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:
- Rechnersysteme
- Hardware
- Messen, Steuern, Regeln
- Betriebssysteme und Netzwerke
- Algorithmen und Programmierung
- Algorithmus und Effizienz
- Arbeit mit großen Datenmengen
- Systementwicklung
- Programmierwerkzeuge
- Anwendungen und Auswirkungen
- Geschichte der Informatik
- Anwendungssysteme
- Auswirkungen auf den Einzelnen, die Gesellschaft und die Umwelt
- Kommunikation in Netzen
- Mathematisch-theoretische Grundlagen
- Künstliche Intelligenz
- Logik und Aspekte der theoretische Informatik
- Kryptologie
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