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In­for­ma­ti­ons­tech­nik

Vor­be­mer­kun­gen

 

Bil­dungs­plan­über­sicht

Schul­jahr Bil­dungs­plan­ein­hei­ten Zeit­rich­t-wert Ge­sam­t-stun­den
Ein­gangs­klas­se Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP) 60
1 Tech­ni­sche In­for­ma­tik I
36 (21)
2 Tech­ni­sche In­for­ma­tik II
39 (24)
3 Grund­la­gen der Pro­gramm­ent­wick­lung
39 (39)
4 La­bor­übun­gen zu Grund­la­gen der Pro­gram­mie­rung
24 (24)
5 Pro­jekt­ma­nage­ment
12 (12) 210 (120)
Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung 30
240 (120)
Jahr­gangs­stu­fe 1 Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP) 60
6 Tech­ni­sche In­for­ma­tik III
45 (24)
7 Tech­ni­sche In­for­ma­tik IV
30 (16)
8 Ob­jekt­ori­en­tier­ter Ent­wurf I
45
9 Da­ten­bank­sys­te­me
30 210 (40)
Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung 30
240 (40)
Jahr­gangs­stu­fe 2 Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP) 48
10 Ver­netz­te Sys­te­me
40
11 In­ter­net der Din­ge (IoT)
20
12 Ob­jekt­ori­en­tier­ter Ent­wurf II
30 (16)
13 Künst­li­che In­tel­li­genz
30 (16) 168 (32)
Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung 24
192 (32)
Die Zeit­richt­wer­te in Klam­mern ge­ben den An­teil der St­un­den in Grup­pen­tei­lung an.

Ein­gangs­klas­se

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

60

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­den
Wie­der­ho­len
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Schritt­mo­tor steu­ern
Am­pel steu­ern
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung Fä­cher ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Tech­ni­sche In­for­ma­tik I

36 (21)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen die Grund­be­grif­fe und Grund­schal­tun­gen der Di­gi­tal­tech­nik ken­nen. Sie er­fah­ren, wie sich kom­ple­xe­re Schal­tun­gen aus ein­fa­chen Grund­ele­men­ten zu­sam­men­bau­en las­sen.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler kön­nen ein­fa­che arith­me­ti­sche und lo­gi­sche Grund­schal­tun­gen, die die Grund­la­ge di­gi­ta­ler Schalt­net­ze und Re­chen­schal­tun­gen bil­den, ent­wer­fen.

Zah­len­sys­te­me:
Hex, du­al, de­zi­mal
um­wan­deln, ad­die­ren und sub­tra­hie­ren, ne­ga­ti­ve Zah­len
Code: BCD

Ana­lo­g-Di­gi­tal
Bi­nä­re In­for­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung

Di­gi­tal­tech­nik, Lo­gi­sche Grund­funk­tio­nen
UND, ODER, NICHT

Schalt­net­ze, De‑/Mul­ti­ple­xer
Code­wand­ler, Wahr­heits­ta­bel­le, Funk­ti­ons­glei­chung
Re­chen­schal­tun­gen,
Voll- und Halb­ad­die­rer, 2er Kom­ple­ment
Mehr­bi­tad­die­rer

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen ein­fa­che di­gi­ta­le Schal­tun­gen, die die Grund­la­ge des Mi­kro­con­trol­lers bil­den. Sie ent­wi­ckeln ein­fa­che steue­rungs­tech­ni­sche Lö­sun­gen und do­ku­men­tie­ren ih­re Er­geb­nis­se.

