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Informatik

Auf dieser Seite werden in wechselnder Folge Beiträge zur bzw. über die Informatik sowie kurze Programme, Unterrichtsmaterialien, Klausur-Aufgaben und Ähnliches vorgestellt. Ergänzt wird dies durch Verweise auf fremde Seiten.

Im Moment finden Sie hier

Hinweis: der Bildungsgang 1: „Abitur (AHR) mit Schwerpunkt Mathematik/Informatik" mit Mathe- und Informatik-Leistungskurs ist auf der Seite „Lessing-Gymnasium und -Berufskolleg" beschrieben!




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 Aktuelle Informatik-Wettbewerbe und Angebote für Schülerinnen und Schüler

Urkunde Informatik-Biber 2012Bundesweit gibt es u.a. folgende, jährlich wiederkehrende Informatik-Wettbewerbe für Schülerinnen und Schüler (in der Regel sind auf den angegebenen Webseiten auch die Aufgaben der vergangen Jahre einsehbar):

Speziell für die Programmierung von Lego-Mindstorms-Robotern gibt es eine ganze Reihe eigener Wettbewerbe:

Außerdem noch ein Schüler-Wettbewerb, jetzt für einen menschenähnlichen Roboter (wobei offenbar zunächst ein virtueller Roboter programmiert werden muss und bei erfolgreicher Erledigung der Aufgaben im Finale das Programm auf den echten Roboter übertragen wird und dieser mit etwas Glück gewonnen werden kann):




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Zwei Buchbesprechungen

2013 wurden durch Edward Snowden Spionageattacken des US-amerikanischen Geheimdiensts NSA, aber auch britischer Dienste, der großen Öffentlichkeit bekannt - die, wenn auch vielleicht nicht in diesem Umfang, aber im Grundsatz durchaus vermutbar waren. Offenbar sind seit 1998 schon ähnliche Angriffe im Echolon-Projekt unternommen worden (vgl. Wikipedia, Youtube, Infowars oder Gulli-Board). Höchste Zeit, sich gegen das Ausspähen zu schützen. Im Folgenden werden zwei Bücher zum Thema Datenschutz besprochen, die einander gut ergänzen:



Buchtitel Kurz/Rieger: Die Datenfresser1) Constanze Kurz / Frank Rieger: Die Datenfresser -- Wie Internetfirmen und Staat sich unsere persönlichen Daten einverleiben und wie wir die Kontrolle darüber zurückerlangen. S. Fischer, 2. Aufl. 2011, ISBN 978-3-10-048518-2. 16,95 € bzw. 9,99€ (Softcover, 2012) (gebraucht oder als Mängelexemplar noch billiger).

Dieses Buch beschreibt eindrucksvoll, dass wir vermeintlich kostenlose Dienste im Internet mit der Preisgabe unserer Daten bezahlen. Es wird nachvollziehbar geschildert, wie Internetunternehmen Daten sammeln und verkaufen, um profitabel zu werden. Die zunehmende Beeinflussung durch individualisierte Werbung wird erläutert. Und schon zwei Jahre vor der jetzt bekanntgewordenen NSA-Affäre wurde im Buch beschrieben, welche Daten für Staaten interessant sind. Technische Möglichkeiten wecken Begehrlichkeiten, die vordergründig mit der Terror-Abwehr begründet werden, aber weit darüber hinaus Kontrolle (und statistische Vorhersagen, verdeckte Rasterfahndungen u.ä.) ermöglichen. Im 8. Kapitel "Wohin die Reise geht - Drei Tage im Jahre 2021" macht ein Science-Fiction-Einschub deutlich, wie uns scheinbare Annehmlichkeiten (z.B. auf unsere Position abgestimmte Informationen dank Handy-Ortung) in ein voll überwachtes, totalitäres Regime stürzen können. Die sachkundigen Autoren malen ein düsteres Bild der Gegenwart und nahen Zukunft. Die auf den letzten 25 Seiten gegeben Tipps („Praktische Wege zu einer neuen digitalen Mündigkeit") sind zwar vernünftig, aber zu knapp und unvollständig, um den beschriebenen Gefahren zu entgehen. Allerdings hält die Webseite zum Buch, http://datenfresser.info, neben einer Leseprobe noch einige zusätzliche „Hinweise zum technischen Selbstdatenschutz" bereit.

Insgesamt sehr empfehlenswert, um aus der eigenen Gleichgültigkeit bzw. Unachtsamkeit wachgerüttelt zu werden (und um für die praktischen Tipps im nachfolgend besprochenen Buch motiviert zu sein)!



Buchtitel Petrowski: Sicherheit im Internet für Alle2) Thorsten Petrowski: Sicherheit im Internet für Alle. Kopp, 2013. ISBN 978-3-86445-066-2. 14,95 €.

