MINT lernen

Probe-Klausur

Eine vollständige LK-Klausur zum ganzen Kapitel: 60 Punkte in 90 Minuten — mit automatischer Auswertung und Notenpunkten.

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Notenpunkte—
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Bearbeitungszeit90 Minuten
AFB I

Wissen und Reproduzieren

18 Punkte

Grundaufgaben aus allen drei Abschnitten. Empfohlene Zeit: etwa 25 Minuten.

A1
Zeichen und Grafiken codieren
AFB I 5 Punkte

Berechnen Sie die gesuchten Größen.

a) Mindestzahl an Bits für einen Code mit 50 Zeichen 1 P
Bit
b) Speicherbedarf eines 128 × 64-Icons mit 256 Farben 2 P
Byte
c) Dezimalwert des Farbkanals 7F 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(2^{5}=32<50\le64\) → 6 Bit (1 P)
b) \(128\cdot64\cdot8\) Bit \(=8192\) Byte (2 P)
c) \(7\cdot16+15=127\) (2 P).

A2
Eine Zeile mit Lauflänge
AFB I 5 Punkte

Die Pixelzeile lautet WWWWWSSWWWWWWWWS. Je Paar werden 4 Bit Anzahl und 1 Bit Wert gespeichert. Bestimmen Sie:

a) die Lauflängencodierung in der Notation Anzahl-Wert 2 P
b) die Länge der Codierung 1 P
Bit
c) das Kompressionsverhältnis 2 P
%
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 5W 2S 8W 1S (2 P)
b) \(4\cdot5=20\) Bit (1 P)
c) \(\tfrac{20}{16}=125\,\%\) — die Datei wird größer (2 P).

A3
Begriffe
AFB I 4 Punkte

Geben Sie alle zutreffenden Aussagen an.

Welche Aussagen stimmen? (mehrere Antworten richtig) 4 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: Richtig: verlustfrei (Lauflänge, Huffman), Parität erkennt Einzelfehler, Hamming-Reihenfolge nach den Abitur-Hinweisen. Falsch: JPEG ist verlustbehaftet; Parität korrigiert nicht; 1 Byte = 8 Bit.

A4
Prüfbits bilden
AFB I 4 Punkte

Geben Sie die Prüfbits an (gerade Parität).

a) Paritätsbit zu den Daten 0110111 1 P
b) Hamming-Codewort (p0 p1 d0 p2 d1 d2 d3) zu d0 d1 d2 d3 = 1001 3 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 5 Einsen → p = 1 (1 P)
b) \(p_0=1+0+1=0\), \(p_1=1+0+1=0\), \(p_2=0+0+1=1\) (mod 2) → 0011001 (3 P).

AFB II

Zusammenhänge herstellen

26 Punkte

Mehrschrittige Aufgaben zu Huffman, Implementierung, Hamming und Protokollen. Empfohlene Zeit: etwa 40 Minuten.

A5
Huffman-Code für einen Text
AFB II 8 Punkte

Ein Text aus 30 Zeichen enthält A 12-mal, B 8-mal, C 5-mal, D 3-mal und E 2-mal. Wenden Sie das Huffman-Verfahren an.

a) Häufigkeit in der Wurzel 1 P
b) Codewortlänge von A 1 P
Bit
c) Länge des codierten Textes 3 P
Bit
d) mittlere Codewortlänge (eine Nachkommastelle) 1 P
Bit
e) Kompressionsverhältnis gegenüber einem festen 3-Bit-Code 2 P
%
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 30 (1 P)
b) 2 + 3 = 5; 5 + 5 = 10; 8 + 10 = 18; 12 + 18 = 30 → A liegt direkt unter der Wurzel: 1 Bit (1 P)
c) Längen A 1, B 2, C 3, D 4, E 4: \(12+16+15+12+8=63\) Bit (3 P)
d) \(63:30=2{,}1\) Bit (1 P)
e) \(\tfrac{63}{90}=70\,\%\) (2 P).

A6
Lauflänge in Java
AFB II 6 Punkte

Gegeben sind die Methoden codiere und dekodiere aus dem Unterricht (8.2.3). Ermitteln Sie:

a) den Rückgabewert von codiere("KKKKKKKKKKKKKKLLM") 2 P
b) die Länge des Ergebnisses von dekodiere("2a11b3c") 2 P
Zeichen
c) Eine for-Variante von codiere hängt ein Paar nur bei einem Zeichenwechsel an. Was muss nach der Schleife ergänzt werden? 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) "14K2L1M" (2 P)
b) 2 + 11 + 3 = 16 Zeichen — 11 ist eine zweistellige Anzahl (2 P)
c) Der letzte Lauf endet ohne Zeichenwechsel und muss nach der Schleife angehängt werden (2 P).

