Daten & Software: Probe-Klassenarbeit – Informatik Klasse 10

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Datum

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Bearbeitungszeit45 Minuten

Teil A

Zahlen und Zeichen

18 Punkte

Bits, Zahlensysteme, Zeichen und Datenrate. Empfohlene Zeit: etwa 16 Minuten.

Einheiten der Information

AFB I 4 Punkte

Ordne jedem Begriff seine Bedeutung zu. 4 P

Bit

Byte

Nibble

KiB

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Erwartungshorizont: Bit – eine Stelle mit 0 oder 1; Byte – 8 Bit; Nibble – 4 Bit; KiB – 1024 Byte (je 1 P).

Umrechnen zwischen Zahlensystemen

AFB I 5 Punkte

a) Berechne den Dezimalwert von 1011 1100₂. 2 P

Dezimalwert =

b) Bestimme den Dezimalwert von 0x3E. 2 P

Dezimalwert =

c) Gib die Hexadezimaldarstellung der Dezimalzahl 75 an. 1 P

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Erwartungshorizont: a) 128 + 32 + 16 + 8 + 4 = 188 (2 P). b) 3 · 16 + 14 = 62 (2 P). c) 75 : 16 = 4 Rest 11 → 0x4B (1 P).

Zeichen im Speicher

AFB II 5 Punkte

a) Ermittle, wie viele Byte das Wort „Grüße“ in UTF-8 belegt. 2 P

Anzahl = Byte

b) Der Buchstabe „a“ hat den ASCII-Code 97. Berechne den Code von „k“. 1 P

Code =

c) Welche Aussagen sind richtig? (2 sind richtig) 2 P

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Erwartungshorizont: a) G, r, e je 1 Byte, ü und ß je 2 Byte: 7 Byte (2 P). b) k ist 10 Buchstaben nach a: 97 + 10 = 107 (1 P). c) ASCII 7 Bit; Emoji 4 Byte (je 1 P; falsche Kreuze heben Treffer auf).

Ein Film wird geladen

AFB I 4 Punkte

a) Ein Glasfaseranschluss liefert 250 Mbit/s. Berechne die Datenrate in MB/s. 2 P

Datenrate = MB/s

b) Bestimme, wie viele Sekunden der Download eines 4-GB-Films dauert (1 GB = 1000 MB). 2 P

Zeit = s

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Erwartungshorizont: a) 250 : 8 = 31,25 MB/s (2 P). b) 4000 MB : 31,25 MB/s = 128 s (2 P).

Teil B

Bilder, Kompression und Formate

20 Punkte

Bildspeicher, Bildbearbeitung, Kompression und Dateiformate. Empfohlene Zeit: etwa 18 Minuten.

Ein Bildschirmfoto

AFB II 6 Punkte

Ein Screenshot hat 2560 × 1440 Pixel bei 24 Bit Farbtiefe. a) Berechne die Anzahl der Pixel. 1 P

Pixel =

b) Ermittle den unkomprimierten Speicherbedarf in Byte. 2 P

Speicher = Byte

c) Gib den Speicherbedarf in MB an, gerundet auf eine Nachkommastelle (1 MB = 1 000 000 Byte). 1 P

Speicher = MB

d) Wie viele Farben sind mit 24 Bit möglich? 1 P

e) Das Bild wird als 8-Bit-Graustufenbild gespeichert. Bestimme den neuen Speicherbedarf in Byte. 1 P

Speicher = Byte

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Erwartungshorizont: a) 2560 · 1440 = 3 686 400 (1 P). b) · 3 Byte = 11 059 200 Byte (2 P). c) ≈ 11,1 MB (1 P). d) 2²⁴ = 16 777 216 (1 P). e) 1 Byte pro Pixel: 3 686 400 Byte (1 P).

Ein Pixel wird bearbeitet

AFB II 4 Punkte

Ein Pixel hat die Farbe R = 200, G = 120, B = 40. a) Berechne den neuen Rotwert nach dem Invertieren. 1 P

R =

b) Zum Original wird die Helligkeit um 70 erhöht. Gib den neuen Rotwert an. 1 P

R =

c) Ermittle den Grauwert mit 0,299 · R + 0,587 · G + 0,114 · B (auf ganze Zahl gerundet). 2 P

Grauwert =

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Erwartungshorizont: a) 255 − 200 = 55 (1 P). b) 200 + 70 = 270 → Clipping auf 255 (1 P). c) 59,8 + 70,44 + 4,56 = 134,8 ≈ 135 (2 P).

