Aufbau
Lernbereiche nach Jahrgangsstufe
Jahrgangsstufe 94 Lernbereiche
- Funktionen und Datenflüsse, Tabellenkalkulationsprogramm
- Grundlagen der Datenmodellierung und relationaler Datenbanksysteme
- Grundlagen der objektorientierten Modellierung und Programmierung
- Datenschutz
Jahrgangsstufe 103 Lernbereiche
- Datenmodellierung und relationale Datenbanksysteme
- Objektorientierte Modellierung und Programmierung
- Projekt
Jahrgangsstufe 115 Lernbereiche
- Graphen
- Codierung und Verschlüsselung
- Kommunikation in Netzwerken, Internet
- Künstliche Intelligenz
- Vertiefung
Jahrgangsstufe 127 Lernbereiche
- Rekursion
- Listen
- Bäume
- Funktionsweise eines Rechners
- Betriebssysteme, Prozesse und Nebenläufigkeit
- Informationssicherheit
- Praktische Softwareentwicklung, Projekt
Jahrgangsstufe 134 Lernbereiche
- Internet der Dinge
- Künstliche Intelligenz
- Formale Sprachen und Automaten
- Algorithmen, Komplexität und Berechenbarkeit
Kompetenzen im Detail
Was Schüler:innen können sollen
Jahrgangsstufe 9
Funktionen und Datenflüsse, Tabellenkalkulationsprogramm
5 Kompetenzen
- 1abstrahieren Daten verarbeitende Prozesse mit mehreren Eingaben und einer Ausgabe zu Funktionen.
- 2modellieren die durch Funktionen ausgelösten Datenflüsse mithilfe von Datenflussdiagrammen.
- 3entwickeln neue Funktionen durch Verkettung gegebener Funktionen. Sie wenden damit ein grundlegendes Konzept der funktionalen Modellierung an.
- 4setzen zur automatisierten Datenverarbeitung Datenflussdiagramme und Funktionen in Formeln eines Tabellenkalkulationssystems um und überprüfen durch geeignete Eingaben Modell und Umsetzung.
- 5lösen praxisnahe Aufgabenstellungen, beispielsweise aus dem kaufmännischen Bereich oder der Mathematik, sachgerecht durch Anwendung der funktionalen Sichtweise, realisieren ihre Lösung mit einem Tabellenkalkulationsprogramm und bewerten deren Qualität. Dabei nutzen sie grundlegende Möglichkeiten eines Tabellenkalkulationsprogramms, u. a. sinnvolle Nutzung von Adressierung und passende Gestaltung.
Grundlagen der Datenmodellierung und relationaler Datenbanksysteme
3 Kompetenzen
- 1analysieren Datenbestände einfacher Beispiele aus der Praxis (z. B. Mitgliederverzeichnis) und modellieren diese objektorientiert.
- 2überführen objektorientierte Datenmodelle in entsprechende Tabellenschemata und setzen diese in einem Datenbanksystem um.
- 3konzipieren geeignete SQL-Abfragen, um zielgerichtet Informationen aus einer Datenbanktabelle zu gewinnen.
Grundlagen der objektorientierten Modellierung und Programmierung
8 Kompetenzen
- 1analysieren Objekte aus ihrer Erfahrungswelt (z. B. Fahrzeuge, Personen) hinsichtlich ihrer Eigenschaften (Attribute) und Fähigkeiten (Methoden) und abstrahieren sie zu Klassen. Sie stellen Objekte und Klassen als Grundlage einer möglichen Implementierung grafisch dar.
- 2deklarieren eine Klasse sowie die zugehörigen Attribute und Methoden in einer objektorientierten Programmiersprache.
- 3verwenden bei der Implementierung Wertzuweisungen, um Attributwerte zu ändern, und interpretieren diese als Zustandsänderung des zugehörigen Objekts.
- 4formulieren unter Verwendung der Kontrollstrukturen Algorithmen zu geeigneten Problemstellungen, u. a. durch grafische Darstellungen.
