Informatik - Lehrwerk für die Oberstufe: Informatik - Lehrwerk für die gymnasiale Oberstufe: Schülerband 2: Modellierung, Datenstrukturen und Algorithmen

Informatik überall: Techniken, Methoden und Ideen der Informatik dringen in nahezu alle Lebensbereiche vor. Viele Probleme in unserem Alltag lösen wir durch strukturiertes Vorgehen. Genau diese Strukturen sind die Grundlagen komplexer informatischer Systeme, wie z. B. eines Navigationsgerätes. Was aber sind diese Strukturen und wie arbeitet man mit ihnen?

Abgestimmt auf die Vorgaben des Zentralabiturs in NRW werden die Grundlagen von drei Bereichen der Informatik in diesem Band handlungs- und schülerorientiert vermittelt:

1. Modellierung
   Informatische Systeme sind heutzutage nicht selten hochkomplex und ihre Realisierung erfordert das Zusammenwirken mehrerer Experten aus verschiedenen Fachbereichen. Um die stattfindenden Abläufe schon in der Planungsphase anschaulich darstellen zu können, wird die Entwurfssprache UML benutzt. Grundlegende Konzepte wie Objekte, Klassen, Attribute und Methoden sowie Entwurfs- und Implementationsdiagramme werden kompakt eingeführt und die Schülerinnen und Schüler erwerben die Kompetenz, eigene Systeme arbeitsteilig zu entwickeln.
2. Datenstrukturen
   Daten in modernen Informatiksystemen müssen so gespeichert werden, dass Software damit effizient arbeiten kann. Das Buch stellt die für die Schule relevanten Datenstrukturen (Array, Liste, Schlange, Stapel, Baum und Graph) sowie deren Operationen anschaulich dar. Darüber hinaus erlangen die Schülerinnen und Schüler ein Problembewusstsein für den Einsatz der verschiedenen Strukturen.
3. Algorithmen
   Die Entwicklung, die Umsetzung und die Analyse von Algorithmen stellt den dritten Schwerpunkt des Bandes dar. Im Fokus stehen dabei Such- und Sortieralgorithmen auf den verschiedenen Datenstrukturen.

Das Lehrwerk ist weitestgehend unabhängig von einer bestimmten Programmiersprache und nicht auf eine Entwicklungsumgebung festgelegt.

Die Arbeit mit dem Lehrwerk bietet eine zuverlässige Vorbereitung auf das Zentralabitur für Grund- und Leistungskurse. Die Kapitel bereiten die relevanten Inhalte strukturiert auf und stellen somit ein umfangreiches Nachschlagewerk dar, das sich an den Bedürfnissen des Unterrichts orientiert. Es bietet sich durch seine didaktische Reduktion, die methodische Vielfalt der Aufgaben und die handlungsorientierten Einstiege als Grundlage für die Planung und Durchführung von Unterrichtssequenzen an. Darüber hinaus ermöglichen zahlreiche Übungen und Projektideen die Festigung der Inhalte sowie das eigenständige vertiefende Arbeiten mit dem Werk.

Inhaltsübersicht
1.  Informatik überall
2.  Konzepte des objektorientierten Modellierens 
3.  Lineare Datenstrukturen
4.  Algorithmen
5.  Nicht-lineare Datenstrukturen 
Fachmethoden
Anhang