Informationstechnik am Beispiel der rechnergestützten Datenübertragung

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1 Informationstechnik am Beispiel der rechnergestützten Datenübertragung Ziele Unterrichtskonzept Richtlinienbezug Weiter mit Unterscheidung der Begriffe Information, Signal und Datum in der Fachsprache Kennen lernen des Binärsystems entwickeln von Fähigkeiten zur Umwandlung zwischen dem Binär- und Dezimalsystem Kennen lernen der Anfänge der Mikroprozessorenentwicklung (BCD und ASCII Datenverschlüsslung) Verstehen der seriellen Datenübertragung im Gegensatz der parallelen Datenübertragung Kennen lernen einfacher Netzwerke Kennen lernen des Aufbaus und der Funktionsweise des Internet (GAN) Kennen lernen der Internetdienste Anwenden der Dienste und WWW Kenntnis über und Anwendung von Suchmaschinen Verstehen und Anwenden der Multi- Links in Word Festigung der Kenntnisse über das Internet durch eine Verknüpfungsübung Kennen lernen des Speichervolumens durch verschiedene Bildformate (Vektor, Bitmap), der Datenkompression und Einsicht in die Reduzierung der Datenbelastung des Internets Vorrangig durch die selbstständige Schülerarbeit am Computer soll die Informationstechnik am Beispiel der rechnergestützten Datenübertragung erarbeitet werden. Die Schüler sollen die Lust an der Ergründung von technischen Zusammenhängen und Notwendigkeiten gewinnen. Häufig verwendete Fachbegriffe sollen sich die Schüler/innen durch selbständige Arbeit erschließen. Richtlinien und Lehrpläne Sek. I Gesamtschule NRW Neue Kulturtechniken Computer in allen Lebensbereichen; Kommunikationssysteme s. S.59 Alle Schulformen in Sachsen-Anhalt, Sachsen, Brandenburg, Niedersachsen Unterrichtsablauf Fachtipps für Lehrer Medien und Material Briefkasten Autor Anregungen, Tipps und Hinweise bitte an: Volker Torgau, Sekundarschule Robert Koch Halle (Saale)

2 Unterrichtsablauf im Überblick Zum Konzept Organisation des Unterrichts Merkmale des Projekts Anforderungen an die Arbeitsweise der Schüler Kontrollmöglichkeiten Durch eine gezielte Unterrichtsorganisation und vielfältige Mediennutzung soll der Schüler weitestgehend selbstständig die Unterrichtssequenz erarbeiten. Dabei benutzt er als hauptsächliches Medium den Computer und ergründet sich dabei dessen Wirkungsweise. Über den historischen Bezug der Mikroprozessortechnik erfährt er die Codierung von Daten im Form des BCD und ASCII. Durch die Nutzung des Internet lernt er den Aufbau, die Funktionen und die Funktionsweise des Internets kennen. Zur selbständigen Erarbeitung der Möglichkeiten der Datenübertragung und des Aufbaus von Netzwerken werden im Konzept Animationen zur Verfügung gestellt. Unterstützende Arbeitsblätter dienen der Formulierung der Kenntnisse und bieten außerdem ergänzende Aufgaben. Die Sequenz soll als Anregung dienen und kann beliebig gekürzt oder erweitert werden. Die Unterrichtsequenz setzt sich aus 8 Doppelstunden zusammen. Eine Erweiterung um 2 Doppelstunden ist durch das Thema Netzbelastung am Beispiel der Bildübertragung möglich. Genauso lässt sich die Sequenz auch auf 8 einfache Stunden reduzieren. Dies geht jedoch zu Lasten der Übung und Anschaulichkeit. Da fast alle Schüler in ihrer Freizeit zu Computern Zugang haben, sollten vertiefende Hausaufgaben gegeben werden. Für den Unterricht ist ein PC-Pool notwendig. Die Schüler/innen sollen sich möglichst in Einzelarbeit die Begriffe der Informationstechnik und die Prinzipien der rechnergestützten Datenübertragung erarbeiten. Zum Erarbeiten der Netzwerke und des Mail- Prinzips stehen Animationen zur Verfügung. In allen Arbeitsphasen wird der Umgang mit dem Computer geübt. Die Schüler/innen erhalten grundlegende Kenntnisse über die gezielte Suche im Internet. Kenntnisse aus dem Mathematikunterricht werden angewendet. Die Kompetenz der Schüler/innen zum selbständigen Umgang mit dem Computer wird erweitert. Durch den Einsatz von Arbeitsblätter lässt sich die Arbeitsweise der Schüler/innen jeder Zeit kontrollieren. Die Abschlussarbeit könnte ein selbst erstellte verlinkte Seite in Word sein, die den Inhalt der Sequenz widerspiegelt. 1. Doppelstunde Inhalt Medien Begriffe: Information, Daten, Signal, Dezimal- und Binärsystem, Umwandlung Arbeitsblatt1 Excelübung 2. Anfänge der Entwicklung der Mikroprozessoren: Von der Tetrade zum Byte, BCD und ASCII Arbeitsblatt 2 Wordübung

