Lernfeld 5 · Prüfung Teil 1

Rechner, Betriebssysteme und Anwendungssoftware

Rechner, Betriebssysteme und Anwendungssoftware für Mechatroniker: Hardware, Speicherarten, Zahlensysteme, Datenmengen und Tabellenkalkulation.

21 Aufgaben dazu übenKostenlos, ohne Anmeldung, mit Lösungsweg

Darum geht es

Ein Rechner arbeitet nach dem EVA-Prinzip: Eingabegeräte liefern Daten, der Prozessor verarbeitet sie mit Hilfe des Arbeitsspeichers, Ausgabegeräte zeigen das Ergebnis. Der Arbeitsspeicher (RAM) ist flüchtig; fällt die Spannung aus, ist alles Ungespeicherte verloren. Festplatte, SSD, Flash-Speicher und ROM behalten ihre Daten dagegen ohne Versorgung.

Beim Start prüft die Firmware (BIOS oder UEFI) die Hardware, sucht ein startfähiges Laufwerk und lädt den Bootloader, der das Betriebssystem startet. Das Betriebssystem verwaltet Prozessor, Speicher, Dateien und Geräte und stellt die Oberfläche bereit, auf der Anwendungen wie Tabellenkalkulation, CAD oder Programmiersoftware für Steuerungen laufen.

Rechner rechnen intern im Dualsystem. Für Parameter und Speicheradressen wird oft das Hexadezimalsystem verwendet, weil eine Hex-Ziffer genau vier Bit darstellt. Ein Byte hat acht Bit. Die Datenmenge eines Bildes oder einer Messreihe rechnest du aus Anzahl der Werte mal Bytes je Wert; achte darauf, ob 1 MB als 1 000 000 Byte oder 1 MiB als 1 048 576 Byte gemeint ist.

In der Tabellenkalkulation passen sich relative Bezüge beim Kopieren an, absolute Bezüge, bei denen ein Dollarzeichen vor Spalte oder Zeile steht, bleiben fest. Messdaten aus Datenloggern liegen oft als CSV-Datei vor und lassen sich importieren, filtern, mit Funktionen wie Mittelwert oder Maximum auswerten und als Diagramm darstellen.

Das solltest du dir merken

RAM ist flüchtig, SSD, Festplatte, Flash und ROM nicht.
Ein Byte sind acht Bit, eine Hex-Ziffer sind vier Bit.
Datenmenge gleich Zahl der Werte mal Bytes je Wert.
Absolute Bezüge mit Dollarzeichen ändern sich beim Kopieren nicht.

Formeln

Hexadezimalzahl in Dezimalzahl: $Z = \sum_{i = 0}^{n - 1} h_{i} \cdot 1 6^{i}$; $h_{i}$ Wert der Hex-Ziffer an der Stelle $i$ (A = 10 bis F = 15), rechts beginnt $i = 0$
Datenmenge: $D = N \cdot b$; $N$ Zahl der Werte oder Bildpunkte, $b$ Bytes je Wert, $D$ in Byte
Zahl der Messwerte: $N = \frac{t}{T _{A}}$; $t$ Aufzeichnungsdauer und $T_{A}$ Abtastintervall in derselben Zeiteinheit

Typische Fehler in der Prüfung

Bei Hexadezimalzahlen die Buchstaben A bis F nicht als 10 bis 15 gewertet.
Zeit in Stunden und Abtastintervall in Millisekunden ohne Umrechnung geteilt.
Bit und Byte verwechselt, das Ergebnis ist dann um den Faktor 8 falsch.
Beim Kopieren einer Formel den festen Bezug nicht mit Dollarzeichen gesetzt.

Tipps aus der Werkstatt

Binär in dezimal: Schreib unter jede Stelle ihre Wertigkeit (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 von rechts) und addiere nur die Stellen mit einer 1. Der größte Wert von n Bit ist 2 hoch n minus 1, bei 8 Bit also 255, bei 16 Bit 65 535.
Speicherbedarf rechnest du als Anzahl der Werte mal Byte je Wert. Die Anzahl bekommst du aus Dauer geteilt durch Abtastintervall, beides in derselben Zeiteinheit. Achte darauf, ob die Aufgabe mit 1000 oder 1024 pro Stufe rechnet.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

21 Aufgaben zu „Rechner, Betriebssysteme und Anwendungssoftware“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

Jetzt üben

Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Mechatroniker/-in (1998, Fassung 2018), Lernfeld 5; DIN EN 80000-13 (Größen der Informationstechnik). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.