Kenntnisse

Systemtechnik verstehen. Praxis realistisch einordnen.

Die Seite trennt praktische Kernkompetenzen von schulischem Fundamentwissen. Für einen schnellen Überblick zuerst die Kernbereiche lesen; die Systemtechnik-Bibliothek darunter ist der fachliche Deep-Dive.

Empfohlene Lesereihenfolge: Kernkompetenzen → Systemtechnik-Fundament → Seminar → vertiefende Server-/Netzwerkthemen.

Kernkompetenzen

Die wichtigsten Bereiche auf einen Blick.

Eine kompakte Einordnung für den schnellen Überblick. Die ausführlichen Tabellen darunter zeigen den jeweiligen Lern- und Praxisstand im Detail.

01 Proxmox und Virtualisierung praktische Erfahrung 02 Linux und selbst gehostete Dienste praktische Erfahrung 03 Netzwerktechnik gute Grundkenntnisse und Praxis 04 HTML, CSS und JavaScript gute Grundkenntnisse 05 Technische Fehlersuche regelmäßig praktisch eingesetzt 06 Technische Dokumentation praktische Erfahrung 07 Systemtechnik-Fundament schulische Grundlagen · strukturiert in Vertiefung 08 Lernkompetenz & OSI-Modell schulisches Zusatzseminar · Grundlagen

Skill → Evidence

Kompetenzen direkt mit Projektnachweisen verbinden.

Die Matrix ersetzt Prozentbalken durch überprüfbare Belege. Jede Zeile verweist auf die Stelle, an der die Kompetenz praktisch oder schulisch dokumentiert ist.

Proxmox & VirtualisierungVM/LXC, Ressourcen, Betrieb

praktische Erfahrung

Homelab Praktikum

Linux & Self-HostingDienste, Updates, Administration

praktische Erfahrung

Homelab Nextcloud

Netzwerk & DNSLAN/WLAN, Diagnose, Proxy-Kette

Grundkenntnisse + Praxis

Heimnetz Nextcloud

Storage & SMBFreigaben, Rechte, ACL-Denken

praktische Erfahrung

NAS Storage-Grundlagen

HTML, CSS & JavaScriptMehrseiten-Websites, Accessibility

gute Grundkenntnisse

Webengineering Porsche Experience

C++Datenmodell, Funktionen, Eingabeprüfung

schulische Praxis

C++ Fallstudie

Hardware & MikrocontrollerPinbelegung, Sensorik, Fehlersuche

schulische Praxis

Arduino Digitaltechnik

Technische FehlersucheHypothesen, Ebenen, Verifikation

regelmäßig eingesetzt

Troubleshooting Library

Dokumentation & QANachweise, Tests, Release-Hygiene

praktische Erfahrung

Praktikum Technik & Qualität

Systemtechnik · schulische Grundlagen

Fundamentwissen aus dem CS-Win-Fragenkatalog.

Aus den drei vorliegenden Fragenblättern habe ich die fachlich wichtigsten Themen gebündelt. Die Inhalte sind bewusst als schulische Grundlagen und Lernfelder gekennzeichnet und nicht als praktische Berufserfahrung ausgegeben.

Fragen im KatalogBetriebssysteme · Hardware · Storage · Netzwerk · Virtualisierung · Security

CPU & Betriebssystem

Cache, Multitasking und Threads

Cache hält häufig benötigte Daten besonders schnell bereit und reduziert Zugriffszeiten. Beim präemptiven Multitasking verteilt das Betriebssystem CPU-Zeit selbstständig; beim kooperativen Verfahren geben Programme die Kontrolle freiwillig ab. Multithreading teilt einen Prozess in mehrere Ausführungsstränge, Hyper-Threading ist Intels Umsetzung von SMT mit logischen Prozessoren. Multiprocessing nutzt mehrere Prozessoren beziehungsweise Kerne für parallele Rechenarbeit.

Speicherverwaltung

Virtueller Arbeitsspeicher und 32/64 Bit

Virtueller Arbeitsspeicher lagert Speicherseiten in Pagefile beziehungsweise Swap aus, wenn RAM knapp wird. Das erhöht die nutzbare Speichermenge, ist aber deutlich langsamer als echter RAM. 64-Bit-Systeme können wesentlich mehr Arbeitsspeicher adressieren und benötigen passende 64-Bit-Treiber und Softwarekomponenten.

