SJ 2018/19 7a Informatik Ko DATEN UND CODIERUNG. Eisenmann (Januar 2017) ZPG INFORMATIK

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1 SJ 2018/19 7a Informatik Ko

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3 SJ 2018/19 7a Informatik Ko

4 SJ 2018/19 7a Informatik Ko Morsecode Tabelle zur Codierung: Tabelle zur Decodierung: Buchstabe Code A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z T E M N A I O G K D W R U S CH Ö Q Z Y C X B J P Ä L Ü F V H Aufträge: 1. Findet zunächst heraus, welche Information in eurer Nachricht steckt. 2. Beschreibt, wie die Tabelle zur Decodierung aufgebaut ist. 3. Habt ihr eine Idee, wie die Zeichen auf die Buchstaben verteilt wurden? 4. Warum ist die Tabelle links zum Decodieren nicht sehr hilfreich? 5. Wisst ihr, wofür Morsezeichen verwendet werden? Wenn nicht, sucht im Internet auf der Webseite fragfinn.de nach Morsezeichen und informiert euch. Schreibt eure Ergebnisse auf ein Plakat. 6. Verfasst eine kurze Nachricht mit Morsezeichen, die ihr später den anderen zum Decodieren geben könnt.

5 SJ 2018/19 7a Informatik Ko Blindenschrift Aufträge: 1. Findet zunächst heraus, welche Information in eurer Nachricht steckt. 2. Sucht im Internet auf der Webseite fragfinn.de nach der Blindenschrift und informiert euch, wer sie erfunden hat und warum. Schreibt eure Ergebnisse auf ein Plakat. 3. Versucht einmal, mit geschlossenen Augen Buchstaben zu entziffern. Holt euch dazu die Nachricht aus Legosteinen. Könnt ihr so auch ein ganzes Wort in Blindenschrift lesen? 4. Verfasst mit Legosteinen eine kurze Nachricht in Blindenschrift, die ihr später den anderen zum Decodieren geben könnt. Zusatzfragen: 5. Warum reichen Vierpunktfelder nicht aus? Hätten Fünfpunktfelder ausgereicht? Begründet. 6. Wie viele unterschiedliche Zeichen kann man mit 2-, 3-, 4-, 5-, usw. Punktfeldern darstellen? 7. Schreibt für Zwei-, Drei- und Vierpunktfelder auf, wie viele Zeichen es mit 0, 1, 2, Punkten gibt. Könnt ihr sagen, wie es für Fünfpunktfelder weitergeht?

6 SJ 2018/19 7a Informatik Ko QR Code Aufträge: 1. Findet zunächst heraus, welche Information in eurer Nachricht steckt. Ihr dürft dazu ausnahmsweise euer Smartphone nutzen. 2. Sucht im Internet in einer Suchmaschine (fragfinn.de) nach QR-Codes und informiert euch, wozu sie genutzt werden. Bessere Ergebnisse bekommt ihr hier, wenn ihr nach QR-Code-Generator sucht. 3. Wozu sind die Quadrate in den Ecken? Findet ihr auch heraus, wo die Nachricht steht? 4. Geht jetzt im Internet auf die Seite goqr.me/de. Ihr findet dort einen kostenlosen QR-Code-Generator. Probiert aus, was man damit machen kann. Verändert auch die Textlänge und schaut, was passiert. 5. Was entdeckt ihr noch? 6. Schreibt eure Ergebnisse auf ein Plakat. 7. Codiert einen Text mit dem QR-Code-Generator, den ihr später den anderen zum Decodieren geben könnt.

7 Frau Müller hat einmal nach dem Informatikunterricht einen Geburtstagskuchen für ihren Sohn gebacken. Ihre Gedanken waren noch ganz bei den QR-Codes, Morsezeichen und der Blindenschrift, als sie plötzlich auf den Eierschalen einen Code entdeckt hat. Sie ist neugierig, welche Information wohl in diesem Code versteckt ist. Sie findet untenstehende Übersicht und schaut gleich noch nach den anderen Eiern, die sie noch im Kühlschrank hat. Aufträge: 1. Schreibe die Informationen auf, die du über die Eier auf den Fotos in der Übersicht finden kannst. 2. Was ist bei dieser Codierung (dem sogenannten Eiercode) anders als bei den Codierungen, die du das letzte Mal kennen gelernt hast? Übersicht 1 : 1

8 Nicht nur auf den Eiern hat Frau Müller einen Code entdeckt, sondern auf allen Verpackungen, die sie um sich herum gefunden hat. Eine Auswahl davon siehst du hier: Aufträge: 1. Um welche Art von Codierung handelt es sich hier? 2. Findest du mit deinem Smartphone-Scanner heraus, welches Produkt in der Verpackung steckt? 3. Suche auf der Webseite fragfinn.de nach Strich- oder Barcode. Hier handelt es sich um den Code EAN-13. Was findest du über ihn heraus? Welche Informationen stecken hinter den Ziffern und Strichen? Aus welchen Ländern kommen die Produkte von oben? 4. Kennst du noch andere Codierungen?