- 5implementieren Methoden auf der Grundlage gegebener Algorithmen objektorientiert, wobei sie sich des Unterschiedes zwischen Methodendefinition und Methodenaufruf bewusst sind. Dabei nutzen sie ggf. auch Methoden anderer Klassen.
- 6analysieren, interpretieren und modifizieren Algorithmen, wodurch sie die Fähigkeit erlangen, fremde Programme flexibel einzusetzen und kritisch zu bewerten.
- 7modellieren durch Klassendiagramme einfache Generalisierungshierarchien zu geeigneten Strukturen aus ihrer Erfahrungswelt.
- 8implementieren mithilfe einer objektorientierten Sprache einfache Generalisierungshierarchien; dabei nutzen sie das Konzept der Vererbung sowie die Möglichkeit, Methoden zu überschreiben.
Datenschutz
3 Kompetenzen
- 1bewerten Regelungen zum Datenschutz im Spannungsfeld zwischen den Persönlichkeitsrechten des Einzelnen und wirtschaftlichen sowie öffentlichen Interessen, beispielsweise bei der Fahndung nach Straftätern.
- 2nutzen das Internet verantwortungsvoll unter Berücksichtigung ihrer Kenntnisse über Möglichkeiten und Risiken dieses Mediums und reflektieren dabei, wodurch der Schutz persönlicher Daten erhöht und die Gefahr des Missbrauchs minimiert werden kann. Insbesondere wägen sie kriteriengeleitet ihren Umgang mit datenbankgestützten Diensten und Portalen ab. In diesem Kontext reflektieren sie den Einfluss digitaler Medien (z. B. Messenger-Dienste, soziale Netzwerke) auf sich und die Gesellschaft (Medienwirkung).
- 3bewerten Chancen und Risiken der automatisierten Analyse von großen Datenbeständen (Data-Mining), auch im Hinblick auf gesellschaftliche Auswirkungen.
Jahrgangsstufe 10
Datenmodellierung und relationale Datenbanksysteme
5 Kompetenzen
- 1analysieren und strukturieren mithilfe objektorientierter Konzepte Datenbestände geeigneter Beispiele aus der Praxis (z. B. Bibliotheksverwaltung) und stellen das daraus entwickelte Datenmodell als Klassendiagramm mit mehreren Klassen dar.
- 2überführen objektorientierte Datenmodelle in entsprechende relationale Modelle und setzen diese in einem Datenbanksystem um.
- 3konzipieren geeignete SQL-Abfragen, um zielgerichtet Informationen aus einer relationalen Datenbank zu gewinnen.
- 4erkennen Redundanzen und Anomalien in einer relationalen Datenbank und beurteilen die dadurch entstehende Problematik im Hinblick auf die Konsistenz des Datenbestands.
- 5bewerten Chancen und Risiken der automatisierten Analyse verknüpfter Datenbestände, auch im Hinblick auf gesellschaftliche Auswirkungen.
Objektorientierte Modellierung und Programmierung
5 Kompetenzen
- 1wenden eine eindimensional indizierte Datenstruktur bei einfachen Problemstellungen zur Speicherung und Verwaltung gleichartiger Daten an.
- 2analysieren und modellieren Objektbeziehungen und das Kommunikationsverhalten innerhalb eines Systems (beispielsweise eines Fahrradverleihs).
- 3implementieren die im Klassendiagramm festgelegten Beziehungen sachgerecht durch Referenzen, um während der Laufzeit des Programms die Kommunikation zwischen den entsprechenden Objekten durch den Aufruf geeigneter Methoden zu ermöglichen. Dabei wird ihnen die Grundidee der Datenkapselung bewusst.
- 4modellieren und implementieren im Rahmen eines einfachen Beispiels aus der Praxis (etwa der Mitgliederverwaltung eines Vereins) eine Struktur zur Verwaltung gleichartiger Objekte. Hierbei entwickeln sie ausgewählte Methoden, z. B. zum Einfügen, Entfernen und Bearbeiten von Elementen.