Spei­cher­ele­men­te
D-Flip­flop, RS-Flip­flop, Im­puls­dia­gramm
po­si­ti­ve bzw. ne­ga­ti­ve Takt­flan­ken­trig­ge­rung
Schalt­wer­ke

Zu­stands­co­die­rung
Zu­stands­fol­ge­ta­bel­le
Zu­stands­co­die­rung und Zu­stands­über­gän­ge kön­nen zu­sam­men­ge­fasst wer­den
Zu­stands­dia­gramm

Syn­chro­ne Zäh­ler
Block­dia­gramm, ein­fa­che Schal­tun­gen
Schalt­plan

BPE 2

Tech­ni­sche In­for­ma­tik II

39 (24)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren grund­le­gen­de Funk­ti­ons­wei­sen klei­ner Sys­te­me. Für ein tie­fe­res Sys­tem­ver­ständ­nis ent­wer­fen sie klei­ne Pro­gram­me auf ab­ge­grenz­ten Sys­te­men und Bau­grup­pen.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln ein­fa­che Pro­gram­me in der Pro­gram­mier­spra­che As­sem­bler.

Pro­gramm­struk­tur
z. B. ein­fa­che As­sem­bler­pro­gram­me, LED an­steu­ern, Zäh­len, Blin­ken, Schritt­mo­tor, Lauf­licht, Tas­ter und Schal­ter, Mas­kie­ren
  • Be­fehls­satz
  • Be­fehls­ar­ten
  • Be­ding­ter Pro­gramm­ab­lauf
  • Zeit­schlei­fen
  • Zähl­schlei­fen
  • Ein- und Aus­ga­be über Ports
  • Pol­ling
  • Code­ta­bel­len

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen und struk­tu­rie­ren Pro­gram­me und be­schrei­ben die­se mit ge­eig­ne­ten gra­fi­schen Dar­stel­lungs­for­men.

Mo­du­la­rer Auf­bau:
Un­ter­pro­gram­me, Ver­wen­dung des St­acks

Pro­gramm­ab­lauf­plan (PAP)
PAP als Ent­wurfs- und Do­ku­men­ta­ti­ons­werk­zeug

BPE 3

Grund­la­gen der Pro­gramm­ent­wick­lung

39 (39)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler lö­sen in­for­ma­ti­ons­tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen mit den Grund­la­gen ei­ner hö­he­ren Pro­gram­mier­spra­che und do­ku­men­tie­ren die­se in Pseu­do­code.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­klä­ren und ent­wer­fen Pro­gram­me mit den Grund­ele­men­ten ei­ner hö­he­ren Pro­gram­mier­spra­che.

Pro­gram­mier­spra­chen
his­to­ri­sche Ent­wick­lung, In­ter­pre­ter/Com­pi­ler und Misch­for­men
Grund­ele­men­te ei­ner hö­he­ren Pro­gram­mier­spra­che

  • Va­ria­blen, Kon­stan­ten

  • Da­ten­ty­pen und Ty­pe­cas­ting

  • Ope­ra­to­ren

  • Kon­troll­struk­tu­ren: ein- und zwei­sei­ti­ge Aus­wahl, Mehr­fach­aus­wahl, Schlei­fe mit Ein­tritts- oder Aus­tritts­be­din­gung

  • Ope­ra­tio­nen: Pa­ra­me­ter­über­ga­be, Rück­ga­be­wert

  • Pro­gram­mier­kon­ven­tio­nen
Pro­gramm­auf­bau, Mo­du­la­ri­sie­rung, Na­mens­ge­bung, Kom­men­ta­re
  • Ein- und mehr­di­men­sio­na­le Fel­der

Grund­le­gen­de Al­go­rith­men

  • Sor­tie­ren von Feld­ele­men­ten

  • Su­chen ei­nes de­fi­nier­ten Fel­des

Ele­men­ta­re Kon­zep­te des ob­jekt­ori­en­tier­ten An­sat­zes und de­ren gra­fi­sche Dar­stel­lung

  • Ob­jekt und Klas­se

  • Kon­struk­tor

  • At­tri­but

  • Ope­ra­ti­on

  • Kap­se­lung

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen ein­fa­che Al­go­rith­men und do­ku­men­tie­ren die­se in Pseu­do­code.

