Die Hardware

Der Rechner basiert auf einem Dell OptiPlex 745 Ultra Small Form Factor (USFF) – das kleinste und kompakteste Modell der Reihe, das besonders wenig Platz benötigt.
Er nutzt das Intel® Q965 (ICH8) Express Chipset, das für stabile und effiziente Kommunikation zwischen Prozessor, Arbeitsspeicher und Peripheriegeräten sorgt.

Aktuell ist eine Intel® Core™ 2 Duo CPU der E6000-Serie verbaut. Diese Dual-Core-CPU arbeitet mit einem Front-Side-Bus (FSB) von 1066 MHz und unterstützt Technologien wie:

  • EM64T: 64-Bit-Architektur
  • EIST: Dynamische Anpassung der Prozessorleistung für Energieeffizienz
  • VT: Virtualisierungstechnologie für den Betrieb virtueller Maschinen

Der Prozessor verfügt über 2–4 MB L2-Cache, der schnellen Zugriff auf häufig genutzte Daten ermöglicht und so die Gesamtperformance verbessert.

Der Arbeitsspeicher besteht aus 3 GB DDR2 RAM mit 533/667 MHz Taktfrequenz. Das USFF-Modell unterstützt leider keinen schnelleren 800-MHz-RAM, dennoch bietet DDR2 für die meisten Alltagsaufgaben ausreichend Leistung.

Zur Datenspeicherung stehen ein SATA-Anschluss für Festplatten oder SSDs sowie ein D-Mod PATA-Laufwerk für ältere Geräte oder Laufwerke zur Verfügung.

Die integrierte Grafiklösung ist der Intel® Graphics Media Accelerator 3000, ausgelegt für grundlegende Grafikaufgaben, Multimedia-Anwendungen und leichte Spiele.

Mögliche Upgrades

  • HDD → SSD: Deutlich schnellere Systemstartzeiten und verbesserte Reaktionsgeschwindigkeit
  • RAM-Erweiterung auf 4 GB DDR2: Flüssigeres Arbeiten bei mehreren gleichzeitig geöffneten Programmen
  • CPU-Upgrade auf Intel Core 2 Duo E7500: Höherer Takt und verbesserter Energieverbrauch für spürbare Leistungssteigerung

Mit diesen Anpassungen wird aus dem kompakten Dell OptiPlex 745 ein schneller, zuverlässiger und kinderfreundlicher PC, der Lernsoftware und alltägliche Anwendungen problemlos bewältigt.

Das Betriebssystem

Der PC läuft auf Debian Stable, einer der zuverlässigsten Linux-Distributionen. Debian steht für FOSS (freie und offene Software), wodurch Datenschutz und Nutzerfreiheit im Vordergrund stehen.
Die stabile und wartungsarme Architektur sorgt dafür, dass Updates sorgfältig geprüft werden und das System langfristig zuverlässig bleibt.

Als Desktopumgebung wurde XFCE gewählt: leichtgewichtig, ressourcenschonend und dennoch voll ausgestattet.
XFCE eignet sich besonders für ältere Hardware und wurde so konfiguriert, dass die Oberfläche intuitiv und kinderfreundlich bedienbar ist.

Dank der schlanken Architektur läuft Debian mit XFCE selbst auf älteren Rechnern problemlos – ideal für einen langlebigen, ressourcenschonenden Kinder-PC.

Kindersicherheit

Altersgerechte Inhalte

Das System wurde so konzipiert, dass Kinder sicher und altersgerecht im digitalen Raum agieren können.

  • DNS-Filter: Über den Dienst OpenDNS FamilyShield werden Webseiten mit pornografischen, gewaltverherrlichenden oder anderweitig ungeeigneten Inhalten automatisch blockiert.
  • /etc/hosts-Filter: Ergänzend sorgt eine kuratierte Hosts-Datei dafür, dass soziale Netzwerke, Videoplattformen wie YouTube oder Toggo nicht erreichbar sind. So wird Ablenkung reduziert und die Konzentration auf konstruktive Inhalte gefördert.

Alternative Inhalte bewusst zugänglich

Bestimmte alternative Plattformen bleiben gezielt erreichbar, z. B.:

  • Invidious: YouTube-Frontend ohne Werbung und Algorithmus
  • Fediverse: dezentrale soziale Netzwerke

Diese Angebote werden nicht prominent verlinkt. Wer sie findet, hat den Zugang durch Eigeninitiative erschlossen.

Ziel: Medienkompetenz fördern, nicht bloß Inhalte bereitstellen.

