Fachinformatiker / Fachinformatikerin
Formelsammlung
Alle Rechenwege für die Abschlussprüfung. Zu jeder Formel eine kurze Erklärung und eine Beispielaufgabe zum Nachrechnen.
01Datenmengen und Übertragung7 Formeln
Merken · Binär für Datenmengen, dezimal für Raten
Datenmengen rechnet die Prüfung mit Binärpräfixen: 1 KiB = 1.024 Byte, 1 MiB = 1.024 KiB, 1 GiB = 1.024 MiB, 1 TiB = 1.024 GiB. Übertragungsraten, Leistung und Frequenzen sind dezimal: 1 Mbit/s = 1.000.000 bit/s. Ein Byte hat 8 Bit.
Merken · Vor dem Teilen gleich machen
Erst die Datenmenge in Bit und die Rate in bit/s umrechnen, dann teilen. Wer GiB direkt durch Mbit/s teilt, mischt zwei Basen und liegt um mehr als 7 Prozent daneben.
Datenmenge in Byte
Und zurück: Byte × 8 = Bit. Von Byte zu KiB, MiB, GiB und TiB jeweils durch 1.024.
Erklärung und Beispiel
Speicher und Dateien rechnen in Byte, Leitungen und Schnittstellen übertragen Bit. Wer zwischen beiden wechselt, teilt oder multipliziert mit 8.
In der Prüfung: Datenmengen verlangt die Prüfung mit Binärpräfixen. Wer mit 1.000 statt 1.024 umrechnet, verliert die Punkte, auch wenn der Rechenweg sonst stimmt.
Beispielaufgabe
Eine Datei hat 8.589.934.592 Bit. Wie viele GiB sind das?
8.589.934.592 ÷ 8 ÷ 1.024 ÷ 1.024 ÷ 1.024 = 1 GiB
Speicherbedarf eines Bildes
Ergebnis in Byte, unkomprimiert. 24 Bit Farbtiefe sind 3 Byte je Pixel.
Erklärung und Beispiel
Jedes Pixel speichert seine Farbe mit so vielen Bit, wie die Farbtiefe angibt. Mal die Zahl der Pixel ergibt die Größe des Bildes.
In der Prüfung: Die Farbtiefe steht in Bit, gefragt ist das Ergebnis in Byte oder MiB. Das Teilen durch 8 wird am häufigsten vergessen.
Beispielaufgabe
Ein Foto hat 50.000.000 Pixel bei 24 Bit Farbtiefe. Wie viele Byte belegt es unkomprimiert?
50.000.000 × 24 ÷ 8 = 150.000.000 Byte
Anzahl darstellbarer Farben
2 hoch Farbtiefe in Bit
24 Bit ergeben 2 hoch 24 = 16.777.216 Farben.
Erklärung und Beispiel
Jedes Bit Farbtiefe verdoppelt die Zahl der möglichen Farbwerte. Bei 24 Bit sind es je 8 Bit für Rot, Grün und Blau.
In der Prüfung: Die Zahl der Farben wächst als Potenz, nicht als Produkt. Wer 24 × 2 rechnet, kommt auf 48 Farben.
Beispielaufgabe
Wie viele Farben lassen sich mit 24 Bit Farbtiefe darstellen?
256 × 256 × 256 = 16.777.216 Farben
Datenrate eines Videos
Breite × Höhe × Farbtiefe in Bit × Bilder je Sekunde
Ergebnis in bit/s, unkomprimiert. Bei einer Komprimierung auf 30 Prozent mit 0,30 malnehmen.
Erklärung und Beispiel
Ein Video ist eine Folge von Einzelbildern. Seine Datenrate ist die Größe eines Bildes mal die Zahl der Bilder je Sekunde.
In der Prüfung: Datenraten sind dezimal: von bit/s zu Mbit/s durch 1.000.000, nicht durch 1.024 × 1.024.
Beispielaufgabe
Eine Kamera nimmt 1.920 × 1.080 Pixel mit 24 Bit Farbtiefe und 30 Bildern je Sekunde auf, komprimiert auf 30 Prozent. Welche Datenrate braucht sie?
1.920 × 1.080 × 24 × 30 × 0,30 ÷ 1.000.000 = 448 Mbit/sGerundet auf volle Mbit/s, wie es die Aufgabe verlangt.
Datenmenge aus Rate und Dauer
Ergebnis in Byte, etwa für die Aufzeichnung einer Kamera. Danach viermal durch 1.024 für TiB.
Erklärung und Beispiel
Rate mal Zeit ergibt die Menge, wie Geschwindigkeit mal Zeit die Strecke. Weil die Rate in Bit steht, wird am Ende durch 8 geteilt.
In der Prüfung: Die Dauer muss in Sekunden stehen: 72 Stunden sind 259.200 Sekunden. Für TiB wird danach viermal durch 1.024 geteilt.
Beispielaufgabe
Eine Kamera liefert 448 Mbit/s. Wie viel Speicher braucht eine Aufzeichnung von 72 Stunden?
448 × 1.000.000 × 72 × 3.600 ÷ 8 ÷ 1.024 ÷ 1.024 ÷ 1.024 ÷ 1.024 = 13,20 TiB
Speicherbedarf über einen Zeitraum
Datenmenge je Stück × Anzahl je Tag × Tage
Für Scans, Fotos oder Protokolle. Ein jährlicher Zuwachs kommt je Jahr dazu: Bestand + Zuwachs × Jahre.
