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Question 1Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aufgabe hat der Compiler im klassischen Übersetzungsprozess eines Programms?

  1. Er führt das Programm Anweisung für Anweisung interpretierend aus.
  2. Er verwaltet zur Laufzeit den Hauptspeicher und gibt ihn an das Betriebssystem zurück.
  3. Er verknüpft mehrere bereits übersetzte Objektdateien zu einer ausführbaren Datei.
  4. Er überführt den Quelltext in Maschinencode und meldet dabei syntaktische Fehler. Correct answer.

Explanation

Der Compiler übersetzt den gesamten Quelltext einer höheren Programmiersprache in eine maschinennahe Zielsprache und prüft dabei unter anderem die Syntax. Das Ausführen übernimmt später das Betriebssystem, das Verknüpfen von Objektdateien erledigt der Linker. Damit sind Übersetzen und Ausführen klar getrennte Phasen.

Question 2Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Variable vom Datentyp Integer wird in Java mit dem Wert 7 deklariert und anschließend mit dem Ausdruck 7 / 2 neu belegt. Welchen Wert enthält sie danach?

  1. 3.5
  2. 3 Correct answer.
  3. 7
  4. 4

Explanation

Bei zwei Operanden vom Typ int führt Java eine ganzzahlige Division aus, bei der der Nachkommaanteil abgeschnitten und nicht gerundet wird. Aus 7 / 2 wird daher 3. Ein double-Ergebnis entsteht nur, wenn mindestens ein Operand ein Gleitkommatyp ist.

Question 3Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aussage beschreibt die Funktionsweise eines Stacks (Kellerspeicher) korrekt?

  1. Elemente werden stets in sortierter Reihenfolge entnommen.
  2. Das zuletzt eingefügte Element wird als erstes wieder entnommen. Correct answer.
  3. Auf jedes Element kann direkt über einen Index zugegriffen werden.
  4. Das zuerst eingefügte Element wird als erstes wieder entnommen.

Explanation

Ein Stack arbeitet nach dem LIFO-Prinzip (last in, first out): push legt ein Element oben ab, pop entnimmt das oberste Element. Nur das oberste Element ist unmittelbar zugänglich. Damit unterscheidet er sich grundlegend von einer Warteschlange.

Question 4Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Zahl ergibt sich, wenn man die Dualzahl 1011 in das Dezimalsystem umrechnet?

  1. 11 Correct answer.
  2. 15
  3. 13
  4. 9

Explanation

Man multipliziert jede Binärziffer mit der zugehörigen Zweierpotenz: 1·8 + 0·4 + 1·2 + 1·1 = 11. Die Stellenwerte sind von links nach rechts 8, 4, 2 und 1. Damit ist 1011 im Dezimalsystem die Elf.

Question 5Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Was bezeichnet man in der objektorientierten Programmierung als Kapselung?

  1. Das Überschreiben einer geerbten Methode in einer Unterklasse mit neuer Implementierung.
  2. Das Zusammenfassen von Attributen und Methoden in einer Klasse bei kontrolliertem Zugriff auf die Attribute. Correct answer.
  3. Das Aufteilen eines Programms in mehrere parallel laufende Threads.
  4. Das Erzeugen mehrerer Objekte aus derselben Klasse mit unterschiedlichen Attributwerten.

Explanation

Kapselung bedeutet, Daten und die darauf arbeitenden Operationen in einer Einheit zusammenzufassen und den direkten Zugriff von außen einzuschränken. Der Zugriff erfolgt dann über definierte Methoden wie Getter und Setter. So bleiben interne Zustände konsistent und die Schnittstelle stabil.

Question 6Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Rechner besitzt einen Hauptspeicher mit 2^16 Speicherzellen und adressiert jede Zelle einzeln. Wie viele Bit umfasst eine Speicheradresse mindestens?

  1. 32
  2. 64
  3. 16 Correct answer.
  4. 8

Explanation

Bei 2^16 adressierbaren Zellen benötigt man 16 Bit, um jede Zelle eindeutig zu adressieren, denn 2^16 = 65536 verschiedene Adressen sind darstellbar. Die Adressbreite wächst logarithmisch mit der Zahl der Zellen. Die Wortbreite der Daten spielt dafür keine Rolle.

Question 7Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aufgabe erfüllt das Betriebssystem im Schichtenmodell eines Rechners?

  1. Es vermittelt zwischen Anwendungsprogrammen und der Hardware, etwa bei Speicher- und Dateizugriffen. Correct answer.
  2. Es realisiert ausschließlich die grafische Benutzeroberfläche.
  3. Es legt die logischen Gatter in einem Prozessor fest.
  4. Es übersetzt Quelltexte in Maschinencode.

