Informatik Adventskalender 2021 - imedias
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Informatik Adventskalender 2021 Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
1. Dezember Bei den Lichterketten für die Weihnachtsdeko fehlen noch ein paar Glühbirnen. Male die fehlenden Glühbirnen nach dem jeweiligen Muster! Bezug zur Informatik In dieser Aufgabe geht es um Muster. Damit die Reihenfolge weitergeführt werden kann, muss das Muster identifiziert werden. Regelmässigkeiten, Ähnlichkeiten und Wiederholungen werden in der Informatik häufig verwendet. Anhand der Merkmale von Mustern können beispielsweise Daten klassifiziert werden. Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Mustererkennung Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
2. Dezember
Eine Schulklasse will gemeinsam Karaoke singen. Sie benutzen dafür vier unterschiedliche Karaoke-
Programme. In jedem Programm lässt sich die Lautstärke unterschiedlich regeln.
In welchem Programm ist die Musik am lautesten eingestellt?
a) b)
c) d)
Bezug zur Informatik
Du hast keines der Programme vorher gesehen, dennoch konntest du erkennen, wie es eingestellt ist. Das
liegt daran, dass viele Programme dieselben Symbole verwenden. In diesem Fall steht ein symbolischer
Lautsprecher für die Lautstärkeregelung.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Interfacedesign
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3. Dezember
Die Mama ordnet die Kleider ihres Sohnes Bruno auf dem Tisch.
Hemd Unterhemd Hose Unterhose Hosenträger Socken Schuhe
Bruno zieht seine Kleider in der Reihenfolge an, in der sie auf dem Tisch liegen. Er beginnt dabei mit dem
Kleidungsstück, das zuoberst liegt. Bruno möchte seine Hosenträger nicht unter seinem Hemd tragen.
Welchen Kleiderhaufen kann Bruno verwenden?
a) b) c) d)
Bezug zur Informatik
Diese Aufgabe kann gelöst werden, indem geprüft wird, welche Listen die Bedingung der Form erfüllen,
„Das Kleidungsstück X muss vor der Kleidungsstück Y angezogen werden.“ Wenn eine Liste von Dingen
alle Bedingung erfüllt, ist sie korrekt. Wenn nur eine Bedingung nicht erfüllt wird, ist sie nicht korrekt.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Scheduling
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6. Dezember Der Nikolaus hat seinen Sack vergessen. Er läuft durch den Wald, um ihn zu holen. An welcher Reihe von Bäumen (von links nach rechts) ist er vorbeigekommen? a) b) c) d) Bezug zur Informatik Der Wegplan des Waldes ist ein Graph. Graphen sind eine wichtige Datenstruktur in der Informatik. Hier sind die Bäume, Keks, Esel, Haus und Sack die «Knoten». Die Wegstücke sind die «Kanten». Ein Problem «rückwärts» zu betrachten, ist eine interessante Strategie, die in der Informatik immer mal wieder zu verblüffend eleganten Lösungen führt. Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
7. Dezember
Julius möchte für seinen Sohn ein Vogelhaus als Weihnachtsgeschenk kaufen. Es soll ein Vogelhaus mit 2
Fenstern und einem Herz sein.
Welches Vogelhaus kauft er im Laden?
a) b) c) d)
Bezug zur Informatik
Die Schwierigkeit dieser Aufgabe ist, bei den vier Häusern nur die beiden Voraussetzungen zu
berücksichtigen. Die Farbe des Hauses oder weitere Besonderheiten sind egal. Man muss also unwichtige
Dinge ignorieren. Dieser eingeschränkte Blick ist eine Abstraktion, man schaut nur auf bestimmte
Eigenschaften. In der Praxis muss man häufig den Blick auf das Wesentliche richten.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Mustererkennung,
https://de.wikipedia.org/wiki/Abstraktion
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8. Dezember
Auf dem Parkplatz vor einem Christbaummarkt hat es 12 Parkplätze. Jeder Parkplatz ist mit einer
Nummer gekennzeichnet. Die beiden Bilder zeigen, welche Parkplätze am Montag und welche am Dienstag
besetzt waren:
Montag Dienstag
Wie viele Parkplätze waren sowohl am Montag wie auch am Dienstag frei?
a) 3
b) 4
c) 5
d) 6
Bezug zur Informatik
Alle Arten von Daten können als eine Folge von Nullen und Einsen codiert werden. Jede Null oder Eins
wird ein Bit genannt. Eine solche Sequenz heisst Binärcode. Bei dieser Aufgabe können wir die Anwesenheit
eines Autos auf einem Parkplatz mit einer Eins (1) und eine Abwesenheit als einer Null (0) codieren. So
lässt sich die Belegung des Parkplatzes als Reihenfolge von Bits modellieren. Der Montag entspricht
101001001010, der Dienstag entspricht 100100000111. Die richtige Antwort berechnen wir, indem
wir die Reihen übereinanderlegen: 101101001111. Diese Binärzahl enthält 4 Nullen, also 4 freie
Parkplätze.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Disjunktion
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9. Dezember
Welches Wort versteckt sich hinter der Zeichenfolge?
