Arbeitsblatt: Informatik ohne Strom - Die Nadel im Heuhaufen

Informatik ohne Strom Die Nadel im Heuhaufen Worum geht es? Computer können sehr schnell Informationen zum Beispiel in einer Datenbank mit Millionen von Einträgen heraussuchen. Damit sie das so schnell können, verwenden sie schlaue Suchstrategien. Diese lassen sich auch ausserhalb der Computerwelt anwenden. Wie funktioniert es? 1. Die Geschichte des Weihnachtsmannes Die Wichtel des Weihnachtsmannes haben dieses Jahr wieder Millionen von Geschenken für Kinder auf der ganzen Welt verpackt. Darunter auch 10‘000 rote Spielzeugautos mit Fernsteuerung. Nachdem alle Autos identisch verpackt wurden, fällt einem Wichtel auf, dass eine Fernbedienung übrig geblieben ist. Oh nein, alle Geschenke noch einmal auspacken? Nein, nein, sagt ein anderer Wichtel und zeigt auf eine grosse Waage. Wir wiegen die Geschenke einfach ein paar Mal ab und finden so ganz schnell das Auto ohne Fernbedienung. Habt ihr eine Idee, wie die Wichtel das mit nur 15 Mal wiegen schaffen können und nach jedem Wiegen nur noch halb so viele Geschenke überprüfen müssen? Unsere Idee: 2. Binärsuche Computer sollen häufig aus Millionen von Informationen eine ganz bestimmte heraussuchen. Zum Beispiel in einer alphabetisch sortierten Liste von Kunden soll Herr „Schmied herausgesucht werden. Statt jeden Eintrag einzeln anzuschauen, ob es sich um Herrn Schmied handelt oder nicht, teilen wir den Bestand in zwei möglichst gleich grosse Hälften – z. B. alle Kunden von A-P und alle von Q-Z. Jetzt können wir leicht entscheiden, in welcher der beiden Hälften wohl Herr Schmied mit sein muss. Erneut wird die Teilmenge Q-Z in zwei gleich grosse Hälften geteilt Q-R und R-Z und wieder wird sich für eine Hälfte entschieden. Das setzt sich solange fort, bis Herrn Schmied gefunden wurde. Bei einer Millionen Kunden muss sich höchstens 19 Mal für eine Hälfte entschieden werden, bis der gesuchte Kunde gefunden wurde. Auch bei 100 Millionen Kunden steigt die Anzahl nötiger Entscheidungen nur wenig an (25 Mal). Da man sich bei jeder Entscheidung für eine von zwei Hälfte entscheidet, bezeichnet man dieses Verfahren als Binärsuche. 3. Wer bin ich? Für dieses Spiel benötigst du zwei oder mehr Spieler. Alle überlegen sich eine für alle bekannte Figur, Person, Tier oder Gegenstand (dein Lieblingsfussballer ist für die anderen vielleicht total unbekannt, aber z.B. Donald Duck kennen vermutlich alle). Schreibt den Namen eurer Figur verdeckt auf einen Haftnotiz-Zettel. Klebt euren Zettel an die Stirn eines anderen Mitspielers, ohne dass dieser den Namen selbst sehen kann. Ziel des Spiels ist es, den Namen auf seinem Zettel durch geschickte Fragen herauszufinden. Ein Spieler beginnt und stellt Fragen in die Runde, die nur mit Ja oder Nein beantwortet werden können. Bin ich ein Mensch? Bin ich männlich? Bin ich ein Schauspieler? Sobald eine Frage von der Gruppe mit Nein beantwortet wird, ist der nächste Spieler an der Reihe. Glaubt der Spieler, der gerade an der Reihe ist, seinen Namen herausgefunden zu haben, fragt er: „Bin ich Donald Duck?, und darf sich im Erfolgsfall seinen Notizzettel von der Stirn nehmen. Bei diesem Spiel kommt es auf eine gute Fragestrategie an. Durch welche Fragen kannst du möglichst viele Dinge ausschliessen? Zum Beispiel ist es sinnvoll, zunächst allgemeinere Fragen wie „Bin ich weiblich? zu stellen, bevor man konkreter wird: „Bin ich eine Prinzessin? 4. An wen denkst du? –Spiel gegen den Computer Solltest du gerade ein Smartphone oder einen Computer zur Hand haben, spiele einige Runden des Ratespiels Akinator und überlege dir, wie das Spiel funktioniert. Versuche, folgende Fragen zu beantworten: -Wie kann der Computer wissen, an wen du denkst? -Wie wählt der Computer wohl seine nächste Frage aus?