Explanation

Das Betriebssystem bildet die Vermittlungsschicht zwischen Anwendungen und Hardware und stellt Dienste wie Prozessverwaltung, Speicherverwaltung und Dateisysteme bereit. Anwendungen greifen über Systemaufrufe auf diese Dienste zu. Die Hardware selbst wird dadurch vor direkten Eingriffen geschützt.

Question 8Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Eigenschaft hat ein Algorithmus, wenn er für jede zulässige Eingabe nach endlich vielen Schritten ein Ergebnis liefert?

  1. Determinismus
  2. Terminierung Correct answer.
  3. Determiniertheit
  4. Allgemeingültigkeit

Explanation

Terminierung bedeutet, dass die Verarbeitung für jede zulässige Eingabe nach endlich vielen Schritten endet. Determiniertheit und Determinismus betreffen dagegen die Eindeutigkeit des Ablaufs beziehungsweise Ergebnisses. Allgemeingültigkeit meint die Lösung einer ganzen Problemklasse.

Question 9Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Programmfragment enthält die Schleife: für i von 1 bis n: für j von 1 bis n: erhöhe zähler um 1. Welche Anzahl an Inkrementen wird insgesamt ausgeführt?

  1. n² Correct answer.
  2. 2n
  3. n
  4. 2^n

Explanation

Die äußere Schleife läuft n-mal, und für jeden dieser Durchläufe läuft die innere Schleife ebenfalls n-mal. Damit ergibt sich n·n = n² Inkremente. Diese verschachtelte Struktur ist typisch für quadratischen Aufwand.

Question 10Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Array enthält die sortierten Werte [2, 5, 8, 12, 16, 23, 38, 56, 72, 91]. Wie viele Vergleiche mit mittleren Elementen benötigt die binäre Suche höchstens, um einen vorhandenen Wert zu finden?

  1. 10
  2. 4 Correct answer.
  3. 3
  4. 5

Explanation

Bei der binären Suche halbiert sich der Suchbereich in jedem Schritt. Bei 10 Elementen folgt 10 → 5 → 2 → 1, also sind höchstens 4 Vergleiche nötig. Allgemein gilt für n Elemente eine Schranke von etwa log₂(n) + 1.

Question 11Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Warum ist die lineare Suche in einem sortierten Array der binären Suche bei großem n im schlechtesten Fall unterlegen?

  1. Weil sie im schlechtesten Fall alle n Elemente prüfen muss, während die binäre Suche logarithmisch viele Vergleiche braucht. Correct answer.
  2. Weil sie den Suchbereich in jedem Schritt halbiert und dadurch mehr Vergleiche benötigt.
  3. Weil sie nur auf unsortierten Arrays funktioniert.
  4. Weil sie zusätzlichen Speicherplatz in der Größenordnung von n benötigt.

Explanation

Die lineare Suche prüft die Elemente der Reihe nach und benötigt im schlechtesten Fall n Vergleiche, also linearen Aufwand. Die binäre Suche nutzt die Sortierung und halbiert den Suchbereich in jedem Schritt, was zu logarithmischem Aufwand führt. Bei großem n wächst der Unterschied deutlich.

Question 12Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Sortierverfahren vergleicht benachbarte Elemente und tauscht sie, bis keine Vertauschung mehr nötig ist. Welches Verfahren ist beschrieben und wie ist sein Aufwand im schlechtesten Fall?

  1. Selectionsort mit linearem Aufwand im schlechtesten Fall
  2. Mergesort mit quadratischem Aufwand im schlechtesten Fall
  3. Bubblesort mit quadratischem Aufwand im schlechtesten Fall Correct answer.
  4. Quicksort mit logarithmischem Aufwand im schlechtesten Fall

Explanation

Das beschriebene Verfahren ist Bubblesort, das benachbarte Elemente vergleicht und vertauscht. Im schlechtesten Fall sind etwa n²/2 Vergleiche nötig, der Aufwand ist also quadratisch. Mergesort arbeitet dagegen mit Teilen und Zusammenfügen, Quicksort mit einem Pivot-Element.

Question 13Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine rekursive Funktion f(n) ruft sich für n > 0 mit f(n-1) auf und liefert für n = 0 den Wert 1 zurück. Welche Rolle spielt der Fall n = 0 in dieser Definition?

  1. Er erhöht die Rekursionstiefe, um das Ergebnis zu verbessern.
  2. Er bildet den Rekursionsschritt, der das Problem verkleinert.
  3. Er dient nur der Dokumentation und wird zur Laufzeit nie erreicht.
  4. Er bildet den Abbruchfall, der die Rekursion beendet und einen direkten Wert liefert. Correct answer.