- 5nutzen in Generalisierungshierarchien das Konzept des Polymorphismus zur Implementierung verschiedener Verhaltensweisen, z. B. die spartenabhängige Berechnung der Mitgliedsbeiträge eines Sportvereins.
Projekt
5 Kompetenzen
- 1erstellen im Team einen Projektplan, um eine Datenbank bzw. ein objektorientiertes Programm zu einem Szenario aus ihrer Erfahrungswelt zu entwickeln.
- 2analysieren das gegebene Szenario und modellieren relevante Ausschnitte durch ein Klassendiagramm und ggf. weitere Diagramme.
- 3implementieren zum gegebenen Szenario arbeitsteilig und auf Grundlage der vorhandenen Modellierung die Datenbank einschließlich geeigneter Abfragen bzw. das objektorientierte Programm.
- 4testen die entwickelte Datenbank bzw. das entwickelte Programm hinsichtlich der Anforderungen des gegebenen Szenarios.
- 5dokumentieren ihre Projektarbeit geeignet.
Jahrgangsstufe 11
Graphen
5 Kompetenzen
- 1modellieren im Rahmen praktischer Fragestellungen vernetzte Strukturen als Graphen und klassifizieren diese anhand ihrer Eigenschaften.
- 2implementieren mithilfe einer objektorientierten Programmiersprache und unter Verwendung einer Adjazenzmatrix die Datenstruktur Graph.
- 3erläutern allgemein die Idee der Breitensuche, formulieren den zugehörigen Algorithmus und wenden diesen an konkreten Beispielen an.
- 4implementieren den Breitensuche-Algorithmus und modifizieren diesen in geeigneter, vom Anwendungskontext abhängiger Weise, z. B. bei der Auswahl oder Bearbeitung aller erreichbaren Knoten mit bestimmten Eigenschaften.
- 5analysieren und erläutern die Funktionsweise des Dijkstra-Algorithmus und wenden diesen an konkreten Beispielen an; dabei erkennen sie, dass Algorithmen ihren Alltag mitbestimmen.
Codierung und Verschlüsselung
6 Kompetenzen
- 1erläutern das Prinzip und die Bedeutung der Codierung von Information anhand geeigneter Beispiele aus der Informationstechnologie (z. B. Strichcode, RGB-Farbcode, QR-Code) sowie die Möglichkeit der Validierung codierter Information durch die Verwendung von Prüfsummen, z. B. GTIN, IBAN.
- 2codieren natürliche Zahlen binär und hexadezimal und führen entsprechende Decodierungen durch.
- 3erklären die Grundprinzipien symmetrischer und asymmetrischer Verschlüsselung.
- 4wenden einfache symmetrische Verfahren zur Ver- und Entschlüsselung an (z. B. Caesar, Vigenère) und implementieren einen zugehörigen Algorithmus.
- 5bewerten Sicherheitsaspekte eines ausgewählten Verfahrens im Hinblick auf mögliche Angriffe, insbesondere durch die Brute-Force-Methode.
- 6erklären den Zweck und die prinzipielle Funktionsweise einer digitalen Signatur und beschreiben in diesem Zusammenhang die Bedeutung von Zertifikaten.
Kommunikation in Netzwerken, Internet
5 Kompetenzen
- 1erläutern die Struktur und Funktionsweise des Internets sowie die damit verbundene Adressierung von Geräten.
- 2strukturieren Kommunikationsvorgänge im Internet in aufeinander aufbauende Schichten und beschreiben so die Übermittlung elektronischer Daten; dabei erlangen sie ein grundlegendes Verständnis für die Bedeutung von Protokollen.
- 3implementieren einen einfachen Client, z. B. Anfordern einer Webseite.
- 4beschreiben das Zusammenspiel von Client und Server bei Webanwendungen, z. B. bei einer Fahrplanauskunft.
- 5erläutern Chancen und Risiken des Internets, beurteilen ihren eigenen Umgang mit dessen Diensten und reflektieren dabei, wodurch der Schutz persönlicher Daten erhöht und die Gefahr des Missbrauchs minimiert werden kann.