Firmware & Boot

BIOS, UEFI und Bootvorgang

BIOS beziehungsweise UEFI initialisiert die Hardware, führt grundlegende Selbsttests aus und startet anschließend den konfigurierten Bootloader. UEFI ist der moderne Nachfolger des klassischen BIOS und unterstützt unter anderem GPT, Secure Boot und komfortablere Firmware-Funktionen. Die Bootreihenfolge wird in der Firmware konfiguriert.

Mainboard

Chipsatz, ECC und Erweiterungsbusse

Der Chipsatz koordiniert je nach Plattform I/O-Funktionen und Schnittstellen; viele Aufgaben sind bei modernen Systemen direkt in der CPU integriert. ECC-RAM kann bestimmte Speicherfehler erkennen und korrigieren. PCI ist ein älterer paralleler Bus, PCIe arbeitet seriell und punkt-zu-punkt; PCI-X war vor allem eine Server-Erweiterung des klassischen PCI.

Mainboard erkennen

Wichtige Komponenten auf dem Board

Zu den zentralen Bauteilen gehören CPU-Sockel, DIMM-Steckplätze, PCIe-Slots, Chipsatz, Spannungsversorgung/VRM, SATA-Anschlüsse, ATX- und CPU-Stromanschlüsse, CMOS-Batterie, Lüfter- und USB-Header sowie das rückwärtige I/O-Panel. Leistungsstarke Grafikkarten benötigen wegen hoher Verlustleistung eine eigenständige Kühlung.

Schnittstellen

USB, externe Ports und Datenträgeranschlüsse

Typische externe Schnittstellen sind USB, Ethernet, HDMI/DisplayPort, Audio sowie ältere Anschlüsse wie PS/2, seriell und VGA. USB-3.x-Ports sind häufig blau markiert, die Farbe ist aber kein verlässliches Normmerkmal. Für Datenträger sind heute vor allem SATA, SAS und NVMe über PCIe relevant; PATA und klassisches SCSI sind historische Vorgänger.

Massenspeicher

HDD versus SSD

SSDs besitzen keine beweglichen Teile und bieten deutlich geringere Zugriffszeiten, hohe IOPS, geräuschlosen Betrieb und bessere Stoßfestigkeit. HDDs arbeiten mechanisch und sind bei zufälligen Zugriffen langsamer, bieten dafür häufig mehr Kapazität pro Euro. Die konkrete Transferrate hängt zusätzlich von Schnittstelle, Controller und Workload ab.

RAID

RAID 5: Parität und Nutzkapazität

RAID 5 verteilt Daten und Paritätsinformationen über mindestens drei Laufwerke und toleriert den Ausfall eines Laufwerks. Die nutzbare Kapazität beträgt (Anzahl Laufwerke - 1) × Kapazität des kleinsten Laufwerks. Drei Laufwerke mit je 200 GB ergeben daher 400 GB nutzbar. RAID erhöht Verfügbarkeit, ersetzt aber kein Backup.

Dateisysteme

ReFS, NTFS und Journaling

ReFS ist auf hohe Datenintegrität, große Volumes und Widerstandsfähigkeit gegen bestimmte Beschädigungen ausgelegt. NTFS bietet dafür eine sehr breite Windows-Kompatibilität und mehr klassische Dateisystemfunktionen. Journaling protokolliert wichtige Änderungen, damit ein Dateisystem nach Abstürzen konsistenter und schneller wiederhergestellt werden kann.

Storage-Netzwerke

NAS, SAN, iSCSI und Fibre Channel

Ein NAS stellt Dateien über Protokolle wie SMB oder NFS bereit. Ein SAN liefert dagegen Blockspeicher an Server. iSCSI transportiert SCSI-Kommandos über IP-Netze; Fibre Channel ist für leistungsfähige Storage-Netze konzipiert und kann je nach Variante Glasfaser oder Kupfer verwenden.