Explanation

Der Fall n = 0 ist der Abbruchfall (Basisfall), der ohne weiteren Selbstaufruf einen konkreten Wert zurückgibt. Ohne ihn würde die Rekursion nicht enden. Der Rekursionsschritt ist dagegen der Aufruf f(n-1).

Question 14Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aussage über die Darstellung von Gleitkommazahlen nach IEEE 754 im Vergleich zu Festkommazahlen ist zutreffend?

  1. Gleitkommazahlen können keine negativen Werte darstellen.
  2. Gleitkommazahlen haben stets eine höhere Genauigkeit als Festkommazahlen mit gleicher Bitanzahl.
  3. Gleitkommazahlen stellen jede rationale Zahl exakt dar, solange genügend Speicher vorhanden ist.
  4. Gleitkommazahlen erlauben einen großen Wertebereich, aber nicht jede Dezimalzahl ist exakt darstellbar. Correct answer.

Explanation

Gleitkommazahlen nach IEEE 754 teilen die Bits in Vorzeichen, Exponent und Mantisse auf. Dadurch decken sie einen großen Wertebereich ab, aber viele Dezimalbrüche wie 0,1 haben keine endliche Binärdarstellung. Es treten daher Rundungsfehler auf.

Question 15Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Warum kann die Datenbankoperation, bei der von einem Konto ein Betrag abgebucht und einem anderen gutgeschrieben wird, durch Transaktionen abgesichert werden?

  1. Weil eine Transaktion die Konsistenzbedingungen der Datenbank dauerhaft abschaltet.
  2. Weil eine Transaktion alle beteiligten Datensätze dauerhaft sperrt und nie wieder freigibt.
  3. Weil eine Transaktion mehrere Operationen zu einer unteilbaren Einheit zusammenfasst, die ganz oder gar nicht ausgeführt wird. Correct answer.
  4. Weil eine Transaktion die Daten automatisch in die dritte Normalform überführt.

Explanation

Eine Transaktion fasst mehrere Operationen zu einer atomaren Einheit zusammen. Bei einem Fehler wird sie vollständig zurückgerollt, sodass kein Geld verschwindet oder doppelt entsteht. Diese Eigenschaft heißt Atomarität und ist Teil des ACID-Prinzips.

Question 16Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

In einer Tabelle mit den Spalten Matrikelnummer und Name ist die Matrikelnummer der Primärschlüssel. Welche Konsequenz hat diese Festlegung?

  1. Jeder Datensatz muss eine eindeutige Matrikelnummer besitzen, und sie darf nicht NULL sein. Correct answer.
  2. Die Tabelle darf höchstens einen Datensatz enthalten.
  3. Die Spalte Name darf beliebig viele Duplikate enthalten und wird dadurch automatisch eindeutig.
  4. Die Matrikelnummer darf in mehreren Datensätzen vorkommen, solange die Namen verschieden sind.

Explanation

Ein Primärschlüssel identifiziert jeden Datensatz eindeutig und schließt NULL-Werte aus. Dadurch kann kein Datensatz ohne gültige Matrikelnummer existieren, und keine Nummer tritt doppelt auf. Andere Spalten unterliegen dieser Einschränkung nicht.

Question 17Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Was bewirkt die SQL-Anweisung SELECT Name FROM Schueler WHERE Klasse = '10a' ORDER BY Name DESC?

  1. Sie gibt alle Spalten der Klasse 10a aufsteigend sortiert aus.
  2. Sie löscht alle Einträge der Klasse 10a aus der Tabelle.
  3. Sie zählt die Anzahl der Schüler in der Klasse 10a.
  4. Sie gibt alle Namen der Klasse 10a absteigend sortiert aus. Correct answer.

Explanation

SELECT Name wählt nur die Spalte Name aus, WHERE filtert auf die Klasse 10a, und ORDER BY Name DESC sortiert das Ergebnis absteigend. Die Anweisung verändert keine Daten. Aufsteigende Sortierung wäre mit ASC oder ohne Angabe erreicht worden.

Question 18Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

In einem Netzwerk wird ein Rechner mit der IP-Adresse 192.168.10.130 und der Subnetzmaske 255.255.255.192 betrieben. Zu welchem Netz gehört der Rechner?

  1. 192.168.10.0/25
  2. 192.168.10.192/26
  3. 192.168.10.64/26
  4. 192.168.10.128/26 Correct answer.