9 (7C ) (Fast) Neue Zahlen... Vereinbarung: Lege die Karten so vor dich, dass die Karte mit nur einem Punkt ganz rechts und die Karte mit 16 Punkten ganz links liegt. Dazwischen liegen der Reihe nach die anderen Karten. Sieht man die Punkte auf der Karte, schreiben wir eine 1, ist die Karte umgedreht, sehen wir also nur die Rückseite, schreiben wir eine 0. Beispiel: Aufträge: Lege zu jedem Auftrag die Kärtchen passend und schreibe dein Ergebnis auch mit Nullen und Einsen auf. Im Beispiel: Zahl 5 oder Warum sind die Kärtchen so sortiert, wie wir es gemacht haben? 2. Wie heißt die kleinste Zahl aus dem Zehnersystem (Dezimalsystem), die du mit den Kärtchen legen kannst? Wie heißt die größte? 3. Gibt es eine Zahl zwischen kleinster und größter Zahl, die du mit den fünf Kärtchen nicht darstellen kannst? Gib es eine Zahl, die man auf verschiedene Weisen darstellen kann? Begründe deine Antwort. 4. Zähle mit Hilfe der Kärtchen und beschreibe, was passiert. 5. Was passiert, wenn du eine gelegte Zahl mit 2 multiplizierst? 6. Wie viele Punkte wären auf einem 6. Kärtchen? Wie viele auf einem 7. usw.? 7. Wie verändert sich die größte darstellbare Zahl bei 6 Kärtchen? Wie bei 7 usw.? 8. Was haben alle geraden Zahlen gemeinsam? Was alle ungeraden? 9. Findest du besondere Zahlen? Wenn ja, welche? Beschreibe, was du beobachtest.

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16 Übungen zu Binär- und Dezimalsystem Aufträge: 1. Wandle folgende Zahlen vom Binärsystem ins Dezimalsystem um: 1111b, 10001b, b, 101b, b, b 2. Wandle folgende Zahlen vom Dezimalsystem ins Binärsystem um: 13, 127, 128, 1024, 2016 Schaffst du die folgenden Aufgaben auch? 3. *** Addiere die beiden Binärzahlen 10101b und 11110b schriftlich, wie du es aus dem Dezimalsystem gewohnt bist. Was musst du beachten? Wandle die beiden Summanden samt Ergebnis ins Dezimalsystem um und überprüfe, ob deine Summe stimmt. 4. **** Wähle dir zwei (nicht zu große) Binärzahlen und multipliziere sie schriftlich. Bekommst du auch hier das richtige Ergebnis heraus? Überprüfe wieder mit den zugehörigen Dezimalzahlen. 5. ***** Funktionieren die schriftlichen Rechenverfahren, die du aus dem Dezimalsystem kennst, auch für Subtraktion und Division im Binärsystem? Überprüfe an geeigneten Beispielen und schreibe deine Überlegungen auf. 6. *** Kannst du erklären, wie das Dreiersystem (Fünfersystem,...) funktioniert? Schreibe jeweils auch Beispiele auf. (Sternaufgaben sind Zusatzaufgaben. Je mehr Sterne, desto anspruchsvoller ist die Aufgabe. Ich bin gespannt, wie weit du kommst!)

17 SJ 2018/2019 7a Informatik Ko Textcodierung Auch Buchstaben und Satzzeichen müssen vom Computer codiert werden. Wenn wir nur Nullen und Einsen zur Verfügung haben, müssen wir damit alle Informationen verpacken können. Für Buchstaben und weitere Zeichen gibt es einen festgelegten Code, den sogenannten ASCII- Code. ASCII steht für American Standard Code for Information Interchange. Einen Auszug aus der Codierungstabelle siehst du hier: Aufträge: 1. Schreibe deinen Namen (Vor- und Nachnamen) im ASCII-Code als Folge von Nullen und Einsen. 2. Warum ist für jedes Zeichen die gleiche Anzahl an Stellen im ASCII-Code vorhanden? 3. Welche Buchstaben findest du nicht in der Tabelle? Hast du eine Erklärung dafür?

18 SJ 2018/2019 7a Informatik Ko Grafikcodierung Bei Bildern nehmen wir der Einfachheit halber Schwarz-Weiß-Bilder. Hast du eine Idee, wie man eine Grafik, bei der man die einzelnen Pixel (Bildpunkte) sieht, codieren könnte? Aufträge: 1. Schreibe deine Ideen auf. Denke auch daran, dass der Computer wissen muss, wie groß dein Bild ist. 2. Suche dir eine Partnerin / einen Partner und vergleicht eure Ideen. Einigt euch auf eine Vorgehensweise und codiert das folgende Bild: 3. Um tatsächlich zu sehen, ob die Codierung funktioniert, entwerft jetzt beide, ohne dass ihr das Bild des anderen sehen könnt, auf kariertem Papier eine kleine (!!!) Pixelgrafik. 4. Schreibt dann auf einem Extrazettel die Codierung als Folge von Nullen und Einsen dafür auf. Darin soll auch die Information über Bildgröße enthalten sein. Welche Informationen müsst ihr euch gegenseitig noch geben, um die Nachricht decodieren zu können? Schreibt diese Informationen auf. (Uncodiert!) 5. Welche Schwierigkeiten hattet ihr bei der Codierung, welche bei der Decodierung? 6. Habt ihr Verbesserungsvorschläge für euer Vorgehen? Wenn ja, welche? Zum Weiterdenken: 7. *** Wie könnte man farbige Pixelgrafiken codieren? 8. **** Je größer die Bilder werden, desto länger wird die Folge von Nullen und Einsen. Hast du eine Idee, wie man die Folge kürzen könnte, ohne Informationen zu verlieren?