Stoffverteilung

Std.

Bildungsplan, inhaltsbezogene Kompetenzen

Inhalt / Material

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(1) erläutern, welche Parameter bei derDigitalisierung analoger Signale in Daten mittels Diskretisierung eine Rolle spielen (zum Beispiel Wertebereich, Samplingtiefe, Abtastrate, Datenmenge, Datenrate

01_duc_ab_Digit_Bild.odt Digitalisierung von Bildern

Diskretisierung, Bildauflösung, Farbtiefe am Beispiel von Bildern

Berechnung der Datenmenge

optional:

01_duc_ab_Digit_Ergänz_Dateiformate.odt Digitalisierung von Bildern

Portable Anymaps

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(2) Verfahren zur Datenreduktion beziehungsweise verlustbehafteten Datenkompression (zum Beispiel Verringerung von Farbtiefe, Auflösung, Samplingtiefe, Samplingrate) beschreiben

(3) die Lauflängencodierung als Beispiel für ein verlustfreies Datenkompressionsverfahren erläutern und an einem Beispiel händisch durchführen (zum Beispiel Kompression von s/w-Bildern)

(4) Einsatzbereiche und Beispiele fürverlustbehaftete und verlustfreie Datenkompressionsverfahren nennen (zum Beispiel Kompression von Videos, Grafiken, Musik, Programmcode oder Textdokumenten)

02_duc_ab_Digit_Kompression.odt Datenkompression

Datenkompression:

- verlustfrei: z.B. Lauflängencodierung

- verlustbehaftet: JPEG-Format

optional:

03_duc_Digit_Audio.odt Digitalisierung von Audio

Audio-Digitalisierung als weiteres Anwendungsbeispiel. Analogien aufzeigen.

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(5) das Problem des kürzesten/schnellsten Pfades erläutern und begründen, dass die Brute-Force-Methode zur Lösung in der Regel ungeeignet ist

PBK:

2.11 (3) Beziehungen zwischen Daten/Objekten (zum Beispiel Hierarchien in Verzeichnisbäumen oder Stammbäumen, die Struktur des Internets, Verkehrsnetz als Graph) erkennen und erläutern

2.14 (3) unterschiedliche Lösungsansätze und Vor-gehensweisen miteinander vergleichen und bewerten

2.14 (4) Optimierungsbedarf ermitteln und ggf. Lösungswege optimieren

2.14 (6) Einsatzbereiche und Grenzen von Modellen erkennen

04_duc_kürzesterWeg.odp Präsentation

04_duc_ab_kürzesterWeg.odt Das Problem des kürzesten Weges

Problem d. kürzesten Weges

Abstraktion: von der Karte zum Graphen

Anzahl der Wege bei BruteForce

Ameisen-Verhalten

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(6) den Algorithmus von Dijkstra zur Wegsuche erklären und händisch an einem Beispiel durchführen

04_duc_ab_kürzesterWeg.odt Das Problem des kürzesten Weges

Dijkstra-Algorithmus analog zum Ameisenverhalten.

Anwendungen, Verbesserungen.