Grundlagen der Informationstechnologien
Sitzung 1 — Einführung, Grundbegriffe & Hardware
Wintersemester 2026/27
Übersicht
- Organisatorisches: Ziele, Inhalte, E-Portfolio, KI
- Input: Grundbegriffe der Informationsverarbeitung
- Hardware: Was steckt in einem Computer?
- Praxis: PC Anatomy & Ihr eigener PC auf dem Board
- TandemLab: Die Zentraleinheit
- Sitzungsreflexion
Mit wem haben Sie es zu tun? – Stefan Franke
| 2016 | Erste Staatsprüfung, Lehramt WHRS (Technik, Biologie & Informatik) |
|---|---|
| 2017 | Akad. Mitarbeiter MD, MBM, ESIT4SIP |
| 2018 | Referendariat an der GMS Waldburg-Vogt |
| seit 2019 | Lehrer an der GMS Leutkirch i. A. |
| seit 2020 | IT & Softwareentwicklung bei einem Unternehmen für Präzisionslandwirtschaft |
| seit WiSe 2023 | Informatik an der PH Weingarten (50 %) · GMS Leutkirch (50 %) |
| EU-Projekte | Critical Making, AI2Schools, … |
Ziele der Lehrveranstaltung
Sie können Informations- und Kommunikationstechnologien effizient nutzen.
Rechner
Aufbau und Funktionsweise eines Computers
Information
Repräsentation und Verarbeitung von Informationen
Internet
Aufbau, Struktur und Dienste des Internets
Vernetzung mit anderen Veranstaltungen
BA MBM
- Schnittstellen zu IT2: Lehren und Lernen mit computergestützten Medien, HTML und CSS, Informationssysteme
- Voraussetzung für IT3, IT4, IT5
Erweiterungsfach Informatik
- Schnittstellen zu Sek EF Inf 1: Fundamentale Ideen der Informatik, Einführung in die Programmierung
- Voraussetzung für Sek EF Inf 2, Inf 3, Inf 4
Themenübersicht
Computer
- Grundbegriffe der IT
- Aufbau eines Rechners
- Funktionsweise & Komponenten
Daten
- Zahlensysteme und Codes
- Dateien und Dateiformate
Software
- Betriebssysteme
- Anwendungssoftware
- Künstliche Intelligenz
Netze
- Rechnernetze
- Das Internet
- Cloud-Computing
Sicherheit
- Datensicherheit
- Datenschutz
Organisatorisches
Input & Flipped Classroom
Kurzer Input, dann Arbeitsphasen mit Material auf franke-lab.de
Board
Gemeinsame Pinnwand: board.franke-lab.de — ohne Anmeldung
TandemLab
Arbeit im Tandem: erst allein erarbeiten, dann gegenseitig erklären
E-Portfolio
Prüfungsform — begleitend zu jeder Sitzung in Mahara
Prüfungsform: E-Portfolio
Modul IT2 bzw. Modul EF Inf 1 — ein vorlesungsbegleitendes E-Portfolio:
- Dokumentation, Präsentation und Reflexion des eigenen Lernprozesses
- Eigene Arbeitsergebnisse, selbst recherchierte Materialien und Links
- Ein selbst gewähltes Schwerpunktthema, ausführlich ausgearbeitet
- Verbindungen zu anderen Veranstaltungen des Moduls
Umsetzung in Mahara · Mahara-Tutorials · e-teaching.org
Bildquelle: teachinghub.bath.ac.uk
E-Portfolio: Bewertungskriterien
Inhalt
- Vollständigkeit der Darstellung
- Schwierigkeit und Eigenleistung
- Verschiedene Quellen
- Relevanz der Materialien
Form
- Saubere, übersichtliche Gestaltung
- Angemessene Mediennutzung
- Sprache, korrekte Fachbegriffe
Arbeitsprozess
- Darstellung der Arbeitsprozesse
- Offenheit, Neugierde, Engagement
- Wertung des Lernprozesses
- Qualität der Selbstreflexion
Hilfe pro Sitzung: das Reflexionstool — am Ende jeder Präsentation verlinkt.
Einsatz von KI
Grundsätzlich erwünscht — z. B. für
- Abbildungen und Diagramme zur Veranschaulichung
- Zusammenfassungen und Gliederungsvorschläge
- Formulierungshilfen und Sprachunterstützung
- Brainstorming und Ideenentwicklung
Wichtig
- KI-Ausgaben kritisch prüfen, nicht ungeprüft übernehmen
- Verwendete KI-Tools und Quellen angeben
- Empfohlen: Academic Cloud mit PH-Account (Datenschutz)
- KI-Richtlinie der PH Weingarten beachten
Ziel: KI als Werkzeug zur Erweiterung des eigenen Denkens — nicht als Ersatz dafür.
