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Probe-Klausur

Eine komplette Probe-Klausur zu Codierung, Kompression und Übertragung: 50 Punkte, 90 Minuten, Auswertung in Notenpunkten.

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Bearbeitungszeit90 Minuten
AFB I

Wissen und Reproduzieren

18 Punkte

Grundaufgaben aus allen drei Abschnitten. Empfohlene Zeit: etwa 30 Minuten.

A1
Zeichen und Farben codieren
AFB I 5 Punkte

Berechnen Sie die gesuchten Größen.

a) Mindestzahl an Bits für einen Code mit 90 Zeichen 1 P
Bit
b) Speicherbedarf eines 64 × 64-Icons mit 24 Bit Farbtiefe 2 P
Byte
c) Dezimalwert des Farbkanals B4 2 P
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Erwartungshorizont: a) \(2^{6}=64<90\le128\) → 7 Bit (1 P)
b) \(64\cdot64\cdot3=12\,288\) Byte (2 P)
c) \(11\cdot16+4=180\) (2 P).

A2
Eine Zeile mit Lauflänge
AFB I 5 Punkte

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

a) die Anzahl der Läufe 1 P
b) die Länge der Codierung 2 P
Bit
c) das Kompressionsverhältnis 2 P
%
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 4S 8W 2S 2W → 4 Läufe (1 P)
b) \(4\cdot5=20\) Bit (2 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), präfixfrei, \(2^{4}=16\). Falsch: JPEG ist verlustbehaftet; ein Protokoll regelt auch Bedeutung und Ablauf; 1 Byte = 8 Bit.

A4
Übertragungsdauer
AFB I 4 Punkte

Ermitteln Sie die Werte.

a) Dauer für 30 MB bei 40 Mbit/s 2 P
s
b) nötige Datenrate, damit dieselbe Datei in 2 s übertragen wird 2 P
Mbit/s
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Erwartungshorizont: a) 30 MB = 240 Mbit; \(240:40=6\) s (2 P)
b) \(240:2=120\) Mbit/s (2 P).

AFB II

Zusammenhänge herstellen

22 Punkte

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

A5
Huffman-Code für einen Text
AFB II 8 Punkte

Ein Text aus 22 Zeichen enthält R 9-mal, O 6-mal, T 4-mal, B 2-mal und L 1-mal. Wenden Sie das Huffman-Verfahren an.

a) Häufigkeit in der Wurzel 1 P
b) Codewortlänge von R 1 P
Bit
c) Länge des codierten Textes 3 P
Bit
d) mittlere Codewortlänge (zwei Nachkommastellen) 1 P
Bit
e) Kompressionsverhältnis gegenüber einem festen 3-Bit-Code (eine Nachkommastelle) 2 P
%
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Erwartungshorizont: L 1 + B 2 = 3; 3 + T 4 = 7; O 6 + 7 = 13; R 9 + 13 = 22 (a: 1 P). Längen: R 1, O 2, T 3, B 4, L 4 (b: 1 P). \(9+12+12+8+4=45\) Bit (c: 3 P). \(45:22\approx2{,}05\) Bit (d: 1 P). Fest: \(22\cdot3=66\) Bit, \(k=\tfrac{45}{66}\approx68{,}2\,\%\) (e: 2 P).

A6
Decodieren
AFB II 4 Punkte

Codetabelle: R = 0, O = 10, T = 110, B = 1110, L = 1111. Wenden Sie die Tabelle an.

a) Die Bitfolge 110100 bedeutet 2 P
b) Anzahl der Bits für das Wort BLOT 2 P
Bit
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Erwartungshorizont: a) 110 → T, 10 → O, 0 → R: TOR (2 P)
b) \(4+4+2+3=13\) Bit (2 P).

A7
Stop-and-Wait mit Verlusten
AFB II 6 Punkte

8 Pakete (Nr. 0–7) werden mit Stop-and-Wait übertragen. Paket 3 geht beim ersten Versuch verloren, die Quittung für Paket 6 ebenfalls. Hin- und Rückweg dauern je 1 Zeiteinheit, der Timeout 3. Analysieren Sie den Ablauf.

a) Anzahl gesendeter Rahmen 2 P
b) Anzahl gesendeter Quittungen 2 P
c) Gesamtdauer in Zeiteinheiten 2 P
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Erwartungshorizont: a) 8 + 2 Wiederholungen = 10 (2 P)
b) Jeder angekommene Rahmen wird quittiert: 10 − 1 = 9 (2 P)
c) 6 ungestörte Runden à 2 und 2 gestörte à 3 + 2: \(12+10=22\) (2 P).

A8
Pakete und Kopfdaten
AFB II 4 Punkte

Eine Nachricht aus 2400 Zeichen wird in Pakete mit höchstens 150 Zeichen Nutzdaten zerlegt; jedes Paket hat 10 Zeichen Kopf und Rahmen. Berechnen Sie:

a) die Anzahl der Pakete 2 P
b) die Anzahl aller übertragenen Zeichen 2 P
Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) \(2400:150=16\) (2 P)
b) \(2400+16\cdot10=2560\) (2 P).

AFB III

Verallgemeinern und beurteilen

10 Punkte

Urteile begründen und Aussagen prüfen. Empfohlene Zeit: etwa 20 Minuten.

A9
Verfahren beurteilen
AFB III 4 Punkte

Beurteilen Sie die Aussagen — markieren Sie alle zutreffenden.

Welche Aussagen sind fachlich haltbar? (mehrere Antworten richtig) 4 P
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Erwartungshorizont: Textseiten haben lange weiße Läufe; Schubfachprinzip; Tabelle als Zusatzdaten. Doppeltes Zippen bringt nichts, weil die Redundanz schon entfernt ist; JPEG spart bei Fotos deutlich mehr, weil es verlustbehaftet ist.

A10
Ein Werbeversprechen prüfen
AFB III 6 Punkte

Ein Programm packt Datei 1 von 200 KB auf 20 KB und Datei 2 von 20 MB auf 18 MB. Die Werbung sagt: „Im Schnitt 50 % kleiner!“ Überprüfen Sie die Aussage.

a) Mittelwert der beiden Verhältnisse k 2 P
%
b) Gesamtverhältnis beider Dateien zusammen (eine Nachkommastelle) 2 P
%
c) Welche Angabe beschreibt die tatsächliche Speicherersparnis? 2 P
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Erwartungshorizont: a) \(\tfrac{10\,\%+90\,\%}{2}=50\,\%\) (2 P)
b) \(\tfrac{20+18\,000}{200+20\,000}=\tfrac{18\,020}{20\,200}\approx89{,}2\,\%\) (2 P)
c) Das Gesamtverhältnis: Die große Datei bestimmt den Speicher; gespart werden nur rund 11 % (2 P).

Ergebnis

Erreicht
0 / 0
Prozent
0 %
Note
—
AufgabeThemaPunkte

Notenschema (Notenpunkte der Oberstufe)

PunkteNotenpunkteBeurteilung
48 – 50 P15sehr gut +
45 – 47 P14sehr gut
43 – 44 P13sehr gut −
40 – 42 P12gut +
38 – 39 P11gut
35 – 37 P10gut −
33 – 34 P9befriedigend +
30 – 32 P8befriedigend
28 – 29 P7befriedigend −
25 – 27 P6ausreichend +
23 – 24 P5ausreichend
20 – 22 P4ausreichend −
17 – 19 P3mangelhaft +
14 – 16 P2mangelhaft
10 – 13 P1mangelhaft −
0 – 9 P0ungenügend