Künstliche Intelligenz
6 Kompetenzen
- 1diskutieren Ansätze zur Definition des Begriffs Künstliche Intelligenz (KI), beschreiben verschiedene Grundideen von Verfahren der KI (u. a. maschinelles Lernen) sowie ihre Anwendungsbereiche.
- 2erläutern die Funktionsweise eines ausgewählten Algorithmus maschinellen Lernens (k-nächste-Nachbarn-Algorithmus oder Entscheidungsbaum-Algorithmus) allgemein und an konkreten Beispielen.
- 3analysieren den Einfluss von Trainingsdaten und Parametern auf die Zuverlässigkeit der Ergebnisse eines Verfahrens maschinellen Lernens, ggf. unter Verwendung eines geeigneten Werkzeugs.
- 4erläutern die Funktionsweise eines künstlichen Neurons (Perzeptron) und beschreiben den grundsätzlichen Aufbau eines künstlichen neuronalen Netzes.
- 5implementieren ein künstliches Neuron.
- 6nehmen zu ausgewählten aktuellen Einsatzmöglichkeiten der Künstlichen Intelligenz Stellung und bewerten Chancen und Risiken für Individuum und Gesellschaft.
Vertiefung
1 Kompetenz
- 1lösen eine weiterführende Problemstellung mit Bezug zu einem der Lernbereiche 1 bis 4, ggf. mit Methoden der Projektarbeit.
Jahrgangsstufe 12
Rekursion
4 Kompetenzen
- 1analysieren rekursive Algorithmen und erläutern das Prinzip der Rekursion. Dabei vergleichen sie iterative und rekursive Algorithmen für geeignete Problemstellungen.
- 2implementieren rekursive Algorithmen zur Lösung von Problemen und Aufgaben, wie z. B. Berechnung des ggT, Erzeugung selbstähnlicher Figuren, Türme von Hanoi.
- 3erläutern die Idee der Tiefensuche in Graphen, formulieren den zugehörigen Algorithmus und wenden diesen an konkreten Beispielen an.
- 4implementieren die Tiefensuche in Graphen und modifizieren den Algorithmus in geeigneter, vom Anwendungskontext abhängiger Weise.
Listen
5 Kompetenzen
- 1modellieren mithilfe einfach verketteter Listen lineare Datenstrukturen aus verschiedenen Situationen ihres Lebensumfeldes, z. B. eine Playlist. Sie nutzen dabei das Konzept der Trennung von Struktur und Daten sowie das Entwurfsmuster Kompositum.
- 2entwickeln basierend auf ihrem Modell der einfach verketteten Liste Algorithmen zum Einfügen bzw. Löschen von Elementen an beliebiger Stelle sowie zum Durchlaufen der Liste. Dabei nutzen sie das Prinzip der Rekursion.
- 3erläutern die Kommunikation zwischen Objekten anhand gegebener Sequenzdiagramme, insbesondere zwischen den Objekten der Listenstruktur.
- 4implementieren einfach verkettete Listen und die zugehörigen Algorithmen mithilfe einer objektorientierten Programmiersprache.
- 5nutzen bei der Modellierung und Implementierung von alltagsnahen Anwendungssituationen die flexible Verwendbarkeit einfach verketteter Listen; dabei setzen sie insbesondere die Datenstrukturen Stapel und Warteschlange um.
Bäume
6 Kompetenzen
- 1modellieren geordnete Binärbäume zu verschiedenen Problemstellungen ihres Erfahrungsbereiches, in denen eine effiziente Datenhaltung wichtig ist. Sie nutzen dabei das Konzept der Trennung von Struktur und Daten sowie das Entwurfsmuster Kompositum.
- 2entwickeln rekursive Algorithmen zur Verwaltung der Daten, die in einem Binärbaum gespeichert sind, insbesondere zur Traversierung eines Binärbaums sowie zum Einfügen und Suchen in einem geordneten Binärbaum.
- 3implementieren auf der Grundlage gegebener Modelle geordnete Binärbäume mithilfe einer objektorientierten Programmiersprache.
