Die Schülerinnen und Schüler haben eine Vorstellung von den Leistungseinheiten informationsverarbeitender Systeme und können deren Relevanz für konkrete Anwendungen einschätzen (z.B. Speicherkapazität, Bildauflösung, Rechenkapazität, Datenübertragungsrate).

Verschiedene Anwendungen haben unterschiedliche Anforderungen an ein System. Im Alltag und auch für die berufliche Zukunft ist es praktisch zu wissen für welche Anwendungen welche Anforderungen gelten. Durch dieses Wissen kann man als User auch besser abschätzen, warum gewisse Verarbeitungen länger dauern als andere und wie man die Performance steigern kann.

Speicherkapazität

Festplatten oder Flashspeicher: Je mehr Daten man abspeichern will, desto mehr Speicherkapazität benötigt man. Wobei es praktisch zu wissen ist, welche Dateien viel und welche wenig Speicherplatz benötigen. Vor allem Videos, Bilder und Musik benötigen viel Speicherplatz, wobei es natürlich auch auf die Qualität der jeweiligen Medien ankommt. Je besser die Qualität, desto mehr Speicherplatz wird benötigt. Textdokumente benötigen kaum Speicherplatz.

Hauptspeicher (Arbeitsspeicher): Der Hauptspeicher wird benötigt alle im Moment laufenden Programme und die dazu benötigten Daten zwischenzuspeichern. Je höher also dieser Hauptspeicher ist, desto schneller bleibt das Gerät wenn gleichzeitig viele Anwendungen ausgeführt werden.

Bildauflösung

Auch hier ist klar, bei der Speicherung von Dateien, je höher die Bildauflösung, desto mehr Speicherplatz wird benötigt. Dies kann gut mit Digitalkameras erläutert werden. Je mehr Megapixel die Kamera hat, desto mehr Speicher wird für eine Foto benötigt.

Auch im Bereich von Videos und Filmen gibt es verschiedene Bildauflösungen. Hier eine Auflistung:

Name Auflösung in Pixel
PAL (VHS) 480×576
NTSC (DVD) 704×480
HD 1280×720
FullHD (Blueray) 1920x1080
UltraHD (4K) 3840×2160
UltraHD (8K) 7680×4320

Um die verschiedenen Auslösungen darstellen zu können, braucht man natürlich auch das passende Gerät, sprich den passenden Bildschirm. Ein Fernseher zum Besipiel kann einfach eine bestimmte Anzahl Pixel darstellen. Bildformate, welche eine höhere Auslösung als der Fernseher haben müssen digital runtergerechnet werden. Somit kann es sein, dass es Qualitätseinbussen gibt.

Rechenkapazität

Die Geschwindigkeit eines Computers hängt in erster Linie von der Taktfrequenz des Prozessors ab. Je höher diese Taktfrequenz ist, desto mehr Befehle kann der CPU (Prozessor) abarbeiten. Heutige CPU's haben im Normalfall mehrere Kerne, unter denen die Rechenaufgaben aufgeteilt werden. Die verschiedenen Prozessorkerne kann man sich als Kochplatten vorstellen. Je mehr Kochplatten vorhanden sind, desto mehr Essen kann auf einmal gekocht werden. Das bedeutet für den CPU, dass je mehr Kerne vorhanden sind, desto mehr Rechenoperationen auf einmal können ausgeführt werden. Eine Aufgabe zu erledigen kann somit beschleunigt werden.

Datenübertragungsrate

Je nach Schnittstelle und Medium kann die Datenübertragungsrate gross varieren. Daten können kabellos oder kabelgebunden übertragen werden. Für den Up- und Download von Daten aus dem Internet, spielt vor allem das jeweilige Internetabo und dessen Geschwindigkeit eine Rolle. Hier eine Auflistung von Datenübertragungsraten mit verschiedenen Standards:

Standard Datenübertragungsrate Art
Ethernet 10 Mbit/s bis 100 Gbit/s Kabelgebunden
SATA Express 16 Gbit/s Kabelgebunden
Thunderbolt 3 40 Gbit/s Kabelgebunden
USB 2.0 480 Mbit/s Kabelgebunden
USB 3.0 5 Gbit/s Kabelgebunden
USB 3.1 10 Gbits/s Kabelgebunden
UMTS (Mobilfunk 3G) 384 kbit/s Drahtlos
Bluetooth 3 Mbit/s Drahtlos
WLAN 1 - 6933 Mbit/s Drahtlos

Übung mit Datenübertragungsmesser

Auf der folgenden Seite kann man die Datenübertragungsrate des Netzwerkes in dem man sich befindet überprüfen.
https://www.geschwindigkeit.ch/

Quellen: https://de.wikipedia.org/wiki/Videoaufl%C3%B6sung, https://de.wikipedia.org/wiki/Daten%C3%BCbertragungsrate