W E I H N A C H T E N
Bezug zur Informatik
In der Aufgabe handelt es sich um eine Kodierung. Aus einem Zeichenvorrat (Emojis) hat jedes Zeichen ein
zugeordnetes Zeichen aus einem anderen Zeichenvorrat (Buchstaben). Für die Informatik wird der ASCII-
Code verwendet, um feste Zeichenabfolgen entsprechenden Symbolen (z.B. Buchstaben) zuzuschreiben.
Weite Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Code,
https://de.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Code_for_Information_Interchange
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10. Dezember
Sabrina möchte ihrer Mutter als Weihnachtsgeschenk diese Kette schenken:
Im Laden findet sie vier Ketten mit diesen Symbolen. Welche Kette kauft sie?
a)
b)
c)
d)
Bezug zur Informatik
Für Problemlösungen kann die Fähigkeit hilfreich sein, Muster zu erkennen. Somit können ähnliche
Probleme ähnlich gelöst werden. Auch die Informatik beschäftig sich mit der Mustererkennung. So wird
u.a. versucht, anhand von Mustererkennung Merkmale von „Objekten" automatisiert zur Kategoriebildung
und Sortierung zu nutzen.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Mustererkennung
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imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch13. Dezember Leandro hat in seinem Adventskalender einen Gutschein für eine Pizza erhalten. Alle randlosen Stücke soll er mit der Gabel essen. Umkreise diese Stücke! Bezug zur Informatik Für jedes Stück muss sich Leandro fragen, ob es einen Rand hat oder nicht. Solche Entscheidungen für eine Menge von Dingen muss ein Computer auch öfters machen. Man nennt dies eine Verzweigung. Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Bedingte_Anweisung_und_Verzweigung Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
14. Dezember
Auf dem Christmarkt werden Schleckstengel verkauft. Die Verkäuferin verkauft immer den obersten
Schleckstengel des Stapels. Damian, Jonas, Marie und Linn stehen in der Warteschlange. Damian erhält
den grünen, viereckigen Schleckstengel , da er der erste in der Reihe ist.
Damian Jonas Marie Linn
Wer erhält den roten, dreieckigen Schleckstengel ?
a) Damian
b) Jonas
c) Marie
d) Linn
Bezug zur Informatik
Eine Warteschlange funktioniert nach dem Prinzip, dass das zuerst hinzugefügte Element
zuerst entfernt wird. Ein Stapel kann Elemente oben hinzufügen und oben entfernen. Er funktioniert also
nach dem Prinzip, dass das zuletzt hinzugefügte Element zuerst entfernt wird. Häufig bieten
Warteschlange und Stapel noch zusätzlich Funktionen, um das nächste zu entfernende Element anzuzeigen,
oder um abzufragen, ob die Warteschlange oder der Stapel leer ist. Diese beiden Strukturen werden häufig
in Computern verwendet, weil sie so einfach sind. Stapel beispielsweise wurden bereits 1945 von Konrad
Zuse in einem der ersten Computer der Welt verwendet.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Warteschlange_(Datenstruktur),
https://de.wikipedia.org/wiki/Stapelspeicher, https://de.wikipedia.org/wiki/Zuse_Z4
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imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch15. Dezember
Maria hat einen Lego-Bauroboter als Weihnachtsgeschenk erhalten, der Türme baut.
Turm 1 Turm 2 Turm 3
Findet ihr heraus, wie Maria ihn programmiert hat? Wie sieht der nächste Turm aus?
a) b) c)
Bezug zur Informatik
Wenn man versucht, die Wirkungsweise einer automatischen Maschine (Automat) herauszufinden, dann
versucht man mehr über die Wirkung (Semantik) und Arbeitsweise des zugrundeliegenden Programms zu
verstehen. Dabei spielen wiederholte Vorgänge, sogenannte Schleifen, eine besondere Rolle. Aufgrund eines
wiederkehrenden Ablaufmusters kann auf den zugrundeliegenden Algorithmus geschlossen werden.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Automat_(Informatik)Text
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imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch16. Dezember Leonie und Bernd suchen die Lösung zu ihrem Sudoku. Kannst du ihnen dabei helfen? Jedes der vier Symbole darf in jeder Zeile, in jeder Spalte und jedem dick umrandeten Viereck nur einmal vorkommen! Bezug zur Informatik Um ein Sudoku korrekt zu lösen, müssen verschiedene Bedingungen beachtet werden. Bei jedem Quadrat, das oben eingeführt wird, müssen die Bedingung in der Aufgabenbeschreib überprüft werden. In der Programmierung stellen Bedingungen ein wichtiges Konzept dar, um die Steuerung eines Programmes zu definieren. Weitere Informationen: https://de.wikipedia.org/wiki/Bedingte_Anweisung_und_Verzweigung Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
17. Dezember Der Schneemann geht immer der Pfeilrichtung nach. Bei jedem Pfeil geht er ein Feld weiter. Findest du heraus, wo der Schneemann am Schluss steht? Schau die Pfeile an und zeichne die Schritte im Raster ein. Start Wo steht der Schneemann? Bezug zur Informatik In dieser Aufgabe ist mit den Pfeilen ein Ablauf von Befehlen visuell vorgegeben. Durch das sequentielle Ausführen der einzelnen Befehle findet der Samichlaus seinen Weg. Die vordefinierten Anweisungen dieser Sequenz sind ein Beispiel für einen Algorithmus. Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Algorithmus Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
20. Dezember
Marie möchte ihre Fenster dekorieren und geht einkaufen. Im Laden gibt es Dekorationen in
unterschiedlichen Formen:
Kugel Stern Kerze Herz
Jede Form ist in folgenden Farben erhältlich: rot, gelb und weiss
Marie möchte ihre Fenster mit sechs Formen dekorieren, die folgende Bedingungen erfüllen:
