ALPEN-ADRIA-GYMNASIUM VÖLKERMARKT SCHRIFTLICHE REIFEPRÜFUNG AUS INFORMATIK HAUPTTERMIN 2007/2008-8B

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1 ALPEN-ADRIA-GYMNASIUM VÖLKERMARKT SCHRIFTLICHE REIFEPRÜFUNG AUS INFORMATIK HAUPTTERMIN 2007/2008-8B 1 Theoretische Fragen 1.1 Wie funktioniert ein Computer? a) Skizziere das Modell eines Von-Neumann-Computers und gehe dabei auf das noch heute gültige Neumann sche Modell ein. b) Beschreibe kurz wesentliche Inhalte dieses Konzepts. c) Was ist der Von-Neumann-Zyklus? 1.2 Die digitale Revolution findet bereits seit geraumer Zeit statt. In diesem Zusammenhang spielen digitale Speichermedien eine große Rolle. a) Was ist das Wesen der Digitalisierung? Benenne Vorteile und Nachteile. b) Beschreibe und kategorisiere die wichtigsten Speichermedien, beschreibe kurz die unterschiedlichen Technologien und gib die aktuellen (ungefähren) Speicherkapazitäten an. Rechenaufgaben c1) Im Jahre 1990 kostete eine 500 MB-Festplatte noch ca ÖS. Heute bekommt man eine 500 GB Festplatte um ca Um welchen Faktor ist der externe Speicher in diesen 18 Jahren billiger geworden? c2) Auf einer durchschnittlich beschriebenen DIN A4 Seite befinden sich ca Zeichen. Wie hoch wäre ein Stapel aus DIN A4-Seiten (500 Seiten sind 5 cm hoch), der den Informationsgehalt einer 500 GB Festplatte hat? 1.3 Was sind aktuelle Leistungsmerkmale interner und externer Speicher, Taktrate, Bildschirmauflösung und Bandbreite bei Netzwerkverbindungen? Gib diese Größen und die entsprechenden Einheiten für einen heute handelsüblichen, für den Schuleinsatz geeigneten, Computer an. 1.4 Betriebssysteme und Dienstprogramme a) Was sind die Kernaufgaben von Betriebssystemen? b) Zähle exemplarisch mindestens 5 wichtige Dienstprogramme (Uitilities) als Betriebssystemerweiterung auf und beschreibe diese kurz. 1.5 Daten und Programme Dateien in verschiedenen Ausprägungsformen sind der Rohstoff, der von Programmen und Algorithmen produziert, verarbeitet und dargestellt wird. a) Zähle exemplarisch zehn wichtige Dateitypen auf und ordne diese den entsprechenden Programmen und Anwendungen zu. b) Kategorisiere wichtige Dateitypen im Bereich der Grafik- und Bildbearbeitung und beschreibe ihre Einsatzbereiche und Kompressionseigenschaften. 1.6 Internet a) Das WEB erfindet sich derzeit neu. Man spricht vom WEB 2.0. Welche Entwicklungen und beispielhafte Anwendungen lassen es gerechtfertigt erscheinen, von diesem Paradigmenwechsel zu sprechen? b) Beschreibe den Protokollstack des Internet.

2 1.7 Netzwerk-Basics a) Interpretiere und erkläre möglichst viele Fachbegriffe dieses Screenshots, der von einem Laptop aus dem Schulnetzwerk des Gymnasiums Völkermarkt erzeugt wurde. b) In Zeile 4 erscheint eine sogenannte MAC-Adresse in Hexadezimalschreibweise. Wo ist die Zeichenfolge B gespeichert und wie ist die Darstellung der letzten beiden Hexzahlen als Bitmuster? Beschreibe mit Hilfe eines Pseudocodes oder in einem Struktogramm den Algorithmus, der eine zweistellige Hexadezimalzahl in ein 8-stelliges Binärmuster verwandelt. 1.8 Elektronisches Klassenbuch Die Schulleitung beabsichtigt, ein elektronisches Klassenbuch einzuführen. Der Schulleiter beauftragt dich, eine diesbezügliche Expertise abzugeben. Analysiere die technischen, adminstrativen und sozialen Aspekte dieses Vorhabens hinsichtlich der Betroffenen (Schüler, Lehrer, Schulleitung, Systemadministrator, Eltern). Gib nach einer kompakten +/- Aufstellung eine (subjektive) Empfehlung ab. 2 Spezialkapitel Kryptographie a) Erstelle eine Mindmap zum komplexen Thema Kryptographie. b) Erkläre Kerckhoffs Prinzip anhand zweier öffentlicher Verschlüsselungsalgorithmen. c) Skizziere das Funktionsmodell einer Public-Key-Verschlüsselung d) In welchem Zusammenhang mit public keys steht die digitale Unterschrift? e) Was bedeutet die PGP-Verschlüsselung?