3 Anfertigen eines Lesezeichens mit ASCII-Tabelle 3. Datenübertragung seriell und parallel Arbeitsblatt Lesezeichen Animation1 Schüler erarbeiten tabellarisch Vor- und Nachteile der jeweiligen Übertragung 4. Netzwerke (BUS- und Stern-Vernetzung) LAN, MAN, WAN, GAN (Internet) Modem, Datenübertragungsrate (Standard, ISDN, DSL) 5. Internet Aufbau und Wirkungsweise, IP-Adresse und Domainname, Topleveldomain, Server, Client, Multi-Link 6. Internetdienste,WWW, News, Chat, 7. Suchmaschinen, Kataloge, Spezialsuchmaschinen Funktionsweise, Anmelden, Verwalten Arbeitsblatt 3,Animation 2, Arbeitsblatt 4,Duden Technik, Internet Animation 2, ping und trasert im DOS-Modus Domain/ IP- Eingabe im Browser Arbeitsblatt 5, Suchübung Animation 2 Arbeitsblatt 6 online 8. Multi-Linkübung in Word Worddokument ohne Links Erweiterung (9.) Netzbelastung durch unterschiedliche Datenmengen ;Sound, Video- und Bilddateien; Unterschied zwischen Bitmap- und Vektor- Format Bildbeispiel 1 Arbeitsblatt 7 (10.) Datenkompression BMP, GIF, JPEC, ZIP, RAR, LZH Bildbeispiel 2 Arbeitsblatt 8 Arbeitsblatt 9

4 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt 1 Lösg. Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: Daten Daten sind Informationen, die codiert (verschlüsselt) wurden, damit sie verarbeitet und gespeichert werden können. Daten werden als Signal abgebildet. Der Mensch verarbeitet Informationen meist mit Hilfe von Begriffen und Bildern. Die Begriffe bestehen aus einem festen Zeichenvorrat. Zeichenvorrat des deutschsprachigen Menschen: 1. Datenart Anzahl Herkunft alphabetische Daten 29 mit ü,ö,ä Latein numerische Daten (Ziffern) 10 arabisch Um die Menge deiner Mitschüler im Raum zu bestimmen verwendest du Kombinationen von Ziffern, die eine Zahl ergeben. Auf Grund unserer 10 Finger benutzen wir das Dezimalsystem. Wenn beim Zählen die Ziffern nicht mehr ausreichen, findet ein Übertrag auf eine neue Stelle statt. z.b. 28 Schüler in der Klasse. Um sie zu zählen würde man 28 verschiedene Ziffern benötigen. Da wir nur 10 Ziffern besitzen werden 2 Ziffern kombiniert. Nach der 9 findet der Übertrag auf eine neue Stelle statt. d.h. 2 Zehnerstellen und 8 Einerstellen. 2. Schreibe in dieser Darstellungsart dein Geburtsjahr auf! individuelle Lösung Der Computer verarbeitet sämtliche Informationen (auch Bilder und Töne) über Zahlen. Dabei erwies es sich als günstig die Zahlen auf zwei Ziffern (dem Binärsystem) zu reduzieren. Damit lassen sich Informationen in einfachster Form speichern und verarbeiten da ja nur zwei Zustände abgebildet werden. 3. Signal Ziffer 1 Ziffer 0 optisches Signal (CD-ROM) Pit (Loch) kein Pit elektrisches Signal (einfacher Stromkreis) Stromfluss kein Stromfluss optisches Signal (Lampe) Lampe leuchtet Lampe leuchtet nicht magnetisches Signal (Diskette) magnetisiert inhomogen 4. Stelle Dezimal-Zahlen als Binärzahlen dar! Benutze dazu das Hilfsprogramm in Excel! Dezimalzahl Binärzahl Dezimalzahl Binärzahl

