From bb943f84b9578a88791c9dd553f2f60e884fbff2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Michael Czechowski Date: Thu, 14 May 2026 02:27:19 +0200 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?223015b=20phase=200+1+2:=20klausur-themen-table?= =?UTF-8?q?au=20(9=20bl=C3=B6cke=20nach=20D1-D4-lock:=20alles=20drin,=20zu?= =?UTF-8?q?kunft=20raus,=20JPEG=20volle=20DCT-tiefe,=20granular),=2033=20o?= =?UTF-8?q?perative=20lernziele=20(flie=C3=9Fsatz,=20default=20verstehen/u?= =?UTF-8?q?nterscheiden,=20kein=20bloom-tag,=20alltagsanker=20wo=20sinnvol?= =?UTF-8?q?l,=20L1.5=20KB/KiB=20nicht=20mehr=20apply=20sondern=20einordnen?= =?UTF-8?q?),=205=20kapitel-b=C3=B6gen=20mit=20advance=20organizers=20und?= =?UTF-8?q?=20folien-skeletten=20(kap1=20datenfundamentale=20~40=20slides,?= =?UTF-8?q?=20kap2=20kompression=20~22,=20kap3=20inhalte=20~50,=20kap4=20s?= =?UTF-8?q?peicher/schnittstellen=20~30,=20kap5=20distribution/metadaten?= =?UTF-8?q?=20~25),=20pro=20bogen:=20bedienter=20klausur-block=20+=20lernz?= =?UTF-8?q?iel-bezug=20pro=20folie=20+=20ber=C3=BChrungspunkt=20+=20reuse/?= =?UTF-8?q?neu-markierung=20der=20visualisierungen=20+=20streichungsliste?= =?UTF-8?q?=20mit=20begr=C3=BCndungen=20+=20hands-on?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- docs/223015b-lernziele.md | 104 +++++++++++ docs/223015b/01-datenfundamentale-bogen.md | 131 +++++++++++++ docs/223015b/02-kompression-bogen.md | 100 ++++++++++ .../03-inhalte-bild-audio-video-bogen.md | 174 ++++++++++++++++++ .../04-speicher-schnittstellen-bogen.md | 125 +++++++++++++ .../05-distribution-metadaten-bogen.md | 125 +++++++++++++ docs/klausur-themen-2026.md | 79 ++++++++ 7 files changed, 838 insertions(+) create mode 100644 docs/223015b-lernziele.md create mode 100644 docs/223015b/01-datenfundamentale-bogen.md create mode 100644 docs/223015b/02-kompression-bogen.md create mode 100644 docs/223015b/03-inhalte-bild-audio-video-bogen.md create mode 100644 docs/223015b/04-speicher-schnittstellen-bogen.md create mode 100644 docs/223015b/05-distribution-metadaten-bogen.md create mode 100644 docs/klausur-themen-2026.md diff --git a/docs/223015b-lernziele.md b/docs/223015b-lernziele.md new file mode 100644 index 0000000..326b2f7 --- /dev/null +++ b/docs/223015b-lernziele.md @@ -0,0 +1,104 @@ +# Lernziele 223015b — Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien + +**Status:** Vorschlag für Dozent-Review (Phase 1, 2026-05-14) +**Kurs-Fokus:** Dateien und Inhalte +**Klausur-Blöcke gelockt:** 9 Blöcke (siehe `docs/klausur-themen-2026.md`) + +Die Lernziele sind als **Vorschläge** formuliert — der Dozent setzt die endgültige Latte. Default-Ambitionslevel: Verstehen/Unterscheiden/Einordnen, nicht Berechnen. + +--- + +## Meta-Lernziele (aus CLAUDE.md) + +- Studierende legen gelernte Hilflosigkeit ab. Technik ist kein Mysterium. +- Studierende verknüpfen das Material mit ihrer eigenen Lebenswelt. +- Studierende verfügen über erstes fundiertes Wissen und Gefühl für Technik. + +--- + +## Operative Lernziele pro Klausur-Block + +### Block 1 — Datenfundamentale + +- 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). +- Studierende können die Beziehung zwischen Bit, Byte, Nibble und Hex-Ziffer erklären. +- Studierende können nachvollziehen, warum ein deutscher Umlaut in UTF-8 mehr Speicher braucht als ein englischer Buchstabe und ein Emoji noch mehr. +- Studierende können in einem Hex-Dump die ersten Byte einer Datei als Format-Signatur erkennen und daraus das Dateiformat ableiten. +- Studierende können einordnen, warum eine als „1 TB" verkaufte SSD im Betriebssystem als „931 GB" erscheint. + +### Block 2 — Vom Signal zum Byte + +- Studierende können Abtastung und Quantisierung am Beispiel einer Audio-Aufnahme erklären. +- Studierende können die Größenordnung des Speicherbedarfs einer Audio-Aufnahme aus Abtastrate und Bittiefe abschätzen. +- Studierende können einordnen, warum CDs mit 44,1 kHz abgetastet werden und nicht mit weniger. +- Studierende können Aliasing als Phänomen erkennen — sowohl als Klang-Artefakt in alten MP3s als auch als Moiré-Muster auf Hemden im Fernsehen. + +### Block 3 — Kompression: Prinzipien + +- Studierende können verlustfreie und verlustbehaftete Kompression bei Text, Audio, Bild und Video unterscheiden. +- Studierende können an einem einfachen Muster zeigen, wie Lauflängenkodierung (RLE) Wiederholungen kompakter darstellt. +- Studierende können für ein Anwendungsszenario (Foto-Backup, Streaming, Code-Archiv) begründen, ob Lossless oder Lossy sinnvoller ist. +- Studierende können Psychoakustik und Psychovisualität als Grundlage einordnen, warum Lossy-Kompression überhaupt funktioniert. + +### Block 4 — Bilder: Raster und Vektor + +- Studierende können Raster- und Vektorgrafiken anhand von Skalierungsverhalten und typischen Anwendungen unterscheiden (Logo vs Foto). +- Studierende können die sechs Stationen der JPEG-Pipeline benennen und je in einem Satz