Aufgrund der im Unterricht verteilten Lektüre (ausführlichere Version ist hier zu finden) können Sie folgende Fragen beantworten:
Fragen
Kapitel 1: Ebenen
- Stellen Sie sich vor, Sie erklären Ihrer Grossmutter, was ein Transistor ist. Auf welcher Ebene des Computers befinden wir uns dann?
- Wenn Sie Instagram öffnen – auf welcher Ebene des Computers arbeiten Sie gerade?
- Warum müssen Sie sich beim Programmieren einer App normalerweise keine Gedanken darüber machen, ob der Benutzer ein iPhone oder ein Samsung-Handy hat?
- Was macht ein Compiler? (Tipp: Er ist sozusagen ein Übersetzer)
- Ordnen Sie diese drei Begriffe von «ganz unten» nach «ganz oben»: Betriebssystem, Elektronik, Anwendungen
Kapitel 2: Computerkategorien
- Sie haben 50 Dollar in der Tasche. Welche Art von Computer könnten Sie sich damit ungefähr leisten?
- In Ihrer Skijahreskarte steckt ein winziger Computer. Wie nennt man diese Kategorie?
- Ein Supercomputer kostet etwa 100 Millionen Dollar. Könnten Sie sich theoretisch 20 Smartphones für den gleichen Preis kaufen? Rechnen Sie!
- Wo werden Mikrocontroller überall verbaut? Nennen Sie zwei Beispiele aus der Lektüre.
- Wenn eine Bank Millionen von Zahlungen verarbeitet – benutzt sie dafür eher einen PC oder einen Grossrechner?
Kapitel 3: Hauptplatine
- Die Hauptplatine hat auch einen englischen Namen, der an Mütter erinnert. Wie lautet er?
- Stellen Sie sich die Northbridge und Southbridge als zwei Brücken vor: Über welche Brücke fahren die «Schnellzüge» (schnelle Komponenten)?
- Wofür steht die Abkürzung BIOS?
- Was passiert als Allererstes, wenn Sie den Power-Knopf an Ihrem Computer drücken?
- Von welchem Datenträger startet der Computer normalerweise sein Betriebssystem?
Kapitel 4: Prozessor
- Ein moderner Prozessor hat mehrere «Kerne». Was bedeutet das für Sie, wenn Sie gleichzeitig Musik hören und eine Hausarbeit schreiben?
- Die Taktfrequenz wird in Hertz gemessen. Was bedeutet «Hertz» eigentlich in einfachen Worten?
- Nennen Sie zwei mathematische Operationen, die ein Prozessor ausführen kann.
- Was ist ein SoC und in welchem Gerät finden Sie es wahrscheinlich gerade in Ihrer Hosentasche?
- Früher brauchte man für Grafik einen separaten Chip. Wo versteckt sich diese Funktion heute oft?
Kapitel 5: Grafikkarte
- Nennen Sie die drei Hauptaufgaben einer Grafikkarte.
- Was ist speziell an einer Grafikkarte – hat sie auch einen eigenen Prozessor und Speicher, oder teilt sie sich alles mit dem Hauptprozessor?
- Was bedeutet «3D-Raytracing»? (Tipp: Es hat mit Lichtstrahlen zu tun)
- Frühe Grafikkarten konnten nur eine Sache selbständig in Pixelgrafik umwandeln. Was war das?
- Kryptowährungen wie Bitcoin werden «geschürft» (Mining). Welche Computerkomponente wird dafür heute oft verwendet – und warum ist das etwas überraschend?
Kapitel 6: Speicher
- Ihr Computer hat 16 GB RAM. Sie ziehen den Stecker. Was passiert mit den Daten im RAM?
- Warum ist eine SSD robuster als eine HDD? (Tipp: Denken Sie an bewegliche Teile)
- Eine HDD funktioniert ähnlich wie ein altes Musikgerät. Welches?
- Nennen Sie zwei Nachteile von SSDs im Vergleich zu HDDs.
- Warum wird nicht einfach der ganze Computer mit superschnellem Speicher ausgestattet?
Kapitel 7: Netzwerkkarte
- Die Übertragungsrate einer Netzwerkkarte wird in einer ungewöhnlichen Einheit gemessen. Welche ist es – und was ist daran «ungewöhnlich»?