Dieses im Sommer 2013 erschienene Buch bietet sachliche und fundierte Beschreibungen tatsächlicher, allgegenwärtiger Internetgefahren (z.B. durch Viren, Trojaner oder Phishing, von Abo-Fallen über die Risiken bei Filesharing, Facebook und ähnlichen Diensten sowie Gefahren des Zahlungsverkehrs, usw.) und gibt jeweils konkrete, umsetzbare Tipps, wie die Gefahren, wenn schon nicht ganz vermieden, so doch wenigstens z.T. eingeschränkt werden können. In vielen Besprechungen wird das Buch deswegen zu Recht sowie als allgemeinverständlich gelobt; allerdings tauchen doch viele technische Termini auf, die zumindest auf einige Leser möglicherweise abschreckend wirken. Gut hingegen hat mir der Versuch gefallen, Eltern für die Risiken zu sensibilisieren, denen sich Ihre Kinder meist unbedarft aussetzen - und sie zu Achtsamkeit und Gesprächen mit dem Nachwuchs aufzufordern. Denn schon heute erhalten z.B. manche Bewerber nicht den erwünschten Job, weil im Internet vor Jahren selbst hochgeladene Bilder und Videos, die sie in alkoholseliger Stimmung und mit dummen Sprüchen zeigen, Zweifel an der charakterlichen Eignung aufkommen lassen. Auch Lehrereinstellungen sind offenbar schon an eigenen Facebook-Darstellungen der Kandidaten gescheitert. Der tatsächliche Umfang der Gefahren wird im Buch aber leider oft nur angedeutet; ergänzend wäre hier etwa die Lektüre von Buch 1 sinnvoll, damit man die angebotenen Tipps zu schätzen weiß und umsetzt: Sichere Passwörter, sparsame Freigaben, Abstellen von Schnüffeldiensten und mehr werden mit nachvollziehbaren Anleitungen empfohlen - ein Muss für jeden PC-Besitzer, Internet- und Smartphone-Nutzer! Die Webseite zum Buch, http://www.sicherheit-im-internet-fuer-alle.de, hält unter „Virtueller USB-Stick" auch Downloadmöglichkeiten für kostenlose Sicherheitssoftware bereit.
Aus dem im Allgemeinen nicht gerade für seriöse wissenschaftliche Veröffentlichungen bekannten Kopp-Verlag hätte ich ein so vernünftiges, sachliches Buch nicht unbedingt erwartet..



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Zentralabitur

Wegen des leider auch in Nordrhein-Westfalen eingeführten Zentralabiturs finden - wie in anderen Fächern auch - im aktuellen und künftigen Informatik-Unterricht stets einige kleinere Themenverschiebungen statt, um Schülerinnen und Schülern optimal auf die für den entsprechenden Jahrgang angekündigten Prüfungsaufgaben bzw. die jetzt für besonders wichtig erklärten Themengebiete vorzubereiten. Inzwischen (Frühjahr 2016) sind die Standardsicherungsseiten des NRW-Schulministeriums auf sichere Server umgezogen :

Eine Übersicht über Themen sowie Beispielaufgaben für das Zentralabitur im Gymnasium finden sich für Informatik und viele weitere Fächer auf

https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/cms/zentralabitur-gost/faecher/


In unserem Bildungsgang 1 „Abitur mit Schwerpunkt Mathematik und Informatik", der zum Berufskolleg gehört, begann das Zentralabitur im Jahr 2008 mit Informatik (und im Folgejahr mit weiteren Fächern). Statt Graphen wie im Gymnasium sind hier Datenbanken sowie Projektmanagement in den schriftlichen Prüfungsaufgaben aufgetaucht. Für uns kein Problem: insbesondere durch den Unterricht bei den Biologisch-Technischen-Assistenten konnten wir z.B. schon auf eine lange Tradition und einige Erfahrung mit Datenbanken zurück blicken - und der aktuelle Unterricht behandelt natürlich jeweils die geforderten Gebiete. Für den Berufskolleg-Bildungang „AHR -- Mathematik/Informatik" ('Mathe-Kolleg' bzw. „laut Anlage D 21", wie er offiziell heißt) werden die Abiturvorgaben für Informatik auf

https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/cms/zentralabitur-berufliches-gymnasium/bildungsgaenge/bildungsgang.php?id=21

beschrieben. Andere, über die zentralen Vorgaben hinaus gehende lehrplanmäßige Stoffe können und sollen natürlich weiterhin behandelt und in normalen Klausuren und mündlichen Abiturprüfungen abgefragt werden. Der Lehrplan ('Bildungsplan') fürs Mathe-Kolleg findet sich auf

http://www.berufsbildung.schulministerium.nrw.de/cms/upload/_lehrplaene/d/informatik/teil3/lp_informatik.pdf