erklären, was dort passiert (Farbraum → Subsampling → Blöcke → DCT → Quantisierung → Huffman). +- Studierende können erklären, was eine Quantisierungstabelle bei JPEG bewirkt und warum hohe Frequenzen zuerst geopfert werden. +- Studierende können für ein Bildanliegen (Logo, Foto, Screenshot, Icon, animierte Reaktion) das passende Format begründet auswählen. +- Studierende können einordnen, warum sich WebP schneller verbreitet hat als JPEG XL, obwohl JPEG XL technisch im Vorteil ist. + +### Block 5 — Audio + +- Studierende können den MP3-Trick (Maskierung, Hörschwelle) als gezieltes Auslassen für Menschen unhörbarer Anteile erklären. +- Studierende können die Spotify-Streaming-Bitrate-Stufen (Normal/Hoch/Sehr hoch) mit dem hörbaren Qualitätsunterschied und dem Datenvolumen verknüpfen. +- Studierende können für ein Audio-Anliegen (Spotify-Stream, Studio-Master, Sprachnachricht, Podcast) das passende Format begründet auswählen. + +### Block 6 — Video + +- Studierende können Container und Codec trennen: eine .mp4-Datei ist nur die Hülle, drinnen können H.264, H.265 oder AV1 stecken. +- Studierende können I-, P- und B-Frames auseinanderhalten und erklären, warum Video so viel besser komprimiert als eine Folge einzelner Bilder. +- Studierende können einordnen, warum AV1 als offener Standard gegen die Patent-Pools von H.265 entstanden ist (Alliance for Open Media). +- Studierende können die Größenordnung der Bitrate eines 4K-Streams gegen die übliche Internet-Bandbreite stellen. + +### Block 7 — Speichermedien + +- Studierende können HDD und SSD anhand von Mechanik, Latenz, Lebensdauer und Preis pro Terabyte unterscheiden. +- Studierende können für ein Anwendungsszenario (OS-Disk, Foto-Archiv, Server-Storage, Backup-Medium) HDD oder SSD begründet wählen. +- Studierende können die wichtigsten Filesystem-Familien (FAT32, exFAT, NTFS, APFS, ext4) ihren typischen Anwendungsbereichen zuordnen. +- Studierende können die 3-2-1-Backup-Regel erklären und auf den eigenen Foto-Archiv-Fall anwenden. + +### Block 8 — Schnittstellen + +- 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. +- Studierende können für ein Anwendungsszenario (4K-Monitor anschließen, SD-Karte auslesen, Laptop laden) die passende Schnittstelle wählen. +- Studierende können HDMI, DisplayPort, Thunderbolt, Ethernet und WiFi anhand typischer Bandbreite und Anwendung einordnen. + +### Block 9 — Distribution & Metadaten + +- Studierende können das CDN-Prinzip am Beispiel Netflix Open Connect erklären (PoPs, Edge-Caching, geografische Verteilung). +- Studierende können bei einer REST-API erkennen, welche Operation (GET/POST/PUT/DELETE) zu welcher Absicht passt. +- Studierende können in EXIF- oder ID3-Metadaten enthaltene Informationen als Privacy-Risiko erkennen (McAfee-GPS-Fall, Blair-PDF-Fall). +- Studierende können Vendor-Lockin-Effekte proprietärer Formate (Adobe PSD, Apple .pages) als Risiko einordnen. + +--- + +## Kapitel-Mapping (5 Kapitel) + +| Kap | Titel | bedient Blöcke | Kern-Bogenkonzept | +|-----|-------|----------------|--------------------| +| **01** | Datenfundamentale + Signal zum Byte | Block 1 + 2 | Zahlen, Notation, Encoding, Sampling — die Atome | +| **02** | Kompression: Prinzipien und Pipelines | Block 3 | Redundanz vs Irrelevanz, RLE und Psycho-* | +| **03** | Inhalte: Bild, Audio, Video | Block 4 + 5 + 6 | Pipelines + Format-Wahl | +| **04** | Speicher und Schnittstellen | Block 7 + 8 | Wie Bytes physikalisch existieren und reisen | +| **05** | Distribution und Metadaten | Block 9 | Wie Bytes zur Endnutzerin kommen, was sie verraten | + +--- + +## Validierungs-Status + +- [x] Pro Block 3–5 Vorschläge +- [x] Default-Ambitionslevel: Verstehen/Unterscheiden, nicht Berechnen +- [x] Anker im Studierenden-Alltag wo sinnvoll +- [ ] Dozent-Review und Lock +- [ ] Phase 2: Folien-Skelett pro Kapitel diff --git a/docs/223015b/01-datenfundamentale-bogen.md b/docs/223015b/01-datenfundamentale-bogen.md new file mode 100644 index 0000000..edc1dc9 --- /dev/null +++ b/docs/223015b/01-datenfundamentale-bogen.md @@ -0,0 +1,131 @@ +# Kapitel 1 — Datenfundamentale + Signal zum Byte + +**Bedient Klausur-Blöcke:** 1 (Datenfundamentale) + 2 (Vom Signal zum Byte) +**Slide-Budget:** ~40 (90-min-Termin) + +## Bogen + +Eine Stunde, eine Frage: **„Was steckt in einer Datei, und wie kommt es da rein?"