Schulinterner Lehrplan für das Fach Informatik der Sekundarstufe II an der Bettine von Arnim Gesamtschule

Transkript

1 des Zweckverbandes Langenfeld / Hilden - Sekundarstufen I und II - B.V.A-Gesamtschule Hildener Str Langenfeld / Fax / mail@bva-gesamtschule.de Web: Schulinterner Lehrplan für das Fach Informatik der Sekundarstufe II an der Bettine von Arnim Gesamtschule Schuljahr 11 In diesem Schuljahr wird eine grundsätzliche Orientierung und Vermittlung von informatischen Arbeitstechniken 1 (Algorithmische Grundschulung) vermittelt. Schulhalbjahr 11.1: Einführung in die Modellierung mit einer Programmiersprache (Teil 1). Zeichenebene elementare Datentypen Kontrollstrukturen/ Schleifen Ausgliederung/Verfeinerung von Prozeduren globale/lokale Datentypen call by value/call by reference elementare Rechenoperationen boolische Variablen Strings Schulhalbjahr 11.2: Weiterführung in die Modellierung mit der Programmiersprache (Teil 2). Arrays Einfache Sortieralgorithmen Abschließendes Projekt Einführung in die Objektorientierte Programmierung IST, HAT und KENNT- Beziehungen von bestehenden Klassen 1 Siehe S. 58 in den Richtlinien und Lehrplänen für die Sekundarstufe II - Gymnasium/Gesamtschule, Ritterbach Verlag, Frechen

2 Grundkurs Schuljahr 12 Schulhalbjahr 12.1: In diesem Schulhalbjahr wird ein Orientierungswissen zur Datenverarbeitung vermittelt. Das Halbjahr wird grob folgende Punkte beinhalten: Objektorientierte Programmierung Weiterführung in die Objektorientierte Programmierung Objekte, Klassen, Attribute, Methoden UML-Klassendiagrammme IST, HAT und KENNT- Beziehungen von bestehenden Klassen Polymorphie Ereignissteuerung Lineare Strukturen Erarbeitung des abstrakten Datentypen Lineare Liste - Erzeugung einer Lineare Liste - Verwaltung der Liste (Einfügen, Suchen, Löschen, Vor, Zurück) - Sortieralgorithmen für die Liste ( rekursionsfrei ) - Optional: Einführung in die Rekursion ( Quicksort ) Erarbeitung des abstrakten Datentypen Stapel - Realisierung aller Standardoperationen eines Stapel Erarbeitung des abstrakten Datentypen Schlange - Realisierung aller Standardoperationen einer Schlange Optional :Erarbeitung des abstrakten Datentypen Ring - Realisierung aller Standardoperationen eines Rings Schulhalbjahr 12.2: In diesem Schulhalbjahr wird ein Orientierungswissen zur Datenverarbeitung vermittelt. Das Halbjahr wird grob folgende Punkte beinhalten: Erarbeitung des abstrakten Datentypen Baum - Realisierung aller Standardoperationen eines Binärbaum - Charakterisierung der Datenstruktur über den rekursiven Aufbau - Traversierungsalgorithmus (Inorder, Postorder, Preorder) Erarbeitung des Spezialfalles Binärer Suchbaum - Realisierung aller Standardoperationen eines Suchbaumes

3 Schuljahr 13 Schulhalbjahr 13.1: In diesem Schulhalbjahr wird mit der Einführung der Automatentheorie ein erweiterter Einblick in die theoretische Informatik vermittelt. Das Halbjahr wird folgende Inhalte beinhalten: Unterrichtsreihe zur Automatentheorie Definition von Automaten Graphische Darstellung von Automaten Deterministische endliche Automaten Nicht Deterministische endliche Automaten Algorithmus zum Transfer von nicht deterministischen Automaten zu deterministischen Automaten Erarbeitung eines Algorithmus zur Bestimmung eines Minimalautomaten. Speichermöglichkeit von Automaten Implementierung von Automaten auf einem Informatiksystem Äquivalenz von nichtdeterministischen Automaten mit deterministischen Automaten Einführung von Grammatiken (Rechtslinear und Kontextfrei Grammatiken) Äquivalenz von endlichen Automaten mit regulären Ausdrücken und Grammatiken. Abschließendes Projekt Es soll als abschließendes Projekt zur Automatentheorie mit allen Funktionalitäten auf einem Informatiksystem implementiert werden. Schulhalbjahr 13.2: Modellieren und implementieren kontextbezogener Problemstellungen als Netzwerkanwendungen Netzwerkprotokolle Client-Anwendungen Client-Server-Anwendungen Kryptografie Symmetrische Verschlüsselungsverfahren (Cäsar, Vigenére) Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren (RSA) Schlüsselaustausch (Diffie-Hellmann)

