Daniels Blog

Netbox as ansible inventory plugin

2025-10-19T20:38:00+02:00

I'm using the community edition of Netbox to document all my IPAM (IP-Address-Management), DNS and general infrastructure. The long-term goal is to deploy as much of the configuration from Netbox to reality through different means.

The first Configuration via Netbox should be my Bind9 DNS-Server, where I deploy it via Ansible. For that Ansible uses the Netbox-Plugin to fill the dynamic inventory. Many guides simply paste the sample inventory without any explanation and show how to run it.

plugin: netbox.netbox.nb_inventory
validate_certs: true
group_by:
  - device_roles
  - sites

I created a readonly API-Key. The Netbox-Url and Key are set via the Environment variables NETBOX_TOKEN and NETBOX_API for the URL, like https://netbox.homelab.internal. The inventory can me checked with ansible-inventory --list -i netbox_inv.yaml and uses the environment variables for accessing the instance.

To further inspect all the data provided by the netbox-inventory use ansible-inventory -i netbox_inv.yml --host <hostname>. Any more informations have to be registered as variables through api-calls via ansible.

I'm also using config contexts in Netbox. By default the ansible inventory plugin only shows local context configs. For my config contexts to show up in the inventory config_context: true needs to be set in the inventory-configuration.

Basic LLM Crawler block in NGINX using User-Agents

2025-09-27T16:28:00+02:00

This solution is by far not perfect and can be improved/automated/updated in many different ways. It took me only 10 minutes to implement though and basically reduce my web traffic by 80%.

I simply use the ngx_http_map_module, which allows me to have a variable depend on the value of another variable.

map $http_user_agent $blocked_user_agent {
  default 0;
  ~*amazonbot 1;
  ~*openai 1; 
  ~*chatgpt 1; 
  ~*gptbot 1; 
  ~*claudebot 1; 
}

The nginx expression ~*term matches case-insensitively for the occurence of the string at any position. This map finds its place somewhere in the http-section in my /etc/nginx/nginx.conf.

I simply checked my nginx access-files to find the most commonly used crawlers in the user agent.

To then apply and test for the filter I run a simple if-statement before returning any files or proxying in the server. The error code i have selected is 450, but any code can be really used.

For example

server {
    ....
    location / {
        if ($blocked_user_agent) {
            return 450; # Blocked by Windows Parental Controls
        }
        try_files ...;
    }
}

DIY Selfbuilt Reflow-Soldering Oven

2025-09-24T12:57:00+02:00

My journey through electronics manufacturing has brought me from THT-soldering to SMD-soldering to assembly-services and now reflow-soldering. Reflow-soldering is the process of applying soldering paste either by hand or through a stencil onto a circuit board to then place all the components on top. That assembly will then be evenly heated up for the soldering paste to liquify and solder everything through. This method allows for very fine contacts (0402 resistors are still doable with a steady hand to place) and high component counts. In the past I have used a Hotplate, that would heat up the soldering past to the required temperature.

I decided mostly for the joy of it, secondary for a finer temperature control to build a DIY reflow oven. A fully encased converted Toaster-Oven that can follow a predefined temperature curve to match the soldering pastes specification as best as i can.

I decided to use the Unexpected Makers Reflow Master. But instead of buing the new fancy version i wanted to assemble my own controller, so i took a look at the now Open-Source predecessor ReflowMaster. I converted his project into kicad and added SWD flashing pins and USB-C into my own Fork.

The electrical layout is almost identical. I ordered all the parts of LCSC and the PCBs at JLCPCB and procrastinated many months before finally assembling everything in fear of having made an expensive mistake. I assembled everything on this DIY hotplate.

Luckily everything worked out of the box including the SWD bootloader and firmware flashing and my controller is now flashable via USB-C.

The rest of the hardware is relatively simple and mostly described in other guides for the ReflowMaster. A display on aliexpress, K-Type temperature probes and a solid-state-relay to PWM-control 230V AC using 3.3V DC TTL. The Oven is just a regular Toaster Oven. I found this one for 55€ during a sale of a Supermarket in Germany and with 1.5kW it has just enough power to heat. I covered the inside of the oven in Gold-Foil to reflect as much heat as possible. Without additional insulation-padding between the inside and outside wall the outside oven will not get uncomfortably hot, although a piece of glaswoll or similar would propably improve heating performance.

At this point the oven if functional and passes the firmware tests and I will soon start creating the first test PCBs with it.

If anybody is interested in more details about the electrical design, flashing, assembly or else, please shoot me an email and I'll expand on it

Homeassistant Unwetternotifications auf Smartclock

2025-06-11T21:58:00+02:00

Dieses Projekt ist durch jc-23 inspiriert.

Ich setze vorraus, dass in Homeassistant MQTT eingerichtet und erreichbar ist. Auch benutzt die später eingesetzte Blueprint die NINA-Integration. Für die soll also auch ein Sensor eingerichtet werden.

Der erste Schritt ist es Awtrix3 auf die Smartclock zu flashen und einzurichten. Das ist auf Youtube und ganz vielen anderen Seiten schon zahlreich dokumentiert.

Homeassistant Script

Awtrix hat eine Vielzahl an API-Endpoints über MQTT anzubieten. Die Grundlage für alles stelle ich mit meinem Homeassistant-Script Homeassistant-Script dar. Dazu muss man in Homeassistant ein Script erstellen und kann im YAML-Editor einfügen. Dieses Script ist ein gutes General-Purpose-Interface um mit der Smartclock zu interagieren. Apps (permanent und rotierende Notifications) sind noch nicht implementiert, sollte aber in der Zukunft folgen. In den Entwickleroptionen kann man die ganzen Funktionen von diesem Skript sehen.

Icons auf die Uhr installieren

Ursprünglich bin ich erst durch dieses Projekt inspiriert worden. Da mir allerdings nicht auf Anhieb funktioniert hat, habe ich meine eigene Blueprint geschrieben. Jedoch verwenden wir weiterhin sein Skript zur Installation von den entsprechenden icons auf der Uhr. Das muss einmal auf den lokalen Computer runtergeladen werden und ausgeführt werden.

Unwetter-Blueprint

Zuguterletzt muss nur noch in Homeassistant eine neue Blueprint hinzugefügt werden. Im Yaml Editor soll der Code dieses files eingefügt werden. Wenn wir nun diese Blueprint instantiaten brauchen wir die ID der awtrix-uhr. Diese sollten wir bei der installation von awtrix im webinterface gefunden haben. Als warnungs-source benutze ich den Nina-Sensor.

RHEL10 als daily driver

2025-05-29T17:24:00+02:00

Nachdem ich die letzten 6 Jahre lang Artixlinux (ein Fork von Archlinux ohne SystemD) benutzt habe wollte ich etwas neues ausprobieren und weiter lernen. Ich hatte zwischendurch einige male mit Gentoo geliebäugelt, jedoch nie warm geworden. Da ich beruflich immer mehr mit RHEL-Derivaten in Berührung komme wollte ich nun vollständig das Redhat-Ökosystem ausprobieren. Nachdem ich von der Redhat Developer Lizenz erfahren habe, habe ich mich also an einem Wochenende nach einem ordendlichen letzten Backup kurzerhand dazu entschlossen meinen Laptop mit RHEL10 neu zu installieren, da ich diesen besonders in der Uni die längste Zeit am Tag verwende.

Obwohl ich erst vor nicht so langer Zeit zu Wayland mit Hyprland gewechselt bin, wollte ich meine Hyprland-Konfiguration allem drum-und-dran mitnehmen Mir war von Begin an klar, dass dieser Bleeding-Edge-Desktop ein starker Widerspruch zu den konservativen Packeten von RHEL. Ich habe das als Challenge genommen.

Der Anaconda-Installer ist immer noch einer der einfachsten und simpelsten Installer die ich kenne, auch wenn ich in der Vergangenheit viel Zeit in dessen manueller Partitionierung verbracht habe. Dieses mal aber gar kein Problem. Der einzige Unterschied zu einer Almalinux-Installation war die Eingabe meines RedHat-Accounts. Da ich ein großer Anhänger von Terminal-Applikationen und tiling Window-Manager bin, war mir klar, dass ich einiges selber bauen werden muss. Um mit einer möglichst minimalen Basis anzufangen habe ich deshalb das Minimal-Server Installationprofil gewählt.

Tag 1

Tag 1 bestand dann hauptsächlich daraus sich mit dnf und rpmbuild vertraut zu machen und das erste Hello-World Packet zu bauen. Der gesammte Prozess ist in der RedHat Wissensbasis wirklich besser dokumentiert als irgendwelche (oft KI-generierten) Blog-Artikel. Ebenfalls habe ich direkt angefangen ein eigenes RPM-Repository einzurichten um mir das Packet-Management einfacher zu machen.

Beispiel-Paket Spezifikation

Name: hello_world
Version: 1.0
Release: 1%{?dist}
Summary: A simple hello world program

License: GPLv3+
URL: http://dj-bauer.de/rhel10-als-daily-driver.html
Source0: %{name}-%{version}.tar.gz

BuildRequires: gcc

%Description
A simple Hello World programm written in C.

%prep
%setup -q

%build
gcc -o hello hello.c

%install
rm -rf $RPM_BUILD_ROOT
mkdir -p $RPM_BUILD_ROOT/%{_bindir}
install -m 0755 hello $RPM_BUILD_ROOT/%{_bindir}

%clean
rm -rf $RPM_BUILD_ROOT

%files
%{_bindir}/hello

%changelog
*  Mon May 26 2025 DJ
- First Release

Tag 2

An Tag 2 habe ich einiges zu rpmbuild gelernt und angefangen mich an den Abhängigkeiten von Hyprland entlangzuhangeln bis ich irgendwann am Ende des Tages Firefox starten konnte. Bis dahin habe ich entweder zuhause per ssh von einem Desktop oder in der Bahn mit tmux im TTY auf dem Laptop packetiert. Das hat sich auch immer noch nicht geändert, weil ich mir als Ziel gesetzt habe als nächstes den Terminal-Emulator foot zu packetieren.

Tag 3

Dies ist mir folglich an Tag 3 gelungen und so konnte ich dann quasi in der Uni produktiv arbeiten. Mit einem Terminal und webbrowser konnte ich erstaunlich viel machen. Die nächsten Ziele waren RSS-Reader (irgendwie muss ich mich ja jetzt selbstständig über die Programm-updates informieren) und neomutt, mein Mailclient.

Tag 4

Heute ist Tag 4 und ich habe vorrangig die desktop-Konfiguration mittels Ansible verbessert, und Paket-Abhängigkeiten repariert. In meinen Paketen sind höchstwarscheinlich immer noch einige Fehler drinne, welche ich mit der Zeit beheben werde. Falls irgendjemand das Repo nutzen sollte oder ausprobiert, immer gerne Feedback. Die nächsten Schritte werden die Vervollständigung von Mail mit offlineimap und notmuch, Matrix mit iamb, auf das epel warten, dass Gnucash von fedoras Seite aus paketiert wird und mehr.

Fazit

Grundsätzlich ist aber meine minimale Installation vollständig Nutzbar und sollte dem Universitäts-Alltag entsprechen. Falls es Menschen geben sollte, die sich die Pakete anschauen möchten, so findet sich hier das Repository der Pakete und die .spec Definionen liegen auf Codeberg Es wird aber sicherlich noch um einiges weitergehen und ich bin gespannt welche über welche Hürden ich stolpern werde.

IntelNUC CEC-Mod

2025-05-21T12:14:00+02:00

Problem mit Hyperion CEC

Ich hoste Kodi mit einem normalen LibreELEC auf einem NUC 8th gen. Damit Kodi mit der Fernbedienung kontrolliert werden kann braucht der Computer CEC-Support. RaspberryPis sind dafür bekannt von Werk aus die erforderlichen CEC-Funktionen zu haben. Ansonsten haben fast keine anderen Geräte CEC-Support.

Intel-NUCs teils an CEC zu unterstützen, allerdings wird dabei nur eine Teilmenge der Funktionen unterstützt. Damit Kodi mit der Fernbedienung gesteuert werden kann braucht es einen CEC-Adapter. Pulse-Eight bietet neben einem USB-Modul einen Adapter, den man in den NUC einbauen kann und somit ganz verschwindet.

Die Installation ist ganz einfach der Herstellerdokumentation zu folgen. Es müssen zwei Stecker in den NUC eingesteckt werden. Die Kleine Platine habe ich einfach an den Gehäusedeckel geklebt und noch mit Isolierband für den Fall der Fälle abgesichert.

Schwierigkeiten mit Hyperion

Bei mir ist ein Problem aufgetreten, dass beim Starten von Kodi die folgende Fehlermeldung aufgetreten ist.

Couldn't initialise the CEC adapter. Please check your settings

Zuerst dachte ich, dass es an irgendwelchen USB-Berechtigungen liegen könnte. Jedoch hat mir echo "on 0" > /dev/ttyACM0 als Fehler geworfen, dass das USB-Device nicht gelocked werden könnte Daraufhin lsof | grep /dev/tty sehen, dass hyperiond das Serielle Device benutzt. Hyperion ist ein Ambilight-Daemon, womit ich die Hintergrund-Beleuchtung von einem Fernseher Kontrolliere. Im Webinterface von der Hyperion-Instanz konnte ich dann unter "System > Event Services" die CEC Funktionalität von Hypertion deaktivieren, sodass Kodi den Adapter benutzen konnte und das Problem damit gelöst war.

Alles in allem eine sehr einfache Installation abgesehen von der kleinen Fehlersuche durch Third-Party-Zusatzkomponenten.

Asus RS702D-E6 Bios update

2025-04-14T21:18:00+02:00

BIOS & BMC updaten

In FreeDOS reinbooten. (ggf. muss der stick reingesteckt werden und dann als Boot-Prio ausgewählt werden
BMC passwort resetten: cd BMC & ASMC4 -adm_password admin
BMC updaten FLASH1.bat
Bios updaten cd BIOS & afudos.exe /iZ8<...>

BIOS einstellungen

Unter Advanced -> PCI/PnP Settings
- Onboard LAN1 boot aus iSCSI setzen
- Onboard LAN2 boot auf PXE setzen
Rebooten & mit Ctrl-D für den unteren Eintrag (Device 2) iSCSI komplett dhcp konfigurieren
Nach reboot in den Boot Prioritäten iSCSI über PXE auswählen
Setze IP für LAN3 auf DHCP setzen. (Direkt MAC addresse notieren)
Datum setzen. (Wenn default date mit Jan 1 2009 ist, dann funktioniert debian installation nicht)
In der DHCP-konfig ordentliche Reservation für die MAC setzen.
- Bei mir im Ansible neue reservation erstellen

Prusa i3 Mk2 MMU1 Part List

2025-01-21T14:58:00+01:00

Die originelle Bauanleitung findet man noch hier. Ich weiß aber nicht wie lange dieser Link noch funktionieren wird, daher empfehle ich die pdf selber abzuspeichern.

3D-Gedruckte Teile

46 Stück

Unvollständige Liste an Teilen, die offensichlich in der Anleitung vorkommen

Extruder-adaptor-MM
Extruder Cover
Y-Splitter
2x Extruder Body MM
2x Extruder idler MM left
2x Extruder idler MM right
2x E-Motor-Holder
Stepper Switch Case (2-Teilig)

Sonstige Teile

Generell sollten die allermeisten Teile auch beliebig auf Aliexpress verfügbar sein, wenn man es günstiger haben möchte.

Prusa Super Switch mk4.2

Kann nicht mehr bestellt werden Kicad Repo ist hier.

Schrittmotoren

Man braucht 3 weitere, weil der Extruder Motor weiterverwendet werden kann. Ersatzteilshop hier.

Es sind im Endeffekt einfache Nema-17 Schrittmotoren können daher auch einfach auf Ali oder sonstwo hergenommen werden.

Neues Multi-Material Hotend

TODO Keine Ahnung wo das herkommt Nachdem ich mich einige Zeit mit dem Mitgelieferten MMU-Hotend beschäftigt habe, scheint das MMU Hotend einfach nur das E3D v6 Hotend mit einer verbesserten Heatbrake zu sein, die mit der des Mk3 identisch ist und noch so verkauft wird.

Daher gehe ich davon aus, dass noch das alte Hotend weiterverwendet werden kann.

Kabel

Es gibt 2 Kabel. Einmal ein 5-4 Poliges und einmal ein 4-4 poliges. Diese kann man einfach selber krimpen. Auf die polarisierung muss man dann halt selber aufpassen.

Schrauben und Muttern

2x M3n Mutter
14x M3nS Mutter
12x M3x10 Schraube
6x M3x18 Schraube
3x M3x20 Schraube
1x M3x25 Schraube
18x M3x30 Schraube
8x M3x40 Schraube
24x M3w Unterlegscheibe
8x 5x15s Feder
4x Steel Tube 25x3x1.9mm
4x Pulleys with screw (with bearings for idlers)
4x Pulleys without screw (without bearings for motors)
8x Shaft for pulleys
3x PTFE Schlauch
8x QSM fittings
8x QSM-M5 Einlassmutter

Die gesammten Extruder-Drive-Teile konnte ich billig für etwa 5$ das stück auf Aliexpress als Bondtech-Dual-drive klone finden.

Hyperperformer Cryptoparty 2025

2025-01-21T10:42:00+01:00

Themen die ich behandeln will

Recap asymetrische Verschlüsselung und signierungen
Wie funktioniert das ganze in Unternehmen mit S/MIME und zentralen Trust-Authorities?
Was sind diese Zertifikate eigentlich und die funktioniert das signieren?
Wie machen wir das dezentral in cool😎 mit PGP (Pretty good Privacy) und dessen gnuPG implementierung?
Unterschiede zwischen Web of trust & Trust-authorities.
GPG-Key Erstellung & management
Subkeys & Revocation-Zertifikate
Speicherung von keys
Einrichten von Email-Verschlüsselung
Signieren von anderen publickeys & Keyserver

Zeit und Location

TBD

Den genauen Zeitpunkt weiß ich noch nicht, allerdings wird das ganze nach der ersten Klausurenphase für mich stattfinden. Daher irgendwann im Februar nach dem 17.2.2025 Die Location weiß ich noch nicht genau, je nachdem wie viele kommen müssen wir schauen.

Q & A

Warum will ich das?

Ich bin ein großer Crypto-Fan (nein, ohne coins), sondern von verschlüsselten Emails mit GPG. In den letzten 6 Jahren verfolge ich relativ aktiv die best practices würde gerne mal anderen zeigen wie das geht.Was würden wir machen? Ich würde zeigen, welche Best-practices ich habe um keys langfristig sicher (in allen ITSI-aspekten) und nachhaltig zu halten, wie sub-keys und expiration-extends und key-signing. Natürlich kommt auch das erstellen und einrichten von keys in die mailclients nicht zu kurz.

Warum ist das jetzt eine Party?

Und zu guter letzt (warum das ganze eine Party ist) müssen wir auch bisl Hash(es) austauschen. Wir wollen unsere DNA/fingerabdrücke teilen und gegenseitig schlüssel signieren. Warum das signieren von anderen Schlüsseln geil ist werde ich dann auch noch erklären und wie das Web-of-trust funktioniert

Weitere Fragen

Wenn du weitere Fragen oder Themenvorschläge hast, dann schicke ne mail an mich

Meine Crypto-Learnings

2025-01-13T16:09:00+01:00

Crypto? 💰

Nein, hier geht es nicht um Energieverschwendende Scams.

Buzzwords

PKCS

PKCS ist eine Reihe von Standards, die von einem Unternehmen (RSA Security LLC) festgelegt wurden. Einige sind mittlerweile in RFC-Standarts übernommen worden.

PKCS#1 RSA public-key Verschlüsseungsverfahren. (RFC8017)
PKCS#3 Diffie-Hellman Schlüsselaustausch
PKCS#7 Cryptographische Verschlüsseungs-Syntax (Basis für S/MIME) TODO Noch weiter erklärhren.
PKCS#10 Zertifizierungs-request. Schickt man an Let's Encrypt und bekommt ein signiertes Zertifikat zurück
PKCS#11 Cryptographic Token Interface. An API defining a generic interface to cryptographic tokens.
PKCS#12 Personal Information Exchange Syntax. Ein packet, was Private-key und public-key zertifikat bündelt (RFC 7292)
PKCS#15 Cryptographic Token Information Format Standard. Allowing users of cryptographic tokens to identify themselves to applications independent of the applications API.

Certifikat Singing-Request

Enthält den Publik-Key für das Zertifikat & weitere Informationen, die enthalten sein sollen, wie Name, Land etc.

Man kann easy um mit einem erstellen Schlüssel einen request erzeugen. openssl req -new -key key.pem -out request.csr

Beispiel Workflow

Hier ist ein echt guter Blog-Beitrag, wie man Testweise eine eigene CA zum signieren eigener Zertifikate erstellen kann.

Distinguished Names

DN	Name
CN	Domain Name
O	Organisation
OU	Organization Subsection
L	Stadt
ST	Staat
C	Land als ISO Code
EMAIL	Email addresse

X.509 Zertifikat

Ein großer Container, der ganz viele Dinge vereinigt.

Kryptographischer Public-Key von z.B. RSA, DSA, ECDSA, ED25519
Addressen von Revocation Lists auf denen veröffentlicht wird, wenn dieses Zertifikat vorzeitig zurückgezogen wird.
Signaturen von Zertifizierten Authorities, die die Validität des Zertifikates bezeugen.

CA-Erneuerung

TODO: Wie funktioniert das erneuern von Privat-keys von Root-Zertifikaten

5 Jahre Beziehung

2024-11-11T11:11:00+01:00

Tatsächlich ist diese Geschichte aber noch etwas tiefer gehend. Als wir am Veteransday 2019 zusammengekommen sind, war ich im Schüleraustausch in Iowa und habe dort Maddie kennengelernt. Dementsprechend waren es davon quasi 4.5 Jahre Fernbeziehung über Signal-Calls. In dieser Zeit hat sie mich zu Weihnachten und im Sommer besucht, und ich sie zweimal besucht. Alleine schon diese Reisen zusammen und die rare Zeit zu genießen sind unvergessliche Momente.

Warum teile ich diese Geschichte?

Wenn wir den meisten Menschen von unserer Geschichte erzähle, bekommen wir eine Reaktion in etwa "Also ich könnte das nicht" oder "ist das nicht schwer?". Aber ist eine "normale" Beziehung zu halten nicht auch schwer? Jede Beziehung braucht Arbeit und besonders ganz viel Kommunikation. Und das haben wir zusammen gelernt, erprobt und ich freue mich auf noch mehr Jahre mit dir Maddie <3

2t Blechbüchse aber keine Ahnung

2024-06-07T09:09:00+02:00

Heute morgen den größen Fall von Porsche-Ignoranz mit absoluter Wissenslosigkeit erlebt.

Ich fahre mit dem Rad mit 37km/h auf einer 50er Vorfahrtsstraße auf eine Kreuzung zu. 20-30m vor mir biegt noch gerade so ein SUV ab und folgt der straße im Schneckentempo voll auf dem Fahrradschutzstreifen fahrend ca. 30m. Dort hält er und will auf der linken Fahrbahnhälfte halten. Weil er wegen Gegenverkehr warten muss, kann ich ihn Links überholen. Ratet mal wer rumheult, dass ich auf dem "Radweg" fahren muss. Ja klar Herr Platzverschwendung, wenn du mit 2t Blechdose rechtswidrig mir den Weg versperrst, darfst du dir auch noch irgendwelche Regeln ausdenken oder wie???

Ich habe mitlerweile eine recht hohe Toleranz gegenüber Arschlöchern im Straßenverkehr und Menschen, die wirklich die STVO nicht können, aber einen Fahrradschutzstreifen behindern und dann heulen ist halt echt Krabbelgruppe niveau. STVO Prüfungen alle 3 Jahre ab jetzt!

🔈Sonos ZP90 Netzteil Ersatz

2024-05-11T12:15:00+02:00

Kaputte Netzteile legen meist das ganze Gerät lahm. Vor allem bei teurer Hardware, wie Sonos-Player kann das ärgerlich sein. Ich habe in diesem Fall einen einfachen Weg der Reparatur gegangen.

⚡WARNUNG!⚡
Das Problem
Die Lösung
Fazit

⚡WARNUNG!⚡

Die Sonosplayer haben ungeschützte Netzteile eingebaut. Diese haben Kondensatoren, die noch lange Spannung halten. Bevor du einen Kiste aufschraubst, stelle sicher, dass der Player lange genug ausgeschaltet ist. Ich persönlich gehe auf Nummer sicher mit 12-24h. Es ist mir egal, ob das viel zu lange ist, aber ich bin kein Elektriker.

Das Problem

Meistens ist der Grund für ein kaputtes Gerät das Netzteil, spezifischer die Kondensatoren darauf. Daher war der erste Schritt der Problemidentifikation das Aufschrauben des Players. Da ich keine Erfahrung mit dem Design von Netzteilen habe und die Kondensatoren nicht grob beschädigt aussahen, habe ich gar nicht erst versucht das original Netzteil zu finden. Da ich im Internet keine direkten Ersatznetzteile gefunden habe, bin ich die DIY-Route gegangen.

Die Lösung

Das Mainboard des Players braucht 2 Spannungen: 12V und 3.3V. Nachdem ich den Player provisorisch an mein Labornetzteil angeschlossen habe, konnte ich sehen, dass er im Idle etwa 0.8A auf der 3.3V Schiene verbraucht. Nun war ich also auf dem richtigen Weg. Ich brauche eine Stromversorgung, die 12V und 3.3V liefert. Am besten jeweils 2-3A um auch Nummer sicher zu gehen. Auf Amazon habe ich die folgende Kombo gefunden, die zumindest machbar aussah:

Die Spannungswander sind zwar etwas überdimensioniert, da das PCB auch noch einen Variablen Spannungsausgang und 5V liefert. Das Spannungswandler-Board ist sehr simpel aufgebaut. Im Endeffekt befinden sich darauf 4x die gleiche Schaltung für unterschiedliche Spannungen. Die Gesamtleistung ist für 5A ausgelegt, was ich für ausreichend gehalten habe.

Das Zerlegen des ZP90 ist relativ einfach, nachdem man die Folie/Schaum von der Unterseite abzieht. Intern gab es einen dicken Stecker, der das Netzteil mit dem Mainboard verbunden hat. Nachdem alles auseinander genommen war, habe ich einfach das Kabel vom Netzteil abgeschnitten und Verlängerungen daran gelötet. Diese wurden dann in die Spannungswandler-Platine geschraubt. Nach einem schnellen Anschluss an einen Verstärker konnte ich wieder Musik über das Netzwerk abspielen. YAY!

Witzigerweise war unter der Audio-Platine im Gehäuse noch so viel Platz, dass ich nach abknipsen von zwei Abstandshaltern die Spannungswandler mit Sekundenkleber einkleben konnte.

Natürlich durfte bei so einem DIY-Projekt auch der Heißkleber nicht fehlen, also wurde so die Strom-Buchse montiert. Alles wieder zusammengesteckt und Labels drauf, und der ZP90 ist wieder im Einsatz.

Fazit

Die Box funktioniert wieder wie vorher. Jedoch kann man definitiv ein Spulenfiepen der Spannungswandler hören. Dies könnte je nach Einsatzzweck und Person als Störend empfunden werden.

