Woche 03 · Computersysteme und Assemblierung¶

A. Überblick¶

Firmennetz-Baustein: Der Alt-PC wird als erster Firmen-Client assembliert und inventarisiert. Er bekommt den Gerätenamen PC01 und ist später der Arbeitsplatz von Julia Hofer (Technik, Planerin). Diese Woche bekommt PC01 noch kein Netz: kein Kabel, keine Adresse, kein Domänenbeitritt.

Es entsteht damit das erste physische Gerät der Stegmoor Haustechnik GmbH. Du lernst, wie ein moderner Computer aufgebaut ist, welche Teile du für einen Auftrag auswählst und wie du Anschlüsse unterscheidest. Dann öffnest du den Alt-PC, baust Teile aus und wieder ein, setzt ein UEFI-Kennwort, schaltest Secure Boot ein und erfasst das Gerät im Inventar. Zum Schluss suchst du einen gezielt eingebauten Startfehler (RAM, Stromstecker).

Lernziele dieser Woche

ID	Lernziel
NT-B01	Aufbau und Funktionsweise moderner Computersysteme erklären
NT-B02	CPU, RAM, Massenspeicher, Netzteil und Schnittstellen anforderungsgerecht auswählen
NT-B03	Geräteverbindungen (USB, Thunderbolt, HDMI/DP, SATA, NVMe u. a.) unterscheiden und fallbezogen auswählen
NT-B04	IT-System assemblieren, Komponenten tauschen und Hardwarestörungen finden und beheben
NT-B15	Hard- und Softwaremarkt, Kompatibilität und Produkttrends recherchieren und bewerten
NT-A03	Wiederholung: Sicherheitsvorschriften, ESD, elektrische Gefahren und Unfallgefahren im IT-Umfeld erkennen und anwenden
NT-C04	Wiederholung: Leistungsaufnahme von IT-Systemen berechnen und Stromversorgung dimensionieren

Zeitplan

Block	Inhalt	h
1	Theorie: Aufbau, Auswahl, Schnittstellen, Assemblierung, Markt (B)	1,5
2	Labor: Hardwareplanung, Assemblierung, UEFI, Inventar (C.1–C.6)	1,75
3	Troubleshooting: Rechner startet nicht (D)	0,5
4	Security, Mathematik und Wiederholung (E, F)	0,5
5	Selbsttest, Prüfungsfragen, Push (G)	0,25

Zeitsumme: Theorie 1,5 h + Praxis 3,0 h + Plus 0,0 h = 4,5 h

Plus-Pfad: In dieser Woche gibt es keine Plus-Pfad-Inhalte.

Prüfungsbezug: Prüfarbeit § 9 a; DT § 6 Z5. Die Aufgaben in E und die Fragen in G sind im Stil der LAP gehalten.

Tipp

Lies Abschnitt B am Tablet. Für das Labor stellst du diese Seite auf den zweiten Bildschirm und kopierst die Befehle mit dem Kopier-Knopf. Lege dir vor der Assemblierung ein Handy zum Fotografieren bereit: Jeder Schritt, den du später rückgängig machen musst, bekommt vorher ein Foto.

B. Theorie¶

B.1 Aufbau eines Computersystems (NT-B01)¶

Jeder moderne Computer folgt demselben Grundprinzip, der Von-Neumann-Architektur (von Neumann architecture): Ein Rechenwerk führt Befehle aus, die zusammen mit den Daten im selben Speicher liegen. Befehle und Daten kommen über Verbindungen (Busse) zum Prozessor und wieder zurück. Das Eingabe-Ausgabe-System (input/output, I/O) verbindet den Rechner mit der Außenwelt: Tastatur, Bildschirm, Netzwerk, Datenträger.

flowchart LR
    CPU["CPU<br/>Rechenwerk + Steuerwerk + Cache"]
    RAM["Arbeitsspeicher RAM"]
    CHIP["Chipsatz<br/>(Platform Controller Hub)"]
    GPU["Grafik<br/>(integriert oder Steckkarte)"]
    SSD["Massenspeicher<br/>SSD / HDD"]
    IO["Schnittstellen<br/>USB, LAN, Audio"]
    UEFI["UEFI-Firmware"]
    TPM["TPM 2.0"]
    CPU --- RAM
    CPU --- GPU
    CPU --- CHIP
    CHIP --- SSD
    CHIP --- IO
    CHIP --- UEFI
    CHIP --- TPM

Die Bauteile im Überblick

Bauteil	Aufgabe	Wichtige Merkmale
Mainboard (motherboard)	verbindet alle Teile, trägt Sockel, Steckplätze und Anschlüsse	Formfaktor, Sockel, Chipsatz, Anzahl der Steckplätze
Prozessor (central processing unit, CPU)	führt Programmbefehle aus	Kerne (cores), Threads, Takt in GHz, Cache, Sockel, Leistungsaufnahme (TDP)
Arbeitsspeicher (random access memory, RAM)	hält laufende Programme und Daten; Inhalt weg bei Stromausfall	Typ (DDR4, DDR5), Größe in GB, Takt, Bauform DIMM oder SO-DIMM
Massenspeicher (storage)	speichert Daten dauerhaft	SSD oder HDD, Anschluss SATA oder NVMe (PCIe), Kapazität
Netzteil (power supply unit, PSU)	wandelt 230 V Wechselspannung in 3,3 V, 5 V und 12 V Gleichspannung	Leistung in W, Wirkungsgrad, Anschlüsse
Kühlung (cooling)	führt die Abwärme ab	Kühlkörper, Lüfter, Gehäusebelüftung
Grafik (graphics)	erzeugt das Bild	in die CPU integriert oder als Steckkarte; Videoausgänge
Firmware (UEFI)	startet den Rechner und prüft die Hardware	Einstellungen, Kennwort, Secure Boot, Startreihenfolge
TPM (trusted platform module)	speichert Schlüssel hardwaregeschützt	Version 2.0 für Windows 11 nötig

Formfaktoren. Mainboard und Gehäuse müssen zusammenpassen. Gängig sind ATX (305 × 244 mm), Micro-ATX (244 × 244 mm) und Mini-ITX (170 × 170 mm). Business-PCs in kleinen Gehäusen (Small Form Factor, SFF) verwenden oft herstellerspezifische Mainboards und Netzteile. Dann sind Austauschteile nur vom selben Hersteller erhältlich. Für den Alt-PC der Firma ist das ein Auswahlkriterium (siehe B.5).

Der Speicher ist eine Pyramide. Je schneller ein Speicher, desto kleiner und teurer ist er:

schnell, klein, teuer        Register (in der CPU)
        |                    Cache L1 / L2 / L3 (in der CPU, wenige KB bis MB)
        |                    Arbeitsspeicher RAM (GB, flüchtig)
        v                    SSD (NVMe oder SATA, 100 GB bis TB, dauerhaft)
langsam, groß, billig        HDD (TB, dauerhaft, mechanisch)

Was die CPU kennzeichnet. Ein Kern (core) führt einen Befehlsstrom aus. Mehrere Kerne arbeiten parallel; mit Hyper-Threading (Simultaneous Multithreading, SMT) tritt ein Kern gegenüber dem Betriebssystem wie zwei auf. Der Takt in Gigahertz (GHz) gibt an, wie viele Arbeitsschritte pro Sekunde möglich sind; er allein sagt wenig über die Leistung, weil auch Bauart (Architektur) und Cache zählen. Die Thermal Design Power (TDP) nennt die Wärme, die der Kühler dauerhaft abführen muss. Sie ist ein Richtwert für die Kühlung und für die Leistungsbilanz des Netzteils (siehe Abschnitt E).

Arbeitsspeicher. Der Typ muss zu Mainboard und CPU passen: DDR4- und DDR5-Module haben unterschiedliche Kerben und lassen sich nicht vertauschen. Zwei gleiche Module in den dafür vorgesehenen Steckplätzen laufen im Zweikanalbetrieb (dual channel) und liefern mehr Datendurchsatz als ein einzelnes Modul. Welche Steckplätze für zwei Module vorgesehen sind, steht im Handbuch des Mainboards; meist sind es jeder zweite.

Massenspeicher. Eine Festplatte (hard disk drive, HDD) speichert auf drehenden Scheiben, ist günstig pro Terabyte, aber langsam und empfindlich gegen Stöße. Ein Solid-State-Laufwerk (solid-state drive, SSD) speichert in Flash-Chips ohne bewegte Teile. SATA-SSDs sind im 2,5-Zoll-Gehäuse üblich. NVMe-SSDs (Non-Volatile Memory Express) sitzen meist als kleine Platine (Bauform M.2) direkt auf dem Mainboard und sprechen über PCIe, daher sind sie schneller.

