logo

Informatik

Liebe Eltern, liebe Schülerinnen und Schüler des Heisenberg Gymnasiums,

auf diesen Seiten stellen wir Ihnen das Unterrichtsfach und den Fachbereich Informatik vor. Die Homepage soll Ihnen einen Überblick über die Vielfältigkeit des Faches Informatik sowie Einblicke in Themen und Problemstellungen der jeweiligen Jahrgangsstufen geben. Des Weiteren möchten wir die Wichtigkeit des Faches in Bezug auf einen späteren Beruf oder ein Studium aufzeigen und hoffen, dass wir Sie für das Fach Informatik begeistern können.

Historisches:
Informatik ist eine Wissenschaft, die sich mit der automatischen Verarbeitung von Informationen mit Hilfe von Computern beschäftigt. Diese Wissenschaft ist aus den Bereichen Mathematik, Elektrotechnik und Nachrichtentechnik erwachsen. Heutzutage betrachtet man die Informatik als eine Art Hilfswissenschaft für fast alle anderen Wissenschaften. Man zählt sie zu den Ingenieurwissenschaften. Der Computer dient zur möglichst schnellen Verarbeitung großer Datenmengen mit Hilfe von Algorithmen. Algorithmen kann man sich zunächst als eine eindeutige, endliche Folgen von Arbeitsschritten vorstellen. Computerprogramme sind die Realisierung von Algorithmen.

Voraussetzungen:
Informatiker sind Menschen mit Freude am logischen Denken, die gerne in einem Team Probleme lösen. Teamfähigkeit und Teambereitschaft spielen daher in der Softwareentwicklung eine wesentliche Rolle. Informatiker arbeiten an konkreten praktischen Problemen. Dies erfordert eine gute Auffassungsgabe und die Fähigkeit, Systeme und Abläufe planen und überschauen zu können.
Neben dem Interesse am Fach sollte die Bereitschaft bestehen, in der Freizeit an einem Computer zu arbeiten. Phantasie und Kreativität sind ebenfalls eine Grundvoraussetzung für eine erfolgreiche und enthusiastische Tätigkeit im Bereich der Informatik.

Sie sehen also, dass Mädchen und Jungen die gleichen Voraussetzungen für das Fach Informatik mit sich bringen. Die Freude am Programmieren und die im Unterricht erbrachten Leistungen sind bei Mädchen und Jungen in etwa gleich (siehe auch Bericht vom 30.06.2011 „Ist Informatik eine reine Männerdomäne?“).

 

Hier finden Sie eine Übersicht über mögliche Themen der Informatik in der jeweiligen Jahrgangsstufe. Vorschläge zu weiteren wichtigen Themen der Informatik sind stets erwünscht. Die Schwerpunktsetzung im Differenzierungkurs findet in Absprache mit den Schülerinnen und Schülern statt. Die Schwerpunktsetzung in der Oberstufe richtet sich nach den jeweiligen Vorgaben des Zentralabiturs NRW.

Jahrgangsstufe 5 bzw. 6 (MINT-Informatik):

- Grundlagen zum Umgang mit dem Betriebssystem
- Grundlagen der Textverarbeitung
- Internetrecherche und Verhalten im Internet
- Grundlagen der Tabellenkalkulation
- Präsentationstechniken
- Erste Schritte mit einer "Mini-Language" (Programmierumgebung)
- Grober Aufbau eines Computers

Jahrgangsstufe 7 (MINT-Informatik):

- Tabellenkalkulation
- Programmierumgebung Scratch
- Bildbearbeitungsprogramm GIMP

Jahrgangsstufe 8 bzw. 9 (Differenzierungskurs Mathematik-Informatik, Abschnitt Informatik):

- Professionelle Internetrecherche
- Gefahren im Internet
- Cyberbullying
- Kritischer Umgang mit sozialen Netzwerken
- Aufbau eines Computers / Aufgaben der Hardwarekomponenten
- Programmierung: Robot Karol, Java Kara, Scratch, Hamster oder eine andere "Mini-Language"
- Spar- und Finanzierungsmodelle im Rahmen der Verbrauchererziehung

Weitere mögliche Themen und Exkurse:
- Der gläserne Mensch und Datenschutz
- RFID
- Online Banking
- Professionelle Bewerbungsmappen
- Payback
- Toll-Collect 
- google Earth

Jahrgangsstufe EF:
Einführung in die Programmiersprache Java (Grundlagen) anhand von zweidimensionalen Spielen und grafischen Simulationen