⌨️ Eigene Tastatur bauen

2024-04-24T12:54:00+02:00

Projekt Keyboard from Scratch: Mit einer Gruppe von Freunden haben wir uns in der Uni getroffen um eine Open Source Tastatur zu bauen. Ziel war es zusammen als Sammelbestellungen Teile zu kaufen, die Gehäuse mit 3d-Druckern zu drucken und die Platinen bei JLCPCB zu bestellen.

Über das Projekt
Bildergallerie der Montage
Die Software
Fazit

Das Projekt

Grundlage war das Projekt Ian's Keyboard. Dieses ist komplett Open Source mit allen Quellcode-Dateien auf GitHub verfügbar.

Über einen längeren Zeitraum haben wir mit über 10 Menschen Sammelbestellungen für die üblichen Komponenten des Projekts geplant und organisiert. Von der Fertigung der PCBs zur Organisation wer wem ein Gehäuse in welcher Farbe druckt, über die kleineren elektronischen Bauteilen bis hin zu Switches. Mit 10 Menschen sind hohe Versandkosten, wie 18€ Digikeys einfach zu tragen. Auch größere Stückzahlen, wie 1000 Dioden sind für einen Groupbuy gut tragbar. Manche besondere Teile, wie 4-Polige Klinkenstecker sind verdammt schwierig zu finden und bieten eine extra-Challenge bei Bestellen.

Der Zusammenbau lief dann größtenteils an einem Nachmittag/Abend ab.

Gallerie der Montage

Jeder fing mit blanken Platinen an.

Für viele der Gruppe waren dies die ersten Löterfahrungen und es war toll mit so vielen verschiedenen Erfahrungsstufen zusammen zu basteln.

Natürlich wurden die PCBs auch ausreichend getestet😉, bevor es mit den Switchen weiterging. Denn sobald man die Frontplatte drauflegt und den ersten Switch einlötet, kommt man nicht mehr an die Dioden ran

Ich habe mich für die Nuphy Cowberry Switche entschieden. Diese haben mit 38g Anschlaggewicht meiner Meinung nach einen wirklich sehr angenehmen Druckpunkt und fühlen sich als lineare Switche wirklich toll an.

Software

Die Tastaturen verwenden den RP2040 Mikrocontroller, welche sehr einfach zu flashen sind. Dies hat es uns ermöglicht eine regelrechte Produktionsstraße zum Bespielen einzurichten. Dieser 32-Bit ARM Cortex ist vermutlich von der Leistung überdimensioniert, ist aber sehr einfach zu programmieren und hat eine gute Größe.

Als Software hatte ich zuerst die von Ian zurechtgestellte QMK-Konfiguration verwendet. QMK (Quantum Mechanical Keyboard) ist ein Framework womit einfach Firmware für Tastaturen konfiguriert werden kann.

Mittlerweile ist VIA bzw. VIAL aber der heiße scheiss. Nach eine paar Tagen habe ich dann auch die Vial-Konfiguration von Pablo verwendet. Damit kann man entweder in Chromium per HID-Passthrough (sehr spannende Technik) oder mit einem lokalen Programm die genaue Tastaturbelegung mit Shortcuts zur Laufzeit festlegen.

Fazit

Wir wussten im vor hinein, dass diese Tastatur eine starke Umstellung von gewohnten Tastaturen ist. Daher ist der Umstieg schon eine deutliche Gewöhnung nötig, die mir auch noch fehlt. Jedoch benutzen manche die Tastatur schon als Daily-Driver. Ich werde auch dran bleiben und solange üben, bis ich 90WPM Tippgeschwindigkeit erreicht habe. Die Flachen Tasten mit linearem aber kurzen Weg fühlen sich schliesslich verdammt gut an!

Alles in allem war es aber ein echt tolles Projekt, was uns allen sehr viel Spaß gemacht hat. Von der initalen Planung, bis zur schlussendlichen Umsetzung hatten wir auch noch spannende Zwischenschritte, wie ein CAD-Workshop von Niklas. Dabei haben wir mit FreeCad oder Ondsel als Beispiel-Projekt einen Keyswitch-Tester designed, um uns zwischen den verschiedenen Switchen entscheiden zu können. Dieses Projekt kann als ideales Einsteigerprojekt zum Löten und 3d-Drucken dienen.

Pro Person hatten wir Kosten von 26€ für die Bauteile ohne Gehäuse, Switche und Tastaturkappen. Durch die Sammelbestellung konnten wir viele Preise sehr gut aufteilen und drücken. Insgesammt habe ich knapp 60€ ausgegeben. Ein sehr guter Preis für ein Bastelprojekt mit funktionierender mechanischer Tastatur am Ende finden wir!

Meine Avocados, 3 Jahre Fortschritt

2024-04-09T12:06:00+02:00

Auch dieses Jahr habe wurden die Avocados umgetopft. Nachdem letztes Jahr eine und im Winter eine weitere Pflanze gestorben sind sind es jetzt nur noch 4. Hoffentlich werden die Pflanzen diesen Sommer stark genug und reduzieren sich nicht weiter.

Angefangen hat das ganze 2021 mit dem klassischen Avocado-Kern im Glass. Und irgendwie habe ich das ganze dann immer weiter durchgezogen. In 3-4 Jahren sollte ich dann wissen, ob ich Früchte ziehen kann.

Noch vor einem Jahr waren die Avocados vergleichsweise klein.

Blutspende

2023-10-20T18:02:00+02:00

Jetzt fange ich auch mal an nach jeder Blutspende Menschen daran zu erinnern. Also:

Wann spendest du wieder?

Bildquelle

C strlen comparisons

2023-10-12T12:18:00+02:00

In a recent learning project i was implementing a XML-parser in c. After benchmarking my naive implementation on a 12M XML-file i stumbled over something very interesting. The function using 99% of my time was strlen even though it was only called in a couple of locations. I could figure out, that it was called on really large substrings for every token.

Because i did not really care for the actual length but just compared it i decided to try out a naive implementation which would directly compare the length of a string instead of calculating it hoping it would abort faster than the glibc strlen function takes.

I need to note, that the code was compiled without any optimization and with address sanitizer.

Because I haven't seen this behavior anywhere else addressed, I came up with the following functions.

inline static bool strlen_gt(const char* str, int cmp) {
    while(*str != '\0') {
        if(cmp == 0) return true;
        cmp--;
        str++;
    }
    return false;
}
inline static bool strlen_ge(const char* str, int cmp) {
    while(*str != '\0') {
        if(cmp == 0) return true;
        cmp--;
        str++;
    }
    return cmp == 0;
}

Normal unoptimizeed strlen has the runtime len(str) whereas this implementation has the runtime min(len(str), cmp). Especially for cases with really long strings and smaller values to be compared to the benefits this implementation shine.

Dezimalzahlen zu IEEE-754

2023-03-27T19:54:00+02:00

32-Bit

Die 32 Bit sind folgendermaßen aufgebaut
1. 1-Bit Vorzeichen
2. 8-Bit Charakteristik
  - Das ist der Exponent + 127
3. 23-Bit Mantisse
Zahl in Ganzzahl and Nachkommastellen aufteilen
Ganzzahl in Binär umwandeln
Nachkommazahl in Binär umwandeln
Ganzzahl und Nachkommazahl mit Komma in der dazwischen hintereinanderschreiben
Binärzahl in Base-2 Exponentialschreibweise schreiben.
- Das Komma nach Rechts oder Links verschieben, sodass es direkt nach der ersten 1 kommt
- Dabei die Verschiebungen als Exponent zählen (links ist exponent +1, rechts ist Exponent -1)
Vorzeichenbit setzen
- 1 ist Negativ
- 0 ist Positiv
127 (Bias) mit Exponenten (die Anzahl an shifts) addieren = Charakteristik
Charakteristik in Binär umwandeln
Mantisse ausrechnen
- Die 1 vor dem Komma wegfallen lassen.
- Der Rest ist die Mantisse
- Hier mit Perioden runden
Kombinieren

Beispiel

Dezimal: 12.1234
Ganzzahl: 1100₂
Nachkommazahl: 10011010010₂
1100.10011010010₂
1.10010011010010₂ x 2³
Vorzeichen: 0
Charakteristik: 3₁₀ + 127₁₀ = 130₁₀ = 10000010₂
Mantisse: 10010011010010₂
Ergebniss: 0 10000010 1001001101001000000000

My advances using OpenSCAD as a graphing tool

2023-02-08T18:45:00+01:00

After an epic fail in nearest-neighbor-search in a kd-Tree I wanted to implement a simple data-structure in C++.

So I tried a Max-Heap. Shouldn't be to difficult i thought. Well, and it wasn't. In 75% of my test cases. I actually wrote a test-assertion, which checks if the max-heap is still not broken and of course it fails in some cases. So because I am to lazy to actually sit down and dig through the code I started creating a proper interface library to OpenSCAD. Library might be the wrong word. It's basically just a bunch of simple macros, which assist me in outputting an OpenSCAD document, which then plots in this case my heap.

I even started to fiddle around with animations. Maybe after some work I can animate full operations using this.

Thinkpad x230 classic Tastatur

2022-12-26T17:16:00+01:00

Es gibt immernoch einige Menschen, welche die alten "Classic"-Thinkpad Tastaturen besser finden. Dazu gehöre ich auch. Das Gefühl ist einfach viel besser und auch nach mehreren Stunden tippen tun einem nicht die Hände weh, was bei den neuen Modellen zu mindest bei mir der Fall ist. Glücklicherweise ist das Austauschen der neuen Tastatur mit einer alten Classic-Tastatur recht einfach.

Um einen X230 umzurüsten benötigt man im Grunde genommen nur eine X220-Ersatz-Tastatur. Es gibt drei Schritte für den Einbau, wobei der dritte optional und nicht für die Funktionalität notwendig ist. Ohne den dritten Schritt des Keyboard-Flashens funktionieren nicht alle Tasten wie beschrieben, sondern wie auf der alten Tastatur aufgedruckt. Aufgefallen ist mir bisher:

Dass die Home-Taste nicht geht
Das Thinklight ist auf Fn-Space und nicht wie aufgedruckt
Screenlock taste liegt auf Fn-F3 und nicht Fn-F2.

Im Grunde genommen habe ich mich einfach an die Anleitung aus dem Think-Wiki gehalten.

Elektrische Kompatibilität

Zwischen den x230 und x220 Tastaturen gibt es einen kleinen Unterschied in den elektrischen Anschlüssen. Würde man die x220 Tastatur ohne Modifikation in den x230 einbauen könnte es zu einem Kurzschluss und Erhitzen der Tastatur kommen. Dazu muss man die Blende der Lautstärketasten und Power-Knopf oben links mit einem Schraubendreher leicht herausdrücken. Danach kann man die Anpressleisten einfach herausschrauben, welche das zweiseitige Flachband, mit der Tastatur verbindet. Wenn man dieses Flachband herauslößt, klebt man auf dem unterem Band die Pins 25,27 und 29 ab. Das heißt, wenn die Tastatur wie man sie bedienen würde vor einem liegt und das Flachband nach oben gehalten ist, sodass man die normalerweise nach unten zeigenden Anschlüsse sieht, sind das der zweite, dritte und vierte Pin von links. Welche und genau wie ist sehr gut im Wiki-Artikel beschrieben. Wenn diese abgeklebt sind, kann das ganze wieder zusammengepresst/geschraubt werden.

Nun kann man schon die alte Tastatur ausbauen und die neue verbinden und testen, ob alles elektrische funktioniert.

Mechanische Kompatibilität

Es fällt recht schnell auf, dass die Tastatur noch nicht ganz in das Gehäuse passt. Die Noppen unten an der Tastatur, sind auf der Classic-Tastatur deutlich dicker und vorher gab es gar keine Noppen unter den Maustasten. Hierbei hat man zwei Möglichkeiten. Die einfachste ist es sich eine x220 Handballenablage zu haufen. Die andere Möglichkeit ist es diese Halte-Noppen abzufeilen(an der Maustaste notwendig oder bei den anderen die Öffnungen in der Handballenauflage vergrößern. Dies ist nicht ganz leicht, weshalb das Abfeilen an der Tastatur einfacher ist.

Software Kompatibilität

Es gibt einen Firmware-Patch für den Keyboard-Controller um alle neuen Tasten wie aufgedruckt zu nutzen.

Dies habe ich bisher noch nicht gemacht, ist aber im Wiki verständlich und ausführlich erklährt. Sobald ich meinen Laptop so neu geflasht habe, werde ich diese Sektion updaten.

Mit dem Fahrrad von Bonn zum Mont Saint Michel

2022-07-08T13:52:00+02:00

To be continued...

USB Fahrrad-ladegerät

2022-06-13T11:30:00+02:00

Warum?

In Vorbereitung auf meinen nächste Fahrradtour bin ich auf der Suche um mein Handy unterwegs laden zu können. Neben einem kleinen Solarpanel möchte ich auch wärend der Fahrt etwas Strom generieren. Ich bezweifle, dass es viel Strom sein wird, da die Schaltung nicht gerade sehr effezient schein, jedoch kann das kleine Gerät nicht schaden und ist ohnehin ein nettes Einsteigerprojekt in die Welt der Elektronik. Conrad Elektronik hat vor 4 Jahren auf ihrem Youtube-Channel ein Video gemacht, um einen solchen Lader zu bauen. Allerdings sind die Resourcen, wie Schaltplan, Teileliste etc. nur umständlich zu erreichen. Darum dieser Artikel.

Teileliste und Schaltplan

Die Anzahl an Bauteilen ist relativ kurz.

Teilnummer	Beschreibung
LM2575T-5G	5V 1A Festspannungsregler
B80C3700-WW+	Brückengleichrichter 3,7A (überdimensioniert, aber der kleinste für mich verfügbare)
330µH Spule	Stehende Induktivität hat bei mir funktioniert
1N5819	Schottkydiode 40V 1A
100µF Elko
330µF Elko
USB-A Buchse
2x 2-Schraubklemmen	5mm Raster

Wie oben angemerkt, ist der Schaltungsaufbau aus dem Youtube-Video. Schematik etc, sind aber selbst erstellt.

Entwicklung

Zuerst habe ich einen Prototypen auf Lochraster gebau, welcher auch funktioniert hat. Auf Grund der dicken Beinchen des Gleichrichters, musste dieser einfach auf dem Board draufgelötet werden.

Nach diesem Testen habe ich den oben gezeigten Schaltplan in KiCad zu einer Platine entworfen.

Diesen habe ich dann bei einem der zahlreichen chinesischen PCB-Herstellern fertigen lassen und mir 5 schicke schwarze pcbs nach hause liefern lassen. Dieser ganze Prozess ist erstaunlich günstig. Ich glaube ich habe so um die 10€ für 5 gezahlt mit etwa eineinhalb Wochen Lieferzeit. Hauptsächlich war die Zeit natürlich mit Versand aus Shenzen gefüllt.

Als die Platinen dann ankamen konnte ich in sehr kurzer Zeit 4 fertige solche Geräte fertigen. Das bestücken von einer solchen simplen Platine ist schon deutlich angenehmer, als sich mit Lochraster rumzuschlagen. Vor allem wenn man bedenkt, dass das Gerät während der Fahrt auch Vibrationen ausgesetzt wird fühle ich mich damit sicherer, dass sich dabei nichts löst.

Anschluss an das Fahrrad

In diesem Punkt enden warscheinlich die meisten Hobby-Elektronik-Projekte. Ein fertiges Projekt landet in einer Kiste oder in einer Schublade und wartet darauf eingesetzt zu werden.

Zuerst brauchen wird einen Anschluss an den Dynamo vom Fahrrad. Dafür habe ich mir ein Verlängerungskabel für diese bekannten 12V-Netzteile mit dem Stecker, wo innen der 12V-Pol ist gekauft. Welchen stecker man benutzt ist eigentlich egal. Einfach ein Verlängerungskabel ca. 15-20 cm vor der Buchse auseinanderschneiden. Das Kurze kabel mit der Buchse habe ich dann hinten vor dem Rücklicht in das Stromkabel meines Fahrrads eingelötet. Die Buchse habe ich dann irgendwie mit Kabelbinder befestigt. Das längere Ende des Kabels mit dem Stecker wird dann an die Platine Geschraubt. Dafür wird die Platine einfach in eine klassische Elektrodose geklebt, aus welcher der USB-Port bei Bedarf ausgeschnitten wird.

Leistung

Bei meinen Testfahrten mit Multimeter konnte ich mit meinem Fahrrad bei 20 km/h 4.6V erreichen. Welche tatsächliche Leistung sich aus dem Gerät nun ergibt und wie gut es wirklich lädt wird sich bei mir in der Praxis ergeben. Ein Update sollte dann folgen.

Die KiCad-Dateien könnt ihr hier runterladen

Iocage jail updaten

2022-06-03T11:46:00+02:00

Seit nun knapp einem Jahr oder so habe ich einen alten Thinkpad x201 auf dem Dachboden stehen, wo er meine Homeassistant-Instanz, die dazugehörige Datenbank, einen CUPS-server und noch ein paar andere Sachen hostet.

Nun wird es mal Zeit die jails zu updaten, was aber mit iocage auf ZFS erstaunlich einfach ist.

# Alle vergangenen Snapshots anzeigen
iocage snaplist db-homeassistant
# Erstellt automatisch einen snapshot und updated die security patches
iocage update db-homeassistant
# Versionsupgrade
iocage upgrade -r 13.0-RELEASE db-homeassistant
# Nicht vergessen alle pakete zu updaten
iocage console db-homeassistant
pkg update &amp;&amp; pkg upgrade

So langsam wird auch für mich als Hobby-Admin ZFS sehr angenehm. Aber ich sollte mal darüber nachdenken die Lüfter zu reinigen. In so einem staubigen Ort wundert es mich nicht, wenn der computer sich wegen überhitzung ausschaltet.

Fahrradstadt Bonn

2022-05-01T16:06:00+02:00

Seitdem Katja Dörner in Bonn als Bürgermeisterin im Amt ist tut sich in Sachen Fahrradfreundlichkeit einiges. Zum Beispiel wurde in den letzten Monaten stückchenweise die Radwege zwischen Bonn Lengsdorf nach Röttgen bis jetzt sogar nach Meckenheim erneuert. Vorher war der Fahrradweg eher eine Buckelpiste von Wurzel zu Wurzel. Doch der neue Radweg lässt wirklich sehr wenig zu wünschen übrig. Komplett glatte Piste, befestigte Radwegseiten und überhängende Büsche entfernt UND reflektierende Begrenzungsstreifen. Darauf macht es wirklich nochmal Spaß entlang der Landstraße zu fahren und, dass man auch mal ohne große Probleme 40kmh auf ebener Strecke erreichen kann macht das ganze natürlich nur besser. DANKE Stadt Bonn. Es tut gut auch mal Ergebnisse zu sehen!

Das RSA-Verfahren

2022-03-27T12:00:00+02:00

Wie wir schon im Diffie-Hellman-Protokoll gelernt haben, soll unsere Einwegfunktion in eine Richtung einfach sein, und in die andere Richtung sehr aufwendig/unmöglich sein. Eine andere Variante ist als das RSA-Verfahren bekannt. Dabei haben wir keinen gemeinsammen geheimen Schlüssel, sonderen nur noch unsere öffentlichen und privaten Schlüssel.

Schlüsselgenerierung

Wähle die Primzahlen p und p
Berechne N = p * q
Berechne r = (p-1)*(q-1)
Wähle e, sodass e und r keine gemeinsammen Teiler haben
Wähle d, sodass e*d % r = 1
Gib N und e weiter. d ist der geheime Schüssel

Verschlüsseln der Nachricht m

Die Nachricht m wird über c = M^e % N verschlüsselt.

Entschlüsseln des Geheimtextes c

Wie auch schon bei Diffie-Hellman entschlüsseln wir über die gleiche Operation m = c^d % N

Es ist erkennbar, dass sich RSA und Diffie-Hellman im Grunde genommen nur über die Schlüsselberechnung unterscheiden, wobei der gemeinsamme geheime Schlüssel bei Diffie-Hellman dem Klartext entspricht. Wir haben auch hier wieder unsere Potenz mit anschschließendem Modulo-Nehmen.

Implementierung in Java

Der Einfachheit halber habe ich hier nur die Implementierung, um integer zu verschlüsseln abgebildet. Jedoch kann man sich denken, dass man so auch mit wenig Mehraufwand Text verschlüsseln kann.

class KeyPair {
    private int d;
    public int N;
    public int e;
    KeyPair(int p, int q) {
        this.N = p * q:
        int r = (p-1) * (q-1);
        this.e = r;
        // Einfach ein e finden, was keinen gemeinsammen Teiler mit r hat.
        while(checkHasGGT(this.e, r, r)) this.e++;
        this.d = inv_euklid(r, this.e);
    }
    public int decrypt(int msg) {
        return Math.pow(msg, this.d) % this.N;
    }
    public static int encrypt(int otherN, int otherE, int msg) {
        return  Math.pow(msg, otherE) % otherN;
    }
    // x ist der größte gemeinsamme Teiler, den es zu prüfen gilt.
    private static bool checkHasGGT(int a, int b, int x) {
        int G = extended_euklid(a, b);
        for(int divisor = 2; divisor &lt;= x; divisor++)
            while (G % divisor == 0) G = G / divisor;
        return G &lt;= X;
    }
    // Rekursive Implementierung des Euklidischen Algorithmus, um den ggT zu berrechnen
    private static int extended_euklid(int a, int b) {
        if(b==0) return a;
        if(a&gt;b) return extended_euklid(b, a % b);
    }
    private static int inv_euklid(int r, int e) {
        // Da ich mich nicht so tief im Thema CAS (Computer-Algebra-Systeme auskenne, um eine gleichung dazu komplett umzuformen, lasse ich diese Funktion einach als Blackbox, welche das X aus der Gleichung 1 = x * r + y * e zurückgibt
    }
}

Diffie-Hellman Protokoll

2022-03-27T12:00:00+02:00

Warum?

Das große Problem bei symmetrischen Verschlüsselungsverfahren, die Cäsar oder Vigenere ist der Schlüsselaustausch. Es ist halt einfach schwierig einen Schlüssel zu verteilen und dann auch noch sicher zu halten. Besonders ist uns ja bei Vigenere aufgefallen, dass es uns als Angreife mit steigender Menge an Nachrichten immer einfacher wird, den Schlüssel zu knacken. Daher wurden assymetrische Schlüsselverfahren entwickelt, in denen man einen öffentlichen Schlüssel and den Gegenüber geben kann und dieser muss nicht geheim gehalten werden. Diese Nachricht kann dann nur durch den geheimen privaten Schlüssel wieder entschlüsselt werden.

Ansatz

Am einfachsten ist dies mit dem Diffie-Hellman Protokoll veranschaulichbar indem man die Schlüssel durch Farben darstellt. Dabei haben die folgenden Farben folgende Funktionen:

Hellblau ist eine gemeinsamme Farbe. Diese ist öffentlich und wird vorher abgesprochen
Rot und Gelb sind die geheimen Farben. Diese behalten Bob und Alice ganz für sich.
Blau und Grün sind die öffentlichen Farben/Schlüssel. Diese werden ausgetauscht.
Braun ist der gemeinsamme geheime Schlüssel. Diesen haben nun sowohl Bob und Alice, aber keiner, der den Austausch abhört kommt darauf, solange das Verfahren richtig benutzt wird.

Die Annahme, ohne die das gesammte Verfahren nicht sicher ist ist, dass die Funktion zum Mischen der Farben nicht umkehrbar ist. Nicht umkehrbar kann hierbei aber auch einfach ein in nicht absehbarer Zeit knachbar sein bedeuten. Mit dem gemeinsammen geheimen Schlüssel kann nun symmetrisch die Kommunikation verschlüsselt werden z.B. mit Vigenere. Wäre die Einwegfunktion nicht umkehrbar, könnte man, da man Dunkelblau und Hellblau abfangen kann auch Rot berechnen. Daher ist es so wichtig eine gute Einwegfunktion zu haben.

Welche Einwegfunktion nun?

Dafür benutzten wir die Modulo Operation in Kombination mit Potenzen. Das ganze läuft folgendermaßen ab:

Alice und bob einigen sich auf eine Primzahl p und eine natürliche Zahl n, wobei n < p gilt. Dies ist unser Hellblau
Alice wählt eine geheime natürliche Zahl a, wobei a < p-1 und Bob wählt b < p-1. Dies sind Rot und Gelb.
Alice berechnet A = g^a % p und schickt A an Bob. Also Berechnet Alice nun Blau
Bob tut nun das selbe für Grün mit B = g^b % p
Alice und Bob berechnen nun x = B^a bzw. x = A^b

Je größer die Primzahl p ist, desto sicherer ist das Verfahren, da nun mehr Primzahlen gebruteforced werden müssen.

Vigénere Verfahren

2022-03-26T12:00:00+01:00

Ansatz

Im Grunde genommen ist das Vigénere-Verfahren eine Erweiterung von Cäsar. Dabei Verschlüsseln wir nicht mit einem konstanten offset, wie bei Cäsar, sondern mit einem Schlüsselwort. Dabei wird dann das Schlüsselwort so lange hintereinandergeschrieben, bis es die Länge des zu verschlüsselnden textes erreicht. Dann wird dabei der Index des Schlüssel-Buchstaben, an der entsprechenden Stelle jedes Klartextbuchstaben zur Cäsarverschlüsselung benutzt. Da nun nicht mehr der gesammte Text mit einer einzigen Verschiebung verschlüsselt wird, funktioniert hierbei, solange die Schlüsselwortlänge nicht 1 ist, eine normale Häufigkeitsanalyse nicht mehr. Genau wie bei Cäsar ist hier die Verschlüsselung die gleiche Methodik, wie die Entschlüsselung, abgesehen von der entegengesetzte Richtung bei der Verschiebung

Text	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Schlüssel	H	A	L	L	O	H	A	L	L	O
Klartext	I	N	F	O	R	M	A	T	I	K
Ciffertext	P	N	Q	Z	F	T	A	E	T	Y

public static String Vverschluesseln(String pKlartext, String pSchluesselwort) {
    pSchluesselwort = pSchluesselwort.toUpperCase();
    String res = "";
    int key_index = 0;
    for(int i=0; i&lt;pKlartext.length(); i++) {
        if(key_index == pSchluesselwort.length()) key_index = 0;
        char v = 'A';
        v = pKlartext.charAt(i);
        if((v &lt; 'A' || v &gt; 'Z') &amp;&amp; (v &lt; 'a' || v &gt; 'z')) {
            res += v;
        } else {
            int p = v &gt;= 'a' ? v - 'a' : v - 'A';
            int k = pSchluesselwort.charAt(key_index) - 'A';
            p = (p + k) % 26;
            char a = v &gt;= 'a' ? (char) (p + 'a') : (char) (p + 'A');
            res += a;
            key_index++;
        }
    }
    return res;
}

Knacken

Wie oben schon angesprochen kann man Vigenere nicht mehr über eine einfache Häufigkeitsanalyse knacken. Jedoch lässt sich eine Häufigkeitsanalyse durchführen, wenn man die Länge des Schlüssels besitzt. Denn dann kann man eine Häufigkeitsanalyse auf jeden Buchstaben des Schlüssels anwenden und dadurch den jeweiligen Versatz herausfinden. Deshalb ist auch ein Bruteforcen durch längere Schlüssel immer weniger effizient.