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Klausuren mit Lösungen

Aufgabenblätter und Lösungen sind auf einer Extraseite zusammen gestellt. Die Aufgabenblätter werden als pdf-Dateien bereit gestellt. Durch Klicken mit der linken Maustaste kann jedes Aufgabenblatt online gelesen werden (Adobe-Reader oder anderer pdf-Reader erforderlich); durch Rechtsklick und „Ziel speichern unter..." können die Aufgabenblätter herunter geladen und später gelesen werden. Die meist handschriftlichen Lösungen sind auf der Extraseite als Bilder eingebettet und können dort angesehen bzw. nach Rechtsklick und „Bild speichern unter.." herunter geladen und später offline bzw. vergrößert mit dem eigenen Grafikprogramm in Ruhe betrachtet oder ausgedruckt werden. Dazu kommen einige Arbeitsblätter und ein Applet. Um einen Überblick über die Anforderungen im Informatik-Leistungskurs des "Lessing"-Bildungsgangs Abitur mit Schwerpunkt Mathematik/Informatik zu geben, sind - neben einer aktuellen Klausur - z.Z. alle Klassenarbeiten bzw. Klausuren eines kompletten dreijährigen Oberstufen-Durchgangs online:

Extraseite: Informatik-Klausuren aus der Sekundarstufe II mit Lösungen
wird immer wieder aktualisiert

Die landesweit gestellten Klausuren des Zentralabiturs sind leider nicht allgemein verfügbar - das Land befürchtet, mit einer Veröffentlichung könnten die Rechte der Autoren oder der Urheber benutzter Bilder verletzt werden. Im Unterricht können Lehrerinnen und Lehrer aus Nordrhein-Westfalen die Aufgaben allerdings zur Übung verwenden.

Ausführliche Beschreibungen der meisten der in den Klausuren abgeprüften Themen finden Sie auf den nachfolgend vorgestellten 'Ausführlichen Seiten zur Informatik mit Java'!




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Informatik mit Java (& mehr)

Informatik ist mehr als Programmieren. Während bei einem Programmierkurs die Möglichkeiten der Programmiersprache im Vordergrund stehen und diese oft in wenig einsichtiger Weise nacheinander vorgestellt werden, geht es im Informatikunterricht um mehr. Unter anderem gilt:

Natürlich lernt man das nicht einfach so oder durch Theorie, sondern am besten an praktischen Beispielen. Und um die Beispielprogramme zu schreiben (und die Lösungen der Mitschüler verstehen zu können), muss man sich auf eine Programmiersprache als Unterrichtssprache einigen und diese erlernen. Ähnlich, wie im Oberstufenunterricht des Faches Englisch - genau wie im Fach Deutsch - die Interpretation von Literatur und Texten im Vordergrund steht, muss auch der beste Interpretationskünstler die englische Sprache solide beherrschen, um die Feinheiten der fremdsprachlichen Texte zu verstehen und um die Erkenntnisse im Unterrichtsgespräch, in Hausaufgaben und Klassenarbeiten auch selbst in Englisch formulieren zu können. Genauso bildet die Beherrschung der im Unterricht verwendeten Programmiersprache die Voraussetzung für die erfolgreiche Teilnahme am Informatik-Unterricht. Während sich aber der SII-Englisch-Unterricht darauf verlassen kann, dass alle Schüler wichtige Sprachkenntnisse schon in den Klassen 5 bis 10 erworben haben, ist dies im Informatikunterricht der Klasse 11 (alte Zählung; jetzt Einführungsphase) nicht der Fall: Programmieren in der Programmiersprache muss und kann beiher erlernt werden. Zum Glück haben formale Programmiersprachen einen viel geringeren Umfang als natürliche Sprachen, sind also schneller und leichter zu erlernen. Andererseits verzeiht der Computer Fehler oder Ungenauigkeiten nicht und überlegt nicht, was denn wohl gemeint sein könnte - fordert also unbedingt den syntaktisch korrekten Sprachgebrauch, gibt aber auch unmittelbare Rückmeldung.

Der Unterricht zu Beginn der Oberstufe dient also sowohl der Einführung in die Informatik als auch dem Spracherwerb. Früher habe ich mit dem etwas leichter zu erlernenden Javascript begonnen (s.u., Hinweis auf eine Javascript-Sonderseite). Da die Datentypen in Javascript aber anders definiert werden als in Java, ging es dabei nur um das anfängliche Einüben der (gleichen) Kontrollstrukturen und dann erfolgte möglichst rasch der Wechsel zu Java. Inzwischen habe ich auch gute Erfahrung mit den [kostenlosen] Java-Hamster der Uni-Oldenburg von http://www.java-hamster-modell.de gemacht, der seit der Version 2 OOP beherrscht: s.u., „Ausführliche Seiten -- Vorbereiten für das Programmieren in Java"!). Damit gelingt ein besserer Einstieg in Java. Auch dabei sollte man sich aber nicht zu lange aufhalten, sondern bald zu 'normalem' Java wechseln Damit dann in „richtigem" Java nicht sofort umfangreiche Programmteile für die Oberfläche bzw. die Ein- und Ausgabe geschrieben werden müssen, empfiehlt sich dann noch vorübergehend die Verwendung der Bibliothek „Stift und Co".