Erklärung und Beispiel
Die Menge je Stück mal die Stückzahl ergibt den Bedarf. Wächst ein Archiv jedes Jahr, kommt der Zuwachs für jedes Jahr dazu.
In der Prüfung: Genau lesen, an wie vielen Tagen wirklich gearbeitet wird. Steht dort ein Anteil wie 70 Prozent der Tage, wird er mitgerechnet.
Beispielaufgabe
Ein Scanner legt am Tag 336 Scans zu je 124 KiB ab. Wie viel Speicher fällt in 365 Tagen an?
124 × 336 × 365 ÷ 1.024 ÷ 1.024 = 14,50 GiB
Übertragungsdauer
Ergebnis in Sekunden. So rechnen sich auch Backup- und Wiederherstellungsdauer. Ein Overhead kommt vorher auf die Datenmenge (10 Prozent: × 1,1).
Erklärung und Beispiel
Die Dauer ist die Datenmenge geteilt durch die Geschwindigkeit der Leitung. Ob Download, Backup oder Wiederherstellung, der Rechenweg ist derselbe.
In der Prüfung: Die Datenmenge ist binär (GiB), die Leitung dezimal (Mbit/s). Erst beides auf Bit und bit/s bringen, dann teilen.
Beispielaufgabe
Eine Datei von 15 GiB soll mit 10 Prozent Overhead über eine Leitung mit 250 Mbit/s hochgeladen werden. Wie lange dauert das?
15 × 1,1 × 1.024 × 1.024 × 1.024 × 8 ÷ 250.000.000 = 566,94 SekundenDas sind rund 9,4 Minuten.
02IPv4 und IPv6: Netze teilen6 Formeln
Merken · Die Zweierpotenzen
2¹ = 2, 2² = 4, 2³ = 8, 2⁴ = 16, 2⁵ = 32, 2⁶ = 64, 2⁷ = 128, 2⁸ = 256. Eine IPv4-Adresse hat 32 Bit, eine IPv6-Adresse 128 Bit.
Merken · Zwei Adressen bekommt kein Host
Die erste Adresse eines Netzes ist die Netzadresse, die letzte die Broadcastadresse. Deshalb zieht man von den Adressen zwei ab.
Adressen je Netz
2 hoch (32 − Präfixlänge)
Die Präfixlänge zählt die Bits des Netzanteils, der Rest ist der Hostanteil.
Erklärung und Beispiel
Was nach dem Netzanteil übrig bleibt, ist der Hostanteil. Jedes Bit dort verdoppelt die Zahl der Adressen.
In der Prüfung: Hier sind Netz- und Broadcastadresse noch mitgezählt. Werden Hosts gefragt, fallen zwei weg.
Beispielaufgabe
Wie viele Adressen hat ein Netz mit Präfix /22?
4 × 256 = 1.024 Adressen32 − 22 = 10 Bit Hostanteil, und 2 hoch 10 ist 1.024.
Nutzbare Hostadressen
2 hoch (32 − Präfixlänge) − 2
Beim Präfix /26 sind das 2 hoch 6 − 2 = 62 Hosts.
Erklärung und Beispiel
Von allen Adressen eines Netzes sind die erste und die letzte vergeben. Was dazwischen liegt, bekommen Rechner, Drucker und Router.
In der Prüfung: Auch das Gateway braucht eine dieser Adressen. Steht in der Aufgabe ein Router im Netz, zählt er zu den Hosts.
Beispielaufgabe
Wie viele Hosts passen in ein Netz mit Präfix /26?
64 − 2 = 62 Hosts
Zusätzliche Bits für Subnetze
kleinste Zahl n mit 2 hoch n ≥ Zahl der Subnetze
Der neue Präfix ist der alte plus n. Vier Subnetze aus einem Präfix /12 brauchen 2 Bit, also Präfix /14.
Erklärung und Beispiel
Jedes Bit, das man dem Hostanteil wegnimmt, verdoppelt die Zahl der Subnetze. Man nimmt so viele, bis es für alle reicht.
In der Prüfung: Es wird aufgerundet: Für sechs Subnetze reichen zwei Bit nicht. Mit jedem Bit mehr halbiert sich die Größe jedes Subnetzes.
Beispielaufgabe
Ein Netz mit Präfix /24 soll in sechs gleich große Subnetze geteilt werden. Welcher Präfix entsteht?
24 + 3 = Präfix /272 hoch 2 = 4 reicht nicht, 2 hoch 3 = 8 schon. Zwei der acht Subnetze bleiben frei.
Blockgröße der Subnetze
256 − Wert der Subnetzmaske im geteilten Oktett
So weit liegen die Netzadressen auseinander. Maske 255.255.255.192 ergibt 64: Netze bei .0, .64, .128 und .192.
Erklärung und Beispiel
Die Blockgröße ist die Schrittweite, in der die Netzadressen aufeinander folgen. Mit ihr findest du zu jeder IP-Adresse ihr Netz.
In der Prüfung: Sie gilt in dem Oktett, in dem die Maske weder 255 noch 0 ist. In der AP1 ist das das letzte Oktett.
Beispielaufgabe
Die Subnetzmaske lautet 255.255.255.224. Wie groß ist jeder Block?
256 − 224 = 32 AdressenDie Netze beginnen bei .0, .32, .64 und so weiter.
Broadcastadresse
Netzadresse + Blockgröße − 1
Die erste Hostadresse ist die Netzadresse + 1, die letzte die Broadcastadresse − 1.
Erklärung und Beispiel
Die Broadcastadresse ist die letzte Adresse eines Netzes. Eine Nachricht an sie erreicht jeden Host im Netz.