Netzwerkmodelle

Peer-to-Peer und Client/Server

In Peer-to-Peer-Netzen können Systeme Ressourcen direkt untereinander bereitstellen. Beim Client/Server-Modell werden Dienste, Benutzerverwaltung und Zugriffe zentral auf Servern organisiert. Für größere Umgebungen ist das Client/Server-Prinzip typischerweise besser kontrollierbar und skalierbar.

Medienzugriff

CSMA/CD und CSMA/CA

CSMA/CD erkannte Kollisionen im klassischen gemeinsam genutzten, halbduplexen Ethernet. In modernen geswitchten Full-Duplex-Ethernet-Netzen spielt es praktisch keine Rolle mehr. WLAN verwendet CSMA/CA, weil Funkstationen Kollisionen nicht zuverlässig während der Übertragung erkennen können und sie daher möglichst vermeiden.

Netzwerksicherheit

Firewall und DMZ

Eine Firewall kontrolliert Netzwerkverkehr anhand definierter Regeln und reduziert unerwünschte Verbindungen zwischen Sicherheitszonen. Eine DMZ ist ein getrenntes Netzsegment für öffentlich erreichbare Dienste. Dadurch muss ein exponierter Dienst nicht direkt im internen LAN stehen.

Topologien

Stern, Baum, Bus und Token Ring

Beim Stern laufen Verbindungen an einem zentralen Switch zusammen. Eine Baumtopologie verbindet mehrere Sternsegmente hierarchisch, während der Bus einen gemeinsamen Übertragungsweg nutzt. Token Ring regelte den Medienzugriff deterministisch über ein Token und vermied dadurch Kollisionen, ist heute aber weitgehend historisch.

Windows & DNS

MAC-Adresse und FQDN lesen

Unter Windows zeigt getmac MAC-Adressen kompakt an; ipconfig /all liefert zusätzlich ausführliche Adapterinformationen. Beim FQDN aktuell.heute.zdf.de ist de die TLD, zdf die Second-Level-Domain, heute eine Subdomain und aktuell der Hostname.

Virtualisierung

Hypervisor Typ 1 und Typ 2

Ein Hypervisor stellt virtuelle Hardware bereit und trennt virtuelle Maschinen voneinander. Typ-1-Hypervisor laufen direkt auf der Hardware beziehungsweise als Virtualisierungsplattform; Typ 2 läuft als Anwendung auf einem normalen Host-Betriebssystem. Für Servervirtualisierung wird typischerweise Typ 1 eingesetzt.

Hochverfügbarkeit

Server-Cluster

Ein Cluster verbindet mehrere Server so, dass sie gemeinsam Dienste bereitstellen können. Je nach Aufbau stehen Hochverfügbarkeit, Failover, Lastverteilung oder Rechenleistung im Mittelpunkt. Fällt ein Knoten aus, kann ein anderer Knoten bestimmte Aufgaben übernehmen.

Betriebssystem

Zentrale Aufgaben eines Betriebssystems

Ein Betriebssystem verwaltet Prozesse, Arbeitsspeicher, Dateien, Benutzer, Geräte und Berechtigungen. Es stellt Anwendungen standardisierte Schnittstellen zur Hardware bereit, koordiniert Ressourcen und bildet die Grundlage für Sicherheit, Netzwerkfunktionen und Benutzerinteraktion. Multiuser-Systeme trennen dabei Benutzerkonten, Rechte und Ressourcen.

Einordnung: Diese Kurzdefinitionen sind Lern- und Nachschlagewissen aus dem schulischen Fragenkatalog. Wo ich Themen zusätzlich praktisch eingesetzt habe, ist das in den Projekt- und Praxisseiten separat belegt.

Schulisches Zusatzseminar

„Das Lernen Lernen“ · Kompetenz, Security und Netzwerkmodell.

Die Seminarunterlage nennt drei fachlich relevante Schwerpunkte: die Förderung beruflicher Handlungskompetenzen, das Erstellen sicherer Passwörter und die Einordnung der Netzwerkschichten. Die Website übernimmt diese Inhalte redaktionell und verwendet beim OSI-Modell die fachlich üblichen deutschen Bezeichnungen.

