Algorithmen und Datenstrukturen

In der Informatik werden Problemstellungen häufig mit Hilfe von Algorithmen gelöst. Der Informatikunterricht macht Schülerinnen und Schüler in unterschiedlichen Kontexten mit den Prinzipien der algorithmischen Problemlösung und der Implementierung ihrer Lösungsideen vertraut. Diese Kontexte ergeben sich u. a. aus dem Lernfeld Information und Daten.

Unter Verwendung der elementaren Kontrollstrukturen und grundlegender Datenstrukturen werden Algorithmen entworfen, implementiert, getestet und überarbeitet. Selbst entworfene Operationen, Klassen und Objekte ermöglichen den Schülerinnen und Schülern eine strukturierte Realisierung ihrer Lösungsideen.

Zu diesem Lernfeld gehören folgende Module:

  • Grundlagen der Algorithmik
  • Klassen und Objekte
  • statische und dynamische Datenstrukturen

 

Ausgewähltes Material zu:

Informatik, Algorithmen und Datenstrukturen (Lernfeld, Sek. II), Grundlagen der Algorithmik (Modul, Sek. II), Klassen und Objekte (Modul, Sek. II), statische und dynamische Datenstrukturen (Modul, Sek. II), Sekundarbereich II

 

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Implementierung endlicher Automaten

Die Implementierung endlicher Automaten bietet eine schöne Gelegenheit, das theoretische Modell der endlichen Automaten praktisch zu nutzen und eine Verknüpfung zum Lernfeld Algorithmen und Datenstrukturen herzustellen. Neben Ideen zur Implementierung von Akzeptoren regulärer Sprachen aus dem Alltag befindet sich im Materialpaket zudem ein Beispiel für ein größeres Projekt der gesamten Lerngruppe, in dem gemeinsam eine eigene Turtle-Programmierumgebung entwickelt wird.

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Automaten und formale Sprachen

Die Materialien zum Thema Automaten und formale Sprachen richten sich an Schüler*innen in der Qualifikationsphase. Die Materialien können sowohl in Kursen auf grundlegendem als auch auf erhöhtem Anforderungsniveau eingesetzt werden.

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Einstieg in das algorithmische Problemlösen mit Snap!

Die Materialien führen im Kontext eines Zeichenprogramms nach und nach in die wichtigsten Konzepte der Algorithmik ein. Dazu gehören die Verwendung von Anweisungen, Kontrollstrukturen und Variablen, die Kommunikation zwischen Objekten und das Zusammenfassen von Teilfunktionen in einer Operation (bei Snap! sind das die eigenen Blöcke). Diese Konzepte sollen abschließend im Rahmen eines kleinen Projektes selbständig angewendet werden.

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Zeichenkettenverarbeitung mit Snap!

Die Materialien knüpfen an das Materailpaket algorithmische Problemlösen mit Snap! an und erarbeiten grundlegende algorithmische Konzepte im Umgang mit Zeichenketten. Als Kontext dienen dabei unter anderem verschiedene Verschlüsselungsverfahren, so dass sich eine Verknüpfung mit dem Modul Kryptologie aus dem Lernfeld Informationen und Daten anbietet.

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Einstieg in die textbasierte Programmierung mit Processing

Die Materialien richten sich vor allem an Lernende, die bereits erste Erfahrungen mit der Programmierung in einer grafischen Programmiersprache gesammelt haben und nun einen Einblick in die textbasierte Programmierung erhalten möchten. Das Materialpaket umfasst vier Themenblöcke.

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Letzte Änderung: 19.11.2020

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