Kasiski-Test

Der erste Ansatz die Schlüsselwortlänge zu bestimmen ist der s.g. Kasiski Test. Dabei versuchen wir Glück zu haben und gleiche Schlüsselwortbuchstaben auf gleiche Klartextbuchstabenfolgen mehrmals treffen zu lassen. Als Beispiel kann man sich das vorstellen, dass z.B. das Wort Die relativ häufig in einem Satz vorkommt. Daher gibt es eine warscheinlichkeit, dass an mehreren Stellen z.B. das hal aus dem Schlüssel Hallo genau dieses Wort veschlüsselt. Dies sehen wir dann anhand von Mustern im Ciffertext. Daher ist Vigenere bei kürzeren Schlüsseln relativ unsicher.

EYRYCFWL JHFHSIUB HMJOUCSE GTNEERFL JLVSXMVY SSTKCMIK ZSJHZVBF XMXKPMMV WOZSIAFC RVFTNERH
MCGYSOVY VFPNEVHJ AOVWUVYJ UFOISHXO VUSFMKRP TWLCIFMW VZTYOISU UIISECIZ VZVYVFPC QUCHYRGO
MUWKVBNX VBVHHWIF LMYFFNEV HJAOVWUL YERAYLER VEEKSOCQ DCOUXSSL UQVBFMAL FEYHRTVY VXSTIVXH
EUWJGJYA RSILIERJ BVVFBLFV WUHMTVUA IJHPYVKK VLHVBTCI UISZXVBJ BVVPVYVF GBVIIOVW LEWDBXMS
SFEJGFHF VJPLWZSF CRVUFMXV ZMNIRIGA ESSHYPFS TNLEHUYR

Wenn man sich nun Muster heraussucht und deren Abstände misst, so kann man diese Abstände per Primfaktorzerlegung zerlegen. Und diese Faktoren geben einem Rückschlüsse auf die schlüssellänge.

Folge	Abstand	Primfaktoren
TNE	50	2 * 2 * 5
FCRV	275	7 * 5 * 5
NEVHJAOVWU	180	3 * 3 * 2 * 2 * 5
VWU	165	3 * 5 * 11
OIS	25	5 * 5

Da wir als Primfaktoren nun eine extrem hohe Anzahl an fünfen finden können wir als Resultat des Kasiski-Testes Fünf als Potenzielle Schlüssellänge ansehen. Dies ist aber keine Garantie.

Friedman-Test

Der Friedman-Test nimmt einen Mathematischen Ansatz auf Basis der Warscheinlichkeiten, dass ein zufälligges Buchstabenpaar aus dem Klartext aus den gleichen Buchstaben besteht. Wenn unser Text aus einer komplett zufälligen Buchstabenfolge besteht ist die Anzahl der gleichen Paare Daher ist die Warscheinlichkeit, dass dies Auftritt hiermit berechnen. (Einfach durch die anzahl der möglichen Fälle von Buchstabenkombinationen teilen und weiter umformen. Diese Warscheinlichkeit wird auch der Friedmansche Koinzidenzindex I genannt und ist für jede Sprache verschieden. Im Deutschen ist dieser I_d = 0.0762. Als Angreifer berechnen wir nun den Index I für unseren Text. Je länger das Schlüsselwort wird, desto geringer ist diese Warscheinlichkeit von Mustern. Daher wird dabei unser I immer kleiner. Daraus lässt sich die Formel für die Schlüsselwortlänge h herleiten. Diese ist eine dezimalzahl und ist daher nur gerundet nutzbar und ist natürlich auch wieder nicht garantiert.

Meine Eigene Lösung

Ich habe eine recht coole eigene C++ Applikation unter dem Namen DJ-Crypt geschrieben, um den Kasiski und Friedman Test fast automatisch durchzuführen. Es bietet mehrere Werkzeuge, um die Schlüssellänge und über Häufigkeitsanalyse auch den Schlüssel zu finden.

Kryptologie

2022-02-15T16:15:00+01:00

Das Ziel der Kryptographie ist es Nachrichten auszutauschen, und dabei die Authentität der Nachricht und die Geheimhaltung der Nachricht zu gewärleisten Ein Beispiel dafür wäre der Cäsar Verschlüsselungsalgorithmus.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Empfänger den verschlüsselten Text auch wieder eindeutig entschlüsseln kann. Am besten noch in akzeptabler Laufzeit.

Bei der Kryptoanalyse dagegen geht es darum verschlüsselte Texte/Daten wieder zu entschlüsseln und die Methoden oder Schlüssel zu knacken.

Kryptgraphie + Kryptoanalyse = Kryptologie

Ein solches System, wie der Cäsar-Algorithmus kann man dabei durch einen 5-Tupel S=(P,C,K,E,D) darstellen mit den folgenden Elementen

P ist die endliche Menge von Klartexten
C ist die endliche Menge an Chiffretexten
K ist eine endliche Menge an Schlüsseln
E ist die Menge der Verschlüsselungsfunktionen mit e_k ∀ k ∈ K
D sind die Funktionen zur Entschlüsselung mit d_k ∀ k ∈ K

Selbstverständlich gibt die Entschlüsselungsfunktion mit Verschlüsselungsfunktion vom Text T als Eingabe wieder den Text T zurück.

Daher gilt: d_k(e_k(x)) = x ∀ k ∈ K

Beispiel

Als Beispiel ist hier das Kryptosystem für Cäsar mit der Verschiebung 5:

P = {a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, n, o, p, q, r, s, t, u, v, w, x, y, z}
C = {A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z}
K = {0 ≤ k ≤ 26}
Siehe Tabelle
Siehe Tabelle von unten nach oben ;)

a	b	c	d	e	f	g	h	i	j	k	l	m	n	o	p	q	r	s	t	u	v	w	x	y	z
F	G	H	I	J	K	L	M	N	O	P	Q	R	S	T	U	V	W	X	Y	Z	A	B	C	D	E

Cäsar Verschlüsselung

2022-02-15T15:53:00+01:00

Das Cäsar-Verfahren ist ein simples Verfahren zum Verschlüsseln von Texten, welches zur Zeit von Cäsar bekannt wurde. Jedoch ist nicht bewiesen ob Cäsar es erfunden oder benutzt hat.

Die Grundlegende Idee ist es das Alphabet um einen festen Betrag(n) zu verschieben. So kann bei n=3 ein A zu einem D werden oder ein Z zu einem C. Dies bedeutet, dass Überträge wieder am anderen Ende des Alphabets weitergehen. Darum kann dieses Verfahren einfach mit zwei mechanischen Scheiben umgesetzt werden.

Quelle (Editiert)

Man verdreht einfach die innere Scheibe um n Stellen, um die Verschiebung herauszufinden. Wenn man sich vorher einigt welche Scheibe den Klartext und welche den verschlüsselten Text kann man genau ablesen welche Buchstaben in welche umgewandelt werden.

Das Cäsar verfahren nennt man Monoalphabetisch, da unser bekanntes Alphabet in ein anderes mit dem selben Muster umgewandelt wird. Dies ist problematisch, da es dadurch nur 25 (26Buchstaben - 1Startposition) mögliche Verschiebungen gibt, welche es recht einfach machen das Verfahren zu knacken. Daher gibt es ebenfalls Polyalphabetische Verfahren, in denen mithilfe einer Tabelle ein Buchstabe durch einen anderen ausgetauscht wird. Dadurch kann man noch nicht direkt durch herausfinden eines Buchstabens auf die anderen schließen.

Jedoch haben beide Verfahren das Problem der einfachen Knackbarkeit durch eine Häufigkeitsanalyse. Dabei wird das vorkommen der Buchstaben im Text gezählt. Es ist in jeder Sprache bekannt, welche Buchstaben im Schnitt welchen Anteil haben. So lassen sich die häufigsten Bustaben durch z.B E oder N ersetzen. Durch ein bisschen knobeln und ausprobieren kommt man so immer schneller an die richtigen Buchstaben und kann den Text entschlüsseln.

Dijkstra-Algorithmus

2022-02-14T17:45:00+01:00

Grundlegende Idee

Häufig steht man vor der Herausforderung den kürzesten Weg zwischen zwei Knoten in einem Graph zu finden. Dazu bietet sich der Dijkstra-Algorithmus, oder manchmal auch als Ameisenalgorithmus bekannt, an. Wenn es sich bei dem Graphen um einen ungewichteten handelt, bringt die Breitensuche zu einem bestimmten Knoten einem schon den kürzesten Weg. Dijkstra dagegen kann in einem gewichteten Graphen (mit nichtnegativen Gewichten) den kürzesten Weg bestimmen.

Für Dijkstra bekommt jeder Knoten zusätzlich zu seinem bisherigen Attributen noch ein Gewicht und eine Referenz auf den vorherigen Knoten dazu. Das Gewicht repräsentiert dabei die Summe der Gewichte der Kanten, welche den kürzesten Weg zu diesem Knoten vom Start aus bilden. Der vorherige Knoten ist dabei der Knoten, welcher auf der kürzesten Verbindung zum Startknoten vor diesem liegt.

Algorithmus

Der Dijkstra basiert auf der Funktionsweise, dass man die Kante mit der kürzesten Verbindung am bisher abgelaufenen Graphen betrachtet, und sich überlegt, ob diese Kante einen Knoten besser(also mit geringerer Kantensumme) mit dem Startknoten verbindet. Dabei kann man noch nicht "entdeckte" Knoten sehen, als hätten diese ein unendlich hohes Gewicht. Zuallererst müssen wir also die Knoten, welche durch vom Startknoten ausgehende Kanten erreichbar sind betrachten.

PriorityQueue pq
StartKnoten.WEIGHT = 0
StartKnoten.Prev = null
Add StartKnoten zu pq
SOLANGE pq nicht leer
    nimm den obersten Knoten K aus pq
    WENN K IST ZielKnoten
        ENDE
    WENN K.WEIGHT &gt; BerechneGewicht(K)
        Für alle Nachbarn N von K
            WENN N.WEIGHT &gt; K.WEIGHT + (Distanz zwischen N und K)
                N.WEIGHT = K.WEIGHT + (Distanz zwischen N und K)
                N.Prev = K
                Füge N zu pq hinzu

Implementierung

Daher können wir auch wieder eine Priority-Queue benutzen, um die Knoten mit dem geringsten Gewicht abzuspeichern. Da wir die tollen Java-Klassen des Landes NRW benutzen müssen, musste man bei der Implementierung gewisse merkwürdige "Hacks" anwenden, wie bei mir die Hashmap zum zuordnen von Gewicht/Vorgänger zu den Knoten.

private void dijkstra2(Graph g, Vertex start, Vertex end) {
    Map&lt;Vertex, DijkstraData&gt; infos = new HashMap&lt;&gt;();
    graph.setAllEdgeMarks(false);
    graph.setAllVertexMarks(false);
    start.setMark(true);
    infos.put(start, new DijkstraData(0, null));
    BinarySearchTree&lt;VertexEntry&gt; pq = new BinarySearchTree();
    pq.insert(new VertexEntry(start, 0));
    infos.put(start,new DijkstraData(0, null));
    while(true) {
      VertexEntry ve = getMinV(pq);
      pq.remove(ve);
      Vertex v = ve.v;
      if (v.equals(end)) break;
      List&lt;Vertex&gt; neighbours = g.getNeighbours(v);
      neighbours.toFirst();
      while (neighbours.hasAccess()) {
        Vertex n = neighbours.getContent();
        double new_weight = infos.get(v).weight + g.getEdge(v, n).getWeight();
        DijkstraData d = infos.get(n);
        if (d == null || d.weight &gt; new_weight) {
          pq.insert(new VertexEntry(n, new_weight));
          infos.put(n, new DijkstraData(new_weight, v));
        }
        neighbours.next();
      }
    }
    graphA.zeichnen(retrace(g, infos, end));
    System.out.println("Das Gewicht ist: " + infos.get(end).weight);
}
private void copy(Graph target, Graph source) {
    List&lt;Vertex&gt; vs = source.getVertices();
    List&lt;Edge&gt; es = source.getEdges();
    vs.toFirst();
    es.toFirst();
    while(vs.hasAccess()) {
      target.addVertex(vs.getContent());
      vs.next();
    }
    while(es.hasAccess()) {
      target.addEdge(es.getContent());
      es.next();
    }
}
private Graph retrace(Graph g, Map&lt;Vertex, DijkstraData&gt; infos, Vertex end) {
    Graph res = new Graph();
    Vertex old = end;
    Vertex parent = infos.get(old).previous;
    old.setMark(true);
    copy(res, g);

    while(parent != null) {
      Edge edge = g.getEdge(parent, old);

      parent.setMark(true);
      edge.setMark(true);

      old = parent;
      parent = infos.get(parent).previous;
    }
    return res;
}

Wie unglaublich nett doch Autofahrer sein können

2022-01-27T14:16:00+01:00

Ist mir gerade direkt nach der Schule passiert.

Ich: Sehe Autofahrer direkt vor dem Schulausgang auf dem Fahrradschutzstreifen warten. Gehe hin und mache optisch auf mich aufmerksam.

Autofahrer: Fährt die Scheibe runter

Ich: Sie wissen, dass das hier ein Fahrradschutzstreifen ist, oder?

Autofahrer: Ja, ich bin a nicht blöd.

Ich: Dann wissen Sie ja, dass Sie hier nicht drauf dürfen

Autofahrer: Hat man dir ins Gehirn geschissen oder was?

Ich: Sie wollten hier wegfahren.

Autofahrer: Jaaa, im laufe des Tages, wenn mein Sohn kommt fahre ich hier weg.

Ich: Dann wissen Sie ja auch, dass die Schulleitung Sie angewiesen hat Ihre Kinder im 150m Umkreis abzuholen. Das hier sind 8 Meter.

Autofahrer: Fährt die Scheibe wieder hoch

Ich: Bleibe stehen und mache Handzeichen, dass er wegfahren soll

Autofahrer: Fährt die Scheibe wieder runter Was soll den das Arschloch?

Ich: Sie wollen hier wegfahren.

Autofahrer: Murmelt irgendwelche Beleidigungen

Ich: Gut, dann gibt's halt ne Anzeige. Hole mein Handy raus

Autofahrer: Fährt unter vierfachem Mittelfinder Zeigen weg

Dies ist direkt vor dem Haupteingang der Schule passiert, an welchem es nicht ohne Grund eine Kette gibt, um Kinder am Ein- und Aussteigen zu hindern. Lohnt sich hierbei ne Anzeige wegen Beleidigung? Also ich meine die 3 Beschimpfungen wären im Straßenverkehr jeweils ja schon 200-400€.

Ohne fremde Cloud von Android Backups machen

2022-01-24T19:21:00+01:00

Nachdem ich von Nokia mit meinem alten Telefon enttäuscht wurde habe ich mir nun ein Google Pixel 3a gekauft, da ich dort einfach ein LineageOS mit MicroG "draufklatschen" konnte und mir keine Gedanken mangelnden Support in den nächsten Jahren machen muss. Dort ist mir dann erstmals die Seedvault ins Auge gefallen. Dies ist eine native Android-App, welche es erlaubt ganz einfach Backups in die Nextcloud oder auf einen per OTG angeschlossenen USB-Stick zu machen. Mann muss einfach nur die normale Nextcloud app installiert und konfiguriert haben und dann die entsprechenden zu sichernden Optionen auswählen. Dazu muss man in den Einstellungen auf System -> Advanced -> Backup -> Seedvault Backup gehen und die location auswählen. Wenn das Backup bei einem nicht automatisch startet, dann klickt man oben rechts auf die drei Punkte und kann dort Backup now auswählen.

Mein neues Fahrrad

2022-01-24T18:16:00+01:00

Seit meiner Rückkehr aus dem Ausland plane ich eine lange Fahrradtour zu machen. Dafür musste ein Fahrrad her, was den Belastungen und Strapazen einer solchen Reise standhalten kann. Nach längerer Recherche und Beratung habe ich mich dazu entschlossen mir ein Randonneur zuzulegen. Dies ist quasi eine Mischklasse aus Rennrad und Gravelbike. Dabei kann man durch die Wahl der Komponenten den Grad von Offroad-Fähigkeiten und schnellem Reisen bestimmen.

Als Hersteller fiel meine Wahl auf Poison Bikes. Dort wurde ich vor Ort äußerst kompetent beraten. Ich habe mich für ein Cyanit Randonneur aus Stahl entschieden. Dabei habe ich darauf geachtet die Komponenten so auszuwählen, dass das Fahrrad auf lange Strecken mit viel Gepäck getrimmt ist. Deshalb habe ich mich für eine 22-Gang Shimano GRX600 Schaltung entschieden, um es gerade beim Anfahren auf Hängen leichter zu haben. Darum waren auch Gepäckträger und Lowrider (also welche vorne) ein muss.

Bisher hatte ich noch kein so hochwertiges Fahrrad und ich muss sagen, dass zwischen einem einfachen und so einem Fahrrad Welten liegen. Das Fahrgefühl, besonders über Wurzeln unter den hervorragend gepflegten Fahrradwegen, wird mit dem Stahlramen massiv abgefedert, wenn man es mit einem Alu-Rad vergleicht.

Was jedoch unabhängig vom Fahrrad jeder ausprobieren sollte ist ein solcher ergonomischer Sattel z.B. von SQlab. So einen Sattel kauft man genau an den richtigen Hüftknochenabstand angepasst. So sitzen die Hüftknochen genau auf den ablagen und das gesammte Gewicht lastet auf diesen anstatt auf die weicheren Teile zu gehen.

Es ist ganz erstaunlich, wie viel schneller so ein Fahrrad ist, als ein klassisches Trecking-Stadtrad.

Spannbäume

2022-01-23T00:07:00+01:00

Was ist ein Spannbaum?

Ein Spannbaum ist in der Graphentheorie ein Teilgraph eines ungerichteten Graphen, der ein Baum ist und alle Knoten dieses Graphen enthält.

Ein Graph kann mehrere Spannbäume haben.
So kann ein vollständiger Graph nach dem Satz von Cayley bis zu n^(n-2) Spannbäume haben.
Ebenfalls hat jeder zusammenhängende Graph mindesten einen Spannbaum, da man von jedem Knoten über (Um)-Wege jeden anderen Knoten erreichen kann. Somit kann man über diese Verbindungen einen Baum erzeugen. Man kann einen Spannbaum z.B über die Breitesuche oder Tiefensuche erzeugen

Breitensuche

Bei der Breitensuche geht man von einem Startknoten aus und geht dann von diesem nacheinander alle Kinderknoten ab. Nachdem diese Kinderknoten abgesucht werden, werden deren Kinder abgesucht und so weiter. Der Rekursive Algorithmus in Java implementiert und mit einer Queue relativ trivial implementiert. Jeder noch abzulaufende Knoten wird einfach zu der Queue hinzugefügt.

public Graph breitensuche(Graph pGraph, Vertex pStart, Vertex pZiel) {
    if ((pGraph == null) || (pStart == null)) {
        return null;
    }
    pGraph.setAllVertexMarks(false);
    pGraph.setAllEdgeMarks(false);

    Graph res = new Graph();
    Queue&lt;Vertex&gt; q = new Queue();
    pStart.setMark(true);
    if (pStart.getID().equals(pZiel.getID())){
        res.addVertex(pStart);
        return res;
    }
    q.enqueue(pStart);
    res.addVertex(pStart);
    tfBreitendurchlauf.setText(pStart.getID());
    while (!q.isEmpty()) {
        Vertex v = q.front(); 
        q.dequeue();
        List&lt;Vertex&gt; neighbours = pGraph.getNeighbours(v);
        neighbours.toFirst();
        while (neighbours.hasAccess()) {
            Vertex n = neighbours.getContent();
            if(!n.isMarked()) { 
                n.setMark(true);
                res.addVertex(n);
                res.addEdge(new Edge(v, n, 1));
                q.enqueue(n);
            }
            if(n.getID().equals(pZiel.getID())) {
                return res;
            }
            neighbours.next();
        }
    }
    return res;
}

Tiefensuche

In der Tiefensuche werden zuerst alle Kinder und dessen ersten Kindes eines Startknoten abgelaufen bevor das nächste Kind abgesucht wird. Rekursiv ist die Implementierung recht simpel.

public Graph tiefensucheRek(Graph g, Vertex start, Vertex ziel) {
    Graph res = new Graph();
    g.setAllVertexMarks(false);
    g.setAllEdgeMarks(false);
    start.setMark(true);
    res.addVertex(start);
    tiefenSchritt(g, start, ziel, res);
    return res;
}
public void tiefenSchritt(Graph g, Vertex v, Vertex end, Graph res) {
    if(v.getID().equals(end.getID()))
        return;
    List&lt;Vertex&gt; neighbours = graph.getNeighbours(v);
    neighbours.toFirst();
    while (neighbours.hasAccess()) {
        Vertex n = neighbours.getContent();
        if(!n.isMarked()) {
            n.setMark(true);
            res.addVertex(n);
            res.addEdge(new Edge(v, n, 1));
            tiefendurchlauf(pGraph, n, end, res);   
        }
        neighbours.next();
    }
}

Minimaler Spannbaum

Wenn man einen Graphen mit gewichteten Kanten hat, dann kann man bei der Erstellung des Spannbaumes die Summe der Gewichte der benutzten Kanten nehmen. Diese Summe nennt man das Gewicht des Spannbaumes. Daher ist ein minimaler Spannbaum ein Spannbaum eines Graphen mit der minimalen Summe der Kantengewichte. Wird zu:

Der Algorithmus von Prim

Schon in 1930 hat der Tschechische Mathematiker Jarkník den Algorithmus gefunden, welcher von Prim in 1957 bekannt gemacht wurde. Dieser geht folgendermaßen vor:

Man wählt einen beliebigen Knoten als Startknoten und fügt diesen zum Ergebnissgraphen hinzu
Man wählt die Kante mit dem geringsten Gewicht, welche einen Knoten des Ergebnisgraphen mit einem noch nicht entdeckten Knoten verbindet.
Man fügt die Kante und den Knoten zum Ergebnisgraphen hinzu
Dies führt man solange durch, bis alle Knoten entdeckt sind.

Man könnte das ganze in Pseudocode folgendermaßen notieren

Markiere Startknoten V
Füge V zum Ergebnisgraphen E hinzu
Solange noch nicht alle Knoten markiert
    Kante K mit kleinstem Gewicht zu unmarkiertem Knoten U
    Markiere K und U
    Füge K und U zu E hinzu

Dieser Algorithmus findet immer einen minimalen Spannbaum, da es auch mehrere geben kann. Ein Nachteil ist, dass dieser Algorithmus bei einem nicht-zusammenhängenden Graphen nicht terminiert und nicht funktioniert. Prim startet also bei einem Startknoten und arbeitet sich von diesem Graphen stück-für-Stück weiter vor und erweitert immer weiter den Graphen, bis alle Knoten enthalten sind. Allerdings ist der Ansatz sehr intuitiv, genauso wie die Implementierung in Java.

Graph res = new Graph();
BinarySearchTree&lt;EdgeEntry&gt; to_discover = new BinarySearchTree();
graph.setAllEdgeMarks(false);
graph.setAllVertexMarks(false);

// Die Kanten des Start-Vertex zur Queue hinzufügen
Vertex start = graph.getVertices().getContent();
start.setMark(true);
res.addVertex(start);
List&lt;Edge&gt; start_edges = graph.getEdges(start);
start_edges.toFirst();
while(start_edges.hasAccess()) {
    to_discover.insert(new EdgeEntry(start_edges.getContent()));
    start_edges.next();
}
while(!graph.allVerticesMarked()) {
    // Die Kante mit dem geringsten Gewicht rausziehen
    EdgeEntry entry = getMin(to_discover); to_discover.remove(entry);
    Edge e = entry.e;
    Vertex v1 = e.getVertices()[0];
    Vertex v2 = e.getVertices()[1];
    Vertex to_add = !v1.isMarked() ? v1 : v2;

    if(!v1.isMarked() || !v2.isMarked()) {
        to_add.setMark(true);
        res.addVertex(to_add);
        e.setMark(true);
        res.addEdge(e);
        // Alle Kanten des neu gefundenen Knotens hinzufügen
        List&lt;Edge&gt; edges = graph.getEdges(to_add);
        edges.toFirst();
        while(edges.hasAccess()) {
            to_discover.insert(new EdgeEntry(edges.getContent()));
            edges.next();
        }
    }
}

Der Algorithmus von Kruskal

1956 hat Joseph Kruskal einen weiteren Weg veröffentlicht einen minimalen Spannbaum eines Graphen zu erstellen. Dazu hat er den folgenden Pseudocode

Probiere solange wie möglich
    Markiere von den noch nicht markierten Kanten die Kante mit dem geringsten Gewicht, welche auch keinen Kreis bildet

Oder auch:

V = ungenutzte Knoten
E = ungenutzte Kanten
MST = Neue Kanten (Leer)
sortiere E aufsteigend
für jede Kante e in E:
    entferne aus E
    wenn MST mit e keine Kreise enthält:
        Füge e zu MST hinzu

Dadurch werden zuerst aller kleinen Kanten hinzugefügt und später die immer längeren. Sobald ein Kreis entstehen würde, wissen wir, dass wir diese Kante nicht brauchen würden, da wir alle beteiligten Knoten schon im Baum verbunden haben. Dadurch baut er einen Spannbaum Stück für Stück auf, bis er alle Knoten enthält. Dies berücksichtigt auch nicht-zusammenhängende Graphen, da er keinen Start-Knoten hat und damit unabhängig von der existierenden Verbindungen im Graphen versucht den Ergebnisgraphen zu bauen. Ebenfalls muss der Ergebnisgraph vor vollendung des Algorithmus nicht zusammenhängend sein. Es kann sein, dass sich an verschiedenen Stellen verschiedenen Kanten hinzufügen, bis diese irgendwann verbunden werden.