Explanation

Die Maske 255.255.255.192 entspricht /26, also 64 Adressen pro Subnetz. Die Adresse 130 liegt im Bereich 128 bis 191, das Netz beginnt daher bei 192.168.10.128. Das letzte Oktett 130 hat im Binärsystem die oberen zwei Bits 10, was dem Block ab 128 entspricht.

Question 19Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Funktion hat das DNS im Internet?

  1. Es vergibt dynamisch IP-Adressen an Geräte im lokalen Netz.
  2. Es leitet Pakete anhand ihrer Ziel-IP-Adresse zwischen Netzen weiter.
  3. Es übersetzt Domainnamen wie example.org in IP-Adressen. Correct answer.
  4. Es verschlüsselt die Verbindung zwischen Client und Webserver.

Explanation

Das Domain Name System löst für Menschen lesbare Namen in die zugehörigen IP-Adressen auf. Der Client fragt dazu einen DNS-Server, der die passende Adresse zurückliefert. Erst danach kann die eigentliche Verbindung aufgebaut werden.

Question 20Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Funktion soll prüfen, ob eine natürliche Zahl n eine Primzahl ist, und dazu alle Teiler von 2 bis n-1 durchprobieren. Welche Verbesserung verringert den Aufwand, ohne das Ergebnis zu verändern?

  1. Man prüft nur gerade Teiler, weil ungerade Teiler nie auftreten.
  2. Man prüft nur Teiler bis zur Wurzel aus n, weil jeder größere Teiler einen kleineren Partner hat. Correct answer.
  3. Man verdoppelt die obere Grenze auf 2n, um Rundungsfehler zu vermeiden.
  4. Man beginnt die Prüfung bei n-1 und arbeitet abwärts.

Explanation

Hat n einen Teiler t größer als die Wurzel aus n, so ist n/t ein Teiler kleiner als die Wurzel. Es genügt daher, bis zur Wurzel zu prüfen, wodurch sich die Zahl der Tests deutlich reduziert. Das Ergebnis bleibt dabei unverändert.

Question 21Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Zwei Programme berechnen dasselbe Ergebnis. Programm A benötigt bei Eingabegröße n etwa 5·n² Schritte, Programm B etwa 100·n·log₂(n) Schritte. Welche Aussage ist für hinreichend großes n korrekt?

  1. Programm B ist schneller, weil n·log₂(n) asymptotisch langsamer wächst als n². Correct answer.
  2. Programm A ist schneller, weil der konstante Faktor 5 kleiner ist als 100.
  3. Programm B ist schneller, weil sein Aufwand nur logarithmisch-quadratisch wächst.
  4. Beide Programme sind für große n gleich schnell, da beide von n abhängen.

Explanation

Für große n dominiert das Wachstum der Funktion, nicht der konstante Faktor. Da n·log₂(n) langsamer wächst als n², überholt Programm B das Programm A ab einer bestimmten Eingabegröße trotz des größeren Faktors 100. Die Konstante beeinflusst nur den Bereich kleiner Eingaben.

Question 22Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein binärer Suchbaum enthält die Werte 50, 30, 70, 20, 40, 60, 80, eingefügt in dieser Reihenfolge. Welche Höhe hat der Baum, wenn man die Zahl der Kanten auf dem längsten Weg von der Wurzel zu einem Blatt zählt?

  1. 2 Correct answer.
  2. 1
  3. 3
  4. 7

Explanation

Die Wurzel ist 50; links stehen 30 mit den Kindern 20 und 40, rechts 70 mit den Kindern 60 und 80. Der längste Weg führt über zwei Kanten zu einem Blatt, die Höhe beträgt also 2. Der Baum ist in dieser Einfügereihenfolge vollständig balanciert.

Question 23Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein symmetrischer Verschlüsselungsalgorithmus und ein asymmetrischer werden kombiniert. Welche Kombination entspricht dem üblichen Hybridverfahren?

  1. Der Sitzungsschlüssel wird mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt, die Nutzdaten mit einem symmetrischen Sitzungsschlüssel. Correct answer.
  2. Die Nutzdaten werden mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt, der Sitzungsschlüssel mit dem privaten Schlüssel des Senders.
  3. Der Sitzungsschlüssel wird mit dem privaten Schlüssel des Empfängers verschlüsselt, die Nutzdaten mit dem öffentlichen Schlüssel.
  4. Nutzdaten und Sitzungsschlüssel werden ausschließlich mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt.

Explanation

Asymmetrische Verfahren sind rechenintensiv und werden daher nur zum Austausch eines symmetrischen Sitzungsschlüssels genutzt. Dieser wird mit dem öffentlichen Schlüssel des Empfängers verschlüsselt, sodass nur der Empfänger ihn mit seinem privaten Schlüssel entschlüsseln kann. Die Nutzdaten verschlüsselt dann das schnelle symmetrische Verfahren.