4 Leistungskurs Schuljahr 12 Schulhalbjahr 12.1: In diesem Schulhalbjahr wird ein Orientierungswissen zur Datenverarbeitung vermittelt. Das Halbjahr wird grob folgende Punkte beinhalten: Objektorientierte Programmierung Weiterführung in die Objektorientierte Programmierung Objekte, Klassen, Attribute, Methoden UML-Klassendiagrammme IST, HAT und KENNT- Beziehungen von bestehenden Klassen Polymorphie Ereignissteuerung Lineare Strukturen Erarbeitung des abstrakten Datentypen Lineare Liste - Erzeugung einer Lineare Liste - Verwaltung der Liste (Einfügen, Suchen, Löschen, Vor, Zurück) - Einführung in die Rekursion - Sortieralgorithmen für die Liste (Quicksort) - Zeitkomplexität und Optimierung Erarbeitung des abstrakten Datentypen Stapel - Realisierung aller Standardoperationen eines Stapel Erarbeitung des abstrakten Datentypen Schlange - Realisierung aller Standardoperationen einer Schlange Erarbeitung des abstrakten Datentypen Ring - Realisierung aller Standardoperationen eines Rings Erarbeitung des abstrakten Datentypen Baum - Realisierung aller Standardoperationen eines Binärbaumes - Charakterisierung der Datenstruktur über den rekursiven Aufbau - Traversierungsalgorithmus (Inorder, Postorder, Preorder) Erarbeitung des Spezialfalles Binärer Suchbaum - Realisierung aller Standardoperationen eines Suchbaumes

5 Schulhalbjahr 12.2: In diesem Schuljahr wird mit der Einführung der Graphentheorie ein Einblick in die theoretische Informatik vermittelt. Das Halbjahr wird folgende Inhalte der Graphentheorie beinhalten: Schuljahr 13 Unterrichtsreihe zur Graphentheorie Definition von Graphen Graphische Darstellung von Graphen Ungerichteter bewerteter Graphen Adjazenzliste und Adjazenzmatrix als Speichermöglichkeit von Graphen Kreise in Graphen Zusammenhängende Graphen Realisierung aller Standardoperationen eines Graphen BFS-Algorithmus (Zum Kontrolle ob ein Graph zusammenhängend ist) DFS-Algorithmus (Zum Kontrolle ob ein Graph Kreise enthält) Kreisfreie und Zusammenhängende Graphen Algorithmus zur Bestimmung kürzester Wege (Dijkstra-Algorithmus, Backtracking) Bäume Abschließendes Projekt Schulhalbjahr 13.1: In diesem Schulhalbjahr wird mit der Einführung der Automatentheorie ein erweiterter Einblick in die theoretischen Informatik vermittelt. Das Halbjahr wird folgende Inhalte beinhalten: Unterrichtsreihe zur Automatentheorie Definition von Automaten Graphische Darstellung von Automaten Deterministische endliche Automaten Nicht Deterministische endliche Automaten Algorithmus zum Transfer von nicht deterministischen Automaten zu deterministischen Automaten Erarbeitung eines Algorithmus zur Bestimmung eines Minimalautomaten. Speichermöglichkeit von Automaten Implementierung von Automaten auf einem Informatiksystem Äquivalenz von nichtdeterministischen Automaten mit deterministischen Automaten Einführung von Regulären Ausdrücken Einführung von Grammatiken (Rechtslinear, Kontextfrei, Kontextsensitive Grammatiken) Äquivalenz von Endliche Automaten mit regulären Ausdrücken und Grammatiken. Transferleistung von ausgewählten Beispielen auf einen endlichen Automaten (Bsp.: Pawlscher Hund Automatentheorie) Grenzen eines Informatiksystems Abschließendes Projekt Es soll als abschließendes Projekt zur Automatentheorie mit allen Funktionalitäten auf einem Informatiksystem implementiert werden.

6 Schulhalbjahr 13.2: Modellieren und implementieren kontextbezogener Problemstellungen als Netzwerkanwendungen Netzwerkprotokolle Client-Anwendungen Client-Server-Anwendungen Kryptografie Symmetrische Verschlüsselungsverfahren (Cäsar, Vigenére) Asymmetrische Verschlüsselungsverfahren (RSA) Schlüsselaustausch (Diffie-Hellmann)