In der Prüfung: Nie mit der IP-Adresse selbst rechnen, sondern erst ihre Netzadresse bestimmen. 192.168.16.52 mit Präfix /25 liegt im Netz 192.168.16.0.
Beispielaufgabe
Das Netz 192.168.16.0 hat die Maske 255.255.255.128. Wie lautet die Broadcastadresse?
0 + 128 − 1 = 127 im letzten Oktett, also 192.168.16.127
IPv6-Subnetze
2 hoch (neue Präfixlänge − alte Präfixlänge)
Aus einem Präfix /56 werden 2 hoch 8 = 256 Subnetze mit Präfix /64.
Erklärung und Beispiel
Bei IPv6 bekommt ein Netz fast immer den Präfix /64. Geteilt wird deshalb der Bereich zwischen dem zugeteilten Präfix und dieser Grenze.
In der Prüfung: Abgezogen werden keine zwei Adressen, IPv6 kennt keine Broadcastadresse.
Beispielaufgabe
Ein Kunde erhält den Präfix /56 und will Subnetze mit Präfix /64. Wie viele bekommt er?
2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 × 2 = 256 Subnetze
03Netzplan5 Formeln
Merken · Erst vorwärts, dann rückwärts
Vorwärts rechnest du FAZ und FEZ, der erste Vorgang beginnt bei 0. Rückwärts rechnest du SEZ und SAZ, beim letzten Vorgang ist SEZ gleich FEZ. Danach die Puffer.
Frühester Endzeitpunkt (FEZ)
FAZ + Dauer
Der FAZ eines Vorgangs ist der größte FEZ seiner Vorgänger.
Erklärung und Beispiel
Der früheste Endzeitpunkt ist der früheste Anfang plus die Dauer. Hat ein Vorgang mehrere Vorgänger, wartet er auf den, der zuletzt fertig wird.
In der Prüfung: Bei mehreren Vorgängern zählt der größte FEZ. Wer den kleinsten nimmt, rechnet den ganzen restlichen Plan zu kurz.
Beispielaufgabe
Vorgang B hat den FAZ 30 und dauert 15 Tage. Wann endet er frühestens?
30 + 15 = Tag 45
Spätester Anfangszeitpunkt (SAZ)
SEZ − Dauer
Der SEZ eines Vorgangs ist der kleinste SAZ seiner Nachfolger.
Erklärung und Beispiel
Rückwärts gerechnet: Vom spätesten Ende wird die Dauer abgezogen. Hat ein Vorgang mehrere Nachfolger, muss er vor dem fertig sein, der am frühesten beginnen muss.
In der Prüfung: Bei mehreren Nachfolgern zählt der kleinste SAZ. Es ist derselbe Fehler wie beim Vorwärtsrechnen, nur umgekehrt.
Beispielaufgabe
Vorgang C hat den SEZ 70 und dauert 10 Tage. Wann muss er spätestens beginnen?
70 − 10 = Tag 60
Gesamtpuffer (GP)
SAZ − FAZ
Gleich SEZ − FEZ. So weit kann sich der Vorgang verschieben, ohne das Projektende zu verschieben.
Erklärung und Beispiel
Der Gesamtpuffer sagt, wie viel Spielraum ein Vorgang hat, bevor das ganze Projekt später fertig wird.
In der Prüfung: Gesamtpuffer und freier Puffer sind zwei verschiedene Größen. Auf die Abkürzung in der Aufgabe achten.
Beispielaufgabe
Ein Vorgang hat FAZ 40 und SAZ 45. Wie groß ist sein Gesamtpuffer?
45 − 40 = 5 Tage
Freier Puffer (FP)
FAZ des Nachfolgers − FEZ des Vorgangs
Bei mehreren Nachfolgern zählt der kleinste FAZ. So weit verschiebt sich der Vorgang, ohne einen Nachfolger zu verschieben.
Erklärung und Beispiel
Der freie Puffer ist der Spielraum, den ein Vorgang hat, ohne seinen Nachfolger zu verschieben. Er ist nie größer als der Gesamtpuffer.
In der Prüfung: Gebraucht wird der FAZ des Nachfolgers, nicht sein SAZ.
Beispielaufgabe
Vorgang D hat den FEZ 35, sein einziger Nachfolger den FAZ 40. Wie groß ist der freie Puffer von D?
40 − 35 = 5 Tage
Kritischer Pfad
alle Vorgänge mit GP = 0
Jede Verzögerung dort verschiebt das Projektende. Die Projektdauer ist der FEZ des letzten Vorgangs.
Erklärung und Beispiel
Auf dem kritischen Pfad liegen die Vorgänge ohne jeden Spielraum. Sie bestimmen, wie lange das Projekt dauert.
In der Prüfung: Ein Netzplan kann mehr als einen kritischen Pfad haben. Gefragt sind dann alle Vorgänge mit GP = 0.
Beispielaufgabe
Die Vorgänge A, B, E und G haben keinen Puffer, G ist der letzte und hat den FEZ 95. Wie lange dauert das Projekt?
FEZ des letzten Vorgangs = 95 Tage
04Strom, Leistung und Energiekosten6 Formeln
Merken · Das Dreieck aus Leistung, Spannung und Strom
P steht oben, U und I unten. Deckst du die gesuchte Größe ab, bleibt die Rechnung stehen: P = U × I, U = P ÷ I, I = P ÷ U.