Grundlagen der Graphentheorie

2022-01-20T08:13:00+01:00

Definition und Begriffe

Ein Graph ist eine Menge von Knoten, welche durch Kanten verbunden sind. Daher kann er auch mit dem Tupel G(V, E), mit V={Knoten}, E={Kanten} definiert werden.

graph LR linkStyle default interpolate basis A((A)) --- B((B)) A --- C((C)) B --- D((D)) C --- E((E)) D --- E C --- B B --- E C --- D

Begriffe

Der Grad d_G(u) des Knoten u im Graphen G ist die Anzahl der an diesen Knoten angebundenen Kanten.
Zwei Knoten sind adjazent, wenn diese durch eine Kante direkt verbunden sind
Wenn ein Knoten mit einer Kante verbunden sind, dann sind diese inzident
Eine Kantenfolge ist ein Ablauf von Knoten mit Kanten bei dem Kanten und Knoten auch mehrfach vorkommen dürfen
Ein Kantenzug ist eine Kantenfolge, bei der jede Kante nur einmal vorkommen darf
Ein Weg ist ein Kantenzug, bei dem jeder Knoten nur einmal passiert wird.
Ein Graph ist zusammenhängend, wenn zwischen jedem Knoten ein Weg existiert, also dass man von jedem Knoten (über Umwege) zu jeder anderem Knoten kommt

Spezialfälle

Typen von Graphen

Es kann gerichtete oder ungerichtete Graphen geben. Bei einem gerichteten Graphen, ist eine Verbindung zwischen zwei Knoten gerichtet, dass heißt es kann zwei Kanten zwischen zwei Knoten geben. Einen hin- und eine zurück. Ebenfalls kann man Kanten ein Gewicht zuweisen, was meistens als Arbeit oder Länge des Pfades gewertet wird. Dies ist dann ein gewichteter Graph.

graph LR linkStyle default interpolate basis subgraph Gewichteter I((A)) --- |2| J((B)) J --- |3| K((C)) I --- |5| K end subgraph Gerichteter E((A)) --> F((B)) E((A)) --> G((C)) G --> E F --> H((D)) H --> G end subgraph Ungerichteter A((A)) --- B((B)) A --- C((C)) B --- D((D)) C --- D end

Baum

Ein Baum ist eine Sonderform des Graphen, in der es keine Kreise gibt.

graph LR A((A)) --- B((B)) A --- C((C)) A --- D((D)) B --- E((E)) C --- F((F)) C --- G((G)) D --- H((H)) H --- I((I)) H --- J((J))

Binärbaum

Ein Binärbaum ist wiederum eine Sonderform des Baumes, in der jeder Knoten maximal zwei Kindesknoten, also maximal drei Nachbarknoten hat. Binärbäume sind als Datenstruktur recht beliebt, da diese zum Beispiel als Priority queue eingesetzt werden können, wie später im Dijkstra Algorithmus zu sehen ist.

graph TD A((A)) --- B((B)) A --- C((C)) B --- D((D)) B --- E((E)) C --- F((F)) C --- G((G)) D --- H((H))

Eulerkreis und Eulertour

Ein Eulerweg ist eine Kantenfolge, in der alle Kanten des Graphen abgelaufen werden. Dabei spielt es keine Rolle auf welchem Knoten man beginnt und auf welchem Knoten man endet. Ein Beispiel dafür wäre das Haus vom Nikolaus. Dies ist jedoch bei einem Eulerkreis wichtig, da in dieser der Startknoten auch der Endknoten sein muss.

Schon Leonard Euler hat in 1735 den Eulerweg mit dem Königsberger Brückenproblem entdeckt. Dabei ging es darum in der Stadt eine Rundweg zu finden, welcher über jede Brücke genau einmal führt. Dabei kann man die Brücken als Kanten und die Stadtteile als Knoten ansehen. So darf man in diesem Rundweg nur genau einmal jede Kante/Brücke passieren, jedoch die Knoten/Stadtteile mehrmals betreten.

graph LR linkStyle default interpolate basis A((A)) --- B((B)) A --- C((C)) C --- B C --- D((D)) C --- D B --- D A --- C

Aus dem Graphen ist es abzulesen, dass kein Eulerweg existiert, da für diese alle Knoten eine ungerade Anzahl an Nachbarknoten haben.

Daraus lernen wir die folgenden Kriterien für den Eulerkreis/tour:

Für den Eulerweg darf es maximal 2 Knoten mit ungeradem Grad geben.
Für den Eulerkreis müssen alle Knoten einen geraden Grad haben

Daraus lässt sich ableiten, dass jede Eulertour auch ein Eulerkreis ist.

Grundlagen eines Computers

2021-12-21T18:20:00+01:00

Komponenten

Ein Computer lässt sich auf die folgenden Komponenten reduzieren:

Eine CPU
Diese hat ein Steuerwerk, welche Befehle annehmen und ausführen oder an die ALU weitergeben kann.
Das Rechenwerk(ALU) kann Rechnen oder andere mathematische Operationen.
Speicher, welcher Programme und Daten enthält.
evtl. Peripherie, wie Ein oder Ausgabegeräte
Einen Bus, welcher den Prozessor, Speicher und Peripherie verbindet

Solch eine Architektur wird auch Von-Neuman-Architektur genannt. Eine einfachste Abstraktion davon hat einen Speicher, einen Datenbus, einen Addressbus, und einen Akkumulator. Der Speicher hat 1000 Zellen mit den Adressen von 0 bis 999, welche einen Zahlenwert speichern können. Um eine Speicherzelle schreiben oder lesen zu können wird dessen Adresse über den Addressbus ausgewählt. Der Datenbus kann einen Wert schreiben oder lesen.

Der Akkumulator speichert einen Wert und kann diesen verändern. Er kann aus dem Datenbus den Wert laden, Addieren oder subtrahieren. Ebenfalls kann man diesen Wert wieder in den Datenbus reinschreiben. So kann man Werte aus dem Speicher laden und manipulieren Diese Operationen kann mit Programmen im Speicher ausführen.

Über das genaue Laden und Ausführen von Befehlen beschäftigen wir uns nicht in der Tiefe, aber der Prozessor hat einen sogenannten Program Counter, welcher die genaue Speicheradresse beinhaltet und sich nach Abarbeiten eines Befehls erhöht um den nächsten auszuführen. Neben den direkten Speicherbefehlen gibt es noch von der Architektur abhängig weitere Befehle. Der Simulator aus dem Unterricht hat die folgenden Befehle:

Befehl	Beschreibung
JMP <Addr>	Springt zur angegebenen Adresse (Setzt den PC auf den angegebenen Wert)
TST <Addr>	Falls die angegebene Adresse gleich 0 ist wird der nächste Befehl übersprungen
SAVE <Addr>	Setzt den Speicher auf den Akkumulator
ADD <Addr>	Addiert den Akkumulator um den im Speicher liegenden Wert
SUB <Addr>	Subtrahiert den im Speicher liegenden Wert vom Akkumulator
INC <Addr>	Erhöht den Wert im Speicher um 1
DEC <Addr>	Erniedrigt den Wert im Speicher um 1
HLT	Stoppt das Program
NULL <Addr>	Setzt die Adresse auf 0
TAKE <Addr>	Der Wert aus dem Speicher wird auf den Akkumulator geschrieben

Grenzen der Automatisierbarkeit

2021-12-21T17:20:00+01:00

Schon Alan Turing hat sich darüber Gedanken gemacht, welche Problem sich automatisiert lösen lassen, und ob man für jedes Problem eine Maschine bauen könnte. Dabei hat er die Turingmaschine entwickelt.

Viel zu viele Entscheidungen.

Automaten basieren auf der grundlegenden Funktionsweise von Entscheidungsfragen. Ein Automat kann in seiner Quintessenz ein Wort akzeptieren oder es nicht akzeptieren. Er kann also entscheiden, ob die Eingabe valide oder nicht valide ist. Zum Beispiel kann ein Automat einfach entscheiden, ob eine Zahl gerade oder ungerade ist (Er prüft einfach die letzte Ziffer). Solche Probleme, welche ein Automat ganz einfach lösen kann heißen Entscheidbar.

Als Gegenbeispiel wäre dagegen die Frage, ob eine bestimmte Mathematische Funktion eine Lösung besitzt. Dabei müsste dann der Automat jede Zahl testen, bis er eine Lösung gefunden hat. Sobald der Computer eine Lösung findet, ist die Frage einfach mit Ja zu beantworten. Jedoch können wir solange wir keine Lösung haben nicht sagen, dass es keine gibt. Vielleicht ist ja schon die übernächste Zahl eine Lösung. In so einem Fall können wir also nur in einem Teil der Fälle eindeutig eintscheiden, ob die Aussage wahr oder falsch ist. Solche Probleme sind dann Semi-Entscheidbar.

Und als dritte Klasse gibt es dann noch die Nicht-Entscheidbaren Probleme, für welche es keinen weg gibt in polynomischer Laufzeit, (also nicht exponentiell) eine Lösung zu finden. Also kann ein Computer keine schlaue Berechnung zum Lösen anstellen, sonder muss jede Möglichkeit einzeln durchprobieren. Ein prominentes Problem dabei ist dann das Halteproblem.

Halteproblem

Das Halteproblem versucht zu bestimmen, ob ein Program existiert, welches eindeutig feststellen kann, ob ein anderes Program Terminiert, also hält, oder unendlich lange weiterläuft. Turing stellt sich nun vor, dass es eine Maschine H gibt, welche bei einem Halten des Eingabeprogrammes ja ausgibt und bei unendlichem weiterlaufen Nein.

Nun wird H+ als Erweiterung von H definiert, welche bei einem Ja von H unendlich weiter läuft und bei einem Nein stoppt. Weil unsere Maschine H+ genauso wie H jedes Maschine als Eingabe nehmen kann, kann man ihr auch sich selber mit einem anderen Eingabeprogram geben.

Nun füttert man also H1+ mit H2+ und einer Eingabe E für H2+ Dies würde bedeuten, dass, wenn E terminiert, dann H2+ Ja ausgibt, nicht terminiert und unendlich weiter läuft. Damit gibt dann H1+ ebenfalls Nein aus, da H2+ ja nicht terminiert. Somit kommt es zu einem Widerspruch und die These ist widerlegt.

Turingmaschine

2021-12-21T16:49:00+01:00

Der Anlass für die Turingmaschine war das so genannte Halteproblem, mit welchem sich Alan Turing befasste. Um dieses zu lösen entwarf er eine gedankliche Maschine, mit welcher er einen Beweis liefern konnte. Diese gedankliche Maschine ist als Turingmaschine bekannt. In den allgemeinen Funktions-Komponenten ist eine Turingmaschine mit heutigen Computern zu vergleichen.

Aufbau
BeispielProgram
Syntax

Aufbau

Im Grunde genommen ist jede Komponente aus einem modernen Computer auch in der Turingmaschine zu finden. Eine Turingmaschine hat ein Band, auf das es Lesen und schreiben kann. Dieses Band ist unendlich groß in jede Richtung und besteht aus einzelnen Zellen. In jeder Zelle kann ein bestimmter Wert drinnen stehen. Welche Werte alle drinnen stehen können, wird im Eingabealphabet festgelegt. Ein unbeschriebenes Feld wird, wie beim Kellerautomaten durch ein Leerzeichen, wie in unserem Fall dem | dargestellt. Dies ist heute als Speicher, wie RAM oder Festplatte zu finden.

Ebenfalls hat die Maschine einen Lesekopf, welcher sich auf dem Band hin-und-her bewegen kann. Dabei kann er den Wert auf dem Band einlesen und einen neuen Wert schreiben.

Gesteuert wird der Lese- und Schreibkopf von der Steuereinheit, welche ein vorher bestimmtes Programm ausführt. So ein Programm wird wieder als Folge von Zuständen mit Übergängen, also als Automat dargestellt. Dabei kann der Automat bei jedem Übergang ein Zeichen einlesen, ein (neues) Zeichen schreiben und dann den Kopf nach Links, Rechts, oder gar nicht bewegen.

Im Unterschied zum Kellerautomaten kann eine Turingmaschine auch Kontextfreie Grammatiken akzeptieren, da diese auf das gesammte Eingabewort zugreifen kann und nicht nur auf das oberste Kellersymbol beschrängt ist.

Beispielprogram

Den Automaten kann man auch wieder als Tabelle von Übergängen darstellen:

Zeichen Zustand	\|	1	+	=
q_₀	-	1 R q_₀	1 R q_₀	\| L q_₁
q_₁	-	\| N q_₂	-	-
q_₂	-	-	-	-

Syntax

Ein Übergang ist durch folgende Syntax definiert:

ZuLesendesZeichen;ZuSchreibendesZeichen,Kopfbewegung

Kellerautomat

2021-10-27T20:00:00+02:00

Ein Kellerautomat ist eine Erweiterung des endlichen Automatens, welcher über einen Speicher verfügt. Dadurch kann er auch kontextfreie Grammatiken darstellen. Bei dem Speicher handelt es sich um einen Stack, wobei in jedem Schritt das oberste Element destruktiv ausgelesen wird. Der Boden des Kellers ist durch das Zeichen # markiert.

In abhängigkeit des aktuellen Zustandes und der Position im Eingabewort(Zustand) und des obersten Kellersymbols, wechselt der Automat seinen Zustand und legt neue Symbole in den Keller. Der Automat akzeptiert ein Wort, wenn er wieder im Endzustand steht.

Definition

A = (Q, Σ, Γ, 𝛿, q0, #, F )
Q ist die Menge an Zuständen (endlich)
Σ ist das Eingabealphabet
Γ ist das Kelleralphabet (Eingabealphabet muss nicht = Kelleralphabet sein)
q0 ist der Startzustand
# ist das Zeichen, das einen auf einem leeren Stack zuweist
F ist die Menge der Endzustände (Teilmenge von Q also auch endlich)

Schritte

Wir lesen die Eingabe
Wir lesen und zerstören das obere Stackelement
Wir schreiben auf den Stack
Wir wechseln den Zustand

Grammatiken und formale Sprachen

2021-10-27T17:30:00+02:00

Formale Sprachen

Eine Sprache definiert eine Menge von Wörtern, welche zur Sprache gehören.

Beispiel:

L(A) = {abba} 
    Akzeptiert nur abba
L(A) = {a^nb | n aus N}
    Akzeptiert beliebieg viele 'a' mit 'b' am Ende, wie aaaab aab oder auch nur 'b', da n auch =0 sein kann.

Grammatiken

Jede Sprache ist nach bestimmten Regeln aufgebaut. Sprachen bestehen aus der Syntax(Form der Wörter) und Semantik(Bedeutung). Die Syntax wird durch die Grammatik definiert. Sprich, man kann eine formale Sprache durch eine Grammatik beschreiben

Eine Grammatik besteht aus Terminalsymbolen und Nichtterminalsymbolen. Jedes Wort der Sprache besteht aus einer Folge von Terminalsymbolen. Nichtterminalsymbole werden von der Grammatik weiter zu anderen Nichtterminalsymbolen oder Terminalsymbolen abgeleitet.

graph TD A(Satz) --> B(Prädikat) A --> C(Substantiv) A --> D(Objekt) D --> E(Artikel) D --> F(Substantiv) E --> G[Der] F --> H[Hund] B --> I[erschreckt] C --> J(Objekt) J --> K(Artikel) J --> L(Substantiv) K --> M[die] L --> N[Katze] X(Nichtterminalsymbol) --> Y[Terminalsymbol]

Definition

Eine Grammatik G ist gegeben durch die folgenden vier Bestandteile G = (N, T, R, S)

N ist eine endliche Menge von Nichtterminalsymbolen
T ist eine endliche Menge von Terminalsymbolen
R ist eine endliche Menge von Ableitungsregeln
S ist eine Nichtterminalsymbol, das das Startsymbol ist

Eine Grammatik heißt regulär, wenn alle Ableitungsregeln von der Form

A -> xB oder A -> x sind. Eine Sprache heißt regulär, wenn sie von einer regulären Grammatik erzeugt wird.

Jede reguläre Sprache kann von einem passenden endlichen Automaten akzeptiert werden.

Eine Grammatik erzeugt eine Sprache
Ein Automat prüft eine Sprache

Grammatik zu endlichem Automaten

Wenn man einen endlichen Automaten aus einer regulären Grammatik konstruieren will, muss man mehrere Regeln beachten:

Die Menge der Terminalsymbole der Grammatik ist das Alphabet des Automaten
Die Menge der Nichtterminalsymbole der Grammatik ist zumindest ein Teil der Zustände des Automaten
Das Startsymbol der Grammatik ist der Startzustand des Automaten
Zu jeder Ableitungsregel A -> xB wird ein Übergang (A) --x--> (B) gebildet.

Die Endzustände des Automaten kommen von den Übergängen der Grammatik in denen auf der rechten Seite nur ein Terminalsymbol steht, also A -> x.

Beispiel:

T = {a, b}
N = {S, U, V, W}
R = {S -> aS|bU, U -> aV, V -> aU|bW, W->b}
Startsymbol ist S

Wir wissen schon direkt, dass W der einzige Endzustand ist und S der Startzustand ist.

Kontextfreie Grammatiken

Eine Grammatik ist eine weiter gefasste reguläre Grammatik. Sie ist nicht mehr von dem entsprechenden Kontext(Zustand des Automaten) Abhängig. Sie können durch Kellerautomaten dargestellt werden.

Sie ist nicht mehr durch einen EDA darstellbar
Sie kann auch Übergänge, wie A -> xBC oder A -> xAx enthalten

Automaten

2021-10-26T10:00:00+02:00

Was ist ein endlicher deterministischer Automat?

Ein endlicher deterministischer Automat(DEA) hat eine endliche Anzahl an Zuständen, von welchen er einen immer als aktuellen Zustand hat. Mit hilfe von Übergängen kann er durch verschienen Eingaben seinen Zustand wechseln. Dabei hat ein Zustand einen Eindeutigen zustandswechsel bei einer Eingabe, es sei denn diese Eingabe führt in eine Senke. Bei der Eingabe ist jedes Element teil des Alphabetes und die Eingabe als ganzes ist ein Wort. Wenn nach Ende der Eingabe der Automat einen Endzustand erreicht hat, dann akzeptiert der Automat dieses Wort.

Formale Definition

Die definision für den oben genannten Automaten wäre die folgende:

Der Automat wird über einen Fünf-Tupel definiert.

A = (Q, Σ, δ, q~0~, F)

Symbol	Funktion
Q	Endliche Zustandsmenge
Σ	Alphabet
δ	Übergangsfunktion (delta:Q x Σ -> Q)
q₀	Startzustand
F	Endliche Menge an Endzuständen

Beispiel

Annahme: Alle nicht aufgeführten Übergänge führen in eine "Senke".

Q = {q0, q1, q2}
δ = {a, b}
F = {q2}
δ :

Zustand	a	b
q₀	Senke	q₁
q₁	q₀	q₂
q₂	q₂	Senke

Indeterministischer Automat

Ein deterministischer Automat, wie oben erwähnt hat einen klaren Zustandsübergang von Zustand zu Zustand. Es gibt allerdings auch indeterministische Automaten (IEA), welche für einem Zustand mehrere Eingaben in verschiedene Übergänge erlaubt. Bei diesem ist der genaue Pfad, den der Automat nimmt nicht Eindeutig, da der Automat mehrere Pfade gleichzeitig verfolgt. Ein Automat akzeptiert hierbei ein Wort, wenn es in irgendeinem Fall zu einem akzeptierten Endzustand führt. Ein Beispiel für einen indeterministische Automaten ist gleich bei der Umwandlung zu sehen.

IDA zu DEA umwandeln

Man kann allerdings immer jeden Indeterministischen Automat in einen deterministischen Automaten umwandeln. Dabei fängt man mit einer Tabelle mit allen Übergängen des IDA an. Dabei gibt es allerdings nur eine Zelle pro Zustand/Eingabe Kombination und mehrere Zustände werden in einen neuen Zustand zusammengefasst. Besonders gut ist die im Beispiel unten sichtbar. Danach werden die kombinierten Übergänge auch verfolgt und deren Folgezustände zusammengefasst. Dies wird solange gemacht, bis alle Übergänge notiert sind. Danach kann man Duplikate entfernen. Dies geschieht, wenn die Zeile von Zustand in einer Anderen vollständig enthalten ist und beide Zeilen entweder Endzustand sind oder nicht. Beide müssen dabei die Eigenschaft Endzustand (ja/nein) gleich haben.

Beispiel

1. Tabelle mit allen initialen Übergängen

Status	0	1
q₀	q₀₁	q₀₂
q₁	q₃	q₀
q₂	q₀	q₄
(E)q₃	q₃₄	q₃
(E)q₄	q₄	q₂₃

2. Tabelle mit ALLEN Übergängen

Status	0	1
q₀	q₀₁	q₀₂
q₀₁	q₀₁₃	q₀₂
(E)q₀₂	q₀₁	q₀₂₄
(E)q₃₄	q₃₄	q₃₄
q₀₁₃	q₀₁₃₄	q₀₂₃₄
q₀₂₄	q₀₁₃	q₀₂₃₄
(E)q₀₁₃₄	q₀₁₃₄	q₀₂₃₄
(E)q₀₂₃₄	q₀₁₃₄	q₀₂₃₄

(q₁, q₂, q₃, q₄ werden nicht mehr aufgenommen, da diese nicht mehr von q₀/Startzustand erreichbar sind und damit irrelevant sind)

3. Duplikate entfernen und umbenennen

Da q₀₁₂₄ und q₀₂₃₄ beide Endzustände sind und die gleichen Übergänge haben, kann man diese auch zusammenfassen. So wird man dann eine Zeile los. Man kann allerdings nicht auch noch q₀₁₃ mit-löschen, da dieser kein Endzustand ist und damit nicht identisch ist.

Status	0	1
(E)q₀₁₃₄	q₀₁₃₄	q₀₂₃₄
(E)q₀₂₃₄	q₀₁₃₄	q₀₂₃₄
---------------	---------	-------------
(E)q₀₁₃₄	q₀₁₃₄	q₀₁₃₄

Status	0	1
q₀	q₁	q₂
q₁	q₃	q₂
(E)q₂	q₁	q₄
(E)q₅	q₅	q₅
q₆	q₆	q₆
q₄	q₆	q₆
(E)q₆	q₆	q₆

4. Fertig

Die einzelnen Zustände kann man nun wieder umbenennen und den deterministischen Graphen wieder zeichnen.

Das Marine-Ehrenmahl in Laboe

2021-10-11T18:03:00+02:00

Letzte Woche waren wir mit insgesammt 3 LKs auf Kursfahrt als Abschlussfahrt vor dem Abitur. Dabei haben wir neben dem U-Boot in Laboe auch das Ehrenmahl zu Ehren der auf See Gebliebenen aller Länder besucht. Die ganze Anlage ist dabei riesengroß und umspannt noch weit mehr, als "nur" der bekannte 85m hohe Turm. Dabei soll das Mahl auch ein Mahnmal zur friedlichen Seefahrt darstellen. Insgesammt ist die gesammte Anlage sehr informativ und definitiv einen Abstecher wert.

Was mich und viele andere auch nur tierisch aufgeregt hat, ist wie frech die deutsche Marine auf der dritten Etage oder so meint eine zweistöckige Werbeveranstaltung zu haben. Auf zwei Etagen stehen Infotafeln über die Notwendigkeit der Marine, welche Schiffe diese hat, welche Einsätze sie Arbeitet und wie die Ausbildung/Karriere dabei aussieht. Und dabei reißt mir dann doch die Wutschnur. Was kann man sich erlauben in einem Mahnmahl für friedliche Seefahrt, wo angehörige von verlorenen zum Trauern hingehen dazu missbrauchen Werbung für sich zu machen?

Mit dem Fahrrad den Elbe-Müritz Radweg entlang

2021-08-10T19:47:00+02:00

Mein Ziel ist es schon seit etwas längerer Zeit nach dem Abitur nächstes Jahr eine große Fahrradtour zu machen. Mit groß meine ich ab zwei Wochen und alles darüber, weshalb eine Übungstour nicht schlecht sein sollte. Diese habe ich auch zum Anlass genommen in ein "richtiges" Fahrrad zu investieren, welches allerdings aufgrund der aktuellen Situation noch einige Zeit zur Auslieferung braucht.

Dann ging es also Ende der Sommerferien in nach Mecklenburg Vorpommern auf den Elbe-Müritz-Radweg, der als Rundweg von der Elbe um die Müritz und zurück geht. Die Strecke ist mit 413km für gut eine Woche bemessen, was ziemlich gut hinkahm. Ein weiterer Pluspunkt ist der Fakt, dass das Wildzelten in Mecklenburg Vorpommern für eine Nacht erlaubt ist.

Die Strecke ist fast immer flach mit ein paar Hügeln und weitestgehend durch Felder und Mais/-Getreidefelder. Ein Großteil der Wege waren Wald oder Fahrradwege, wobei wir auch öfters über Landstraßen gefahren sind, welche allerdings fast keinen Verkehr hatten. Ganz selten gab es aber auch "Sandpisten", welche leider meist mit steilen Hängen verbunden waren, wo dann das Schieben notwendig war.

Ein paar Highlights auf der Strecke waren die riesige Dampflokomotive in Meyenburg. Ebenfalls ist der Hafen in Waren ein Must-Have. Rührstädt hat scheint so in etwa die Hauptstadt der Störche zu sein, und hat sogar einen eigenen Verein dazu. Auch ein sehr interessantes Dorf. Und als letzten POI würde ich noch Lindenberg notieren, welche eine eigene Schmalspurbahn nach Mesendorf hat und eine kleine Bimmelbahn für Kinder hat. Wir sind dort irgendwie in ein Sonntags-Dorffest reingestolpert oder so.

Was uns besonders überrascht hat war der doch sehr hoch scheinende Wohlstand, den wir von der ländlichen Ost-Grenzregion nicht erwartet hätten. Es gab quasi nur Neubauten und frisch renovierte Häuser und kaum Ruinen und vor allem überdurchschnittlich viele dicken Autos sowie SUVs. Ebenfalls ist die Fahrradfreundlichkeit von Autofahrern deutlich höher als in NRW, was sehr angenehm war.

Da meinem Vater kurz vor Waren auch noch die Gangschaltung kaputt gegangen ist, hatten wir am Abend noch einmal Fahrradwerkstatt-time. Die Ersatzteile konnten wir dank OpenStreetmap und Telefon direkt abholen.

Wir haben die gesammte Reise auf die Karten von OpenStreetMap vertrauen können und dank OsmAnd auch auf dem Telefon haben. Wirklich ein phänomenales Katenprojekt und eine gute Android-App dazu. Auf der Reise habe ich dann auch meine ersten Beiträge zu der Karte getätigt.

Vor dem Start der Reise

Die Dampflokomotive in Meyenburg

Durch ein Desktop-Wallpaper Fahrrad fahren

Diese Straßen machen allerdings keinen Spaß

In Mecklenburg Vorpommern gibt es wunderschöne Zeltplätze

Whiteboard utility holder

2021-07-20T00:00:00+02:00

Urheberrecht

2021-06-16T17:40:00+02:00

Im Internet hat jedes digitale Werk irgendeinen Besitzer. Und dieser kann über seine Werke Berechtigungen verteilen, wie er will. Um dies zu vereinfachen gibt es Lizenzen, wie das Creative Commons Modell, wo dann immer jeder am Namen erkennen kann, was man darf und was nicht.

Das Creative Commons Modell bestimmt aus bestimmten Lizenzteilen, die man sich zusammenstecken kann, wie man will.

Kürzel	Erläuterung
CC0	Public domain(Kein Copyright) (Man darf alles machen)
BY	Namensnennung
BY-SA	Namensnennung + Weitergabe unter gleichen Bedingungen
BY-ND	Namensnennung + Keine Verbreitung von Veränderungen
BY-NC	Namensnennung + Keine kommerzielle Verwendung
BY-NC-SA	Namensnennung + Keine kommerzielle Verwendung + gleiche Weitergabe
BY-NC-ND	Namensnennung + Nich kommerziell + Keine Veränderung

In Deutschland gibt es rein juristisch gesehen kein Public Domain, da jedes Werk einen Author hat, der IMMER das Urheberrecht an dem Werk besitzt. Um anderen Menschen kenntlich zu machen, was diese mit einem Werk machen dürfen, gibt man eine Lizenz and und wer der Author(im Fall einer Erstveröffentlichung man selbst) an.

