Daten und Codierung

📘 Theorie

1. Binäre Darstellung
2. Zahlensysteme
3. Grafikformate
4. Rastergrafik
5. Vektorgrafik
6. Textcodierung
7. Audio
8. Kompression

Zusatzinformationen

• Affinity Photo

✏️ Arbeitsblätter

12.01 Zahlensysteme.pdf
12.01 Zahlensysteme Lösungen.pdf

12.02 Rastergrafik.pdf
Bilddatei für Aufgaben Rastergrafik

12.03 Vektorgrafik.pdf

12.05 Kompression.pdf
12.05 Kompression Lösungen.pdf

12.99 Musterprobe.pdf
12.99 Musterprobe Lösungen.pdf

🎯 Lernziele

1. Sie können erklären, wie ein Stellenwertsystem für Zahlen funktioniert.

2. Sie können natürliche Zahlen zwischen dezimaler, binärer und hexadezimaler Darstellung umrechnen.

3. Sie können bestimmen, wie viele Zahlen sich mit einer bestimmten Anzahl Bits, d.h. mit einer bestimmten Anzahl Stellen im Binärsystem, darstellen lassen (z.B. mit 3 Bits lassen sich $2^3=8$ unterschiedliche Zahlen darstellen).

4. Sie können mit einer vorgegebenen Textcodierung kurze Texte codieren und decodieren.

5. Sie verstehen die Zeichencodierungen ASCII und Unicode / UTF-8.

6. Sie verstehen, warum verschiedene Codierungen der gleichen Daten zu unterschiedlichen Datenmengen führen.

7. Sie können einen Binärbaum zur Decodierung von binären Daten erstellen und verwenden.

8. Sie kennen die Farbmodelle Schwarzweiss, Graustufen, RGB (True Colour) und CMYK.

9. Sie können den Speicherbedarf von Rastergrafiken in Abhängigkeit des Farbmodells berechnen.

10. Sie wissen, dass der Speicherbedarf von Rastergrafiken durch Kompression verkleinert werden kann.

11. Sie können einfache Rastergrafiken codieren und decodieren.

12. Sie kennen die unterschiedlichen Eigenschaften und Einsatzgebiete von Raster- und Vektorgrafiken.

13. Sie kennen die wichtigsten SVG-Befehle und können erklären, was für ein Bild eine einfache SVG-Grafik darstellt.

14. Sie wissen, dass häufige Zeichen weniger Information enthalten und dass diese Tatsache die Grundlage der Informationstheorie und somit von Kompressionsalgorithmen bildet.

15. Sie verstehen, wie die Huffmann-Codierung funktioniert.

16. Sie können zu kurzen Zeichenfolgen eine Huffmann-Codierung erstellen und diese anwenden.

🏆 Beurteilung

Das Thema wird mit einer schriftlichen Probe geprüft, welche 80 Minuten dauert. Sie dürfen folgende Hilfsmittel verwenden:

• eine A4-Seite mit eigenen, von Hand geschriebenen Notizen.

Ansonsten sind keine Hilfsmittel erlaubt.

🧱 Grundlagen

Dieses Thema deckt die folgenden Grobziele und Inhalte aus dem kantonalen Lehrplan ab:

Information und Daten

Grobziele

Die Schülerinnen und Schüler

• verstehen den Unterschied zwischen Information und Daten
• sind mit verschiedenen Repräsentationsformen von Information vertraut
• verstehen die Grundlagen von Datenbanken und Data Mining

Inhalte

• Binärsystem
• Unterscheidung digitale und analoge Repräsentationsformen
• Codierung von Text und Bildern (z.B. ASCII, Unicode, Rastergrafik, Vektorgrafik)
• Redundanz (z.B. Kompression, Fehlerkorrektur)
• Data-Mining-Anwendungen (z.B. Suchmaschinen, Empfehlungsdienste, automatische Sprachübersetzer, Textgenerierung)
• Informationsgewinn durch Verknüpfung verschiedener Datensammlungen