Informatik am HHG Bottrop

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curricula:oberstufe:uv_q2-iii

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curricula:oberstufe:uv_q2-iii [2014/07/20 11:11] – angelegt Sven Biermanncurricula:oberstufe:uv_q2-iii [2014/09/04 07:47] (aktuell) – [Konkretisierung Q2-III] Sven Biermann
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 ====== Konkretisierung Q2-III ====== ====== Konkretisierung Q2-III ======
 +{{indexmenu_n>33}}
 ====== Prinzipielle Arbeitsweise eines Computers und Grenzen der Automatisierbarkeit ====== ====== Prinzipielle Arbeitsweise eines Computers und Grenzen der Automatisierbarkeit ======
 ===== Leitfragen ===== ===== Leitfragen =====
-Womit beschäftigt sich die Wissenschaft Informatik? +//Was sind die strukturellen Hauptbestandteile eines Computers und wie kann man sich die Ausführung eines maschinenahen Programms mit diesen Komponenten vorstellen? Welche Möglichkeiten bieten Informatiksysteme und wo liegen ihre Grenzen?//
 ===== Vorhabenbezogene Konkretisierung ===== ===== 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. +Anhand einer von-Neumann-Architektur und einem maschinennahen Programm wird die prinzipielle Arbeitsweise von Computern verdeutlicht.
- +
-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. +
- +
-Des Weiteren soll der grundlegende Aufbau eines Rechnersystems im Sinne der Von-Neumann-Architektur erarbeitet werden und mit dem grundlegenden Prinzip der Datenverarbeitung (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe) in Beziehung gesetzt werden. +
- +
-Bei der Beschäftigung mit Datenkodierung, Datenübermittlung und Datenverarbeitung ist jeweils ein Bezug zur konkreten Nutzung der informatischen Ausstattung der Schule herzustellen. So wird in die verantwortungsvolle Nutzung dieser Systeme eingeführt.+
  
 +Ausgehend von den prinzipiellen Grenzen endlicher Automaten liegt die Frage nach den Grenzen von Computern bzw. nach Grenzen der Automatisierbarkeit nahe. Mit Hilfe einer entsprechenden Java-Methode wird plausibel, dass es unmöglich ist, ein Informatiksystem zu entwickeln, dass für jedes beliebige Computerprogramm und jede beliebige Eingabe entscheidet ob das Programm mit der Eingabe terminiert oder nicht (Halteproblem). Anschließend werden Vor- und Nachteile der Grenzen der Automatisierbarkeit angesprochen und der Einsatz von Informatiksystemen hinsichtlich prinzipieller Möglichkeiten und prinzipieller Grenzen beurteilt.
 ===== Zeitbedarf ===== ===== Zeitbedarf =====
-6 Stunden+12 Stunden
  
 ===== Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens ===== ===== Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens =====
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 ^Unterrichtssequenzen ^zu entwickelnde Kompetenzen ^Beispiele, Medien, Materialien ^ ^Unterrichtssequenzen ^zu entwickelnde Kompetenzen ^Beispiele, Medien, Materialien ^
 |<WRAP center column 100%> |<WRAP center column 100%>
-**1. Information, deren Kodierung und Speicherung**+**1. Von-Neumann-Architektur und die Ausführung maschinennaher Programme**
  
-(a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen+(a) prinzipieller Aufbau einer von Neumann-Architektur mit CPU, Rechenwerk, Steuerwerk, Register und Hauptspeicher
  
-(b) Darstellung von Informationen+(b) einige maschinennahe Befehlen und ihre Repräsentation in einem Binär-Code, der in einem Register gespeichert werden kann 
 + 
 +%%(c)%% Analyse und Erläuterung der Funktionsweise eines einfachen maschinennahen Programms
 </WRAP>|<WRAP center column 100%> </WRAP>|<WRAP center column 100%>
 Die Schülerinnen und Schüler Die Schülerinnen und Schüler
-  * beschreiben und erläutern +  * erläutern die Ausführung eines einfachen maschinennahen Programms sowie die Datenspeicherung auf einer „Von-Neumann-Architektur“ (A), 
-  * nutzen+  * untersuchen und beurteilen Grenzen des Problemlösens mit Informatiksystemen (A).
 </WRAP>|<WRAP center column 100%> </WRAP>|<WRAP center column 100%>
-//Beispiel//: Textcodierung+//Beispiel//:
  
-Kodierung und Dekodierung+Addition von 4 zu einer eingegeben Zahl mit einem Rechnermodell
 </WRAP> | </WRAP> |
 |<WRAP center column 100%> |<WRAP center column 100%>
-**1. Information, deren Kodierung und Speicherung**+**2. Grenzen der Automatisierbarkeit**
  
-(a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen+(a) Vorstellung des Halteproblems
  
-(b) Darstellung von Informationen+(b) Unlösbarkeit des Halteproblems 
 + 
 +%%(c)%% Beurteilung des Einsatzes von Informatiksystemen hinsichtlich prinzipieller Möglichkeiten und prinzipieller Grenzen
 </WRAP>|:::|<WRAP center column 100%> </WRAP>|:::|<WRAP center column 100%>
-//Beispiel//: Textcodierung +//Beispiel//: Halteproblem
- +
-Kodierung und Dekodierung+
 </WRAP> | </WRAP> |
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curricula/oberstufe/uv_q2-iii.1405847518.txt.gz · Zuletzt geändert: 2014/07/20 11:11 von Sven Biermann