{"beispielaufgaben":[{"artefakt_id":"artefakt.freitextantwort","aufgabe":[{"text":"In einem neuen Notebook arbeitet ein Prozessor mit mehreren Cache-Ebenen zwischen Rechenwerk und Arbeitsspeicher. Beschreiben Sie allgemein, welche Aufgabe dieser Zwischenspeicher beim Zugriff auf Daten und Befehle übernimmt.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-beschreiben-freitextantwort-01","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartete Lösung: Der Cache ist ein sehr schneller Zwischenspeicher, der nah am Prozessor liegt (1 P.). In ihm werden häufig oder zuletzt benötigte Daten und Befehle vorgehalten, sodass wiederholte Zugriffe auf den langsameren Arbeitsspeicher entfallen und die Verarbeitung beschleunigt wird (1 P.). Summe: 2 Punkte. Sinngemäß gleichwertige Formulierungen sind anzuerkennen.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.beschreiben","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":2,"punkterahmen":{"max":2,"min":2},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-gb"]},{"artefakt_id":"artefakt.freitextantwort","aufgabe":[{"text":"Ein Kunde vergleicht zwei Prozessoren, die sich vor allem in ihrer angegebenen Taktfrequenz unterscheiden. Beschreiben Sie, was die Taktfrequenz eines Prozessors angibt und in welchem Zusammenhang sie mit dessen Arbeitsgeschwindigkeit steht.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-beschreiben-freitextantwort-02","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartete Lösung: Die Taktfrequenz gibt an, wie viele Taktzyklen der Prozessor pro Sekunde durchläuft, angegeben in Hertz (1 P.). Bei sonst vergleichbarer Architektur kann eine höhere Taktfrequenz mehr Verarbeitungsschritte je Zeiteinheit ermöglichen, ist aber nicht der einzige Faktor der Gesamtleistung (1 P.). Summe: 2 Punkte. Sinngemäß gleichwertige Formulierungen sind anzuerkennen.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.beschreiben","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":2,"punkterahmen":{"max":2,"min":2},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-gb"]},{"artefakt_id":"artefakt.freitextantwort","aufgabe":[{"text":"Bei der Auswertung großer Datenmengen greift ein Serverprozessor häufig auf immer wieder benötigte Werte zu. Beschreiben Sie, wodurch ein Cache-Speicher die Zugriffszeit gegenüber dem langsameren Arbeitsspeicher verkürzt.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-beschreiben-freitextantwort-03","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartete Lösung: Der Cache ist ein besonders schneller Speicher direkt nahe am Rechenwerk (1 P.). Weil er häufig benötigte Werte bereithält, muss der Prozessor seltener auf den langsameren Arbeitsspeicher warten, wodurch sich die durchschnittliche Zugriffszeit verkürzt (1 P.). Summe: 2 Punkte. Sinngemäß gleichwertige Formulierungen sind anzuerkennen.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.beschreiben","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":2,"punkterahmen":{"max":2,"min":2},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-gb"]},{"artefakt_id":"artefakt.freitextantwort","aufgabe":[{"text":"In einem neuen Arbeitsplatzrechner ist ein Prozessor verbaut, dessen Datenblatt getrennte Cache-Stufen mit steigender Kapazität ausweist. Ein Auszubildender fragt, wozu diese schnellen Zwischenspeicher zwischen Rechenwerk und Arbeitsspeicher überhaupt dienen. Erläutern Sie die Aufgabe eines Cache-Speichers im Prozessor.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-erlaeutern-freitextantwort-01","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartet wird eine sinngemäße Erläuterung mit zwei tragenden Aussagen (je 1 Punkt, insgesamt 2 Punkte):\n(1 P.) Der Cache ist ein sehr schneller Zwischenspeicher nahe am Rechenwerk, der häufig oder zuletzt benötigte Daten und Befehle vorhält.\n(1 P.) Dadurch werden Zugriffe auf den langsameren Arbeitsspeicher reduziert und Wartezeiten des Prozessors verringert.\nFachlich gleichwertige Formulierungen sind anzuerkennen; die bloße Wiederholung des Begriffs ohne Funktionsaussage genügt nicht.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.erlaeutern","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":2,"punkterahmen":{"max":2,"min":2},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-ga"]},{"artefakt_id":"artefakt.freitextantwort","aufgabe":[{"text":"Beim Vergleich zweier Notebooks fällt auf, dass die Prozessoren unterschiedliche Angaben zur Taktfrequenz in Gigahertz tragen. Eine Kollegin möchte wissen, was diese Kennzahl für die Arbeitsweise des Prozessors bedeutet. Erläutern Sie, welche Aussage die Taktfrequenz über einen Prozessor macht.