Datenstrukturen und Digitalisierung

Ziele für die Studierenden

Medien und Informatik 1

Bilder digitalisieren
  • Erklären können, wie ein Bild digitalisiert wird (u.a. unter Einbezug der additiven Farbmischung und des Begriffs Farbtiefe)
  • Die maximale Dateigrösse eines 24-Bit-Bildes mit einer Auflösung von 300 dpi [1 inch entspricht ca. 2.5 cm] und einer Grösse von 10 cm x 15 cm näherungsweise ausrechnen und begründen können
  • Erklären können, für welchen Anwendungszweck es sinnvoll ist, die Dateigrösse zu reduzieren (Komprimierung) und wie dies geschieht
  • Gängige Dateiformate und deren Stärken und Anwendungsgebiete kennen (Druck, Web…): TIFF, JPG, GIF, PNG
  • Unterschied Bildschirmauflösung - Bildauflösung kennen
  • Optimale Bildgrösse und Bildauflösung für entsprechenden Verwendungszweck (Bildschirm/Web/Druck/Archivierung) bestimmen können
Ton digitalisieren
  • Unter Verwendung der Begriffe AbtastrateSamplingrateund Samplingtiefe) erklären können, wie ein Ton digitalisiert werden kann
  • Erklären können, für welchen Anwendungszweck es sinnvoll ist, die Dateigrösse zu reduzieren (Komprimierung) und wie dies geschieht
  • Gängige Dateiformate und deren Stärken und Anwendungsgebiete kennen (Aufnahme, Veröffentlichung und Archivierung): WAV, MP3…
  • Erklären können, wie ein Synthesizer dank der Eindeutigkeit der Fouriertransformation funktioniert

Medien und Informatik 2

  • Geschichte der Informatik (Bereich Darstellung von Informationen und Daten) kennen und diese bei der didaktischen Aufbereitung der Informatikinhalte für das eigene Unterrichtskonzept mitberücksichtigen
  • Die Bedeutung der Begriffe WahrnehmungInformation und Datenkennen und unterscheiden können
  • Digitalisierung im ursprünglichen Sinne erklären können
  • Wissen, wie digitale Daten generiert werden können, u.a. durch 1) direkte Eingabe 2) über Sensoren 3) durch Digitalisierung bereits existierender analoger Daten
  • Vorteile digitaler Daten begründen können
  • Wissen, weshalb und wie Daten (verlustfrei und verlustbehaftet) komprimiert werden können
  • Containerformate kennen und beschreiben können
  • Die häufigsten Dateiformate und ihre Stärken und Schwächen kennen und unterscheiden können nach
    • proprietäre gegenüber offenen Dateiformaten (Vor- und Nachteile kenne)
    • Inhaltstyp: Text, Bild, Ton, Video
  • Die Notwendigkeit und Verfahren von Verschlüsselungen von Daten verstehen
    • Alte Verschlüsslungsverfahren und ihre historischen Wurzeln kennen und ins Unterrichtskonzept einbauen können
    • Symmetrische und asymmetrische Verschlüsselungen erklären können und deren Grenzen kennen
    • Blockchain in groben Zügen beschreiben können
Siehe auch > Urheberrecht, Datenschutz und Datensicherheit

Vom Analogen zum Digitalen

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Lehrplan 21 & Modulbeschrieb

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Aktualisiert am 29.06.2018

Kontakt: mit.ivp@phbern.ch

Lehrmittel

> PrimaLogo

> Biber-Karten

> inform@21 – Zusatzmaterial

Im Sommer 2018 werden erscheinen:

  • Einfach Informatik (7.-9. Kl.) > Klett
  • connected (Zürich) > Auszug
  • Einfach Informatik für Zyklus 2 folgt später

Brainstorming für Ideen von Problemen, die gelöst werden sollen

 

Folgende Probleme sind zu lösen (SuS / Studierende)

Notwendige Inputs (vorgängig oder parallel)

Lösungswege führen eventuell über oder zu folgenden Themen…

Experimente, Modelle…

Wissen / Lernziele / Kompetenzen

Bezug zu NMG

 

Wie kannst du einen Geheimcode (Zahl) durch eine Leitung in ein anderes Zimmer versenden? (SuS)

- Verschiedene Zahlensysteme (vgl. Zahlenbuch)

- Licht bewegt sich im Glas fast mit Lichtgeschwindigkeit

- Auch ein elektrisches Signal bewegt sich beinahe mit Lichtgeschwindigkeit durch eine Leitung

…Stromkreis, Morsen, Taktgeber,

Stromkabel, Stromquelle, Lämpchen, Schalter, Lichtquelle, Lichtleiter, Taktgeber (Uhr)…

Ich weiss, wie gross ungefähr die Lichtgeschwindigkeit ist.

Ich weiss, dass sich ein elektrisches Signal ungefähr mit Lichtgeschwindigkeit fortpflanzt.

Somit weiss ich, dass das Übertragen von Daten am schnellsten abläuft, wenn dies mit Licht oder elektrischen Signalen (durch eine Leitung) geschieht.

Ich kann die Vorteile des Zweiersystems gegenüber des Zehnersystems begründen, wenn Zahlen mit Strom oder Licht übermittelt werden sollen.

NMG5.2

 

Wie kannst du ein Codewort durch eine Leitung in ein anderes Zimmer versenden? (SuS)

 

Übersetzungstabelle (ASCII-Code), diskrete Werte (digital)…

 

Ich kann die Vorteile des Zweiersystems gegenüber des

 

 

 

Digitalisieren im eigentlichen Sinn

 

 

 

 

 

 

 

Stärken der Digitalisierung I

Text durch fotokopieren immer weitergeben… Qualität im Vergleich zu einem digital verschickten? Erklärung?

 

 

 

Wie kannst du mit Strom ein Wort speichern, wenn du z.B. 8x8 Lämpchen zur Verfügung hast? (SuS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Stärken der Digitalisierung II

 

 

 

 

Wie kannst du ein Schwarzweiss-Bild digitalisieren, so dass du das Bild durch eine Leitung versenden kannst?

 

Raster, Graustufen,