5 Unter kann ein Video zur Funktion des Taschenrechners bestellt werden.

6 Stelle Dezimalzahl 2^7 2^6 2^5 2^4 2^3 2^2 2^1 2^0 = Binärzahl Binär-Dezimal-Translator

7 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt 2 Lösg. Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: Entwicklung der Rechentechnik - 1. Mikroprozessor der Intel gleichzeitige Verarbeitung von 4 Binärstellen (4 Bit) = 1 Tetrade - Darstellungsmöglichkeit aller Dezimalziffern - Einführung des BCD-Codes 1. Berechne die Anzahl der möglichen Bitkombinationen bei 4 Bit! Kombinationen = (für die Null) = 16 = (2 4 ) - Intel Verdopplung der Binärstellen auf 8 Bit = 1 Byte - Darstellungsmöglichkeit von alphanumerischen Daten - Einführung des ASCII-Codes 2. Berechne die Anzahl der möglichen Bitkombinationen bei 8 Bit! Kombinationen = (für die 0) = 256 = (2 8 ) 3. Ermittle die Zeichen, für die folgenden ASCII-Codes! Gib den Code bei gedrückter Alt-Taste auf dem Ziffernblock ein! Zeichen! Zeichen a ASCII- Code 33 ASCII- Code 97 ASCII- Code 184 Zeichen b 241 ± c 243 ¾ { ? 126 ~ ë A Return 66 B 171 ½

8 67 C 172 ¼ 4. Berechne die Bitkombination für den ASCII-Code nachfolgender Buchstaben! Vergleiche den Binärcode von Groß- und Kleinbuchstabe! Begründe warum Großschreibung bei DOS-Befehlen oder Internetadressen nicht von Bedeutung sein muss! Buchstabe ASCII-Dezimal ASCII-Binär Bit A a B b C c Bit 6 entscheidet über Groß- und Kleinschreibung. Wird das Bit gesetzt (auf 1 geändert) ergibt sich aus jedem Buchstaben Kleinschrift. Viele Programme automatisieren diesen Vorgang um Eingabefehler zu minimieren.

9 Was verrät uns eine Internetadresse über das Internet? könnte die Adresse der Internetseite einer Schule sein. http: www: (Hyper Text Transfer Protocol) Ein Protokoll-Programm, welches die Übertragung von Dateien über das Internet sicherstellt. Diese Programm ist auf allen Computersystemen, die im Netz angeschlossen sind, installiert. ist einer von mehreren Internetdiensten Internetdienst Aufgabe www (World Wide Web) audio-visuelle Informationsübertragung Die Darstellung der Seiten erfolgt mit einen Webbrowser wie Internetexplorer oder Netscape. elektronische Post Dateien werden zu einem virtuellen Postfach (Netzwerkserver) gesendet und gespeichert, bis der Empfänger sie von seinem Postfach auf seinem Computer lädt. adresse: Empfängername tina bei Postfachserver gmx FTP (File Transfer Protocol) zur Übertragung von Dateien (download) von einem Fileserver Fileserver sind Computer auf denen enorme Datenmengen (Programme, Bilder, Musik, Datenbanken) gespeichert sind. Network News auch Usenet sind öffentliche Diskussionsrunden zu verschiedensten Themen (Newsgroups) Chat Live-Unterhaltung im Internet Verschiedenste Teilnehmer können gleichzeitig in sogenannten Chatrooms kommunizieren.

10 schule: de: bildet zusammen mit der Topleveldomain den Domainnamen der Internetadresse. Der Domainname lässt sich besser merken als die wirkliche IP- Adresse. Topleveldomain zur Unterscheidung des Servers und wo er sich befindet. Bedeutung Endung Bedeutung de Deutschland nl Niederlande ch Schweiz ru Russland fr Frankreich com kommerzielles Unternehmen au Australien org Organisation uk Großbritannien net Netzwerkbetreiber at Österreich edu Bildungseinrichtung Schüler: Tina: ist ein Unterordner der Internetseite auf dem Server. ist der Name der Internetseite im Ordner Schüler. html: (Hyper Text Markup Language) kennzeichnet das Dateiformat für die Dokumentenbeschreibungssprache zur Darstellung von Internetseiten. Darin enthalten sind Texte, Grafiken und Töne, sowie Links.