Grund­prin­zi­pi­en der Da­ten­ver­ar­bei­tung
EVA-Prin­zip, Abs­tra­hie­rung der Ver­ar­bei­tung
Grund­ele­men­te von Pseu­do­code

Struk­tur­ele­men­te von Al­go­rith­men

  • Se­quenz

  • Aus­wahl

  • Wie­der­ho­lung

Dar­stel­lung in Pseu­do­code

BPE 4

La­bor­übun­gen zu Grund­la­gen der Pro­gram­mie­rung

24 (24)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler im­ple­men­tie­ren und tes­ten Lö­sun­gen für ein­fa­che in­for­ma­ti­ons­tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen in ei­ner hö­he­ren Pro­gram­mier­spra­che mithil­fe ei­ner Ent­wick­lungs­um­ge­bung.

BPE 4.1

Die Schü­ler ent­wi­ckeln Pro­gram­me mit­hil­fe ei­ner Ent­wick­lungs­um­ge­bung un­ter Ver­wen­dung der In­hal­te der BPE 3.

Be­nut­zer­schnitt­stel­len
his­to­ri­sche Ent­wick­lung, In­ter­pre­ter/Com­pi­ler und Misch­for­men
  • Ein‑/Aus­ga­be in der Kon­so­le

  • gra­fi­sche Be­nut­zer­schnitt­stel­le zur Ein- und Aus­ga­be von Da­ten

  • Er­eig­nis­be­hand­lung
Tex­t­e­le­men­te, Be­fehls­schalt­flä­chen
Par­sen von Ein­ga­ben

Feh­ler­be­hand­lung

Im­ple­men­tie­rung von Al­go­rith­men, die als Pseu­do­code vor­lie­gen

Im­ple­men­tie­rung von Klas­sen an­hand von Vor­ga­ben

Soft­ware Test und De­ploy­ment

BPE 5

Pro­jekt­ma­nage­ment

12 (12)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­win­nen ei­nen Über­blick über Pro­jekt­ma­nage­ment­ver­fah­ren. Sie steu­ern Pro­jek­te mithil­fe ei­nes agi­len Pro­jekt­ma­nage­mentver­fah­rens und be­ar­bei­ten Pro­jekt­auf­ga­ben struk­tu­riert.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen ver­schie­de­ne Pro­jekt­ma­nage­men­t-Ver­fah­ren und be­schrei­ben de­ren pri­mä­re Ein­satz­ge­bie­te. Sie er­klä­ren den zy­kli­schen Ab­lauf ei­nes agi­len Pro­jekt­ma­nage­ments. Sie füh­ren min­des­tens ein Pro­jekt durch.

Pro­jekt­ma­nage­ment­ver­fah­ren
z. B. agi­les Pro­jekt­ma­nage­ment mit Scrum
Gro­ße Pro­jek­te in Teil­auf­ga­ben glie­dern

  • Teil­auf­ga­ben aus Kun­den­sicht
  • Über­prüf­bar­keit von Teil­auf­ga­ben
  • Auf­wands­ab­schät­zung und Prio­ri­sie­rung der Teil­auf­ga­ben
  • Zu­stän­de von Teil­auf­ga­ben

Schritt­wei­se Be­ar­bei­tung der Teil­auf­ga­ben

  • Pla­nen von Teil­auf­ga­ben für ei­nen de­fi­nier­ten Zeit­raum
  • zy­kli­sche Über­prü­fung und Über­ar­bei­tung der Teil­auf­ga­ben
  • re­gel­mä­ßi­ge Ein­schät­zung des Ge­samt- und Rest­auf­wands nach ei­nem Zy­klus
  • Vi­sua­li­sie­rung des Pro­jekt­fort­schritts

Jahr­gangs­stu­fe 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

60

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­den
Wie­der­ho­len
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Funk­uhr
Fahr­zeu­ge mit Selbst­steue­rung, Blue­tooth, LAN
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung Fä­cher ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 6

Tech­ni­sche In­for­ma­tik III

45 (24)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­ken­nen Mi­kro­con­trol­ler als ele­men­ta­re Sys­te­me der hard­ware­na­hen Infor­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln Mi­kro­con­trol­ler­pro­gram­me, mit de­nen Mi­kro­con­trol­ler auf ex­ter­ne Ein-/Aus­ga­ben re­agie­ren kön­nen, in Hoch­spra­che C bzw. C++ un­ter Ver­wen­dung pro­fes­sio­nel­ler Werk­zeu­ge. Sie do­ku­men­tie­ren ih­re Lö­sun­gen.

