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Übung AFB II

Berechnen, umrechnen, erklären und vergleichen: zehn Aufgaben, in denen du dein Wissen über Daten und Software anwendest.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Aufgaben zum Anwenden: Speicherbedarf und Downloadzeit berechnen, Zahlensysteme umrechnen, Kompression auswerten und Software einordnen. Die letzte Aufgabe mischt beide Abschnitte.

A1
Speicherbedarf eines Fotos
AFB II

Ein Foto hat 1600 × 1200 Pixel und wird in Truecolor (24 Bit) unkomprimiert gespeichert. Ermittle den Speicherbedarf Schritt für Schritt.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Anzahl der Pixel Pixel
  2. Speicherbedarf in Bit Bit
  3. Speicherbedarf in Byte Byte
  4. Speicherbedarf in MB (1 MB = 1 000 000 Byte) MB
1600 · 1200 = 1 920 000 Pixel; · 24 = 46 080 000 Bit; : 8 = 5 760 000 Byte = 5,76 MB.
Speicherbedarf = Breite · Höhe · Farbtiefe : 8.
24 Bit sind 3 Byte pro Pixel.
A2
Von dezimal nach hex
AFB II

Wende den Umweg über das Binärsystem an und schreibe die Dezimalzahl 181 als Hexadezimalzahl.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. 181 als 8-Bit-Binärzahl
  2. linkes Nibble als Hexziffer
  3. rechtes Nibble als Hexziffer
  4. 181 in hexadezimal
181 = 128 + 32 + 16 + 4 + 1 = 1011 01012; 1011 = B, 0101 = 5, also 0xB5.
Ziehe nacheinander die größten passenden Zweierpotenzen ab: 128, dann 32 …
1011 hat den Wert 11, das ist die Hexziffer B.
A3
Wie lange dauert der Download?
AFB II

Ein Spiel-Update ist 1,5 GB groß. Die Leitung liefert 100 Mbit/s. Berechne die Downloadzeit in Sekunden (1 GB = 1000 MB).

Rechne oder überlege selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
s
100 Mbit/s : 8 = 12,5 MB/s; 1500 MB : 12,5 MB/s = 120 s.
Rechne die Datenrate zuerst in MB/s um.
Teile die Dateigröße in MB durch die Datenrate in MB/s.
A4
Zeichensalat im Text
AFB II

In einer E-Mail steht statt „Größe“ das Wort „Größe“. Erkläre, wie es dazu kommt. Wähle alle zutreffenden Aussagen.

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Mojibake entsteht beim Lesen mit der falschen Tabelle. Die Bytes sind unverändert — mit UTF-8 gelesen erscheint wieder „Größe“.
Achte darauf, welche Buchstaben richtig bleiben und welche nicht.
Aus einem Zeichen werden genau zwei falsche Zeichen.
A5
Drei Programme, ein Kern
AFB II

Ein Laptop mit nur einem Prozessorkern spielt Musik ab, während du im Browser surfst und der Virenscanner läuft. Erläutere Schritt für Schritt, wie das Betriebssystem das möglich macht.

Spiele die Situation Schritt für Schritt durch: Was ist jetzt richtig? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
    Prozessverwaltung und Speicherverwaltung sorgen gemeinsam dafür, dass mehrere Programme scheinbar gleichzeitig und unabhängig laufen.
    Stichwort: Zeitscheiben.
    Jeder Prozess bekommt seinen eigenen Bereich im Arbeitsspeicher.
    A6
    Compiler oder Interpreter?
    AFB II

    Vergleiche Compiler und Interpreter: Kreuze an, auf welches Werkzeug die Eigenschaft zutrifft.

    Setze in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
    EigenschaftCompilerInterpreter
    übersetzt das ganze Programm einmal vorab
    übersetzt Zeile für Zeile während der Ausführung
    liefert eine fertige Datei mit Maschinencode
    typisch für Python
    typisch für C++
    ein Fehler in Zeile 50 fällt erst auf, wenn das Programm dort ankommt
    Ein Compiler findet Übersetzungsfehler vor dem Start, ein Interpreter erst beim Erreichen der Zeile.
    Der Compiler arbeitet vor dem Programmstart.
    Python wird beim Ausführen übersetzt.
    A7
    Lauflängen ausgewertet
    AFB II

    Ein Pixelband aus 56 Feldern besteht aus vier gleichfarbigen Abschnitten: 20, 16, 12 und 8 Felder. Roh kostet jedes Feld 2 Bit, jeder Lauf 2 Bit für die Farbe plus 5 Bit für die Länge. Werte die Lauflängencodierung aus.

    Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
    1. Größe roh Bit
    2. Größe mit Lauflängencodierung Bit
    3. Kompressionsrate (… : 1) : 1
    56 · 2 = 112 Bit; 4 Läufe · 7 Bit = 28 Bit; 112 : 28 = 4 : 1 — die Datei schrumpft auf ein Viertel.
    Jeder Lauf kostet 2 + 5 = 7 Bit.
    Kompressionsrate = Originalgröße : komprimierte Größe.
    A8
    Welche Software ist das?
    AFB II

    Ordne jedes Beispiel in die richtige Software-Art ein.

    Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
    1Systemsoftware
    2Anwendungssoftware
    3Firmware
    Firmware sitzt fest auf einem Chip. Systemsoftware hält den Computer am Laufen, Anwendungssoftware erledigt Aufgaben für dich.
    Frage: Erledigt das Programm eine Aufgabe für dich oder hält es das Gerät am Laufen?
    Software, die fest auf einem Chip sitzt, heißt Firmware.
    A9
    Das passende Format
    AFB II

    Begründe die Formatwahl: Verbinde jede Situation mit dem Format, das am besten passt.

    Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
    PDF sieht überall gleich aus, .docx lässt sich bearbeiten, PNG speichert Grafiken verlustfrei, JPG macht Fotos klein, CSV enthält nur Werte als Text.
    Frage zuerst: Was soll der Empfänger mit der Datei tun?
    Verlustbehaftet nur bei Fotos.
    A10
    Mix: quer durch das Kapitel
    AFB II

    Diese Aufgabe mischt beide Abschnitte. Analysiere jede Aussage: Stimmt sie?

    6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
    Aussage 1 von 6

    Interleaving: Wer die Themen gemischt übt, erkennt in der Klassenarbeit schneller, welches Wissen gefragt ist.
    Rechne Hexzahlen über die Stellenwerte 16 und 1 aus.
    Zwei Aussagen sind falsch.