Grundlagen der Datenübertragung

2021-06-16T17:30:00+02:00

Wenn man eine codierung z.B. für buchstaben gefunden hat und die payload in einsen und nullen übersetzt hat, müssen diese nur noch über das Kabel verschicht werden.

Dazu gibt es drei verbreitete Codes.

NRZ-Code

Es gibt eine Takt- und eine Datenleitung
Die Taktleitung wechselt jeden Takt von 0 auf 1
Jedes bit braucht einen takt und ist 1, wenn die Datenleitung 1 ist und umgekehrt mit 0

NRZI-Code

Es gibt wieder einen Takt- und eine Datenleitung
Die Taktleitung wechselt wieder jeden Takt von 0 auf 1
Wenn eine 1 übertragen wird, wechselt die Datenleitung den Pegel und bei einer 0 bleibt sie wie sie ist

Manchester-Code

Man braucht nur eine Datenleitung und keine Taktleitung
In der Taktmitte wechselt die Datenleitung den Pegel.
Wenn eine 1 übertragen werden soll, wechselt sie von 0 auf 1
Wenn eine 0 übertragen werden soll, wechselt sie von 1 auf 0

Netzwerktopologien

2021-06-16T00:00:00+02:00

Netzwerke können verschiedene Formen haben. Dabei sind manche nur noch begrenzt oder gar nicht mehr genutzt.

Art	➕Vorteile	➖Nachteile
Sterntopologie	Zentraler Router, Einfaches Hinzufügen von neuen Endgeräten	Nicht ausfallsicher, da zentraler Rechner notwendig ist
Ringtopologie	Keine	Gar nicht ausfallsicher, Mehrere Schritte (N/2)
Bustopologie	Einfache Kabelverlegung, Relativ ausfallsicher	Crashen von Paketen möglich
Baumtopologie	Einfach erweiterbar, Ausfall von Kindern möglich	Verteiler sind kritische Infrastruktur, Hohe Latenz
Vermaschtes Netz	Selbstheilend (Kann Daten umleiten), Dezentral, Leistungsfähig durch Lastverteilung	Viele Geräte sind verteiler -> Stromverbrauch, Komplex zu verstehen und daten weiterzuleiten
Lineares Netz	Wenig Kabel, Leicht erweiterbar	Lange strecken (bis zu O(n)=n) Gar nicht ausfallsicher

Anwendungen

Das Internet ist weitgehend ein vermaschtes Netz. Die Provider verteilen dann meisten die Haushalte in einer Baumtopologie, die wiederum intern eine Sterntopologie haben.

Use tables in pelican markdown

2021-06-15T18:41:00+02:00

Some might know, that I use pelican to build my static blog. I therefore write my blogposts in markdown. I finally got a way working to use markdown tables in my blog by getting pelican to use the builtin markdown-table plugin. To achieve this there is only a slight modification of the config file neccessary.

from markdown.extensions.tables import TableExtension
MARKDOWN = {
    "extensions": [TableExtension()]    
}

The dictionary called MARKDOWN is used by pelican to configure the markdown engine. I therefore give the engine the Table extension found in the standard python markdown library.

Now I can write wonderfull tables like this one:

Test | Foo
---- | ---
Bla  | Hello

Which ends up being like this:

Test	Foo
Bla	Hello

OSI-Schichtenmodell

2021-06-15T00:00:00+02:00

Den Datenverkehr über Netzwerke kann man mit dem OSI-Schichtenmodell abstrakt darstellen und verschiedenen Ebenen verschiedene Aufgaben zuordenen.

Schicht	Ebene	Aufgabe
7	Anwendung	Kommunikation zwischen Programmen (HTTP, IMAP, SMTP)
6	Präsentation	Übersetzung zwischen Anwendungs- und Netzwerkformaten (SSL)
5	Sitzung	Verbindungen können gemanaged werden (zwischen server und client) (Wird von TCP auch geregelt)
4	Transport	Daten versenden (TCP)
3	Netzwerk	Packete können weitergeleitet werden (Addressierung) (IP)
2	Link-Layer	Zwei Geräte können daten teilen
1	Physisch	Zahlen in Stromsignale umwandeln

Jede Schicht wird quasi als daten in die darunterliegende Schicht eingebettet. So baut jede tiefere Schicht einen Container von relevanten Daten drumherum.

Wie ein Pappkarton im Pappkarton

ER-Diagramme

2021-02-23T20:00:00+01:00

Bestandteile eines ER-Diagrams

Ein ER-Diagram besteht aus den drei teilen Entität, Attribut und Relation. Dabei gelten Folgende Regeln:

Entitäten haben Attribute
Entitäten haben Relationen miteinander
Relationen haben Attribute

Bei Relationen haben die Entitäten dabei sogenannte Kardinalitäten. Diese bestimmen, wie viele Entitäten miteinander in Beziehung stehen

Kardinalitäten

1:1

Ein Entity hat die Beziehung mit genau einem anderen. Zum Beispiel hat ein Bürger genau einen Personalausweis.

1:n

Genau ein Entity hat die Beziehung mit n-anderen Entities. Ein Auto kann zum Beispiel auf genau einen Halter zugelassen sein, der kann aber mehrere Autos zulassen.

n:m

Ein Entity hat mehrere Beziehungen mit mehreren Entities. So kann ein Auto von mehreren Menschen gefahren werden, die auch mehrere Autos fahren können.

Der Entwurf eines ER-Modells

Zuerst muss man sich den Anwendungsfall anschauen und die Entitäten herausfiltern. Diese kann man dann schonmal mitsammt ihren Attributen in das Diagramm eintragen. Dann werden die Beziehungen zwischen den Entitäten eingetragen. Dabei muss man überlegen, welche Kardinalitäten dabei zustande kommen.

Um von dem ER-Modell in ein Relationales Modell zu kommen (Das Layout der Datenbank), legt man erstmal für jede Entität eine eigene Tabelle an. Wenn eine Entität noch keinen Primärschlüssel hat, wird dieser als ID hinzugefügt. Nun schaut man sich die Relationen an. Wenn einem irgendwo eine 1:1 beziehung auffällt, dann kann man diese beiden Entitäten in eine Tabelle zusammenfassen. Wenn man eine 1:n Beziehung findet, dann haben beide Entitäten ihre eigene Tabelle, und die Entität mit der Kardinalität n speichert einen Fremdschlüssel auf die andere Entität. Für die n:m Beziehungen werden eigene Tabellen angelegt, die auch mit Fremdschlüsseln auf die Entitäten referenzieren.

Ein Beispiel aus dem Buch Datenbanksysteme von Alfons Kemper und André Eickler ist hier zu sehen. wird zu:

Professor(__PersNr__, Rang, Raum, Name)
Assistent(__PersNr__, Name, Fach, ~~Professor~~)
Vorlesung(__Nr__, SWS, Titel, ~~Professor~~)
Student(__MatrNr__, Name, Semester)
Vorsaussetzen(~~Vorlesung~~, ~~Vorlesung~~)
Prüfung(~~Student~~, ~~Professor~~, ~~Vorlesung~~, Note)

Normalformen

Nicht jedes Relationelle Modell ist sinnvoll zu implementieren. Um ein Modell möglichst effizient in die beste Form zu bringen, gibt es drei große Regeln oder auch Normalformen genannt. Dabei basiert jede Normalform auf der vorherigen und übernimmt dessen Einschränkungen. So ist die dritte Normalform ein superset der zweiten Normalform, welche wiederum ein superset der ersten Normalform ist.

1.NF

Jedes Attribut einer Relation muss einen Atomaren Wertebereich haben. Das bedeutet, dass jedes Attribut genau eine information speichert und nicht weiter aufgeteilt werden kann. Dies erleichtert das Abfragen, da Daten nicht weiter aufgeschlüsselt werden müssen.

2. NF

Die Erste Normalform muss hierfür vorliegen, wie eingangs erwähnt. Jedes Nicht-primärattribut muss voll funktional von einer echten Teilmenge eines Schlüsselkandidaten abhängen. Das bedeutet, dass jedes Attribut von jedem Teil(bei zusammengesetztem Schlüssel) abhängen muss. Dadurch modelliert jede Relation(Tabelle) genau nur einen Sachverhalt.

3. NF

Kein Nichtschlüsselattribut darf von einem Schlüsselkandidaten transitiv abhängen. Dies bedeutet, dass kein Attribut von einem anderen Attribut abhängt, ohne das es ein Kandidat ist. So werden verkettungen verhindert und erleichtern das Erkennen der Abhängigkeiten ohne die Daten zu kennen.

Tabellen

2021-02-23T19:00:00+01:00

Tabellen sind ein einfacher Weg, um Daten zu speichern und zu verknüpfen. Sie werden auch dazu verwendet, um Datenbanken darzustellen und um mit ihnen zu interagieren. Tabellen sind grundsätzlich folgendermaßen Aufgebaut:

Die Kunst beim Datenbankentwurf ist es dabei den Anwendungsfall so in eine Datenbank umzusetzten, dass keine Anomalien auftreten. Anomalien sind Fehler, die zum beispiel durch das doppelte speichern von Daten oder die mangelnde Verknüpfung von Daten auftreten. Es gibt grundlegend 3 Arten von Anomalien:

1. Einfügeanomalie

Ein Datum kann nicht eingetragen werden, da informationen zum Schlüsselattribut fehlt und damit der Eintrag unvollständig ist.

2. Löschanomalie

Durch das Löschen eines Eintrages löscht man weitere Daten, die eigentlich noch gespeichert werden sollten.

3. Änderungsanomalie

Wenn Daten doppelt gespeichert werden und man nur eines davon ändert. Dadurch haben die selben 'Objekte' nun unterschiedliche Eingenschaften.

Schlüsselattribut

In einer Tabelle gibt es immer ein Schlüsselattribut. Daturch lässt sich der Datensatz genau identifizieren.

Inkonsistenzen

Sind das Ergebniss von Anomalien. Die Daten in der Datenbank sind Widersprüchlich und man bekommt bei verschiedenen Anfragen mit gleichem erwarteten Ergebniss unterschiedliche Rückgaben.

Binärbäume

2021-02-23T18:00:00+01:00

Ein Binärbaum ist eine hirarische Datenstruktur. Das bedeutet, dass er nicht linear ist und damit nicht die Objekte in einer einfachen Reihenfolge darstellt. Ein Baum besteht aus Knoten, die mit Kanten verbunden werden. Dabei kann man ihn abstrakt als Wurzel beschreiben, die eine linkes und ein rechtes kind hat. Dieses Kind kann eine weitere Wurzel sein(global betrachtet dann innerer Knoten gennant) oder aber ein Blatt sein, also keine weiteren Kinder haben. Jeder knoten hat ein Element der zu speichernden Daten. Die Rot-markierten knoten stellen eine Baum dar, ebenso wie die grün markierten. Dies Zeigt, wie ein innerer Knoten(der rechte rote) zur Wurzel des Grünen Baums wird/ist.

Der geordnete Binärbaum

In einem geordneten Binärbaum, sind die daten geordnet vorliegend. Dabei ist der Inhalt jedes linken Teilbaums kleiner, als der der Wurzel und der Inhalt jedes rechten Teilbaums größer als die Wurzel. Ein Beispiel dafür wäre das folgende.

Man nennt ihn auch BinarySearchTree.

Die Java-Klasse dazu kann folgendermaßen aussehen.

classDiagram class Tree_Content { content _Content leftchild : Tree rightchild : Tree

}

Die wichtigen Methoden hierbei sind Daten einzufügen, zu entfernen und abzurufen. Diese werden folgendermaßen implementiert:

Suchen

    public ContentType search(ContentType pContent) {
        // Wenn wir kein element haben, dann abbrechen
        if (this.isEmpty() || pContent == null) {
            return null;
        } else {
            ContentType content = this.getContent();
            if (pContent.isLess(content)) {
                // Das gesuche element ist kleiner, also suchen wir im linken Teilbaum
                return this.getLeftTree().search(pContent);
            } else if (pContent.isGreater(content)) {
                // Das gesuche element ist größer, also suchen wir im rechten Teilbaum
                return this.getRightTree().search(pContent);
            } else if (pContent.isEqual(content)) {
                // Element wurde gefunden.
                return content;
            } else {
                // Wir haben das element nicht gefunden
                return null;
            }
        }
    }

Einfügen

Da in BinarySearchTrees alle Objekte eindeutig sind, doppeln sich Objekte niemals und können daher beim einfügen ignoriert werden.

    public void insert(ContentType pContent) {
        // Wir fügen nichts leeres ein.
        if (pContent != null) {
            if (isEmpty()) {
                //Wenn der aktuelle Baum leer ist, dann erzeugen wir eine neue Node
                this.node = new BSTNode&lt;ContentType&gt;(pContent);
            } else if (pContent.isLess(this.node.content)) {
                // Wir versuchen das objekt in the linken seite einzufügen
                this.node.left.insert(pContent);
            } else if(pContent.isGreater(this.node.content)) {
                // Wir versuchen das objekt in the rechten seite einzufügen
                this.node.right.insert(pContent);
            }
        }
    }

Entfernen

    public void remove(ContentType pContent) {
    // Wenn der Baum leer ist, dann abbrechen
    if (isEmpty() || pContent == null ) {
        return;
    }
    // Zu löschendes Element ist kleiner als aktuelles, daher suchen wir im linken Teilbaum
    if (pContent.isLess(node.content)) {
        node.left.remove(pContent);
    // Wenn es größer ist, dann muss es im rechten gelöscht werden.
    } else if (pContent.isGreater(node.content)) {
        node.right.remove(pContent);
    // Das element ist gefunden und soll hier gelöscht werden
    } else {
    // Wenn wir kein linkes blatt haben
    if (node.left.isEmpty()) {
        // Wenn der Knoten ein Blatt ist und keine Nachfolger hat einfach auf null setzten.
        if (node.right.isEmpty()) {
            node = null;
        // Wir haben nur einen rechten nachfolger
        } else {
            node = getNodeOfRightSuccessor();
        }
        // Wir haben nur einen linken nachfolger
        } else if (node.right.isEmpty()) {
            node = getNodeOfLeftSuccessor();
        } else {
            // Es gibt links und rechts einen Nachfolger.
            if (getNodeOfRightSuccessor().left.isEmpty()) {
                // Der rechte Nachfolger hat keinen linken Nachfolger.
                node.content = getNodeOfRightSuccessor().content;
                node.right = getNodeOfRightSuccessor().right;
            } else {
                BinarySearchTree&lt;ContentType&gt; previous = node.right.ancestorOfSmallRight();
                BinarySearchTree&lt;ContentType&gt; smallest = previous.node.left;
                this.node.content = smallest.node.content;
                previous.remove(smallest.node.content);
            }
        }
    }
}

Stacks, Queues und Listen

2021-01-11T00:00:00+01:00

Lineare Datenstrukturen Generell

Eine Lineare Datenstruktur ist eine Datenstruktur die Objekt (Klassen, Primitive, etc...) in reihenfolge speichern kann. Beispiele dafür sind Arrays, Listen oder Queues. Im folgenden beschäftige ich mich mit dynamischen linearen Datenstrukturen, die ihre Struktur (Speicherbelegung) dynamisch an die anzahl der Listenelemente anpassen und damit flexibel groß sein können. Ein Array zum Beispiel ist nicht dynamisch, da es einen festen Speicherplatz beim initialisieren belegt und damit eine feste Länge hat.

Stacks

Der Stack arbeitet nach dem first in last out prinzip. Das bedeutet, das man Elemente wie bei einem papierstapel drauflegen und runternehmen kann. Dabei wird immer das letzte Element zuerst runtergenommen.

Dadurch kann sich folgende Operationen überlegen:

Lege ein Element drauf
Nimm das obere Element runter.
Gib das obere Element aus.

Der Stack enthält das oberste Stackelement als Attribut. Ein Stackelement ist ein Objekt, was den zu speichernden Inhalt und das nächste Element als Attribut hat. Dadurch referenzieren sich die Elemente immer weiter gegenseitig.

Wenn ein neues Objekt draufgelegt wird, speichert dieses die Referenz zum vorherigen ersten Element und wird als oberstes element im Stack gespeichert. Da das erste Element bei einem leeren Stack null ist, referenziert das letzte Element immer null als nächstes. Dadurch ist es einfach zu erkennen, wann der Stack zu ende ist.

classDiagram class Stack~ContentType~ { top() : ~ContentType~ push(~ContentType~) : void pop() : void } class StackNode~ContentType~ { content: ~ContentType~ } Stack <-- StackNode : top StackNode <-- StackNode : next

Queue

Eine Queue funktioniert ahnlich wie ein Stack. Die Queue arbeitet nach dem First in - First out prinzip. Dafür wird das neueste Element und das älteste Element in der Queue referenziert. Die QueueNodes referenzieren jeweils das neuere Element, welches dementsprechend als nächstes das abzurufende wäre. Auch enthalten die Nodes wieder das Inhaltsobjekt.

classDiagram class Queue~ContentType~ { append(~ContentType~) : void first() : ~ContentType~ remove() : void } class QueueNode~ContentType~ { content : ~ContentType~ } Queue <-- QueueNode : first Queue <-- QueueNode : last QueueNode <-- QueueNode : next

Um in einer Queue ein Objekt hinzuzufügen wird es zum vorher letzten als nächstes referenziert und dann in der Queue als letztes referenziert. Genau wie beim Stack ist das nächste Element der letzten Node null

Liste

Die Liste ist wie eine dynamische Version des Arrays. Eine Liste hat einen Zeiger, der auf das aktuelle Element verweist. Dieser kann frei innerhalb der Liste bewegt werden. Ebenfalls hat die Liste einen Verweis auf das erste und das letzte Element, um die Navigation zu vereinfachen.

classDiagram class Liste~ContentType~ { toFirst() : void toLast() : void getContent() : ~ContentType~ next() : void isEmpty() : boolean remove() : void append(~ContentType~) : void concat(Liste~ContentType~) : void getPrevNode(Node~ContentType~) : Node~ContentType~ } class Node~ContentType~ { content : ~ContentType~ } Liste <-- Node : first Liste <-- Node : last Liste <-- Node : current Node <-- Node : next

Die Liste ist so strukturiert, dass jede Node die referenz zum nächsten Element speichert. Dadurch ergibt sich wie auch schon bei der Queue eine Kette. Man spricht hierbei von einer Linked-List. Würden die Nodes auch eine Referenz auf das vorherige Element, also in beide Richtungen speichern, wäre es eine Double-Linked-List.

Die Liste hat die Vorteile, wenn man Ansammlungen von verschieden großen Mengen speichern will und man nicht unnötig viel speicherplatz zuweisen will. Die standard-Java Bibliothek hat die Klasse LinkedList, die genau diese Aufgabe übernimmt.

Delock 11826 EspHome flashing

2020-12-26T16:04:00+01:00

Also diese Delock Schalter sind schon echt cool. Ganz ohne Cloud und einfach nur mit Tasmota. Da ich aber home assistant am laufen habe, ist EspHome für mich besser geeignet, um nicht für alles einen MQTT-Server zu brauchen.

Also habe ich mir einfach ein Esphome Image kompiliert und als Tasmota update getarnt hochgeladen. Und was soll ich sagen? Reibungsloser Ablauf! Es hat auf Anhieb alles Funktioniert.

Das Pinout habe ich hier gefunden. Für alle, die auch diesen Schalter umflashen wollen, habe ich hier die wichtigen io Teile.

switch:
    - platform: gpio
      name: "Fountain"
      pin: GPIO12
      id: relay

binary_sensor:
    platform: gpio
    id: taster
    pin:
        number: GPIO0
        mode: INPUT_PULLUP
        inverted: True
    filters:
        - delayed_on: 20ms
        - delayed_off: 20ms
        on_press:
            then:
                switch.toggle: relay

Der Taster auf dem Schalter kann diesen also ebenfalls ganz normal ein und aus schalten.

My gentoo build setup

2020-11-30T13:25:00+01:00

Architecture

I am going to use the following components:

gentooLTO for -O3 and graphite optimizations
distcc to distribute the compiling jobs to a high power server
ccache to cache compiled files for often used libraries

Setting up the server

Updating gcc

I installed a standard gentoo installation with openrc from the default LXC packages in proxmox, where my server is. To use gentooLTO, You need to have gcc>=10, so I unmasked the unstable packet first.

`/etc/portage/package.accept_keywords`

sys-devel/gcc ~amd64

Then I installed the newest gcc and made it default compiler to uninstall the old one.

dbauer@appollo:~$ emerge --ask sys-devel/gcc
dbauer@appollo:~$ gcc-config
gcc-8.9.0  1
gcc-10.2.0 2
dbauer@appollo:~$ gcc-config 2
dbauer@appollo:~$ emerge --depclean

Setting up distccd

The distcc server is pretty easy to set up and get configured

dbauer@appollo:~$ emerge --ask distcc
dbauer@appollo:~$ rc-update add distccd
dbauer@appollo:~$ rc-service distccd start

The only thing left to do for distcc is now to fill the config file with some default configurations There is basically only one main line necessarry which will set all the parameters

`/etc/conf.d/distccd`

DISTCCD_OPTS="--port 3632 --log-level debug --log-file /var/log/distcc/distcc.log -N 15 --allow IP_ADDRESS"

The ip address you insert after --allow should be the addresses you wanna use as client which can connect to it. The number as argument -N determines the number of processes you want to start. I am on a 12 core machine, and 15 processes worked best for me, so no compiling process was blocking.

Setting up ccache

dbauer@appollo:~$ emerge --ask ccache

`/var/cache/ccache/ccache.conf`

# Maximum size your cache ist allowed to take up
max_size = 8.0G
#Allow others to run ebuild and share the cache
umask = 002
# preserve cache accross gcc rebuilds
compiler_check = %compiler% -v
# Rekursive number of directories
cache_dir_levels = 2

Setting up the client/desktop computer

There is a bit more work to do on the desktop computer The first thing to do is to also update to the latest gcc version. This is necassary to use gentooLTO and was needed on the server, because we need the same binutils and gcc versions on the client and server(s).

In the next step we setup distcc and make portage use it.

dbauer@appollo:~$ emerge --ask distcc

To use distcc in portage is pretty easy. We only need to activate it as a feature in our /etc/portage/make.conf Also we need to specify the local(-l) and total(-j) number of threads to use by all. A good formula should be sum of cpu-cores + 1 It is also important to specify your cpu architecture explicitly, because -march=auto wont work. This is because we need to make sure, we compile it for the correct traget architecture even when our remote server is on a different one.

`/etc/portage/make.conf`

GLOBALARG="-march=zenver1"
NUMTHREADS="12"
# 12 remote + 12 local + 1
MAKEOPS="-j25 -l12"
FEATURES="distcc"

One step is still missing until we can use distcc to remotely compile packages and that is to tell it where our remote servers are. We do this with a simple command

dbauer@appollo:~$ distcc-config --remote "IP_ADDR_OF_SERVER"

If you want to use ccache on your client as well, you can do the same procedure to install and setup ccache as on the server and just need to activate it as a feature in your portage/make.conf.

And that's it! It took a quite a while for me to figure it all out, but the gentoo wiki was really helpfull. I do not know if it was worth the work, but now I know, my ebuild packages are remotely compiled.

Backtracking

2020-10-03T19:00:00+02:00

Grundsätzliches Prinzip

Backtracking arbeitet grundsätzlich nach dem Trial-and Error printzip. Es wird also so lange nach einer Lösung gesucht, bis sie gefunden wird. Wenn abzusehen ist, dass der aktuelle Lösungsweg nicht zur Lösung führen wird, wird ein Schritt zurück gegangen und nach einer alterantiven Lösung gesucht. Am einfachsten werden Backtracking Algorithmen rekursiv implementiert, wie man später noch im meinem Beispiel sehen wird.

Beispiel Ariadnefaden

Hierbei wird versucht den weg durch ein Labyrinth zu finden, ohne das Labyrinth zu kennen. ( Sonnst wäre das ganze ja auch ohne Witz und man nähme einfach A* Oder ähnliches. ) Man kann dabei seinen gegangnen weg markieren.

Implementierung des Ariadnefaden

Gegeben ist ein 2-dimensionalen array wo, die Wände mit einem # als char gekennzeichnet werden. Der erfolgreiche weg wird mit O und nicht erfolgreicher weg mit b markiert. Das Ziel steht drin mit Z

public boolean suche(int x, int y)
{
    // Ziel gefunden
    if(feld[x][y] == 'Z')
        return true;
    // Aktuelle Position markieren
    feld[x][y] = 'O';

    // Probieren, ob der weg nach links der richtige ist
    if((x&gt;0 &amp;&amp; feld[x-1][y] == ' ') || (x&gt;0 &amp;&amp; feld[x-1][y] == 'Z'))
    {
        boolean l = suche(x-1, y); //true, wenn Ziel gefunden
        if(l) return true;
    }
    //Probieren, ob der weg nach rechts der richtige ist
    if((x&lt;breite &amp;&amp; feld[x+1][y] == ' ') || (x&lt;breite &amp;&amp; feld[x+1][y] == 'Z'))
    {
        boolean r = suche(x+1, y); // true, wenn Ziel gefunden
        if(r) return true;
    }
    // Probieren, ob der weg nach oben der richtige ist
    if((y&gt;0 &amp;&amp; feld[x][y-1] == ' ') || (y&gt;0 &amp;&amp; feld[x][y-1] == 'Z'))
    {
        boolean o = suche(x, y-1); // true, wenn Ziel gefunden
        if(o) return true;
    }
    // Probieren, ob der weg nach unten der richtige ist
    if((y&lt;hoehe &amp;&amp; feld[x][y+1] == ' ') || (y&lt;hoehe &amp;&amp; feld[x][y+1] == 'Z'))
    {
        boolean u = suche(x, y+1); // true, wenn Ziel gefunden
        if(u) return true;
    }
    // Wenn bis jetzt noch nicht returnt, ist der weg der falsche
    // Als falsch markieren und als falschen weg returenen
    feld[x][y] = 'b';
    return false;
}

Die gelben wege waren Erfolgslos, der Grüne, führt zum Ziel.

Andere Anwendungen von Backtracking

Backtracking oft für das Lösen von NP-vollständigen Problemen genutzt, wie beim Rucksackproblem, wo man Versucht man einen Rucksack mit einer maximalen Gewichtskapazität und objekte mit einem Gewicht und einem Nuzwert hat. Dabei versucht man die beste Kombination von Gewichten und nutzen zu bekommen. Andere Beispiele wären Das Färbeproblem oder das Damen- und Springerproblem.

