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zur Klasse 11

Informatik gA Klasse 12


Im neuen Lehrplan für Informatik ist die Technische Informatik wie auch die Theoretische Informatik und Angewandte Informatik verbindlich zu unterrichten. Einige Lehrplanziele der Angewandten Informatik wurden schon im HTML-Projekt der Klasse 11 erreicht. Es wird jetzt auf dieser Seite versucht, in chronologischer Reihenfolge die in der Klasse 12 zu bearbeitenden Themen aufzulisten. Wie auf der Seite der Klasse 11 ebenso die Lehrplanziele, zu denen in diesem Abschnitt ein (wichtiger) Beitrag geleistet wird.

Prolog wurde nach der Wende mit dem "Arbeitsbuch Prolog" aus dem Dümmler-Verlag unterrichtet. Dieses Buch ist schon seit Jahren vergriffen und wird auch nicht wieder aufgelegt. Allerdings steht das Buch als PDF-File zur Verfügung und wird von uns genutzt.



Hinweis zur 1. Leistungskontrolle 2020/21:
Da in der 11. Klasse der weitaus größte Teil der Schüler 4 oder gar 5 Zensuren in der 11/2 erhalten hatten, gab es die Absprache, zu dem zuletzt behandelten Stoff (Rekursion und Iteration, Sortieren und Suchen) nicht noch eine Leistungskontrolle vor dem Schuljahresende zu schreiben. Wir wiederholen diesen Stoff zu Beginn der 12. Klasse und schreiben danach eine Leistungskontrolle zu diesen Themen. Für mich ist in Hinsicht auf die Vorbereitung der Informatikprüfung wichtig, dass damit dieser Stoff auch bewertet ist und für euch sollte es günstig sein, dass ihr sehr zeitig eine Leistungskontrolle weg habt. Vor Weihnachten gibt es eh noch genug Stress wegen Zensuren.

Zur Vorbereitung auf die Leistungskontrolle sollen folgende Aufgaben bearbeitet werden:

 


 

5. Prolog (Crashkurs)

Lehrplanforderung: der Schüler kann
Programmiersprachen nach Paradigmen klassifizieren
iterative und rekursive Algorithmen entwerfen und implementieren
eine (zweite) Programmiersprache als Werkzeug zum Problemlösen nutzen


Installationsanleitung SWI-Prolog und SWI-Prolog-Editor


5.1 Stammbaum u.ä.

  • Stammbaum: Dümmler S. 12/4
  • Rekursion: Vorfahre, Nachkomme
  • Prüfungsaufgabe

 

5.2 Färbeproblem

  • Dümmler S. 13/7
  • Dümmler S. 14/8

 

5.3 Arithmetik

  • Arithmetik - Dümmler S. 30 ff.
  • Operationen
  • Zahl definieren - Dümmler S. 34/17
  • Zahlenrätsel - Dümmler S. 43/6,7

 

5.4 Datenbasis

  • Dümmler S. 44 ff.

 


Script zum Crashkurs Prolog


 

6. Angewandte Informatik

Lehrplanforderung: der Schüler kann
das Client-Server-Modell beschreiben
den Datenaustausch durch ein Schichtenmodell beschreiben
den Aufbau einer IP-Adresse erläutern
die Namensauflösung von Internetadressen (URI) durch das Domain Name System (DNS) erläutern
die Wegewahl (Routing) von Datenpaketen beschreiben
verlustfreie und verlustbehaftete Datenkomprimierungverfahren erläutern
symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungsverfahren erläutern
die Sicherheit von Verschlüsselungsalgorithmen bewerten und Angriffe auf diese erläutern
Nutzen und Sicherheit aktueller Internetdienste diskutieren
Fallbeispiele zum Datenschutz, zur Datensicherheit und Urheberrecht diskutieren
gesellschaftliche und ethische Aspekte der Nutzung sozialer Netzwerke beurteilen
Regeln im Umgang mit kryptografischen Systemen diskutieren

 

6.1 Internetdienste, IP-Adressen, URI, DNS

  • Aufgaben zu ping, IP- und MAC-Adressen, IPv6, Proxy und URLs  vom 30.11.2017

 

6.2 Datenkomprimierung

  • Aufgaben zur Datenkomprimierung  vom 20.12.2017

 


Das Thema der Kursarbeit war/ist: Komprimierung und Verschlüsselung. Es geht um die Punkte 6.2. und 6.3.
Es gelten für euch genauso die "Hinweise zur Kursarbeit 2020: Kompression, Verschlüsselung, (Umwandlung Zahlensysteme)". Allerdings entfällt für euch die Zusatzaufgabe, also die Umwandlung Zahlensysteme. Der Umfang der Kursarbeit ist für 45 Minuten gedacht. Zur besseren Vorbereitung stelle ich euch hier die Aufgaben bereit, die eure Mitschüler bearbeitet haben.