Elektrische Leistung
Spannung in Volt × Stromstärke in Ampere
Ergebnis in Watt. Umgestellt: Stromstärke = Leistung ÷ Spannung.
Erklärung und Beispiel
Leistung ist Spannung mal Strom. Mit dem Dreieck lässt sich jede der drei Größen aus den beiden anderen rechnen.
In der Prüfung: Wer die Stromstärke sucht, teilt die Leistung durch die Spannung, nicht umgekehrt: 12 Watt bei 5 Volt sind 2,4 Ampere.
Beispielaufgabe
Ein Netzteil liefert 24 Volt bei 0,5 Ampere. Welche Leistung gibt es ab?
24 × 0,5 = 12 Watt
Gesamtleistung mit Puffer
Erst Anzahl × Leistung je Gerät zusammenzählen, dann den Puffer aufschlagen. 20 Prozent heißt × 1,2.
Erklärung und Beispiel
Erst wird die Leistungsaufnahme aller Komponenten zusammengezählt, jede mit ihrer Stückzahl. Der Puffer sorgt dafür, dass das Netzteil nicht am Anschlag läuft.
In der Prüfung: Der Puffer kommt einmal auf die Summe, nicht auf jedes Teil, und erst danach der Wirkungsgrad.
Beispielaufgabe
Die Komponenten eines Servers nehmen 1 × 40 W, 2 × 90 W, 8 × 4 W, 4 × 10 W und 2 × 6 W auf. Welche Leistung braucht das Netzteil mit 20 Prozent Puffer?
(40 + 2 × 90 + 8 × 4 + 4 × 10 + 2 × 6) × 1,2 = 364,8 W
Aufgenommene Leistung des Netzteils
Das Netzteil zieht mehr aus der Steckdose, als es abgibt. Den Wirkungsgrad als Dezimalzahl einsetzen, 90 Prozent als 0,9.
Erklärung und Beispiel
Kein Netzteil wandelt verlustfrei um, der Rest wird Wärme. Der Wirkungsgrad sagt, welcher Anteil der aufgenommenen Leistung bei den Geräten ankommt.
In der Prüfung: Durch den Wirkungsgrad teilen, nicht mit ihm malnehmen. Malnehmen ergäbe weniger, als die Geräte brauchen.
Beispielaufgabe
Ein Netzteil soll 364,8 W abgeben und hat einen Wirkungsgrad von 90 Prozent. Wie viel nimmt es auf?
364,8 ÷ 0,9 = 405,33 WGewählt wird die nächste marktübliche Größe, hier 450 Watt.
Wirkleistung
Scheinleistung in VA × Leistungsfaktor
Für die USV: Ihre Angabe in VA ist nicht die Leistung in Watt, die sie wirklich tragen kann.
Erklärung und Beispiel
Auf dem Typenschild der USV steht die Scheinleistung in VA, gebraucht wird die Wirkleistung in Watt. Der Leistungsfaktor verbindet beide.
In der Prüfung: VA und Watt sind nicht dasselbe. Wer durch den Leistungsfaktor teilt statt malzunehmen, kommt auf 2.500 W und überlastet die USV.
Beispielaufgabe
Eine USV hat 1.500 VA bei einem Leistungsfaktor von 0,6. Wie viel Wirkleistung kann sie liefern?
1.500 × 0,6 = 900 W
Energie in kWh
Läuft ein Gerät nur unter Teillast, vorher die Leistung mit der Auslastung malnehmen.
Erklärung und Beispiel
Energie ist Leistung mal Zeit. Watt mal Stunden ergibt Wattstunden, durch 1.000 Kilowattstunden.
In der Prüfung: Läuft das Gerät nur halb ausgelastet, wird die Leistung vorher halbiert. Die Auslastung steht oft in einem Nebensatz.
Beispielaufgabe
Ein PC-Netzteil nimmt im Schnitt 361,11 W auf und läuft an 200 Tagen je 9 Stunden. Wie viel Energie braucht es im Jahr?
361,11 × 200 × 9 ÷ 1.000 = 650 kWh
Energiekosten
Energie in kWh × Preis je kWh
Für den Vergleich zweier Geräte die Kosten über dieselbe Laufzeit rechnen.
Erklärung und Beispiel
Die Kilowattstunden mal den Strompreis ergeben die Kosten.
In der Prüfung: Der Preis gilt je kWh. Wer mit Wattstunden rechnet, kommt auf das Tausendfache.
Beispielaufgabe
650 kWh kosten 0,40 € je kWh. Wie hoch sind die Stromkosten?
650 × 0,40 = 260,00 €
05Verfügbarkeit7 Formeln
Merken · Hintereinander oder parallel
Hintereinander geschaltete Teile multiplizieren ihre Verfügbarkeiten, denn fällt eines aus, steht alles. Parallele Teile multiplizieren ihre Ausfallwahrscheinlichkeiten, denn erst wenn alle zugleich ausfallen, steht alles.
Verfügbarkeit in Prozent
Ein Jahr Dauerbetrieb hat 365 × 24 = 8.760 Stunden.
Erklärung und Beispiel
Die Verfügbarkeit ist der Anteil der Zeit, in der ein System läuft. In Verträgen steht sie als zugesicherter Wert.
In der Prüfung: Die Betriebszeit ist die vereinbarte Zeit, nicht jede Stunde des Jahres. Gilt ein Vertrag nur werktags, ist sie kleiner.
Beispielaufgabe
Ein Server sollte 8.760 Stunden im Jahr laufen und fiel 8,76 Stunden aus. Wie hoch war seine Verfügbarkeit?