Komplexität

2020-10-03T19:00:00+02:00

Mitschriften aus dem Unterricht

Komplexitaet von suchen

gegeben ist ein feld mit n elementen
Benchmarking ist nicht aussagekräftig
- Nicht die Algorithmen, sondern die Umgebung (Computer, architektur, betriebssystem, etc.) wird dabei betrachtet
Besser ist die Betrachtung in Einzelschritten des Algorithmus
- Bestimmung in abstrakter Zeiteinheit
- Unabhängig von environment

Beispiel anhand der Schritte der linearen suche

pos = 0
while pos &lt; n and a[pos] != s
  pos = pos+1
return pos

zuweisung
n schleifendurchläufe á 4 einzelschritte
- 2 tests
- feldzugriff
- addition
letzter test
rückgabe

2+n*4+3 = 5+4n schritte

Bester fall: n=0: 5 schritte

Aussagen über die Algorithmenlaufzeit

Man sucht relative Vergleichbarkeit über skaliebarkeit
Vernachlässigung von kleinen Funktionsteilen
- 3n² + 2n -> 3n²
- 2n * 5 -> 2n
Vernachlässigung von Konstanten
- 4n -> n
- 2n² -> n²
Reduktion auf den wesentlichen Term
Wesentlichste Namen:
- n² quadratisch
- n³ qubisch
- n^4 quartisch
- 2^n exponentiel
- log n logarithmisch
- f! fakultativ

O-Notation

f element aus O(g)
f wächst genauso schnell wie g
- Es seien f: ℕ → ℝ+ und g: ℕ → ℝ+ Funktionen.
- Dann gilt:
- f = Θ(g) genau dann, wenn n0 ∈ ℕ und c1, c2, ∈ ℝ existieren,
- sodass für n ≤ n0:
- c1 * g(n) ≤ f(n) ≤ c2*g(n)
O-Notation ist ein linearer rechenkörper

Suche

2020-10-03T19:00:00+02:00

Lineare Suche

Bei der Linearen Suche wird über jedes Element in der Liste gelaufen und mit dem gesuchten Element verglichen. Wenn die Elemente gleich sind, wird der Index zurück gegeben. Wenn kein Element gefunden wird, wird -1 zurück gegeben.

graph TD Z([Start]) --> A[index=0] A --> B{ index < a.length } B --> |True| C{"a[index] == searched"} B --> |False| F([Return -1]) C --> |False| D[index += 1] C --> |True| E(["Return a[index]"]) D --> B

Java Implementierung

public static int suche(int[] a, int value)
{
    for (int i=0; i&lt;a.length; i++)
    {
        if(a[i] == value) return i;
    }
    return -1;
}

Binäre Suche

Der Grundgedanke geht davon aus, dass die zu durchuchende Liste schon im vorhinein sortiert ist. Die binäre Suche sucht sich das mittlere Element in der durchuchende Menge aus und vergleicht es mit dem gesuchten Wert. Wenn dieser direkt gleich dem gesuchten Wert ist, wird der index zurück gegeben. Wenn der gesuchte wert größer ist, dann wird die Rechte Hälfte der Bereichs genau nach diesem Schema noch einmal durchsucht. Beim kleinern passiert das gleiche mit der linken Hälfte.

graph TD A([Start]) --> B[start=0
end=a.length-1] B --> C{ start <= end } C --> |True| D["mid = (start+end)/2"] D --> E{"a[mid] == searched"} E --> |True| F[/Return mid/] E --> |False| G{"a[mid] < n"} G --> |True| H[start = mid+1] H --> C G --> |False| I[end = mid+1] I --> C F --> J([End]) C --> |False| K[/return -1/] K --> J

Java Implementierung

public static int binaereSuche(int[] array, int key){       //binäre Suche
    int rechts = array.length-1;
    int links = 0;
    if(key &lt; array[links] || key &gt; array[rechts])return -1;
    while (links &lt; rechts)
    {   
        int index = links + (int) ((rechts-links) / 2);
        if(array[index] == key) return index;
        if(array[index] &lt; key)
        {
            // Zähle Hoch
            links = index + 1;
        } else {
            // Zähle runter
            rechts = index - 1;
        }
    }
    if(links == rechts &amp;&amp; array[links] == key) return key;
    return -1;
}

Vergleich der Komplexitäten

Die Lineare Suche hat eine Komplexität im worst case von O(n), wohingegen die binäre Suche eine Komplexität O(log(n)) hat, was eine deutliche Verbesserung ist.

Sortieren

2020-09-08T00:00:00+02:00

Sortierverfahren

Selection Sort

Es gibt das min und das max selection sort verfahren. Beim Min-Selection sort wird immer aus einem unsortierten bereich das minimum herausgesucht und dann als letztes Element der sortierten Menge angefügt.

Struktogram

Java Implementierung

public static void minSort(int[] a)
{
    for (int iUnsorted = 0; iUnsorted &lt; a.length-1; iUnsorted++)
    {
        int minPos = iUnsorted;
        // Den index vom kleinsten wert in der unsortierten Menge finden.
        for (int j=iUnsorted+1; j&lt;a.length; j++)
        {
            if(a[j] &lt; a[minPos])
            {
                minPos = j;
            }
        }
        // Den kleinsten wert and den niedrigsten Index der unsortierten Menge setzen
        int tmp = a[iUnsorted];
        a[iUnsorted] = a[minPos];
        a[minPos] = tmp;
    }
}

Merge Sort

Funktionsweise

Die liste wird immer weiter in kleinere listen unterteilt, bis diese die länge 1 haben, also praktisch sortiert sind. Dann werden diese wieder sortiert zusammengeführt, daher der name merge sort(engl. merge sortieren) Dies ist nicht nur von der Komplexität sehr effektiv (O(log n)), sondern ist durch die vielen kleinen prozesse gut auf meherere Prozesse Skallierbar.

Programablaufplan

graph TD A([Start]) -->|Parameters
result, left, right| B[leftindex = 0
rightindex = 0
resultindex = 0] B --> C[ ] C --> D{resultindex < result.length} D --> |False| E([End]) D --> |True| F{leftindex >= left.length} G --> C F --> |False| H{rightindex >= right.length} H --> |False| I{"left[leftindex] < right[rightindex]"} F --> |True| G["result[resultIndex] = right[rightindex];
rightindex++;
resultIndex++;"] I --> |False| G I --> |True| J["result[resultindex] = left[leftindex];
leftindex++;
resultindex++;"] J --> C

Java Implementierung

public static void mergeSort(int[] a, int n) {
    if (n &lt; 2) {
        return;
    }
    int mid = n / 2;
    int[] l = new int[mid];
    int[] r = new int[n - mid];

    for (int i = 0; i &lt; mid; i++) {
        l[i] = a[i];
    }
    for (int i = mid; i &lt; n; i++) {
        r[i - mid] = a[i];
    }
    mergeSort(l, mid);
    mergeSort(r, n - mid);

    merge(a, l, r, mid, n - mid);
}
// Bringt zwei sortierte arrays in ein grosses array zusammen
public static void merge(int[] a, int[] l, int[] r, int left, int right) {
    int i = 0, j = 0, k = 0;
    while (i &lt; left &amp;&amp; j &lt; right) {
        if (l[i] &lt;= r[j]) {
            a[k++] = l[i++];
        } else {
            a[k++] = r[j++];
        }
    }
    while (i &lt; left) {
        a[k++] = l[i++];
    }
    while (j &lt; right) {
        a[k++] = r[j++];
    }
}

Quick sort

Funktionsweise

Beim quicksort gibt es einen Pivot Point Um den herum sortiert werden. Alle werte kleiner, als der Pivot werden links davon eingeordnet, und alle größer, rechts davon. Dazu werden eine rechte und eine linke schranke definiert, die immer weiter richtung Pivot gehen. Wenn das Element an unserer linken Marke nun einen größeren Wert, als Pivot hat und die Linke Marke einen größeren, dann werden diese beiden vertauscht.

Programablaufplan

graph TD Z([Start]) --> A["pivot=a[a.length/2]
left=0
right=n-1"] A --> B{left < right} B --> |True| C{"a[right] >= pivot"} B --> |False| K["a[left] = pivot"] K --> Y([End]) C --> |True| D["right += 1"] D --> E{left != right} C --> |False| E E --> |True| F["a[left] = a[right]
left += 1"] F --> G{"a[left] < pivot"} E --> |False| G G --> |True| H[left += 1] H --> I{left != right} G --> |False| I I --> |False| B I --> |True| J["a[right] = a[left]
right -= 1"] J --> B

Java implementierung

Implementiert wird der Quick sort wieder in rekursiver form

public static void quicksort(int[] a, int lo, int hi)
{
    //Wenn unser array nur noch ein element hat, ist es sortiert
    if(lo&gt;=hi) return;

    //Pivot element als mittleres element bestimmen
    int pivot = a[lo+(hi-lo)/2];

    //Rechte und linke marken erstellen
    int r = hi;
    int l = lo;

    while(l&gt;r)
    {
        // Wert, der nach rechts muss finden
        while (a[l] &lt; pivot) l++;
        // Wert, der nach links muss finden
        while (a[r] &gt; linke) r --;
        if( a[r] == a[l])
        {
            r--;
        } else {
            //Werte vertauschen
            int tmp = a[r];
            a[r] = a[l];
            a[l] = tmp;
        }
    }
    /* Rekursiver aufruf
    Am ende ist der index des pivot elements = l = r,
    daher kann man sich aussuchen, welchen index man nimmt.
    Ich nehme l.
    */
    quicksort(a, lo, l-1);
    quicksort(a, l+1, hi);
}

Insertion Sort

Funktionsweise

Beim insertion sort gibt es einen sortierten und einen unsortierten bereich. Man kann sich hierbei aussuchen, ob man diesen Bereich oben, also für die großen Zahlen, oder unter für die kleinen Zahlen haben möchte. Der sortierte Bereich ist anfangs 1 element groß. Ich erklähre hier das sortieren mit dem kleineren sortierten Bereich. Es wird immer das erste Element der unsortierten bereichs mit dem letzten der sortierten verglichen. Ist das unsortierte Element kleiner, wird es mit dem vorletzten Element verglichen, bis es größer ist. Dann wird es nach dem kleinen Element eingefügt, daher auch der Name. So wird der sortierte Bereich um 1 größer, und das neue erste Element der unsortierten Bereichs wird verglichen. Dies passiert, bis der unsortierte Bereicht leer ist, und damit das ganze Array sortiert ist.

Java Implementierung

Man kann den Insertion Sort sowohl rekursiv, als auch iterativ implementieren. Beim Aufruf der Rekursiven Implementierung, muss man als zweites Parameter den index=0 angeben.

public static void insertion_sort_rekursiv(int[] a, int index)
{
    if(a[index] &gt;= a[index-1])
    {
        int tmp = a[index];
        a[index] = a[index-1];
        a[index-1] = tmp;
    } else {
        insertion_sort_rekursiv(a, index+1);
    }
}

public static void insertion_sort(int[] a)
{
    for (int i=1; i&lt;a.length; i++)
    {
        int tmp = a[i];
        int j;
        for(j=i-1; j&gt;=0; j--)
        {
            if(a[j] &gt; tmp)
            {
                a[j+1] = a[j];
            }
            else break;
        }
        a[j+1] = tmp;
    }    
}

Rekursion

2020-08-30T12:00:00+02:00

Rekursion

Eine Prozedur teilt ein Problem auf indem es sich immer wieder selbstaufruft, bis es zu einer einfachen Lösung kommt. Eine rekursive Berechnung geht von dem zu berechnenden Folgeglied aus und berechnet von dort ausgehend immer weitere Folgeglieder.

Rekursionsschreibweise:

Basis ist der startpunkt
- z.B. f(0)=0, f(1)=1
Rekursionsschritt definiert für alle anderen validen Werte
- z.B. f(n) = f(n-1) + f(n-2) für n > 1

Rekursive Zahlenfolgen

Hofstadter Funktion
- Definitionsmenge: n >= 1
- Basis: f(1) = 1, f(2) = 2
- Rekursionsschritt: f(n) = f(n - f(n-1)) + f(n - f(n-2))
Fibbonachi Folge
- Definitionsmenge: n >= 0
- Basis: f(0) = 0, f(1) = 1
- Rekursionsschritt: f(n - 1) + f(n - 2)
Fakultät Funktion
- Definitionsmenge: n >=1
- Basis: f(1) = 1
- Rekursionsschritt: f(n) = n * f(n - 1)

Türme von Hanoi

Die Türme von Hanoi ist ein Puzzel, bei dem es darum geht die Scheiben vom ersten Turm zu einem weiteren zu transferieren. Dabei darf immer nur eine jede Scheibe einzeln bewegt werden. Außerdem darf eine Scheibe nur auf eine größere Scheibe gelegt werden.

Anzahl der Schritte

Anzahl der Scheiben	1	2	3	4	5	6
Anzahl der Schritte	1	3	7	15	31	63

Formel zur Berechnung der benötigten Schritte

Rekursiv: s(n) = s(n-1)*2 + 1, s(1) = 1
Explizit: s(n) = 2^s - 1

Rekursive beweg-funktion

FUNKTION bewege(anzahl, start, ziel, hilfe)
    bewege(anzahl-1, start, hilfe)
    bewege(1, start, ziel)
    bewege(anzahl-1, hilfe, ziel)

Struktogram der Algorithmus

Rekursive Beweg-Funktion in Java implementiert

/*Bewege eine Scheibe von einem Stapel zu einem anderen*/
public static void bewege_scheibe(int startstapel, int zielstapel)
{
    /* Bewege scheibe */
}

/*Bewege einen Turm vom startstapel zum zielstapel*/
public static void bewege_turm(int hoehe, int startstapel, int zielstapel, int hilfstapel)
{
    if (hoehe == 1)
    {
        bewege_scheibe(startstapel, zielstapel);
        return;
    }
    bewege_turm(hoehe-1, startstapel, hilfstapel, zielstapel);
    bewege_scheibe(1, startstapel, zielstapel);
    bewege_turm(hoehe, hilfstapel, zielstapel, startstapel);
}

GUI mit Java

2020-08-20T12:00:00+02:00

Was haben wir gemacht

GUI erstellung mit dem Java-Editor
- Temperaturumwandler GUI
- Taschenrechner GUI
- Game of life GUI
Game of life Simulator programmiert

Tschüss Thingiverse, hello selfhosted

2020-07-30T09:15:00+02:00

Ich habe seit einem Jahr nichts mehr auf Thingiverse hochgeladen. Das liegt for allem daran, dass die Seite unbenutzbar geworden ist. In einem Nachmittag der Frust habe ich also angefangen, in meinem static blog generator Pelican mit Jinja und einem bash script, eine einfache Möglichkeit für mich zu schaffen meine Modelle selbst zu hosten. Bisher habe ich noch wenig features, aber ich plane zumindest Druckinformationen zinzuzufügen. Nun ist oben im Reiter auch ein Link zur Liste meiner Modelle

6.3in designer phone stand

2020-07-26T00:00:00+02:00

Vogesenwanderung 2020

2020-07-11T11:55:00+02:00

Nach einem Ausfall der fast schon traditionell jährlichen Vogesenwanderung letztes Jahr durch mein Auslandsahr, ging es dieses Jahr wieder weiter. Dieses Jahr war schon zum zweiten Jahr neben mir und meinem Vater, meine Schwester dabei. Auch hatten wir zum ersten mal vier Übernachtungen anstatt sonst drei. Dieses Jahr hatten wir zum ersten mal recht hohe Berge mit bis zu 1400m und Seen gesehen. Für mich persönlich war es eine der anstrengensten trips, aber definitiv eine der besten.

Create systemd free linux system with artix

2020-07-01T15:36:00+02:00

I recently installed artix linux for the first time. Here is a very brief step-by-step list how I've done it. To install Artix I followed the artix wiki installation instructions.

Here is my short version of the instructions.

Download the artix-openrc iso and burn it on a USB-Stick
Boot from the USB stick on the machine
Partition the drive
1. Boot partition 512M sda1
2. Sawp partition 4GB sda2
3. Root partition Rest sda3
Format the partitions
1. mkfs.ext4 -L BOOT /dev/sda1
2. mkfs.ext4 -L ROOT /dev/sda3
3. mkswap 0L SWAP /dev/sda2
Mount the partitions
1. swapon /dev/disk/by-label/SWAP
2. mount /dev/disk/by-label/ROOT /mnt
3. mkdir /mnt/boot
4. mount /dev/disk/by-label/BOOT /mnt/boot
Install the base system, openrc and kernel
- basestrap /mnt base base-devel openrc linux linux-firmware
Generate Fstab
- fstabgen -U /mnt >> /mnt/etc/fstab
Chroot into new root dir
- artools-chroot /mnt
Set locals
1. vi /etc/locale.gen (uncomment correct locales)
2. locale-gen
3. ln -sf /usr/share/zoneinfo/Region/City /etc/localtime
4. hwclock --systohc
Install bootloader
1. pacman -S grub os-prober
2. grub-install --recheck /dev/sda
3. grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg
4. Set timeout to 0 in /boot/grub/grub.cfg
Set root password
- passwd
Network config
1. echo HOSTNAME > /etc/hostname
2. pacman -S dhcpcd connman-openrc (Install dhcp and network manager)
3. rc-update add connmand
4. rc-service connmand start
Reboot into system
1. exit
2. umount -R /mnt
3. reboot

Reddit memes on the command line

2020-06-11T13:29:00+02:00

I am currently in a phase where I try to collect every newsfeed together as rss in my terminal newsreader newsboat. I recently saw on the internet how you can get your subreddits you want as an RSS feed: "https://reddit.com/r/NAME/.rss".

Now I was in the position, that I still had to open the browser to open actual media like images or videos. In the newsboat doc I found the command pipe-to.

So I wrote a little script which I just could pipe the whole article in and download, and open the media.

#!/bin/sh
DIR="/tmp/reddit/"
mkdir -p $DIR
while read -r line
do
    link=$(echo "$line" | grep -oh "https://[iv]\.redd\.it/.* ")
    [ -z "$link" ] &amp;&amp; continue
    filename=$(echo $link | awk ' BEGIN { FS = "/"}; {print $4}')
    filename="$DIR$filename"
    curl $link --output $filename
    # o is a script, which chooses the right application for a file by the extension, stolen from Luke Smith somewhere
    o $filename
    exit 0
done

Make sure to have it executable (chmod +x openreddit.sh) ant somewhere in your PATH The last step to do was to create the newsboat macro for it.

macro t pipe-to openreddit.sh

Now I can open any reddit media by pressing ,t with an open reddit post in newsboat Sadly it's not that easy with twitter, because I have not found a way to retreive the media files yet, but eventually I can figure it out.

Doch früher nach Hause gekommen

2020-04-19T07:42:00+02:00

Als ich am 12 März morgens zum Frühstücken die Treppe hinunterging, stand mein Gastbruder, der wegen Corona nicht mehr zum college musste schon im Wohnzimmer und erzählte mir, dass ich warscheinlich heim geschickt werde. Meine Gastmutter, die bei meiner Plazierungsorganisation CIEE arbeitete, war schon in der Schule und hat versucht das Chaos mit der Schule zu regeln. Mein Wortlaut, als sie kurz später wieder zuhause eintraf: Khris, what the hell is goin' on with me? Sie sagte mir nur, dass ich höchstwarscheinlich fliegen werde und auf offizielle Emails warten soll.

Die kahm dann eine Stunde später noch vor der ersten Schulstunde und damit hatte ich noch genau 3 Schultage(Donnerstag, wo ich es erfahren habe eingeschlossen) zum Verabschieden, und den üblichen Kleinigkeiten. Ach ne! Waren dann doch nur zwei, da Sonntag die Schulen in Iowa geschlossen wurden. Durch meine Gastmutter wussten glücklicherweise schon alle Lehrer Bescheid und waren sehr verständnissvoll. Meine Eltern haben mir ein großzügiges Budget für eine Abschiedsfeier gegeben, sodass ich noch wärend der Schule Donnerstags die Feier für Freitag plante. Freitag Nacht hatten wir dann eine große Feier wo einfach so viele Menschen kamen, zumindest um einfach Tschüss zu sagen. Mein Profi Tipp and alle Feiern: Macht ein Kahoot Spiel über euch selbst. Kommt super an.

Am Wochenende habe ich eigentlich nur meinen Koffer und ein Packet gepackt (Anderer Pro Tip: Keine Parfums auf Air Mail) und den Kram, den ich nicht mitnehmen wollte, konnte and Freunde zu verteilen. Meine Gastfamilie wartet immer noch auf ein an mich gerichtetes packet mit Osterschokolade was meine Mutter eine Woche zuvor losgeschickt hat.

Zu dem Zeitpunkt meiner Abreise hat in unserem 1400 Menschendorf die Pandemie noch nicht wirklich ernst genommen und wir waren eher ironisch dem ganzen gegenüber. Auf jeden Fall sind wir mit 15 Leuten in 3 Autos zum Flughafen gefahren. Und ich muss echt sagen: Der Abschied vor der Security an sich war nicht das schwierigste. Das schwierigste waren die letzten Schritte diese geliebten Menschen hinter sich zu lassen und den one-way durch die Security zu nehmen. Ohne spass: Das waren die härtesten Schritte meines Lebens. Einfach dieses Gefühl wortwörtlich diese Menschen zumindest für diesen Moment hinter einem zu lassen und voran zu gehen. Schrecklich.

Schon auf meinem ersten Flug habe ich andere PPPler getroffen und es wurden immer mehr auf dem Weg nach Deutschland. Zum Glück konnte ich mich auf meinen Flügen immer gut ablenken. Das hat mir, glaube ich, sehr geholfen. An Deutschland musste ich mich dann aber auch wieder erstmal gewöhnen. Ich habe jetzt immer noch manchmal Momente, wo ich einfach auf Englisch anfange zu reden, konnte am Anfang kaum ganze deutsche Sätze ohne englische Wörter rausbringen und die Autobahn war mir bisschen zu schnell.

Wie es nun weiter geht?

Keine Ahnung

Nachbarschaftshilfe durch 3d-druck in einer Pandemie

2020-03-20T14:11:00+01:00

Durch die COVID-19 Pandemie wurde ich schon am 16 März nach Hause geholt. Das ist zwar sehr schade, aber daran kann ich jetzt leider auch nichts mehr ändern.

Der Makespace Bonn hat einen Haken designed, um potenziell kontaminierte Türklinken zu öffnen. Nun drucke ich diese quasi im Dauerbetrieb und werde diese gegen eine kleine freiwillige Spende an Nachbarn, Freunde, etc. verteilen. Wenn es gut ankommt, planen mein Vater und ich, ein Email postfach aufzumachen, wo man sie dann bestellen kann.

Ich möchte jedoch nochmal ganz gross danke an den Makerspace Bonn sagen, die das Model entwickelt haben und frei unter MIT license der Allgemeinheit zur verfügung stellen. Jeder kann irgendetwas kleines für seinen Umkreis tun, und wenn es nur "Handgadgets ausdrucken" ist.

Terminal Calendar with khal

2020-03-01T20:56:00+01:00

When I started looking for a terminal calendar application the primary result was calcurse. Calcurse has also an integrated todo list, which I in my particular case don't need, because I got todo.txt for that. But uses it's own plaintext for storing it's appointments. Which is problematic for me when I want to use my existing calendar from Nextcloud. Calcurse has experimental caldav support, but the import and export scripts did not work properly for me and just messed my calendar up by creating broken calendar cards and doubling all my events each sync.

Khal is my solution. It is similar to khard, a terminal vcard contact book. Both applications work perfectly with vdirsyncer together. The only packages required are vdirsyncer and khal. Ond Arch linux they can pe installed using pacman.

sudo pacman -S vdirsyncer khal

Otherwise i'd recommend pip.

pip install vdirsyncer khal

Synchronize with nextcloud

First of all I add the vdirsyncer synchronisation.

~/.config/vdirsyncer/config

[pair calendar]
a = "calendar_local"
b = "calendar_remote"
collections = ["from a", "from b"]
metadata = ["displayname"]

[storage calendar_local]
type = "filesystem"
path = "~/.calendar"
fileext = ".ics"

[storage calendar_remote]
type = "caldav"
#Can be obtained from nextcloud
url = "https://yournextcloud.example.lcl/remote.php/dav/calendars/USERNAME/personal/"
username = "&lt;USERNAME&gt;"
#Instead of inserting my plaintext password I fetch it using pass
password.fetch = ["command", "pass", "nextcloud"]
#SSL certificate fingerprint
verify_fingerprint = "FINGERPRINT"
#Verify ssl certificate. Set to false if it is self signed and not installed on local machine
verify = true

The SSL certificate fingerprint can be obtained by the following line

echo -n | openssl s_client -connect your.calserver.lcl:443 | openssl x509 -noout -fingerprint

Now we can run vdirsyncer discover to create the necessary directories to then synchronize with vdirsyncer sync. I recommend to setup a cronjob for vdirsyncer sync to stay synchronized.

Configure khal

The thing left to do is to tell khal where our calendar is and some other things to display.

~/.config/khal/config

[calendars]
    #Can contain as many calendars as we want
    [[personal]]
    path = ~/.calendar/CALENDARNAME
    type = calendar
    priority = 2
    color = dark green

[default]
#Set calendar used for new events when no one is given
default_calendar = personal
#Color dates when containing an event
highlight_event_days = true
#Timespan of days whose events are shown in e.g. list
timedelta = 7d

#Set printing of dates
[locale]
timeformat = %H:%M
dateformat = %m/%d/%Y
longdateformat = %m/%d/%Y
datetimeformat = %m/%d/%Y %H:%M
longdatetimeformat = %m/%d/%Y %H:%M

ikhal (interactive khal) gives us then this nice prompt. It is shipped with khal and khal interactive has the same effect

Keybindings for khal

Key	Function
d	delete selected event
e	export selected event as ics file
d	duplicate selected event
E	edit selected event in $EDITOR
v	visual selection(vim like)
n	create new event
q	quit
t	select today
enter	show and edit details of event
meta enter	save edited event
j, down	move cursor down
k, up	move cursor up
h, left	move cursor left
l, right	move cursor right

Once forever mutt configuration

2020-02-26T23:09:00+01:00

What are we gonna do?

Contact synchronisation
Receive mails with offlineimap
Sending mails with msmtp
Tag emails with notmuch
Mailsync
Smash everything into mutt

Packages

I am using the following packages

neomutt (MUA)
notmuch (tag mails)
msmtp (send mails)
offlineimap (sync mails)
khard (contacts book)
vdirsyncer (sync contacts)
cron (automate scripts)
pass (password storage)
dunst (notification deamon)

Part 1: Contact synchronisation

I assume we have a installed and configured pass and have our nextcloud password. First we need a configuration file for vdirsyncer to synchronize the contacts with nextcloud

~/.config/vdirsyncer/config

[general]
#A cache path where the current status of vdirsyncer will be stored
status_path = "~/.config/vdirsyncer/status/"

#Create a new sync connection between two storages we will define
[pair nextcloud_contacts]
a = "nextcloud_contacts_local"
b = "nextcloud_contacts_remote"
collections = ["from a", "from b"]
metadata = ["displayname"]

# A local storage to store the contacts
[storage nextcloud_contacts_local]
type = "filesystem"
# Path to where to store the vcards
path = "~/.contacts/"
fileext = ".vcf"

# A remote storage to nextcloud
[storage nextcloud_contacts_remote]
type = "carddav"
# Can be obtained from nextcloud
url = "https://your.nextcloud.lcl/remote.php/dav/addressbooks/users/USERNAME/"
username = "USERNAME"
# Shell command which calls the external command pass and reads the password nextcloud
password.fetch = ["command", "pass", "nextcloud"]
# SSL certificate fingerprint
verify_fingerprint = "FINGERPRINT"
#Verify ssl certificate. Set to false if it is self signed and not installed on local machine
verify = true

The SSL certificate fingerprint can be obtained by the following line

echo -n | openssl s_client -connect your.nextcloud.lcl:443 | openssl x509 -noout -fingerprint

Then we can initialize our synchronisation with vdirsyncer discover. We will sync then with vdirsyncer sync To Automate the process I will run a cron job on it crontab

*/5 * * * * /usr/bin/vdirsyncer sync

The contact book is relatively easy to configure

~/.config/khard/khard.conf

[addressbooks]
# Create new contact book
[[Nextcloud]]
# Path to directory of vdirsynced contacts
path = ~/.contacts/contacts/

[general]
debug = no
default_action = list
# Set editor to edit contacts
editor = nim
merge_editor = vimdiff

# Set a few tweaks to how to display contacts
[contact table]
display = first_name
show_nicknames = no
sort = last_name

[vcard]
# Perform search in the vard files to improve performance
search_in_source_files = yes

With that configuration we can run khard show and if everything went fine, we can see a list of all our contacts.

