Sprachen und Sprachkonzept 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

Sprachen und Sprachkonzepte 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 formalen Sprachen. 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 die Regeln, reagiert das System mit einer Fehlermeldung. - 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 - Zeichenfolge - Alphabet kleinstes Element einer Sprache, ohne Bedeutung - Zeichenfolge eine Folge von Zeichen - Alphabet Gesamtheit aller Zeichen der Sprache

Begriffe Aneinanderreihung einzelner Zeichen, besitzt - Wort - Satz Bedeutung (Semantik), Wortbildung durch Morphologie - Satz kleinste 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 - Syntax mehrdeutige 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 - Pragmatik Interpretation 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 Sprachen Blindenschrift Esperanto visuelle / akustische Hilfssysteme Blindenschrift Esperanto - Übergang zu Computersprachen Begriffe: Information, Nachricht, Daten, Bit/Bytes Aufbau und Funktionsweise von Speichermedien Binär- und Hexadezimalcode, ASCII Informationsverarbeitung am Rechner Von-Neumann-Architektur, MOPS Maschinensprache / 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

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