Pro­gramm­ent­wick­lung in Hoch­spra­che C/C++

Ports: Initia­li­sie­rung, Ein­ga­be, Aus­ga­be

Pol­ling
ver­schie­de­ne Ar­ten der Er­eig­nis­be­hand­lung an­wen­den, Vor- und Nach­tei­le nen­nen kön­nen
Ex­ter­ne In­ter­rupts

  • Frei­ga­be
  • Initia­li­sie­rung
  • ISR

Dar­stel­lung von Pro­gramm­ab­läu­fen in UM­L-Zu­stands­dia­gram­men

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln Mi­kro­con­trol­ler­pro­gram­me, mit de­nen Mi­kro­con­trol­ler auf in­ter­ne Er­eig­nis­se re­agie­ren kön­nen, in Hoch­spra­che C bzw. C++ un­ter Ver­wen­dung pro­fes­sio­nel­ler Werk­zeu­ge. Sie do­ku­men­tie­ren ih­re Lö­sun­gen.

Pro­gramm­ent­wick­lung in Hoch­spra­che C/C++

In­ter­ne In­ter­rupt­s/Ti­mer
für Zeit- und Fre­quenz­mes­sung, zy­kli­sche In­ter­rupts
  • Frei­ga­be

  • Über­lauf

  • Re­load

  • Pre­sca­ler

  • Initia­li­sie­rung

  • ISR
Dar­stel­lung in UM­L-Zu­stands­dia­gram­men

BPE 6.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben die Ar­chi­tek­tur ei­nes Mi­kro­con­trol­lers und er­klä­ren das Zu­sam­men­wir­ken der Funk­ti­ons­blö­cke.

Ar­chi­tek­tu­ren
Ar­chi­tek­tur ei­nes mo­der­nen Mi­kro­con­trol­lers
Re­gis­ter, Flags

ALU

Steue­rung

Spei­cher, Adres­se

Spei­cher­mo­del­le

Bus­sys­te­me im Con­trol­ler: Da­ten­bus, Adress­bus, Steu­er­bus

BPE 7

Tech­ni­sche In­for­ma­tik IV

30 (16)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nut­zen den Mi­kro­con­trol­ler für hard­ware­na­he An­wen­dun­gen. Ziel­ge­rich­tet set­zen sie Pe­ri­phe­rie­bau­grup­pen zur Er­wei­te­rung des Mi­kro­con­trol­lers ein und steu­ern die­se über gän­gi­ge Schnitt­stel­len an. Sie do­ku­men­tie­ren ih­re Lö­sun­gen und nut­zen Ent­wurfs­werk­zeu­ge.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln Lö­sun­gen für kom­ple­xe Auf­ga­ben mit­hil­fe der Hoch­spra­chen „C“ bzw. „C++“ in ei­nem kon­kre­ten Ent­wick­lungs­sys­tem und be­ur­tei­len die Vor­tei­le die­ser Pro­blem­lö­sung.

Pro­gramm­ent­wurf in Hoch­spra­che C/C++

Zeit­mul­ti­plex­ver­fah­ren
mehr­stel­li­ge Sie­bens­eg­ment­an­zei­ge
PWM
Ser­vo
Sen­so­ren, Ak­to­ren, Ein­ga­be- und Aus­ga­be­ein­hei­ten, AD‑, DA-Um­set­zer
Ma­trix­tas­ta­tur, Schritt­mo­tor
Schnitt­stel­len auf abs­tra­hier­ter Ebe­ne
An­wen­dung gän­gi­ger Schnitt­stel­len wie
SPI, I2C, UART, Blue­tooth…

BPE 8

Ob­jekt­ori­en­tier­ter Ent­wurf I

45

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln mit ob­jekt­ori­en­tier­ter Ana­ly­se und ob­jektori­en­tier­tem De­sign Lö­sun­gen für Pro­ble­me.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen ob­jekt­ori­en­tier­te Mo­del­le und stel­len die Ob­jekt­struk­tu­ren und Wech­sel­wir­kun­gen zwi­schen den Ob­jek­ten in UM­L-No­ta­ti­on dar. Zu ein­zel­nen Lö­sungs­ent­wür­fen ent­wi­ckeln die Schü­le­rin­nen und Schü­ler Pro­gram­me.