(8.760 − 8,76) × 100 ÷ 8.760 = 99,9 %
Zulässige Ausfallzeit
Bei 99,9 Prozent zugesicherter Verfügbarkeit darf ein Jahr 8,76 Stunden Ausfall haben.
Erklärung und Beispiel
Aus der zugesicherten Verfügbarkeit folgt, wie viel Ausfall noch erlaubt ist.
In der Prüfung: Ein Jahr hat hier 365 Tage zu 24 Stunden. Die 360 Tage aus dem Kaufmännischen gelten für Zinsen, nicht für Betriebszeiten.
Beispielaufgabe
Ein Dienst läuft rund um die Uhr, zugesichert sind 99,9 Prozent. Wie lange darf er im Jahr ausfallen?
8.760 × (100 − 99,9) ÷ 100 = 8,76 Stunden
Ausfallkosten
Ausfallzeit in Stunden × Kosten je Stunde
Damit lässt sich ein Angebot für mehr Verfügbarkeit gegen den Schaden rechnen, den es verhindert.
Erklärung und Beispiel
Ein Ausfall kostet, solange er dauert: entgangener Umsatz, stehende Arbeit, Vertragsstrafen. Die Kosten je Stunde stehen in der Aufgabe.
In der Prüfung: Ausfallzeit und Stundensatz brauchen dieselbe Einheit. Minuten erst in Stunden umrechnen.
Beispielaufgabe
Eine Stunde Ausfall kostet 500,00 €. Was kosten 8,76 Stunden?
8,76 × 500 = 4.380,00 €
Gesamtverfügbarkeit hintereinander
Verfügbarkeit 1 × Verfügbarkeit 2 × …
Die Werte als Dezimalzahl einsetzen, 99 Prozent als 0,99.
Erklärung und Beispiel
Hängt ein Dienst an mehreren Teilen, die alle laufen müssen, ist er weniger verfügbar als sein schwächstes Teil.
In der Prüfung: Das Ergebnis liegt immer unter dem kleinsten Einzelwert. Liegt es darüber, wurde parallel gerechnet.
Beispielaufgabe
Ein Dienst braucht einen Server mit 99,5 Prozent und einen Switch mit 99,9 Prozent Verfügbarkeit. Wie verfügbar ist der Dienst?
0,995 × 0,999 × 100 = 99,40 %
Gesamtverfügbarkeit parallel
1 − Produkt der Ausfallwahrscheinlichkeiten
Die Ausfallwahrscheinlichkeit ist 1 − Verfügbarkeit. Zwei Leitungen mit je 99 Prozent kommen zusammen auf 1 − 0,01 × 0,01 = 99,99 Prozent.
Erklärung und Beispiel
Redundante Teile fallen nur gemeinsam aus. Deshalb werden ihre Ausfallwahrscheinlichkeiten multipliziert und das Ergebnis von 1 abgezogen.
In der Prüfung: Die Verfügbarkeiten selbst zu multiplizieren ist der Weg für hintereinander geschaltete Teile und ergibt hier ein viel zu kleines Ergebnis.
Beispielaufgabe
Zwei Internetanbindungen fallen mit 1 Prozent und mit 1,5 Prozent Wahrscheinlichkeit aus. Wie verfügbar ist der Zugang mit beiden?
(1 − 0,01 × 0,015) × 100 = 99,985 %
Verfügbarkeit aus MTBF und MTTR
MTBF ist die mittlere Betriebszeit zwischen zwei Ausfällen, MTTR die mittlere Reparaturdauer, beide in Stunden.
Erklärung und Beispiel
Zwischen zwei Ausfällen läuft ein Gerät im Mittel die MTBF lang, danach steht es die MTTR lang. Der Anteil der Laufzeit daran ist seine Verfügbarkeit.
In der Prüfung: Die MTBF ist ein Mittelwert über sehr viele Geräte. Eine Platte mit 2.000.000 Stunden MTBF hält nicht 228 Jahre.
Beispielaufgabe
Ein Switch hat 50.000 Stunden MTBF und 8 Stunden MTTR. Wie verfügbar ist er?
50.000 × 100 ÷ (50.000 + 8) = 99,98 %
Jährliche Ausfallrate (AFR)
Eine Näherung: der Anteil der Geräte, die in einem Jahr ausfallen. Mal 100 ergibt Prozent.
Erklärung und Beispiel
Die AFR rechnet die MTBF auf ein Jahr Dauerbetrieb um. Das ist anschaulicher: ein Anteil der Geräte statt einer Stundenzahl.
In der Prüfung: Die Formel gilt für Dauerbetrieb. Läuft ein Gerät kürzer, kommen seine Betriebsstunden an die Stelle der 8.760.
Beispielaufgabe
Eine Festplatte hat eine MTBF von 1.000.000 Stunden. Wie hoch ist ihre jährliche Ausfallrate?
8.760 × 100 ÷ 1.000.000 = 0,876 %Von 1.000 solcher Platten fallen im Jahr also rund 9 aus.
06Speicher und RAID5 Formeln
Merken · Die kleinste Platte zählt
Im RAID-Verbund rechnet jede Platte nur mit der Größe der kleinsten. Bei 4 × 2,5 TiB und 2 × 3,5 TiB sind das 6 × 2,5 TiB.
Nettokapazität RAID 0
Anzahl Platten × Kapazität je Platte
Keine Redundanz: Fällt eine Platte aus, sind alle Daten weg.
Erklärung und Beispiel
RAID 0 verteilt die Daten über alle Platten und ist dadurch schnell. Redundanz gibt es keine.