Der Startvorgang (boot process). Das hilft dir später bei der Fehlersuche, weil jede Stufe eigene Fehlerbilder hat:

Du drückst die Einschalttaste. Das Netzteil meldet dem Mainboard „Spannungen in Ordnung“ (Power Good).
Die Firmware (UEFI) startet und führt den Selbsttest beim Einschalten aus (power-on self-test, POST). Sie prüft CPU, RAM und Grafik. Bei einem Fehler zeigt der Rechner Pieptöne, Leuchtdioden oder eine Fehlermeldung.
Die Firmware sucht in der Startreihenfolge (boot order) nach einem startfähigen Datenträger und lädt den Bootloader.
Der Bootloader lädt das Betriebssystem. Bei aktivem Secure Boot prüft die Firmware vorher die digitale Signatur des Bootloaders.

UEFI statt BIOS. Das alte BIOS (basic input/output system) ist durch UEFI (unified extensible firmware interface) abgelöst. UEFI startet von Datenträgern mit GPT-Partitionstabelle, hat eine grafische Oberfläche mit Maus, kennt Secure Boot und lässt sich per Kennwort schützen. Im Alltag nennen viele Leute die Einstellungen weiter „BIOS“. Zugang bekommst du meist mit Entf, F2, F10 oder F12 direkt nach dem Einschalten; die richtige Taste steht auf dem Startbildschirm oder im Handbuch.

Hinweis

Das Betriebssystem installierst du erst in Woche 05, Hyper-V und die virtuellen Maschinen folgen in Woche 04. Diese Woche geht es nur um die Hardware und die Firmware.

B.2 Komponenten anforderungsgerecht auswählen (NT-B02)¶

„Anforderungsgerecht“ heißt: Nicht das teuerste Teil, sondern das passende. Du gehst immer in dieser Reihenfolge vor:

Anwendung klären. Wer arbeitet womit? Büroarbeit mit Mail, Browser und Office braucht wenig; Planungs- und CAD-Programme brauchen mehr RAM, eine schnelle SSD und oft eine stärkere Grafik.
Mindestanforderungen sammeln. Betriebssystem und Anwendungen nennen Mindest- und empfohlene Werte.
Komponenten wählen. Zuerst CPU und Mainboard (Sockel und Chipsatz müssen passen), dann RAM (Typ und Menge), Massenspeicher, Grafik, Netzteil, Gehäuse und Kühlung.
Leistungsbilanz und Reserve. Alle Komponenten bei Höchstlast addieren, 20–30 % Reserve, Netzteil wählen (Abschnitt E).
Kompatibilität gegenprüfen (B.5) und Gesamtkosten und Lebensdauer vergleichen.

Anforderungen von Windows 11. Die Mindestanforderungen lauten nach Herstellerangabe: 64-Bit-Prozessor mit mindestens 2 Kernen und 1 GHz auf der Liste der unterstützten Prozessoren, 4 GB RAM, 64 GB Speicher, UEFI mit Secure-Boot-Fähigkeit und TPM 2.0. Wer sie nicht erfüllt, erhält keine Unterstützung.

⚠ vor Ausführung prüfen

Die Mindestanforderungen und die Liste der unterstützten Prozessoren ändert Microsoft gelegentlich. Prüfe die aktuellen Angaben auf der Microsoft-Seite zu den Windows-11-Systemanforderungen und trage in der Hardwareplanung (C.2) den Stand mit Datum ein.

Richtwerte für Arbeitsplätze. Die Zahlen sind Planungshilfen und keine Normwerte:

Einsatz	CPU	RAM	Massenspeicher	Grafik	Bemerkung
Büro (Verwaltung)	4 Kerne	8 GB	256 GB SSD	integriert	wenig Abwärme, kleines Gehäuse genügt
Technik/Planung (CAD)	6–8 Kerne	16–32 GB	512 GB SSD oder mehr	je nach Software dediziert	RAM wichtiger als Taktfrequenz
Server (klein)	4–8 Kerne	16 GB und mehr	SSD, bei Daten HDD oder SSD im RAID	integriert	ECC-RAM und Redundanz bevorzugen
Mobil (Laptop)	sparsam	8–16 GB	256–512 GB SSD	integriert	Akkulaufzeit und Gewicht

Für PC01 gilt in der Fiktion: Er wird der Arbeitsplatz einer Planerin der Technik. Du planst deshalb gegen das Profil „Technik/Planung“, auch wenn dein gebrauchter Alt-PC in der Praxis darunter liegen kann. Die Abweichung zwischen Anforderung und vorhandener Ausstattung ist das Ergebnis deiner Hardwareplanung.

Netzteil. Die Leistung berechnest du wie in Woche 02 (Abschnitt E). Zusätzlich zählen die vorhandenen Stecker: 24-poliger Mainboard-Stecker, CPU-Stecker (4+4 Pins), SATA-Stromstecker für 2,5-Zoll-Laufwerke und PCIe-Stecker für starke Grafikkarten. Der Wirkungsgrad wird nach 80 PLUS (Bronze, Silber, Gold, Platin) zertifiziert.

B.3 Schnittstellen und Verbindungen (NT-B03)¶

Schnittstellen unterscheidest du nach Zweck (Daten, Bild, Strom), Datenrate, Steckerform und maximaler Kabellänge. Die Werte sind Richtgrößen der Standards; reale Raten liegen oft darunter.

Datenschnittstellen für Peripherie

Schnittstelle	Steckerform	Brutto-Datenrate (ca.)	Typischer Einsatz
USB 2.0	Typ A, Mini, Micro, Typ C	480 Mbit/s	Tastatur, Maus, Drucker
USB 3.2 Gen 1 (frühere Bezeichnung USB 3.0)	Typ A (blau), Typ C	5 Gbit/s	externe Platten, USB-Sticks
USB 3.2 Gen 2	Typ A, Typ C	10 Gbit/s	schnelle externe SSD
USB4 / Thunderbolt 3 und 4	nur Typ C	40 Gbit/s	Docking, externe SSD, Bildschirm, Strom
Gigabit-Ethernet (RJ45)	RJ45	1 Gbit/s	Netzwerk (Woche 08 und 09)

Die USB-Steckerform (A oder C) sagt nichts über die Geschwindigkeit aus: Ein Typ-C-Anschluss kann USB 2.0 mit 480 Mbit/s oder Thunderbolt mit 40 Gbit/s bedeuten. Maßgeblich ist die Spezifikation des Anschlusses und des Kabels.

Bildschirmanschlüsse

Schnittstelle	Merkmale
VGA	analog, veraltet, nur bis niedrige Auflösungen sauber
DVI	digital, älter, Bild ohne Ton
HDMI	digital, Bild und Ton, im Fernseh- und Büroumfeld üblich
DisplayPort (DP)	digital, Bild und Ton, oft in Büro-PCs und für hohe Auflösungen und mehrere Bildschirme (Daisy Chain)
USB-C mit DisplayPort-Alt-Mode oder Thunderbolt	Bild, Daten und Strom über ein Kabel

Anschlüsse für Massenspeicher

Schnittstelle	Datenrate (ca.)	Merkmale
SATA III	6 Gbit/s (real etwa 550 MB/s)	Kabel für Daten und getrennter Stromstecker; für 2,5-Zoll-SSD und 3,5-Zoll-HDD
M.2 SATA	wie SATA III	kleine Platine, gleiche Geschwindigkeit wie 2,5-Zoll-SATA
M.2 NVMe (PCIe)	je nach Generation ein Vielfaches (etwa 3 000 MB/s und mehr bei PCIe 3.0 mit vier Leitungen)	ohne Kabel direkt auf dem Mainboard
PCIe-Steckplatz	je nach Generation und Leitungszahl (x1 bis x16)	Grafikkarten, Netzwerk- und Erweiterungskarten

Achtung

M.2-Steckplätze gibt es für SATA und für NVMe, und die Kerbe am Steckplatz ist nicht immer eindeutig. Manche Steckplätze nehmen nur eine der Arten an. Prüfe im Handbuch des Mainboards, welche Art unterstützt wird, bevor du eine SSD kaufst.