Part 2: Receive mails with offlineimap

As a second part I want to fetch all my emails

Because we never want to store passwords in plaintext, we want to use pass again. In offlineimap we have to create a python script first, which then can provide us a method to read the password

~/.offlineimap.py

#!/usr/bin/env python2
from subprocess import check_out

# Python method to obtain password
# Runs the shell command "pass show mail" and return the result of it
def get_pass():
    return check_out("pass show mail", shell=True).strip("\n")

Some people might have issues with import check_out. These should install the python package subprocess32 and should replace the check_out call with check_output in the python script above.

And here is my configuration for offlineimap

~/.offlineimaprc

[general]
accounts = private
# Path to python script, which contains the method to obtain the password
pythonfile = ~/.offlineimap.py

# Create a mail syncronisation
[Account private]
localrepository = private-local
remoterepository = private-remote

# Local storage
[Repository private-local]
type = Maildir
# Path to where the mails will be stored
localfolders = ~/.cache/mail/private

# Remote storage
[Repository private-remote]
type = IMAP
# Path to Imap server
remotehost = &lt;HOST&gt;
remoteuser = &lt;USER&gt;
# Password method defined in our external python script
remotepasseval = get_pass()
remoteport=993
# Use ssl to synchronize emails
ssl = yes
# See fingerprint for vdirsyncer
cert_fingerprint = &lt;FINGERPRINT&gt;

# Sync all mails into their corresponding mail folders
# Not needed for local, but it might be necessary for mobile clients to have the sent emails in the corresponding folder
[mbnames]
enabled = yes
filename = ~/.cache/mail/mailboxes
header = "mailboxes"
# Set naming for the folders
peritem = "+$(accountname)s%(foldername)s"
sep = " "
footer = "\n"

We should not forget to create the directory ~/.cache/mail. With that things done we are ready to run offlineimap and probably wait quite a while until all our mails are downloaded.

Part 3: Sending mails with msmtp

As next we will configure msmtp to correctly send emails. Once we got that setup, we also can use msmtp in scripts to automate status updates or similar. I this case we have directly a parameter, which we can set to specify a shell command to optain our mail password. The configuration is not that hard either.

~/.msmtprc

account private
port PORT
host mailserver@example.com
from user@example.com
user USERNAME
passwordeval "pass show mail"
auth on
tls on
tls_starttls on
tls_certcheck on
tls_fingerprint FINGERPRINT

The usage from msmtp is rather simple. It takes stdin as a message and sends it with a given account. A hello world example would be

echo -e "Subject: Hello world\nThis a test mail from msmtp" | msmtp -a private &lt;EMAIL&gt;

Now we can already receive emails and send emails. But I want to be able to use my mailclient completely offline. Therefore we need to be able to write emails offline and send them as soon as we have an connection to our mailserver again. The shell script msmtpq. We can paste it basically anywhere where it is in our PATH to be executable from everywhere. I will paste it into ~/.local/bin/. The only thing left to do is to substitute every msmtp call with msmtp.sh. If an internet connection exists, it will be automatically uploaded. If not, then the mail will be queued.

To manage the queue, we use msmtpq.sh --g-mgmt.
Therefore to flush the queue, we run msmtpq.sh --q-mgmt -r.
With -d We can see the content of our queue. We will use this functionality later and automate the process.

The next thing we want to do is to tag our emails with notmuch.

Part 4: Tag emails with notmuch

To begin with notmuch we want to setup some basic configuration for notmuch to find its mail directory and other initial information.

~/.notmuch-config

[database]
# Path to our mails
path=~/.cache/mail

[user]
# My Name
name=Jon Doe
# My mail address
primary_email=example@example.com

[new]
# Which tags to give a new email
tags=new
ignore=

[search]
# Mails with this tags will be excluded from search
exclude_tags=deleted;spam;

[maildir]
# Synchronize mail tags with offlineimap
synchronize_flags=true

With that being said we can run notmuch new to see all our emails loaded into the notmuch database with is in our case located in ~/.cache/mail/.notmuch/.

Not we can use notmuch in the command line to manually tag emails. But in the next step we will create a script depending on our needs to do that automatically for us.

~/notmuch-hook.sh

#!/bin/sh
# Index all new emails
notmuch new
# Move tag new mails with unread and inbox
notmuch tag +inbox +unread -new -- tag::new
# Mark sent mails as not inbox, but sent
notmuch tag -new -inbox +sent -- from:&lt;MYEMAIL&gt;
# Move mails in trash out of the inbox
notmuch tag -inbox -- tag:trash
# Move mails from amazon.com out of my inbox and tag with shop
# We will have a seperate virtual mailbox in neomutt later for that
notmuch tag -inbox +shop -- from:*@amazon.com

To automatically retag all messages after offlineimap we can run a hook in offlineimap to run our notmuch script automatically after syncing

~/.offlineimaprc

[Account private]
localrepository = private-local
remoteport = remote-local
# Path to script which will be executed after mailsync
postsynchook = ~/.notmuch-hook.sh

Part 5: Mailsyncing

To automate notmuch tagging, mailsync and my oflfinemsmtp queue, we will create a syncing script. When we want to send a notification to our desktop from a cron run script, we need to specify the Xmenu dbus. For that we add to our .profile the following

In ~/.profile

touch $HOME/.cache.Xdbus
chmod 600 $HOME/.cache/Xdbus
env | grep DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS &gt; $HOME/.cache/Xdbus
export "export DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS" &gt;&gt; $HOME/.cache/Xdbus

Here is the final mailsync script

~/.local/bin/mailsync.sh

#!/bin/sh

#Get the Xdbus and load it up to be able to show notifications
if [ -r "$HOME/.cache/Xdbus" ]; then
    . :$HOME/.cache/Xdbus"
fi

# Get number of emails queued to sent
num_queue=$(msmtpq.sh --q-mgmt -d | grep num | wc -l)

# Flush queue
msmtpq.sh --q-mgmt -r

#Sync imap emails
offlineimap

#Get number of new mails
num_unread=$(notmuch count tag:unread)

#When run with parameter q, then don't show notifications
if [ "$1" != "q" ]; then
    notify-send " 📧Mailsync" "Synced mail\n 📬 $num_unread new mails\n 📯 $num_queue Mails uploaded"
fi

The only thing left to do is to add a cron job to automatically synchronize emails

*/10 * * * * mailsync.sh

Part 6: Smash everything into mutt

In mutt is a lot to configure. Here is the basic configuration to get the functionality we wanted.

~/.muttrc

#Setup minimal mutt mailboxes
set folder = "~/.cache/mail/"
set mbox_type = Maildir
set spoolfile = +/
set postponed = +private/Drafts
set trash = +private/Trash
set record = +private/Sent

#Setup notmuch mailboxes
#URL to your mail folder
set nm_default_uri = "notmuch:///home/dbauer/.cache/mail"
set virtual_spoolfile=yes
virtual-mailboxes \
    " 📥Inbox"        "notmuch://?query=tag:inbox"\
    " 📬Unread"       "notmuch://?query=tag:unread"\
    " 📧Sent"         "notmuch://?query=tag:sent"\
    " 🛒Shopping"     "notmuch://?query=tag:shop"\
    " 🗄 Trash"        "notmuch://?query=tag:trah"

#Basic naming setup
set from "myemail@myserver.com"
set realname "My name"
set use_from = yes
set reply_to = yes

#Send emails via msmtpq.sh
set sendmail = "msmtpq.sh -a private"
set sendmail_wait = 0

#Sidebar configuration
set sidebar_format = "%B %?N?[%N]? %* (%S)"
set sidebar_visible = yes

#Look up contacts via khard
set query_command= "khard email --parsable --search-in-source-files %s"

#Hacky way to select the inbox in sidebar with key i
#The number of &lt;sidebar-prev&gt; depends on how many mailboxes we have.
#We basically just press them to reach the top in the worst case from the very bottom.
unbind index i
macro index i "&lt;sidebar-prev&gt;&lt;sidebar-prev&gt;&lt;sidebar-prev&gt;&lt;sidebar-prev&gt;"
#Mark email as deleted with key d
macro index d "&lt;modify-labels&gt;+trash&lt;enter&gt;"
#Search emails via notmuch with /
macro index // "&lt;vfolder-from-query&gt;"
#Add email address to contact book with A
macro index,pager A "&lt;pipe-message&gt;khard add-email&lt;return&gt;"
#Save selected attachment with S
macro attach S &lt;save-entry&gt;&lt;kill-line&gt;$HOME/Downloads/&lt;enter&gt;j&lt;enter&gt;
#General command to edit notmuch labels of selected email
macro index,pager y modify-labels
#Navigate through sidebar
bind index,pager &lt;left&gt; sidebar-prev
bind index,pager &lt;right&gt; sidebar-next
bind index,pager &lt;space&gt; sidebar-open

Nutcracker Performance

2019-12-13T09:06:00+01:00

In August this year I attended an audition for a nutcracker production in Des Moines. The rehersals began in November and it was a cool experience to actuall practice with the boys in your same age and level. I did not have that in Germany. The whole production runs of multiple Ballett studios in the whole town, so I had to go to different studios for my two dances on Saturday and Sunday.

The first run through was allready on wednesday in the civics center. Thursday follwed with final rehersal and final started the shows with the school shows. On saturday we had two and on sunday one performance. I definetly can say, that I could feel the previous days in my legs on sunday. The whole production was with the concept, that we were treated like professional dancers. That idea was really interresting, beginning from the makeup, to how the treat us behind the stage. Appropo stage: it was huge. The Des Moines Civic Center is a really big building and it was pretty cool to stand behind the stage there.

Overall I can say, that it was a really good oportunity for me to dance somewhere else and with a different style. Also did I really enjoy meeting the new people to dance with them in this terrific setting. I would reccomend everyone to simply go to such auditions and take part in a ballet production despite if you are from that studio or not.

Civic Education week in Washington D.C.

2019-12-13T08:43:00+01:00

One if not the part of my exchange year we all were looking for was the Civic Education Week in Washington D.C. It was part of my scholarship and included a lot of different activities. I will try to write blog posts about as many as I can. Here is first of all a brief list of activities we did.

Capitol Hill Day
Newseum & other museums
Memorial Tour
Department of state visit
Ford's Theater
and more

I arrived late in the night on sunday, because I had my nutcracker performance in the morning. At the first day we got our schedule for the whole week. Everything was exactly planned and with almost no breaks. Many of us were intimitated at first, because it did not seem like we would have any freetime, but I would say afterwords that I would not wanted to just talk with friends. The variety of activities gave us the feeling to get the most from the few days we had.

I was happy to meet some people from my preperation week again, but also meet new cool people. I am not really sure, if this is the best concept by mixing groups of around five of each preperation seminar or organisation together. That leads to many small groups and it was harder to get known to new people, because many stay in their group. In the end of the week this situation broke up, but I would have wished this happened earlier. But it definetly felt good to talk about ones experience so far with people from the same persepective.

Also we visited the national christmas tree(s). I decided to photograph every single one and here is the result of it.

zsh as my new shell

2019-11-24T14:09:00+01:00

When I installed arch Linux on my computer(at around April this year) I was looking for a simple shell with a few specific features like spelling correction of the recursive path listing. As my options I found fish and zsh. Since a friend showed my zsh with the oh-my-zsh framework, which was way to complex for my needs, and I did not know about the 'normal' way of zsh I used fish for around over half a year. But since fishs lacking POSIX compatibility I was quite often annoyed when trying to run a command found. Around a month ago I then switched to vanilla zsh.

Configuration

.profile

One of my first issues was quite easy to solve. My .profile file was not read anymore since I installed it via pacman and set it as my default shell. I solved this issue by linking my .profile file to .zprofile

ln .profile .zprofile

Alternative config directory

The normal zsh configuration would be in .zshrc. Because I am a friend of putting all my configuration in ~/.config/ I looked for a way to move it. It turned out, that it is possible to set a environment variable for the zsh config directory in my .profile. The configuration file stays still .zshrc.

export ZDOTDIR="$HOME/.config/zsh"

General configuration

autoload -U colors &amp;&amp; colors
HISTSIZE=10000
SAVEHIST=10000
HISTFILE=~/.cache/zsh/history

Custom Prompt

My prompt looks around like this. (Of course with a different color sheet)

[dbauer@host ~/daten]$

PS1="%B%{$fg[red]%}[%{$fg[yellow]%}%n%{$fg[green]%}@%{$fg[blue]%}%M %{$fg[magenta]%}%~%{$fg[red]%}]%{$reset_color%}$%b "

Code and file completion

autoload -U compinit
zstyle ":completion:*" menu select
zmodload zsh/complist
compinit
_comp_options+=(globdots) #Include hidden files

Syntax highlighting

For syntax highlighting I use the plugin zsh-syntax-highlighting available under Arch Linux in pacman/community

Useful aliases

I found some quite useful aliases. I set an alias to connect to my vpn.

alias vpn-home="sudo openvpn --config .openvpn/config.ovpn"

Also I set a quite useful alias for my git branch

alias showBranch="git log --graph --decorate --oneline"

To have an quick and dirty clock in my terminal I have the following alias

alias clock="while true; do tput clear; date +'%H : %M : %S' | figlet ; sleep 1; done"

And last but definetly not least I set an alias to cp. Prppably there are people out there who would critisize it, but when I copy large directories I want to keep track of the progress. That's why I use rsync instead from now on.

 alias cp="rsync -ah --progress $1 $2"

Route all traffic through openvpn

2019-10-18T10:52:00+02:00

In general I use two VPNs. Both are selfhosted OpenVPN networks. One to connect into my home network from the outside and one to use insecure wifis at public places. The first one goes into a WLAN with no way out, so I do not want to route all my traffic through this. But, when I connect through my second one from an airport, I want to make sure, that every traffic from every application of my computer is routed through the tunnel. In the beginning I struggled a lot when I tried to remove the default ip route and add a custom one, because then my connection to my vpn server got lost. But then I found a very comfortable way in the openvpn config to handle the routing for me. By simply adding the following line to my client configuration OpenVPN automatically handles my routing without any init or deinit scripts.

redirect-gateway def1

In my openvpn log I can now find the done routing

Fri Oct 18 10:49:30 2019 /usr/bin/ip link set dev tun0 up mtu 1500
Fri Oct 18 10:49:30 2019 /usr/bin/ip addr add dev tun0 10.8.0.3/24 broadcast 10.8.0.255
Fri Oct 18 10:49:30 2019 /usr/bin/ip route add HOST/PORT via 192.168.2.1
Fri Oct 18 10:49:30 2019 /usr/bin/ip route add 0.0.0.0/1 via 10.8.0.1
Fri Oct 18 10:49:30 2019 /usr/bin/ip route add 128.0.0.0/1 via 10.8.0.1

It can be easily checked by pinging an known address and running.

sudo tcpdump -n -i tun0

It should appear in the output

Pelican Syntax highlighting

2019-10-15T21:42:00+02:00

First make sure to install pygments, so the markdown module codehilight can use it.

pip install pygments

Then I had the main issue. The actual code highlighting is in a markdown extension which like the author of codehilight said, has to be forked by yourself. I simply used the default one he recommended.

The markdown syntax for a code block a newline followed by the code tab indented. Who does not want line numbering, should append a :::language (also indented) before the code.

Some caption for the stuff
&lt;newline&gt;
&lt;tab&gt;:::python
&lt;tab&gt;print("Hello World")

Python Markdown Extensions

2019-10-13T20:54:00+02:00

I write my blog posts in markdown and pelican does the magic with it. So I don't really like to have html code in my markdown files. Unfortunatly, like many people know, Markdown has no download or abbreviation tags. That's why I wrote my own markdown extensions for pelican to handle that for me.

General

I store all my extensions in a directory markdown. To import the extension classes I will append the directory to the python path. In my configuration file I firstly import the extension class we will create for each extension.

sys.path.append("markdown")
from markdown_extension import Extension

In the pelican configuration file we will add a dictionary with a list with all the extensions in it.

MARKDOWN = {
    "extensions": [Extension()]
}

Abbreviation

markdown/markdown_abbreviation.py

import re
from markdown.extensions import Extension
from markdown.postprocessors import Postprocessor

def makeExtension(configs=None):
    if configs is None:
        return AbbreviationExtension()
    else:
        return AbbreviationExtension(configs=configs)

class AbbreviationExtension(Extension):
    def __init__(self, **kwargs):
        self.config = {}
        super(AbbreviationExtension, self).__init__(**kwargs)
    def extendMarkdown(self, md, md_globals):
        postprocessors = AbbreviationPostprocessor(md)
        md.postprocessors.add("abbreviation", postprocessors, "&gt;raw_html")

class AbbreviationPostprocessor(Postprocessor):
    abbreviation_pattern = re.compile(r"\?\[([^\[]*)\]\[([^\[]*)\]")
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(AbbreviationPostprocessor, self).__init__(*args, **kwargs)
    def run(self, html):
        return re.sub(self.abbreviation_pattern, self._code, html)
    def _code(self, match):
        title, name = match.groups()
        return "&lt;abbr title=\"" + title + "\"&gt;" + name + "&lt;/abbr&gt;"

Download

markdown/markdown_download.py

import re

from markdown.extensions import Extension
from markdown.preprocessors import Preprocessor
from markdown.postprocessors import Postprocessor

def makeExtension(configs=None):
    if configs is None:
        return DownloadExtension()
    else:
        return DownloadExtension(configs=configs)

class DownloadExtension(Extension):
    def __init__(self, **kwargs):
        self.config = {}
        super(DownloadExtension, self).__init__(**kwargs)

    def extendMarkdown(self, md, md_globals):
        postprocessors = DownloadPostprocessor(md)
        md.postprocessors.add("download", postprocessors, "&gt;raw_html")

class DownloadPostprocessor(Postprocessor):
    download_pattern = re.compile(r"\%\[([^\[]*)\]\[([^\[]*)\]")

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super(DownloadPostprocessor, self).__init__(*args, **kwargs)

    def run(self, html):
        return re.sub(self.download_pattern, self._code, html)

    def _code(self, match):
        url, name = match.groups()
        return "&lt;a href=\"{static}/files/" + url + "\" download&gt;" + name + "&lt;/a&gt;"

Create Wordclouds

2019-10-13T15:59:00+02:00

After I saw a wordcloud on the blog of my father, I decided to create one for my blog too. After a call with him I found out, that he created it once and never regenerated it, because of performance reasons due of his blog software. I want it to be dynamic created by a self written pelican plugin. Unfortunately I am not finished installing all the required modules on the webserver, so I don not have a wordcloud with all my tags yet.

My python script

I found a python script on the blog of my father and modified it for general use.

#!/usr/bin/env python3
from os import path
from wordcloud import WordCloud, STOPWORDS

#function to map color to my blog scheme
def color_func(word, font_size, position, orientation, random_state=None, **kwargs):
    x = position[1] / 400.0
    g = x * 153 + (1-x) * 87
    b = x * 87 + (1-x) * 153
    return (21, int(g), int(b))

#Main function
def create(in_f, out_f):
    d = path.dirname(__file__)
    stopwords = STOPWORDS.copy()
    text = open(path.join(d, in_f)).read()
    wordcloud = WordCloud(background_color="white", mac_words=25, stopwords=stopwords).generate(text)
    wordcloud.recolor(color_func=color_func, random_state=3)
    wordcloud.to_file(path.join(d, out_f))

#To be usable as shell program
if __name__ == "__main__":
    import sys
    in_f = sys.argv[0]
    out_f = sys.argv[1]
    create(in_f, out_f)

Usage

Now I have two methods to use it

As a cli with

wordcloudcli.py text.txt out.png

As a python module

import wordcloudcli
wordcloudcli.create("text.txt", "out.png")

So let's have some fun with it

The whole Bible

Dracula

Huckleberry Finn

Romeo and Juliet

Axe Throwing

2019-10-10T23:09:00+02:00

My hostmother got some tickets for this location for free and because she told us it would be fun, we gave it a try. And spoiler, it was really fun. We had to drive a but longer to it, but the time was it worth. We went there with a group of eight people. Each group gets one "Basket" with two lanes. Each lane had a target plate.

The instructors were casual and friendly, but showed us how to throw safely. My only security concerns were because one member, who didn't really repsected an axe, but after I told him that, he did better. The whole event was really entertaining and showed me, how a for a foreign strange sounding activity can be really fun. Maybe we can do that in Germany too.

So I can really recommend this location

Homecoming

2019-09-22T20:39:00+02:00

Last week we had homecoming. In our homecoming week we had multiple activities.

Dress-Up Days

Over the whole weeks we had different themes to dress every day.

Favorite movie character
Holiday
White-Out
Back in the days
School Colors in red and blue

Homecoming Parade

In our parade many groups of our school went to our downtown and threw candy. It can be compared to our German Karneval. Our football team for example was driving on the fire trucks. Also the dance team went with us, the marching band, our homecoming court and others. The homecoming court exists out of the five most votes boys and girls each, who are the candidates for homecoming king and queen.

Pep Rally

The pep rally is some kind of a school show with the current seniors. The school marching band played our school anthem and the dance team presented their dances. The parents of the Seniors made a show with their children. They dressed them up like characters from their generation. Also the homecoming king and queen were being elected.

Homecoming Game and Dance

In the evening we had our homecoming game. So we had a home football game with our marching band, the dance team and so on. In the halftime our school gave a great entertainment with all of them. Also the homecoming king and queen were presented to the public. Fortunately we won the game, so we could go with a good mood to our homecoming dance. Well, the dance was not that successful, so very less people were even there and even less were actual dancing. But simply spending time with my friends and especially new people was quite fun. After that we hang out a bit and some of my friends invited me to go snipe hunting, but fortunately told me the real meaning after they realized that I would be really screwed up alone in a corn field.

The nondescriptive moments can be the best one

2019-09-15T20:51:00+02:00

Like my father wrote 8 years ago I got an alternative music education which I never regret. But this also means I am familiar with Jimmy Hendrix, Tom Petty, John Denver and all the other American music legends. Today a friend and me planned to buy a pair of good old American boots. Well, we arrived when every store was already closed. But the drive back was legendary. We just turned the music loudly on and found out, that we shared the same music favourites. Just listening to music together can be a great experiences. Free Fallin', Could you be loved, Country Roads are a few of them.

So now I really have to say thank you to my father to show me that great music. I think that feelings would not be possible with todays music. Wait, also great thanks to my sponsor Norbert Röttgen. Without him, I would not be able to sit here and write about this beautiful experience.

My Nutcracker Roles

2019-09-07T18:40:00+02:00

When you have read my article about my Nutcracker Audition you may would like to know which roles I now got.

Well a few days after the audition I got my dates for my civic education week. In this week I will spend some days in Washington D.C. It is in the second week of December. So my flight to Washington D.C. is going be at the same day the last presentation will be. So I thought I will not be able to take part in the ballet. But because of my brilliant host mother I am able to take a flight after the presentation. Only because the presentation is in the same city as my airport I can do that.

So a week ago I got my role offer. The offered me two roles in the second act. My first role is the solo role in the Hungarian dance. And my second role is in the Russian dance. I love this dance. When I saw it the first time I thought: when I would choose a dance in Nutcracker I want to be in the Russian dance. It is just so funny and powerful. And of course I don't say No to a solo role. So I am very happy with the roles. Especially when I think about the differences between Russian and English Ballet I mentioned in my post about the audition.

You really can not believe how happy I am to have this opportunity. I can not repeat enough, that this was made possible by my sponsor Norbert Röttgen. Huge thanks to him. But also to my great host mother who helps me with everything I need help and organizes a lot of events or experiences for us.

My first school day

2019-08-26T21:00:00+02:00

Before the classes

Okay where should I begin? I started the day with a breakfast with the football team which was really cool. So we drove to one of the team members house where some parents prepared it for us. We had pancakes, scrambled eggs, and fruits. Then we drive to school. (I was driven of course). Then I approached the school my name was written on the ground in front of the main entrance with my football number. Also every football player had a sign that looked a football jersey with his name and his number attach to his locker. It was Friday, so game day, so the football team wore their jerseys.

My classes

So at first I took my schedule and got a guided tour through the important parts of the school. Then I had PE, so sport in my first hour. In the second hour I had Chemistry. Wow that room is modern… In Germany you are glad when you have one working monitor per class, but in this room is one monitor for 7 students per table each. The teacher gave us the curriculum for this year and I noticed that I knew almost everything from my previous years. Hmm, we will see if I was right. In the third hour I had study hall so I simply sat down with some people and talked to them because we had nothing to do. Then the juniors where called to the library to get their laptops. Yes you heard right. Every student received it's own Chromebook. In a community school without any extra fees. In Germany you can be glad when the regular computers work. So many of the classes have online content. By now I had almost no problems with finding the room but, now I really struggled finding my math class. With some help I found it, this room had a smartboard so the class is way different from the German math classes. My next class is American government. We started with the us citizenship test. Well, I think for a foreign exchange student this test is an ideal way to check ones progress during the year. Of course because I have a political scholarship that class is perfect for me to learn more about the US system. Then we went to lunch and I sat with some guys from the football team. After lunch we continued the government class. And then we had DEN time. It is just like another study hall to prepare ones stuff and to do homework, so again I met new people. My sixth class was Tech. It is about crafting and machines, that sounded very interesting. The teacher said maybe we will do some welding in the end of the year. Then I had World history. We had not done that much by now, but I am interested how the history taught here differs from the one taught in German schools. My last class is English. The teacher is quite tough, but my last English teacher was very tough as well so I am used to it. I see it just as a challenging opportunity to improve my English a lot.

Conclusion

So those are my classes. What else happened that day? Well, we had a football game that night. I heard a ton of new names on that day. Because that school is so small and I am on the football team way more people came to me than to the other exchange student. So I had so many new people and new impressions that I forgot many things instantly and I was glad when I found a room by myself. All in all I had no really bad experiences on my first school day.

Nutcracker audition

2019-08-25T12:01:00+02:00

How it began

Half a week ago my host mother told me about a nutcracker audition in Des Moines. And since I do ballet for 7 years I really wanted to continue it in America. My host mother and sister drove me to the dance studio. I was in the highest age class with 14 and upper. Unfortunately I hurt my foot one day before so I was not sure if I should do it. But because it hurt just a tiny bit anymore I decided to take part.