Und weil man die Programmiersprache doch nur wirklich lernt, wenn man zu Hause Programme für verschiedenste Aufgaben schreibt und sich mit Ausdauer und Disziplin bis zur lauffähigen Lösung durchbeißt, möchte ich hier Anregungen und Hilfen geben:

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Ausführliche Seiten


Vorbereitung für das Programmieren in Java

:-)

Einführung mit dem Java-Hamster Erste Schritte, verschiedene Methoden, OOP-Syntax sowie Kontrollstrukturen (zunächst ohne Variable) mit dem Hamstermodell

Informatik mit Java

Bitte beachten Sie auch meine Seite Java-Applets -- Probleme, Abhilfe und Downloads

a)

Grundlegendes zu Java, benötigte Software und deren Installation Was ist Java? / Ist Java schon überholt? / Quelltext und Bytecode, Applications und Applets / Komponenten einer Java-Umgebung (Java-JDK, Java-Editor, BlueJ, Netbeans, eclipse,..) / stiftUndCo, Tutorials und Online-Bücher / Einrichten der Java-Umgebung unter Windows

b)

Erste Java-Programme, Kontrollstrukturen, Autorennen
sowie Verweise
Das erste Java-Programm / Grundsätzlicher Aufbau von Java-Programmen / „Einführung in das objektorientierte Programmieren mit Java und Stift & Co" / Kontrollstrukturen / Guter und schlechter Programmierstil: Hochhaus / Autorennen (mit spielbarem Applet) / Simulation eines Aufzugs / Verweise (Links) auf fremde Webseiten zu Java

c)

Sortieren und Suchen in Java; GUI-Oberfläche mit Swing (& Java-AWT) Sortieren und Suchen in einer Reihung von Kommazahlen / Swingoberfläche / viele einfache Sortierverfahren / QuickSort / seq. & bin. Suche / Aufwand / Sortieren weiterer Typen / Texte sortieren / Sortieren bel. Objekte mit vergleicheMit / generische Typen / Java-AWT / Euro-Umrechner und Automat mit Geldrückgabe

d)

Adressbuch- bzw. Fuhrpark-Verwaltung mit Java; Dateioperationen Gedanken zur Verwaltung eines Adressbuchs / Verwaltung eines Fuhrparks: Vernünftige Klassen-Einteilung / Dateioperationen in Java / Erweiterte Fuhrparkverwaltung - Projekt mit vielen Funktionen / Nachtrag/Verbesserung vergleicheMit und Sortierkriterien

e)

Lineare Abstrakte Datentypen (Keller, Schlange, Liste) und einige Anwendungen (z.B. Tiefen- und Breitensuche im Labyrinth)
Abstrakter Datentyp (ADT) - Motivation, Anforderungen und Interface E_Speicher / Keller (Stack) (versch. Implementationen, u.a. mit rekursiven Knoten [„Zeigern"]) / Schlange (Queue) / Wegsuche im Labyrinth - eine nichttrivale Verwendung von Keller oder Schlange bei der Tiefen- bzw. Breitensuche / Liste / Java-Bibliotheksklassen / Sortierte Liste / Drei interaktive Applets + 39 Seiten Referat

f)

Abstrakter Datentyp Baum: Binäre Bäume (Sortier- und Rechenbaum), Spielbaum Idee des (binären) Sortierbaums als geschickt verkettete sortierte Liste / Knoten und Elemente im Baum / Aufbau und Verwaltung des Baums / Test des Sortierbaums (mit Applet und Quelltext) / AVL-Baum (inkl. Verweise auf Applets) / Übungsblatt für einfache (binäre) Rechenbäume / Downloadangebot: Dateien für den einfachen Rechenbaum / Beispiele für ein erweitertes Rechenbaumprogramm / (vielfach verzweigter) Spielbaum

g)

Abstrakter Datentyp Graph Was ist ein Graph? / Repräsentation eines Graphen im Computer mit Adjazenzmatrix oder mit Adjazenzlisten / Einige typische Fragestellungen im Zusammenhang mit Graphen / Tiefensuche / Breitensuche / Wiederholungsfragen und Aufgaben

h)

Bau eines Compilers „Java -> 1_AMOR-Maschinensprache" Überblick und Intention; Compiler = Scanner + Parser + Variablentabelle + Codeerzeuger /„Mini-Java" mit Syntaxdiagramm / Der Scanner / Der Parser / Die Symbol- bzw. Variablentabelle / Der Codeerzeuger

i)

Netzwerke, Server und Client, Threads Netzwerktechnik mit Kategorien, Schichten und Subnetzen; Programmierung von Server und Client in Java; Nebenläufigkeit und Parallelität mit Threads zur Verbesserung von Server und Client.

j)

Kryptologie I: Steganografie und symmetr. Verfahren Hier werden (mit Applet) die Grundzüge der Kryptologie, die Skytale, die Cäsar-Verschiebung und andere monoalphabetische Substitutionen, das polyalphabetische Vigenère-Verfahren (mit den Varianten OTP und Vernam) sowie ein Geheimtextversand ohne Schlüsselaustausch behandelt.

k)

Kryptologie II: Diffie-Hellman, asymm. RSA-Verfahren, Digitale Signatur Eine Einwegfunktion wird gezeigt, das Diffie/Hellman/Merkle-Schlüsselerzeugungs-Verfahren und das asymmetrische RSA-Kryptografie-Verfahren werden mit Java-Programmtexten und als Applet vorgestellt. Hinweise zur elektronischen Signatur mit RSA-verschlüsselten Hashwerten schließen sich an.