 

6.3 Verschlüsselung

 

6.4 Urheberrecht, Datenschutz, Datensicherheit und DSGVO

 

7. Theoretische Informatik

Lehrplanforderung: der Schüler kann
natürliche und formale Sprachen vergleichen
die Begriffe Syntax und Semantik erläutern
Wörter einer formalen Sprache mithilfe ihrer Grammatik ableiten
einfache Grammatiken im erweiterten Backus-Naur-Formalismus (EBNF) darstellen
Zusammenhänge von formalen Sprachen und Automaten erläutern
einen Zusammenhang zwischen formalen Sprachen und der im Unterricht verwendeten Programmiersprache herstellen
die Arbeitsweise von Compilern und Interpretern vergleichen
einfache Interpreter entwerfen und implementieren
den Einsatz von Compiler oder Interpreter begründen
die Arbeitsweise von deterministischen Automaten erläutern
einen deterministischen Automaten entwerfen und implementieren
das Modell Turingmaschine beschreiben und ihre Arbeitsweise erklären
einfache Turingmaschinen konstruieren
das Zeit- und Speicherverhalten von iterativen und rekursiven Sortier- und Suchalgorithmen bewerten und mithilfe der O-Notation klassifizieren
das Zeit- und Speicherverhalten von Algorithmen bewerten
die Grenzen der Berechenbarkeit an Hand der Church-Turing-These erläutern
die Beweisidee für die Unentscheidbarkeit des Halteproblems beschreiben
lösbare Probleme der Informatik nach polynomialem und exponentiellem Aufwand klassifizieren sowie Lösungen und Auswege (z. B. Heuristiken) der Informatik finden und erläutern.
ethisch-philosophische Probleme der Informatik bewerten
die Zuverlässigkeit von Informatiksystemen beurteilen
den Einfluss von Informatiksystemen auf die Bereiche der Informationsgesellschaft beschreiben
Pionierleistungen der theoretischen Informatik bewerten (z. B. Alan Turing und das Turingmaschinen-Modell, Alonzo Church und die Church-Turing-These; P-NP-Probleme)

 

7.1 Sprache, Syntax, Semantik, Grammatik, EBNF

 

7.2 Interpreter und Compiler

 

7.3 Turingmaschinen

 

7.4 Entscheidbarkeit


Hinweise zur Leistungskontrolle: Das Thema der Leistungkontrolle ist "Entscheidbarkeit und Berechenbarkeit". Die Leistungskontrolle bezieht sich also auf die Punkte 7.4 und 7.5 . Der Umfang der Lk ist für 45 Minuten gedacht. Aufgaben werden ungefähr so aussehen wie bei
"Aufgaben zur Entscheidbarkeit und Berechenbarkeit vom 14.03.2018"   bzw.
"Kursarbeit: Turingmaschine, Entscheidbarkeit und Berechenbarkeit vom 22.02.2016"   -   allerdings ohne den praktischen Teil. Auch Aufgabe 1 würde nicht dran kommen.


 

7.5 Berechenbarkeit

  • Aufgaben zur Entscheidbarkeit und Berechenbarkeit  vom 14.03.2018

 

7.6 ausgewählte ethische Probleme der Informatik

    Für die folgenden Seiten bildeten die Beiträge des Bloggers Oliver Bendel die Grundlage
    (Quelle: http://crazyprocesses.blog.de/2010/02/16/informatik-ethik-gesellschaft-28-themen-8016461/   22.01.2012 - Kopie)

 

7.7 ethisch-philosophische Probleme und Einfluss auf Informationsgesellschaft

 

8. Technische Informatik

Lehrplanforderung: der Schüler kann
die von-Neumann-Rechnerarchitektur erläutern
die Einheit Byte und deren Binärpräfix einordnen und anwenden
Binärpräfixe mit denen des metrischen Systems (SI-Präfix) vergleichen
positive und negative Ganzzahlen in einem Bitmuster darstellen
endliche gebrochene Dezimalzahlen in einem Bitmuster vorgegebener Länge angeben und über die Genauigkeit der Darstellung reflektieren
die Rechengenauigkeit des Computers einschätzen
Dezimalzahlen in Dualzahlen umwandeln und umgekehrt
Dualzahlen addieren und subtrahieren
einen Algorithmus zur Multiplikation zweier positiver Dualzahlen beschreiben
die Funktionsweise eines Analog-Digital-Wandlers sowie eines Digital-Analog-Wandlers erläutern
die Schaltbelegungstabellen, die Schaltsymbole und die Funktionsdarstellung der Logikgatter NOT, AND, OR, NAND und NOR angeben
einfache Verknüpfungen aus NOT, AND, OR, NAND und NOR in eine disjunktive Normalform überführen
Schaltbelegungstabellen von Flipflops angeben und deren Einsatz als Speicherbaustein erklären
die Schaltbelegungstabellen und Schaltsymbole von Halb- und Volladdierer angeben
ein Addierwerk beschreiben
Verknüpfungen von Logikgattern konstruieren
mittels Schaltbelegungstabellen derartige Verknüpfungen analysieren

 

8.1 von-Neumann-Rechnerarchitektur

 

8.2 Bit, Byte, Binärpräfixe, Dualzahlen

 

8.3 Analog-Digital-Wandlers, Digital-Analog-Wandlers

 

8.4 Flip-Flop, Gatter, Schaltbelegungstabellen

 

8.5 Halb- und Volladdierer

 

8.6 Verknüpfungen von Logikgattern, disjunktive Normalform

 

Projekte

Als Abschluss in Informatik Klasse 12 findet nach Lehrplan ein Programmierprojekt statt. Dieses soll keine Teamarbeit sein, sondern als Einzelarbeit umgesetzt werden. Das Thema sollte üblicherweise selbst gewählt werden.

 

 

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Creative Commons Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland © ERG Saalfeld   -   Hans-Dietrich Kirmse       letzte Aktualisierung 27.04.2019