Hintergrund zum Unterrichtsgang
Einleitung
„Die Schülerinnen und Schüler können ausgehend von alltäglichen Codierungen aus ihrem Lebensumfeld (z.B. KFZ-Kennzeichen, Erzeugercode Hühnerei, Barcodes) Elemente der zugrundeliegenden Codierungsvorschriften herausarbeiten. Sie können vorgegebene Codierungen (z.B. Morsecode) anwenden. Sie lernen einfache Codierungen durch 0-1-Folgen (z.B. Binärsystem, ASCII-Code) kennen und erfahren dabei an Beispielen, dass Informationen von Maschinen nur dann gespeichert, automatisch verarbeitet oder übertragen werden können, wenn sie in Form von digitalen Daten vorliegen. Allgegenwärtige Größenangaben von Datenmengen (z.B. „8 GB“) erlangen so eine Bedeutung. Sie bekommen erste Vorstellung davon, dass alle Dateien in Bitfolgen codierte Daten sind.“1
Informationen werden in digitale Daten umgewandelt, um von Maschinen weiterverarbeitet werden zu können. Der Begriff der Information ist schwer zu fassen, weil Versuche, ihn zu präzisieren, meist scheitern.
Informationsverarbeitende Systeme, mit denen sich die Informatik befasst, verarbeiten nur Daten, keine Informationen, weil nur die Nutzer für sich entscheiden können, ob Daten für sie Informationen sind oder nicht.
Der Schülerduden Informatik versucht durch verschiedene Aussagen, Information greifbarer zu machen2:
„Information
- wird dargestellt (durch Signale, Zeichen, Nachrichten, Sprache,...),
- wird verarbeitet und hat Eigenschaften, z.B. benötigt sie keinen fixierten Träger,
- unterliegt keinem Alterungsprozess,
- ist fast beliebig kombinierbar und
- lässt sich stark komprimieren.
- ist also ein komplexer Begriff.“
Als vereinfachte Beschreibung des Informationsbegriffes liefert der Schülerduden: „Information umfasst eine Nachricht zusammen mit ihrer Bedeutung für den Empfänger. Diese Bedeutung kann darin bestehen, dass ein Mensch der Nachricht einen Sinn gibt, sie kann indirekt aus der Art der weiteren Verarbeitung der Nachricht geschlossen werden, oder man kann sie aus der Nachricht selbst erschließen. Als Maß für die Information einer Nachricht kann man die Länge des kürzesten Textes wählen, der zu ihrer Beschreibung notwendig ist (Beschreibungskomplexität).“
Computer basieren auf einer digitalen Codierung von Daten, die man als Folge von Nullen und Einsen darstellen kann.
Allgemein ist ein Code in der Informatik dabei eine Abbildungsvorschrift, die jedem Zeichen eines Zeichenvorrats (Urbildmenge) eindeutig ein Zeichen oder eine Zeichenfolge aus einem möglicherweise auch anderen Zeichenvorrat (Bildmenge) zuordnet.3
Wird einem Zeichen der Urbildmenge ein Zeichen der Bildmenge zugeordnet, spricht man von Codierung. Der umgekehrte Vorgang wird Decodierung genannt.
Im vorliegenden Unterrichtsgang beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst mit Codierungen, die sie teilweise sogar aus dem Alltag kennen. Dabei sind Codierungen, mit denen sich beliebige Texte oder Zeichenketten codieren lassen (Morsecode, QR-Codes, Blindenschrift), aber auch solche, die festgelegte Informationen codieren (Eiercode, Barcode EAN-13).
Den Schülerinnen und Schülern wird bewusst gemacht, dass vorliegende Daten einer Interpretationsvorschrift bedürfen, um zur Information für sie zu werden.
In einem zweiten Schritt beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Binärsystem, um die digitale Codierung von Computern kennen zu lernen.
Mit Hilfe von 0-1-Folgen werden im Anschluss Texte (ASCII-Code) und Grafiken codiert. Im Zusammenhang damit lernen die Schülerinnen und Schüler auch Größenangaben von Datenmengen kennen.
Den Abschluss des Unterrichtsganges bildet ein Stationenlauf durch die Schule, in der die Schülerinnen und Schüler ihre erworbenen Codierungskenntnisse selbstevaluieren können.
1 BP 2016 – Sek. I – Aufbaukurs Informatik – 3.1.1 Daten und Codierung
2 Schülerduden Informatik, Hrsg. Redaktion Schule und Lernen, 2003, 4. Aufl., S. 222 f.
3 Schülerduden Informatik, s.o., S. 88
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