Mo­dell­bil­dung und Pro­blem­lö­sung

3-Schich­ten Ar­chi­tek­tur: Mo­del-View-Con­trol

Ob­jekt- und Klas­sen­struk­tu­ren

Le­bens­dau­er von Ob­jek­ten

  • Kon­struk­to­ren
  • De­struk­tor

Sicht­bar­keit und Kap­se­lung

Ver­er­bung

Schnitt­stel­len

As­so­zia­tio­nen

Über­la­den und Über­schrei­ben von Ope­ra­tio­nen/Kon­struk­to­ren

Po­ly­mor­phie

In­ter­ak­ti­on zwi­schen Ob­jek­ten mit Nach­rich­ten

Dar­stel­lung in UM­L-No­ta­ti­on

  • Klas­sen­dia­gramm
  • Ob­jekt­dia­gramm
  • Se­quenz­dia­gramm
  • Zu­stands­dia­gramm

BPE 9

Da­ten­bank­sys­te­me

30

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln und im­ple­men­tie­ren re­la­tio­na­le Da­ten­ban­ken ent­spre­chend ge­for­derter Rand­be­din­gun­gen. Daten aus re­la­tio­na­len Da­ten­ban­ken fra­gen sie mit SQL ab.

BPE 9.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen und be­schrei­ben Auf­ga­ben und An­for­de­run­gen an Da­ten­bank­ma­nage­ment­sys­te­me. Sie er­klä­ren ver­schie­de­ne Da­ten­bank­mo­del­le.

Da­ten­bank­sys­te­me

  • Da­ten­bank­ma­nage­ment­sys­te­me

  • Da­ten­bank­mo­del­le: hier­ar­chisch, re­la­tio­nal, ob­jekt­ori­en­tiert, ver­netzt, ob­jek­t-re­la­tio­nal, NoSQL

BPE 9.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln re­la­tio­na­le Da­ten­ban­ken mit­hil­fe des ER-Mo­dells. Hier­zu ana­ly­sie­ren sie Tex­te mit Kun­den­wün­schen zur Da­ten­bank. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler stel­len Ta­bel­len in der Re­la­tio­nen­schreib­wei­se dar.

En­t­i­ty Re­la­ti­ons­hip Mo­dell

  • En­ti­tät
  • Ta­bel­le
  • Pri­mär­schlüs­sel
  • Fremd­schlüs­sel
  • Be­zie­hun­gen: 1:1, 1:n, n:m
  • n:m Be­zie­hung auf­lö­sen

Re­la­tio­nen­schreib­wei­se

  • Dar­stel­lung von Schlüs­selat­t­ri­bu­ten
  • Dar­stel­lung von At­tri­bu­ten
  • Kom­pa­ti­bi­li­tät zu ER-Mo­dell

BPE 9.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­lern ent­wer­fen Da­ten­bank­ab­fra­gen mit SQL.

Da­ten­bank­ab­fra­gen mit SQL

  • Da­ten aus ei­ner Ta­bel­le

  • Da­ten aus ei­ner Ta­bel­le mit Se­lek­ti­on

  • Da­ten aus meh­re­ren Ta­bel­len mit Na­tu­ral Join

  • Ali­as

  • Ag­gre­gat­funk­tio­nen

BPE 9.4

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren Da­ten­bank­ab­fra­gen durch.

