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Basic
Empfohlen für 7-10.Klasse, Wahlpflichtfach bis Gymnasium-Niveau-
Themen (siehe unten Auflistung)
-
persönlicher Support
Fortgeschritten
Empfohlen für 10.-13..Klasse, Grundkurs sowie Leistungskurs Zentralabitur Gymnasium-Niveau-
Themen (siehe unten Auflistung)
-
persönlicher Support
Elite
Empfohlen für Studenten (Grundlagen)-
Themen (siehe unten Auflistung)
-
persönlicher Support
/// Informatik
Themen des Kurses
Basic
- Zusammenhang
- Datencodierung
- Datenverabeitung(-sprozess)
- EVA-Prinzip
- Datentypen
- Zahlensysteme
- arithmetische/logische Operationen
Entwurf von Algorithmen
- Variablenkonzepte und Kontrollstrukturen
- Repräsentationen
- Implementieren/Kommentieren in Programmierumgebung
- Strukturieren/Zerlegen in Teilalgorithmen
- modifizierte Programme
Analyse von Algorithmen
- Handlungsvorschriften auf Eindeutigkeit und Terminierung
- Problemangemessenheit eines Algorithmus
- Algorithmen analysieren und testen
Erstellung von Quelltexten
- Erstellung von syntaktisch korrekten Quelltexten in geeigneter Dokumentatenbeschreibungsprache bzw. in einer Programmiersprache
Analyse von Quelltexten
- Überprüfung standardisierte Angaben auf formale Korrektheit
- Begriffe Syntax und Semantik anhand von Beispiel erläutern
- Quelltexte auf syntaktische Korrektheit prüfen
Aufbau und Funktionsweise von Informatiksystemen und ihren Komponenten
- EVA-Prinzip
- Grundkomponenten und deren Funktionen
- logische und arithmetische Arbeitsweise auf Grundlage des Binärsystems
Anwendung von Informatiksystemen
- Prinzipien/Anwendung der strukturierten Datenverwaltung
- Dienste in Netzwerken
- Kommunizieren/Tauschen von Daten mithilfe von Netzen
- Funktionsweise einer Anwendung selbstständig erarbeiten
- Beschreibung von Alltagsgeräten, in den Informatiksysteme vorkommen
Chancen/Risiken der Nutzung von Informatiksystemen
- Gefährdung von Daten durch Defekte und Schadsoftware und Maßnahmen zum Schutz von Daten
- Maßnahmen zur sicheren Kommunikation in Netzwerken
- Unsicherheit eines einfachen Verschlüsselungsverfahrens
- Verarbeitung und Nutzung von personenbezogene Daten
- Möglichkeiten der Datenverarbeitung hinsichtlich Chancen/Risiken
Informatiksysteme im gesellschaftlichen, rechtlichen und beruflichen Kontext
- Rechtliche Rahmenbedingungen des Einsatzes von Informatiksystemen
- gesellschaftliche Auswirkungen des Einsatzes von Informatiksystemen unter Beachtung des Rechts auf informationelle Selbstbestimmung
- Auswirkung von Informatiksystemen auf die Berufswelt und die Lebenswelt im Allgemeinen
Fortgeschritten
Objekte und Klassen
- Entwurfsdiagramme und Implementationsdiagramme
- Lineare Strukturen
- array bis zweidimensional
- Stapel (Klasse Stack)
- Schlange (Klasse Queue)
- lineare Liste (Klasse List)
- Nicht-Lineare Strukturen
- Binärbaum (Klasse BinaryTree)
- Binärer Suchbaum (Klasse BinarySearchTree)
- Graphen (Klassen Graph, Vertex, Edge)
Datenbanken
- Klassen
- DatabaseConnector, QueryResult
Analyse, Entwurf und Implementierung von Algorithmen
- Struktogramme
Algorithmen in ausgewählten informatischen Kontexten
Syntax und Semantik einer Programmiersprache
- Java
- SQL
Endliche Automaten und Kellerautomaten
- Deterministische endliche Automaten
- Nichtdeterministische endliche Automaten
- Nichtdeterministische Kellerautomaten
Grammatiken regulärer und kontextfreier Sprachen
- Produktionen mit ε
Scanner, Parser und Interpreter für eine reguläre Sprache
Möglichkeiten und Grenzen von Automaten und formalen Sprachen
Einzelrechner und Rechnernetzwerke
Nutzung von Informatiksystemen
Sicherheit
Wirkungen der Automatisierung
- Grundprinzipien des Datenschutzes
- Verbot mit Erlaubnisvorbehalt
- Erforderlichkeit
- Grenzen der Automatisierung
Elite
Arithmetik in Computern
- Bits und Bytes – Die Binärziffern 0 und 1
- Bits und Bytes
- Darstellung ganzer Zahlen – Grundlagen Rechnerarchitektur
- Darstellung ganzer Zahlen
- Einerkomplement – Grundlagen Rechnerarchitektur
- Einerkomplement
- Zweierkomplement – Grundlagen Rechnerachitektur
Komponenten eines Computers
- Komponenten eines Computers
- Der Prozessor
- Der Speicher
- Busse
Logische Bausteine & Schaltnetze
- Gatter
- Decoder
- Encoder
- Schaltnetze kreieren
- Multiplexer
Algorithmen
- Was ist ein Algorithmus?
