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--- curricula:oberstufe:uv_ef-ii [2014/07/20 11:03] – angelegt Sven Biermann
+++ curricula:oberstufe:uv_ef-ii [2014/09/04 07:47] (aktuell) – [Konkretisierung EF-II] Sven Biermann
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 ====== Konkretisierung EF-II ======
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 ====== Wie funktioniert ein Computer? ======
 ===== Leitfragen =====
-Womit beschäftigt sich die Wissenschaft Informatik?
+//Wie werden Informationen in einem Computer dargestellt? Wie verarbeitet dieser die Informationen? Wie kann die in der Schule vorhandene informatische Ausstattung genutzt werden?//
 ===== Vorhabenbezogene Konkretisierung =====
-Das erste Unterrichtsvorhaben stellt eine allgemeine Einführung in das Fach Informatik dar. Dabei ist zu berücksichtigen, dass für manche Schülerinnen und Schüler in der Einführungsphase der erste Kontakt mit dem Unterrichtsfach Informatik stattfindet, so dass zu Beginn Grundlagen des Fachs behandelt werden müssen.
 Zunächst wird auf den Begriff der Information eingegangen und die Möglichkeit der Kodierung in Form von Daten thematisiert. Anschließend wird auf die Übertragung von Daten im Sinne des Sender-Empfänger-Modells eingegangen. Dabei wird eine überblickartige Vorstellung der Kommunikation von Rechnern in Netzwerken erarbeitet.
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 ===== Zeitbedarf =====
  Stunden
 ===== Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens =====
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 **1. Information, deren Kodierung und Speicherung**
-(a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen
+(a) Information und Daten: Darstellung von Informationen in Schrift, Bild und Ton
-(b) Darstellung von Informationen
+(b) Digitalisierung am Beispiel von Text und Bild: ASCII und RGB
+%%(c)%% Speichern von Daten mit informatischen Systemen am Beispiel der Schulrechner
+(d) Vereinbarung von Richtlinien zur Datenspeicherung auf den Schulrechnern (z.B. Ordnerstruktur, Dateibezeichner usw.)
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 Die Schülerinnen und Schüler
-  * beschreiben und erläutern
+  * beschreiben und erläutern den Aufbau und die Arbeitsweise singulärer Rechner am Beispiel der „Von-Neumann-Architektur“ (A),
-  * nutzen
+  * nutzen die im Unterricht eingesetzten Informatiksysteme selbstständig, sicher, zielführend und verantwortungsbewusst (D),
+  * stellen ganze Zahlen und Zeichen in Binärcodes dar (D),
+  * interpretieren Binärcodes als Zahlen und Zeichen (D),
+  * nutzen das Internet zur Recherche, zum Datenaustausch und zur Kommunikation (K).
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-//Beispiel//: Textcodierung
+//Beispiel//: Textkodierung
+Kodierung und Dekodierung von Texten mit unbekannten Zeichensätzen (z.B. Wingdings)
+//Beispiel//: Bildkodierung
+Kodierung von Bildinformationen in Raster- und Vektorgrafiken
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+**2. Zahlensysteme**
+(a) Darstellen ganzer Zahlen im Dualsystem, Umrechnung vom und zum Dezimalsystem
+(b) Rechnen mit Binärzahlen (Addition)
+%%(c)%% Nibbles, Bytes und Words
+(e) Das Hexadezimalsystem zur einfacheren Darstellung von Binärzahlen
+(f) Interpretation eines Hexcodes als Klartextdatei (ASCII) und umgekehrt
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+//Beispiel//: Zahlenraten
+Eine Schülerin oder ein Schüler denkt sich eine Zahl von 0 bis 63 aus und verrät diese nicht. Anschließend werden ein paar Karten mit mehreren Zahlen darauf gezeigt. Die Schülerin bzw. der Schüler teilt nur kurz mit, ob die ausgedachte Zahl dabei ist oder nicht. Nach wenigen Karten kann man schnell sagen, was die gedachte Zahl war.
+Über eine Analyse des Spiels lässt sich gut das Binärsystem entwickeln.
+//Material//:  Präsentation "Zahlenraten"
 Kodierung und Dekodierung
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-**1. Information, deren Kodierung und Speicherung**
+**3. Aufbau informatischer Systeme**
-(a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen
+(a) Identifikation typischer Komponenten informatischer Systeme und anschließende Beschränkung auf das Wesentliche, Herleitung der "Von-Neumann-Architektur"
-(b) Darstellung von Informationen
+(b) Identifikation des EVA-Prinzips (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe) als Prinzip der Verarbeitung von Daten und Grundlage der "Von-Neumann-Architektur"
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-//Beispiel//: Textcodierung
+//Material//: Demonstrationshardware
+Durch Demontage eines Demonstrationsrechners entdecken Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Hardwarekomponenten eines Informatiksystems. Als Demonstrationsrechner bietet sich ein ausrangierter Schulrechner an.
 Kodierung und Dekodierung
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+**4. Arbeitsweise eines "Von-Neumann-Rechners" mit einem Modellrechner**
+(a) Vereinfachungen des verwendeten Modellrechners
+(b) Einfache Rechnungen mit dem Modellrechner
+%%(c)%% Sprungbefehle und Schleifen
+(d) Analyse einfacher, maschinennaher Programme
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+//Beispiel//: Einfache Rechnungen mit einem simulierten Modellrechner
+Mit einem einfachen Modellrechner werden einfache Rechnungen durchgeführt und maschinennahe Programme analysiert.
+//Material//:
+  * [[http://sourceforge.net/projects/johnnysimulator/|JOHNNY-Modellrechner]]
+  * [[http://inf-schule.de/rechner/johnny|Unterrichtsreihe]] zu JOHNNY
+  * [[http://www.viktorianer.de/info/mops.html|MOPS-Modellrechner]]
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