Kursmaterialien, Kontakt & Literatur
Materialien & Kontakt
- Alle Materialien — Folien, Übungen, Reflexion, Board: franke-lab.de → Lehre → Wintersemester
- E-Mail: stefan.franke@ph-weingarten.de
Literatur
- P. Bühler, P. Schlaich, D. Sinner (2018): Informationstechnik. Hardware – Software – Netzwerke. Springer Vieweg
- H. Herold, B. Lurz, J. Wohlrab, M. Hopf (2017): Grundlagen der Informatik. 3., aktualisierte Auflage. Pearson
Input: Grundbegriffe der Informationsverarbeitung
Grundbegriffe
Daten – Nachrichten – Informationen
Analoge und digitale Signale
Analoge und digitale Darstellung
Das EVA-Prinzip
EVA-Prinzip im Detail
Aufbau eines Computersystems
Der Von-Neumann-Rechner
Software und Hardware
Eigene Darstellung
Rechnerkategorien heute
Tendenz, keine feste Rangfolge: Ein Spitzen-Smartphone kann mehr kosten als ein einfaches Notebook. · Früher zusätzlich: Minirechner (ca. 1960–1990, z. B. DEC PDP, VAX). · Eigene Darstellung nach Herold et al. (2017), aktualisiert 2026.
Hardware & Komponenten
Bildquelle: pcwelt.de
Bildquelle: freepik.com
Innenleben moderner Geräte
Ein Blick ins Innere – Smartphone, Laptop & Smartwatch
Aber wie funktioniert das Ganze? 🤔
Eine Frage, die uns in die technischen und konzeptionellen Grundlagen führt.
Einen PC in 3D zerlegen: PC Anatomy ca. 10 min
Aufgabe (allein oder zu zweit)
- Öffnen Sie pc-anatomy.com und zerlegen Sie den PC (Schieberegler oder „Auto“).
- Finden Sie: Prozessor (CPU), Arbeitsspeicher (RAM), Grafikkarte, SSD, Netzteil, Mainboard.
- Wählen Sie drei Bauteile und notieren Sie: Was macht dieses Bauteil?
Die Oberfläche ist auf Englisch; gezeigt wird aktuelle High-End-Hardware.
Ihr eigener PC — auf dem Board ca. 20 min
Aufgabe im Team (2–3 Personen) — eine Karte pro Team
- Einsatzzweck: Wofür ist Ihr PC? (Schule/Büro, Gaming, Videoschnitt, KI, Server …)
- Komponenten: CPU, Mainboard, RAM, Grafikkarte, SSD/HDD, Netzteil, Gehäuse, Kühlung – plus Peripherie
- Pro Komponente: Was ist das? Welche Funktion hat sie? Warum passt sie zum Einsatzzweck?
- Zuordnen: Zentraleinheit oder Peripherie? Eingabe, Verarbeitung oder Ausgabe?
Danach: einige Team-PCs im Plenum vorstellen.
TandemLab: Die Zentraleinheit
Erst allein erarbeiten — dann gegenseitig erklären
Session beitreten (mit Passwort), Aufteilung in Gruppe A und B
Aufgabe allein bearbeiten – Material, Tipps und KI-Tool erlaubt
Automatische Tandems: A erklärt B, dann B erklärt A
Gruppe A
Der Prozessor (CPU): Steuerwerk, Rechenwerk, Register, Taktgeber
Gruppe B
Speicher & Busse: RAM, ROM, Daten-, Adress- und Steuerbus
Jetzt beitreten!
franke-lab.de/tandem-lab
| Session | GdIT26_1 — Zentraleinheit |
|---|---|
| Passwort | gdit |
Die Zentraleinheit — Auswertung
Sie starten ein Programm: Wie arbeiten CPU, Arbeitsspeicher und die drei Busse zusammen?
Vereinfachtes Modell: In heutigen PCs hängen RAM und Grafikkarte über eigene Verbindungen (DDR, PCIe) direkt an der CPU; der Festwertspeicher für UEFI/BIOS ist meist Flash-Speicher. · Eigene Darstellung
Fragen?
Sitzungsreflexion
franke-lab.de — Reflexionstool
Artefakte & Reflexion verfassen → HTML kopieren → in Mahara einfügen
To Do's:
- In Mahara eine Seite für diese Lehrveranstaltung anlegen (Übung 1)
- Board-Karte „Für Mahara“ exportieren und einfügen
- Reflexion zu Sitzung 1 verfassen