How it was

So when we arrived I registered and got my number. So it was like the auditions in the movies with numbers and the judges in front of you with a long table. Then I went to the other waiting dancer. There were around 30 to 40 girls and we were five boys. We started with some basic plié and dancing warming up and then we had some basic choreographies. Then the boys had one or two solo choreographies with a lot of jumps. After that the girls had their pointe and a selection in two rounds for the higher roles. Then the boys had grand pirouette. When their were only six girls left we had some paring with pirouettes and some promenade. And that was it.

My difficulties

So as you might know in Germany there is mostly Russian ballet taught and not the English like in the US. It might sound like small differences and they are mostly minor. But when you have ever danced the "Russian way" and never had any experiences with the English ballet you will be confused my things like way of holding your arms or common movements. So that was one of my major problems. I was not used to such minor things which got me out of my concept.
And there was of course the naming. I bad in french names at home as well, but then their was an other accent of it which was quiet hard for me to understand. But with half a second of a delay in the beginning I got almost everything.
As I said earlier I had some problems with my foots the day before which prevented my for example from jumping as high as usual.

Conclusion

Despite the given difficulties already the audition has a great experience for me to learn another type of ballet. And lucky for my their was a women in the judgment who speaks German and was informed by my host mother, so she helped my a bit with the expressions. And even if I know that three of the five boys were way better than me, I am looking forward to take some part in that production.

High school football

2019-08-24T22:36:00+02:00

I had no football experiences before so it is currently a exciting experience to learn football. But especially the team experiences are amazing. So yesterday on the first school day we had our first match and I had my first football game ever. At the end of the school year I will write a general report about my overall experiences with the team.

At first we meet in our coaches room and spend some time together and got into the right mood. Already getting ready in the locker room was amazing. Everyone had fun. After the final meeting with the coach we went on the field. Oh man was that awesome. Everyone was yelling and the whole football field was like electrified. Even if I did not play I was part of the team and that was what counts. In the end we won 62 to 26. And I think that having a party in the locker room is not a common thing in Germany. But here everyone is just having fun. I think joining the football team my best decision in this adventure by now.

The adventure begins

2019-08-08T17:44:00+02:00

Disclaimer: I will write only English articles during my time in the USA. Maybe I will translate the afterwords.

Yesterday was the day of the days. The departure date. With the whole group of the PPP-participants and two teamer of Experiment e.V. we flew from Frankfurt to Washington D.C. I was excited especially of the flight, because I never flew before, but we were in a big group. In the plane we met also a group of other exchange students. It was very interesting to compare the expectations of different nations. Due to a storm in Washington we were not able to land, so we had a pause in Montreal to refuel the airplane. Then with four hours delay we arrived in Washington Dulles. And in this moment I realized that the (before theoretical) year begins.

Passing the security check pass quiet simple and equipped with our package we went to the exit. In the exit we were welcomed by CIEE teamers. With them we took a shuttle bus to a hotel. Normally we would have done some information program done, but it was already 9:30 PM so we had a great dinner and after that a short introduction. Well, at around 00:00 I could sleep. But I was way to excited and a bit scared because I had to fly one my own from Atlanta to my final destination. So after one hour of sleep I woke up and at around 3 AM I left my room with all my baggage to not wake my room mates up, who did not have to wake up as early as I. In the lobby I was able to prepare myself and my baggage. At 4 AM we went with a teamer to the airport to Check-In. After the security we bought some breakfast. With three people we flied to Atlanta. And there I was, as said, on my own. But finding my flight on a big screen was not a big deal. Somehow strange, but also funny is: From flight to flight the airplanes became smaller, but the space for my legs increased constantly.

When I went out of the airplane my first two goals were to find A my baggage and B my host family of course. First I tried task A. No problem. Task B was as easy as A.

And there it was: my host family! Finally. After almost one year from the beginning of the application process for the scholarship I sit in the car and started to realize what happened. Now when I am writing this I started to realized the real opportunity my sponsor gave me. But I think I have still not completely realized that this dream is now reality.

Resume:

Flying on your own (event if you have no experiences) with a prebooked E-ticket is no problem.
- The staff is there to help you
Crying in the airplane is not a problem. That is part of the realizing process.

Mein Abschiedsbuch

2019-08-06T12:29:00+02:00

Was ist ein Abschiedsbuch genau?

Unter viele Austauschschüler/innen ist es mittlerweile Brauch ein Abschiedsbuch zu gestalten. Dort bereitet man diverse Seiten vor, die die Freunde/innen dann ausfüllen können. Auch lässt man in der Regeln hinten im Buch noch einige Seiten frei, wo sich die anderen dann kreativ ausleben können und eine eigene Seite für einen gestalten können. Diese Seiten werden werden dann abgedeckt oder ähnliches, damit man sie dann erst im Flugzeug liest. So ein Buch fängt man in der Regel ca. 2 bis 3 Monate vor Abflug an, da das Buch für die individuellen Seiten herumgegeben wird.

Wie ich auf die Idee gekommen bin

Bis zu meinem Vorbereitungsseminar fand ich die Idee ziemlich blöd, doch ein paar andere Teilnehmer hatten ihre dabei. Als ich das dann mal in echt gesehen habe, fand ich die Idee auf einmal doch nicht mehr zu blöd. Gut, ich hatte noch ca. 5 Wochen bis zu den Schulende Zeit. Hmmm, eine Woche erstellen. Dann bleiben ja nach Adam Ries noch 4 Wochen zum eintragen Zeit. Sagen wir mal 20 Einträge à 1-2 Tage Bearbeitungszeit. Huch! Das passt nicht. Und wenn dann nur ganz knapp.

Meine eigene Art es zu regeln

Doch als (angehender) Informatiker weiss man sich zu helfen: Parallelisieren. Ich designe das Buch und Seiten zum ausfüllen selber, und binde dann das Buch selber. Guter Plan, nur eine Sache fehlte: Ein schönes Buch. Bei meiner künstlerischen Begabung war mir sofort klar, dass dieses Buch aus dem Drucker kommen sollte. Okay, wie erstelle ich es dann am Computer: Libre Office? - Ne, keine Lust auf Alignment mit der Maus, Latex? - Ne, ich bin noch nicht erfahren genug für eigene Kommandos, Python? - Klingt komisch, sollte aber klappen! Also habe ich mein Abschiedsbuch allen ernstes in Python programmiert. Die Reaktion meines Vaters war nur: "Ha! Das passt zu dir."

Tja, also gingen vor Wochen schon die Blankoseiten herum. Gestern hatte ich dann alle eingesammelt und ja, hier ist es:

Plain Text Kalender

2019-07-31T22:03:00+02:00

Inspiration

Der Anlass war todo.txt einen Plaintext basierenden Kalender zu definieren. Nach einigem Googlen fand ich als Lösungen Calvin und verticalCal, jedoch fand ich die Formate unausgereift bzw. zu umständlich.

Ziel

Der ganze Kalender muss in einer Textdatei liegen
Das Format soll
1. Aus einem Texteditor bearbeitbar sein
2. Automatisch bearbeitbar sein
1 Termin = 1 Zeile

Spezifikation

Zeitpunkt

YYYY-MM-DD/HH:MM
Beispiel: 2019-07-23/12:56

Ort

@Ort (Leerzeichen werden durch Unterstrich ersetzt)
Beispiel: @Musterstraße_5._Musterstadt

Kategory

+Kategorie
Beispiel: +Schule

Termin

Startzeitpunkt [Endzeitpunkt] Name [Kategorie] [Ort]
Der Name hat keine Einschränkungen in der Schreibweise oder Länge.
Beispiele:

2019-08-02/15:00 Friseur @Friseur_Maier
2019-08-01/13:00 Farbe Kaufen +Familie @BaumarktXY

Anmerkungen

Da Kommentare (fast) nie genutzt werden, können sie, wenn zwingend Notwendig, anderswo gespeichert und verknüpft werden.
Wiederholende Termine sollen über eigene Scripte gelößt werden. Dies war eins der Kernfeatures, die ich als Ziel hatte

Implementierung

Die Implementierung habe ich in Python3 vorgenommen. Ziel war hier ein Kommandozeilentool für das Anzeigen, Bearbeiten, Löschen und Erstellen von Terminen. Ich bisher zwei halbe Implementierungen vorgenommen. Ein Vim Plugin für Syntax-highlighting und ein cli für das Erstellen, Sortieren und Auflisten der Termine. Im Vim-Plugin fehlen noch Features, wie das Bearbeiten, Sortieren und vielleicht komfortables Erstellen. Mal schauen, wann ich dies hinzufüge. Dem Cli fehlt noch das Feature von Bearbeiten und dem Entfernen von Events.

Da alles unter GPL v.3 lizensiert ist, kann man gerne Verbesserungen vornehmen. Ich freue mich über Verbersserungsvorschläge.

Todo.txt mit vim

2019-07-31T17:24:00+02:00

Zuhause haben wir seit ca. einem Jahr unsere Nextcloud. Die Todolistenfunktion, welche in den Kalender integriert war, habe ich mangels einfacher Bedienung eher halb genutzt und habe mangels guter Liste manche Todos etwas schleifen gelassen. Mein Vater benutzt dieses Tool schon seit sieben Jahren, jedoch habe ich erst vor kurzem diese Genialität entdeckt. Ich persönlich verwende nur Prioritäten von A bis E Dabei benutze ich die folgende Bedeutung:

A	Heute
B	Morgen
C	Diese Woche
D	Nächste Woche
E	Unbestimmt

Synchronisierung

Zur Synchronisation habe ich in meiner Nextcloud ein Verzeichniss mit der Datei todo.txt. Auf dem Smartphone kann ich die einzelne Datei einfach lokal synchronisieren. Die Nextcloud App für Computer kann aber nur Verzeichnisse synchronisieren, weshalb ein eigenes Verzeichniss dafür habe. Da ich aber die Nextcloud App unpraktisch bzgl automatischen Scripten finde suche ich noch nach einer bidirektionalen Syncsoftware. Vdirsyncer kann leider kein WebDAV und rclone ist auch nur monodirektional. Wem da eine Lösung einfällt, kann sich gerne bei mir melden.

Bedienung

Desktop und Laptop

Ich weis, dass es das Kommandozeilentool todo.sh gibt, allerdings ist der Mehrwert dieses mir noch unklar. Ich öffne die Textdatei lieber in Vim mit dem Plugin todo.txt-vim. Da dieses nicht ganz in meiner Vim-Konfiguration funktioniert, habe ich es kurzerhand abgewandelt und in meiner .vimrc erweitert.

autocmd BufRead,BufNewFile */todo.txt set filetype=todo
" todo.txt colors
highlight TodoDone       ctermfg=DarkGray
highlight TodoPriorityA  ctermfg=Red
highlight TodoPriorityB  ctermfg=Yellow
highlight TodoPriorityC  ctermfg=Yellow
highlight TodoDate       ctermfg=Magenta
highlight TodoProject    ctermfg=Cyan
highlight TodoContext    ctermfg=Blue
" todo.txt keybindings
nnoremap &lt;leader&gt;s :sort&lt;CR&gt;
nnoremap &lt;leader&gt;c :call todo#txt#mark_as_done()&lt;CR&gt;
nnoremap &lt;leader&gt;d :call todo#txt#set_date()&lt;CR&gt;

Die Veränderung Abänderung ist hier als Patch zum Download. Die Kombination <leader>d ist besonders beim schreiben neuer Todos praktisch.

Smartphone

Für das Smartphone benutze ich wie die meisten die App SimpleTask aus F-Droid. Als ich in der Nextcloud App die Datei heruntergeladen habe, wähle man in SimpleTask als Datei /Android/media/com.nextcloud.client/nextcloud//todo/todo.txt aus. Auch deaktiviere ich das Archivierungsfeature in den Einstellungen, da ich dies später über Scripte lösen will.

Multi material Knife

2019-07-29T00:00:00+02:00

Teabag holder

2019-07-29T00:00:00+02:00

Wallmounted Spolholder

2019-07-29T00:00:00+02:00

Eddingholder

2019-07-26T00:00:00+02:00

Feets for Motorhome awnings

2019-07-26T00:00:00+02:00

Eine Küstenwanderung mit leckeren Crepes

2019-07-25T20:42:00+02:00

Zurzeit bin ich vor meinem Abflug nach Amerika erstmal noch einmal mit meiner Familie in der Bretagne. Heute haben wir also eine Küstenwanderung entlang des GR43 gemacht. Dabei hatten wir wunderschöne Ausblicke auf eine große Bucht und sind durch grüne Tunnel gegangen.

Auch sind wir dabei an von Büschen umrandeten Hortensien-Feldern vorbeigelaufen.

Nach ca.2½ Stunden sind wir dann im Hafen unseres Ziels angekommen. Dort gab es dann erstmal einen Galette und Crepe.

Den Rückweg sind wir dann per Bus gefahren. Unsere Körper waren noch mit verdauen der Köstlichkeiten beschäftigt.

Fazit: 1. Die Küsten in der Bretagne sind verdammt hügelig! 2. Wer in der Bretagne ist muss mindestens einmal eine richtige Creperie besuchen

Einen Fettbrand mit Wasser löschen

2019-07-05T10:28:00+02:00

Man lernt heute in der Schule, Zuhause und sonstwo immer, dass man einen Fettbrand unter keinen Umständen mit Wasser bekämpfen soll. Nur kann/wird man dieses Wissen denn dann auch im Ernstfall innerhalb von Sekunden anwenden?

Vor ein paar Wochen war ich mit Freunden auf einem Balkon grillen. Und nun ist uns irgendwann von dem fettigen Fleisch etwas zu viel Fett auf die Heizstäbe des Elektrogrills getropft und hat sich entzündet. Und das erste was man hört ist von 5/7 Seiten: "Holt mal Wasser!" - Bitte Was⁉ Naja, irgendwann konnten ein anderer und ich sie dann noch überzeugen doch lieber Blumenerde zu nehmen. Glück gehabt...

Ich finde dies ist ein relativ gutes Beispiel dafür, dass es nicht viel bringt uns in der Schule auf Biegen und Brechen Wissen einzuprügeln, damit man es im Test kann. Den davon bleibt nicht viel hängen und fürs Leben lernen so leider viele auch nicht.

Mein Bundesstaat

2019-06-22T13:10:00+02:00

Gestern habe ich eine erfreuliche Email bekommen: Mir wurde meine Gastfamilienaddresse mitgeteilt. Ich werde ins ländliche Iowa in ein Dorf mit ca. 1500 Einwohnern kommen. Meine Gastfamilie wird inklusive mir siebenköpfig sein. Davon ist einer noch ein chinesischer Austauschschüler. Auch meine Schule wird recht klein sein. Aber dann kann man ja wohl auch besser neue Leute kennenlernen.

Nun freue ich mich immer mehr auf meinen Abflugstag und möchte meine Gastfamilie in echt kennenlernen. An alle (zukünftigen) möchte ich jetzt weitergeben, dass man sich keine Sorgen machen muss, wenn es etwas länger dauert. Die Mitarbeiter wissen eigentlich immer was sie tun und kennen das Prozedere.

Meine PPP-Bewerbung

2019-06-22T08:15:00+02:00

Anfang Mai wurde ich von meinem Bundestagsabgeordneten Norbert Röttgen als Stipendiat für das PPP/CBYX 2019/20 angenommen. Nun möchte ich euch von meinen Erfahrungen mit dem Bewerbungsverfahren berichten.

Wie ist es bei mir passiert?

Alles angefangen hat es im Oktober 2018, wo meine Mutter mich beim Grillen gefragt hat, ob ich mich denn nicht auf das PPP-Stipendium bewerben möchte. Sie habe das auch früher gemacht, ist aber nicht ausgewählt worden. Ich fand die Idee echt cool, da mich der kulturelle Austausch mit den USA sehr interessiert und ich noch nie in den USA war.

Also bewarb ich mich kurzerhand auf dem Portal des deutschen Bundestages. Nachdem ich dort ein Formular ausgefüllt habe, wurde mir meine Partnerorganisation mitgeteilt: Experiment e.V.. Dort ging die Bewerbungsphase dann richtig los. Das Formular war intuitiv auszufüllen. Das einzige, was mir ein winziges bisschen Bauchschmerzen bereitete, waren die Mindest- und Maximalwortanzahlen bei den zu schreibenden Texten. Ich bin eigentlich immer nur knapp unter die Minimalanforderung gekommen, worüber ich mir aber eigentlich keine große Sorgen machte. Als dieses Formular abgeschickt worden war, passierte ersteinmal für ein oder zwei Wochen gar nichts.

Dann wurde ich im November für einen Tag zu einem Gruppengespräch in Bonn eingeladen, wo alle (ungefähr 15-20) Kandidaten, die ungefähr aus ihren Bögen den Anforderungen entsprachen, eingeladen waren. Und hier kommt die erste Besonderheit an Experiment e.V., da es eine Non-profit-Organisation ist, und sie damit also kein Geld als Verein einnehmen dürfen, wird sehr viel im Verein durch ehrenamtliche ehemalige AustauschschühlerInnen getan, wie zum Beispiel die Auswahlgespräche oder die Vorbereitungsseminare. Also konnte man sich schon direkt beim Auswahlgespräch Erfahrungsberichte bei den Ehemaligen einholen. Obwohl wir alle eigentlich gegeneinander spielten und alle dieses eine Stipendium haben wollten, schien die Stimmung locker und entspannt.

Im Dezember oder Januar bekam ich dann eine persönliche Nachricht von meinem Abgeordneten, dass er mich gerne in einem persönlichen Gespräch kennen lernen würde. Also hatte ich Ende Januar/Anfang Februar ein Einzelgespräch mit Ihm. Dabei erfuhr ich, dass er nur zwei Kandidaten ausgewählt hat, was die Sache für einen noch spannender machte. Im Interview erzählte ich Ihm mehr von mir und weniger von den Unterlagen, denn die hatte er ja schon vorliegen. Drei Tage später bekam ich dann eine Email von Ihm, dass er mich ausgesucht hat.

Was kann ich anderen empfehlen?

Die nachfolgenden Punkte können sich nach Standardantwort anhören, aber sie stimmen.

Wie ich schon oben erwähnt habe, habe ich vergleichsweise wenig geschrieben
- Das ist nicht schlimm, es kommt darauf an, was man schreibt
Auf die Gespräche habe ich mich nicht sonderlich vorbereitet
- Man geht als Person ins Ausland, um zu lernen, und nicht um sein Wissen auszuschütten.
- Es kommt auf dich, und nicht auf dein Wissen an.
Obwohl wärend des Gruppenevents Einzelgespräche auf Englisch stattfinden, muss man kein perfektes Englisch können.

Emojis im Terminal

2019-05-05T12:49:00+02:00

Vielleicht hatten auch schon einige von euch das Problem, dass die Unicode Zeichen im Terminal anzeigen wollten, jedoch kein Font gefunden, welches Emojis und ihr Lieblingsfont z.B. Inconsolata unterstützt. Auf dieses Problem bin ich gestoßen, als ich anfing mit i3Blocks meine Statusbar zu gestalten.

Als Basis neme ich das ganz gewöhliche Inconsolata Mono Font und als Emoji-Font fand ich das Twitter Color Emoji Font. Dieses wollte ich nicht alleine nutzen, da ich für Schriften bei Inconsolata bleiben wollten. Obwohl es Farben unterstützt, hat es auch die reinen Umrisse, falls Farben nicht unterstützt/erwünscht sind.

Um diese beiden Fonts zu mergen benutze ich das program fotnforge, welches in den gängigen Paketverwaltungen verfügbar ist.

Ich start also fontforge mit dem Ausgangsfont als parameter

fontforge Inconsolata.ttf

Nun kann ich unter dem Menüpunkt Element das Emoji-Font importieren.
Um nur die darzustellenden Glyphs anzuzeigen, aktiviert man im Menüpunk Encoding die Compact-Option.
Da in meinem Fall die Emojis noch viel zu groß sind, wähle ich sie alle aus und verkleinere sie mit Ctrl+* → scale uniformly*
Unter dem Menupunkt File→Create Font kann man nun das font exportieren.

Das Font lege ich in _{/.fonts ab und nenne es InconsolataEmoji.ttf
Um es einzubinden benutze ich fontconfig*, welches auch in apt verfügbar ist.
Meine Konfigurationsdatei in *}/.config/fontconfig/fonts.conf sieht folgendermaßen aus.

&lt;?xml version="1.0"?&gt;
&lt;!DOCTYPE fontconfig SYSTEM 'fonts.dtd'&gt;
&lt;fontconfig&gt;

&lt;alias&gt;
    &lt;family&gt;serif&lt;/family&gt;
    &lt;prefer&gt;&lt;family&gt;Linux Libertine&lt;/family&gt;&lt;/prefer&gt;
&lt;/alias&gt;

&lt;alias&gt;
    &lt;family&gt;sans-serif&lt;/family&gt;
    &lt;prefer&gt;&lt;family&gt;Linux Biolinum&lt;/family&gt;&lt;/prefer&gt;
&lt;/alias&gt;
&lt;alias&gt;
    &lt;family&gt;sans&lt;/family&gt;
    &lt;prefer&gt;&lt;family&gt;Linux Biolinum&lt;/family&gt;&lt;/prefer&gt;
&lt;/alias&gt;
&lt;alias&gt;
    &lt;family&gt;monospace&lt;/family&gt;
    &lt;prefer&gt;&lt;family&gt;InconsolataEmoji&lt;/family&gt;&lt;/prefer&gt;
&lt;/alias&gt;
&lt;/fontconfig&gt;

In meinem Terminal wurde die Schrift nach einem Re-Login erfolgreich geladen. Damit meine i3 statusbar dies auch tat, fügte ich in der Bar-Section meiner Konfigurationsdatei forgende zeile ein.

font pango:mono 14

EDIT 2019/06/12

Man kann sich unter Arch Linux die ganze Arbeit aber auch sparen und für farbige Emojis das AUR ttf-emojione und für das terminal das AUR ttf-symbola installieren.

Eine neue Statusbar mit I3Blocks

2019-05-05T12:28:00+02:00

I3Blocks ist eine Alternative zu der standartmäßigen i3status oder der Polybar. Dabei setzt es vor allem auf ein baukastenähnliches System, woher auch der Name kommt.

Installation und Konfiguration

Man kann es wie gewöhnlich z.B. über apt installieren

sudo apt install i3blocks

Die Konfigurationsdatei wird in _{/.config/i3blocks/config angelegt. Ich speichere meine Blöcke, welche im Grunde genommen ein Script welches etwas ausgibt ist, alle in *}/.scripts/statusbar/* ab. Als Normalkonfiguration habe ich folgendes.

command=$HOME/.scripts/statusbar/$BLOCK_NAME
separator_block_width=15
markup=pango

Alle Einstellungen, die nicht in einem Block sind, werden auf alle Blöcke angewandt. In der ersten Zeile setze ich den Befehl, welcher für den Block ausgeführt wird. Dort wird auch die Variable BLOCK_NAME genutzt, welche für jeden Block unterschiedlich ist.

Das Erstellen eines Blockes

Als Beispiel werde ich meinen Uhr-Block nehmen. In meiner Konfigurationsdatei füge ich folgendes hinzu.

[clock]
interval=60

In den Eckigen Klammern steht der Name des Blockes, mit dem der Command bestimmt wird. Das Intervall ist der Zeitabstand in Sekunden, in dem der Command aufgerufen wird.

Mein Uhrscript, welches in ~/.scripts/statusbar/clock liegt, ist recht Simpel.

#!/bin/sh
weekday=$(date "+%a")
time=$(date "+%H:%M ")
day=$(date "+%d %b")
#Das icon der Uhrzeit anpassen
hour=$(date "+%I")
case $hour in
    00)  clkIcn="👻" #Buhuhu
        ;;
    01)  clkIcn="🕑"
        ;;
    02)  clkIcn="🕒"
        ;;
    03)  clkIcn="🕓"
        ;;
    04)  clkIcn="🕔"
        ;;
    05)  clkIcn="🕕"
        ;;
    06)  clkIcn="🕖"
        ;;
    07)  clkIcn="🕗"
        ;;
    08)  clkIcn="🕘"
        ;;
    09)  clkIcn="🕙"
        ;;
    10)  clkIcn="🕚"
        ;;
    11)  clkIcn="🕛"
        ;;
    12)  clkIcn="🕛"
        ;;
esac
echo "$clkIcn $time🗓 $weekday $day"

Sicher kann man sie Emojiauswahl noch etwas verkürzen.

Falls ihr (noch) kein Emoji-Font habt, um diese im Terminal darzustellen beschreibe ich in diesem Blogpost, wie ich mir mein eigenes Emoji-Font erstellt habe.

So kann man einfach und mit eigenen Blöcken seine Statusbar an seine Wünsche anpassen

Die Thinkpad-Fn-Tasten wiederbeleben

2019-05-05T11:51:00+02:00

Vielleicht passiert es auch anderen, wenn sie auf einen Windowmanager, wie i3 wechseln, dass ihre Funktion-Tasten, wie laut-leiser oder Bildschirhelligkeit auf einmal nicht mehr Funktionieren. Dies war leider auch bei mir der Fall. Deshalb werde ich in diesem Post beschreiben, wie ich meine Bildschirmhelligkeit wieder einfach steuern kann.

Die Bildschirmhelligkeit ist in der datei /sys/class/backlight/intel_backlight/brightness zu finden/setzten. Die maximale Helligkeit konnte ich in der der Datei /sys/class/backlight/intel_backlight/max_brightness finden. Es kann sein, dass bei anderen Laptops der devicename (in meinem Fall intel_backlight) anders ist.

Zuerst habe ich ein Script geschrieben, mit welchem ich die Bildschirmhelligkeit setzen bzw. erhöhen/verringern kann

#!/bin/sh

#Die maximale Helligkeit auslesen
max_value=$(cat /sys/class/backlight/intel_backlight/max_brightness)

#Zeigt usage and und beendet das Programm
error()
{
    echo "usage: changeBrightness.sh [-s|-c] [value]"
    exit 1
}

if [ "$2" = "" ]; then
    error
fi

if [ "$1" = "-s" ]; then
    value=$2
elif [ "$1" = "-c" ]; then
    #Die aktuelle Helligkeit auslesen
    value=$(cat /sys/class/backlight/intel_backlight/brightness)
    #Aufaddieren
    value=$(($value+$2))
else
    error
fi

if [ "$value" -lt "0" ]; then
    value=0
elif [ "$value" -ge "$max_value" ]; then
    value=$max_value
fi

sudo echo $value &gt; /sys/class/backlight/intel_backlight/brightness

Dann habe ich in meine ~/.config/i3/config noch die Keybindings ergänzt.

bindsym XF86MonBrightnessDown exec "sudo $HOME/.scripts/backlight.sh -c -100"
bindsym XF86MonBrightnessUp exec "sudo $HOME/.scripts/backlight.sh -c 100"

Und schon war ich fertig! Na ja fast. Da man das Script nur mit sudo aufrufen kann musste ich in meiner /etc/sudoers eine Zeile ergänzen, die es meinem User erlaubt dieses Script ohne auszuführen.

dbauer ALL=NOPASSWD: /home/dbauer/.scripts/backlight.sh

Und nun ist es fertig. Dies kann man selbstverständlich für alle Tasten/Funktionen machen, die man nicht (mehr) hat oder haben will.