Kursthemen

  • Allgemeines

    • Hinweis: Der Kurs ist unvollständig und wird aktuell nicht gepflegt.

    • Werkzeuge für den Unterricht

    • Der Großteil der im Unterricht eingesetzten Werkzeuge ist kostenfrei und als Open Source oder Freeware deklariert. Neben einem Office-Paket (z. B. LibreOffice) werden ein aktueller Browser und ein Internet-Zugang benötigt. 

  • Prinzipien der Datenübertragung verstehen

    • Das Büchsentelefon

      Anhand eines Büchsentelefons können einige Prinzipien der Datenübertragung entdeckt werden. Deshalb bauen wir zunächst ein solches Telefon und testen es ausgiebig.

    • Kommuniziere nun mit einem Partner und später durch Hinzufügen eines weiteren Büchsentelefons mit einem weiteren Teilnehmer.

      Beschreibe auftretende Probleme und Eure Problemlösung.

    • Problem Problemlösung
      • alle reden gleichzeitig/keiner redet
      Vor dem Reden ist zu prüfen, ob die Leitung frei ist. Läuft bereits ein Gespräch, so muss man warten, bis dieses zu Ende ist oder eine Kommunikationsseite endet.
      • bei mehreren Teilnehmern ist unklar, für wen die Information/Frage ist
      Es muss stets zu Beginn der Empfänger der Nachricht genannt werden. Wenn sehr viele Teilnehmern existieren, sollte man auch stets den Namen des Absenders nennen.
      • alle können alles hören
      Die Kommunikation müsste verschlüsselt werden.
      • die Sprache ist nicht immer gut verständlich
      Die Information müsste anders dargestellt (codiert) werden, z. B. durch Klopfzeichen.
    • Willkommen im Weihnachtswunderland

      Der Weihnachtsmann muss für eine reibungslose Weihnachtszeit jegliche Arbeiten gut koordinieren. Dazu kommuniziert er mit seinen Wichteln und diese untereinander per Zuruf oder z. B. Büchsentelefon. In der Weihnachtsküche können wir folgendes Gespräch belauschen. Küchenwichtel Tom leitet die Küche, in der die Wichtelgehilfen Adam, Boris, Chris, Dieter und Egon arbeiten.

      Adam: "Chris, hier Adam. Sollen die Kartoffeln für deinen Salat in Scheiben oder in Würfel geschnitten werden?"
      Chris: "Adam, hier Chris. Das weiß ich nicht."
      Chris: "Hallo Meister Tom. Hier ist Chris. Ist es wichtig, wie die Kartoffeln für den Salat geschnitten werden?"
      Tom: "Nein Chris, aber es sollte einheitlich sein, sagt Tom."
      Tom: "Alle mal herhören. Hier ist Tom - hat schon jemand Kartoffeln geschnitten?"
      Dieter: "Ja, Tom, ich - also Dieter - habe sie in Scheiben geschnitten!"
      Tom: "Chris, hier ist Tom. Wir sollten einheitlich Scheiben nehmen."
      Chris: "Adam hier Chris. Hast Du es auch gehört: Scheiben bitte."
      Adam: "Okay, Chris. Adam sagt danke."

      Beschreibe die Regeln der Kommunikation in der Küche. Schätze die Sicherheit der Kommunikation ein. Vergleiche mit unserer Büchsentelefon-Kommunikation.

      Ein weiteres Gespräch begann so:

      Boris: "Эгон, где колбаса и хлеб?" (Lautsprache: Egon, gde kolbasa i khleb?)
      Egon: "Wie bitte, Boris?"
      Boris: ---
      Egon: "Achtung an alle. Ich verstehe Boris nicht. Kann jemand helfen?"
      Tom: "Ja, Egon, ich übersetze es gleich. - Борис, что ты сказал?" (Lautsprache: Boris, chto ty skazal?)
      Boris: "Я спросил Эгона, где есть колбаса и хлеб." (Lautsprache: Ja sprosil Egona, gde yest' kolbasa i khleb.)
      ...

      Leite Voraussetzungen für eine erfolgreiche Kommunikation ab.

    • Stille Post im Weihnachtswunderland

      Dem Weihnachtsmann ist die Kommunikation unter seinen Wichteln - wie etwa vorige Woche in der Küche - viel zu laut. Außerdem hört jeder mit. Daher führt ein ein neues Kommunikationssystem ein. Alle Nachrichten müssen nun auf Kärtchen geschrieben und dann an eine Wäscheleine geklammert werden.

    • Gut, das basteln wir zunächst und probieren es aus.

      Sendet nun Nachrichten zwischen den Teilnehmern A bis C. Ein Schüler übernimmt die Funktion des Verteilers (Switch). Was funktioniert, was bereitet Probleme. Findet eine Problemlösung.

    • Problem Problemlösung
      • der Verteiler ist zu langsam
      ?
      • Nachrichten, die sehr groß sind, lassen sich nicht transportieren
      Mehrere Karten benutzen und die Nachrichtenteile durchnummerieren.
      • der Verteiler kann alles mitlesen
      Die Kommunikation müsste verschlüsselt werden.
    • Im nächsten Schritt müssen die drei Teilnetze (Küche, Bäckerei, Wichtelwerkstatt) miteinander verknüpft werden. Dazu fügen wir an alle drei Netze jeweils ein neues Kabel an und benötigen einen neuen Verteiler (Router), der zwischen den drei Teilnetzen vermitteln kann.

      Dabei taucht sofort ein Problem auf: Teilnehmer 1 gibt es 3x. Es muss also noch eine Unterscheidung für Nachrichten in das eigene und in fremde Netze geben. Der Router muss nur wissen, wo welches Teilnetz ist, nicht aber den Teilnehmer im Teilnetz. Der Switch muss dafür jeden Teilnehmer kennen.

    • Prinzip der Adressierung und des Domain Name Systems

      Jedem internetfähigen Gerät wird eine eindeutige Zahlenkombination als IP-Adresse zugewiesen. Das Domain Name System (DNS) ordnet einem alphanumerischen Namen eindeutig eine IP-Adresse zu.

      • IP-Adresse und Netzmaske
      • DNS-Tabelle

      Prinzip des Routing

      Die Aufgabe eines Routers ist die gezielte Weiterleitung von Nachrichten. 

      • Routertabelle und Gateway

      Prinzip der Paketvermittlung

      Paketvermittlung schließt die Zerlegung einer Nachricht in Pakete beim Sender und die Wiedervereinigung beim Empfänger ein. 

      • Paketvermittlung, Paketzusammenbau, Verlust

      Prinzip der Protokolle

      • Regeln zum Abfragen von E-Mails oder Web-Seiten, Sequenzdiagramm
  • Daten codieren

    • Kennst Du noch das Spiel "Stille Post"? Ja!

      Dann spielen wir es jetzt mal!

      Wurde die Information falsch übermittelt? Das wäre für eine echte Kommunikation eine Katastrophe! Also, was können wir tun, um Daten zuverlässig und korrekt zu übertragen?

      Versuchen wir es mit

      • Team A: Codierung, damit es mit dem Computer übertragen werden kann,
      • Team B: Prüfziffern, damit Fehler auffallen und eventuell automatisch behoben werden können.
    • Übungen zu den Showinhalten

      Geschwindigkeit im Internet (Zugang, Bandbreite, Durchsatz, Einheiten)

      Ausblick auf Klasse 9