MACHEN

UNSICHTBARES

SICHTBAR

VISUALISIERUNGEN...

PROBLEM

● "Informatik ist geprägt von Unsichtbarem. Nur

wenige Inhalte lassen sich ohne Hilfsmittel direkt

beobachten und untersuchen."

● Hardware --> ja

● Internetprotokolle --> nein!

Warum gibt es dieses Problem?

● Digitaltechnik basiert auf den Zuständen 0 und 1

●

● --> Bits lassen sich nicht beobachten

● --> Informationen in Bits lassen sich nicht

leicht "lesen"

Warum gibt es dieses Problem?

● Dynamische Vorgänge

● --> nicht direkt einsehbar

● --> zu schnell

Lösungsansatz

● Symbole und Abläufe werden durch

Visualisierungen sichtbar

● z.B.: schematische Darstellungen (TCP/IP)

Entity-Relationship-Diagramme

2 Techniken

● Sichtbarmachen des aktuellen Zustands einer

Rechnerkomponente (Nullen und Einsen werden zu

größeren Infomrationeeinheiten zusammengefasst)

● Simulation (Modell, mit dem man experimentieren

kann)

3 Quellen für Visualisierungen

● Standardwerkzeuge

● Taskmanger von Windows

● Anzeige des Quelltexts einer Webseite

● Bestehendes suchen

● Suche im Internet oder Unterrichtsportalen

3 Quellen für Visualisierungen

● Selber entwickeln

● Großer Aufwand!

● Wenn langfistige Nutzung mehrerer Lehrer absehbar

Lösung

● "Die unsichtbaren Informationen und Vorgänge im

Computer können mit geeigneten Hilfsmitteln

sichtbar gemacht werden. Mit Visualisierungs-

werkzeugen lassen sich

● Sachverhalte konkret beobachten und

● das Laufzeitverhalten eines Vorgangs anhand einer

Simulation genauer untersuchen.

Beispiel 1: Netzverkehr beobachten

● Werkzeug: Ethereal

● Zweck: Visualisierung von Netzwerkverkehr

● Funktion des Werkzeugs: Protokolldaten

interpretieren und anzeigen

● Ziel für die Schülerinnen und Schüler:

Theorie im realen Umfeld beobachten und

untersuchen

Beispiel 1: Netzverkehr beobachten

● Vorteil für die Schülerinnen und Schüler:

keine Syntaxkenntnis der Datenpakete nötig

--> Konzentration auf Laufzeitverhalten

● Vorteil für den Lehrer:

Netzwerkverkehr vor dem Unterricht produzieren

und aufzeichnen

--> Ausgangslage wohldefiniert

Beispiel 1: Netzverkehr beobachten

Beispiel 2: Peer-to-Peer-Protokoll

Peer-to-Peer-Protokoll simulieren

● Funktion des Werkzeugs:

Studierende können

● verschiedene Netztopologien einrichten

● das Protokoll simulieren

● Austausch von Protokollpaketen beobachten

Beispiel 2: Peer-to-Peer-Protokoll

● Ziel:

● Wissen aus der Theorie nachvollziehen, überprüfen und

repetieren

● Oder: entdeckendes Lernen

Beispiel 3: Standardwerkzeuge

... für Visualisierungen nutzen

● Werkzeug: Windows-Gerätemanager

● Zweck: Komponenten des Computers erklären (zeigt

auch Komponenten, die man beim Aufschrauben

nicht sieht)

● Nachteil: zeigt keine Zusammenhänge

Beispiel 3: Standardwerkzeuge

Beispiel 3: Standardwerkzeuge

● Werkzeug: z.B. Vmstat (Linux-/Unixähnliche

Betriebssysteme)

● Zweck: um aktuelle Belastung des Computers

anzuzeigen

● Ziel: auf verschiedene Werte und damit auf das

Systemverhalten eingehen

Beispiel 3: Standardwerkzeuge

Beispiel 4: Sortieralgorithmen

● Zweck: dynamische Abläufe während der

Ausführung des Algorithmus verstehen

Quelle

● Werner Hartmann, Michael Näf, Raimond Reichert:

● "Informatikunterricht planen und durchführen"