11 Begriffe des Internets: Internet: Ist ein ständig wachsendes Netz aus miteinander verbundenen Computern und Netzwerken. Datenleitungen mit hohen Datendurchsatz verbinden die einzelnen Netzwerke. Netzwerk: Ist eine Kopplung mehrerer Computer mit Netzwerkleitungen. Je nach Ausdehnung des Netzwerkes werden 4 Gruppen von Netzwerken unterschieden. LAN (Local Area Network) ist ein lokales Netzwerk innerhalb eines Raumes oder eines Gebäutes. Bilder\Lan.jpg MAN (Metropolitan Area Network) ist ein großes Netz, was sich über Großbetriebe, Universitätseinrichtungen oder Stadtteile erstreckt. Bilder\Man.jpg WAN (Wide Area Network) ist ein weitreichendes Netz, welches über ein ganzes Land oder mehrere Länder erstrecken kann. GAN (Global Area Network) ist ein weltumspannendes Netzwerk wie das Internet. Bilder\GAN.jpg IP: Server: Die IP-Adresse ist eine 32 Bit große Zahlenkombination, welche jedem am Netz angeschlossen Server individuell unterscheidet. Gleichzeitig besitzt auch jede Internetstartseite, die auf einem Server gespeichert ist eine IP-Adresse. Ein spezieller DNS (Domain Name Service) verwaltet die Domainnamen und ordnet die IP- Adresse zu. ist der mit dem Internet verbundene Computer, auf dem die Internetdateien gespeichert sind. Internet- ist die oberste Seite (home) von meist mehreren Internetseiten, die startseite: in einer Ordnerstruktur auf dem Server abgelegt sind. Dateien: sind in gepackten und nicht gepackten Format gespeichert. Die gepackten Dateien verbrauchen wesentlich weniger Speicherplatz und Übertragungszeit.

12 Endung lzh zip jpec doc gif jpg mpg txt pdf Merkmal gepackte Datei gepackte Datei gepackte Grafik Word-dokument Grafik Grafik mit geringer Auflösung Video reine Textdatei Dokument im Acrobatreaderformat Die gepackten Dateien enthalten teilweise eine Entpackroutine oder benötigen ein Entpackerprogramm. Dateiformat: sind an den Dateiendungen zu erkennen. Sie kennzeichnen die Art der Datei. Der eigenen Computer nutzt die Endungen um die Datei mit einem geeigneten Programm zu öffnen. Link: ist eine Verweis auf: eine (HTML-Objekt) innerhalb der Seite (wie dieses Dokument), einer anderen Seite oder zu einer anderen Internetadresse.

13 Das Lesezeichen

14 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt 3 Lösg. Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: 1. Beschreibe die Unterschiede zwischen LAN, MAN und GAN! Nenne Beispiele! LAN = lokales Netzwerk Verbindung zwischen Computern innerhalb eines Raumes oder Hauses (z.b. Klassenraumnetzwerk) MAN = metropoles Netzwerk Verbindung mehrerer Server von lokalen Netzwerken untereinander und mit Routern (z.b. Stadtnetzwerk oder Universitätsnetzwerk) GAN = globales Netzwerk Verbindung vieler Router über Breitband-Datenleitungen (z.b. Internet als weltweites Netz)