In der Prüfung: RAID 0 ist weder Datensicherung noch Ausfallschutz. Wird nach Ausfallsicherheit gefragt, ist es die falsche Antwort.
Beispielaufgabe
Vier Platten zu je 2 TiB bilden ein RAID 0. Wie viel Speicher ist nutzbar?
4 × 2 = 8 TiB
Nettokapazität RAID 1 und RAID 10
Jede Platte hat einen Spiegel, nutzbar ist die Hälfte. Bei zwei Platten bleibt eine.
Erklärung und Beispiel
RAID 1 spiegelt jede Platte auf eine zweite. RAID 10 verbindet mehrere solcher Spiegel zu einem schnellen Verbund.
In der Prüfung: RAID 10 braucht eine gerade Zahl von Platten, mindestens vier.
Beispielaufgabe
Sechs Platten zu je 2,5 TiB bilden ein RAID 10. Wie groß ist die Nettospeicherkapazität?
6 × 2,5 ÷ 2 = 7,5 TiB
Nettokapazität RAID 5
(Anzahl Platten − 1) × Kapazität je Platte
Eine Platte geht für die Parität weg, ein Ausfall wird verkraftet. Mindestens drei Platten.
Erklärung und Beispiel
RAID 5 verteilt Daten und Paritätsinformation über alle Platten. Fällt eine aus, lassen sich ihre Daten aus den anderen zurückrechnen.
In der Prüfung: Die Parität liegt auf keiner festen Platte, sondern verteilt über alle. Abgezogen wird trotzdem genau eine Platte.
Beispielaufgabe
Sechs Platten zu je 2,5 TiB bilden ein RAID 5. Wie groß ist die Nettospeicherkapazität?
(6 − 1) × 2,5 = 12,5 TiB
Nettokapazität RAID 6
(Anzahl Platten − 2) × Kapazität je Platte
Zwei Paritätsblöcke, zwei Ausfälle zugleich werden verkraftet. Mindestens vier Platten.
Erklärung und Beispiel
RAID 6 hält zwei Paritätsblöcke vor und übersteht deshalb zwei Plattenausfälle zugleich. Das zählt bei großen Verbünden, deren Wiederaufbau lange dauert.
In der Prüfung: Zwei Platten abziehen, nicht eine. Wer wie bei RAID 5 rechnet, kommt auf 152 TiB.
Beispielaufgabe
Zwanzig Platten zu je 8 TiB bilden ein RAID 6. Wie groß ist die Nettospeicherkapazität?
(20 − 2) × 8 = 144 TiB
Nutzbare Kapazität
Wer einen Verbund nur zu 90 Prozent füllen will, hat von 12 TiB noch 10,8 TiB.
Erklärung und Beispiel
Ein voller Speicher wird langsam und lässt keinen Platz für Snapshots. Deshalb wird oft nur ein Teil der Kapazität verplant.
In der Prüfung: Die Grenze gilt für die Netto-, nicht für die Bruttokapazität. Erst den RAID-Level abziehen, dann die Grenze.
Beispielaufgabe
Ein Verbund hat 12 TiB Nettospeicherkapazität und soll höchstens zu 90 Prozent belegt werden. Wie viel ist nutzbar?
12 × 90 ÷ 100 = 10,8 TiB
07Kosten und Angebotsvergleich9 Formeln
Monatliche Kosten einer Anschaffung
So lassen sich Kauf, Miete und Leasing auf derselben Basis vergleichen. Die laufenden Kosten je Monat kommen dazu.
Erklärung und Beispiel
Eine Anschaffung wird über ihre Nutzungsdauer verteilt. So steht sie neben Miete, Leasing und laufenden Kosten auf derselben Basis.
In der Prüfung: Die Nutzungsdauer steht oft in Jahren, gerechnet wird je Monat. Vier Jahre sind 48 Monate.
Beispielaufgabe
Fünf Monitore kosten je 450,00 € abzüglich 5 Prozent Rabatt und werden vier Jahre genutzt. Was kosten sie im Monat?
5 × 450 × 0,95 ÷ (4 × 12) = 44,53 €
Kosten je Leistungseinheit
Etwa die Kosten je Supportminute oder je gedruckter Seite. Erst alle Kosten zusammenzählen, dann teilen.
Erklärung und Beispiel
Teilt man die gesamten Kosten durch die erbrachte Leistung, lassen sich Angebote mit verschiedenem Umfang vergleichen.
In der Prüfung: Alle Kostenarten gehören in die Summe, auch Bereitschaft und feste Monatsbeträge. Wer nur die Minutenpreise nimmt, rechnet ein Angebot billig.
Beispielaufgabe
Ein Supportdienst kostet in einer Nacht 720,00 € und leistet 300 Minuten Support. Was kostet eine Minute?
720 ÷ 300 = 2,40 €
Nettopreis nach Rabatt
Der Rabatt kommt vor der Umsatzsteuer.
Erklärung und Beispiel
Der Rabatt ist ein Nachlass auf den Listenpreis, den der Lieferant schon auf der Rechnung gewährt. Auf das Ergebnis kommt die Umsatzsteuer.
In der Prüfung: Rabatt und Skonto nie zu einem Satz zusammenzählen. Es sind zwei Schritte, jeder auf den Betrag davor.
Beispielaufgabe
Drei Drucker kosten zusammen 13.350,00 € Listenpreis, der Händler gibt 6 Prozent Rabatt. Wie hoch ist der Nettopreis?