- 4vergleichen und bewerten geordnete Binärbäume und einfach verkettete Listen hinsichtlich der Anzahl der Schlüsselvergleiche bei Suchanfragen.
- 5nutzen bei der Bearbeitung von alltagsnahen Anwendungssituationen eine bereits implementierte Version eines geordneten Binärbaums und passen diese an die konkrete Aufgabenstellung an.
- 6erläutern an konkreten Beispielen, wie Bäume, die keine geordneten Binärbäume sind, zur Lösung praxisrelevanter Aufgaben verwendet werden, z. B. Huffman-Baum zur Umsetzung einer Textkompression, Quad-Tree zur Flächenindizierung oder Hash-Baum zur Sicherstellung der Integrität von Daten.
Funktionsweise eines Rechners
9 Kompetenzen
- 1beschreiben die wesentlichen Komponenten eines Computersystems und vergleichen dieses mit der Von-Neumann-Architektur.
- 2erläutern die Erweiterung der Darstellung von natürlichen Zahlen im Binärsystem auf die Darstellung von ganzen Zahlen unter Verwendung des Zweierkomplements.
- 3beschreiben anhand gegebener Transistorschaltungen, wie elementare logische Funktionen (u. a. AND, OR, NOT) auf Hardwareebene in Form von Logikgattern realisiert werden können.
- 4erläutern, wie n-stellige logische Funktionen durch disjunktive Normalformen dargestellt werden können; für einfache Beispiele (u. a. Halbaddierer, Volladdierer) überführen sie disjunktive Normalformen in Schaltungen auf Basis von Logikgattern.
- 5modellieren geeignete Problemstellungen mithilfe logischer Funktionen und erläutern, dass deren Beschreibung in disjunktiver Normalform in der Regel nicht zur einfachsten Realisierung einer Schaltung führt.
- 6erläutern, wie sich jede logische Funktion nur durch die NAND-Funktion darstellen lässt, und beschreiben die dadurch entstehenden Möglichkeiten für die technische Realisierung von Hardwarekomponenten.
- 7erläutern den Aufbau und die Funktionsweise einer Registermaschine.
- 8erläutern die Abarbeitung eines Programms durch eine Registermaschine und beschreiben den zugrunde liegenden Algorithmus.
- 9setzen einfache Algorithmen in Assemblersprache um und testen diese Programme mithilfe einer Registermaschinensimulation.
Betriebssysteme, Prozesse und Nebenläufigkeit
9 Kompetenzen
- 1erläutern den Zweck sowie die Aufgaben eines Betriebssystems und beschreiben dessen prinzipiellen Aufbau anhand eines Schalenmodells.
- 2vergleichen die Anforderungen, die an Betriebssysteme in unterschiedlichen Einsatzszenarien gestellt werden.
- 3nutzen und beschreiben Funktionen und Mechanismen von Betriebssystemen, die dem Schutz und der Sicherheit von elektronischen Geräten dienen.
- 4beschreiben und bewerten unterschiedliche Scheduling-Strategien, die von Betriebssystemen bei der Prozessverwaltung eingesetzt werden.
- 5analysieren parallele Abläufe an Alltagsbeispielen, insbesondere im Hinblick auf die Nutzung gemeinsamer Ressourcen, und begründen die Notwendigkeit der Synchronisation.
- 6modellieren anhand einfacher Beispiele die Nutzung gemeinsamer Ressourcen in einem Betriebsmittelzuteilungsgraph und analysieren diesen hinsichtlich einer möglichen Verklemmungssituation.
- 7modellieren nebenläufige Prozesse bzw. Teilprozesse (Threads) mit Sequenzdiagrammen.
- 8erläutern das Monitor- und das Semaphorkonzept als mögliche Strategien zur Synchronisation nebenläufiger Prozesse.
- 9implementieren Beispiele mit nebenläufigen (Teil-)Prozessen und synchronisieren diese.
Informationssicherheit
4 Kompetenzen
- 1analysieren exemplarisch ein Informatiksystem hinsichtlich der Umsetzung wichtiger Schutzziele der Informationssicherheit und bewerten das Erreichen dieser Ziele.
