Aufgabe Vorschlag AA - Aufgabe 2 · Abitur Hessen Datenverarbeitung GK 2022

2 Programmierung – Speicherbedarf für Digitalfotos

Der HD Storage GmbH liegt eine Beschwerde eines Fotostudios vor, da die verkaufte Festplatte nicht die angegebene Speicherkapazität aufweisen soll. Trotz vorheriger Prüfung können nicht alle ausgewählten HD-Fotos auf der Platte gespeichert werden.

Zur Unterstützung soll das Personal einen Speicherbedarfs-Rechner erhalten. Die HD Storage GmbH stellt Ihnen für die Programmentwicklung grundlegende Sachinformationen (Material 3) und ein Lastenheft zur Verfügung (Material 4). Eine Beispielauswertung finden Sie in Material 5.

Entwickeln und erstellen Sie unter Verwendung der Sachinformationen (Material 3) ein Programm mit grafischer Benutzeroberfläche, das die Sachinformationen korrekt umsetzt und die Anforderungen des Lastenheftes erfüllt (Material 4).

Hinweise:

Die Ergebnisse sind in einem Ordner „Nachname_Vorname_Aufg2“ und dort unter „Nachname_Vorname_HDfoto“ zu sichern.

Beim Ermitteln der Bitanzahl ist auf die Auswahl geeigneter Datentypen und Rechenwege zu achten, um einen Speicherüberlauf zu vermeiden.

Material 3: Sachinformation Digitalfotografie, Speicherung HD Storage GmbH

Die Skalierungsangaben Kilo-, Mega-, Giga- und Terabyte werden in der Informationstechnik und in Werbetexten der Festplattenhersteller unterschiedlich interpretiert.

In der Informatik bezeichnet die Vorsilbe „Kilo“ den Faktor $2^{10}$, also 1024.

In quasi allen anderen physikalischen Zusammenhängen und auch in den Werbetexten der Festplattenhersteller steht „Kilo“ aber für den Faktor 1000, also $10^3$.

· Kilobyte · Megabyte · Gigabyte · Terabyte

IT

(Binär-System) · $2^{10} = 1024\text{ Byte} = 1\text{ KibiByte}$ · $2^{10} \cdot 2^{10} = 2^{20} = 1024\text{ kibiB} = 1\text{ MebiByte}$ · $2^{10} \cdot 2^{20} = 2^{30} = 1024\text{ MebiB} = 1\text{ GibiByte}$ · $2^{40} = \dots$

Sonst

(Dezimal-System) · $10^3 = 1000\text{ Byte} = 1\text{ KB}$ · $10^3 \cdot 10^3 = 10^6 = 1000\text{ kB} = 1\text{ MB}$ · $10^3 \cdot 10^6 = 10^9 = 1000\text{ MB} = 1\text{ GB}$ · $10^{12} = \dots$

Hinweis: 1 Byte besteht aus 8 Bit. In einem Bit (Abkürzung für Binary Digit) können zwei alternative Zustände gespeichert werden, also z.B. 0 oder 1, AN oder AUS.

Ein Byte kann also $2^8 = 256$ unterschiedliche Abfolgen von Bitwerten speichern.

Um den Speicherbedarf eines Digitalfotos zu ermitteln sind folgende Informationen erforderlich:

Auflösung: Aus wie vielen Bildpunkten besteht das Bild?

Die Gesamtzahl der Bildpunkte (Pixel) eines rechteckigen Fotos ist das Produkt aus der Anzahl von horizontalen und vertikalen Bildpunkten.

Farbtiefe: Wie viele verschiedene Farbwerte stehen zur Verfügung?

Die Farbtiefe wird in Bit angegeben. Bei einem Bit wären es nur zwei mögliche Farben. Mit jedem weiteren Bit verdoppelt sich die Anzahl der Farbwerte. Bei 16 Bit ergeben sich $2^{16}$, also 65.536 Farbwerte und das gilt für jeden Bildpunkt. Für jedes Pixel müssen hier also 16 Bit Speicherplatz zur Verfügung stehen.

Der Speicherbedarf steigt also mit steigender Auflösung und Farbtiefe an.

Material 4: Lastenheft Speicherbedarf überprüfen HD Storage GmbH

1. Erforderliche Eingaben

Die Anzahl der Fotos ist zu erfassen.

Die Auflösung in Pixeln ist für ein rechteckiges Foto einzugeben.

Die Farbtiefe in Bit muss angegeben werden.

Zusätzlich ist die Kapazität des geplanten Datenträgers in Gigabyte (dezimale Darstellung) anzugeben.

2. Berechnungen

Nach Eingabe der Daten kann der Nutzer die Berechnung über ein Steuerelement starten.

Der Speicherbedarf für alle Fotos in GibiByte (zur Basis 2) ist zu ermitteln.

Der Speicherbedarf ist zusätzlich in GB (zur Basis 10) anzugeben.

3. Überprüfen und Empfehlung

Die verfügbare Kapazität und der Speicherbedarf werden verglichen.

Es ist eine geeignete Empfehlung auszugeben, die den Nutzer darüber informiert, ob die Festplatte ausreichend groß ist bzw. welche Mindestgröße in GB eine Festplatte bei einem Neukauf haben sollte.

Material 5: Screenshot (Muster, abweichende Gestaltung und Strukturierung möglich)