Fachinformatiker /​ Fachinformatikerin

Formelsammlung

Alle Rechenwege für die Abschlussprüfung. Zu jeder Formel eine kurze Erklärung und eine Beispielaufgabe zum Nachrechnen.

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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

Datenmenge in Bit8

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

Breite in Pixel × Höhe in Pixel × Farbtiefe in Bit8

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

Datenrate in bit/s × Dauer in Sekunden8

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

Datenmenge in BitÜbertragungsrate in bit/s

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

Summe der Leistungsaufnahmen × (100 + Puffer in Prozent)100

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

abgegebene LeistungWirkungsgrad

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

Leistung in Watt × Betriebsstunden1.000

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

(Betriebszeit − Ausfallzeit) × 100Betriebszeit

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

Betriebszeit × (100 − Verfügbarkeit in Prozent)100

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(MTBF + 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)

8.760 StundenMTBF

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

Anzahl Platten × Kapazität je Platte2

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

Nettospeicherkapazität × zulässige Auslastung in Prozent100

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

AnschaffungskostenNutzungsdauer in Monaten

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

GesamtkostenZahl der Einheiten

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

Listenpreis × (100 − Rabattsatz)100

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

Nettopreis × (100 + Steuersatz)100

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

Rechnungsbetrag × Skontosatz100

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

Investitionmonatliche Ersparnis nach laufenden Kosten

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

DarlehensbetragLaufzeit in Jahren

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

Restschuld × Zinssatz100

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

Bruttoentgelt × halber Beitragssatz100

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

Gewinn × eigener GeschäftsanteilSumme der Geschäftsanteile

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

Gewinn × 100Eigenkapital

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

(neuer Wert − alter Wert) × 100alter Wert

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

UmsatzZahl der 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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