Question 24Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Prozedur soll die Türme von Hanoi mit n Scheiben lösen. Wie viele Einzelschritte sind mindestens erforderlich, und welcher Aufwandsklasse entspricht das?

  1. n² Schritte, also quadratischer Aufwand
  2. n·log₂(n) Schritte, also quasilinearen Aufwand
  3. 2^n − 1 Schritte, also exponentieller Aufwand Correct answer.
  4. 2·n Schritte, also linearer Aufwand

Explanation

Die Rekursion T(n) = 2·T(n−1) + 1 mit T(1) = 1 löst sich zu T(n) = 2^n − 1 auf. Der Aufwand wächst daher exponentiell mit der Scheibenzahl. Schon bei 64 Scheiben ist die Zahl der Schritte praktisch nicht mehr bewältigbar.

Question 25Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

In einem relationalen Schema steht die Tabelle Bestellung mit den Spalten BestellNr, Datum und KundenNr. Welche Maßnahme vermeidet Redundanz und Anomalien beim Speichern der Kundendaten?

  1. Die Kundendaten werden in eine eigene Tabelle ausgelagert, die über KundenNr referenziert wird. Correct answer.
  2. Alle Spalten werden zu einem zusammengesetzten Primärschlüssel erklärt.
  3. Die Spalte KundenNr wird aus der Tabelle entfernt, damit keine Abhängigkeit entsteht.
  4. Die Kundendaten werden zusätzlich in jeder Bestellzeile vollständig gespeichert, um Abfragen zu beschleunigen.

Explanation

Durch Auslagern der Kundendaten in eine eigene Tabelle entsteht eine Fremdschlüsselbeziehung über KundenNr. Änderungen an Kundendaten werden dann nur an einer Stelle vorgenommen, wodurch Redundanz und Änderungsanomalien vermieden werden. Dies entspricht dem Prinzip der Normalisierung.

Question 26Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Zahl stellt der Dualbruch 0,101₂ im Dezimalsystem dar?

  1. 0,625 Correct answer.
  2. 0,125
  3. 0,75
  4. 0,5

Explanation

Die Nachkommastellen eines Dualbruchs haben die Stellenwerte 2⁻¹, 2⁻², 2⁻³, also 0,5, 0,25 und 0,125. Bei 0,101₂ sind die erste und die dritte Stelle gesetzt, sodass 0,5 + 0,125 = 0,625 entsteht.

Question 27Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Variable vom Typ unsigned char belegt in einer typischen Programmiersprache 8 Bit. Welchen Wertebereich kann sie darstellen?

  1. −128 bis 127
  2. −255 bis 255
  3. 0 bis 255 Correct answer.
  4. 0 bis 127

Explanation

Mit 8 Bit lassen sich 2⁸ = 256 verschiedene Bitmuster bilden. Ohne Vorzeichen werden diese auf die Werte 0 bis 255 abgebildet.

Question 28Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aufgabe erfüllt ein Compiler im Gegensatz zu einem Interpreter?

  1. Er ersetzt das Betriebssystem bei der Verwaltung des Hauptspeichers.
  2. Er führt den Quelltext befehlsweise aus, ohne ihn vorher vollständig zu übersetzen.
  3. Er speichert den Quelltext unverändert und übergibt ihn direkt an den Prozessor.
  4. Er übersetzt das gesamte Quellprogramm vor der Ausführung in Maschinencode. Correct answer.

Explanation

Ein Compiler analysiert das vollständige Quellprogramm und erzeugt daraus vor der Ausführung ein ausführbares Zielprogramm. Der Interpreter hingegen wertet den Quelltext schrittweise zur Laufzeit aus.

Question 29Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Feld enthält die Werte [4, 9, 2, 7, 5]. Nach dem ersten vollständigen Durchlauf einer Sortierung durch wiederholtes Vergleichen und Tauschen benachbarter Elemente (aufsteigend) lautet das Feld:

  1. [2, 4, 5, 7, 9]
  2. [4, 2, 7, 5, 9] Correct answer.
  3. [9, 7, 5, 4, 2]
  4. [4, 9, 2, 7, 5]

Explanation

Beim Sortieren durch benachbarte Vergleiche wandert das größte Element in einem Durchlauf schrittweise bis ans Ende. Verglichen werden 4/9, 9/2 (Tausch), 9/7 (Tausch) und 9/5 (Tausch), sodass 9 am Ende steht.

Question 30Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Algorithmus benötigt für die Eingabegröße n genau 3·n·log₂(n) + 7 Grundoperationen. Welche Komplexitätsklasse beschreibt sein Wachstum am treffendsten?