15 Technik 10 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt 4 Lösg. Seite 1 von 2 Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: 1. Was gehört zu einem Internetzugang? -Modem mit Telefonanbindung -Provider mit Einwahlnummer - programm und Zugangsdaten 2. Erkläre das Kunstwort Modem! Modem = Modulator/ Demodulator Die binären Daten werden im Modem in Tonsignale umgewandelt und nach einer Anweisung (Protokoll) übertragen. Das Empfängermodem nimmt eine Rückcodierung vor. 3. Warum brauch man für einen DSL-Zugang eine Netzwerkkarte? Die DSL-Übertragung erfolgt direkt vom Datenbus, ähnlich eines Netzwerkes. Die Netzwerkkarte wandelt die Daten in einer sehr hohen Geschwindigkeit in serielle Signale um. Die herkömmlichen serielle Schnittstelle, die sonst mit dem Modem verbunden ist, würde diese Geschwindigkeit nicht erreichen. 4. Vergleiche die Datenübertragungsraten der einzelnen Internetanbindungen und berechne die Downloadzeiten! (1MByte 2 10 = 1024 kbyte / 1Byte = 8Bit) 6MByte= 6144 KByte(49152 Bit) Art der Übertragung maximale T-ISDN Standardmodem V.90-Modem T-ISDN T-DSL (Kanalbündelung) 36,6 kbit/s 56 kbit/s 64 kbit/s 128 kbit/s 768 kbit/s

16 Geschwindigkeit Downloadzeit einer 6 MByte großen Datei 22min2s 14min37s 12min48s 6min24s 64s

17 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt 5 Lösg. Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: Suchmaschinen- Helfer im Datennirwana 1. Geh auf die Internetseite in den Menüpunkt Technik und erkläre mit deinen Worten! Nenne Beispiele! Kataloge Ein Katalog wird von Menschen erstellt, die bestimmte Internetseiten nach Themen ordnen und vorsortieren. z.b. yahoo, msn, web Suchmaschinen oder Suchindices arbeiten programmgesteuert. Sogenannte Suchroboter erfassen jede Seite mit dem Suchbegriff ohne auf den Inhalt zuachten. Es werden viele Seiten mehrfach gefunden. z.b. google, fireball, lycos Meta-Suchmaschinen sind Suchroboter, die andere Suchmaschinen durchsuchen. Es werden sehr viele Seiten gefunden. z.b. metager, klug-suchen, metacrawler Spezialsuchmaschinen sind Suchroboter die in bestimmten Gebieten suchen. z.b. Arbeitsamt, Bigfood, Buchhandel, imagefinder 2. Was bedeuten folgende Sucheingaben? robin hood sucht alle Seiten mit robin oder hood robin +hood sucht alle Seiten mit (robin und hood) hood buch sucht alle Seiten mit hood, aber ohne das Wort Buch robin hood sucht alle Seiten mit genau der Zeichenfolge Robin Hood robin* sucht alle Seiten mit Zeichenfolgeanfang robin z.b. robinson Na, fit? Dann versuche doch mal das Wissensquiz! 3. Welcher Fußballer wurde Flipper genannt? a: Toni Polster b: Klaus Augenthaler c: Jürgen Klinsmann d: Bernd Hölzenbein 4. Was verdanken Mathematikschüler dem Hallenser Professor Georg Cantor? a: Mengenlehre b: Textaufgabe c: Dreisatz d: Logarithmentafel 5. Wer erfand das Thermometer? a: Anders Celsius b: Galileo Galilei c: Gabriel Fahrenheit d: William Thomson 6. Hinter welchem Begriff verbirgt sich kein Seemannsknoten? a: Affenfaust b: Nackenschlag c: Türkischer Bund d: Palmwedel

18 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt 6 Lösg. Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: 1. Erkläre mit eigenen Worten den Internetdienst ! =elektronisch versande Post. Die Nachricht wird über das Internet als Datei versendet. Dazu wird sie zuerst in den Briefkasten geschickt (SMTP-Server). Dort wird sie automatisch abgeholt und zum Postfach des Empfänger geschickt. Ist dieser nicht online bleibt sie im Postfach gespeichert (POP-Server) 2. Beschrifte die Grafik oben mit folgenden Begriffen! SMTP-Server, Modem, Anwendercomputer, Empfängercomputer, POP-Server, Internet, Telefonleitung 3. Wie lautet die -Adresse des Empfängers? 4. Bei welchen Provider hat Maier sein elektronisches Postfach? gmx in Deutschland 5. Wie kann der Empfänger Maier seine Post abholen? Er muss sich online verbinden und mit einen programm sein Postfach abfragen. Die Nachricht wird auf seinen Computer geladen. 6. Was sind Junkmail s und wie kann man sich davor schützen? Siehe auch unter Junkmail oder Spams sind Werb s oder Virenmails, die ohne Aufforderung im elektronischen Postfach ankommen. Da diese Mails von Viren verseucht sein können sollte man diese nicht öffnen dies gilt vor allem für den Anhang!