13.350 × (100 − 6) ÷ 100 = 12.549,00 €
Rechnungsbetrag mit Umsatzsteuer
Bei 19 Prozent heißt das × 1,19.
Erklärung und Beispiel
Auf den Nettopreis kommt die Umsatzsteuer, das Ergebnis ist der Rechnungsbetrag. Unternehmen holen sich die Steuer als Vorsteuer zurück.
In der Prüfung: Beim Angebotsvergleich zwischen Unternehmen zählt der Nettopreis. Netto gegen brutto zu vergleichen verfälscht das Ergebnis um 19 Prozent.
Beispielaufgabe
Der Nettopreis beträgt 12.549,00 €. Wie hoch ist der Rechnungsbetrag bei 19 Prozent Umsatzsteuer?
12.549 × 1,19 = 14.933,31 €
Skonto auf den Rechnungsbetrag
Abziehbar nur bei Zahlung innerhalb der Frist. Kaufmännisch auf zwei Stellen runden.
Erklärung und Beispiel
Skonto ist ein Nachlass für schnelles Zahlen. Er steht mit seiner Frist in den Zahlungsbedingungen.
In der Prüfung: Kaufmännisch runden: Aus 22,604 € werden 22,60 €. Nach Ablauf der Frist ist der volle Betrag fällig.
Beispielaufgabe
Eine Rechnung über 1.130,20 € wird mit 2 Prozent Skonto bezahlt. Wie hoch ist der Skontobetrag?
1.130,20 × 2 ÷ 100 = 22,60 €
Nutzwert eines Angebots
Summe aus Gewichtung × Punkte je Kriterium
Die Gewichtungen ergeben zusammen 100 Prozent. Das Angebot mit dem höchsten Nutzwert wird empfohlen.
Erklärung und Beispiel
Die Nutzwertanalyse vergleicht Angebote auch nach Merkmalen, die kein Preis sind. Jedes Kriterium bekommt ein Gewicht, jedes Angebot Punkte je Kriterium.
In der Prüfung: Die Gewichte müssen zusammen 100 Prozent ergeben. Gewonnen hat das Angebot mit dem höchsten Nutzwert, nicht das mit den meisten Punkten in einem Kriterium.
Beispielaufgabe
Ein Angebot erhält beim Preis (Gewicht 50 Prozent) 8 Punkte, bei der Leistung (30 Prozent) 6 Punkte und beim Service (20 Prozent) 9 Punkte. Wie hoch ist sein Nutzwert?
0,5 × 8 + 0,3 × 6 + 0,2 × 9 = 7,6 Punkte
Amortisationsdauer
Ergebnis in Monaten. Ersparnis und laufende Kosten auf dieselbe Zeitbasis bringen.
Erklärung und Beispiel
Die Amortisationsdauer sagt, wann eine Investition ihre Kosten über Einsparungen wieder eingespielt hat. Je kürzer sie ist, desto kleiner das Risiko.
In der Prüfung: Von der Ersparnis gehen die laufenden Kosten ab. Wer sie vergisst, kommt hier auf 18 Monate.
Beispielaufgabe
Eine Investition kostet 9.000,00 € und spart monatlich 500,00 €, verursacht aber 50,00 € laufende Kosten. Nach wie vielen Monaten hat sie sich bezahlt gemacht?
9.000 ÷ (500 − 50) = 20 Monate
Tilgung beim Ratendarlehen
Jedes Jahr wird gleich viel getilgt. Die Zahlung eines Jahres ist Tilgung + Zinsen und sinkt mit der Restschuld.
Erklärung und Beispiel
Beim Ratendarlehen wird jedes Jahr derselbe Betrag getilgt. Die Zahlung sinkt trotzdem, weil die Zinsen auf eine kleinere Restschuld fallen.
In der Prüfung: Nicht mit dem Annuitätendarlehen verwechseln: Dort bleibt die Zahlung gleich, und der Tilgungsanteil wächst.
Beispielaufgabe
Ein Darlehen über 12.000,00 € wird in drei Jahren zu gleichen Beträgen getilgt. Wie hoch ist die jährliche Tilgung?
12.000 ÷ 3 = 4.000,00 €
Zinsen auf die Restschuld
Für ein Jahr. Nach jeder Tilgung wird mit der verringerten Restschuld weitergerechnet.
Erklärung und Beispiel
Zinsen fallen auf das an, was noch geschuldet wird. Deshalb wird die Restschuld nach jeder Tilgung neu bestimmt.
In der Prüfung: Im zweiten Jahr wird mit der verringerten Restschuld gerechnet, nicht mehr mit dem ursprünglichen Darlehen.
Beispielaufgabe
Nach der ersten Tilgung beträgt die Restschuld 8.000,00 €, der Zinssatz 6 Prozent. Wie hoch sind die Zinsen im zweiten Jahr?
8.000 × 6 ÷ 100 = 480,00 €
08Zahlensysteme3 Formeln
Dualzahl in Dezimalzahl
Summe aus Ziffer × 2 hoch Stelle
Die Stellen von rechts ab 0 zählen: 1011 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11.
Erklärung und Beispiel
Jede Stelle einer Dualzahl steht für eine Zweierpotenz, von rechts 1, 2, 4, 8 und so weiter. Wo eine 1 steht, zählt der Wert mit.
In der Prüfung: Von rechts zählen, und die erste Stelle ist 2 hoch 0, also 1. Wer bei 2 hoch 1 beginnt, verdoppelt das Ergebnis.