- Wo befindet sich die Netzwerkkarte bei den meisten modernen Computern?
- Wofür steht die Abkürzung LAN?
- Ein Server könnte mit mehreren Netzwerkkarten ausgerüstet werden. Warum macht das Sinn?
- In welchen verschiedenen Formen gibt es drahtlose Netzwerkkarten? Nennen Sie zwei aus der Lektüre.
Kapitel 1: Ebenen – Lösungen
- Auf der Ebene der Elektronik (bzw. «Strom, Metall und Plastik»)
- Auf der Ebene der Anwendungen
- Weil das Betriebssystem sich um die Hardware kümmert. Apps werden in höheren Programmiersprachen geschrieben und sind nicht an bestimmte Hardware gebunden.
- Ein Compiler übersetzt Programmcode in Maschinencode, damit der Prozessor das Programm ausführen kann.
- Von unten nach oben: Elektronik → Betriebssystem → Anwendungen
Kapitel 2: Computerkategorien – Lösungen
- Ein mobiler Computer / Smartphone / Spielkonsole (ca. 50 USD)
- Wegwerfcomputer (RFID-Tags)
- Nein! 100’000’000 ÷ 50 = 2’000’000 Smartphones (zwei Millionen!)
- Uhren, Autos, Geräte (zwei davon nennen)
- Einen Grossrechner (Mainframe)
Kapitel 3: Hauptplatine – Lösungen
- Motherboard (oder Mainboard)
- Über die Northbridge (dort sind Prozessor, RAM und schnelle Grafikkarten verbunden)
- Basic Input and Output System
- Das BIOS wird aktiv – es erkennt die Hardware und startet dann das Betriebssystem
- Von einer eingebauten Festplatte (kann aber auch CD/DVD oder USB-Stick sein)
Kapitel 4: Prozessor – Lösungen
- Mehrere Kerne bedeuten, dass der Prozessor mehrere Aufgaben gleichzeitig ausführen kann – die Musik läuft ungestört weiter, während Sie tippen.
- Hertz bedeutet «pro Sekunde» (also wie viele Berechnungen pro Sekunde)
- Vergleichen, Addieren, Multiplizieren, Bits verschieben (zwei davon nennen)
- SoC = System on a Chip – ein Ein-Chip-System, das z.B. im Smartphone/Mobiltelefon steckt
- Direkt im Prozessor (als integrierte Grafikeinheit)
Kapitel 5: Grafikkarte – Lösungen
-
- Erzeugen einer Pixelgrafik aus einer anderen Darstellungsform
- Speichern des Bildschirminhalts
- Steuerung des Bildschirms
- Ja, die Grafikkarte hat einen eigenen Prozessor UND eigenen Arbeitsspeicher
- Eine fotorealistische Berechnung basierend auf der Rückverfolgung von Lichtstrahlen
- Text
- Die Grafikkarte – überraschend, weil sie eigentlich für Bilder gedacht ist, aber sehr gut für aufwändige Berechnungen geeignet ist (auch für neuronale Netze)
Kapitel 6: Speicher – Lösungen
- Die Daten gehen verloren – RAM ist flüchtiger Speicher
- Eine SSD hat keine beweglichen Teile (im Gegensatz zur HDD mit drehenden Platten und beweglichem Arm)
- Einem Plattenspieler
- SSDs sind teurer
- SSDs gibt es nicht in so grossen Speicherkapazitäten wie HDDs
- Weil schneller Speicher viel teurer ist als langsamer Speicher
Kapitel 7: Netzwerkkarte – Lösungen
- Mbps oder Gbps (Megabit/Gigabit pro Sekunde) – ungewöhnlich, weil sonst meist in Byte gemessen wird, hier aber in Bit
- Direkt auf dem Mainboard integriert
- Local Area Network (wird in der Lektüre erwähnt, aber nicht ausgeschrieben – akzeptieren Sie auch «lokales Netzwerk»)
- Um mehr Netzwerkverbindungen gleichzeitig zu ermöglichen / für mehr Kapazität / Redundanz
- Als Steckkarte für PCs/Server
- In kleineren Ausführungen für Notebooks
- Als USB-Stecker im Miniformat
(zwei davon nennen)