19 Mit dem Junk-Mail-Filter von hotmail kann man solche Nachrichten automatisch löschen lassen, in dem z.b. nur solche Nachrichten annimmt, von dem man die Absender im eigenen Adressbuch hat (Einstellung Exklusiv).

20

21 Technik 10. Klasse Arbeitsblatt Nr.: 7 Lösung Sequenz: Informations- und Kommunikationstechnik Name: Klasse/Kurs: Bitmap (Bmp) Grafikformate Bitmapgrafiken bestehen aus einzelnen Bildpunkten (Pixel). Je größer die Anzahl der Pixel pro Längeneinheit, desto größer die Auflösung und die Bildqualität aber auch die Datenmenge. 1. Zeichne in die Bitmapgrafik ein dem Pixel entsprechendes Raster ein! 2. Zähle die Pixel pro Zeile und multipliziere sie mit den Pixel pro Spalte zur Gesamtpixelzahl! 3. Wie vervielfacht sich die Pixelzahl, wenn die Auflösung verdoppelt wird? Pixel pro Zeile und Spalte Gesamtpixelzahl = um das Vierfache, weil Spalten und Zeilen verdoppelt werden Gesamtpixelzahl dann Lässt sich in Word schlecht realisieren (auf dem Ausdruck mit Bleistift und Lineal mit Zeilen und Linien)

22 - Vektorgrafik (EPS, PDF, CDW) Vektorgrafiken beruhen nicht auf Bildpunkten. Ein Vektor ist eine Kurve, die mit mathematischen Mitteln beschrieben wird. Je nach Vektorgrafikformat werden einzelne Kurven zu komplexeren Formen zusammen gefasst. Beim Postskriptformat von Adobe werden Zeichnungsanweisungen gespeichert. Die Grafik kann ohne Verluste beliebig vergrößert (skaliert) werden. Der Speicherbedarf ist sehr gering. Komplexe Bilder wie Fotos lassen sich nicht vektorisieren. 1. Schreibe die Zeichnungsanweisungen für die nebenstehende Vektorgrafik auf! Nach deinen Anweisungen müsste ein anderer Schüler genau diese Grafik an der selben Position reproduzieren können. 1. Kreismittelpunkt 21,5 cm vom oberen Blattrand und 6,5 vom linken Blattrand Vollkreisdurchmesser 5,3 cm Linienstärke 4 mm

23 Totale Sonnenfinsternis am aufgenommen

24 Technik 10. Klasse Sequenz : Informations- und Kommunikationstechnik Arbeitsblatt Nr.: 8 Lösung Name: Klasse/Kurs: Bildauflösung Um Speichervolumen und damit auch Downloadzeit zu sparen sollten Bilder nur so gut wie nötig und nicht so gut wie möglich erfasst werden. 1. Vergleiche die Auflösung der einzelnen Bilder und ihre Vergrößerung! Werte sie in einem Satz! 2. Berechne das jeweilige Speichervolumen aus den Bildgrößenangaben! Farbtiefe = 256 Graustufen (8 Bit pro Pixel) 3. Berechne die Bildauflösung in ppi (Pixel pro Inch)! 1 Inch = 25,4 mm Original 38,1 Breite Höhe in Pixel Sehr gute Bildqualität auch in der Vergrößerung! Speichervolumen = Pixel Farbtiefe Pixel = Speichervolumen = Bit Speichervolumen = Bit (1445 kbit) Auflösung: Umrechnen der Bildbreite in Inch 38,1 / 25,4 = 1,5 Inch Auflösung = 450 Pixel / 1,5 Inch Auflösung = 300 ppi (Pixel pro Inch) Gute Bildqualität auch der Vergrößerung! Speichervolumen = 387 kbit Vergrößerung Auflösung = 150 ppi Mäßige Bildqualität, Vergrößerung ungenügend! Speichervolumen = 12 kbit Auflösung = 75 ppi Schlechte Bildqualität! Als Vorschaubild ausreichend! Speichervolumen = 1,9 kbit Auflösung = 30 ppi