Da­ten­bank­trei­ber
Ope­ra­tio­nen zum Da­ten­bank­zu­griff
Ob­jekt­re­la­tio­na­les Map­ping

Jahr­gangs­stu­fe 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

48

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­den
Wie­der­ho­len
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Mi­kro­con­trol­ler als Sen­sor‑, Ak­tor­sta­ti­on ver­netzt mit MQTT, Si­mu­la­ti­on von Künst­li­cher In­tel­li­genz in An­wen­dun­gen/ Spie­len
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten un­ter Be­ach­tung Fä­cher ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 10

Ver­netz­te Sys­te­me

40

Die Schü­ler und Schü­le­rin­nen be­grei­fen die tech­ni­schen Grund­la­gen der Ver­net­zung. Sie ana­ly­sie­ren, kon­fi­gu­rie­ren und er­stel­len Netz­wer­ke.

BPE 10.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren und er­klä­ren die Kon­fi­gu­ra­ti­on so­wie die Er­wei­te­rung von Netz­wer­ken.

OSI Schich­ten­mo­dell

Über­tra­gungs­me­di­en
Kup­fer, Glas­fa­ser, WLAN
Netz­werk­kom­po­nen­ten: Switch, Rou­ter, VLAN
Rah­men
  • Quell- und Ziel-Mac-A­dres­se, ARP, CS­MA/CD, CS­MA/CA
z. B. ver­bin­dungs­lo­se Kom­mu­ni­ka­ti­on, Adres­sie­rung , ST­P/LACP
Pro­to­kol­le

  • Ether­net
  • Ver­mitt­lung, IPV4, IPV6
  • Trans­port­pro­to­kol­le, TCP, UDP

Sub­net­ting
z. B. Net­work Ad­dress Trans­la­ti­on (NAT)
Rou­ting, Rou­ting­ta­bel­len, De­fault Gate­way

Netz­werk­diens­te

Si­cher­heit
z. B. DMZ, Port­fil­ter
Fire­wall

BPE 10.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler füh­ren die Kon­fi­gu­ra­ti­on so­wie die Er­wei­te­rung von Netz­wer­ken durch.

Auf­bau und Kon­fi­gu­ra­ti­on ei­nes klei­nen Netz­werks
die In­hal­te aus BPE 10.1 sol­len durch prak­ti­sche Um­set­zung mit­hil­fe klei­ner Übungs­net­ze ver­tieft wer­den.
Ein­rich­tung grund­le­gen­der Netz­werk­diens­te

Er­wei­te­rung und Ab­si­che­rung von Netz­wer­ken

BPE 11

In­ter­net der Din­ge (IoT)

20

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­net­zen Din­ge des all­täg­li­chen Le­bens.

BPE 11.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen Io­T-An­wen­dun­gen. Die Rea­li­sie­rung füh­ren sie mit ei­ner hö­he­ren Pro­gram­mier­spra­che in ei­ner Ent­wick­lungs­um­ge­bung für den Mi­kro­con­trol­ler durch. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler über­prü­fen ih­re Io­T-An­wen­dung durch Si­mu­la­ti­on und Ana­ly­se der Da­ten.

In­tel­li­gen­te Sen­so­ren und Ak­to­ren
Ver­net­zung von Io­T-Ge­rä­ten über stan­dar­di­sier­te Pro­to­kol­le
Ver­gleich von Io­T-Pro­to­kol­len
MQTT mit Mi­kro­con­trol­ler und Wi­fi- oder Ether­ne­t-Board, prak­ti­sche An­wen­dun­gen
Si­mu­la­ti­on und Ana­ly­se von IoT
Pu­blis­h-Sub­scri­be, Ser­vice-Le­vel, Bro­ker

BPE 12

Ob­jekt­ori­en­tier­ter Ent­wurf II

30 (16)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln ob­jekt­ori­en­tier­te Lö­sun­gen für kom­ple­xe Auf­ga­ben.

