Aufgabe Vorschlag AC - Aufgabe 1 · Abitur Hessen Datenverarbeitung GK 2022

1 Tabellenkalkulation – Visualisierung der Arbeitsweise von Parity-Bits bei Festplatten

Die HD Storage GmbH möchte in Schulen gezielt Bewerber für Ausbildungsplätze ansprechen. Hierzu soll die Arbeitsweise von Festplattensystemen visualisiert werden, die erhöhte Datensicherheit durch die Verwendung von Parity-Verfahren ermöglichen.

Für eine Simulation sollen Sie einen Prototypen in einer Tabellenkalkulation entwickeln. Hierzu stellt Ihnen die HD Storage GmbH grundlegende Sachinformationen und ein Lastenheft zur Verfügung (Material 1). Zusätzlich erhalten Sie Muster/Vorschläge der HD Storage GmbH zur Gestaltung des Prototypen (Material 2).

Material 1: Sachinformation und Lastenheft Parity HD Storage GmbH

Viele Rechner nutzen zur Steigerung der Datensicherheit eine verteilte Datenspeicherung über mehrere Festplatten. Aus den Daten wird hierzu eine Zusatzinformation, das Parity Bit, generiert und separat gespeichert. Sollte eine der Datenplatten ausfallen, kann aus den noch funktionierenden Daten-Platten und dem Parity-Bit die verlorene Bit-Information rekonstruiert werden.

Anzahl Einsen im Datenteil

Parity-Variante EVEN

Parity-Variante ODD

gerade (0, 2, 4,...)

0

1

ungerade (1, 3, 5,...)

1

0

Beispiele mit 4 Bit im Datenteil und dem daraus erzeugten Parity-Bit:

Bsp. 1: Daten: 1 0 1 0 → Anzahl der Einsen = 2, also gerade → EVEN-Parity: 0; ODD-Parity: 1

Bsp. 2: Daten: 0 0 0 1 → Anzahl der Einsen = 1, also ungerade → EVEN-Parity: 1; ODD-Parity: 0

Lastenheft:

1.0 Anforderungen allgemein: Es wird ein Festplattensystem simuliert, das mit insgesamt vier Festplatten arbeitet. Die Daten werden beim Speichern gleichmäßig bitweise auf die drei Datenplatten diskA, diskB und diskC verteilt. Aus jeweils einem Bit aller drei Datenplatten wird eine Parity-Information erzeugt und als Parity-Bit auf der vierten Platte, der Parity-diskD gespeichert. Sollte eine der drei Datenplatten ausfallen, kann aus den beiden noch funktionierenden Datenplatten und dem Parity-Bit die fehlende Bit-Information rekonstruiert werden.

1.1 Funktionalität Parity_Ermitteln:

• 1.1.1: Alle möglichen Bitkombinationen für die drei Datenplatten abbilden.

• 1.1.2: Aus den Bitkombinationen über geeignete Funktionen und Zellbezüge die Parity-Information für EVEN-Parity ermitteln.

• 1.1.3: Aus der EVEN-Parity mittels benutzerdefinierter Funktion das ODD-Parity erzeugen.

• 1.1.4: Über ein geeignetes Steuerelement Parity-Variante auswählen und basierend darauf passende Parity-Information berechnen/anzeigen.

1.2 Funktionalität Datenbit_Rekonstruieren:

• 1.2.1: Parity-Variante und Wert für Parity-Bit über Steuerelemente eingeben; Bitwerte für zwei Datendisks eingeben.

• 1.2.2: Aus Parity-Bit und vorhandenen Bits unter Beachtung der Variante das verlorene Bit rekonstruieren.

Material 2: Screenshots (Gestaltungsmuster)

Abbildung 1.1:

Abbildung 1.2:

1.1

Entwickeln Sie aus den Informationen in Material 1 das Tabellenblatt gemäß den Anforderungen zur Funktionalität 1.1. Erstellen Sie hierzu geeignete Formeln. Bestimmen Sie so die Parity-Information.

Hinweis: Das Tabellenblatt ist in „Ermitteln“ umzubenennen. [30 BE]

1.2

Entwickeln Sie ein neues Tabellenblatt „Rekonstruieren“ und richten Sie es so ein, dass die Sachinformationen und die Anforderungen zur Funktionalität 1.2 aus Material 1 umgesetzt werden. Berechnen Sie so die verlorene Bit-Information. [20 BE]