Beispielaufgabe
Welche Dezimalzahl ist die Dualzahl 1101 0110?
128 + 64 + 16 + 4 + 2 = 214
Dezimalzahl in Dualzahl
fortlaufend durch 2 teilen, die Reste von unten nach oben lesen
Aus 11 wird 1011: 11 durch 2 ist 5 Rest 1, dann 2 Rest 1, 1 Rest 0, 0 Rest 1.
Erklärung und Beispiel
Die Zahl wird immer wieder durch 2 geteilt, und jeder Rest wird notiert, bis 0 übrig ist.
In der Prüfung: Die Reste werden von unten nach oben gelesen. Von oben gelesen wird aus 11 die 1101, also 13.
Beispielaufgabe
Wie lautet die Dezimalzahl 11 als Dualzahl?
Reste 1, 1, 0, 1, von unten nach oben gelesen = 1011
Hexadezimalziffern
4 Bit je Ziffer
A bis F stehen für 10 bis 15. Eine MAC-Adresse hat 12 Ziffern, also 48 Bit; eine IPv6-Adresse 32, also 128 Bit.
Erklärung und Beispiel
Eine Hexadezimalziffer fasst genau vier Bit zusammen. Deshalb werden MAC- und IPv6-Adressen hexadezimal geschrieben.
In der Prüfung: IPv6 lässt führende Nullen je Block weg und kürzt Nullblöcke mit :: ab. Zum Zählen der Bit erst wieder voll ausschreiben.
Beispielaufgabe
Wie viele Bit hat eine MAC-Adresse aus zwölf Hexadezimalziffern?
12 × 4 = 48 Bit
09Wirtschafts- und Sozialkunde5 Formeln
Arbeitnehmeranteil zur Sozialversicherung
In der Krankenversicherung zählt der Zusatzbeitrag mit: (14,6 Prozent + Zusatzbeitrag) ÷ 2. Die Sätze stehen in der Aufgabe.
Erklärung und Beispiel
Arbeitgeber und Arbeitnehmer teilen sich die Beiträge zur Sozialversicherung grundsätzlich zur Hälfte. In der Krankenversicherung gilt das auch für den Zusatzbeitrag der Kasse.
In der Prüfung: Der Zusatzbeitrag wird weder vergessen noch voll angerechnet. Er wird halbiert wie der allgemeine Satz.
Beispielaufgabe
Das Bruttogehalt beträgt 4.200,00 €, der allgemeine Beitragssatz der Krankenversicherung 14,6 Prozent, der Zusatzbeitrag der Kasse 2,4 Prozent. Wie hoch ist der Arbeitnehmeranteil?
4.200 × (14,6 + 2,4) ÷ 2 ÷ 100 = 357,00 €
Gewinnanteil nach Geschäftsanteilen
So verteilt eine GmbH ohne andere Regel im Gesellschaftsvertrag ihren Gewinn.
Erklärung und Beispiel
Ohne andere Regel im Gesellschaftsvertrag wird der Gewinn einer GmbH nach dem Verhältnis der Geschäftsanteile verteilt (§ 29 Absatz 3 GmbHG).
In der Prüfung: Geteilt wird durch das ganze Stammkapital, nicht durch die Zahl der Gesellschafter.
Beispielaufgabe
Eine Gesellschafterin hält 35.000,00 € von 120.000,00 € Stammkapital. Wie viel erhält sie von 60.000,00 € Gewinn?
60.000 × 35.000 ÷ 120.000 = 17.500,00 €
Eigenkapitalrentabilität
Verzinsung des eingesetzten Eigenkapitals.
Erklärung und Beispiel
Wie gut sich das eigene Geld verzinst hat. Sie zeigt, ob sich das Unternehmen für den Inhaber mehr lohnt als eine Anlage bei der Bank.
In der Prüfung: Im Nenner steht nur das Eigenkapital, nicht das Gesamtkapital.
Beispielaufgabe
Der Gewinn beträgt 24.000,00 €, das Eigenkapital 150.000,00 €. Wie hoch ist die Eigenkapitalrentabilität?
24.000,00 € × 100 ÷ 150.000,00 € = 16 %
Prozentuale Veränderung
Bezugsgröße ist immer der alte Wert.
Erklärung und Beispiel
Eine Veränderung wird immer am Ausgangswert gemessen. So lassen sich Entwicklungen verschieden großer Werte vergleichen.
In der Prüfung: Durch den alten Wert teilen, nicht durch den neuen. Durch den neuen ergäben sich hier 3,92 Prozent.
Beispielaufgabe
Der Umsatz je Mitarbeiter stieg von 98.000,00 € auf 102.000,00 €. Um wie viel Prozent?
(102.000 − 98.000) × 100 ÷ 98.000 = 4,08 %
Umsatz je Mitarbeiter
Eine Kennzahl der Produktivität. Im Vergleich zweier Jahre mit der prozentualen Veränderung weiterrechnen.
Erklärung und Beispiel
Die Kennzahl zeigt, wie viel Umsatz auf einen Beschäftigten kommt. Allein sagt sie wenig, im Vergleich über die Jahre viel.
In der Prüfung: Umsatz ist nicht Gewinn. Ein hoher Umsatz je Mitarbeiter sagt nichts darüber, ob das Unternehmen etwas verdient.
Beispielaufgabe
Ein Unternehmen macht mit 45 Mitarbeitern 4.590.000,00 € Umsatz. Wie hoch ist der Umsatz je Mitarbeiter?
4.590.000 ÷ 45 = 102.000,00 €
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