Michael Czechowski
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| true | gaia | true | Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege (223015b) | Michael Czechowski – HdM Stuttgart – WS 2025/26 | Dateiformate, Schnittstellen, Speichermedien & Distributionswege |
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/
Kapitel 3 – 23.01.2026
Speichermedien & Schnittstellen
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!
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
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
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 |
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 |
HDD vs. SSD: Erklaerung
Kernunterschied: HDD = mechanisch (Magnetplatten), SSD = elektronisch (Flash-Speicher)
| Eigenschaft | HDD | SSD |
|---|---|---|
| Zugriffszeit | ~10 ms | ~0.1 ms |
| Seq. Lesen | ~150 MB/s | ~500-7000 MB/s |
| Preis/TB | guenstig | teurer |
| Haltbarkeit | mechanisch anfaellig | Schreibzyklen begrenzt |
Entscheidungsregel:
- SSD: Haeufiger Zugriff, Geschwindigkeit wichtig (OS, Apps, aktive Projekte)
- HDD: Grosse Datenmengen, selten genutzt (Archiv, Backup, Cold Storage)
Merkhilfe: "Schnell = SSD, Speicher = HDD"
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.
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)
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
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)
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+
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
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 |
Backup & Archivierung
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.
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)
3-2-1-Backup-Regel: Erklaerung
Definition: Bewährte Strategie zur Datensicherung gegen unterschiedliche Verlustszenarien.
| Element | Bedeutung | Schutz gegen |
|---|---|---|
| 3 Kopien | Original + 2 Backups | Hardware-Defekt |
| 2 Medientypen | z.B. SSD + HDD | Medienspezifische Fehler |
| 1 Offsite | Anderer Ort/Cloud | Lokale Katastrophen |
Beispiel-Setup:
- Arbeitsdaten auf SSD (Original)
- Externes Backup auf HDD (lokal)
- Cloud-Backup bei Anbieter (offsite)
Merkhilfe: "3 Kopien, 2 Medien, 1 woanders"
Herkunft: Peter Krogh, "The DAM Book" (2005) - gilt bis heute als Goldstandard.
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.
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)
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
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
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-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!
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
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
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 |
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 |
Hands-On: Eigene Speicher analysieren
Aufgabe (30 Min):
- Welche Laufwerke habt ihr? (SSD, HDD, extern)
- Welches Dateisystem nutzt ihr?
- Wie ist eure Backup-Situation?
- Welche Schnittstellen nutzt ihr?
Tools:
- Windows: Datenträgerverwaltung
- macOS: Festplattendienstprogramm
- Linux:
lsblk,df -h
Fragen & Diskussion
Kontakt: lb-czechowski@hdm-stuttgart.de Folien: librete.ch/hdm/223015b
Lizenz & Attribution
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