Fallbezogen auswählen. Frage immer: Was wird verbunden, welche Datenrate braucht es, wie lang ist der Weg, welche Anschlüsse sind auf beiden Seiten vorhanden?

Fall	Empfehlung	Begründung
Zwei Bildschirme am SFF-Büro-PC	zwei DisplayPort-Ausgänge oder DP + HDMI	wenn der PC beide anbietet, kein Adapter nötig
Externe Sicherungsplatte	USB 3.2 Gen 1 oder besser	USB 2.0 wäre bei großen Datenmengen zu langsam
Systemlaufwerk im neuen PC	M.2 NVMe	schnell, kein Kabel, spart Platz
Altes Laufwerk im Gehäuse mit freiem SATA-Anschluss	2,5-Zoll-SATA-SSD	günstig, kompatibel
Docking-Lösung für Laptops	Thunderbolt/USB4	ein Kabel für Bild, Daten, Netzwerk und Strom
Alte Tastatur mit rundem Stecker	PS/2 oder Adapter auf USB	nur wenn Anschluss am Mainboard vorhanden

B.4 Assemblierung, Komponententausch und Fehlersuche (NT-B04)¶

Vorbereitung. Arbeitsplatz räumen (Getränke weg, Platz zum Ablegen), ESD-Armband und Matte (Woche 02) einrichten, Werkzeug bereitlegen (Kreuzschlitz-Schraubendreher, Taschenlampe, Kabelbinder, kleine Schale für Schrauben). Netzstecker ziehen, danach die Einschalttaste einmal drücken. Das entlädt Restspannung im Netzteil und im Mainboard. Notiere und fotografiere den Ausgangszustand, bevor du etwas löst.

Reihenfolge beim Zusammenbau (Neubau). In dieser Reihenfolge gehst du vor, wenn du ein System aus Einzelteilen baust:

Prozessor in den Sockel (Markierung beachten, nie Kraft anwenden), Kühler montieren (Wärmeleitpaste nach Anleitung).
Arbeitsspeicher in die vorgesehenen Steckplätze, bis die Klammern einrasten.
M.2-SSD in den Steckplatz, mit Schraube fixieren.
Mainboard mit Abstandshaltern ins Gehäuse, Blende für die Anschlüsse einsetzen.
Netzteil montieren, 24-poligen Mainboard-Stecker und CPU-Stecker anschließen.
Laufwerke, Frontanschlüsse (Einschalttaste, USB, Audio), Lüfter anschließen.
Grafikkarte einsetzen, falls vorhanden.
Gehäuse noch offen lassen und erst testen: Strom, Monitor, Tastatur anschließen, einschalten. Läuft alles, Gehäuse schließen.

Bauteile wechseln. Für den Tausch gilt dieselbe Regel: Netzstecker ziehen, ESD-Schutz an, Foto vom Ausgangszustand, Teil ausbauen, neues Teil nur an den Rändern anfassen, einbauen, vor dem Schließen Funktionstest.

Typische Handgriffe

Handgriff	Hinweis
RAM-Modul entfernen	Klammern an beiden Enden nach außen drücken, Modul senkrecht herausziehen
RAM-Modul einsetzen	Kerbe am Steckplatz ausrichten, beide Enden gleichmäßig drücken, bis die Klammern hörbar einrasten
SATA-SSD oder HDD	Daten- und Stromkabel lösen, Schrauben bzw. Schiene lösen
M.2-SSD	Haltschraube lösen, Platine schräg anheben, nach Einsetzen mit Schraube niederhalten
CMOS-Batterie (Knopfzelle CR2032)	hält Uhrzeit und Einstellungen; bei Leerlauf zeigt der Rechner falsche Uhrzeit und verliert Einstellungen
Lüfter reinigen	Staub mit Druckluft oder Pinsel entfernen, Lüfter dabei festhalten

Hardwarestörungen systematisch eingrenzen. Gehe immer von außen nach innen und vom Einfachen zum Aufwendigen. Ändere nur eine Sache pro Schritt und prüfe danach, was sich verändert hat.

flowchart TD
    A["Rechner startet nicht"] --> B{"Netzteil-LED oder<br/>Lüfter an?"}
    B -- "nein" --> C["Steckdose, Kabel, Netzschalter am Netzteil,<br/>Stecker am Mainboard prüfen"]
    B -- "ja" --> D{"Bild vorhanden?"}
    D -- "nein" --> E["RAM neu einsetzen, Piepcodes und LEDs<br/>beobachten, Bildkabel prüfen"]
    D -- "ja" --> F{"Betriebssystem startet?"}
    F -- "nein" --> G["Startreihenfolge, Datenträger, Secure Boot<br/>in UEFI prüfen"]
    F -- "ja" --> H["Softwareproblem, nicht Thema dieser Woche"]

Wie sich Fehlerbilder unterscheiden

Beobachtung	Wahrscheinliche Ursache
keine Reaktion, keine LED, kein Lüfter	keine Stromzufuhr, Netzteil defekt, Stromstecker am Mainboard nicht richtig gesteckt
Lüfter laufen kurz an und gehen aus	Kurzschluss, Überlast, CPU-Stromstecker nicht gesteckt, Netzteil schaltet ab
Lüfter laufen, kein Bild, Pieptöne	RAM nicht richtig eingesetzt oder defekt, Grafik fehlerhaft
Lüfter laufen, kein Bild, kein Ton	Bildkabel an falscher Buchse (Karte statt Mainboard oder umgekehrt), RAM, CPU
Bild vorhanden, Meldung „Boot device not found“	Datenträger nicht erkannt: Kabel locker, falsche Startreihenfolge, Datenträger defekt
Rechner startet neu oder schaltet unter Last ab	Überhitzung, Netzteil überlastet

Die Bedeutung von Pieptonfolgen und Diagnose-LEDs hängt vom Hersteller ab. Nimm das Handbuch oder die Herstellerseite zur Hand.

⚠ vor Ausführung prüfen

Die Bedeutung der Diagnose-LEDs und Pieptöne deines Alt-PCs steht im Servicehandbuch des Herstellers. Suche es mit der Modellbezeichnung vom Typenschild und lege dir die Seite zum Thema „Fehlercodes“ bereit, bevor du den PC öffnest.

Fachbegriffe für das Fachgespräch: Minimalkonfiguration (nur CPU, ein RAM-Modul und Netzteil, um Teile auszuschließen), Gegenprobe (verdächtiges Teil in einem funktionierenden System testen), Austauschverfahren (Teil gegen ein funktionierendes Teil tauschen).

B.5 Hard- und Softwaremarkt, Kompatibilität, Trends (NT-B15)¶

Eine Kaufentscheidung ist selten „das beste Produkt“, sondern „das beste Produkt für diesen Zweck, in diesem Budget, mit diesem Risiko“. Für einen Produktvergleich gehst du so vor:

Kriterien festlegen und gewichten: Leistung, Kompatibilität, Erweiterbarkeit, Energieverbrauch, Lärm, Garantie, Support, Preis, Verfügbarkeit von Ersatzteilen.
Quellen vergleichen: Datenblätter der Hersteller, Händlerseiten, unabhängige Tests, Foren. Prüfe jede Angabe gegen ein Datenblatt.
Kompatibilität prüfen: CPU und Mainboard (Sockel, Chipsatz), RAM-Typ, Formfaktor, Netzteilstecker, Treiber und Unterstützung für das Betriebssystem.
Gesamtkosten betrachten: Anschaffung, Stromverbrauch über die Nutzungsdauer, Wartung, Entsorgung.
Ergebnis begründen: eine Rangfolge mit Begründung, nicht nur eine Tabelle.

Neu oder gebraucht? Aufbereitete Business-PCs (refurbished) sind robust, günstig und oft mit Windows-Lizenz erhältlich. Achte auf: Alter der CPU gegenüber der Windows-11-Liste, Zustand der SSD, Garantie des Händlers, Erweiterbarkeit des Gehäuses und Ersatzteile. Alt-Geräte sind für Büroarbeit sinnvoll, sparen Ressourcen und verlängern die Nutzungsdauer, was ein Ziel des Entsorgungskonzepts aus Woche 02 ist.

