Verfasser

Computer und Recht

Mathias Stuth

Sprachen und Sprachkonzept

Automaten

Hans-Jürgen Franke

Ralf Schumacher

Claudia Mailahn

Klasse 9 – Computer und Recht

- (1) Schutz der Persönlichkeitsrechte ➔ rechtliche Grundlagen zum Datenschutz:

Bundesdatenschutzgesetz,Landesdatenschutzgesetz,Informations- und Kommunikations-Dienste-Gesetz

- (2) Computerspezifische (Wirtschafts-)Delikte• Software-Piraterie

➔ Urheber-Gesetz• Wirtschaftssabotage durch Viren, Trojanische Pferde, Wurm-Programme

➔ Straf-Gesetzbuch

Klasse 10

Sprachen und Sprachkonzepte

Vorwort

- selbst keine Erfahrung mit Informatikunterricht Klasse 10

- Rahmenplan und Bildungsstandards in

Klasse10 werden im Regionalschulbereich kaum umgesetzt

- haben uns an den guten Vorlesungen von

Tino Hempel orientiert und teilweise Material von seiner Homepage genutzt

Planungsgrundlagen

- Rahmenplan Klasse 10- Bildungsstandards Informatik

Klasse 10- Sprachen natürliche Sprachen

Grammatiken künstliche Sprachen Informationsverarbeitung Problemlösen

- Automaten

Rahmenplan MV – Informatik 10

Ausgehend von typischen Beispielen für natürliche Sprachen (Muttersprache…) sollen die Schüler handlungsorientiert die Grundbegriffe Zeichen, Zeichenfolge, Alphabet, Wort, Satz, Grammatik, Sprache, Syntax, Semantik und Pragmatik als gemeinsame Elemente aller Sprachen kennenlernen.

Es sollen typische Merkmale (Mehrdeutigkeit…) natürlicher Sprachen herausgearbeitet werden.

Hier schließt sich ein Vergleich zu künstlichen Sprachen an. Dazu gehören Fachsprachen, Welthilfssprachen, Zeichensprachen, Geheimsprachen, fiktive Sprachen.

Rahmenplan MV – Informatik 10

Verarbeitung von Informationen mit Informatik-Systemen:Die Schüler- wiederholen Syntax und Semantik von Anweisungen spezifischer Computeranwendungen- vertiefen ihre Kenntnisse über Darstellungsformen digitaler Daten- lernen speziell die Unterschiede zwischen optischen und magnetischen Speichermedien kennen

An ausgewählten Problemen sollen die Schüler einen Einblick in das Problemlösen mittels imperativer und deklarativer Programmiersprachen erhalten. Der Schwerpunkt liegt deutlich im Benutzen und Analysieren fertiger Programme.

Automaten sind nicht vorgesehen – WARUM?

Bildungsstandards

Die Schüler nutzen formale Sprachen zur Interaktion mit Informatiksystemen und zum Problemlösen.

Im Prozess des Problemlösens mit Informatiksystemen werden Sprachen völlig unterschiedlicher Art verwendet: - die Probleme werden zunächst in der Umgangssprache formuliert, - bei der Modellierung und Strukturierung werden grafische Darstellungsformen (Diagramme, Piktogramme, Ablaufpläne, Struktogramme o. a.) genutzt,- Modelle werden letztlich in einer formalen Sprache (Programmiersprache o. a.) implementiert

Bildungsstandards

Schüler ergründen die Syntax und Semantik von formalenSprachen.

Die Schüler- klären z. B. welche Zeichen erlaubt sind- welche Bedeutung einzelne Zeichen oder Zeichenfolgen für die konkrete Problemlösung haben.

Verletzen die Schüler bei der Arbeit mit einem Informatiksystem dieRegeln, reagiert das System mit einer Fehlermeldung.