Härtung des Browsers

Der vorinstallierte Firefox wurde speziell konfiguriert, um den sicheren Einsatz für Kinder zu ermöglichen:

  • Zentrale Konfiguration (policies.json):
    • Privater Modus deaktiviert
    • DNS-over-HTTPS deaktiviert
    • Installation eigener Erweiterungen deaktiviert
  • Zulässige Erweiterung: Nur uBlock Origin für Werbe-, Tracker- und Blockierung potenziell schädlicher Inhalte

Weitere Schutzmaßnahmen:

  • Proxy-Einstellungen gesperrt
  • Autoplay-Funktionen deaktiviert
  • Standort-, Kamera- oder andere Berechtigungen standardmäßig blockiert

Bildschirmzeitkontrolle

Zur Steuerung der Nutzungsdauer kommt Timekpr-next zum Einsatz:

  • Individuelle Nutzungszeiten pro Kind lassen sich festlegen
  • Unterstützt die Entwicklung gesunder digitaler Gewohnheiten
  • Schafft Raum für analoge Aktivitäten

Bildung

Volksschule

Für die Jüngsten stehen spielerische und interaktive Lernprogramme zur Verfügung:

  • GCompris: Eine breite Sammlung von Lernspielen, die grundlegende Fähigkeiten wie Lesen, Schreiben, Rechnen und logisches Denken fördern.
  • TuxMath: Unterstützt das Kopfrechnen mit spaßigen Übungen.
  • TuxTyping: Hilft, das Zehnfingersystem spielerisch zu erlernen.
  • KWordQuiz: Lernprogramm zum Üben von Vokabeln und Fakten mithilfe von Karteikarten.

Unterstufe

Für die mittlere Schulstufe eignen sich Programme, die naturwissenschaftliche und mathematische Grundlagen vertiefen:

  • GeoGebra: Interaktive Verbindung von Geometrie, Algebra und Analysis.
  • KGeography: Unterstützung beim Erlernen von Geografie durch interaktive Karten.
  • KDE Marble: Virtuelle Weltkarte mit umfangreichen Erkundungsmöglichkeiten.
  • BKChem: Zeichnen und Verstehen chemischer Formeln.
  • Kalzium: Interaktives Periodensystem der Elemente.
  • KStars: Astronomie-Software zur Beobachtung von Sternbildern und Planeten.
  • KAlgebra: Grafische Oberfläche für mathematische Funktionen und Gleichungen.

Oberstufe und Universität

Für fortgeschrittene Nutzer stehen leistungsfähige mathematische und wissenschaftliche Werkzeuge bereit:

  • Step: Zweidimensionale Physiksimulationsumgebung, interaktive Modellierung physikalischer Systeme (Federn, Massen, elektrische Kreise) mit veränderbaren Parametern.
  • Pymol: Visualisierung von Molekülen, ideal für erste Einblicke in die Strukturbiologie.
  • GNU Octave und wxMaxima: Numerische und symbolische Berechnungen für höhere Mathematik, Ingenieurwesen und Naturwissenschaften; Octave ist kompatibel zu MATLAB.
  • GNU PSPP: Freie Alternative zu SPSS, für statistische Analysen und Datenaufbereitung – geeignet für Sozialwissenschaften und Forschungsprojekte.
  • R + RStudio: Programmiersprache und Entwicklungsumgebung für statistische Berechnungen, Datenanalyse und Visualisierung. Ideal für datenintensive Projekte in Forschung, Bioinformatik oder Sozialwissenschaften.
  • Anki: Flexibles Karteikarten-System zum effizienten Lernen und Merken komplexer Inhalte, ideal für Studium und Prüfungsvorbereitung.

Multimedia

Das System enthält eine vielseitige Sammlung freier Multimedia-Programme für verschiedene Einsatzbereiche:

  • Audacity: Aufnahme und Bearbeitung von Audiodateien, ideal für Podcasts, Musikproduktionen oder Sprachaufnahmen.
  • Cheese: Aufnahme von Fotos und Videos über die Webcam; ermöglicht einfache kreative Videoprojekte.
  • Clementine & Ex Falso: Komfortable Musikplayer und Verwaltungsprogramme für das Hören und Organisieren von Musik.
  • Shotcut: Leistungsfähige, benutzerfreundliche Open-Source-Videobearbeitung.
  • HandBrake: Videokonvertierung in verschiedene Formate, z. B. für mobile Geräte oder Streaming.
  • LMMS: Elektronische Musikkomposition.
  • MuseScore: Erstellung und Druck von Notenblättern.
  • Sound Juicer: Extraktion von Audio-CDs.
  • SimpleScreenRecorder: Aufnahme des Bildschirms, geeignet für Tutorials, Let’s Plays oder andere Videoprojekte.