Softwareentwurf mit grafischen Hilfsmitteln

SWE

Objektorientierte Anwendungsentwicklung und Software-Engineering Verwendung von UML-Klassendiagramm, UML-Sequenzdiagramm und (erweiterten) ereignisgesteuerten Prozessketten (eEPK) beim Erstellen eines Java-Programms für eine Autovermietung. Mit Links und Hinweisen auf geeignete Zeichen-/Modellierungstools.

SWE-2

Software-Engineering und Projektarbeit (Kartenspiel "Rot und Schwarz") Vorgehensmodelle, UML-Klassen-Diagramme u.a. für Entwurf und Programm eines Kartenspiels mit Bildern - inkl. spielbarem Applet und vollständigem kommentierten Quelltext

Informatik mit Prolog

PRO

Alternatives Programmieren mit Prolog Prolog-Konzept / Familien-Stammbaum (mit Fakten, Fragen und Regeln) / Datenbank Zugfahrplan / Kombinations-Rätsel / Prolog-Listen und deren rekursive Bearbeitung / Wegsuche in Graphen bzw. für Rätsel und Spiele / Literaturangaben und kommentierte Verweise auf fremde Prologseiten


Datenbanken (mit MySQL und Java)

DB1

Datenbanken, Teil 1:
Benötigte Software
Hier wird die für den Unterricht über Datenbanken verwendete Software mit Bezugsquellen (Downloadmöglichkeiten) vorgestellt und Installation und Einrichtung mit Bildern schrittweise erklärt

DB2

Datenbanken, Teil 2:
Entwurf, Implementation und Abfrage
Auf dieser Seite geht es um Entwurf, Normalisierung und Implementation der Datenbank eines kleinen Schachturniers einschl. ER-Diagramm und SQL-Abfragen. Praktische Übungen mit MySQL und dem MySQL-Query-Browser.

DB3

Datenbanken, Teil 3:
Datenbankzugriff per Java-Programm
Es wird ein Java-Programm vorgestellt (Quelltext und Download), das als Datenbank-Client arbeitet und eine MySQL-Datenbank erzeugt, manipuliert und nutzt.

Wie Klausuren zu diesen Themen aussehen können, ist auf meiner Extraseite: Informatik-Klausuren aus der Sekundarstufe II mit Lösungen gezeigt (s.o.)


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Guter 3. Preis bei Rockin' Robots 2014/2015

Nicht nur Leistungskurs-Teilnehmer (s.u.) können Wettbewerbe gewinnen - Ende Januar 2015 erhielten vier Schülerinnen und Schüler aus einem Informatik-Grundkurs unseres Gymnasiums den dritten Preis für eines der beiden Roboter-Projekte, die mit der grafischen NXT-Software programmiert worden waren. Einen Bericht findet man auf der Lessing-Homepage; auf das dort versprochene Bild- und Videomaterial muss allerdings offenbar noch gewartet werden.



Spitzenplätze fürs "Lessing" beim
Düsseldorfer Informatik-Wettbewerb "Rockin' Robots" 2011 (und 2010)


Nur für Schülerinnen und Schüler aus Düsseldorf wurde 2011 zum dritten Mal der Wettbewerb "Rocking Robots" ausgeschrieben, bei dem es darum ging, einen Lego-Mindstorms-Roboter aufzubauen und ihm musische oder sportliche Aktionen beizubringen. Die Programmierung konnte über das Mindstorms-Interface oder per Java erfolgen (wobei der von mir auf der Seite "Informatik mit Java, Teil a): Grundlegendes zu Java, Benötigte Software und deren Installation" empfohlene Javaeditor ebenfalls für die Mindstorms-Programmierung geeignet und vorbereitet ist).

Die beiden 2011 teilnehmenden Teams vom "Lessing", beide aus dem Bildungsgang 1 "Abitur mit Schwerpunkt Mathematik/Informatik", errangen in einem Kopf-an-Kopf-Rennen und punktemäßig weit vor der Konkurrenz die beiden ersten Plätze für Berufskollegs bzw. Technische oder Berufliche Gymnasien. Weitere erste Preise wurden für die Schulformen Gymnasium, Realschule und Hauptschule vergeben. Dass unsere Schülerinnen und Schüler aber auch im Vergleich der Schulformen die Nase vorn hatten, beweist der Publikumspreis: Alle Teilnehmer wählten untereinander den Dame-spielenden Roboter der 12M als insgesamt bestes Projekt! Herzlichen Glückwunsch!