Lauflängen im Pixelband

AFB II 5 Punkte

Ein Pixelband besteht aus 20 weißen und danach 15 schwarzen Feldern. a) Welche Lauflängencodierung ist richtig? 1 P

b) Roh kostet jedes Feld 2 Bit. Berechne die Rohgröße in Bit. 1 P

roh = Bit

c) Jeder Lauf kostet 2 Bit Farbe plus 5 Bit Länge. Bestimme die codierte Größe in Bit. 1 P

codiert = Bit

d) Ermittle die Kompressionsrate (… : 1). 1 P

Rate = : 1

e) Begründe, warum Lauflängencodierung hier gut funktioniert. 1 P

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Erwartungshorizont: a) 20W15S (1 P). b) 35 · 2 = 70 Bit (1 P). c) 2 · 7 = 14 Bit (1 P). d) 70 : 14 = 5 : 1 (1 P). e) lange gleiche Abschnitte = viel Redundanz (1 P).

Das richtige Format

AFB III 5 Punkte

a) Beurteile für jede Situation, welches Format am besten geeignet ist. 4 P

Schullogo, das auf ein Plakat vergrößert wird

Urlaubsfoto für eine E-Mail

Screenshot mit kleiner Schrift

Datei „bild.jpg“, die mit 89 50 4E 47 beginnt, ist in Wirklichkeit …

b) Ein Foto wird zehnmal bearbeitet und jedes Mal als JPG gespeichert. Welche Folge hat das? 1 P

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Erwartungshorizont: a) Logo – SVG (Vektorgrafik, in jeder Größe scharf); Foto – JPG (klein, Verluste kaum sichtbar); Screenshot – PNG (verlustfrei, Schrift bleibt scharf); Signatur 89 50 4E 47 – PNG, die Endung täuscht (je 1 P). b) Generationsverlust (1 P).

Teil C

Software und Betriebssysteme

12 Punkte

Software-Arten, Betriebssystem und Office. Empfohlene Zeit: etwa 11 Minuten.

Software im Überblick

AFB I 5 Punkte

a) Ordne jedes Beispiel der richtigen Software-Art zu. 4 P

Windows 11

Druckertreiber

UEFI auf dem Mainboard

Numbers

b) Ein Python-Programm wird Zeile für Zeile während der Ausführung übersetzt. Wie heißt das Werkzeug? 1 P

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Erwartungshorizont: a) Windows 11 – Systemsoftware; Druckertreiber – Systemsoftware; UEFI – Firmware; Numbers – Anwendungssoftware (je 1 P). b) Interpreter (1 P).

A10

Planung der Klassenfahrt

AFB III 7 Punkte

Die Klasse plant die Kosten der Klassenfahrt in einer Tabellenkalkulation. In B2 bis B5 stehen 12, 8, 15 und 5 (Euro je Person), in B6 steht =SUMME(B2:B5).

a) Gib den Wert, den B6 anzeigt. 1 P

B6 = €

b) B3 wird von 8 auf 18 geändert. Bestimme den neuen Wert von B6. 1 P

B6 = €

c) Erkläre, warum B6 ohne neue Eingabe richtig rechnet. 1 P

d) Lea hat die Tabelle als „fahrt.numbers“ gespeichert. Tim arbeitet mit Excel unter Windows und soll weiterrechnen. Lege fest, welches Vorgehen richtig ist. 2 P

e) Während Lea rechnet, läuft im Hintergrund ein Download. Beurteile die zutreffenden Aussagen. (2 sind richtig) 2 P

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Erwartungshorizont: a) 12 + 8 + 15 + 5 = 40 € (1 P). b) 40 + 10 = 50 € (1 P). c) Zellbezüge: Die Formel rechnet automatisch neu (1 P). d) Export nach .xlsx, Original behalten — Umbenennen ist kein Umwandeln, ein PDF lässt sich nicht weiterbearbeiten (2 P). e) Zeitscheiben; eigener Speicherbereich je Prozess (je 1 P; falsche Kreuze heben Treffer auf).

Ergebnis

Erreicht

0 / 50

Prozent

0 %

Note

—

Aufgabe	Thema	Punkte

Punkteverteilung

Aufgabe	Thema	Teil	AFB	Punkte
A1	Einheiten der Information	Teil A	AFB I	4
A2	Umrechnen zwischen Zahlensystemen	Teil A	AFB I	5
A3	Zeichen im Speicher	Teil A	AFB II	5
A4	Ein Film wird geladen	Teil A	AFB I	4
A5	Ein Bildschirmfoto	Teil B	AFB II	6
A6	Ein Pixel wird bearbeitet	Teil B	AFB II	4
A7	Lauflängen im Pixelband	Teil B	AFB II	5
A8	Das richtige Format	Teil B	AFB III	5
A9	Software im Überblick	Teil C	AFB I	5
A10	Planung der Klassenfahrt	Teil C	AFB III	7
Summe (AFB I: 18 P · AFB II: 20 P · AFB III: 12 P)				50

Notenschema

Punkte	Note	Beurteilung
46 – 50 P	1	sehr gut
40 – 45 P	2	gut
30 – 39 P	3	befriedigend
22 – 29 P	4	ausreichend
12 – 21 P	5	mangelhaft
0 – 11 P	6	ungenügend