Berufliche Handlungskompetenz

Als ausdrückliches Seminarziel ist die Förderung aller sechs beruflichen Handlungskompetenzen festgehalten. Die Unterlage benennt an dieser Stelle keine einzelnen Kompetenznamen; deshalb werden hier bewusst keine zusätzlichen Kategorien erfunden.

Passwortsicherheit

Das Seminar behandelt das richtige Erstellen sicherer Passwörter. Für das öffentliche Portfolio wird der konkrete Beispielstring aus der Unterlage bewusst nicht wiedergegeben; sichtbar bleibt nur das dokumentierte Lernfeld „Passwortsicherheit“.

OSI-Modell · 7 Schichten

Die Seminarunterlage listet Netzwerkschichten auf, verwendet sprachlich aber teilweise unübliche Bezeichnungen. Für die fachliche Darstellung werden die standardnahen deutschen Begriffe verwendet.

7AnwendungsschichtApplication
6DarstellungsschichtPresentation
5SitzungsschichtSession
4TransportschichtTransport
3VermittlungsschichtNetwork
2SicherungsschichtData Link
1BitübertragungsschichtPhysical

Einordnung: Seminarinhalt und schulisches Grundlagenwissen werden bewusst nicht als betriebliche Praxiserfahrung dargestellt.