BPE 12.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wer­fen ob­jekt­ori­en­tier­te An­wen­dun­gen mit Ne­ben­läu­fig­kei­ten. Sie ent­wi­ckeln Lö­sun­gen un­ter Ver­wen­dung kom­ple­xer Da­ten­struk­tu­ren und Se­ria­li­sie­rungs­me­cha­nis­men. Sie ent­wer­fen Pro­gram­me, die über ein Netz­werk kom­mu­ni­zie­ren.

Ne­ben­läu­fig­keit

Syn­chro­ne und asyn­chro­ne Kom­mu­ni­ka­ti­on von Ob­jek­ten
blo­cka­de­freie Ober­flä­chen
Da­ten­struk­tu­ren

  • Lis­ten
  • Sta­pel
  • Bäu­me
  • as­so­zia­ti­ve Lis­ten

Ob­jekt­se­ria­li­sie­rung

  • bi­när
  • pro­to­koll­ba­siert
z. B. Spei­chern und La­den von Ob­jek­ten, XML, Json
Netz­werk­pro­gram­mie­rung
z. B. So­ckets

BPE 13

Künst­li­che In­tel­li­genz

30 (16)

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­hal­ten ei­nen Über­blick über die we­sent­li­chen Kon­zep­te und An­wen­dungs­ge­bie­te von Künst­li­cher In­tel­li­genz. Exem­pla­risch nut­zen sie Kon­zep­te zur Lö­sung von ein­fa­chen Pro­blem­stel­lun­gen.

BPE 13.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben, wie die klas­si­sche KI Pro­ble­me durch Su­chen löst und mit wel­chen Kon­zep­ten Pla­nun­gen durch­ge­führt wer­den. Sie ana­ly­sie­ren Pro­blem­stel­lun­gen und ent­wi­ckeln in ei­ner hö­he­ren Pro­gram­mier­spra­che Pro­blem­lö­sun­gen mit ty­pi­schen Al­go­rith­men.

Die Su­che nach Pro­blem­lö­sun­gen
z. B. Spie­le KI, Tür­me von Ha­noi
Un­in­for­mier­te Such­stra­te­gi­en
Brei­ten­su­che und Tie­fen­su­che
In­for­mier­te (heu­ris­ti­sche) Such­stra­te­gi­en
z. B. A*
Pla­nung
z. B. Blocks world

BPE 13.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler nen­nen und be­schrei­ben ver­schie­de­ne For­men des ma­schi­nel­len Ler­nens (ML). Sie ver­glei­chen die Kon­zep­te und be­grün­den de­ren Ein­satz in ver­schie­de­nen An­wen­dungs­ge­bie­ten. Sie di­men­sio­nie­ren ein Neu­ro­na­les Netz und be­ur­tei­len den Lern­er­folg.

For­men des (ma­schi­nel­len) Ler­nens
z. B.: un­su­per­vi­sed, su­per­vi­sed, Rein­force­ment, sym­bo­lisch, sub­sym­bo­lisch, Hy­brid, sym­bo­li­sches ML, Ent­schei­dungs­baum­ler­nen, Ent­schei­dungs­bau­min­duk­ti­on, Wert­be­stim­mung von At­tri­bu­ten, In­for­ma­ti­on gain, Dia­gno­se, Ri­si­ko­ab­schät­zung
An­wen­dung und Gren­zen neu­ro­na­ler Net­ze
z. B. Sub­sym­bo­li­sches ML: neu­ro­na­le Net­ze, Per­zep­t­ron
Mul­ti­lay­er-Netz­wer­ke, Mus­ter­er­ken­nung