Kompatibilitätsfallen

Falle	Folge
RAM-Typ passt nicht (DDR4 statt DDR5)	Modul passt nicht in den Steckplatz
Herstellerspezifisches Netzteil in SFF-Gehäusen	Standard-Netzteil lässt sich nicht einbauen
CPU nicht auf der Windows-11-Liste	Betriebssystem läuft ohne offizielle Unterstützung
M.2-Steckplatz nur für SATA	NVMe-SSD wird nicht erkannt
Netzteil ohne passenden CPU-Stecker	CPU bekommt keinen Strom
Grafikkarte zu lang oder zu hoch	passt nicht ins SFF-Gehäuse

Produkttrends (Stand der Technik wandelt sich). Im Markt erkennst du: Wechsel von DDR4 auf DDR5, NVMe-SSDs statt SATA, Thunderbolt/USB4 statt vieler einzelner Anschlüsse, Wi-Fi 6 und 7 im Funknetz (siehe Woche 27), ARM-Prozessoren neben x86, Mini-PCs im Büro, Trusted-Computing-Funktionen (TPM, Secure Boot) als Voraussetzung moderner Betriebssysteme, höhere Energieeffizienz und Reparierbarkeit. Welche dieser Trends für einen Betrieb sinnvoll sind, hängt vom Einsatz ab.

Hinweis

Preise und Modelle ändern sich schnell. Dieses Skript nennt deshalb keine Preise und keine Produktempfehlung. Beim Produktvergleich in C.2 recherchierst du die Daten selbst und trägst Quelle und Datum ein.

C. Laboranleitung¶

Ausgangslage (Soll nach Woche 02): Das Kurs-Repository stegmoor-it liegt unter C:\Labor\stegmoor-it mit README.md, .gitignore, doku/firmenprofil.md, doku/projektplan.md, doku/sicherheit/trennung.md, doku/sicherheit/sicherheitskonzept.md, doku/sicherheit/entsorgung.md, konfig/.gitkeep, skripte/.gitkeep und den Wochenordnern woche-01/ und woche-02/. Auf dem Precision (PREC) laufen Git for Windows, VS Code und KeePassXC (Tresor labor.kdbx außerhalb jedes Repositorys). Der Labortisch hat einen ESD-Arbeitsplatz mit Armband und Matte. Es gibt noch keine VMs und keine Netzadressen.

Hinweis

Diese Woche arbeitest du an keiner VM, deshalb ist kein Hyper-V-Prüfpunkt vor-w03 nötig. Ab Woche 05, wenn VMs sich ändern, legst du vor jeder Laborwoche den Prüfpunkt vor-wNN an.

Jede Übung endet mit einem Commit im Kurs-Repository stegmoor-it. Du brauchst für diese Woche: den Alt-PC, Bildschirm, Tastatur und Maus, Netzkabel, ESD-Armband und -Matte, Schraubendreher, Handy für Fotos, einen USB-Stick mit mindestens 16 GB und Zettel oder Textdatei für Seriennummern.

Achtung

Der PC darf in dieser Woche nicht am Netzwerk hängen: kein LAN-Kabel, WLAN falls vorhanden nicht verbinden. Er hat nach dem Kauf eine unbekannte Software-Vergangenheit und wird erst in Woche 05 nach deinen Vorgaben eingerichtet.

C.1 Wochenordner und Laborprotokoll anlegen¶

Erklärung: Set-Location wechselt ins Kurs-Repository. git pull holt den aktuellen Stand vom Remote. New-Item -ItemType Directory legt die Ordner woche-03 und woche-03\nachweise an, -Force legt fehlende Ordner mit an. Die zweite New-Item-Zeile erzeugt die leere Datei laborprotokoll.md, in die du Übung für Übung einträgst, was du getan und gemessen hast.

Set-Location C:\Labor\stegmoor-it
git pull
New-Item -ItemType Directory -Force -Path woche-03\nachweise
New-Item -ItemType File -Path woche-03\laborprotokoll.md

Öffne den Ordner mit code . und trage in woche-03/laborprotokoll.md diese Vorlage ein:

# Laborprotokoll Woche 03 · Computersysteme und Assemblierung

## Umgebung
- Datum und Zeitraum:
- Arbeitsort:

## Übungen
### C.2 Hardwareplanung
### C.3 Bestandsaufnahme
### C.4 Assemblierung und Komponententausch
### C.5 UEFI: Kennwort und Secure Boot
### C.6 Inventar
### D Troubleshooting

## Zeitaufwand
- Theorie:
- Praxis:

Git speichert nur Dateien, keine leeren Ordner. woche-03/nachweise/ füllt sich ab C.3 mit Fotos.

Erklärung: git add merkt die Protokollvorlage für den Commit vor, git commit -m schreibt sie nach der Konvention wNN <bereich>: <was> fest. Der Bereich protokoll steht für Laborprotokolle.

git add woche-03/laborprotokoll.md
git commit -m "w03 protokoll: Wochenordner und Vorlage angelegt"

C.2 Hardwareplanung für PC01¶

Die Hardwareplanung ist der Nachweis für NT-B02. Sie hat zwei Teile: Du legst fest, was PC01 als Arbeitsplatz der Technik können muss, und du vergleichst das mit dem, was dein Alt-PC tatsächlich hat. Ein Produktvergleich (Nachweis für NT-B15) kommt dazu.

Erklärung: New-Item legt den Ordner doku\hardware und darin die Datei pc01-planung.md an. -Force erzeugt den Ordner, falls er fehlt. code öffnet die Datei in VS Code. Den Inhalt trägst du aus dem nächsten Block ein.

New-Item -ItemType Directory -Force -Path doku\hardware
New-Item -ItemType File -Path doku\hardware\pc01-planung.md
code doku\hardware\pc01-planung.md

Inhalt von doku/hardware/pc01-planung.md (Vorlage; ersetze alles in <…> durch deine Angaben):

# Hardwareplanung PC01 – Stegmoor Haustechnik GmbH

Stand: <Datum> · Verantwortlich: <Name>, IT-Betreuung

## Einsatz
Arbeitsplatz Technik (Planung), Benutzerin julia.hofer, Hauptsitz Leoben.
Anwendungen: Office, Browser, Planungsprogramme für Heizung, Sanitär und Lüftung (Zeichnen, PDF).

## Anforderungen
| Merkmal | Mindestwert | Empfohlen | Quelle |
|---|---|---|---|
| CPU | <laut Windows 11> | 6 Kerne | <Microsoft, Datum> |
| RAM | 4 GB | 16 GB | <Quelle> |
| Massenspeicher | 64 GB | 512 GB SSD | <Quelle> |
| TPM | 2.0 | 2.0 | <Quelle> |
| Firmware | UEFI, Secure Boot fähig | gleich | <Quelle> |
| Bildschirmanschlüsse | 1 | 2 (DP/HDMI) | Arbeitsplatz mit zwei Bildschirmen |
| Netzwerk | Gigabit-LAN | Gigabit-LAN | Firmennetz |

## Ist-Stand Alt-PC
| Merkmal | Ist | Erfüllt? |
|---|---|---|
| Modell | <Hersteller, Modell, Bauform> | |
| CPU | <Typ> | <ja/nein> |
| RAM | <Größe, Typ, Anzahl Module, freie Steckplätze> | <ja/nein> |
| Massenspeicher | <Typ, Kapazität, Anschluss> | <ja/nein> |
| TPM | <Version> | <ja/nein> |
| Netzteil | <Leistung, Bauform> | <ja/nein> |
| Schnittstellen | <USB-Typen, Bildanschlüsse, LAN> | <ja/nein> |

## Abweichungen und Maßnahmen
- <Welche Anforderung ist nicht erfüllt, welche Aufrüstung wäre sinnvoll, was kostet sie, wo wurde es recherchiert?>

## Produktvergleich
| Kriterium | Gewicht | Variante A (Alt-PC) | Variante B | Variante C |
|---|---|---|---|---|
| Leistung | <1–3> | | | |
| Erweiterbarkeit | <1–3> | | | |
| Ersatzteile | <1–3> | | | |
| Energieverbrauch | <1–3> | | | |
| Preis | <1–3> | | | |
| Quelle und Datum | – | | | |

Ergebnis und Begründung: <3–5 Sätze>

Die Anforderungswerte übernimmst du aus B.2, die Quellen suchst du selbst. In der Tabelle „Ist-Stand“ trägst du nach der Bestandsaufnahme (C.3 und C.4) die echten Werte ein; fülle sie erst dann aus, damit nichts geraten ist. Für den Produktvergleich wählst du zwei Alternativen zum Alt-PC (zum Beispiel ein anderer aufbereiteter Business-PC und ein neuer Mini-PC) und trägst Daten mit Quelle ein. Preise recherchierst du selbst.