Foto: Die Gruppe BFL-Robot aus 11M führt den Roboter vor   Foto: der 11M-Roboter spielt Tic-Tac-Toe gegen einen Menschen

Der Roboter dreier Mädchen aus 11M (=Einführungsphase=Anfängerjahr!) spielt Tic-Tac-Toe und errang den zweiten Platz.
Das
YouTube-Video BFL_Robot zeigt den Roboter bei der Arbeit.

Foto: der Dame-spielende Roboter der Gruppe "Bobs die Baumeister" aus 12M   Foto: das Spielprogramm passt nicht auf den NXT, sondern die Roboter werden per USB vom Laptop gesteuert und per Webcam überwacht  

Die Jungs aus 12M (Q1-M) siegten mit einem Dame-spielenden Roboter (Der Film auf YouTube ist in Deutschland leider gesperrt, weil Probleme mit den Rechten an der Hintergrundmusik befürchtet werden). Die beiden Lessing-Teams waren übrigens die einzigen, die Java zur Programmierung benutzt hatten. Beide Projekte waren völlig ohne Lehrerhilfe angefertigt worden.


Und: Schon 2010 hatten Schüler (damals noch in 11M), die jetzt den Kern der 12M-Gruppe bilden, teilgenommen und konnten Ende Juni 2010 mit ihrem Projekt "Roboter-TWO" den ersten Preis für Berufskollegs entgegen nehmen. Der damalige Roboter konnte eine vereinfachte Notenschrift lesen und anschließend die gelesene Melodie auf dem Keyboard spielen.

Aktuelle Termine für die Neuauflage des Wettbewerbs finden sich oben auf dieser Seite bei den Wettbewerben!




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Marsfahrzeug wurde in Java programmiert



Der "Spirit", das kleine auch als Rover bezeichnete Fahrzeug, das seit Januar 2004 auf dem Mars herumfuhr, funktioniert seit März 2010 nicht mehr - immerhin hat es mit mehr als sechs (Erd-)Jahren 24 mal länger als die geplanten/erwarteten 3 Monate gearbeitet! Nach gut 2 Jahren, nämlich seit März 2006 drehte sich eines der 6 Räder nicht mehr; später ist ein zweites ausgefallen. Außerdem wurde das Fahrzeug im Herbst 2009 von Sand bedeckt und konnte sich nicht mehr völlig befreien. Dies führt wohl auch im März 2010 zur Abschaltung der nicht mehr ausreichend elektrisch versorgten Systeme, weil die versandeten Solarplatten nicht mehr genug Strom lieferten (vgl. Hinweis auf meiner Physik-Seite).
Interessant ist, dass der "Spirit" nicht durch Assembler-Code oder Spezialsoftware, sondern durch Java-Programme gesteuert wurde. Das erfährt man immer noch - mit zusätzlichen Infos über Java - u.a. in folgender (englischen) Nachrichtenmeldungen:

Die offizielle Seite der amerikanischen Mission ist http://marsrovers.jpl.nasa.gov. Dort gibt's immer wieder aktuelle Bilder und viele Informationen über das Projekt.

Das neue Marsfahrzeug "Curiosity", das am 6.8.2012 gelandet ist, wurde hingegen wohl zum Teil in C/C++ sowie weiteren Sprachen programmiert. Wer sich für diese Mission interessiert, findet einen schönen Überblick in Deutsch auf Wikipedia, alles einschl. aktuellester Beiträge auf der amerikanischen Original-NASA-Seite (in Englisch) oder aber auch auf Foursquare, wie n-tv.




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Informatik im Wandel

Informatik ist eine junge Wissenschaft. Die Entwicklung der Informatik und die rasche Verbesserung der Computer bedingen sich gegenseitig und führen zu immer neuen Fortschritten in der Wissenschaft, im Schulfach und in der Technik.

Die Entwicklung des Schulfaches am "Lessing" -- der Schule, die in der Informatik eine Vorreiter-Rolle spielte und seither landesweit einen Spitzenplatz belegt -- wird auch durch die Lektüre bzw. den Vergleich dreier Beiträge deutlich, die zufällig im Abstand von je etwa 5 Jahren geschrieben, die jeweils aktuellen Strömungen einfangen bzw. im Jubiläumsbeitrag auch mit Blick auf die letzten 100 Jahre Geschichte zusammenfassend darstellen:

Zu dem in den Betrachtungen von 2005 erwähnten Javascript gibt's nachfolgend noch 2 ältere Sonderseiten!


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Javascript in HTLM-Webseiten



Die Syntax der Kontrollstrukturen ist in JavaScript und Java identisch. Nur sparsam kommentiert, aber zum Ausprobieren und mit kompletten Webseiten-Quelltexten zeigen das einige Beispiel-Programme auf meiner

Sonderseite mit 8 JavaScript-Programmen

(Euro-Rechner, Bestellungen mit Online-Rechnung, Kantinen-Menü,  Normalgewicht-Berechnung, Schöne Grüße, Einmaleins und Tic-Tac-Toe).

