Informatik - Unterricht

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Informatik - Unterricht

• IFB 2002
• Klaus Becker

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Informatik - was ist das?
Informatik ist die Wissenschaft, Technik und
Anwendung der maschinellen Verarbeitung und
Übermittlung von Informationen.
GI 87 (Gesellschaft für Informatik) - www.gi-ev.de
Computer science and engineering is the
systematic study of algorithmic processes - their
theory, analysis, design, efficiency,
implementation and application - that describe
and transform information. The fundamental
question underlying all of computing is What can
be (efficiently) automated?
ACM (Association for Computing Machinery) -
www.acm.org
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Informationsverarbeitung
Miniwelt
Modell
Repräsentieren
Informationen
Daten, ...
Benutzer
Informatik-system
Verarbeiten
Benutzer
Informationen
Daten, ...
Interpretieren
Repräsentieren - Verarbeiten - Interpretieren
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Beispiel Datenbank
Miniwelt
Modell
Repräsentieren
Tabellen Abfrage
Informationen
Benutzer
DBS
Verarbeiten
Benutzer
Informationen
Tabelle
Interpretieren
Repräsentieren - Verarbeiten - Interpretieren
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Repräsentation von Information
Information nennt man den abstrakten Gehalt
(Bedeutungsinhalt / Semantik) einer Aussage,
Beschreibung, Anweisung, Nachricht oder
Mitteilung. Die äußere Form der Darstellung nennt
man Repräsentation (konkrete Form).
Information Gerd Müller hat am 22.1.2002 das
Buch Fußball ist mein Leben von Franz
Beckenbauer ausgeliehen
Repräsentation (mit Hilfe von Relationen) (9
Gerd Müller)(F1 Beckenbauer Fußball ist mein
Leben) (9 F1 22.1.2002)
Repräsentation (binär mit Hilfe von Bits) 0001
1010 1101 ...1100 0100 1111 ...1000 0000 0000
...
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Interpretation von Daten
Daten ergeben erst Sinn (d. h. stellen
Informationen dar), wenn man sie geeignet
interpretiert.
Daten (Typ Bitfolge) 0001 1010 1101 ...1100
0100 1111 ...1000 0000 0000 ...
Daten (Typ Relationen) (9 Gerd Müller)(F1
Beckenbauer Fußball ist mein Leben) (9 F1
22.1.2002)
Information Gerd Müller hat am 22.1.2002 das
Buch Fußball ist mein Leben von Franz
Beckenbauer ausgeliehen
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Verarbeitung von Daten
Maschinelle Verarbeitung
Hardware Verarbeitungsmaschine
Software Verarbeitungsvorschrift
Verarbeitungsvorschrift (Algorithmus) endliche
Folge von eindeutig ausführbaren Anweisungen
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Join - Algorithmus
SQL-Ausdruck
SELECT FROM Buch INNER JOIN Ausleihe ON
Buch.Sig Ausleihe.Sig
Algorithmus (vereinfacht)
FÜR jedes Tupel b aus Buch FÜR jedes Tupel a
aus Ausleihe WENN b.Sig a.Sig DANN
füge das aus b und a
kombinierte Tupel in die
Ergebnistabelle ein
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Al-Khwarrizmi
Algorithmus
Problem des Abu Dshafar Muhammed Ibn Musa
al-Khwarizmi (lebte um 824 n. Chr. in Khwarizmi /
Khiva - Usbekistan)
Wie ist das Vermögen eines wohlhabender Manns
aufzuteilen, der bis zu 4 Frauen in
unterschiedlichem Stand und eine Vielzahl von
Kindern hat?
Lösung im Lehrbuch Kitab al jabr walmuqabalah
Algebra
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Gegenstandsbereiche der Informatik
Informatik in der Gesellschaft Datenschutz ...
Technische Informatik Hardwareentwurf ...
Praktische Informatik Software-Entwicklung Datenb
anken Betriebssysteme ...
Theoretische Informatik Formale Sprachen Theorie
der Algorithmen ...
Angewandte Informatik Wirtschaftswissenschaften
Medizin Geowissenschaften ...
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Informatik in der Schule
Schwierigkeiten Dynamische Bezugswissenschaft
Informatik entwickelt sich sehr schnell
weiter.Gesellschaft im Umbruch Anforderungen
an ein Schulfach Informatik werden ständig neu
definiert.Fach ohne Tradition Informatik gibt
es noch nicht lange als Schulfach.Fach ohne
solides Fundamentkein systematischer
Informatikunterricht in der SI
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Algorithmenorientierter Ansatz

• Sichtweise der Informatik (LP-RLP 83)
• Informatik ist die Wissenschaft von den
  Algorithmen, wobei die theoretischen
  Voraussetzungen und technischen Realisierungen
  eingeschlossen werden.

Algorithmisches Problemlösen
Programmierung von Algorithmen
Anwendung in der Praxis
Algorithmus
Technische Realisierung algorithmischer Lösungen
Theoretische Bewertung der algorithmischen Methode
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Systemorientierter Ansatz

• Sichtweise der Informatik (Baumann DdI 96)
• Die Aufgabe der Informatik besteht in Analyse,
  Entwurf und Realisierung von Informatiksystemen
  sowie in der Anpassung solcher Systeme an
  geeignete Einsatzbedingungen.

Analyse
Entwurf
Informatik-system
Realisierung
Anpassung
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Informationsorientierter Ansatz

• Grundannahme (Hubwieser / Broy LOG IN 97)
• Das primäre Ziel des Informatikunterrichts ist es
  nach unserer Meinung, den Schülern wichtige
  Fähigkeiten zum Umgang mit Informationen zu
  vermitteln. Dabei orientieren wir uns am
  zentralen Paradigma der Informationsverarbeitung.

Repräsentation
Verarbeitung
Information
Interpretation
Transport
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Didaktisches Konzept

• Didaktisches Konzept (Baumann DdI 96)
• Problemlösen mit InformatiksystemenWie werden
  Informatiksysteme entworfen, programmiert und
  damit zum Lösen lebensweltlicher Probleme
  befähigt?
• Wirkprinzipien von InformatiksystemenWie sind
  Informatiksysteme aufgebaut, wie wirken ihre
  Komponenten zusammen und wie ordnen sie sich in
  umfassendere soziotechnische Systemzusammenhänge
  ein?
• Grundlagen und Grenzen technischer
  WissensverarbeitungWo liegen die prinzipiellen
  Grenzen technischer Informationsverarbeitung und
  was ist unter Information und Kommunikation
  überhaupt zu verstehen?

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Lehrplan Rheinland-Pfalz

• Klassenstufe 11
• 11.1 Alternative Zugänge zu Algorithmen
• 11.2 Algorithmen11.3 Einführung in die
  Programmierung
• 11.4 Modularisierung und Strukturierung
• Klassenstufe 12
• 12.1 Programmierprojekt zu dynamischen
  Datenstrukturen
• und Datenschutz
• 12.2 Technische Grundlagen
• 12.3 Aktuelle Entwicklungen und Gesellschaft
• Klassenstufe 13
• 13.1 Aktuelle Entwicklungen und Ethik
• 13.2 Theoretische Grundlagen