⚠ vor Ausführung prüfen

Die Anforderungen von Windows 11 und die Liste der unterstützten Prozessoren ändern sich. Prüfe sie vor dem Eintrag auf der Microsoft-Seite zu den Windows-11-Systemanforderungen. Notiere das Datum der Prüfung.

Erklärung: git add stellt die Planung bereit, git commit -m schreibt sie fest. Der Bereich doku steht für Dokumente der Firma. Den vollständigen Ist-Stand ergänzt du in C.4 und committest ihn dort noch einmal.

git add doku/hardware/pc01-planung.md
git commit -m "w03 doku: Hardwareplanung PC01 mit Anforderungen"

C.3 Bestandsaufnahme am Alt-PC¶

Mache zuerst eine Sicherheitsprüfung: Gehe die Checkliste aus doku/sicherheit/sicherheitskonzept.md (Woche 02) durch und hake alle Punkte ab, die für diese Übung gelten: Tisch frei von Getränken, Steckdosenleiste intakt, Armband geprüft, Matte geerdet. Das wiederholt NT-A03 an einer echten Aufgabe.

Stelle den Alt-PC auf die ESD-Matte. Er hängt noch nicht am Strom und nicht am Netzwerk.
Fotografiere ihn von vorn, hinten und von der Seite. Lege die Fotos unter woche-03\nachweise\ ab (Dateinamen pc01-vorn.jpg, pc01-hinten.jpg).
Suche das Typenschild (Hersteller, Modell, Seriennummer, Netzteilleistung) und fotografiere es: pc01-typenschild.jpg.
Notiere im Laborprotokoll unter „C.3“: Hersteller, Modell, Seriennummer, Bauform, vorhandene Anschlüsse hinten und vorn, äußerer Zustand (Kratzer, Schrauben vorhanden, Siegel intakt oder gebrochen).

Tipp

Seriennummern schreibst du nicht aus dem Gedächtnis ab, sondern fotografierst sie und liest sie am Bildschirm in Ruhe ab. Verwechslungen von 0 und O oder 1 und l passieren sonst oft.

Erklärung: git add stellt Protokoll und Fotos bereit, git commit -m schreibt sie fest. Der Bereich protokoll steht für Laborprotokolle.

git add woche-03/laborprotokoll.md woche-03/nachweise
git commit -m "w03 protokoll: Bestandsaufnahme Alt-PC mit Fotos"

C.4 Alt-PC öffnen, Komponenten tauschen, wieder zusammenbauen¶

Das ist der Kern der Woche und der Nachweis für NT-B04. Du öffnest den PC, identifizierst alle Teile, baust Arbeitsspeicher und Massenspeicher aus und wieder ein und prüfst, dass der PC danach noch startet. So übst du den Tausch, ohne Teile zu verlieren.

Achtung

Netzstecker ziehen und danach die Einschalttaste einmal drücken, bevor du das Gehäuse öffnest. Das Netzteil selbst öffnest du nie. Das ESD-Armband trägst du nur, solange der PC vom Netz getrennt ist (siehe Woche 02).

ESD-Schutz anlegen: Armband auf der bloßen Haut, mit dem Erdungspunkt verbunden, PC auf der Matte.
Gehäuse öffnen: Schrauben oder Verschlüsse lösen und in die Schale legen. Bei manchen SFF-Geräten gibt es Rändelschrauben oder einen Riegel; das Servicehandbuch zeigt, wie. Wende keine Gewalt an.
Innenraum fotografieren (pc01-innen-vorher.jpg).
Teile identifizieren und im Protokoll notieren: CPU mit Kühler, RAM-Module (Anzahl, Größe, Typ DDR4/DDR5, Aufdruck am Etikett), Massenspeicher (Typ, Anschluss), Netzteil (Leistung), Lüfter, CMOS-Batterie, Erweiterungskarten, freie Steckplätze und Schnittstellen auf dem Mainboard.
Mainboard-Foto beschriften: Fotografiere das Mainboard von oben (pc01-mainboard.jpg). Öffne es danach in einem Bildprogramm und beschrifte mindestens zehn Teile: CPU-Sockel, Kühler, RAM-Steckplätze, M.2-Steckplatz, SATA-Anschlüsse, 24-poliger Stromstecker, CPU-Stromstecker, PCIe-Steckplätze, CMOS-Batterie, Frontpanel-Anschlüsse. Das ist zugleich der Selbsttest aus Abschnitt G.
RAM ausbauen und einbauen: Klammern nach außen drücken, Modul senkrecht herausziehen, Modul am Rand anfassen, Position merken. Dann wieder einsetzen, bis die Klammern einrasten. Wiederhole das für jedes Modul.
Massenspeicher ausbauen und einbauen: Kabel bzw. Haltschraube lösen, Laufwerk entnehmen, Seriennummer vom Etikett notieren (für das Inventar in C.6), Laufwerk wieder einsetzen und anschließen.
Kontrolle vor dem Schließen: Alle Stecker sitzen fest, keine Kabel liegen im Lüfter, keine Schraube fällt im Gehäuse herum.
Funktionstest bei offenem Gehäuse: Bildschirm, Tastatur und Maus anschließen, Netzstecker einstecken, einschalten. Der PC muss das Herstellerlogo oder UEFI zeigen. Danach ausschalten, Netzstecker ziehen, Gehäuse schließen, Innenraum nach dem Zusammenbau fotografieren (pc01-innen-nachher.jpg).

⚠ vor Ausführung prüfen

Der Aufbau von Business-PCs unterscheidet sich je nach Hersteller und Modell: Manche haben Kühlerabdeckungen, Laufwerkskäfige oder Verriegelungen, die erst gelöst werden müssen. Lies vor dem Öffnen die Hinweise zum Gehäuseöffnen im Servicehandbuch deines Modells. Wenn du unsicher bist, nimm nur RAM und SSD heraus; Kühler und CPU bleiben unberührt.

Ergänze danach die Tabelle „Ist-Stand Alt-PC“ in doku/hardware/pc01-planung.md mit den gelesenen Werten, vergleiche mit den Anforderungen und fülle den Abschnitt „Abweichungen und Maßnahmen“ aus. Trage im Laborprotokoll unter „C.4“ ein, was du ausgebaut hast, wie lange es gedauert hat und was schwierig war.

Erklärung: git add stellt die ergänzte Planung, das Protokoll und die Fotos bereit, git commit -m schreibt sie fest. woche-03/nachweise enthält alle Fotos des Ordners.

git add doku/hardware/pc01-planung.md woche-03/laborprotokoll.md woche-03/nachweise
git commit -m "w03 protokoll: Alt-PC assembliert, Komponenten getauscht, Ist-Stand erfasst"

C.5 UEFI: Kennwort setzen und Secure Boot einschalten¶

Der PC läuft jetzt mit Bildschirm, Tastatur und Strom, aber ohne Netz. Du rufst die Firmware-Einstellungen auf und sicherst sie ab. Das ist der Nachweis für den Security-Teil der Woche.

Schalte den PC ein und drücke sofort die Taste für das UEFI-Setup (Entf, F2, F10 oder F12, je nach Hersteller; steht auf dem Startbildschirm).
Lies zuerst, ohne etwas zu ändern: Firmware-Version, Datum, CPU, RAM-Größe, Seriennummer, TPM-Status, Startmodus (UEFI oder Legacy), Secure-Boot-Status. Notiere die Werte im Protokoll unter „C.5“.
Prüfe: TPM ist aktiv (als „TPM 2.0“, „PTT“ oder „fTPM“ bezeichnet, je nach Hersteller). Wenn es abgeschaltet ist, schalte es ein.
Lege ein Setup-Kennwort (Administrator- oder Supervisor-Kennwort) fest. Es schützt die Firmware-Einstellungen vor Änderung. Erzeuge das Kennwort in KeePassXC und lege es im Tresor labor.kdbx unter dem Eintrag PC01-UEFI ab; im Dokument und im Repository steht nur der Platzhalter <KENNWORT-PC01-UEFI>.
Das Kennwort für den Start („Boot“- oder Benutzerkennwort) richtest du nicht ein. Es würde bei jedem Start eine Eingabe verlangen und eine Hürde im Betrieb schaffen; im Büro schützt später die Windows-Anmeldung.
Schalte Secure Boot ein. Dafür muss der Startmodus UEFI sein und das Kompatibilitätsmodul für alte Systeme (Compatibility Support Module, CSM, auch „Legacy Boot“) ausgeschaltet. Bei manchen Geräten steht Secure Boot im Menü „Boot“ oder „Security“, bei anderen muss zuerst das Setup-Kennwort gesetzt sein.
Speichere die Einstellungen und starte neu. Gehe danach noch einmal ins Setup und prüfe, ob Secure Boot als „aktiv“ gemeldet wird. Mache ein Foto vom Statusbild (pc01-uefi-secureboot.jpg).

