ausführliches Curriculum

Qualifikationsphase 1. Semester (11/1):
Einführung in die objektorientierte Programmierung, Algorithmen, Datenstrukturen
Themen und Inhalte
Mögliche Methoden und Werkzeuge
Grundlagen der Programmierung mittels einer EA/PA am PC
objektorientierten
Sprache
anhand
von
Beispielprogrammen:1
Greenfoot/BlueJ;
(Objekte, Klassen, Attribute, Methoden, Instanzen)
VisualStudio
Netbeans;
Eclipse;
Entwurf und Implementation einfacher eigener EA/PA am PC
Programme im Kontext
(einfache Datenstrukturen: int, float, boolean, char, String;
Reihungen(=Felder); sowie Kontrollstrukturen: Schleifen,
Bedingungen)
mögliche Anwendungen: Textverschlüsselung, einfache
Sortierverfahren (Bubblesort,....), einfaches Malprogramm
Struktogramme
zur
Algorithmen
bzw.
Syntaxdiagramme zur
Programmiersprachen
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
Beschreibung
von EA/PA am PC / auf Papier
Programm(teilen); ein Struktogramm-Editor
Beschreibung von
Programmverifikation
Analyse von Quelltexten
Weitere Eigenschaften der verwendeten BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
objektorientierter Programmiersprachen
(insbesondere Vererbung, Kapselung)
UML (Klassen- und Sequenzdiagramme)
EA/PA am PC / auf Papier
ein UML-Editor
Projektorientiertes Arbeiten
GA am PC mit Präsentation und Dokumentation
der Ergebnisse
(dabei nach Bedarf weitere Merkmale einer
Programmiersprache, z.B. für Java:
Applets,
Schnittstellen, threads, exceptions)
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
1 Java im Falle eines Kurses, der eine Zentralabiturs-Prüfung beinhaltet.
Version: 2013.11.25
Qualifikationsphase 2. Semester (11/2):
Datentypen, relationale Datenbanken, Datenschutz
Themen und Inhalte
Mögliche Methoden und Werkzeuge
Primitive vs. Referenz-Datentypen
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
(→ Strings, Felder; stack, heap)
Abstrakte Datentypen
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
(Stapel, Liste, Bäume)
mögliche Anwendungen: (Sortierte) Speicherung von
Daten
Rekursionen
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
mögliche Anwendungen: Fakultätsberechnung, Türme von
Hanoi, Quicksort, Sierpinskidreick, Backtracking
Arbeit mit Dateien
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
(Textdateien, Binärdateien, sequentielle Dateien, Dateien
mit wahlfreiem Zugriff, Index-Dateien)
mögliche Anwendungen: Dauerhafte Speicherung von
Daten
Relationale Datenbanken
MySQL, MySQL-Workbench
(Relationen, Attribute,
Schlüssel,
Normalformen,
Relationsalgebra, Entity-Relationship-Modell)
mögliche
Filmsammlung
Anwendungen:
Musiksammlung,
Datenverarbeitung und Datenschutz im Kontext Internet-Recherche,
(Persönlichkeitsrechte
und
Datenschutz; Gesetzestexte
Bundes-/Landesdatenschutzgesetz(e);
technischer
Datenschutz:
Zugriffsrechte,
Hardwareschutz;
gesellschaftliche Aspekte der Datenverarbeitung)
Präsentationen / Referate
mögliche Anwendungen: Patientendaten in der Arztpraxis,
Personaldaten im Unternehmen, Kundenkarten im
Kaufhaus
Webseitenprogrammierung
(Erstellung von statischen und / oder interaktiven
Webseiten)
mögliche Anwendung: personalisierte Homepage
Version: 2013.11.25
HTML; Javascript; PHP
Zeitungsartikel,
Qualifikationsphase 3. Semester (12/1):
Technische Informatik
Themen und Inhalte
Mögliche Methoden und Werkzeuge
Aufbau und Komponenten von Computern
(speziell von Neumann-Architektur)
GA
Recherche und Präsentation
Aufbau von Schaltwerken
EA/PA tw. am PC
(Zustandsdiagramme,
Zustandstabellen,
endliche
Automaten, Überprüfung durch selbstgeschriebene JavaProgramme)
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
mögliche
Anwendungen:
Aufzugsteuerung,...
Ampelschaltung,
Entwurf und Test von digitalen Schaltungen
EA/PA tw. am PC
(Binärsystem, Codierung, Schaltwerttabelle, Terme der
Schaltalgebra, Schaltfunktionen, Schaltsymbole (nach
DIN), Simulation)
Digitalsimulator; HADES
mögliche
Anwendungen:
Halb-/Volladdierer
s.o.,
Digitalzähler,
Minimierung von Schaltnetzen
EA/PA tw. am PC
(Boolsche Algebra, Vereinfachung nach QuineMcCluskey, Überprüfung mit Java-Programmen und
Simulation)
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
Digitalsimulator; HADES
mögliche Anwendungen: s.o.
Aufbau realer Schaltungen
(Logik-Bausteine,
Zeitlaufdiagramme)
Flip-Flops,
PA
Taktung,
mögliche Anwendungen: s.o., Speicher, Schieberegister
Version: 2013.11.25
Experimentierplatinen,
74xx)
Standard-ICs
(TTL
Qualifikationsphase 4. Semester (12/2):
Theoretische Informatik
Themen und Inhalte
Mögliche Methoden und Werkzeuge
Erkennende Automaten
(Zustände,
Eingabealphabet,
Syntaxdiagramme, Syntaxanalyse
Interpreter)
EA/PA tw. am PC; projektorientierte Arbeit
Transitionsgraph,
(Parser), Scanner,
vorgegebenes Simulationsprogramm (SIMA)
mögliche
Anwendungen:
Zeichenfolgesuche,
Silbentrennung, Projekt: „Logo für Arme“
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
(Links-)Reguläre Sprachen
EA/PA tw. am PC; projektorientierte Arbeit
(generative und analysierende Grammatik, Backus-NaurForm, Syntaxbäume)
mögliche Anwendungen: Zufallsgedichte, Parser, Projekt:
„Funktionsplotter“
Keller-Automaten
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
EA/PA tw. am PC; projektorientierte Arbeit
(Keller (Stack), LIFO, Kelleralphabet)
mögliche
Anwendungen:
Analyse
geschachtelter
Strukturen (Klammern,...), Projekt: „Logo für Arme II“
Kontextfreie Sprachen
vorgegebenes Simulationsprogramm (SIMA)
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
EA/PA tw. am PC; projektorientierte Arbeit
(LR(1)-Grammatiken, Syntaxbäume, Parsingtabellen)
mögliche Anwendungen: Klammerstrukturen, Projekt:
Lindenmeyer-Systeme („künstliche Pflanzen“)
BlueJ; Netbeans; Eclipse; VisualStudio
Berechenbarkeit und Entscheidbarkeit
EA/PA tw. am PC; projektorientierte Arbeit
(Algorithmus,
Churchsche-These, Turingmaschinen,
primitiv-rekursive Funktionen, Halteproblem)
evt. vorgegebenes Simulationsprogramm (GTSimulator)
mögliche Anwendungen: „Fleißiger Biber“, evt. Projekt:
„GT-Simulator“
Version: 2013.11.25