** + +1. Wir öffnen mit dem Alltag: Foto, Sprachnachricht, PDF. Drei vertraute Dinge — alle haben dasselbe Innenleben. +2. Wir machen eine Datei roh auf (Hex-Editor) und sehen: Zahlen. Nichts als Zahlen. +3. Wir lernen die Zahlen lesen (Bit/Byte/Hex als drei Schreibweisen einer Sache). +4. Wir lernen, was die Zahlen *bedeuten* (ASCII → Unicode → Magic Numbers). +5. Pivot: aber wie kommen die Zahlen überhaupt in die Datei? Wenn man ein Foto macht, eine Stimme aufnimmt — Signal aus der Welt → Zahl. +6. Sampling und Quantisierung — die zwei Schritte, die jedes Signal digitalisieren. +7. Rechnung am CD-Beispiel, Nyquist-Theorem als Begründung warum gerade 44,1 kHz. +8. Aliasing als „was schiefgehen kann" — Audio-Knack und Moiré als gleiches Phänomen in zwei Modalitäten. + +## Advance Organizer (Eröffnungs-Folie, NEU) + +Visuelles Schema, das den ganzen Bogen zeigt — keine konkrete Datei, sondern die Bewegung: + +``` + Welt (analog) Datei (Byte-Strom) Mensch (Bedeutung) + ╲ ╱╲ ╱ + ╲ Sampling + ╱ ╲ Notation (Hex) ╱ + ╲ Quantisierung ╱ ╲ Encoding (ASCII/UTF-8) ╱ + ╲ ╱ ╲ Format (Magic Numbers) ╱ + ▼ ▼ ▼ ▼ + 000101001001010001001110010100100111100100... +``` + +Aussage: dieses Kapitel überbrückt zwei Richtungen — *rein* (analog → digital) und *raus* (digital → bedeutsam). Beide treffen sich am Byte. + +→ neue Demo-Datei: `docs/223015b/assets/demos/kap01-advance-organizer.html` + +## Folien-Skelett + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 1 | Cover | Kapitel 1 — Datenfundamentale | — | — | reuse cover | +| 2 | Lead | Was steckt in einer Datei? | Kapitel-Hook | Foto · Sprachnachricht · PDF | NEU collage | +| 3 | Inhalt | Drei Dateien — dasselbe Innenleben | Hook | derselbe Trio | NEU mit Hex-Preview | +| 4 | Advance Organizer | Welt → Datei → Bedeutung | Roter Faden | — | **NEU kap01-advance-organizer** | +| 5 | Demo | WTF!? Rohe Bytes einer PNG-Datei | Schock-Hook | — | reuse matrix-code bg | +| 6 | Inhalt | Eine Datei ist ein Byte-Strom | L1.2 | — | — | +| 7 | Inhalt | Was ist ein Byte? 8 Bit, 256 Zustände | L1.2 | — | reuse why-8-bit | +| 8 | Inhalt | Drei Schreibweisen, eine Zahl | L1.1 | — | reuse byte-fuer-byte | +| 9 | Demo | Byte → Nibble → Hex | L1.1, L1.2 | — | reuse byte-nibble-hex | +| 10 | Demo | Hex ↔ Dezimal-Tabelle | L1.1 | — | reuse hex-dec-table | +| 11 | Inhalt | Lesbarkeit: 01010000 vs 50 | L1.1 | CSS-Farbe `#FF5733` | — | +| 12 | Inhalt | Wo trifft man Hex im Alltag | L1.1 | CSS · MAC · Errorcode · Unicode | reuse hex-im-alltag-table | +| 13 | Demo | Bin/Hex/ASCII parallel | L1.1, L1.3 | — | reuse byte-flow | +| 14 | Demo | 8 Byte einer PNG, drei Sichten | L1.3, L1.4 | — | reuse three-views | +| 15 | Lead | Was bedeutet die Zahl 80? | Übergang zu Encoding | — | — | +| 16 | Inhalt | ASCII (1963, 7 Bit, 128 Zeichen) | L1.3 | — | reuse ascii-table | +| 17 | Inhalt | ASCII reicht für Englisch — aber? | L1.3 | ä, é, 中, 🌸 | — | +| 18 | Inhalt | Unicode + UTF-8 (1991, variable Länge) | L1.3 | — | — | +| 19 | Demo | Byte zählen: 29 Zeichen, 42 Byte | L1.3 | „Hello·🌸·こんにちは" | reuse byte-zählen-tabelle | +| 20 | Lead | Wie weiß der Computer was das ist? | Übergang zu Magic | — | — | +| 21 | Inhalt | Magic Numbers — erste Byte verraten Format | L1.4 | 89 50 4E 47 = PNG | reuse what-the-hex | +| 22 | Demo | Echte Datei im Hex-Editor | L1.4 | hexed.it im Browser | reuse hex-code | +| 23 | Demo | Zoom: ein Byte „P" | L1.1, L1.4 | — | reuse 8bit-P-character | +| 24 | Hands-On | hex-Datei identifizieren | L1.4 | — | bestehende Übung | +| 25 | Inhalt | KB vs KiB — warum 931 GB? | L1.5 | 1-TB-SSD-Etikett | NEU diagram | +| 26 | Inhalt | Dateneinheiten-Übersicht | L1.5 | — | reuse dateneinheiten-table | +| 27 | **Pivot** | Aber wie kommen die Bytes da rein? | Strang-Wechsel | — | NEU split-pivot-folie | +| 28 | Inhalt | Analog vs Digital — Druckwelle als Beispiel | L2.1 | — | reuse druckwelle | +| 29 | Inhalt | Sampling: Wie oft messen wir? | L2.1 | — | reuse sampling | +| 30 | Demo | Sampling-Animation | L2.1 | — | reuse sampling-grid | +| 31 | Inhalt | Quantisierung: Wie genau? | L2.1 | — | reuse quantisierung | +| 32 | Demo | Quantisierungsstufen | L2.1 | — | reuse quantisierung-stufen | +| 33 | Inhalt | Datenrate = Abtastrate × Bittiefe × Kanäle | L2.2 | CD-Audio · Spotify | — | +| 34 | Inhalt | CD-Audio: 44,1 kHz × 16 bit × 2 = 1,4 Mbit/s | L2.2 | — | — | +| 35 | Inhalt | Nyquist-Theorem | L2.3 | — | NEU nyquist-diagram | +| 36 | Inhalt | Warum gerade 44,1 kHz | L2.3 | — | — | +| 37 | Inhalt | Aliasing — wenn Sampling zu grob | L2.4 | Klang-Knack · Moiré | NEU aliasing-paar (audio + bild) | +| 38 | Demo | Aliasing live: Spotify-Bitrate-Vergleich | L2.4 | Spotify-Stream-Setting | NEU oder reuse | +| 39 | Hands-On | Audacity-Sample-Rate-Vergleich | L2.1, L2.4 | — | bestehende Übung | +| 40 | Zusammenfassung | Was wir in 90 Minuten gelernt haben | alle | — | NEU summary-organizer | + +## Hands-On Übungen (mindestens eine, hier zwei) + +- **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). +- **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. + +## Streichungs-Liste (Folien aus dem aktuellen Stand, die wegfallen) + +Aus dem aktuellen `01-grundlagen-text-audio.md` (~120 Slides) werden in der neuen Version Folgendes gestrichen oder verlagert: + +- **Datenwachstum der Menschheit / Zettabyte** — gehört konzeptuell in Kap 0 (Intro/Motivation), nicht in Datenfundamentale +- **Bandbreite-Mathematik-Slides** (3 Stück) — gehört in Speicher/Schnittstellen-Kapitel, nicht hier +- **Upload Flaschenhals** — gehört in Speicher-/Schnittstellen-Kapitel +- **Kompressionsraten Tabelle** + **Album-MB-Größe** + **Artemis-Slide** — gehört in Kapitel 2 (Kompression), nicht in Fundamentale +- **„Verlustfreie/Verlustbehaftete Kompression"-Folien** (3 Slides + Vergleichstabelle) — gehört in Kapitel 2 +- **Vertiefungs-Folie Kompression mit Shannon-Entropy** — Klausurirrelevant, raus +- **Bit/Byte Verwirrung (Mbit/s)** — gehört in Speicher/Schnittstellen +- **CD-Audio Vertiefung** — eindampfen oder als Speaker-Note in Folie 34 +- **AI-generierte Inhalte 2025** — out (Zukunfts-Thema, per D2 gelockt) +- **Bilder-Aspekt Folien (Pixel-Berechnungen)** — gehört in Kapitel 3 (Bilder) +- **„Lossless für 35 Sek = 10 MB"-Audio-Beispiele** — eindampfen +- **Diverse Vertiefungen die Hauptfolien wörtlich wiederholen** — alle raus (Mayer Redundancy) + +Geschätzte Reduktion: 120 → 40 Slides (-67%). + +## Visualisierungen — neu zu bauen + +| Demo-Datei | Was zeigt sie | Stil-Referenz | +|------------|---------------|---------------| +| `kap01-advance-organizer.html` | Welt → Datei → Bedeutung Schema | `three-views.html` | +| `kb-vs-kib.html` | „1 TB" verkauft vs „931 GB" angezeigt | neue Tabelle + Erklärung | +| `nyquist-diagram.html` | Sampling-Frequenz vs Signal-Frequenz | wissenschaftliches Diagramm | +| `aliasing-paar.html` | Aliasing in Audio + Moiré in Bild parallel | zweispaltig | +| `pivot-signal-zu-byte.html` | „aber wie kommen die Bytes rein?" — Übergangsbild | NEU | +| `summary-organizer.html` | Zusammenfassung am Kapitel-Ende | reuse advance-organizer-Stil, alle Konzepte erfüllt | + +Reuse-Demos (alle in `slides/223015b/assets/demos/`): +- byte-fuer-byte, byte-nibble-hex, hex-dec-table, byte-flow, three-views +- why-8-bit, ascii-table-colored, hex-code, 8bit-P-character + +## Validierungs-Status + +- [x] Bogen formuliert (eine Stunde, eine Frage) +- [x] Advance Organizer skizziert +- [x] Folien-Skelett mit Lernziel-Bezug pro Folie +- [x] Mindestens ein Hands-On (hier zwei) +- [x] Streichungsliste mit Begründungen +- [x] Visualisierungs-TODO mit Reuse-Markierung +- [ ] Dozent-Review und Lock +- [ ] Phase 3: Visualisierungen bauen +- [ ] Phase 4: Folien schreiben diff --git a/docs/223015b/02-kompression-bogen.md b/docs/223015b/02-kompression-bogen.md new file mode 100644 index 0000000..624feb8 --- /dev/null +++ b/docs/223015b/02-kompression-bogen.md @@ -0,0 +1,100 @@ +# Kapitel 2 — Kompression: Prinzipien und Pipelines + +**Bedient Klausur-Block:** 3 (Kompression: Prinzipien) +**Slide-Budget:** ~22 (90-min-Termin, das kürzeste Kapitel — Vorbereitung für Kapitel 3) + +## Bogen + +Eine Stunde, eine Frage: **„Wie machen wir Daten kleiner — und was darf dabei verloren gehen?"** + +1. Wir öffnen mit dem Alltag: WhatsApp-Bild vs Original-Foto (Dateigröße-Schock). +2. Zwei fundamental verschiedene Wege werden eingeführt: Redundanz raus (verlustfrei) vs Irrelevanz raus (verlustbehaftet). +3. Verlustfrei wird an RLE durchgespielt — manuell, am Whiteboard, anfassbar. +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. +5. Entscheidungsmatrix für den Alltag: Foto-Archiv (Lossless), Streaming (Lossy), Code-Repo (Lossless), Backup (kommt drauf an). +6. Hands-On: ZIP-Test mit drei Dateitypen, der zeigt warum schon-komprimierte Dateien nicht weiter komprimieren. + +## Advance Organizer + +``` + Daten sind unhandlich. + │ + ┌───────────┴───────────┐ + ▼ ▼ + VERLUSTFREI VERLUSTBEHAFTET + Redundanz raus Irrelevanz raus + (umkehrbar) (nicht umkehrbar) + │ │ + RLE · Huffman Psychoakustik (MP3) + ZIP · PNG · FLAC Psychovisualität (JPEG) + │ │ + └───────────┬───────────┘ + ▼ + Wann was? + (Entscheidungsmatrix) +``` + +→ neue Demo-Datei: `kap02-kompression-bogen.html` + +## Folien-Skelett + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 1 | Cover | Kapitel 2 — Kompression | — | — | reuse cover | +| 2 | Lead | Daten sind unhandlich | Hook | WhatsApp · Spotify · ZIP | — | +| 3 | Inhalt | Foto-Größenschock | Hook | Original 12 MB → WhatsApp 200 KB | NEU vergleich | +| 4 | Advance Organizer | Zwei Wege der Kompression | Roter Faden | — | **NEU kap02-bogen** | +| 5 | Lead | Verlustfrei (Lossless) | L3.1 | — | — | +| 6 | Inhalt | Prinzip: Redundanz raus, umkehrbar | L3.1 | — | — | +| 7 | Demo | RLE manuell: AAAAABBBCCCCCCCC → 5A3B8C | L3.2 | — | reuse RLE-Beispiel | +| 8 | Inhalt | Wo wird Lossless eingesetzt | L3.1, L3.3 | ZIP · PNG · FLAC · RAW | — | +| 9 | Inhalt | LV-Tasche-Analogie: Original vs Fälschung | L3.1 | — | reuse lv-original-vs-fake | +| 10 | Lead | Verlustbehaftet (Lossy) | L3.1 | — | — | +| 11 | Inhalt | Prinzip: Irrelevanz raus, nicht umkehrbar | L3.1, L3.4 | Spotify-Stream | — | +| 12 | Inhalt | Was nimmt ein Mensch nicht wahr? | L3.4 | — | — | +| 13 | Inhalt | Psychoakustik: Maskierung, Hörschwelle | L3.4 | Vorgriff auf MP3 | NEU psychoakustik-grafik | +| 14 | Inhalt | Psychovisualität: Luminanz vor Chrominanz | L3.4 | Vorgriff auf JPEG | NEU psychovisualität-grafik | +| 15 | Inhalt | Wo