Facecam-Aufnahmen

Für gleichzeitige Aufnahme von Bildschirm und Gesicht stehen zusätzliche Tools bereit:

  • DroidCam: Android-Smartphone als Webcam nutzen; ideal, wenn keine separate Kamera vorhanden ist.
  • guvcview: Nutzung und Steuerung von USB-Webcams unter Linux; bietet Optionen für Video- und Audioaufnahme sowie Kamerasteuerung (Helligkeit, Kontrast, Vorschau).
  • Audio Source: Mikrofon eines Android-Geräts als Audioquelle verwenden; ermöglicht Voiceovers, Podcasts oder Umgebungsaufnahmen.

Office

Für Büro- und Lernaufgaben stehen folgende Programme zur Verfügung:

  • LibreOffice: Vollständige Bürosoftware-Suite für Textverarbeitung, Tabellen, Präsentationen und mehr.
  • Gnumeric: Ressourcenschonende Tabellenkalkulation für schnelle Berechnungen.
  • Freeplane: Erstellung von Mindmaps, um Gedanken zu strukturieren, Projekte zu planen oder Lerninhalte übersichtlich darzustellen.
  • LaTeX + Gummi: Professionelles Textsatzsystem für technische und akademische Dokumente; Gummi bietet eine schlanke Entwicklungsumgebung mit Live-Vorschau und einfacher Projektverwaltung.

Entwicklung

Für Anfänger

Der Einstieg in die Programmierung wird durch visuelle und leicht verständliche Werkzeuge erleichtert:

  • Scratch: Programmieren mit Bausteinen, ideal für erste Schritte in die Welt des Codings.
  • KTurtle: Kindgerechte Logo-Sprache, die Programmierlogik vermittelt.
  • Thonny: Benutzerfreundliche Python-Entwicklungsumgebung für Einsteiger.

Für Fortgeschrittene

Für Nutzer mit Grundkenntnissen stehen Editoren, Compiler und Entwicklungsumgebungen bereit:

  • Bluefish & Geany: Leistungsfähige, leichtgewichtige Code-Editoren mit Unterstützung für viele Programmiersprachen.
  • GCC (GNU Compiler Collection): Kompilieren von Programmen in C, C++ und weiteren Sprachen.
  • JDK (Java Development Kit): Plattform für die Entwicklung von Java-Anwendungen.
  • BlueJ: Einstieg in objektorientierte Programmierung mit visueller Darstellung von Klassenbeziehungen.

Ein besonderer Fokus liegt auf Python, das sich ideal für Anfänger eignet und gleichzeitig in vielen professionellen Bereichen eingesetzt wird:

  • Webentwicklung: z. B. Flask, Django
  • Datenanalyse & Wissenschaft: NumPy, Pandas, Matplotlib
  • KI & Machine Learning: TensorFlow, scikit-learn
  • Automatisierung & Scripting: für Alltagsaufgaben oder Serverwartung
  • Spieleentwicklung: z. B. Pygame
  • Hardwaresteuerung & Robotik: z. B. Raspberry Pi

Das System enthält alle nötigen Tools, um direkt loszulegen: Interaktive Umgebungen, Editor, Interpreter und gängige Bibliotheken sind verfügbar oder leicht installierbar.

Elektronikentwicklung

Für Hardware- und Elektronikprojekte stehen spezialisierte Tools bereit:

  • gEDA PCB & KiCad: Planung und Gestaltung von Leiterplatten (PCBs) und Schaltungen, vom Schaltplan bis zum Layout.
  • Arduino IDE: Einfache Entwicklung und Programmierung von Mikrocontroller-Projekten, ideal für Embedded-Programmierung und Prototyping.

Grafik & CAD

Das System enthält umfangreiche Software für kreative und konstruktive Anwendungen:

  • Darktable: Professionelle Bearbeitung und Verwaltung von RAW-Fotodateien.
  • GIMP: Leistungsstarke Bildbearbeitung für Rastergrafiken.
  • Krita: Digitales Zeichnen und Illustration, besonders für Comics und Kunst.
  • Inkscape: Vektorgrafik für Logos, Diagramme und skalierbare Designs.
  • Scribus: Desktop-Publishing für Flyer, Broschüren und Printmedien.
  • Shotwell: Einfache Fotoverwaltung.