Die Schüler- lesen und interpretieren Fehlermeldungen- benutzen sie zur Fehlerkorrektur bzw. Fehlerbehebung

Bildungsstandards

Automaten nehmen in den Bildungsstandards einen nicht unbedeutenden Platz ein, da diese in vielen Lebensbereichen eingesetzt werden

Die Schüler - sollen Teilfunktionen realer Automaten analysieren und mithilfe von Zustandsdiagrammen modellieren (z.B. Getränkeautomat) - probieren das Gerät systematisch aus- prüfen alle möglichen Bedienungsabläufe- erfassen die Reaktionen auf verschiedene Eingaben- halten die Ergebnisse dieser Untersuchungen schriftlich fest- beschreiben das Gerät anschließend mithilfe eines Zustandsdiagramms.- schreiben umgekehrt aus einem vorgegebenen Zustandsdiagramm eine Bedienungsanleitung

Bildungsstandards

Der Einsatz von formalen Sprachen ist wesentlich für die Informatik, weil die formalisierte Darstellung von Information Voraussetzung für die maschinelle Verarbeitung durch Automaten ist.

Die Erläuterung des Zusammenhangs zwischen Automat und Sprache erfolgt an einem einfachen Beispiel. Die Schüler erkennen, wie für die Ein- und Ausgabe eine formale Sprache und für deren Verarbeitung ein Automat benutzt wird.

Begriffe

- Zeichenkleinstes Element einer Sprache, ohne Bedeutung

- Zeichenfolgeeine Folge von Zeichen

- Alphabet

Gesamtheit aller Zeichen der Sprache

Begriffe

- Wort

Aneinanderreihung einzelner Zeichen, besitzt

Bedeutung (Semantik), Wortbildung durch Morphologie

- Satzkleinste vollständige Redeeinheit, besitzt Bedeutung (Semantik), Aufbau nach festen Regeln

- Grammatik

Regelwerk zur Wort- (Morphologie) und Satzbildung (Syntax)

Begriffe

- Sprache

beinhaltet als Elemente alle komplexen Systeme der Kommunikation

- Syntaxmehrdeutige Ausdruck kann für

- die Syntax von Zeichensystemen allgemein

oder

-die Syntax sprachlicher Zeichensysteme (natürliche oder künstliche) stehen

Begriffe

- Semantik

Bedeutung der Zeichen, Worte und Sätze

- PragmatikInterpretation auf der Empfängerseite

Klasse 10

Stoffverteilung

Klasse 10

- Sprache

Was ist Sprache? Wie ist Sprache aufgebaut?

Definition, Merkmale, Einteilung

- Natürlicher Sprachen

Muttersprache / Fremdsprache

Erzeugen von Sätzen durch Grammatiken in PROLOG

Begriffe

Nachteile natürlicher Sprachen

Hieroglyphen

Klasse 10

- Künstliche Sprachenvisuelle / akustische HilfssystemeBlindenschriftEsperanto

- Übergang zu ComputersprachenBegriffe: Information, Nachricht, Daten, Bit/BytesAufbau und Funktionsweise von SpeichermedienBinär- und Hexadezimalcode, ASCIIInformationsverarbeitung am RechnerVon-Neumann-Architektur, MOPSMaschinensprache / Computersprache (Grace Hopper)

Klasse 10

- Algorithmen in höheren Programmiersprachen

imperatives Problemlösen

Benutzen und Analysieren eines Nimm-Spieles (Scratch)

Beseitigen von Programmfehlern

Erweiterung Quelltext

Analysieren und Implementieren eines Zahlenrate-Spiels

Verbale Formulierung des Algorithmus

Übersetzung in Quelltext

grafische Darstellung (Struktogramm)

Erweiterung des Quelltextes

Klasse 10

Projekt

Analysieren und Implementieren eines Pasch-Spiels

Problemlösestrategien

Verbale Formulierung des Algorithmus

Übersetzung in Quelltext

grafische Darstellung (Struktogramm)

Erweiterung des Quelltextes

Test

Verbesserung

Übertragung in eine andere Programmiersprache

Klasse 10

deklaratives Problemlösen

verbale Lösung von Knobelaufgaben

Lösung in PROLOG (Fakten und Regeln)

- Zusammenfassung Sprachen und Sprachkonzepte

Klasse 10

- Automaten

Die Schüler

- nennen Beispiele für Automaten

- erkennen schriftlich die Funktionsweise eines Automaten

- nutzen Software (AutoEdit) zur Darstellung der Funktionsweise

von Automaten

Quellen

- Rahmenplan MV

- Bildungsstandards

- Vorlesungen und Homepage von Tino Hempel

- Wikipedia

- ClipArt

- Google Smiley

Ende

Danke für eure Aufmerksamkeit