A7
Ein Hamming-Wort korrigieren
AFB II 6 Punkte

Empfangen wird 0000110 (p0 p1 d0 p2 d1 d2 d3). Bestimmen Sie:

a) die Stelle des gekippten Bits 2 P
b) das korrigierte Codewort 2 P
c) die Datenbits d0 d1 d2 d3 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) s0 = 1, s1 = 1, s2 = 0 → Stelle 3 (d0) (2 P)
b) 0010110 (2 P)
c) Stellen 3, 5, 6, 7: 1110 (2 P).

A8
Paritätsgesicherte Pakete
AFB II 6 Punkte

Vier Pakete (Nr. 0 bis 3) werden mit Stop-and-Wait übertragen; jedes Zeichen trägt ein gerades Paritätsbit. Paket 1 geht beim ersten Senden verloren. Erläutern Sie den Ablauf.

a) Anzahl der gesendeten Rahmen 2 P
b) Paket 3 kommt doppelt an. Was tut der Empfänger? 2 P
c) In Paket 2 meldet die Paritätsprüfung einen Fehler. Wie reagiert das Protokoll sinnvoll? 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 4 Pakete + 1 Wiederholung = 5 Rahmen (2 P)
b) Duplikat an der Nummer erkennen, nicht speichern, aber quittieren — sonst wartet der Sender ewig (2 P)
c) Parität kann nicht korrigieren; ohne Quittung greift der Timeout und das Paket wird neu gesendet (2 P).

AFB III

Verallgemeinern und beurteilen

16 Punkte

Urteile begründen, LK-Schwerpunkt Fehlerkorrektur. Empfohlene Zeit: etwa 25 Minuten.

A9
Verfahren beurteilen
AFB III 6 Punkte

Beurteilen Sie die Aussagen.

a) Welche Aussagen sind fachlich haltbar? (mehrere Antworten richtig) 4 P
b) Ein Text enthält Ziffern, z. B. „R2D2“. Was folgt für das Unterrichtsformat der Lauflänge? 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) Schubfachprinzip; Runden erzeugt gleiche Nachbarn; Tabelle als Zusatzdaten. Falsch: Verlust ist endgültig; Code muss exakt bleiben (4 P)
b) Aus R2D2 wird 1R121D12, gelesen als 121-mal D — Ziffern sind nicht von Anzahlen zu unterscheiden (2 P).

A10
LK: Doppelfehler im Hamming-Code
AFB III 10 Punkte

Gesendet wird 1000011, durch zwei Störungen kommt 0000010 an. Analysieren Sie das Verhalten des Empfängers und bewerten Sie eine Erweiterung.

a) Welche Stelle liefert das Syndrom? 2 P
b) Was macht die Methode korrigiere daraus? 2 P
c) Ein achtes Bit ergänzt das Codewort zu gerader Gesamtparität. Welche Aussagen stimmen? (mehrere Antworten richtig) 3 P
d) Für welchen Einsatz lohnt sich die Erweiterung am meisten? 3 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) Gekippt sind Stelle 1 und 7; Syndrom \(001\oplus111=110\) → Stelle 6 (2 P)
b) Stelle 6 wird gekippt — jetzt sind drei Bits falsch, ohne dass der Empfänger es merkt (2 P)
c) Gesamtparität unterscheidet ungerade und gerade Fehlerzahl; Doppelfehler werden erkannt, nicht korrigiert; Kosten 4 von 8 Bit (3 P)
d) Wo Neusenden unmöglich und Doppelfehler realistisch sind — z. B. ECC-Speicher (3 P).

Ergebnis

Erreicht
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Prozent
0 %
Notenpunkte
—
AufgabeThemaPunkte

Punkteverteilung

AufgabeThemaAFBPunkte
A1Zeichen und Grafiken codierenAFB I5
A2Eine Zeile mit LauflängeAFB I5
A3BegriffeAFB I4
A4Prüfbits bildenAFB I4
A5Huffman-Code für einen TextAFB II8
A6Lauflänge in JavaAFB II6
A7Ein Hamming-Wort korrigierenAFB II6
A8Paritätsgesicherte PaketeAFB II6
A9Verfahren beurteilenAFB III6
A10LK: Doppelfehler im Hamming-CodeAFB III10
Summe (AFB I: 18 P · AFB II: 26 P · AFB III: 16 P)60

Notenschema (Notenpunkte der Oberstufe)

LK-Fassung: 60 Punkte in 90 Minuten, mit Schwerpunkt auf Implementierung und Fehlerkorrektur. Prozentgrenzen: 15 NP ab 95 %, 5 NP ab 45 %.

PunkteNotenpunkteBeurteilung
57 – 60 P15sehr gut +
54 – 56 P14sehr gut
51 – 53 P13sehr gut −
48 – 50 P12gut +
45 – 47 P11gut
42 – 44 P10gut −
39 – 41 P9befriedigend +
36 – 38 P8befriedigend
33 – 35 P7befriedigend −
30 – 32 P6ausreichend +
27 – 29 P5ausreichend
24 – 26 P4ausreichend −
20 – 23 P3mangelhaft +
17 – 19 P2mangelhaft
12 – 16 P1mangelhaft −
0 – 11 P0ungenügend