- Klassen und Objekte
- Klassendokumentationen
- Dienste und Attribute
- Programmaufbau
- Kontrollstrukturen (Verzweigungen und Schleifen)
- Zusammengesetzte Bedingungen
- Formulierung eigener Klassen und Beziehungsdiagrammen
- Formale und aktuelle Parameter
- Unterklassen (Spezialisierung)
- Oberklasse (Generalisierung)
- Formulierung abstrakter Klassen
- Polymorphie
- späte Bindung
- Sichtbarkeit
- Verkettung von Objekten (Nachfolgerprinzip)
- Lokale Variablen
- Ereignisorientierung Programmierung
- Problemzerlegungsstrategien
- Reaktionstabellen
- Implementierung einer Benutzeroberfläche
- Ereignisverteiler
- Phasen eines Software Projektes
- Model View Controller

Jahrgangsstufe Q1:
Erarbeitung und Implementierung wichtiger Datenstrukturen und den zugehörigen Algorithmen

- Rekursion

  • Fakultät rekursiv und iterativ, Klasse BigInteger
  • Fibonacci Zahlen rekursiv und iterativ
  • Rekursion und Grafiken: Einfache Figuren und selbstähnliche Bäume
  • Rekursion bei Strings

- Felder mit primitiven Datentypen (Simulation eines Würfelexperimentes, Sieb des Eratosthenes) und Objekten

- Lineare Strukturen

  • Generische Schlange, FIFO-Prinzip
  • Lineare Liste
  • Stapel, LIFO-Prinzip anhand eines Terminterpreter

- Binäre Bäume

  • Baumtraversierung (preorder, inorder, postorder)
  • Geordneter Baum
  • Fano-Bedingung
  • Huffman-Algorithmus (zur Datenkomprimierung)

- Sortierverfahren

  • Bubblesort
  • Selectionsort
  • Insertsort
  • Quicksort

- Suchverfahren

  • Lineare Suche
  • Binäre Suche
  • Suchbäume
  • Hashtabellen

- Tiefensuche und Backtracking

  • Lösung berühmter Schachproblem (das Damenproblem und das Springerproblem)
  • "Wege aus einem Labyrinth"

- Breitensuche und das Branch-and-Bound-Verfahren

Jahrgangsstufe Q2:
Spezialbereiche der Informatik

- Netzwerkprogrammierung

  • OSI-Schichtenmodell
  • Netzwerkprotokolle
  • Clientanwendungen
  • Daytime-Client
  • Echo-Client
  • E-Mail-Client

- Client-Serveranwendungen

  • Daytime- und QOTD-Server
  • Echoserver und Chatserver
  • Netzwerkspiele
  • Nebenläufigkeit mit Threads
  • Dialog orientierte Protokolle

- Kryptologie

  • Cäsar-Verschlüsselung
  • Vigenère-Verschlüsselung
  • Schlüsselübergabeproblem
  • RSA-Verschlüsselung
  • Berlekamp-Algorithmus
  • Diffie-Hellman-Schlüsselaustausch

- Endliche Automaten und formale Sprache

  • Modellieren kontextbezogener Problemstellungen als endliche Automaten
  • Mealy-Automaten
  • Darstellung von deterministischen endlichen Automaten als Graph und als Tabelle
  • Akzeptoren als spezielle Form des endlichen Automaten
  • Transduktoren
  • Kellerautomaten
  • Reguläre Ausdrücke
  • Reguläre Sprachen und Grammatiken
  • Die Chomsky-Hierarchie

- Scanner und Parser

  • Stufen die ein Compilerprogramm bei der Übersetzung durchläuft
  • Lexikalische Analyse, Token, Scanner
  • Syntaxdiagramme
  • Syntaktische Analyse, rekursiver Abstieg
  • Syntaxbäume
  • ANTLR ein Parsergenerator

- Relationale Datenbanken

  • Modellieren kontextbezogener Problemstellungen als Datenbanken mit dem Entity-Relationship-Modell
  • Normalisierung: Überführung einer Datenbank in die 1. bis 3. Normalform
  • Realisierung in einem Datenbanksystem, MySQL
  • Relationenalgebra (Selektion, Projektion, Join)
  • SQL-Abfragen über einen und mehrere verknüpfte Tabellen
  • Anbindung an die Programmiersprache JAVA
  • Datenschutzaspekte

 

 

pdfSiLP_Sek_II_Informatik.pdf 

 

pdfSchueler_Projekte_SekI.pdf

pdfSchueler_Projekte_SekII.pdf

pdfInformatik_Highlights_am_Heisenberg.pdf

pdfLiteratur_im_Unterricht.pdf

pdfBerufliche_Perspektiven.pdf

pdfMaedchen_und_Informatik.pdf

pdfAuszeichnungen_und_Highlights.pdf

 

Michael Thomas

Kontakt

Schule

 BwInf-Schule 2013/14                MINT         BWinfS   Verlinkungsbutton Schule im NRW Talentscouting