Natürlich muss der Spaß nicht zu kurz kommen, wie das Autorennen beweist. Bitte kalibrieren Sie anfangs die Länge der Rennstrecke und bestätigen Sie das unbedingt mit Klick auf OK, wie dort in der Vorbemerkung erläutert:

Sonderseite: JavaScript-Autorennen

Eine weitere Anwendung von JavaScript ist meine Mathematikseite zur Simulation binomialverteilter Stichprobenergebnisse, erreichbar über meine Mathematik-Hauptseite in der Abteilung Stochastik!


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Weiteres (älteres) Unterrichtsmaterial

Zum Hardware-Halbjahreskurs in der SII oder für ein entsprechendes Thema in der Mittelstufendifferenzierung können unten gratis

sowie für die Einführung in die Programmierung

zum Download nachfolgend abgerufen und kostenfrei genutzt werden:

Als Ergänzung bzw. Vorbereitung zu 1_AMOR gibt es eine Unterrichtsreihe über Dualarithmetik und Computerschaltungen: Text mit Abbildungen als pdf-Datei, gezippt
Download: voramor-pascal.zip 203 kB
Download: voramor-java.zip 210 kB


1_AMOR simuliert modellhaft das Innere des Computers für die maschinennahe Programmierung dual ('OIOIIIOOIO') oder in Assembler (Merkwortform, z.B. 'LAD 34'). Veranschaulicht den Programmablauf mit Anzeige aller Register und zeigt die Datenflüsse! Mit ausführlichem Handbuch (ASCII-Datei) inkl. Unterrichtsgang und vielen Beispielprogrammen. Jetzt Freeware!
Download: amor_sfx.exe für Dos&Win, ca. 228 kB


Darstellung eines Kurses von 1998 in Object-PAL zur Einführung in die Grundkonzepte des Programmierens (Objekte, Eigenschaften und Methoden; Sequenz und Kontrollstrukturen: ein- und mehrseitige Verzweigung, Wiederholungen, usw.): Text mit Aufgaben und Abbildungen für den Acrobat-Reader. Weil es die Sprache Object-PAL nicht mehr gibt, nur noch von allgemeinem oder historischen Interesse.
Lesen (Download mit Rechtsklick und „Ziel speichern unter.."): oop_pal.pdf, 434 kB


„TuringMa" ist eine Turing-Maschine mit integrierter Entwicklungsumgebung: Am Bildschirm können Fleißige Biber und andere Turing-Programme eingegeben werden und der Ablauf Schritt für Schritt, Kopfbewegung für Kopfbewegung verfolgt werden. Ideal für die Veranschaulichung der Theoretischen Informatik. Online-Hilfe, Literaturhinweise und kommentierte Beispiele. Jetzt Freeware!
Download: turi_sfx.exe für Dos&Win, ca. 131 kB

Im Übrigen wird auf meine „Software"-Seite verwiesen, wo jeweils auch weitere Informationen und Bildschirmansichten zu den Programmen angeboten werden!


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Logo Informatikjahr

2006 war Informatikjahr

Es liegt zwar schon 10 Jahre zurück, aber für 2006 war die Informatik zum Jahresthema erklärt worden war. Dazu gab es 2006 in vielen Orten Veranstaltungen rund um die Informatik.

Logo "dank Informatk"Unter dem übergreifenden Motto „dank Informatik" wurde auch auf ganz viele Umwelt- und Alltagsbeispiele und -bereiche hingewiesen, die von der Informatik profitieren: u.a. ist beim Bemühen um die Rettung bedrohter Tierarten der Computer ein unverzichtbares und wertvolles Hilfsmittel! Auch dem Einsatz der Informatik etwa in der Kunst oder im Sport waren spezielle Veranstaltungen gewidmet. Das und ganz viel mehr findet sich (z.Z. noch) im Informatikjahr-Webangebot.

In der Abteilung „Algorithmus der Woche" wurde außerdem von den deutschen Universitäten bzw. deren Informatik-Fakultätstag von März 2006 bis Dezember 2006 jede Woche ein wichtiges Verfahren der Informatik so vorgestellt, dass es auch von SII-Schülerinnen und -Schülern gut verstanden werden sollte. Viele der dort veröffentlichten Verfahren gehören durchaus zum Schulstoff und werden beispielsweise auch im Rahmen meiner Seiten „Informatik mit Java" umgesetzt (s.o.). Also nichts wie hin und nachsehen, solange die Algorithmen noch verfügbar sind (beim Klick in die nachfolgende Logo-Box wird die Algorithmus-Seite in einem neuen Browserfenster geöffnet):

Box Algorithmus der Woche -- Anklicken, um dem Link zu folgen

Zusätzlich verweise ich auf die im 2. Beitrag genannte, inzwischen umgezogene Seite „Animierte Algorithmen" von Prof. Kowalk (Uni Oldenburg).