- 2beschreiben verschiedene Arten der Gefährdung eines Informatiksystems und analysieren ein mögliches Angriffsszenario.
- 3erläutern Maßnahmen, die die Informationssicherheit gewährleisten sollen. In diesem Kontext werden ihnen technische und wirtschaftliche Grenzen bewusst.
- 4erörtern verschiedene Perspektiven einer Fragestellung der Informationssicherheit, z. B. Offenlegung oder Nichtoffenlegung von Schwachstellen.
Praktische Softwareentwicklung, Projekt
6 Kompetenzen
- 1beurteilen anhand ausgewählter Kriterien die Qualität eines Softwareprodukts.
- 2beurteilen die Gebrauchstauglichkeit eines Softwareprodukts hinsichtlich ausgewählter Prüfkriterien der Softwareergonomie.
- 3entwerfen und implementieren einfache grafische Benutzeroberflächen. Dabei berücksichtigen sie ausgewählte Prüfkriterien der Softwareergonomie.
- 4beurteilen das Wasserfallmodell und ein agiles Vorgehensmodell der Softwareentwicklung hinsichtlich ihres Beitrags zur Sicherstellung der Softwarequalität.
- 5verwenden Entwurfs- bzw. Architekturmuster sowie Programmbibliotheken, dokumentieren und refaktorieren den Quellcode und führen unterschiedliche Tests durch.
- 6führen ein Softwareprojekt zu einer Aufgabenstellung aus der Praxis gemäß einem Vorgehensmodell der Softwareentwicklung im Team eigenverantwortlich und arbeitsteilig unter Verwendung eines Versionsverwaltungssystems durch.
Jahrgangsstufe 13
Internet der Dinge
6 Kompetenzen
- 1erläutern den Begriff Internet der Dinge (IoT) und beschreiben Einsatzmöglichkeiten von IoT-Systemen.
- 2entwickeln Anwendungen für eine Physical-Computing-Plattform, z. B. zur Erfassung von Messdaten mit Sensoren und zur Steuerung von Aktoren.
- 3entwickeln im Team eine Client-Server-Anwendung in einem lokalen Netzwerk unter Verwendung einer Physical-Computing-Plattform.
- 4analysieren IoT-Systeme, die auch außerhalb eines lokalen Netzwerks erreichbar sind, insbesondere im Hinblick auf mögliche Angriffsszenarien.
- 5erweitern ihre entwickelte Client-Server-Anwendung zu einem einfachen IoT-System und ergreifen dabei Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz vor möglichen Angriffen.
- 6erläutern Chancen und Risiken des Internets der Dinge aus individueller und gesellschaftlicher Sicht.
Künstliche Intelligenz
10 Kompetenzen
- 1erstellen eine Wissensbasis zu einem abgeschlossenen System der realen Welt durch die Angabe von Fakten und Regeln. Dabei verwenden sie auch rekursive Beschreibungen.
- 2entwerfen Anfragen an eine Wissensbasis mithilfe eines Softwaresystems zur Lösung von Fragestellungen.
- 3untersuchen und beschreiben an Beispielen die Strategie der automatisierten Ableitung von Aussagen durch eine Inferenzmaschine.
- 4erklären den prinzipiellen Aufbau eines künstlichen neuronalen Netzes, führen an einfachen Beispielen eine Forward Propagation durch und beschreiben die Zielsetzung der Fehlerrückführung.
- 5analysieren unter Verwendung einer geeigneten Software den Einfluss von Trainingsdaten und Hyperparametern auf den Lernerfolg künstlicher neuronaler Netze.
- 6beschreiben die Funktionsweise des k-Means-Algorithmus als Beispiel unüberwachten Lernens und implementieren diesen.
- 7analysieren für verschiedene Eingabedaten die Ergebnisse, die der k-Means-Algorithmus in Abhängigkeit von k liefert.
- 8erläutern die Grundprinzipien überwachten Lernens, unüberwachten Lernens und bestärkenden Lernens.