⚠ vor Ausführung prüfen

Namen und Menüs im UEFI unterscheiden sich je nach Hersteller und Version erheblich. Wenn Secure Boot nicht einschaltbar ist, prüfe zuerst, ob CSM aus ist und ob Schlüssel geladen sind („Restore factory keys“, „Standard-Schlüssel laden“). Notiere im Protokoll genau, welche Menüpunkte du verwendet hast.

Achtung

Ein vergessenes Setup-Kennwort lässt sich bei Business-PCs oft nur vom Hersteller zurücksetzen. Lege das Kennwort im Tresor ab, bevor du das Setup verlässt, und prüfe, dass der Eintrag gespeichert ist. Das Kennwort darf nie in Protokoll, Foto oder Repository stehen. Schwärze auf Fotos jede Stelle, an der es sichtbar sein könnte.

Erklärung: git add stellt Protokoll und das Foto des Secure-Boot-Status bereit, git commit -m schreibt sie fest. Es werden nur der Status und die Menüwege eingetragen, nie das Kennwort.

git add woche-03/laborprotokoll.md woche-03/nachweise
git commit -m "w03 protokoll: UEFI gesichert, Secure Boot aktiv"

C.6 PC01 im Inventar erfassen¶

Eine Firma muss wissen, welche Geräte sie hat. Das Inventar ist die Grundlage für Wartung, Garantie, Entsorgung und die Asset-Liste in Woche 49. Du legst es als Tabelle in doku/inventar.csv an (CSV: Werte durch Semikolon getrennt, damit Excel die Datei in Österreich richtig öffnet).

Erklärung: New-Item legt die Datei inventar.csv im Ordner doku an, code öffnet sie. Der nächste Block zeigt Kopfzeile und den Eintrag für PC01.

New-Item -ItemType File -Path doku\inventar.csv
code doku\inventar.csv

Inhalt von doku/inventar.csv (ersetze die Werte in <…> durch deine Angaben aus C.3 bis C.5):

Inventarnr;Geraet;Typ;Hersteller_Modell;Seriennummer;Standort;Nutzer;Betriebssystem;CPU;RAM_GB;Massenspeicher;Beschaffung;Status
INV-001;PC01;Alt-PC (Business-PC);<Hersteller und Modell>;<Seriennummer>;Hauptsitz Leoben, Technik;julia.hofer;<Windows 11 Pro, Version laut Aufkleber>;<CPU>;<RAM>;<Laufwerk und Seriennummer>;<Datum und Quelle>;assembliert, UEFI gesichert, ohne Netz

Speichere die Datei als UTF-8. Kennwörter, Schlüssel oder Lizenzschlüssel gehören nicht ins Inventar. Das Gerät PREC trägst du in dieser Woche nicht ein; sein Eintrag folgt, sobald das Inventar später ergänzt wird.

Tipp

Die Seriennummer und die Daten der Komponenten kannst du auch aus dem Betriebssystem auslesen, wenn auf dem PC bereits Windows läuft. Das ist optional. Beachte: Wenn Windows beim Start in die Ersteinrichtung führt, brich sie nicht ab und richte nichts ein, sondern schalte den PC aus. Die Einrichtung folgt in Woche 05.

Optional, falls der PC bis auf den Windows-Desktop startet: Die Daten liest du mit PowerShell aus.

Erklärung: Get-CimInstance fragt Systeminformationen ab. Win32_ComputerSystem liefert Hersteller und Modell, Win32_BIOS die Seriennummer, Win32_Processor den Prozessor, Win32_PhysicalMemory die RAM-Module und Win32_DiskDrive die Laufwerke. Select-Object wählt die Spalten, Format-List zeigt sie untereinander. Die Befehle ändern nichts am System.

Get-CimInstance Win32_ComputerSystem | Select-Object Manufacturer, Model | Format-List
Get-CimInstance Win32_BIOS | Select-Object SerialNumber, SMBIOSBIOSVersion | Format-List
Get-CimInstance Win32_Processor | Select-Object Name, NumberOfCores | Format-List
Get-CimInstance Win32_PhysicalMemory | Select-Object Capacity, Speed | Format-List
Get-CimInstance Win32_DiskDrive | Select-Object Model, SerialNumber, Size | Format-List

Nimm die Ausgabe nicht ins Repository auf, sondern nur die Werte in die Inventardatei. PC01 hat kein Netz: Wenn du Werte von PC01 zum Precision bringen musst, schreibe sie ab oder übertrage sie mit dem USB-Stick (Dateien nur als Text, keine Programme).

Erklärung: git add stellt Inventar, Planung und Protokoll bereit, git commit -m schreibt sie fest, git push überträgt alle Commits dieser Woche zum Remote origin. Das Remote hast du in Woche 01 angelegt.

git add doku/inventar.csv doku/hardware/pc01-planung.md woche-03/laborprotokoll.md
git commit -m "w03 doku: PC01 im Inventar erfasst"
git push

Erklärung: Der Befehl listet die letzten Commits in einer Zeile pro Eintrag. -8 begrenzt die Anzahl. Du erwartest mehrere Einträge mit dem Präfix w03 oben und darunter die Einträge aus Woche 02.

git log --oneline -8

D. Troubleshooting¶

Szenario laut Plan: Rechner startet nicht – RAM und Stromstecker gezielt gelockert. Nach dem Transport zu einem Kunden steht ein Büro-PC der Firma auf dem Tisch. Beim Druck auf die Einschalttaste passiert gar nichts: keine Leuchtdiode, kein Lüfter, kein Bild. Der Kunde hat die Steckdose bereits mit einer Lampe geprüft, sie liefert Strom. Dein Kollege hat zuvor den Rechner geöffnet, um Staub zu entfernen, und dabei mehrere Teile bewegt. Nach dem Wiederanstecken zeigt der Rechner ein anderes Verhalten: Die Lüfter laufen, aber es kommt kein Bild und er piepst.

Aufgabe: Beschreibe, wie du systematisch vorgehst, in welcher Reihenfolge du Teile prüfst und welche Ursachen bei den zwei Beobachtungen (A: keine Reaktion; B: Lüfter laufen, kein Bild, Pieptöne) am wahrscheinlichsten sind. Was änderst du jeweils, und woran erkennst du, dass der Fehler behoben ist?

Übung am eigenen PC01 (optional, aber empfohlen): Du stellst beide Fehler selbst nach und gehst nach dem Schema aus B.4 vor.

Netzstecker ziehen, Einschalttaste einmal drücken, ESD-Armband anlegen, Gehäuse öffnen.
Ein RAM-Modul auf einer Seite teilweise aus dem Steckplatz ziehen, sodass es locker sitzt, aber nicht herausfällt. Fotografiere die Stellung.
Gehäuse bei Bedarf aufgelegt lassen, Netzstecker einstecken, einschalten. Notiere Reaktion (Lüfter, LEDs, Pieptöne, Bild).
Netzstecker ziehen, Modul wieder fest einsetzen, einschalten, prüfen.
Nur wenn das Netzteil herkömmliche Stecker hat (24-poliger Stecker oder CPU-Stecker lösbar): Denselben Ablauf mit einem teilweise gelockerten Stromstecker wiederholen.

Achtung

Stecker nie bei angestecktem Netzkabel lösen oder stecken. Bei SFF-Geräten mit herstellerspezifischen Netzteilsteckern lässt du die Stromstecker unberührt und übst nur die RAM-Variante. Mit eingestecktem Netzkabel greifst du nicht ins Gehäuse.

Erklärung: git add stellt das Protokoll bereit, git commit -m schreibt es fest. Der Bereich protokoll steht für Laborprotokolle. Notiere vorher im Protokoll unter „D“, was du beobachtet hast.

git add woche-03/laborprotokoll.md
git commit -m "w03 protokoll: Troubleshooting RAM und Stromstecker nachgestellt"

Lösung

Vorgehen: Von außen nach innen, vom Einfachen zum Aufwendigen, immer nur eine Änderung pro Schritt.