  1. O(n²)
  2. O(n log n) Correct answer.
  3. O(log n)
  4. O(3n)

Explanation

Für große n dominiert der Term n·log₂(n); konstante Faktoren wie 3 und additive Konstanten wie 7 werden in der O-Notation vernachlässigt. Die Klasse ist daher O(n log n).

Question 31Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Stack (Kellerspeicher) ist zunächst leer. Ausgeführt werden nacheinander push(3), push(8), pop(), push(5), pop(). Welchen Wert liefert ein anschließendes pop()?

  1. 8
  2. 3 Correct answer.
  3. 5
  4. Eine Fehlermeldung, da der Stack leer ist

Explanation

Ein Stack arbeitet nach dem LIFO-Prinzip. Nach push(3), push(8) und pop() bleibt 3; push(5) und pop() entfernen 5 wieder, sodass das letzte pop() den Wert 3 zurückgibt.

Question 32Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aussage beschreibt die Queue (Warteschlange) korrekt?

  1. Elemente werden nach ihrer Größe geordnet entnommen.
  2. Elemente werden am Ende eingefügt und am Anfang entnommen. Correct answer.
  3. Elemente werden am Ende eingefügt und am Ende entnommen.
  4. Elemente werden am Anfang eingefügt und am Anfang entnommen.

Explanation

Eine Queue folgt dem FIFO-Prinzip: Neue Elemente werden hinten angefügt, entnommen wird vorne. Damit bleibt die Reihenfolge des Eintreffens erhalten.

Question 33Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Hash-Tabelle mit 10 Fächern nutzt die Hashfunktion h(k) = k mod 10. Welche Schlüssel kollidieren bei dieser Funktion?

  1. 12 und 21
  2. 5 und 6
  3. 17 und 18
  4. 17 und 27 Correct answer.

Explanation

Zwei Schlüssel kollidieren, wenn sie denselben Rest bei Division durch 10 liefern. 17 mod 10 = 7 und 27 mod 10 = 7, also belegen beide dasselbe Fach.

Question 34Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

In einem gerichteten Graphen soll geprüft werden, ob von einem Startknoten aus jeder andere Knoten erreichbar ist. Welches Verfahren eignet sich dafür direkt?

  1. Eine Tiefensuche vom Startknoten aus Correct answer.
  2. Das Löschen aller Kanten mit dem größten Gewicht
  3. Das Sortieren der Knoten nach ihrer Nummer
  4. Eine Breitensuche auf dem Graphen ohne Startknoten

Explanation

Eine Tiefensuche (oder auch Breitensuche) vom Startknoten aus besucht genau die von ihm aus erreichbaren Knoten. Bleibt ein Knoten unbesucht, ist er nicht erreichbar.

Question 35Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Graph hat 5 Knoten und wird durch einen vollständigen ungerichteten Graphen beschrieben, in dem jeder Knoten mit jedem anderen durch genau eine Kante verbunden ist. Wie viele Kanten enthält er?

  1. 5
  2. 10 Correct answer.
  3. 20
  4. 25

Explanation

Die Anzahl der Kanten im vollständigen ungerichteten Graphen mit n Knoten ist n·(n−1)/2. Für n = 5 ergibt sich 5·4/2 = 10.

Question 36Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

In einer Tabelle Schueler mit den Spalten MatrikelNr, Name und Klasse soll die Anzahl der Schüler in der Klasse '10a' bestimmt werden. Welche SQL-Anweisung liefert diese Anzahl?

  1. SELECT COUNT(*) FROM Schueler WHERE Klasse = '10a' Correct answer.
  2. SELECT Klasse FROM Schueler WHERE COUNT(*) = '10a'
  3. SELECT SUM(Klasse) FROM Schueler WHERE Klasse = '10a'
  4. SELECT COUNT(*) FROM Schueler GROUP BY Klasse

Explanation

COUNT(*) zählt die Zeilen der Ergebnismenge, die WHERE-Klausel filtert vorher auf die Klasse '10a'. Damit liefert die Anweisung genau die gesuchte Anzahl.

Question 37Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

In einer Tabelle Kurs mit den Spalten KursNr und Titel ist KursNr der Primärschlüssel. Was folgt daraus zwingend?

  1. Jede Zeile darf mehrere verschiedene KursNr-Werte enthalten.
  2. Die Tabelle darf höchstens einen Datensatz enthalten.
  3. Der Titel eines Kurses darf nur einmal vorkommen.
  4. Kein Wert der Spalte KursNr darf doppelt vorkommen und keiner darf NULL sein. Correct answer.

