Das Modul ist in sechs Kapitel aufgeteilt. Jedes Kapitel beschäftigt sich mit einem Prinzip der Informatik. Diese Prinzipien orientieren sich an Peter Dennings «Great Principles of Computing» (vergleiche Informatikdidaktik PH Schwyz).

Als praktisches Beispiel sollen die 6 Prinzipien mit dem Versenden einer Nachricht (zum Beispiel einer WhatsApp-Nachricht) verknüpft werden. Dabei schildern wir passend zu jedem Prinzip, was mit deiner Nachricht passiert.

Die sechs Prinzipien in Kürze

Kommunikation

In der Informatik beschreibt Kommunikation die Übertragung von Daten. Wie kann ein Computer beispielsweise Nullen und Einsen in ein Bild umwandeln? Wie lassen sich Daten sicher übertragen? Und wie funktioniert das mit den Nullen und Einsen überhaupt?

Deine Nachricht wird zur Übermittlung in eine Reihe von Nullen und Einsen umgewandelt. Es ist egal, ob es Text, Emojis, Bilder oder Videos sind. Alles wird zu Nullen und Einsen mit denen der Computer weiterarbeiten kann. 

Berechnung

Das Berechnen ist das Kerngeschäft jedes Computers, aber es geht dabei nicht nur um mathematische Berechnungen. Mit geschickten Algorithmen (sehr genauen Anleitungen) kann man Dinge sortieren, suchen oder verschlüsseln.

Sicher möchtest du nicht, dass jemand deine Nachricht liest. Deswegen wird die Nachricht verschlüsselt. Dadurch kann sie nur der Empfänger lesen. 

Datenspeicherung

Daten, die berechnet und ausgetauscht werden, müssen auch irgendwie gespeichert werden. Dabei muss man zum Beispiel den richtigen Datenträgertyp aussuchen. Eine Festplatte speichert Daten über Jahre hinweg, ist aber eher langsam. Ein Arbeitsspeicher auf der anderen Seite ist blitzschnell, verliert aber alle gespeicherten Daten, wenn der Strom ausfällt.

Die Nachricht wird auch auf deinem Gerät gespeichert. Während dem Schreiben passiert das vermutlich im Arbeitsspeicher, nach dem Schreiben wird sie auf die Festplatte gespeichert, damit sie nicht verlorengeht, wenn das Gerät neu startet. 

Koordination

Computer und andere digitale Geräte müssen sich miteinander koordinieren. Wie werden Daten zwischen verschiedenen Computern verschickt, sodass klar ist, wohin die Daten müssen? Wie funktioniert das Internet? Und wie findet sich ein Roboter in seiner Umgebung zurecht?

Damit die Nachricht auch tatsächlich zum Empfänger gelangt, muss sie durch das Internet. Dabei kann sie verschiedene Wege nehmen. Der Empfänger wird nämlich auf dem Datenpaket vermerkt, so dass es immer seinen Weg findet. 

Abstraktion und Modelle

In der Informatik werden viele Dinge abstrahiert. Um das Verhalten eines Fuchses zu beschreiben, muss ein Computer nicht einen Fuchs mit jeder einzelnen Zelle simulieren, sondern nur sein Verhalten nachstellen. Auch Beziehungen lassen sich abstrahieren und werden dann zum Beispiel zu einem Entity-Relationship-Modell. Solche Abstraktionen helfen als Modelle auch dabei, das Wetter vorherzusagen oder einen Raketenstart zu simulieren.

In der Informatik werden oft Situationen als Modelle dargestellt. Ein Modell für das Versenden der Nachricht würde zum Beispiel dich als Sender und den Empfänger. Dazwischen passiert ganz viel, was im Modell vereinfacht wird.

Modularisierung

In der Informatik werden grosse Probleme oft in kleinere Probleme aufgeteilt, die dann einzeln gelöst werden. Ein Räuber-Beute-Modell könnte zum Beispiel in die Module «Verhalten Räuber» und «Verhalten Beute» unterteilt werden. Zur Modularisierung gehört auch das geschickte Programmieren. Es geht also um geschicktes Problemlösen (zum Beispiel beim Programmieren).

Damit deine Nachricht ankommt, kommen ganz verschiedene Programme zum Einsatz: Ein Programm übersetzt deinen Text in Nullen und Einsen, ein anderes verschlüsselt die Nachricht und wieder ein anderes ist nötig, damit die Nachricht den Weg durch das Internet findet. Diese Teilprogamme kann man auch Module nennen.

Wie soll ich vorgehen?

Wir empfehlen dir, mit den Praxisaufgaben anzufangen, in denen du spielerisch ins Thema eingeführt wirst. Meistens stehen eine einfache und eine etwas schwierigere Praxisaufgabe zur Verfügung.

Falls du schon einiges über Informatik weisst, gehst du gleich zu den Selbsttests und überprüfst, ob du ein bestimmtes Thema noch genauer anschauen solltest. Es stehen dir Lernressourcen zur Verfügung, mit denen du in kurzer Form das Wichtigste zu einem Bereich der Informatik erfährst.

Wir wünschen dir viel Spass beim Eintauchen in das Lernmodul Einblicke Informatik.