wird Lossy eingesetzt | L3.1, L3.3 | MP3 · JPEG · H.264 · WebP | — | +| 16 | Klausur | Vergleichstabelle Lossless vs Lossy | L3.1, L3.3 | — | reuse vergleichstabelle | +| 17 | Demo | Bild in 100% / 50% / 10% Qualität | L3.3 | — | reuse jpeg-qualität-vergleich | +| 18 | Inhalt | Kompressionsraten in der Praxis | L3.1 | Song 10× · Foto 12× · 4K-Video 120× | reuse kompressionsraten-tabelle | +| 19 | Inhalt | Wann verwendet man was? | L3.3 | Foto-Archiv · Stream · Code · Backup | NEU entscheidungsmatrix | +| 20 | Hands-On | ZIP-Test: txt vs bmp vs jpeg | L3.1, L3.2, L3.3 | — | — | +| 21 | Inhalt | Warum komprimiert ZIP-auf-JPEG nicht mehr | L3.1, L3.2 | — | — | +| 22 | Zusammenfassung | Was wir gelernt haben | alle B3 | — | NEU summary | + +## Hands-On Übung + +- **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). + +## Streichungs-Liste (Verlagerungen aus Kap 1) + +Aktuell stehen diese Inhalte in `01-grundlagen-text-audio.md` und werden hierher verschoben (nicht erfunden): +- Verlustfreie/Verlustbehaftete Kompression (3 Slides + Vergleichstabelle) +- Kompressionsraten-in-der-Praxis-Tabelle +- LV-Original-vs-Fake-Bridge-Folie + +Diese Vertiefungen entfallen: +- Vertiefungs-Slide „Claude Shannon Entropie"-Math — Klausurirrelevant, raus +- „Cola-Sirup für Sodastream"-Analogie-Sammlung in Speaker-Notes — Auswahl reduzieren auf max 2 Analogien + +## Visualisierungen — neu zu bauen + +| Demo-Datei | Was zeigt sie | +|------------|---------------| +| `kap02-bogen.html` | Advance Organizer für Kompression | +| `psychoakustik-grafik.html` | Maskierung visualisieren (lauter Ton überdeckt leisen) | +| `psychovisualität-grafik.html` | Luminanz-Detail vs Chrominanz-Detail nebeneinander | +| `entscheidungsmatrix-kompression.html` | Wann-was-Tabelle (Archiv/Stream/Code/Backup) | +| `summary-kap02.html` | Zusammenfassung | + +Reuse: lv-original-vs-fake, RLE-Beispiel, kompressionsraten-tabelle, vergleichstabelle (alle in Bestand). + +## Validierungs-Status + +- [x] Bogen formuliert +- [x] Advance Organizer skizziert +- [x] Folien-Skelett mit Lernziel-Bezug +- [x] Hands-On geplant +- [x] Verlagerungen aus Kap 1 dokumentiert +- [ ] Dozent-Review und Lock diff --git a/docs/223015b/03-inhalte-bild-audio-video-bogen.md b/docs/223015b/03-inhalte-bild-audio-video-bogen.md new file mode 100644 index 0000000..e119056 --- /dev/null +++ b/docs/223015b/03-inhalte-bild-audio-video-bogen.md @@ -0,0 +1,174 @@ +# Kapitel 3 — Inhalte: Bild, Audio, Video + +**Bedient Klausur-Blöcke:** 4 (Bilder) + 5 (Audio) + 6 (Video) +**Slide-Budget:** ~50 (das umfangreichste Kapitel, ggf. 2 Vorlesungstermine) + +## Bogen + +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?"** + +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). +2. **Bilder** zuerst — am stärksten visualisierbar, JPEG-Pipeline ist die didaktische Königsdisziplin. Alle 6 Schritte durchspielen. +3. **Audio** als zweite Modalität — MP3-Trick konkret, Spotify-Stufen am Handy, Format-Wahl-Matrix. +4. **Video** als „Bild + Zeit". Container/Codec-Trennung als entscheidendes Konzept. I/P/B-Frames. Patent-Politik (AV1 vs HEVC) als Industrie-Geschichte. + +## Advance Organizer + +``` + Wahrnehmung als Hebel (aus Kap 2) + │ + ┌───────────┼───────────┐ + ▼ ▼ ▼ + BILD AUDIO VIDEO + │ │ │ + Raster/Vektor Sampling Container + JPEG-Pipeline MP3-Trick + Codec + Format-Wahl Format-Wahl I/P/B + │ │ │ + └───────────┴───────────┘ + │ + Patent · Adoption · Politik + (JPEG XL · WebP · AV1) +``` + +→ neue Demo-Datei: `kap03-modalitäten-bogen.html` + +## Folien-Skelett + +### Eröffnung (3 Slides) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 1 | Cover | Kapitel 3 — Inhalte: Bild, Audio, Video | — | — | reuse | +| 2 | Lead | Drei Modalitäten, ein Prinzip | Hook | Instagram · Spotify · YouTube | NEU collage | +| 3 | Advance Organizer | Wahrnehmung als gemeinsamer Hebel | Roter Faden | — | **NEU kap03-bogen** | + +### Sub-Sektion A — Bilder (18 Slides, bedient Block 4) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 4 | Lead | Bilder | — | — | — | +| 5 | Inhalt | Pixel — ein Bild als Zahlen-Gitter | L4.1 | Smartphone-Foto-Auflösung | NEU pixel-gitter | +| 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 | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 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 | + +## Streichungs-Liste + +Aus dem aktuellen `02-bild-audio-video.md` (~70 Slides): +- Diverse Vertiefungs-Slides die Hauptfolien wörtlich wiederholen — raus (Mayer Redundancy) +- 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 + +Aus dem aktuellen `01-grundlagen-text-audio.md` werden Bilder/Audio/Video-Folien hierher verschoben: +- MP3-Psychoakustik-Slides +- Sampling-Recap nur als Vorgriff (Recap statt Vollerklärung — die kam in Kap 1) + +## Visualisierungen — neu zu bauen + +| Demo-Datei | Was zeigt sie | +|------------|---------------| +| `kap03-modalitäten-bogen.html` | Advance Organizer drei Modalitäten | +| `pixel-gitter.html` | Bild als Zahlen-Gitter | +| `raster-zoom.html` | Rasterbild beim Skalieren pixelig | +| `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 | + +Reuse: yuv-zerlegung, jpeg-artifacts, format-grid, IPB-frame-diagram, h264/h265/av1-Slides, vergleichs-tabelle (alle Bestand in `slides/223015b/assets/`). + +## Hinweis Zeitlich + +50 Slides für 90 Min ist eng (~1,8 min pro Slide inkl Erklärung). Optionen: +- **Variante A:** Als zwei Termine planen (Termin 1: Bilder, Termin 2: Audio+Video). Sauberster pädagogischer Schnitt. +- **Variante B:** In einem Termin durchziehen, Hands-Ons als Hausaufgabe. +- **Variante C:** Audio kürzen (Sub-Sektion B als reduzierte Vertiefungs-Stunde mit Verweis auf Kap 1). + +Entscheidung Dozent. + +## Validierungs-Status + +- [x] Bogen formuliert +- [x] Advance Organizer skizziert +- [x] Folien-Skelett (3 Sub-Sektionen) +- [x] Hands-On in jeder Sub-Sektion +- [x] Streichungs-Liste +- [x] Visualisierungs-TODO +- [x] Zeit-Hinweis für Dozent +- [ ] Dozent-Review und Lock diff --git a/docs/223015b/04-speicher-schnittstellen-bogen.md b/docs/223015b/04-speicher-schnittstellen-bogen.md new file mode 100644 index 0000000..80dc5c6 --- /dev/null +++ b/docs/223015b/04-speicher-schnittstellen-bogen.md @@ -0,0 +1,125 @@ +# Kapitel 4 — Speicher und Schnittstellen + +**Bedient Klausur-Blöcke:** 7 (Speichermedien) + 8 (Schnittstellen) +**Slide-Budget:** ~30 (90-min-Termin) + +## Bogen + +Eine Stunde, eine Frage: **„Wo wohnen die Bytes — und wie reisen sie zwischen Geräten?"** + +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. +2. **HDD und SSD** technisch ausgepackt: Mechanik vs Flash-Zellen, Latenz, Lebensdauer, Preis/TB. Entscheidungsmatrix. +3. **Filesystems** als die Sprache, in der ein Speichermedium organisiert wird. FAT32 / NTFS / APFS / ext4 — wann was. USB-Stick-FAT32-Limit als Alltagsproblem. +4. **Backup** als Praxis: 3-2-1-Regel am eigenen Foto-Archiv durchgespielt. +5. **Pivot zu Schnittstellen** — wie kommen die Bytes von einem Medium zum anderen? +6. **USB-C-Chaos** als zentrales Berührungs-Phänomen — drei separate Achsen (Stecker, Kabel, Protokoll) entwirren. Das ist die Aha-Folie. +7. **HDMI · DisplayPort · Thunderbolt · Ethernet · WiFi** anhand Bandbreite und typischer Anwendung einordnen. + +## Advance Organizer + +``` + Bytes wohnen + reisen + │ + ┌───────────┴───────────┐ + ▼ ▼ + WO? Speicher WIE? Schnittstellen + │ │ + HDD · SSD · Flash USB-C · HDMI · DP + Filesystems Thunderbolt + Backup 3-2-1 Ethernet · WiFi + │ │ + └───────────┬───────────┘ + ▼ + Anwendungs-Wahl +``` + +→ neue Demo-Datei: `kap04-bogen.html` + +## Folien-Skelett + +### Eröffnung (3 Slides) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 1 | Cover | Kapitel 4 — Speicher und Schnittstellen | — | — | reuse | +| 2 | Lead | Wo wohnen die Bytes, wie reisen sie? | Hook | Eigenes Setup im Hörsaal | — | +| 3 | Advance Organizer | Wohnen + Reisen | Roter Faden | — | **NEU kap04-bogen** | + +### Sub-Sektion A — Speichermedien (15 Slides, Block 7) + +| # | 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 | +| 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 | + +### Sub-Sektion B — Schnittstellen (12 Slides, Block 8) + +| # | 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 | — | +| 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 | + +## Streichungs-Liste + +Aus dem aktuellen `03-speichermedien-schnittstellen.md` (~38 Slides) bleibt der Stoff größtenteils, aber: +- Doppelte HDD/SSD-Vertiefungen — eine reicht (Slide 5+6, 7+8) +- Schnittstellen-Slides ohne Bezug (z.B. legacy-Kabel-Sammlung) — raus +- Wiederholte „latenz vs Throughput"-Slides — eindampfen + +## Visualisierungen — neu zu bauen + +| Demo-Datei | Was zeigt sie | +|------------|---------------| +| `kap04-bogen.html` | Advance Organizer Speicher+Schnittstellen | +| `hdd-anatomie.html` | HDD-Schnitt: Platter, Heads, Spuren | +| `ssd-wear-leveling.html` | SSD-Zellen, P/E-Zyklen, Wear Leveling | +| `entscheidungsmatrix-speicher.html` | HDD/SSD pro Anwendungsfall | +| `filesystem-limits.html` | Konkrete Limits (FAT32 4 GB, NTFS, ext4) | +| `backup-typen.html` | full · incremental · differential visuell | +| `usb-c-drei-achsen.html` | Stecker · Kabel · Protokoll als 3 unabhängige Dimensionen | +| `bandbreite-tabelle.html` | HDMI/DP/TB/Ethernet/WiFi mit Bandbreite + Latenz | +| `entscheidungsmatrix-schnittstellen.html` | Welche Schnittstelle für welchen Use Case | +| `summary-kap04.html` | Zusammenfassung | + +Reuse: hdd-internals, ssd-internals, hdd-ssd-comparison, filesystem-vergleich, backup-disaster, 3-2-1 (alle Bestand). + +## Validierungs-Status + +- [x] Bogen mit klarem Pivot Speicher → Schnittstellen +- [x] Advance Organizer +- [x] Folien-Skelett (2 Sub-Sektionen + Hands-On) +- [x] USB-C-Aufklärung als zentraler Berührungspunkt +- [x] Streichungs-Liste +- [x] Visualisierungs-TODO +- [ ] Dozent-Review und Lock diff --git a/docs/223015b/05-distribution-metadaten-bogen.md b/docs/223015b/05-distribution-metadaten-bogen.md new file mode 100644 index 0000000..b38bac0 --- /dev/null +++ b/docs/223015b/05-distribution-metadaten-bogen.md @@ -0,0 +1,125 @@ +# Kapitel 5 — Distribution und Metadaten + +**Bedient Klausur-Block:** 9 (Distribution & Metadaten) +**Slide-Budget:** ~25 (90-min-Termin) + +## Bogen + +Eine Stunde, eine Frage: **„Wie kommen die Bytes von der Quelle zur Endnutzerin — und was verraten sie auf dem Weg?"