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-erlaeutern-freitextantwort-02","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartet wird eine sinngemäße Erläuterung mit zwei tragenden Aussagen (je 1 Punkt, insgesamt 2 Punkte):\n(1 P.) Die Taktfrequenz gibt die Anzahl der Arbeitstakte pro Sekunde an (z. B. 1 GHz = eine Milliarde Takte je Sekunde).\n(1 P.) Sie ist ein Maß dafür, wie viele Verarbeitungsschritte der Prozessor je Sekunde grundsätzlich ausführen kann; eine höhere Taktfrequenz bedeutet mehr Takte pro Sekunde.\nGleichwertige Formulierungen sind anzuerkennen; die Taktfrequenz allein muss nicht als alleiniger Leistungsmaßstab dargestellt werden.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.erlaeutern","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":2,"punkterahmen":{"max":2,"min":2},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-ga"]},{"artefakt_id":"artefakt.freitextantwort","aufgabe":[{"text":"Ein Kleincomputer für eine Steuerungsanlage besitzt reichlich Arbeitsspeicher, zusätzlich aber einen vergleichsweise kleinen, sehr schnellen Cache direkt im Prozessor. Ein Techniker versteht nicht, warum der kleine Speicher trotzdem die Leistung steigert. Erläutern Sie, warum der Cache-Speicher die Verarbeitung beschleunigt.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-erlaeutern-freitextantwort-03","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartet wird eine sinngemäße Erläuterung mit zwei tragenden Aussagen (je 1 Punkt, insgesamt 2 Punkte):\n(1 P.) Auf den Cache kann der Prozessor deutlich schneller zugreifen als auf den größeren, langsameren Arbeitsspeicher.\n(1 P.) Da häufig benötigte Daten und Befehle im Cache vorgehalten werden, entfallen viele langsame Speicherzugriffe und der Prozessor wartet seltener.\nFachlich gleichwertige Formulierungen sind anzuerkennen; ein reiner Hinweis auf die geringe Größe ohne Geschwindigkeitsbezug genügt nicht.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.erlaeutern","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":2,"punkterahmen":{"max":2,"min":2},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-ga"]},{"artefakt_id":"artefakt.berechnung","aufgabe":[{"text":"Bei der Inbetriebnahme eines Servers meldet das Diagnosewerkzeug eine Prozessortaktfrequenz von 2,8 GHz. Es gilt 1 GHz = 1000000000 Hz. Geben Sie diese Taktfrequenz in Hertz an.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-nennen-berechnung-01","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartet wird der Zahlenwert 2.800.000.000 Hz, ermittelt aus 2,8 × 1.000.000.000. 1 Punkt für die korrekte Angabe in Hertz.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.nennen","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":1,"punkterahmen":{"max":1,"min":1},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-gc"]},{"artefakt_id":"artefakt.berechnung","aufgabe":[{"text":"Ein Techniker prüft einen älteren Steuerungsrechner, dessen Prozessor mit einer Taktfrequenz von 450 MHz arbeitet. Es gilt 1 MHz = 1000000 Hz. Geben Sie diese Taktfrequenz in Hertz an.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-nennen-berechnung-02","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartet wird der Zahlenwert 450.000.000 Hz, ermittelt aus 450 × 1.000.000. 1 Punkt für die korrekte Angabe in Hertz.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.nennen","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":1,"punkterahmen":{"max":1,"min":1},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-gc"]},{"artefakt_id":"artefakt.berechnung","aufgabe":[{"text":"Für die Dokumentation eines Grafikprozessors soll dessen Boost-Taktfrequenz von 1,8 GHz in Megahertz umgerechnet werden. Es gilt 1 GHz = 1000 MHz. Geben Sie diese Taktfrequenz in Megahertz an.","typ":"absatz"}],"beispiel_id":"bsp-prozessoren-cache-und-taktfrequenz-nennen-berechnung-03","freigabeart":"maschinell","loesung":[{"text":"Erwartet wird der Zahlenwert 1.800 MHz, ermittelt aus 1,8 × 1.000. 1 Punkt für die korrekte Angabe in Megahertz.","typ":"absatz"}],"operator_id":"operator.nennen","pruefungszuordnung":{"berufe":[],"teil":"AP1"},"punkte":1,"punkterahmen":{"max":1,"min":1},"quellen":["ap1-2022-fruehjahr-gesamt-a02-g-gc"]}],"konzept_id":"fachkonzept.prozessoren-cache-und-taktfrequenz","schema_version":3}