Informatik Schulcurriculum

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1 Informatik Schulcurriculum Das Schulcurriculum folgt dem Lehrplan Hessens. Durch die erhöhte Stundenzahl ist es möglich, in Klasse 11 die Themen vertieft zu behandeln Unterrichtspraktischer Teil Der Unterricht in der Sekundarstufe II Übersicht der verbindlichen Themen Lfd. Nr. Verbindliche Unterrichtsthemen Stundenansatz 11.1 Internet Grundlagen der Programmierung Objektorientierte Modellierung GK 36/LK Datenbanken GK 36/LK Konzepte und Anwendungen der Theoretischen Informatik GK 36/LK Wahlthema GK 24/LK 43 Inhalte in 11.1: Repräsentation per HTML Internet Adressen und Protokolle Client -Server-Architektur Ein Informationssystem auf Hypertext-Basis mit HTML erstellen können, auch mit Frames und Formularen Struktur, Dienste, individuelle und gesellschaftliche Bedeutung, Urheber- und Datenschutzrecht IP-Adressen, DNS, TCP/IP als Protokoll computervermittelte Kommunikation Aufbau des Systems: Client, Server, Dienst, Protokoll, Sicherheitsaspekte (SSL), Internet, Datei-Server, Rechte, Benutzerverwaltung Serverdienste und Anwendungsprotokolle Funktionsweisen von Suchmaschinen Meta-Tags Internet-Datenbanken Exemplarisches Untersuchen z.b. eines News-, POP3- oder SMTP-Servers und des Protokolls Indizes, Einblick in Datenbanken Steuern von Suchmaschinen, Meta-Information als Qualitätskriterium Dynamische Webseiten, Zugriff über Skriptsprachen

2 Inhalte 11.2 Variablen Einfache Datentypen mit deren relevanten Operationen und Relationen Strukturierte Datentypen mit ihren relevanten Operationen und Relationen Kontrollstrukturen Struktogramme Modularisierung Benutzeroberfläche Mensch-Maschine- Interaktion Zustandsorientierte Modellierung Als benannter Behälter für Werte eines bestimmten Datentyps, Wertzuweisung Integer, Real, Char, Boolean String, Feld (array) Anweisungen, Sequenzen, Schleifen, Fallunterscheidungen, Syntaxdiagramme grafische Darstellung von Algorithmen Prozeduren, Parameter grundlegende Ein-/Ausgabe-Komponenten Ereignisse, Ereignisroutinen Zustände, Übergänge, Zustandsdiagramme Externes Speichern von Zuständen Funktionale Modellierung Textdateien Aufteilung komplexer Systeme in Teilsysteme, Datenflussdiagramme, schrittweise Verfeinerung, Schnittstellen

3 Inhalte 12.1 Objektmodell Identifikation von Objekten Objekt als Exemplar einer Klasse Kommunikation über Botschaften Klassen Standardalgorithmen Abstrakte Datentypen Effiziente Algorithmen Attribute als Datenstruktur zur Repräsentierung der Information über ein Objekt Methoden als Schnittstellen für den Zugriff auf Attribute und zum Nachrichtenaustausch Darstellung von Klassen, Objektbeziehungen und Vererbung mit der grafischen Modellierungssprache UML Vererbung und Klassenhierarchie rekursive und iterative Verfahren einfache Such- und Sortierverfahren binäre Suche (LK) Repräsentierung und Standardoperationen Keller, Schlange lineare Liste, binärer Suchbaum schnelle Sortierverfahren Suchen durch Backtracking Teile-und-Herrsche-Prinzip Komplexität von Algorithmen polynomiale und exponentielle Zeitkomplexität Grundkonzepte des Software-Engineerings Abstrakter Datentyp Graphen Internetprogrammierung Heuristische Verfahren Polymorphie Suche in Texten Problemanalyse, Modellierung, Entwurf, Implementation, Test, Revision, Dokumentation Abbildungen aus (Schlüssel, Wert)-Paaren HashTabelle Datenstruktur Tiefen- und Breitensuche Graphenalgorithmen Sockets, Client-Server-Konzept z. B. POP3-Explorer, Mikro-Browser z. B. Bewertung von Spielsituationen z. B. Manipulation graphischer Objekte Volltextsuche, Mustererkennung

4 Inhalte 12.2 Entity-Relationship-Modell Abbildung des Entity-Relationship-Modells in das Relationenmodell Normalisierung Realisierung in einem Datenbanksystem Relationenalgebra 3-Schichtenmodell (LK) Abfragen mit QBE und SQL DDL, DML, DCL Datensicherheit (LK) Datenschutz Zugriff auf Datenbanken mit einer Programmiersprache Datenbanken im Netz Wissensbasierte Systeme Objekte, Beziehungen und Kardinalitäten (1:1, 1:n, n:m) Schlüssel, Optimierung bei obligatorischen Beziehungen 1. bis 3. Coddsche Normalform Datenfeld, Datensatz, Tabelle, Beziehungen Selektion, Projektion, Join interne, konzeptuelle und externe Schicht interaktive Abfragen mit QBE, Abfragen mit SQL-Select- Befehlen Erweiterung des SQL-Sprachumfangs Benutzerprofile im RDBMS, Transaktionsverwaltung Datenschutzgesetz Recht auf informationelle Selbstbestimmung Datenbanktreiber und -schnittstellen SQL-Server, Datenbankzugriff über das Internet Datenbanken mit Prolog

5 Inhalte 13.1 Formale Sprachen und Grammatiken reguläre und kontextfreie Grammatiken und Sprachen Anwendung mit Syntaxdiagrammen Chomsky-Hierarchie (LK) kontextsensitive Sprachen (LK) Endliche Automaten Kellerautomaten Turing- oder Registermaschine Berechenbarkeit Zustand, Zustandsübergang, Zustandsdiagramm Zeichen, Akzeptor Simulation realer Automaten (z. B. Getränkeautomat) Anwendung endlicher Automaten (z. B. Scanner) deterministische und nicht-deterministische Automaten (LK) reguläre Ausdrücke (LK) Mensch-Maschine-Kommunikation (LK) Automat mit Kellerspeicher kontextfreie Grammatiken Klammerausdrücke, Rekursion Turing- oder registerberechenbar Churchsche These Computer als universelle symbolverarbeitende Maschine Verhältnis Mensch-Maschine Entscheidbarkeit, Halteproblem prinzipielle Grenzen algorithmischer Verfahren Übersetzerbau Technische Informatik Komplexitätstheorie Scanner, Parser, Interpreter und Compiler z. B. Steuersprache für Roboter, LOGO, Plotter oder minipascal Rechnerarchitektur, Assemblersprache (vgl. Wahlthema in 13.2) die Klassen P und NP, P/NP-Problematik NP-vollständige Probleme Inhalte 13.2 Wahlthema nach dem gültigen Lehrplan