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Die­se Ziel­for­mu­lie­run­gen (Stan­dards) le­gen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Re­gel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu ei­nem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB) die­nen Ope­ra­to­ren ei­ner Prä­zi­sie­rung. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form so­wie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen so­wie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lö­sen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
AFB
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge we­sent­li­cher Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
II
ab­schät­zen
ei­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung nach den Ver­fah­ren der je­wei­li­gen Tech­nik­wis­sen­schaft ent­spre­chend der ge­stell­ten An­for­de­rung grob di­men­sio­nie­ren oh­ne ge­naue Be­rech­nun­gen durch­zu­füh­ren
II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
wich­ti­ge Be­stand­tei­le oder Ei­gen­schaf­ten auf ei­ne be­stimm­te Fra­ge­stel­lung hin her­aus­ar­bei­ten. Un­ter­su­chen be­inhal­tet ggf. zu­sätz­lich prak­ti­sche An­tei­le
II, III
aus­wer­ten
Da­ten, Ein­zel­er­geb­nis­se oder an­de­re Ele­men­te in ei­nen Zu­sam­men­hang stel­len und ggf. zu ei­ner Ge­samt­aus­sa­ge zu­sam­men­füh­ren
II
be­grün­den
Sach­ver­hal­te auf Re­geln und Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Be­zie­hun­gen von Ur­sa­chen und Wir­kung zu­rück­füh­ren
II
be­rech­nen, be­stim­men
Er­geb­nis­se von ei­nem be­kann­ten An­satz aus­ge­hend durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
I, II
be­schrei­ben
Sach­ver­hal­te oder Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I
be­ur­tei­len
zu ei­nem Sach­ver­halt ein selbst­stän­di­ges Ur­teil un­ter Ver­wen­dung von Fach­wis­sen und Fach­me­tho­den for­mu­lie­ren und be­grün­den
II, III
be­wer­ten, Stel­lung neh­men
ei­ne ei­ge­ne Po­si­ti­on nach aus­ge­wie­se­nen Kri­te­ri­en ver­tre­ten
II, III
dar­stel­len
Sach­ver­hal­te, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den usw. struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
I, II
di­men­sio­nie­ren
ei­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung nach den Ver­fah­ren der je­wei­li­gen Tech­nik­wis­sen­schaft ent­spre­chend der ge­stell­ten An­for­de­rung be­stim­men
II, III
do­ku­men­tie­ren
ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen dar­stel­len
III
durch­füh­ren
ei­ne vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung (z. B. für ein Ex­pe­ri­ment oder ei­ne Be­fra­gung) um­set­zen.
II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen
Lö­sun­gen für kom­ple­xe Pro­ble­me er­ar­bei­ten
II, III
er­läu­tern, er­klä­ren
ei­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt in ei­nen Zu­sam­men­hang ein­ord­nen so­wie ihn nach­voll­zieh­bar und ver­ständ­lich ma­chen
I, II
er­mit­teln
ei­nen Zu­sam­men­hang oder ei­ne Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
II
kon­stru­ie­ren
Form und Bau ei­nes tech­ni­schen Ob­jek­tes durch Aus­ar­bei­tung des Ent­wurfs, durch tech­ni­sche Be­rech­nun­gen, Über­le­gun­gen usw. maß­ge­bend ge­stal­ten
II
nen­nen
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Da­ten oh­ne Er­läu­te­run­gen auf­zäh­len
I
op­ti­mie­ren
ei­nen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt oder ei­ne ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en un­ter ei­nem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und die­se gra­fisch oder als Text über­sicht­lich dar­stel­len
II
struk­tu­rie­ren, ord­nen
vor­lie­gen­de Ob­jek­te oder Sach­ver­hal­te ka­te­go­ri­sie­ren und hier­ar­chi­sie­ren
II
über­prü­fen, nach­wei­sen
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen an Fak­ten oder in­ne­rer Lo­gik mes­sen und even­tu­el­le Wi­der­sprü­che auf­de­cken
II, III
über­tra­gen
ei­nen be­kann­ten Sach­ver­halt oder ei­ne be­kann­te Me­tho­de auf et­was Neu­es be­zie­hen
II, III
ver­glei­chen
Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln
I, II
zeich­nen
ei­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt mit zeich­ne­ri­schen Mit­teln un­ter Ein­hal­tung der ge­norm­ten Sym­bo­le dar­stel­len
I, II
vgl. Ein­heit­li­che Prü­fungs­an­for­de­run­gen in der Ab­itur­prü­fung Tech­nik der KMK i. d. F. vom 16.11.2006

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