
+
+| Zeichen | Häufigkeit | Code (Bit-Sequenz) |
+|---------|------------|------|
+| e | 40% | `0` (1 Bit) |
+| a | 25% | `10` (2 Bit) |
+| i | 20% | `110` (3 Bit) |
+| o | 10% | `1110` (4 Bit) |
+| u | 5% | `1111` (4 Bit) |
+
+<!--
+Huffman-Coding ist verlustfrei.
+Der "Code" ist eine Bit-Sequenz, die das Zeichen eindeutig identifiziert.
+Weil "e" am häufigsten vorkommt, bekommt es den kürzesten Code.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# Container und Codec
+
+**Container = Das Dateiformat (Beispiel: MP4)**
+Die "Box", die verschiedene Streams zusammenpackt:
+- Video-Stream
+- Audio-Stream(s)
+- Untertitel
+- Metadaten
+
+**Codec = Der Kompressionsalgorithmus (Beispiel: AV1)**
+Entscheidet, WIE komprimiert wird.
+
+
+<!--
+Container ≠ Codec
+Das ist ein häufiges Missverständnis.
+
+MP4 ist ein Container, nicht ein Codec.
+Ein MP4 kann H.264, H.265 oder AV1 enthalten.
+
+Übrigens: JPEG ist ein Codec (für Bilder), kein Container.
+Bei Bildern fallen Container und Codec oft zusammen.
+
+Tools wie MediaInfo zeigen beide Informationen.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# H.264 / AVC
+
+**Advanced Video Coding (2003)**
+
+**Warum dominant?**
+- Exzellente Kompression (~100:1 möglich)
+- Hardware-Support in jedem Gerät seit ~2010
+- YouTube, Netflix, Blu-ray – alles H.264
+
+**Features:**
+- Variable Block-Größen (16×16 bis 4×4)
+- Deblocking-Filter (reduziert Block-Artefakte)
+
+<!--
+H.264 revolutionierte Video-Streaming.
+Ohne H.264 kein Netflix, kein YouTube in HD.
+
+Hardware-Decoder bedeutet: Kein CPU-Aufwand, kein Akku-Drain.
+Selbst billige Smartphones können H.264 abspielen.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# AV1: Die offene Zukunft
+
+**AV1 (2018)**
+
+**Alliance for Open Media:**
+Google, Netflix, Amazon, Microsoft, Apple, Mozilla...
+
+**Eigenschaften:**
+- 30% besser als H.265
+- Royalty-free, Open Source
+- 8K, HDR, hohe Frame-Rates
+
+**Stand 2025:**
+YouTube und Netflix nutzen AV1 für 4K/8K
+Hardware-Encoder in aktuellen GPUs
+
+<!--
+AOM = Alliance for Open Media, gegründet 2015.
+Historisch: Konkurrierende Tech-Giganten vereint.
+
+Das Ziel: Nie wieder Patent-Chaos wie bei H.265.
+
+Problem: Encoding ist sehr langsam (10-100× vs. H.264).
+Hardware-Encoder lösen das zunehmend.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# 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.
+-->
+
+
+---
+
+<!-- _header: "" -->
+<!-- _footer: "" -->
+
+
+# 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
+-->