CAD & 3D-Design:

  • FreeCAD: Parametrisches 3D-Design für technische Konstruktionen.
  • LibreCAD: Klassische 2D-Zeichnungen, z. B. Pläne und Skizzen.
  • OpenSCAD: Modellbasierte 3D-Erstellung über Skripting.
  • LeoCAD: Digitale LEGO-Modelle, besonders für jüngere Nutzer.
  • Voxel Paint: Erstellung von 3D-Modellen im Voxelstil (ähnlich Minecraft).
  • Synfig Studio: 2D-Animationen mit Unterstützung für Keyframes und Vektoranimation.

Internet

Das System bietet eine Auswahl bewährter freier Software für Internetnutzung und Analyse:

  • Firefox: Sicherer, vielseitiger Webbrowser mit umfangreichen Datenschutzfunktionen.
  • Thunderbird: Verwaltung von E-Mails, Kalendern und Kontakten in einer benutzerfreundlichen Oberfläche.
  • Pidgin: Instant Messaging mit Unterstützung verschiedener Chat-Protokolle und Dienste.
  • Transmission: Einfache Bedienung für BitTorrent-Downloads.
  • Wireshark: Analyse von Netzwerkverkehr, ideal zum Lernen von Netzwerksicherheit und ethischem Hacking.

Spiele

Emulatoren

Das System enthält eine breite Palette an Emulatoren klassischer Videospiele:

  • Blastem: Sega-Konsolen
  • Bottles: Wine-Frontend für Windows-Spiele unter Linux
  • DOSBox: Alte DOS-Spiele
  • mGBA, PCSX-R, SameBoy, ScummVM, VICE, Stella, ZSnes, Nestopia, Mupen64Plus, FS-UAE: Spiele für Game Boy Advance, PlayStation, Game Boy, klassische Adventures, Commodore 64, Atari 2600, Super Nintendo, NES, Nintendo 64 und Amiga-Systeme

Die Emulatoren bieten authentische Spielerfahrung, verbesserte Kompatibilität und moderne Komfortfunktionen. ROMs lassen sich mit Patches und Hacks modifizieren, z. B. für „Kaizo Mario“.

Native Spiele

  • Koules: Puzzle-Spiel mit Kugeln
  • Pingus: Lemmings-ähnliches Strategiespiel
  • Hedgewars: Strategie mit Humor in actionreichen Gefechten
  • Atomix: Chemie-inspirierte Puzzles

Virtualisierung und lokale Serverdienste

Trotz des Alters unterstützt der Intel® Core™ 2 Duo Prozessor VT-x, wodurch virtuelle Maschinen mit KVM/QEMU betrieben werden können. So lassen sich:

  • Andere Linux-Distributionen testen
  • Isolierte Umgebungen für Softwareprojekte einrichten
  • Ältere Betriebssysteme virtualisieren

Für lokale Dienste bietet das System:

  • BusyBox: Minimalistischer Webserver für Dateien oder lokale Webseiten
  • Python + Flask: Entwicklung eigener dynamischer Webanwendungen, von kleinen Tools bis zu Mini-Webapps

Werkzeuge für Datenschutz und Projektmanagement

Für den sicheren Umgang mit sensiblen Daten stehen Verschlüsselungs- und Projektmanagement-Tools bereit:

  • VeraCrypt: Verschlüsselung von Dateien, Ordnern, Partitionen oder USB-Sticks; Container für sichere Nutzung.
  • Steghide: Verstecken von Daten in Bildern oder Audio-Dateien (Steganografie).
  • GnuPG (GNU Privacy Guard): Verschlüsseln und Signieren von E-Mails, Texten und Dateien nach OpenPGP-Standard.
  • Git: Versionskontrolle für Nachvollziehbarkeit, Teamarbeit und Veröffentlichung; kann mit GitHub oder Gitea kombiniert werden.

Pädagogischer Nutzen

Der Dell OptiPlex 745 USFF ist komplett schraubenlos aufgebaut, Komponenten wie RAM, Festplatte oder CPU sind gut sichtbar und zugänglich.

  • Kinder können das Innenleben erkunden, Komponenten austauschen und Reparaturübungen durchführen.
  • Keine Angst vor Schäden, da die Hardware bereits älter ist.
  • Ideal für praktisches Lernen: Hardware, Software, Upgrades und Virtualisierung hautnah erleben.
  • Perfekter Einstieg in die Welt der Computertechnik ohne teures Risiko.