- Terminiert, deterministisch, determiniert
- Partiell Korrekt vs Total Korrekt
- Eigenschaften von Algorithmen erkennen
Daten und Zeichen
- Grundbegriffe Datendarstellung
- p-adische Zahlendarstellung
- b-adische Zahlendarstellung
Datenstrukturen
- Datenstrukturen Überblick
- Array (Theorie) – Statische Datenstrukturen
- Zeiger – Dynamische Datenstrukturen
- Was ist eine Liste? – Dynamische Datenstrukturen
- Warteschlange – Dynamische Datenstrukturen
- Binäre Bäume – Dynamische Datenstrukturen
- Stack – Dynamische Datenstrukturen
Sortierverfahren
- Sortierverfahren Überblick
- Counting Sort (inkl. Implementierung mit Java)
- Selection Sort (inkl. Implementierung mit Java)
- Bubble Sort (inkl. Implementierung mit Java)
Suchverfahren
- Binäre Bäume – Dynamische Datenstrukturen
Graphentheorie
- Graphen
- Pfade und Zyklen in Graphen – Abi
Einstieg in C – Grundlagen
- C Einstieg – Warum C lernen?
- Einrichten + Hello World – Code Blocks IDE installieren
- Variablen, Datentypen und arithmetische Operationen
- Ausdrücke – vergleichende und logische Operatoren
- Verzweigungen – if/else und switch
- Schleifen – while und for loops
- Kontrollstrukturen
- Funktionen – Parameter übergeben und return
- Arrays – Ein- und mehrdimensional
- Strings – Char Arrays und scanf()
Einstieg in C – Einfache C Programme
- Notendurschnitt – Arrays und casts
- Zahlenraten – random numbers
- Caesar-Verschlüsselung – Was steckt hinter chars?
C für Fortgeschrittene
- Zeiger – Inhaltsoperator und Adressoperator
- Zeigerarithmetik – Arrays und Zeiger auf Zeiger
- Structs – eigene Datentypen definieren
- Rekursion – Fibonacci Folge
- Memoryallocation – malloc, calloc, realloc und free
- Verkettete Listen – Beispiel Einkaufsliste
- Paralleles Rechnen – POSIX Threads
- Ein-/Ausgabe – Files, read and write
Einstieg in Java – Grundlagen
- Warum Java lernen?
- Java Entwicklungsumgebung einrichten (Windows)
- Hello World – Programm-Elemente
- Variablen und arithmetische Operationen
- Primitive Datentypen
- Operatoren
- If-Else-Switch
- While-Schleife programmieren
- For Schleife
- Array
- Zweidimensionale Arrays
- Kommentieren
- Zeichenketten
- Java Grundlagen – Zusammenfassung
Funktionen in Java
- Einfache Methoden (mit/ohne Parameter und Rückgabetyp)
- Call by Value / Call by Reference (Parameterübergabe)
- Iteration
- Rekursion
- Vererbung
Einfache Java Programme
- Noten berechnen
- Counting Sort Implementierung
- Selection Sort Implementierung
Objektorientierte Programmierung in Java
- Einführung
- Erste eigene Klasse
- Konstruktor
- Datenkapselung (private, protected, public)
Theoretische Objektorientierte Programmierung in Java
- Klassendiagramme UML
- Objektdiagramm UML
- Assoziation UML
- Weitere Assoziation UML – Abi
Snap!
- Spiel mit Snap! programmieren – Tutorial
HTML und CSS
- Einführung
- HTML Struktur
- HTML Struktur Elemente
- HTML Logische und Physische Tags
- HTML Formular Elemente
- HTML div span
- CSS Layout
XML/XSD
- Einführung
- XML Wohlgeformt
- XML XSD Einführung
- XML XSD Struktur
- XML XSD simple types (type 1 und type 2)
- XML XSD Complex Type
- XML XSD Zusätze
SQL und Datenbanken
- SQL Einführung
- SQL Schlüssel
- SQL Tabellenerzeugung mit DDL
- SQL DDL Zusätze
- SQL – Create/Alter Table
- SQL DML Tabellen Bearbeitung
- SQL DDL Einfache Abfragen
- SQL DML Abfragen mit Intersect, Except, Union
- SQL Abfragen – Abi
- SQL Joins
- SQL – Group, Sort und Aggregration
- SQL – Weitere DML Kommandos – Abi
- SQL – Weitere Joinarten
- ER-Modell
- Vom ER-Modell zur Relation
- SQL-Data Manipulation Language (DML)
- SQL – Data Definition Language
- SQL – Grundlagen und Schlüssel – Zusammenfassung
- SQL – Mengenoperationen – Zusammenfassung
Theoretische Konzepte in DBS
- ER-Modell
Automaten & Formale Sprachen
- Wörter und Sprachen
- Deterministische endliche Automaten (DEA)
- Nichtdeterministische endlicher Automat (NEA)
- NEA in DEA transformieren
- Potenzmengenkonstruktion
- Epsilon NEA
- Regulärer Ausruck
- Regulärer Ausruck in NEA umwandeln
- Von NEAS zu regulärem Ausdruck
- Reguläre Ausdrücke & E-NEA
- Reguläre Ausdrücke Praxis
- Kontextfreie und Reguläre Grammatiken
- Grammatiken Praxis
- Pumping Lemma
- PDA
- Automaten & Formale Sprachen – Prüfungsaufgabe
Grundlagen
- Grundlagen
- Präfixcode
- Eintropie, mittlere Codelänge und Redundanz
Verlustfreie Kompression
- Lauflängencodierung
- Huffman Kodierung
- Arithmetische Codierung
Verlustbehaftete Kompression
- Einleitung
- Farbunterabtastung
- Ortsfrequenz
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