Explanation

Ein Primärschlüssel identifiziert jede Zeile eindeutig, daher muss er eindeutig und darf nicht NULL sein. Diese Eindeutigkeit gilt nur für die Schlüsselspalte, nicht für den Titel.

Question 38Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Bei einer Überweisung wird ein Betrag von Konto A abgebucht und Konto B gutgeschrieben. Welche ACID-Eigenschaft stellt sicher, dass entweder beide Änderungen dauerhaft gespeichert werden oder keine?

  1. Dauerhaftigkeit
  2. Konsistenz
  3. Atomarität Correct answer.
  4. Isolation

Explanation

Atomarität fasst die Teiloperationen einer Transaktion zu einer unteilbaren Einheit zusammen. Scheitert ein Teil, wird die gesamte Transaktion zurückgerollt.

Question 39Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein symmetrisches Verschlüsselungsverfahren soll zwei Parteien sicher Nachrichten senden lassen. Welche Anforderung ist dabei entscheidend?

  1. Der Schlüssel darf offen im Netzwerk übertragen werden.
  2. Beide Parteien müssen denselben geheimen Schlüssel sicher austauschen. Correct answer.
  3. Die Nachricht muss vor dem Verschlüsseln komprimiert werden.
  4. Jeder Teilnehmer benötigt einen öffentlichen und einen privaten Schlüssel.

Explanation

Bei symmetrischer Verschlüsselung dient derselbe Schlüssel zum Ver- und Entschlüsseln. Die Sicherheit hängt daher daran, diesen Schlüssel geheim und sicher zu verteilen.

Question 40Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Nachricht wird mit dem privaten Schlüssel des Absenders verschlüsselt und mit dessen öffentlichem Schlüssel geprüft. Welches Ziel wird damit erreicht?

  1. Die Nachricht wird für Dritte unlesbar gemacht.
  2. Die Nachricht wird komprimiert.
  3. Die Echtheit des Absenders wird nachweisbar (digitale Signatur). Correct answer.
  4. Die Übertragungsgeschwindigkeit wird erhöht.

Explanation

Wer mit dem privaten Schlüssel verschlüsselt, kann dies nur selbst getan haben, da der öffentliche Schlüssel zur Prüfung dient. Damit lässt sich die Urheberschaft nachweisen, was das Prinzip der digitalen Signatur ist.

Question 41Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Die IP-Adresse 10.20.30.45 gehört mit der Subnetzmaske 255.255.255.0 zu einem Netz. Welche Adresse bezeichnet das Netz selbst?

  1. 10.20.30.255
  2. 10.20.0.0
  3. 10.20.30.0 Correct answer.
  4. 10.20.30.45

Explanation

Bei der Maske 255.255.255.0 bleiben die ersten drei Oktette als Netzanteil, das letzte Oktett ist der Hostanteil. Setzt man alle Hostbits auf 0, ergibt sich die Netzadresse 10.20.30.0.

Question 42Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Welche Aufgabe übernimmt ein Router im Internet?

  1. Er speichert Webseiten dauerhaft für alle Nutzer.
  2. Er wandelt Domainnamen in IP-Adressen um.
  3. Er leitet Pakete anhand von Zieladressen zwischen verschiedenen Netzen weiter. Correct answer.
  4. Er vergibt weltweit eindeutige MAC-Adressen an Netzwerkkarten.

Explanation

Ein Router verbindet unterschiedliche Netze und entscheidet anhand der Ziel-IP-Adresse und seiner Routing-Tabelle, über welchen Anschluss ein Paket weitergeleitet wird.

Question 43Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Programm soll prüfen, ob eine ganze Zahl n gerade ist. Welcher Ausdruck liefert diese Prüfung korrekt?

  1. n div 2 = 0
  2. n mod 2 = 0 Correct answer.
  3. n div 2 = 1
  4. n mod 2 = 1

Explanation

Der Rest bei Division durch 2 ist bei geraden Zahlen 0 und bei ungeraden Zahlen 1. Die Bedingung n mod 2 = 0 trifft daher genau die geraden Zahlen.

Question 44Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine Schleife soll die Summe der Zahlen 1 bis n berechnen. Welche Struktur ist dafür am direktesten geeignet?

  1. Eine Schleife, die von n bis 1 läuft und die Werte multipliziert.
  2. Eine Zählschleife, die von 1 bis n läuft und die Werte aufaddiert. Correct answer.
  3. Eine Rekursion ohne Abbruchbedingung.
  4. Eine bedingte Anweisung ohne Schleife.