** + +1. Wir öffnen mit dem Alltag: Netflix-Stream startet in unter einer Sekunde. Wie kann das? Antwort: CDN. +2. **CDN-Prinzip** am Netflix-Open-Connect-Beispiel — PoPs, Edge-Caching, geografische Verteilung. Hands-On: DevTools-Tab Network einsehen. +3. **REST-APIs** als die Sprache, in der Apps Daten austauschen — GET/POST/PUT/DELETE auf Resources abgebildet. Tools: curl, Postman, JSONPlaceholder. +4. **Pivot zu Metadaten** — Dateien tragen nicht nur Inhalt, sondern auch versteckte Daten über sich selbst. +5. **EXIF in Fotos** — der McAfee-Fall (GPS verraten Aufenthaltsort). Privacy-Schock. +6. **ID3 in MP3s · PDF-Metadaten** — der Tony-Blair-Fall (PDF-Edits verraten Quellen). +7. **Vendor-Lockin** — Adobe PSD, Apple .pages: proprietäre Formate als Geschäftsmodell. +8. **Hands-On:** exiftool auf eigene Fotos werfen. + +## Advance Organizer + +``` + Eine Datei reist und erzählt + │ + ┌───────────┴───────────┐ + ▼ ▼ + WEG GEPÄCK + CDN Metadaten + REST-API EXIF · ID3 · PDF + │ │ + Latenz · Caching Privacy-Leak + Open Connect Vendor-Lockin + │ │ + └───────────┬───────────┘ + ▼ + Aufmerksamkeit für + das was wir nicht + sehen +``` + +→ neue Demo-Datei: `kap05-bogen.html` + +## Folien-Skelett + +### Eröffnung (3 Slides) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 1 | Cover | Kapitel 5 — Distribution und Metadaten | — | — | reuse | +| 2 | Lead | Eine Datei reist — was passiert dabei? | Hook | Netflix-Stream startet sofort | — | +| 3 | Advance Organizer | Weg + Gepäck | Roter Faden | — | **NEU kap05-bogen** | + +### Sub-Sektion A — Distribution (10 Slides, L9.1 + L9.2) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 4 | Lead | CDN — Content Delivery Network | — | — | — | +| 5 | Inhalt | Warum sind Streams überhaupt schnell? | L9.1 | YouTube-Latenz | NEU latenz-frage | +| 6 | Klausur | CDN-Prinzip: PoP + Edge-Caching | L9.1 | — | NEU cdn-prinzip | +| 7 | Inhalt | Netflix Open Connect: 15 % des Welt-Traffics | L9.1 | Netflix-App | reuse netflix-cdn | +| 8 | Demo | DevTools-Tab Network live | L9.1 | im Browser | — | +| 9 | Lead | REST-APIs | — | — | — | +| 10 | Inhalt | Was ist eine API? | L9.2 | Wetter-App holt Daten | NEU api-konzept | +| 11 | Klausur | GET · POST · PUT · DELETE | L9.2 | — | NEU rest-methods | +| 12 | Demo | JSONPlaceholder im Browser | L9.2 | jsonplaceholder.typicode.com | — | +| 13 | Inhalt | JSON als Datenformat | L9.2 | — | NEU json-anatomie | + +### Sub-Sektion B — Metadaten (10 Slides, L9.3 + L9.4) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 14 | Pivot | Dateien tragen auch Gepäck | — | — | — | +| 15 | Inhalt | EXIF: was ein Foto über sich verrät | L9.3 | eigenes Smartphone-Foto | NEU exif-grafik | +| 16 | Klausur | Der John-McAfee-GPS-Fall | L9.3 | — | reuse mcafee-fall | +| 17 | Inhalt | Social-Media-EXIF-Stripping | L9.3 | Twitter · WhatsApp · Facebook | reuse social-stripping-tabelle | +| 18 | Inhalt | ID3 in MP3-Dateien | L9.3 | iTunes · MusicBrainz | — | +| 19 | Inhalt | PDF-Metadaten: Tony Blair 2003 | L9.3 | — | reuse blair-fall | +| 20 | Lead | Vendor-Lockin | — | — | — | +| 21 | Inhalt | Adobe PSD, INDD: das Geschäftsmodell | L9.4 | InDesign-Abo | NEU vendor-lockin-grafik | +| 22 | Inhalt | Apple .pages, .numbers, .keynote | L9.4 | iPad-User | — | +| 23 | Klausur | Vendor-Lockin als Risiko | L9.4 | „was wenn Adobe das Format ändert?" | — | + +### Hands-On + Zusammenfassung (2 Slides) + +| # | Typ | Titel/Kern | Lernziel | Berührungspunkt | Visualisierung | +|---|-----|-----------|---------|-----------------|----------------| +| 24 | Hands-On | exiftool auf eigene Fotos | L9.3 | Terminal · GUI | — | +| 25 | Zusammenfassung | Datei = Inhalt + Gepäck | alle B9 | — | NEU summary | + +## Streichungs-Liste + +Aus dem aktuellen `04-distribution-apis-zukunft.md` (~89 Slides) — **deutliche Reduktion**: +- BitTorrent/P2P-Detail-Slides — eindampfen auf eine Folie (Verweis als Kontext) +- IPFS — raus (nicht Klausurthema, kein Berührungspunkt) +- WebSockets, gRPC — raus (zu speziell, gehört in Internettechnik-Kurs 223015c) +- **Komplette Zukunfts-Sektion** (AI-Kompression, JPEG XL, DNA-Storage, holographische Speicher, Web3, 8K-VR, Cloud Gaming, Sustainability) — **raus** (per D2-Lock) +- Sneakernet/AWS-Snowball — raus (Klausurirrelevant) +- Diverse Vertiefungs-Slides ohne Bezug — raus + +Geschätzte Reduktion: 89 → 25 Slides (-72%). + +## Visualisierungen — neu zu bauen + +| Demo-Datei | Was zeigt sie | +|------------|---------------| +| `kap05-bogen.html` | Advance Organizer Distribution+Metadaten | +| `latenz-frage.html` | Warum Streams schnell starten | +| `cdn-prinzip.html` | PoP + Edge-Caching Schema | +| `api-konzept.html` | App ↔ API ↔ Datenbank | +| `rest-methods.html` | GET/POST/PUT/DELETE auf Resource-Modell | +| `json-anatomie.html` | JSON-Beispiel mit Anmerkungen | +| `exif-grafik.html` | Foto mit eingeblendeten EXIF-Daten | +| `vendor-lockin-grafik.html` | Proprietäres Format als geschlossener Kreis | +| `summary-kap05.html` | Zusammenfassung | + +Reuse: netflix-cdn, mcafee-fall, social-stripping-tabelle, blair-fall (alle Bestand). + +## Validierungs-Status + +- [x] Bogen mit Pivot Distribution → Metadaten +- [x] Advance Organizer +- [x] Folien-Skelett (2 Sub-Sektionen) +- [x] Privacy als zentraler Berührungspunkt (McAfee, Blair, Vendor-Lockin) +- [x] Aggressive Streichungs-Liste (89 → 25) +- [x] Visualisierungs-TODO +- [ ] Dozent-Review und Lock diff --git a/docs/klausur-themen-2026.md b/docs/klausur-themen-2026.md new file mode 100644 index 0000000..8434449 --- /dev/null +++ b/docs/klausur-themen-2026.md @@ -0,0 +1,79 @@ +# Klausur-Themen 2026 — HdM-Kurse + +Status: **LOCK 223015b · Entwurf 223015c · pending dhbw** + +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. + +--- + +## 223015b — Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien + +**Kurs-Fokus:** Dateien und Inhalte +**Klausur-Format (bisher):** 90 Min digital, offene Fragen, kein Code +**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 +**Bestand ohne Klausur-Marker:** komplettes Kapitel 4 (Distribution, APIs, Metadaten, Zukunft — 89 Slides) + +### Vorgeschlagene Klausur-Themen-Architektur (Tabula rasa, 9 Themen-Blöcke) + +| # | Block | Kern | Was reinkommt | Berührungspunkt | +|---|---|---|---|---| +| 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" | +| 2 | **Vom Signal zum Byte** | Analog → Digital | Sampling, Quantisierung, Bittiefe, Abtastrate, Nyquist | „warum klingen alte MP3s blechern" | +| 3 | **Kompression: Prinzipien** | Redundanz vs Irrelevanz | Lossless vs Lossy, RLE/Huffman/LZ77 konzeptuell, Psychoakustik, Psychovisualität | WhatsApp-Bilder vs Original | +| 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 | +| 5 | **Audio** | MP3-Trick verstehen | Sampling-Recap, MP3-Psychoakustik, WAV/MP3/FLAC/AAC, Spotify-Quality-Math | Spotify-Bitrate-Setting, AirPod-Streaming | +| 6 | **Video** | Container vs Codec | I/P/B-Frames, H.264/265/VP9/AV1 (Politik+Technik), Streaming-Bitrate | Netflix-Quality, YouTube-1080p vs 4K | +| 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" | +| 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" | +| 9 | **Distribution & Metadaten** | Wie Inhalte ins Netz kommen | CDN-Prinzip, REST-API, EXIF/ID3, Vendor-Lockin | Netflix-Stream-Latenz, Instagram strippt EXIF | + +### Lock-Entscheidungen (Dozent, 2026-05-13) + +- **D1 — Block 9 Distribution & Metadaten:** **PFLICHT-KLAUSUR.** Schließt den Bogen „vom Bit bis zum Bildschirm der Endnutzerin". +- **D2 — Zukunfts-Themen** (AI-Kompression, JPEG XL, DNA-Storage, Web3): **RAUS.** Werden nicht aufgenommen, weder Klausur noch Lehre. +- **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. +- **D4 — Granularität:** **9 granulare Blöcke** (Dozent-agnostisch zur Wahl, granular liegt näher an Inhalt). + +Leitprinzip aus dem Workshop: **„nicht reduzieren — skippen passiert während der Vorlesung."** Architektur bleibt ambitioniert, Live-Anpassung übernimmt die Skalierung. + +### Verhältnis zu den Kapiteln + +Vorgeschlagene Themen ↔ Kapitel-Mapping (welches Kapitel liefert das Material für welchen Block): + +- Block 1 (Fundamentale) ← Kap 0 (Intro) + Kap 1 (Grundlagen) +- Block 2 (Signal→Byte) ← Kap 1 (Text+Audio) +- Block 3 (Kompression) ← Kap 1 + Kap 2 (übergreifend) +- Block 4 (Bilder) ← Kap 2 (Bild+Video) +- Block 5 (Audio) ← Kap 1 (Text+Audio) +- Block 6 (Video) ← Kap 2 (Bild+Video) +- Block 7 (Speicher) ← Kap 3 +- Block 8 (Schnittstellen) ← Kap 3 +- Block 9 (Distribution) ← Kap 4 (falls drin) / sonst raus + +→ Daraus folgt eine Kapitel-Neugliederung mit 5 Kapiteln (statt aktuell 6 mit Platzhalter): +- Kap 1: Fundamentale + Signal→Byte +- Kap 2: Kompression +- Kap 3: Bilder + Audio + Video +- Kap 4: Speicher + Schnittstellen +- Kap 5: Distribution + Metadaten (optional, Zukunfts-Bonus integriert) + +### Lock-Status + +- [x] D1–D4 entschieden (2026-05-13) +- [x] Block-Architektur (9 Blöcke) festgelegt +- [x] Kapitel-Neugliederung (6→5) festgelegt +- [ ] Phase 1: Operative Lernziele pro Block formuliert +- [ ] Phase 2: Folien-Skelett pro Kapitel + +--- + +## 223015c — Internettechnologien + +**Status:** wird nach 223015b bearbeitet (Reihenfolge laut Plan: b → c → dhbw). +Platzhalter — Vorschlag folgt nach Abschluss von 223015b. + +--- + +## DHBW Technik I + +**Status:** keine Klausur, separate Prüfungsleistungs-Architektur in `docs/dhbw-pruefungsleistung-2026.md` (Phase 0).