- 9wenden ein maschinelles Lernverfahren auf eine Problemstellung an.
- 10nehmen zu aktuellen Einsatzmöglichkeiten des maschinellen Lernens Stellung und bewerten Chancen und Risiken hinsichtlich individueller und gesellschaftlicher Verantwortung.
Formale Sprachen und Automaten
8 Kompetenzen
- 1untersuchen formale Sprachen aus ihrem Alltag und formulieren Regeln, nach denen die Menge der Wörter der jeweiligen Sprache gebildet wird.
- 2definieren Grammatiken zur Erzeugung formaler Sprachen. Für geeignete Grammatiken verwenden sie zur Notation der Produktionsregeln insbesondere die EBNF und Syntaxdiagramme.
- 3entwerfen zum Erkennen regulärer Sprachen endliche Automaten.
- 4implementieren deterministische endliche Automaten zur automatisierten Überprüfung der Zugehörigkeit von Wörtern zu einer regulären Sprache.
- 5erläutern das Konzept des Nichtdeterminismus bei Automaten anhand geeigneter Beispiele.
- 6erläutern anhand von Beispielen, dass es Sprachen gibt, die nicht regulär sind.
- 7beschreiben das Modell der Turingmaschine und erläutern anhand von Beispielen ihre Funktionsweise bei der Erkennung von Sprachen.
- 8entwerfen Turingmaschinen für einfache Beispiele Turing-erkennbarer Sprachen.
Algorithmen, Komplexität und Berechenbarkeit
8 Kompetenzen
- 1erläutern den Begriff Turing-Berechenbarkeit und zeigen für einfache Funktionen durch Angabe einer passenden Turingmaschine, dass diese Funktionen Turing-berechenbar sind.
- 2bewerten durch Zeitmessungen und Zählverfahren den Laufzeitaufwand von Algorithmen.
- 3beschreiben das asymptotische Laufzeitverhalten von Algorithmen unter Verwendung der Landau-Notation.
- 4begründen, dass ein hoher Laufzeitaufwand sicherheitsrelevant sein kann.
- 5entwerfen Algorithmen zur Lösung von Problemen und implementieren ausgewählte Beispiele. Dazu wenden sie geeignete Strategien an und wählen passende Datenstrukturen.
- 6vergleichen und beurteilen Algorithmen zur Lösung eines Problems u. a. hinsichtlich des Laufzeitverhaltens und schätzen die Komplexität des betrachteten Problems ab.
- 7beschreiben die Definition der Komplexitätsklassen P und NP sowie die Bedeutung der Fragestellung P≟NP.
- 8erläutern das Halteproblem als Beispiel für Probleme, die nicht berechenbar sind.
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Häufige Fragen
Lehrplan Informatik – Gymnasium Bayern
Wie viele Kompetenzen umfasst der Lehrplan Informatik für Gymnasium in Bayern?+
Der Lehrplan Informatik am Gymnasium in Bayern umfasst 132 Kompetenzen, gegliedert in 23 Lernbereiche über 5 Jahrgangsstufen.
Welche Lernbereiche deckt Informatik am Gymnasium in Bayern ab?+
Zu den Lernbereichen gehören unter anderem: Funktionen und Datenflüsse, Tabellenkalkulationsprogramm, Grundlagen der Datenmodellierung und relationaler Datenbanksysteme, Grundlagen der objektorientierten Modellierung und Programmierung, Datenschutz, Datenmodellierung und relationale Datenbanksysteme, Objektorientierte Modellierung und Programmierung, Projekt, Graphen und weitere.
Wie plane ich eine Unterrichtsstunde Informatik passend zum Lehrplan?+
Mit Didoria wählst du einen Lernbereich aus diesem Lehrplan und erhältst in Minuten eine fertige, lehrplankonforme Unterrichtsstunde mit Lernzielen, Phasen und Methoden.
Ist dieser Lehrplan Informatik aktuell?+
Ja. Die Kompetenzen und Lernbereiche folgen dem gültigen Lehrplan für Informatik am Gymnasium in Bayern.