Fall A (keine Reaktion): Es kommt kein Strom an oder das Mainboard bekommt keinen Strom. Reihenfolge: (1) Netzkabel und Steckdosenleiste prüfen, gegebenenfalls anderes Kabel; (2) Netzschalter hinten am Netzteil in Stellung „I“; (3) Netzstecker ziehen, Gehäuse öffnen (ESD-Armband), 24-poligen Mainboard-Stecker und CPU-Stecker auf festen Sitz prüfen, Frontpanel-Stecker der Einschalttaste prüfen; (4) falls ein Standby-LED auf dem Mainboard existiert, zeigt sie, ob das Netzteil das Mainboard versorgt; (5) bleibt der Fehler, Netzteil durch ein sicher funktionierendes ersetzen (Austauschverfahren). Wahrscheinlichste Ursache nach dem Öffnen und Bewegen von Teilen: der Stromstecker am Mainboard sitzt nicht fest. Behoben ist der Fehler, wenn die Lüfter anlaufen und das Herstellerlogo erscheint.

Fall B (Lüfter laufen, kein Bild, Pieptöne): Das Netzteil und die Grundversorgung arbeiten, der POST scheitert. Wahrscheinlichste Ursache: ein RAM-Modul sitzt nicht richtig oder ist im falschen Steckplatz. Schritte: (1) Netzstecker ziehen, ESD-Armband an, RAM-Module herausnehmen und fest einsetzen, bis die Klammern einrasten; (2) Piepcode und Diagnose-LED im Servicehandbuch nachschlagen; (3) Minimalkonfiguration: nur ein RAM-Modul, andere Module und Zusatzkarten entfernen; Modul im Wechsel testen (Gegenprobe), so findet man ein defektes Modul; (4) Bildkabel prüfen: am Mainboard-Anschluss oder an der Grafikkarte, nicht an beiden; (5) CMOS zurücksetzen oder Batterie prüfen, wenn der Fehler trotz allem bleibt. Behoben ist der Fehler, wenn der POST durchläuft, der Rechner ein Bild und den Startbildschirm zeigt und die RAM-Größe im UEFI korrekt angezeigt wird.

Dokumentation: Halte im Laborprotokoll fest, was du beobachtet, geändert und welches Ergebnis du danach gesehen hast. So wiederholst du dasselbe Verfahren bei einem fremden Gerät.

E. Security und Mathematik¶

E.1 Security: UEFI-Kennwort, Secure Boot, ESD beim Tausch¶

Der Schutz eines Rechners beginnt vor dem Betriebssystem. Die Firmware entscheidet, wovon gebootet wird und wer Einstellungen ändern darf.

Setup-Kennwort (Administrator/Supervisor): verhindert, dass jemand ohne Berechtigung Startreihenfolge, Secure Boot oder TPM ändert.
Startkennwort: fragt bei jedem Einschalten ab; bei Arbeitsplatz-PCs im Büro meist unpraktisch.
Secure Boot: Die Firmware startet nur Bootloader, die mit einem Schlüssel in ihrer Datenbank signiert sind. Das verhindert Schadsoftware, die sich vor dem Betriebssystem einnistet (Bootkits).
TPM: speichert Schlüssel (zum Beispiel für die Laufwerksverschlüsselung) hardwaregeschützt.
Startreihenfolge (boot order): Wenn von USB gebootet werden darf, kann jemand mit Zugang zum Gerät ein fremdes System starten und Daten lesen. Das Setup-Kennwort schützt diese Einstellung.
Physischer Zugang: Wer das Gehäuse öffnen kann, kann Datenträger ausbauen. Ein Kennwort in der Firmware schützt davor nicht. Dagegen helfen Verschlüsselung der Daten (Woche 51 und später) und verschlossene Räume.

Aufgabe 1 (LAP-Stil): Nenne zwei Unterschiede zwischen einem Setup-Kennwort und einem Startkennwort in der UEFI-Firmware.

Lösung

Das Setup-Kennwort schützt nur das Ändern der Firmware-Einstellungen, das Startkennwort verlangt bei jedem Einschalten eine Eingabe, bevor das Betriebssystem startet. Das Setup-Kennwort stört den Alltag nicht, das Startkennwort ist bei vielen Nutzenden unpraktisch und wird oft vergessen oder weitergegeben.

Aufgabe 2 (LAP-Stil): Erkläre in zwei bis drei Sätzen, was Secure Boot tut und wovor es schützt.

Lösung

Secure Boot prüft vor dem Start des Betriebssystems die digitale Signatur des Bootloaders gegen die Schlüssel in der Firmware. Nur signierte, nicht gesperrte Bootloader werden gestartet. Das schützt vor Schadsoftware, die sich vor dem Betriebssystem einschleust (Bootkits) und vor dem Start von manipulierten Systemen.

Aufgabe 3 (LAP-Stil): Das Setup-Kennwort für PC01 wird in KeePassXC abgelegt. Begründe, warum es nicht auf einem Zettel am Gehäuse steht und nicht im Repository stegmoor-it.

Lösung

Ein Zettel am Gehäuse macht das Kennwort für jede Person zugänglich, die am Gerät steht, und hebt den Schutz auf. Das Repository ist auch als privates Repository ein Ort, an dem Dateien kopiert, geteilt und dauerhaft in der Historie gespeichert werden. Kennwörter gehören nur in den verschlüsselten Tresor labor.kdbx außerhalb jedes Repositorys, in Anleitungen steht ein Platzhalter.

Aufgabe 4 (LAP-Stil, NT-A03): Nenne in der richtigen Reihenfolge fünf Schritte beim Tausch eines RAM-Moduls, die ESD-Schäden und elektrische Gefahren vermeiden.

Lösung

Netzstecker ziehen und die Einschalttaste einmal drücken, um Restspannung abzubauen. 2. ESD-Armband auf der bloßen Haut anlegen und mit dem Erdungspunkt verbinden. 3. Das neue Modul erst auf der Matte aus dem ESD-Beutel nehmen. 4. Altes Modul ausbauen, neues Modul nur an den Rändern anfassen und bis zum Einrasten der Klammern einsetzen. 5. Gehäuse schließen, Netzstecker einstecken, Funktionstest.

Aufgabe 5 (Fallszenario): Ein Planer sagt: „Wir haben ein UEFI-Kennwort gesetzt, deshalb kann niemand die Daten auf dem PC lesen.“ Beurteile die Aussage.

Lösung

Die Aussage ist falsch. Das UEFI-Kennwort schützt nur die Firmware-Einstellungen. Wer die SSD ausbaut und in einen anderen Rechner steckt, kann die Daten lesen, wenn sie nicht verschlüsselt sind. Gegen den Datendiebstahl hilft die Verschlüsselung des Laufwerks (zum Beispiel BitLocker, mit TPM) und der Schutz des Raums. Das Setup-Kennwort ist eine Schicht von mehreren (Defence in Depth).

E.2 Mathematik: Leistungsaufnahme der Komponenten summieren¶

Du wiederholst NT-C04 an der Hardware, die du in dieser Woche angefasst hast. Rechne mit Taschenrechner, Formel angeben, Einheit nicht vergessen. Alle Zahlen sind angenommene Aufgabenwerte, keine Messwerte von PC01.

Aufgabe 1: Ein Büro-PC hat diese Höchstwerte: Mainboard 30 W, Prozessor 65 W, zwei RAM-Module zu je 4 W, SSD 5 W, zwei Lüfter zu je 3 W, USB-Zubehör 10 W. Berechne die Summe, die nötige Netzteilleistung mit 30 % Reserve und die Auslastung eines Netzteils mit 200 W.

Lösung

Summe: 30 W + 65 W + 2 · 4 W + 5 W + 2 · 3 W + 10 W = 30 + 65 + 8 + 5 + 6 + 10 = 124 W. Mit Reserve: 124 W · 1,3 = 161,2 W, also mindestens ein Netzteil mit 200 W (nächste handelsübliche Stufe). Auslastung: 124 W / 200 W = 0,62 = 62 %. Das liegt im günstigen Bereich von 40 % bis 70 %.

Aufgabe 2: In denselben PC wird eine Grafikkarte mit 75 W Höchstleistung eingebaut. Prüfe, ob das 200-W-Netzteil weiterhin ausreicht, und nenne die neue Mindestleistung mit 30 % Reserve.