Server und Systeme

Proxmox VE praktische Erfahrung

Linux gute Grundkenntnisse

Ubuntu praktische Erfahrung

Debian praktische Erfahrung

Windows gute Grundkenntnisse

Windows-Client-Einrichtung praktische Erfahrung

Virtualisierung praktische Erfahrung

Virtuelle Maschinen praktische Erfahrung

LXC-Container praktische Erfahrung

Nextcloud praktische Erfahrung

OpenMediaVault praktische Erfahrung

WordPress Grundlagen

Apache Grundlagen

NGINX praktische Erfahrung

Netzwerktechnik

LAN praktische Erfahrung

WLAN praktische Erfahrung

Router gute Grundkenntnisse

Switches praktische Erfahrung

Access Points praktische Erfahrung

Netzwerkverkabelung praktische Erfahrung

DNS gute Grundkenntnisse

DynDNS praktische Erfahrung

Reverse Proxy praktische Erfahrung

HTTPS gute Grundkenntnisse

Portfreigaben praktische Erfahrung

Firewall-Konzepte aktuell in Vertiefung

IPv4-Adressierung, Gateway und Ping schulische Praxiserfahrung

Filius und Cisco Packet Tracer schulische Praxiserfahrung

Gästenetz-Trennung und Zugriffsschutz Grundlagen · in Vertiefung

OSI-Modell und Schichtenprinzip schulische Grundlagen

Webentwicklung

HTML5 gute Grundkenntnisse

CSS gute Grundkenntnisse

JavaScript Grundlagen bis praktische Erfahrung

Responsive Design praktische Erfahrung

Semantisches HTML gute Grundkenntnisse

Accessibility aktuell in Vertiefung

SEO-Grundlagen gute Grundkenntnisse

Netlify praktische Erfahrung

Performanceoptimierung aktuell in Vertiefung

Designsysteme und Corporate Design praktische Erfahrung

DOM-Manipulation und Events praktische Erfahrung

ARIA-Zustände und Tastatursteuerung aktuell in Vertiefung

URLSearchParams und Browser-Speicher praktische Erfahrung

TreeWalker und dynamische Textverarbeitung schulische Projekterfahrung

Mehrseiten-Architektur praktische Erfahrung

HTML-Formulare, Tabellen und Pflichtfelder schulische Praxiserfahrung

GET-Parameter und Frontend-/Backend-Übergabe Grundlagen

Pixel-, Vektor- und Web-Bildformate gute schulische Grundkenntnisse

Programmierung und technische Grundlagen

C++ · Konsolenprogramme Grundlagen · in Vertiefung

Bedingungen, Schleifen, Funktionen und Arrays schulische Grundlagen

Referenzen, const und modulare Funktionsaufteilung Grundlagen · in Vertiefung

Strukturen und std::vector schulische Praxiserfahrung

Code planen, lesen und Fehler eingrenzen aktuell in Vertiefung

Boolesche Logik und Schaltalgebra schulische Grundlagen

DNF, KNF, KV-Diagramme, NAND und NOR schulische Grundlagen

Elektrotechnische Grundlagen aktuell in Vertiefung

Schaltungen und Sicherheitsregeln Grundlagen

Übertragung und Protokolle aktuell in Vertiefung

Technische Mathematik schulische Grundlagen

Programmiertechnik

C++ praktisch geübt

Kontrollstrukturen und Menüs: schulische Praxiserfahrung
Funktionen und Referenzparameter: schulische Praxiserfahrung
Arrays und 2D-Felder: in Vertiefung
struct und std::vector: schulische Praxiserfahrung
Pointer und dynamischer Speicher: Grundlagen · in Vertiefung
Eingabeprüfung und Fehlerfälle: schulische Praxiserfahrung

C++-Fallstudie ansehen

Digitaltechnik

Logik analysieren und prüfen

Wahrheits- und Funktionstabellen: schulische Praxiserfahrung
DNF, KNF und KV-Diagramme: schulische Praxiserfahrung
NAND- und NOR-Logik: in Vertiefung
4-Bit-Zähler und Zustandsabläufe: schulische Praxiserfahrung
DigitalSimulator: schulische Praxiserfahrung

Digitaltechnik-Fallstudie ansehen

Wirtschaftsinformatik und Informationsstruktur

Business Process Management gute schulische Grundkenntnisse

Workflow-Analyse schulische Praxiserfahrung

UML-Aktivitätsdiagramme und Swimlanes praktische Erfahrung

Knowledge Management gute Grundkenntnisse

Implizites und explizites Wissen schulische Grundlagen

Data – Information – Knowledge schulische Grundlagen

Content Life Cycle schulische Grundlagen

Ontologien und eindeutige Begriffe Grundlagen · in Vertiefung

Stakeholder- und Zielgruppenbetrachtung schulische Grundlagen

Informationsorganisation und Datenbankbezug Grundlagen · in Vertiefung

UML 2.5.1: Decision, Merge, Fork und Join schulische Praxiserfahrung

Prozessabgrenzung und Rollenübergaben schulische Praxiserfahrung

Hardware und Arbeitsplatztechnik

PC-Komponenten gute Grundkenntnisse

BIOS / UEFI praktische Erfahrung

Hardwareinstallation praktische Erfahrung

Treiber und Updates praktische Erfahrung

Arbeitsplatzverkabelung praktische Erfahrung

Dockingstations und Peripherie praktische Erfahrung

Geräteprüfung und Dekommissionierung praktische Erfahrung

Arduino-Grundlagen praktische Erfahrung

Dokumentation, Fachkommunikation und Bürosoftware

Technische Projektberichte praktische Erfahrung

Einheitliche Datei- und Abgabestruktur regelmäßig angewendet

Microsoft Word praktische Erfahrung

Microsoft Excel Grundlagen

Technische Tagesberichte praktische Erfahrung

Präsentationen praktische Erfahrung

UML-Aktivitätsdiagramme praktische Erfahrung

draw.io / diagrams.net praktische Erfahrung

Technisches Englisch Grundlagen · in Vertiefung

Technische Texte und einfache Fach-E-Mails schulische Grundlagen

Release-Dokumentation praktische Erfahrung

Testprotokolle und Qualitätschecklisten praktische Erfahrung

Technische Präsentation von Code praktische Erfahrung

Präsentationsplanung und Zielgruppenanalyse schulische Praxiserfahrung

Masterfolien, Layout und visuelle Hierarchie schulische Grundlagen

Handouts und PDF-Ausgabe praktische Erfahrung

Corporate-Design-Grundlagen Grundlagen

Arbeitsweise

Strukturierte Fehlersuche praktische Erfahrung

Selbstständiges Lernen regelmäßig angewendet

Prioritäten und Fokusblöcke regelmäßig angewendet

Ziel, Planung, Durchführung und Reflexion fester Arbeitsablauf

Sorgfältiges Arbeiten regelmäßig angewendet

Technische Problemanalyse praktische Erfahrung

Kontinuierliche Verbesserung fester Bestandteil

Kenntnisse im Projektkontext ansehen

Die Fallstudien zeigen, wo und wie die genannten Themen tatsächlich eingesetzt wurden.

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