Lehrplanübersicht

Stand : 8 / 2002

by Dr. M. Halfpap


Bereiche und Sachgebiete

Die vier Bereiche Rechnersysteme, Algorithmen und Programmierung, Anwendungen und Auswirkungen sowie mathematisch-theoretische Grundlagen verteilen sich mit Sachgebieten nebst Inhalten und Themen über die Jahrgangsstufen. Der Lehrplan Informatik ist nach dem Spiralprinzip aufgebaut: Durch die Wiederaufnahme von Inhalten vorhergehender Jahrgangsstufen wird eine Wiederholung erreicht, die in eine Vertiefung der neuen Inhalte eingebettet ist. Dieser Aufbau ermöglicht es, eine Vernetzung von Sachgebieten und Themen auch innerhalb der Informatik zu unterstützen.

Den Bereichen sind Sachgebiete wie folgt zugeordnet:

Jahrgangsstufe 11: Einführung in die Informatik/Datenverarbeitung

Sachgebiete / Inhalte

Hardware
verbindliche Inhalte: Von-Neumann-Rechner, Massenspeicher
weitere Inhalte: Leitungssysteme in Netzwerken
Betriebssysteme und Netzwerke
verbindliche Inhalte: Betriebssysteme, Formen des Informationssaustausches in Netzen
weitere Inhalte: einfache lokale Netze
Algorithmus und Effizienz
verbindliche Inhalte: bedingte und unbedingte Ausführung von Anweisungen, Wiederholungen/Schleifen, Entwurfstechnik, EVA-Prinzip,
Arbeit mit großen Datenmengen
verbindliche Inhalte: einfache Datentypen, Datenformate und Konvertierung, elementare Dateioperationen
weitere Inhalte: Operationen auf Daten, Datenhaltung in Netzen, Format-Attribute, Zusammenführen von Informationen über Schlüssel
Systementwicklung
verbindliche Inhalte: Modularisierung als Entwurfstechnik
weitere Inhalte: Gestalten von Benutzeroberflächen, Bewerten von Software
Programmierwerkzeuge
verbindliche Inhalte: Umgang mit Variablen, elementare Anweisungen, Benutzen von Parametern
weitere Inhalte: Makro, Umsetzen eines Datenbank-Entwurfes mit einem geeigneten Werkzeug, indizierte Variable, statische Datenstrukturen, Objekte
Geschichte der Informatik
weitere Inhalte : von Konrad Zuse zu IBM, Bill Gates, Linus Torvalds
Anwendungssysteme
verbindliche Inhalte: Gebrauch einfacher Editoren, Verbinden von Texten, Grafiken oder anderen Objekten
weitere Inhalte: Beurteilung von Software, Benutzeroberflächen, DIN-Brief, Serienbrief, adäquate grafische Darstellung von Daten, Operationen auf Zeichenketten
Auswirkung auf den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt
verbindliche Inhalte: Datenschutzbestimmungen, Datensicherung, Datensicherheit, Schützen von Dateien, Zugriffsrechte
weitere Inhalte: Formulieren von Suchkriterien
Kommunikation in Netzen
weitere Inhalte: plattformübergreifende Darstellung von Informationen
Logik und Aspekte der theoretischen Informatik
verbindliche Inhalte: einfache logische Verknüpfungen

12.1 GK Algorithmen und Datenstrukturen

Algorithmen und Effizienz
verbindliche Inhalte: exemplarische Effizienzbetrachtung z.B. von Sortierverfahren, Zeitverhalten von Algorithmen, Rekursion
weitere Inhalte: Suchen und Sortieren, Backtracking, Teile-und-herrsche-Prinzip
Arbeit mit großen Datenmengen
verbindliche Inhalte: statische und dynamische Datenstrukturen, abstrakte Datentypen
weitere Inhalte: höhere Datenstrukturen: Listen, Bäume, Grafen
Systementwicklung
verbindliche Inhalte: DB-Entwurfsverfahren, Elemente des Software-Engineering (z.B. systematisches Testen, Programmdokumentation)
weitere Inhalte: formale Entwurfssprachen oder -techniken, Normalisierung
Programmierwerkzeuge
verbindliche Inhalte: Wiederholung und Vertiefung einfacher Programmstrukturen, Abfrage, Abfragesprache, Modularisierung (lokale und globale Variable, Schnittstellen)
weitere Inhalte: objektorientierte Programmierung/ Problemlösung, Programmierstile
Geschichte der Informatik
weitere Inhalte : historische Algorithmen
Anwendungssysteme
weitere Inhalte: Datenbankmanagement-System
Auswirkungen auf den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt
weitere Inhalte: Zugangsberechtigungen für Datenbanken

