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3.3.3 Rechner und Netze

Die boolesche Algebra ist die theoretische Grundlage von Schaltnetzen und Schaltwerken, aus denen die Hardware real existierender Informatiksysteme besteht. Ausgehend von einfachen Wahrheitstafeln lernen die Schülerinnen und Schüler Methoden kennen, um zunehmend komplexere Schaltnetze zu entwickeln und zu optimieren.

Anhand des Von-Neumann-Rechners lernen die Schülerinnen und Schüler eine konkret realisierbare Maschine und ihren inneren Aufbau kennen. Er stellt andererseits eine von der konkreten Realisierung unabhängige Modellmaschine dar, bei der Daten und Programm im selben Speicher liegen und deren Funktionalität auf einem ständigen Befehlszyklus basiert. Sie können hardwareabhängige Mikroprogramme in einer Simulationsumgebung implementieren, um Makrobefehle einer Von-Neumann-Modellmaschine zu erstellen oder deren Makrobefehlssatz zu erweitern. Diesen nutzen sie exemplarisch, um einfache hardwareunabhängige Programme zu implementieren.

Mehrere miteinander verbundene Rechner können mithilfe von Protokollen, welche die Kommunikation regeln, kommunizieren. Die Schülerinnen und Schüler bauen ihre bisherigen Kenntnisse über Protokolle aus, indem sie das Prinzip der paketorientierten Datenübertragung und das vereinfachte Schichtenmodell an einem konkreten Beispiel erläutern. Sie stellen Kommunikationsabläufe mithilfe von Sequenzdiagrammen dar.

Die Schülerinnen und Schüler können

Rechner

Netze


Fußleiste