Lösung

Neue Summe: 124 W + 75 W = 199 W. Das entspricht 199 W / 200 W = 99,5 % der Nennleistung, also praktisch ohne Reserve. Mit Reserve: 199 W · 1,3 ≈ 259 W. Ein Netzteil mit 300 W wäre die nächste handelsübliche Stufe. Das 200-W-Netzteil ist nicht ausreichend.

Aufgabe 3: Das Netzteil aus Aufgabe 1 hat einen Wirkungsgrad von 85 %. Berechne die aufgenommene Leistung aus der Steckdose bei 124 W Abgabe, die Verlustleistung und die Stromstärke bei 230 V (Leistungsfaktor 1 angenommen).

Lösung

P_zu = P_ab / η = 124 W / 0,85 ≈ 145,9 W ≈ 146 W. Verlustleistung: 146 W − 124 W = 22 W (Wärme). Stromstärke: I = P / U = 146 W / 230 V ≈ 0,63 A.

Aufgabe 4: Der PC aus Aufgabe 3 läuft an 220 Arbeitstagen im Jahr je 8 Stunden mit 146 W Aufnahme. Berechne den Jahresverbrauch und die Kosten bei 0,25 € je kWh (angenommener Preis für die Aufgabe).

Lösung

W = P · t = 0,146 kW · 8 h · 220 = 0,146 kW · 1 760 h ≈ 257 kWh. Kosten: 257 kWh · 0,25 €/kWh ≈ 64,25 € (genauer 256,96 kWh, 64,24 €).

Aufgabe 5: Eine Steckdosenleiste mit 10 A Absicherung versorgt fünf dieser Arbeitsplätze (je 146 W PC und je 30 W Bildschirm). Ist die Leiste ausreichend?

Lösung

Je Arbeitsplatz 146 W + 30 W = 176 W, fünf Arbeitsplätze: 880 W. Grenzleistung der Leiste: P = U · I = 230 V · 10 A = 2 300 W. Auslastung 880 W / 2 300 W ≈ 38 %. Die Leiste ist ausreichend.

F. Wiederholung¶

Wiederholt werden NT-A03 und NT-C04 aus Woche 02.

NT-A03 – Aufgabe 1: Du ziehst nach dem Gehäuseöffnen am Alt-PC das Netzkabel. Warum drückst du danach noch einmal die Einschalttaste?

Lösung

Das Netzteil und das Mainboard halten noch Restspannung in Kondensatoren. Der Tastendruck bei gezogenem Netzstecker entlädt diese Reste und schaltet das Mainboard sicher spannungsfrei.

NT-A03 – Aufgabe 2: Nenne zwei Regeln, die für das ESD-Armband gelten.

Lösung

Das Armband liegt direkt auf der bloßen Haut an und ist mit dem gemeinsamen Erdungspunkt verbunden. Es wird nur an spannungsfreien Geräten getragen, also nie am Gerät mit angestecktem Netzkabel und offenem Gehäuse.

NT-C04 – Aufgabe 1: Ein Server nimmt bei Höchstlast 180 W auf. Das Netzteil hat 250 W. Wie hoch ist die Auslastung, und ist sie im günstigen Bereich?

Lösung

180 W / 250 W = 0,72 = 72 %. Das liegt knapp über dem günstigen Bereich von 40 % bis 70 %, aber noch mit Reserve; bei späterem Ausbau wäre ein größeres Netzteil sinnvoll.

NT-C04 – Aufgabe 2: Ein Netzteil gibt 300 W ab und hat einen Wirkungsgrad von 90 %. Berechne die Eingangsleistung.

Lösung

P_zu = 300 W / 0,9 ≈ 333 W. Die Differenz von etwa 33 W ist Verlustleistung.

G. Selbsttest und Prüfungsfragen¶

Selbsttest laut Plan: Mainboard-Foto: Komponenten und Schnittstellen benennen – öffne dein beschriftetes Foto aus C.4 (pc01-mainboard.jpg) oder das Foto eines anderen Mainboards und benenne ohne Hilfe alle Komponenten und Schnittstellen. Erkläre jeweils, wozu sie dienen. Vergleiche danach mit deinem Handbuch und ergänze, was du nicht gekannt hast.

Frage 1¶

Nenne die Hauptbestandteile eines Computersystems und beschreibe in einem Satz die Aufgabe von CPU, RAM und Massenspeicher.

Lösung

Hauptbestandteile: Mainboard, CPU, Arbeitsspeicher, Massenspeicher, Netzteil, Grafik und Schnittstellen. Die CPU führt Befehle aus, der RAM hält laufende Programme und Daten (flüchtig), der Massenspeicher speichert Daten dauerhaft.

Frage 2¶

Ein Planer braucht einen Arbeitsplatz mit zwei Bildschirmen und schnellem Systemlaufwerk. Welche Schnittstellen und welchen Speichertyp wählst du?

Lösung

Zwei Videoausgänge am PC (zum Beispiel zweimal DisplayPort oder DisplayPort und HDMI), damit keine Adapter nötig sind. Als Systemlaufwerk eine NVMe-SSD im M.2-Steckplatz, weil sie schneller ist als eine SATA-SSD. Vorher im Handbuch prüfen, ob der Steckplatz NVMe unterstützt.

Frage 3¶

Ein Kunde meldet: „Der PC schaltet sich ein, die Lüfter laufen, aber der Bildschirm bleibt schwarz und es piept.“ Nenne drei Schritte zur Eingrenzung in sinnvoller Reihenfolge.

Lösung

Netzstecker ziehen, RAM-Module neu einsetzen, bis sie einrasten. 2. Piepcode und LED im Handbuch nachschlagen. 3. Minimalkonfiguration mit nur einem RAM-Modul testen und die Module einzeln wechseln. Zusätzlich das Bildkabel am richtigen Anschluss prüfen.

Frage 4¶

Warum reicht ein Netzteil mit der berechneten Summe der Höchstleistung allein nicht aus, und welchen Aufschlag nimmst du? Rechne für 140 W Summe.

Lösung

Spitzen und Alterung brauchen Reserve, und das Netzteil arbeitet im Bereich von 40 % bis 70 % Auslastung am besten. Üblich sind 20 % bis 30 % Reserve. 140 W · 1,3 = 182 W, also ein Netzteil mit mindestens 200 W.

Frage 5¶

Nenne drei Maßnahmen, die du in dieser Woche am Alt-PC zur Absicherung der Firmware getroffen hast, und begründe eine davon.

Lösung

Setup-Kennwort gesetzt, Secure Boot eingeschaltet, TPM aktiviert, Kennwort im Tresor abgelegt. Begründung zum Beispiel: Secure Boot verhindert den Start nicht signierter Bootloader und schützt vor Bootkits; das Setup-Kennwort verhindert unbefugte Änderungen an Startreihenfolge und Sicherheitseinstellungen.

H. Stand des Firmennetzes nach Woche 03¶

Gerät	Netz	Adresse	Dienste
PREC	–	–	Git for Windows, VS Code, KeePassXC (Labor-Tresor `labor.kdbx` außerhalb jedes Repositorys); Labortisch mit ESD-Arbeitsplatz
PC01	– (noch kein Netz)	–	UEFI-Kennwort gesetzt, Secure Boot an, im Inventar erfasst

Es laufen keine VMs und es gibt keine IPv4-Adressen.

Repository stegmoor-it – neu: doku/inventar.csv, doku/hardware/pc01-planung.md, Wochenordner woche-03/ mit laborprotokoll.md und nachweise/.

I. Selbstkontrolle¶

ID	Abschnitt
NT-B01	A, B, G
NT-B02	B, C, G
NT-B03	B, G
NT-B04	B, C, D, G
NT-B15	B, C
NT-A03	B, C, E, F
NT-C04	B, E, F, G

Zeitsumme: Theorie 1,5 h + Praxis 3,0 h + Plus 0,0 h = 4,5 h

Abweichungen vom Masterplan: keine

J. Offene Fragen¶

Der Plan nennt für diese Woche keinen Zeitanteil für Security und Mathematik, sie sind aus dem Praxisanteil (3,0 h) aufgeteilt (siehe Zeitplan in A). Falls der Orchestrator eine andere Verteilung wünscht, bitte melden.
Das Modell des Alt-PCs steht im Labor-Masterplan nicht fest (nur Anforderungen). Die Anleitung arbeitet deshalb mit Platzhaltern und verweist auf das Servicehandbuch des Herstellers.
Der Soll-Zustand nennt für PREC keinen Eintrag im Inventar; PREC steht deshalb nicht in doku/inventar.csv und kann später ergänzt werden.