25 Technik 10. Klasse Sequenz : Informations- und Kommunikationstechnik Arbeitsblatt Nr.: 9 Lösung Name: Klasse/Kurs: Bildkompression Komprimierung ohne Verluste Komprimierung mit Verlusten Der Originalzustand kann wieder hergestellt werden. Das Format GIF (Graphical Interchange Format) arbeitet mit Mustererkennung. Gleichfarbige nebeneinander liegende Pixel werden zusammengefasst. Der Originalzustand kann nicht wieder hergestellt werden. Das Format JPEG (Joint Photographic Expert Group) vergleicht blockweise Pixel und fasst ähnliche Pixel zusammen. Die Ähnlichkeit ist von der eingestellten Qualitätsstufe abhängig. 1. Berechne den Kompri- Originalbild TIFF mierungsfaktor! 97 kb GIF (64 Graustufen) JPEC mittlere Qualität JPEC niedrigste Qualität 19 kb Faktor 5:1 8 kb Faktor 12:1 2 kb Faktor 48,5:1 2. Kennzeichne Vorteile und Nachteile der einzelnen Komprimierungsformate! halbe Dateigröße geringe Dateigröße sehr geringe Dateigröße sehr gute Qualität gute Qualität schlechte Qualität 3. Berechne die Downloadzeit der 4 Bilder für ein ISDN-Modem (64 KBit/s)! Gif = 2,3 s JPEC = 1 s JPEC = 0,25 s TIFF =12 s

26 Fachtipps für Lehrer/innen: Die folgenden Hinweise zeigen das mögliche Vorgehen im Unterricht und geben weitere Informationen. 1. Im Unterrichtsgespräch wird unsere Darstellung der Zahlen im Dezimalsystem erläutert. Die Sinnhaltigkeit der Binärcodierung wird durch anschauliche Beispiele dargestellt (z.b. Morsealphabet). Die Schüler/innen sollten selbstständig die Darstellung der Dezimalziffern durch binäre Schreibweise erarbeiten. Durch die Versuch-Irrtum- Methode mit Hilfe des Excelprogramms Binär Dezimal Translator werden sie dies schnell verstehen. Nach dem Verstehen sollte das Wissen mit schriftlichen Übungen gefestigt werden, die dargestellte Tabelle zeigt zwei Beispiele. Dabei bietet es sich an, von rechts nach links die magischen Stellenzahlen (Potenzen der Zahl 2 ) vorzugeben. 16= 2 4 8= 2 3 4= 2 2 2= 2 1 1= 2 0 Dezimal, Potenz der Zahl rot= Lösung Der Inhalt des Arbeitsblatt 1 wird erarbeitet. 2. An der Entwicklung der Mikroprozessoren lassen sich anschaulich Grundlagen vermitteln. Mit 4 Bit = 1 Tetrade (Hinweis: Tetraeder) können eben nur 16 verschiedene Zeichen codiert werden. Der Intel 4004 war eben ein besserer Taschenrechner. (BCD = Binär codierte Dezimalzahl),im Duden Technik S. 185 wird die Codierung erklärt. Schon die Verdopplung der Verarbeitungsbreite innerhalb eines Jahres auf 8 Bit = 1Byte brachte 256 Kombinationen. So konnten mit dem ASCII alle alphanumerischen Daten codiert werden. Auf Grund dessen ist eine Speicherzelle als Byte angegeben. Die Eingabeübung in Word veranschaulicht den Schülern den ASCII und zeigt das in ihm auch Steuer- und Sonderzeichen enthalten sind. Wenn als Hausaufgabe ein Lesezeichen mit ASCII- Zeichentabelle erstellt wird, dann schafft sich der Schüler ein wertvolles Hilfsmittel, um in Zukunft nicht ständig den Formeleditor (z. B. Alt 250 ergibt den Punkt anstelle des Sternchen * für Multiplikation ) oder die Sonderzeichentabelle benutzen zu müssen (s. Arbeitsblatt 2 ). 3. Mit Hilfe der Animation 1 soll der Schüler selbstständig die Vor- und Nachteile der seriellen und parallelen Datenübertragung herausfinden in einer Tabelle festhalten. Diese kann auch in Word angefertigt werden. Am Computerarbeitsplatz sollten Schnittstellen gezeigt und besprochen werden. 4. Für die Erarbeitung der Netze sind das Arbeitsblatt 3 und das Arbeitsblatt 4 vorhanden. Hilfen geben die Animation 2, das Lehrbuch (Arbeitslehre aktuell Technik Band 2, Oldenburgverlag S. 110 und 111 sowie , Duden Technik S ) und das Internet selbst. 5. Auch für den Aufbau und die Funktionsweise des Internets dienen die Animationen in der 4. Doppelstunde. In einer Übung in gemeinsamer Arbeitsweise sollte der ping-befehl erprobt werden. Dazu ist im DOS- Eingabefenster einzugeben: ping Daraufhin versucht der eigene Computer die Internetseite zur Antwort zu zwingen (ping). Diese antwortet mit ihrer IP-Adresse. Die Erreichbarkeit lässt sich an der Zugriffszeit ablesen. Im Internetexplorer kann nun der Domainname oder die IP-Adresse eingegeben werden, beides führt zum Ziel. Eine weitere Möglichkeit der Transparenz ist der DOS-Befehl: tracert Hiermit kann man die beteiligten Server ermitteln Nach Besprechung der Internetdienste sollte vorwiegend auf WWW eingegangen werden. Dazu bieten sich die Suchmaschinen an. Das zugehörige Arbeitsblatt 5 motiviert zur eigenständigen Lösung und kann als Kontrolle verwendet werden.