Explanation

Für das Aufsummieren eines festen Bereichs passt eine Zählschleife mit bekannter Anzahl von Durchläufen. In jedem Durchlauf wird der aktuelle Wert zur Summe addiert.

Question 45Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Programm durchsucht ein unsortiertes Feld mit n Einträgen nach einem bestimmten Wert. Welche Aussage über den Aufwand im schlechtesten Fall ist korrekt?

  1. Es sind höchstens log₂(n) Vergleiche nötig, der Aufwand wächst logarithmisch.
  2. Es sind bis zu n Vergleiche nötig, der Aufwand wächst linear. Correct answer.
  3. Es sind n² Vergleiche nötig, der Aufwand wächst quadratisch.
  4. Es ist genau ein Vergleich nötig, unabhängig von n.

Explanation

Ohne Sortierung kann keine binäre Suche angewendet werden; im schlechtesten Fall muss jedes Element einmal geprüft werden. Der Aufwand ist damit O(n).

Question 46Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Programm soll aus zwei sortierten Listen eine gemeinsame sortierte Liste erzeugen. Welches Vorgehen ist dafür am effizientesten?

  1. Für jedes Element der ersten Liste die zweite Liste linear durchsuchen.
  2. Die zweite Liste vollständig an die erste anhängen und anschließend sortieren.
  3. Beide Listen mit zwei Zeigern gleichzeitig durchlaufen und das jeweils kleinere Element übernehmen. Correct answer.
  4. Beide Listen in eine Hash-Tabelle schreiben und unsortiert ausgeben.

Explanation

Beim Mischen zweier sortierter Listen vergleicht man mit zwei Zeigern jeweils die aktuellen Elemente und übernimmt das kleinere. Das benötigt linearen Aufwand in der Gesamtlänge.

Question 47Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Eine rekursive Funktion berechnet die Fakultät: fak(0) = 1, fak(n) = n · fak(n−1) für n > 0. Wie viele Funktionsaufrufe von fak entstehen insgesamt bei der Auswertung von fak(4)?

  1. 24
  2. 4
  3. 1
  4. 5 Correct answer.

Explanation

Aufgerufen werden fak(4), fak(3), fak(2), fak(1) und fak(0), also fünf Aufrufe einschließlich des Abbruchsfalls. Der Wert 24 ist das Ergebnis, nicht die Zahl der Aufrufe.

Question 48Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Feld enthält 1000 sortierte Einträge. Bei einer binären Suche wird in jedem Schritt der Suchbereich halbiert. Wie viele Schritte sind im schlechtesten Fall etwa nötig?

  1. Etwa 500
  2. Etwa 1000
  3. Etwa 10 Correct answer.
  4. Etwa 100

Explanation

Die Zahl der Schritte entspricht dem Logarithmus zur Basis 2 der Feldgröße. Da 2¹⁰ = 1024 gilt, sind für 1000 Einträge etwa 10 Halbierungsschritte nötig.

Question 49Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein Prozess führt eine Endlosschleife aus, in der er ständig auf eine Eingabe wartet, die nie eintrifft. Welche Auswirkung hat dies auf das Mehrprogrammbetriebssystem?

  1. Das Betriebssystem beendet automatisch jeden Prozess, der länger als eine Sekunde läuft.
  2. Der Prozess kann vom Betriebssystem unterbrochen und anderen Prozessen kann Rechenzeit zugeteilt werden. Correct answer.
  3. Der Prozess erhält dauerhaft alle Rechenzeit, da er aktiv ist.
  4. Der gesamte Rechner blockiert dauerhaft, da kein anderer Prozess mehr laufen kann.

Explanation

Im Mehrprogrammbetrieb teilt der Scheduler die CPU in Zeitintervallen zu und unterbricht laufende Prozesse. So bleibt das System auch bei einem dauerhaft aktiven Prozess reaktionsfähig.

Question 50Informatik (Fach der Abiturprüfung, grundlegendes Anforderungsniveau)

Ein symmetrisches Verfahren verschlüsselt einen Textblock mit 64 Bit. Welche Konsequenz hat die feste Blockgröße für eine lange Nachricht?

  1. Jeder Block wird mit einem anderen Verfahren verschlüsselt.
  2. Die Nachricht wird in Blöcke zerlegt und blockweise verschlüsselt. Correct answer.
  3. Die Blockgröße begrenzt die Länge des Schlüssels.
  4. Die Nachricht kann nur verschlüsselt werden, wenn sie genau 64 Bit lang ist.

Explanation

Blockchiffren arbeiten mit festen Blockgrößen und verarbeiten längere Nachrichten, indem sie diese in Blöcke aufteilen. Der letzte Block wird bei Bedarf aufgefüllt.