1. Jede Farbe (rot, gelb, weiss) soll genau zweimal vorkommen.
2. Gleiche Formen sollen nicht die gleiche Farbe haben.
3. Jede Form soll höchstens zweimal vorkommen.
Welche Dekoration erfüllt alle drei Bedingungen?
a) b) c) d)
Bezug zur Informatik
Allgemeine Informatikprobleme werden durch eine Reihe von Einschränkungen beschrieben. Die Aufgabe
besteht darin, eine Lösung zu finden, die all diese Einschränkungen oder so viele wie möglich erfüllt.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Boolesche_Algebra
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imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch21. Dezember Welches Tier hat zwei Ohren, einen Schwanz und drei Beine am Boden? Bezug zur Informaik Die Informatik fasst bei ihren Datenmodellen oft Objekte aufgrund von Eigenschaften in Gruppen zusammen. In dieser Aufgabe gibt es drei Eigenschaften und sechs Tiere. Wir suchen nach dem Tier, welches alle Eigenschaften hat. Bei grösseren Datenmengen kann man zum Beispiel gesuchte Objekte anhand gewünschter Eigenschaften aus unübersichtlich grossen Objektmengen herausfiltern. Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Attribut_(Objekt) Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
22. Dezember
Der Biber hat ein Flipflop. Das funktioniert so:
Die Christbaumkugel fällt von oben und muss dann links weiter fallen. Dabei dreht sich das Flipflop. Die
nächste Kugel muss dann rechts weiter fallen und dreht das Flipflop wieder. Der Biber baut mit 3
Flipflops eine Maschine. Sie sieht so aus:
1 2 3 4
Bei welcher Zahl wird die goldene Kugel landen?
Bezug zur Informatik
Weil ein Flipflop sich immer nur in einem von zwei Zuständen befinden kann, ist es hervorragend zum
Speichern eines Bit geeignet. Ein Bit ist die kleinstmögliche Informationseinheit. Ein Bit kann nur zwei
verschiedene Werte annehmen: “JA” oder “NEIN”, “1” oder “0”, “plus” oder “minus”, “links” oder
“rechts”, etc. In Computern sind die Speicher-Flipflops üblicherweise winzige elektronische Schaltkreise.
Milliarden davon passen auf einen Chip.
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imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch23. Dezember
Schmutzli hat ein Bild codiert. Jedes kleine Viereck hat er mit einer Zahl versehen. Bei der 1 färbst du es
rot und bei der Zahl 0 färbst du es gelb ein.
Welches Bild entsteht?
00000
01010
00000
10001
01110
Bezug zur Informatik
Ein Pixel (Bildpunkt) entspricht in dieser Aufgabe einem Quadrat. Mit einem binären Zustand pro Pixel
können Bilder mit zwei Farben erzeugt werden. Wenn mehr Pixel in einem Bild vorhanden sind, nehmen
wir es (abhängig von der Grösse) als scharfes Bild wahr. Je mehr Pixel also eine Rastergrafik hat, desto
mehr Details können dargestellt werden. Mehr Pixel bedeuteten gleichzeitig mehr Bildinformation, weshalb
Bilder mit viel Bildinformationen auch mehr Speicherplatz benötigen.
Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Pixel
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Emira hat einen Tannenbaum gemalt. Sie verziert ihn mit Klebebildchen. Nacheinander klebt sie die
Christbaumkugel, die Glocken, die Blätter und zum Schluss die Schleife auf:
Wie sieht das Bild danach aus?
a) b)
c) d)
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imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.chBezug zur Informatik Die Reihenfolge, in der Dinge erledigt werden, spielt in vielen Lebensbereichen eine Rolle. Wer kocht Nudeln, nachdem man sie mit der Sauce vermischt hat? In diesem Fall geht es darum, Bilder in einer bestimmten Reihenfolge übereinander zu kleben. In vielen Malprogrammen kann man ebenfalls bestimmen, in welcher Reihenfolge einzelne Dinge übereinander gezeichnet werden. Man spricht von Bildebenen. Ändert man die Reihenfolge der Bildebenen, kann sich das Gesamtbild ändern, auch wenn sich die einzelnen Bildebenen nicht ändern. Weitere Erläuterungen: https://de.wikipedia.org/wiki/Ebenentechnik Institut Weiterbildung und Beratung www.imedias.ch imedias ½ Adventskalender 2021 imedias.iwb.ph@fhnw.ch
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