27 7. sollte praktisch erprobt werden. Bei MSN (Hotmail) kann man sich kosten los ein -Konto einrichten. Dabei müssen die Schüler genau nach Anweisung arbeiten, was für viele eine Schwierigkeit ist. Deshalb sollte die erste beantwortete Lehrer- Anerkennung finden. Bei Hotmail ist unter Technik die Wirkung des Junkfilter erläutert. Lassen sie sich doch mal eine mit der Antwort der 6.Frage des Arbeitblattes 6 schicken. Die Schüler haben große Schwierigkeiten eigene Formulierungen zu finden. 8. Als Zusammenfassung aller Fachbegriffe dient die Verknüpfungsübung mit dem Worddokument. Dazu sind Hyperlinks der einzelnen Wörter am Anfang oder im Text zu erstellen. Vorher müssen Textmarken als Linkziel gesetzt werden. Dies ereicht man mit Cursor setzen an das Linkziel und Einfügen Textmarke. Nun kann der Hyperlink am Verlinkungswort gesetzt werden (Link zu aktuelles Dokument/ Textmarken). Zu den Bildern im übergeordneten Ordner (Achtung muss mit auf den Schüler PC kopiert werden) verlinkt man mit: Link zu Datei oder Webseite/ Datei. 9. Durch Vergleich verschiedener Dateien oder deren Ladezeiten sollte im Unterrichtsgespräch die Datenbelastung des Netzes erkannt werden. Im Rückblick auf das GAN sollte auf die Übertragungsrate der Breitbandnetze (zur Zeit 100MBit/s) hingewiesen werden. Im Explorer über Eigenschaften Datei kann die Größe der Bilddateien ermittelt werden. Dabei sollten die Schüler erkennen das Vektorbilder klein sind und sich beliebig vergrößern lassen. Bitmape-Bilder sind typisch für Fotos. Hier sollten Schüler erkennen, das auch kleinere Auflösungen ausreichend sind. 10. Mit Hilfe von Grafikprogrammen lassen sich einfache Bildformatierungen durchführen. Das Sharewareprogramm ACDSee kann man als 30-Tage-Testversion beliebig oft laden. Genau so trifft dies für die Packer ZIP und RAR zu, die man oft auch auf Heft-CDs erhält.

28 Medien und Material für das Projekt Medien und Material Basiswissen Schule Duden Technik Arbeitslehre aktuell, Schwerpunkt Technik Band 2 Basiswissen Schule Duden Angewandte Informatik Animation 1 "parallel" Bezugsquelle Paetec Verlag für Bildungsmedien, 1. Auflage 2001 Internet: ISBN Oldenbourg Verlag GmbH München,1995, ISBN Paetec Verlag für Bildungsmedien, 1. Auflage 2001 Internet: ISBN im Projekt enthalten Animation 2 "Internet" im Projekt enthalten Binär-Dezimal-Translator Als Excel-Tabelle im Projekt enthalten Internetadressen die in den Arbeitsblättern enthaltenen Links führen zu Internetadressen, die bei der Bearbeitung helfen

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