3 3 Algorithmen und Programmierung 2.1 VBA-Programmierung mit Zahlen und Texten a) Ein Simulationsbeispiel: Rekorde in einem Jahrhundert In einem Jahrhundert gibt es jedes Jahr z.b. in einer bestimmten Region Niederschlagsmengen, z.b. zw. 900mm und 1200mm (langjährige Untersuchungen). Erstelle ein diesem Excel-Screenshot zugrunde liegendes VBA-Programm. Die Listbox ist dahingehend abzuändern, dass statt der 100 simulierten Werte nur die Rekordwerte aufscheinen. b) Cäsar-Verschlüsselung Folgende Javscript Funktion ist das Kernstück dieses HTML-Formulars. 1 function verschluesseln() 2 { 3 satz = document.forms[0].t1.value; 4 satz = satz.touppercase(); 5 versatz = parseint(document.forms[0].t2.value); 6 neuersatz = ""; 7 for (i=0; i<satz.length; i++) 8 { 9 nr = satz.charcodeat(i); 10 if (64<nr && nr<91) 11 { 12 nnr = nr + versatz; 13 if (nnr>90) nnr = nnr ; 14 neuersatz += String.fromCharCode(nnr); 15 } 16 else neuersatz += satz[i]; 17 } 18 document.forms[0].t3.value = neuersatz; } a) Beschreibe diesen Algorithmus Zeile für Zeile unter Berücksichtigung objektorientierter Aspekte wie Objektklassen, Eigenschaften und Methoden. b) Übersetze dieses Programm und realisiere es in VBA in der Excel-Umgebung.

4 4 Kalkulations- und Datenbankmodelle 3.1 Eine (automatisierte) Schularbeitenstatistik Eine statistische Auswertung einer Schularbeit ist in der Tabellenkalkulation Excel zu automatisieren. Der grau hinterlegte Bereich (Punkte zwischen 0 und 4) ist der (einzige) Eingabebereich. Gesamtpunktezahl und davon abhängige Noten sowie die Häufigkeiten der Noten sind mittels geeigneter Excel-Funktionen automatisch zu ermitteln. Ein auf den Häufigkeiten aufbauendes Diagramm ist anzufertigen. 3.2 EURO Modellierung Die Euro 2008 findet in diesem Jahr in Österreich und in der Schweiz statt. In der Vorrunde finden die Gruppenspiele in 4 Gruppen mit je 4 Mannschaften in 8 unterschiedlichen Stadien statt. Informationen dazu finden sich z.b. unter: Alle Gruppenspiele sollen in einer Datenbank verwaltet werden. Vor dem Turnier sollen alle Spieltermine, Spiele und Mannschaften mit ihren Spielern erfasst werden. Während des Turniers werden in dieser Datenbank auch alle Tore mit den Torschützen registriert. Wann die Tore geschossen werden, ist für dieses Modell nicht wichtig! a) Erstelle für diese Spezifikation ein relationales Datenmodell mit den notwendigen Tabellen, Datenfeldern und Beziehungen und stelle dieses in einem ER-Modell dar. b) Dieses Modell ist zunächst händisch zu skizzieren und anschließend in MS Access mit den Tabellen- und Beziehungsstrukturen zu übertragen. c) Versuche mittels 2 SQL-Anfragen c1) eine Topscorerliste (Torjäger und Anzahl der erzielten Tore) c2) und eine Liste mit den Stadien und allen darin erzielten Treffern zu erstellen.

5 5 Praxisaufgabe zur Standardsoftware Grundlage aller durchzuführenden Auswertungen und deren Präsentation im Web ist eine kürzlich erhobene Umfrage unter den Schülern der 4. Klassen des Alpen-Adria- Gymnasiums. Alle Datensätze wurden in ein Excel-File (behalterate.xls) übertragen. Von der Schulleitung wird der Wunsch erhoben, eine Auswertung über diesen Datenbestand vorzunehmen und a5) mittels einer Präsentationssoftware b5) sowie mittels eines Content Management Systems (z.b. CMSIMPLE, nach erfolgreicher Konfiguration, für das Web aufzubereiten. Folgende Auswertungen (Gruppierungen und Pivotisierungen) sind durchzuführen, die Auswahl der Softwarewerkzeuge ist frei. a) Wieviel % der SchülerInnen aus den Klassen 4a 4e haben jeweils an der Umfrage teilgenommen? Die jeweiligen Schüleranzahlen sind in dem Arbeitsblatt anzahlen zu entnehmen. Eine tabellarische Darstellung ist für diese Auswertung ausreichend. b) Wieviele SchülerInnen, getrennt nach Geschlecht, aus den jeweiligen Klassen haben teilgenommen? Erstelle dazu ein geeignetes Diagramm. c) Wieviele SchülerInnen aus den jeweiligen Klassen verbleiben sicher am Alpen-Adria- Gymnasium, wieviele sind unsicher und wieviele gehen sicher weg? Ein diesbezügliches aussagekräftiges Diagramm ist anzufertigen. d) Für diejenigen SchülerInnen, die die Schule verlassen, ist ein Häufigkeitsdiagramm anzufertigen, die das Geschlecht (Spalte B) und den Schultyp (Spalte F) in Beziehung setzt. e) Zwei Listen aus den Textfeldern in den Spalten H und I (was ist an der Schule positiv, was negativ) sind zu extrahieren und übersichtlich zu publizieren, sowohl im PDF-File als auch im HTML-Format innerhalb des CMS. Die Teilergebnisse aus a) e) sind zur Übersicht in einem Ordner in den geeigneten Dateiformaten und mit lesbaren Dateinamen zu speichern, die Grafiken (Diagramme) sind hinsichtlich der Dateigröße und Bildqualität für das Web zu optimieren. Völkermarkt, am