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Verweise

Bevor Sie einen der folgenden Verweise anklicken, sollten Sie erst meine Seite Ihren Favoriten hinzufügen (Internet Explorer) oder ein Lesezeichen setzen (Firefox, Opera, Chrome,...), damit Sie anschließend sicher hierher zurück finden! Natürlich kann ich für den Inhalt fremder Seiten keine Verantwortung übernehmen. Wenn ein Verweis nicht funktioniert, dort inzwischen andere Inhalte stehen oder wenn Sie mir weitere gute Seiten empfehlen können, bitte ich um eine kurze Nachricht.

Im Übrigen merke ich, dass die erste Generation der Informatik-Lehrer allmählich in den Ruhestand geht: viele früher gut sortierte Internet-Seiten werden nicht mehr gepflegt oder sind abgeschaltet; jüngere Lehrerinnen und Lehrer vertrauen offenbar auf kürzere Blogs oder nutzen Dropbox, Moodle, LO-Net u.ä. für die eigenen Schülerinnen und Schüler, stellen aber offenbar keine umfangreichen Webangebote mehr ins Netz. Schade.

Hinweis: die fremden Seiten werden in einem neuen Browser-Fenster geöffnet. Geschieht beim Anklicken eines Verweises scheinbar nichts, wird das neue Fenster vermutlich vom aktuellen Fenster verdeckt -- bitte per Task-Leiste ins neue Fenster wechseln!

Algorithmus der Woche 43 wichtige Verfahren der Informatik mit bebilderten Beschreibungen (von 2006) sind noch online und lohnenswert!
Animierte Algorithmen Prof. Kowalk (Uni Oldenburg) zeigt viele grundlegende Algorithmen bei der Ausführung - Download als Java-Programm mit lehrbuchartiger Dokumentation in zusätzlicher pdf-Datei
ZUM-Informatik Zentrale für Unterrichtsmaterialen, hier: Informatik-Leitseite
Informatiktreff.de Der neue Lerntreff für Schüler und Lehrer, betrieben von der Bezirksregierung Düsseldorf
learn-line Learn-Line verweist inzwischen i.W. auf fremde Angebote: Wenn auf der Suchseite tatsächlich eine Eingabezeile erscheint (weil Ihr Browser aktuell genug und Skripte erlaubt sind), kann nach Eingabe des Suchworts "Informatik" auf ca. 400 verlinkte Inhalte zugegriffen werden. Am rechten Rand erscheinen kontextabhängig weitere Suchbegriffe. Leider führen einige Links längst ins Leere...
Lehrer-Online Fachportal Informatik...
Jens Bernheiden Der Lehrer Jens Bernheiden stellt auf seinen Seiten einige ältere Pascal-Materialien für Informatik vor (sowie Vieles für Mathematik und Physik)
Bundeswettbewerb Informatik Hier finden Sie u.a. die aktuellen und frühere Aufgaben des bekannten Informatik-Bundeswettbewerbs für Schülerinnen und Schüler
RoboCup Fußball intelligenter als Schach oder Go? Zumindest die KI(=„Künstliche-Intelligenz")-Forschung tut sich mit dem Ballspiel schwerer, wie man hier sieht
computergeschichte.de

Arpa-Kadabra
Und hier zwei Angebote für historisch Interessierte: Geschichte der Computer (gut gelungen, wenngleich jede Seite immer über die Navigationsleiste/Hierarchie links angewählt werden muss. Teilweise mit bedienbaren Applets!). Der letzte Verweis führt zwar zur Werbung für ein Buch; schon die Ankündigung möchte aber mit dem Märchen „das Internet wurde ursprünglich für militärische Zwecke geplant" aufräumen.
datenbanken-verstehen.de
Auf meinen Datenbankseiten gibt es leider keine Abteilung für Verweise/Links. Deshalb möchte ich hier auf das schöne Angebot von Markus Begerow verweisen, wo viel Wissenwertes über Datenbanken gefunden werden kann - oft weit über den Schulstoff hinaus.
Meine Download-Angebote Meine Programme zum Herunterladen, u.a. Modellrechner 1_AMOR, Turing-Maschine TuringMa sowie mehrere Programme für den Mathematik-Unterricht. (Informatik-Unterrichtsmaterial zum Herunterladen gibt's weiter oben auf dieser Seite, Materialien für den Mathematik-Unterricht auf meiner Mathematikseite)
Meine Seiten Informatik mit Java
u.a. mit weiteren Links, insbes. zu Java
Zur „Informatik mit Java" gibt's oben eine Übersicht über viele Sonderseiten - z.T. mit vielen weiteren Verweisen zu fremden Webangeboten auf meiner zweiten Seite b)
Java-Applets -- Probleme, Abhilfe und Downloads Hinweise und Möglichkeit zum Herunterladen der Applets, die auf meinen Seiten "Informatik mit Java" vorgestellt werden
Meine JavaScript-Seiten Und zu JavaScript gibt's - wie oben erwähnt - noch 2 ältere Extraseiten

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