Computer und Informatik in der Schule: Sekundarstufe I
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Einleitung 7
1. Computer und Informatik in Schule und Gesellschaft 9
1.1 Schule und Computer 9
1.2 Kurze Geschichte der Informationsverarbeitung 11
Verarbeitung, Speicherung und Übertragung von Informationen
durch Menschen 12
Herkömmliche Informationstechniken und Anfänge
automatisierter Informationsverarbeitung 13
Grundideen automatisierter Informationsverarbeitung 15
Informatik 17
Mikroelektronik 18
Moderne Informationstechnik 19
Computer und Informatik - Neue Schlüsselbegriffe der
Allgemeinbildung . . . 22
2. Der Computer als Objekt: Hardware und Software 23
2.1 Umgang mit einem Mikrocomputer 23
Eingabe 23
Ausgabe 24
Arbeitsspeicher 25
Externe Speicher 25
Vernetzung 26
Programme 26
Umgang mit Hardware und Software 26
2.2 Aufbau und Organisation eines Computers 28
Organisationsmodelle eines Computer 28
Hardware-Schnittstellen 32
Organisation der Speicher 33
Organisation der Zentraleinheit durch ein Programm 34
Maschinensprache 37
Problemorientierte Programmiersprachen 38
Übersetzungsprogramme: Interpreter, Compiler, Assembler ... 40
3
2.3 Arbeitsweise eines Computers im Detail 42
Darstellung und Speicherung von Information im Computer. ... 43
Verarbeitung binär dargestellter Information 47
3. Der Computer als universelles Werkzeug: Anwendungen
und Auswirkungen 52
3.1 Anwendungsbereiche des Computers 53
Numerische und nichtnumerische Informations- und
Datenverarbeitung 54
Moderne Informations- und Kommunikationstechniken 55
Messen, Steuern und Regeln 56
Modellbildungen, Modellrechnungen und Simulationen 58
Künstliche-Intelligenz-Forschung und künftige
Computeranwendungen 59
3.2 Software-Entwicklung und Programmierung. 61
3.3 Problemlösen mit dem Computer 64
Arbeiten mit Anwendersystemen 64
Arbeiten mit Programmiersystemen 66
Der Computer als Werkzeug für Computer-Laien 69
3.4 Anwendersysteme und Benutzersprachen für Standardprobleme
des Alltags- und Wirtschaftslebens 70
Textverarbeitung 71
Tabellenkalkulation 72
Grafik 75
Datenverwaltung 76
Integrierte Anwendersysteme und Benutzersprachen 79
3.5 Problemlösen und Programmieren in Dialogsystemen und
Dialogsprachen 82
LOGO als Dialogsystem und Dialogsprache 82
BASIC als Dialog- und Programmiersprache 92
3.6 Der Computer als Spielzeug, als Lehr- und Lernmedium 99
Video-und Computerspiele 99
Rechnerunterstütztes Lernen 102
3.7 Benutzerfreundliche Hardware und Software 103
Problemangemessenheit 104
Selbsterklärungsfähigkeit (Transparenz) 105
Zuverlässigkeit 106
Sozialverträglichkeit 106
3.8 Computereinsatz in unserer Gesellschaft 106
Auswirkungen auf die Arbeitsverhältnisse und das
Beschäftigungssystem 107
Auswirkungen auf die Privatsphäre 111
Auswirkungen auf den einzelnen und die Gesellschaft 113
4. Computer in der allgemeinbildenden Schule:
Werkzeug, „Denkzeug oder Spielzeug 118
4.1 Der Computer als Arbeitsmittel in der Schule 122
Computer und herkömmliche Kulturtechniken 122
Zeichnen 123
Schreiben 125
Rechnen 127
Taschenrechner oder Computer 127
Sachrechnen und Computer 128
Methoden des Computereinsatzes beim Rechnen 129
Auswirkungen auf das Schulfach Mathematik 131
Computereinsatz und herkömmliche Ausübung der
Kulturtechniken 133
4.2 Der Computer als Arbeitsmittel in der Schule 136
Computer und moderne Kulturtechniken 136
Umgang mit Daten: Information und Kommunikation 137
Steuern von Abläufen 139
Aufbauen und Erkunden von „Mikrowelten in
Modellrechnungen, Simulationen und Spielen 143
4.3 Der Computer als Lehr- und Lernmedium in der Schule 147
Tutorielle Lehrprogramme, Demonstrationen und Animationen . . 147
Lernprogramme zum Üben und Wiederholen 150
Zukünftige Entwicklungen des rechnerunterstützten Lernens . . . 151
4.4 Kommunikation und Kooperation zwischen Mensch und
Computer als neue Kulturtechnik 154
Standardisierung und Mechanisierung der
Mensch-Maschine-Kommunikation 154
Weitere Voraussetzungen für Kommunikation und Kooperation
mit dem Computer 156
„Computern als neue Kulturtechnik 159
5. Denkweisen und Methoden der Informatik 161
5.1 Programme und Algorithmen 162
Algorithmen als Problemlösungsverfahren 163
Darstellungsformen von Algorithmen: Algorithmische Sprachen . 164
Algorithmisches Denken 167
5.2 Entwerfen von Algorithmen und Programmieren 171
Interaktives Programmieren in Dialog-und Benutzersprachen . . 171
Strukturiertes Programmieren in Entwurfssprachen 172
Programmieren als Codieren fertiger Algorithmen 178
Entwerfen von Algorithmen und Programmieren in der Schule . . 179
5.3 Darstellung und Speicherung von Information 182
Elementare und zusammengesetzte Daten 183
Speicherstrukturen 187
5.4 Datenstrukturen 193
Feld (Reihung) 193
Verbund (Satz) 196
Datei (file) 197
Flexible Datenstrukturen: Listen 199
5.5 Verarbeitung von Daten: Strukturen von Algorithmen und
Programmen 203
Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe 203
Ablauf- bzw. Kontrollstrukturen 204
Sequenzen 209
Verzweigungen und Schleifen 210
Prozeduren 215
Rekursion 221
Nachwort 223
Glossar 226
Literaturverzeichnis 230
Register 240
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