12.2 GK Höhere Algorithmen und Entwicklung von Anwendungen

Messen, Steuern, Regeln
weitere Inhalte: Sensoren, Schnittstellen, Interface, digitale Messwerterfassung (A/D-Wandler, Schrittmotor, Abtastrate), Steuern (Steuergröße, zu steuernde Größe, Störgröße), Regeln (Regelkreis)
Algorithmus und Effizienz
verbindliche Inhalte: exemplarische Effizienzbetrachtung z.B. von Sortierverfahren
weitere Inhalte: hiddenline, raytracing, Verschlagwortung (Hashing, Suchbäume), Volltextsuche, Bewertungsfunktionen, genetische Algorithmen
Arbeit mit großen Datenmengen
weitere Inhalte: Vektorgrafik, Pixelgrafik
Systementwicklung
verbindliche Inhalte: Projektphasen-Modell, Pflichtenheft, Schnittstellendefinition, Schnittstellendokumentation
weitere Inhalte: Prototyping und Netzplantechnik

13.1 GK Systementwicklung

Systementwicklung
verbindliche Inhalte innerhalb der Projektbearbeitung: DB-Entwurfsverfahren, Elemente des Software-Engineering (z.B. systematisches Testen, Programmdokumentation)
Programmierwerkzeuge
verbindliche Inhalte innerhalb der Projektbearbeitung: Programmstruktur, Modularisierung, Abfragesprache, Schnittstellen
Auswirkungen auf den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt
verbindliche Inhalte: Analyse der Auswirkungen des entwickelten Produktes insbesondere unter Datenschutzgesichtspunkten

13.2 GK Einblicke in mathematisch-theoretische Grundlagen

Betriebssysteme und Netzwerke
verbindliche Inhalte: Protokolle und Dienste im Internet (http, ftp, www)
Algorithmus und Effizienz
weitere Inhalte: Suchalgorithmen der Suchmaschinen
Arbeit mit großen Datenmengen
weitere Inhalte: Strukturen und Funktionsweisen von Suchwerkzeugen (Suchmaschinen, Katalogsuche) Experten-/Auskunftssysteme
Programmierwerkzeuge
weitere Inhalte: nicht-deklarativer Programmierstil (z. B. PROLOG oder ML)
Geschichte der Informatik
weitere Inhalte : Fibonacci
Auswirkungen auf den Einzelnen , die Gesellschaft und die Umwelt
verbindliche Inhalte: Sicherheitsaspekte der Nutzung des Internets
weitere Inhalte: Möglichkeiten und Grenzen der Informationsbewertung, Veränderung der Kommunikation durch electronic commerce und electronic publishing
Kommunikation in Netzen
verbindliche Inhalte: Gestaltung von Dokumenten im Internet (HTML)
Künstliche Intelligenz
weitere Inhalte: Neuronales Netz (Eingabeeinheit, Aktivitätsmuster, gewichtete Verbindung/synaptisches Gewicht), Von-Neumann-Rechner, TURING-Test für künstliche Intelligenz, Intelligenz als Ein-/ Ausgabefunktion, das "chinesische Zimmer" von Searle, Kriterien für Intelligenz
Logik und Aspekte der theoretischen Informatik
verbindliche Inhalte: Elemente der Aussagenlogik
weitere Inhalte: Prädikatenlogik, Klausellogik, zahlentheoretische Grundlagen (z.B. von Verschlüsselungsfunktionen), Fuzzy Logic, Turing-Maschine, Gödelisierung, Schleifenkomplexität von Programmen, while-Programm, endlicher Automat, URM-Programm, Church-Turing-Hypothese
Kryptologie
weitere Inhalte: Codierungen, Chiffrierungen in der Geschichte, Entschlüsseln eines Codes, Häufigkeitsanalyse, historische Verschlüsselungen, Vigenre-Algorithmus, asymmetrische Verschlüsselungen, Arbeit mit Einwegfunktionen, Quasi-Zufallsfolgen