Informatik zum Anfassen

Aus KIF

Der AK Informatik zum Anfassen hat mehrere Ergebniss hervorgebracht.

Das wären das Manifest, die Spielideen und einige Ausarbeitungen.

Autoren: Mike aus Darmstadt, Fabian aus Karlsruhe, Christoph aus Trier, Patrick aus Graz

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Informatik zum Anfassen - Ideensammlung

Überblick

Mit * gekennzeichnete Einträge sind bereits in der Entwicklung bzw. in den Spielanleitungen zu finden.

  • Algorithmen:
    • Garbage Collection
    • Sortieren *
    • Rundweg auf Graphen
    • Ver-/Entschlüsselung
    • TCP/IP
    • Schaltnetze / Petrinetze
    • Kellerautomaten (polnisches Rechnen) *
  • Optimierungsprobleme:
    • Travelling Salesman
      • auf Poster / Plakat zum Mitrechnen und Tipp abgeben
      • Mit Nadeln / Nägeln und Bindfaden *
    • Färbeproblem (4-Farben)
      • als Malbuch / Einschick-Gewinnspiel (leider schon bewiesen, dass es immer geht)
    • Knapsack
      • schon mal erfolgreich umgesetzt
  • Rechenparadigmen / Architekturen:
    • Turingmaschine
    • Rekursion
      • Türme von Hanoi (?)
    • Parallelisierung
      • Spezialisten / Generalisten
    • endl. Automat
      • Cäsar, Vigenere, Chiffre
      • Eingabe = Name, Ausgabe="Horoskop" aufmalen auf Boden mit Kreide
        • nicht deterministischer Automat (aufgrund von Boden kein Überblick, d.h. Kreise nicht so einfach erkennbar)
  • Formale Sprachen:
    • Wortkonstruktion mit Styroporbuchstaben und Folienschablonen
  • Reduktion / Transformation:
    • ?
  • Berechenbarkeit:
    • ?

Nähere Ausführungen / Möglichkeiten einiger Ideen, die noch nicht in den Spielanleitungen zu finden sind

Garbage Collection / Speichermanagement

Mögliche Spielidee: (ähnlich Rucksackproblem nur auf Zeit)

mögliches Lernziel: Speichermanagement ist kein trivialer Vorgang, auch wenn es erst so aussieht.

Anzahl Spieler: 2/4

Benötigt: Verschiede Pappkartons ("Variablen") in verschiedenen Größen, die durchnummeriert sind. Zwei gleichgroße Kisten, die als Speicher für die "Variablen" dienen.

Anleitung: Es gibt zwei Teams, die gegeneinander spielen. Ziel ist es den Speicher möglichst effizient zu packen. In jedem Team gibt es einen Programmierer, der Variablen allokiert ("Schuhkartons") und auch freigibt ("Nummer auf Liste schreiben und wieder durchstreichen"). (Allokation/Deallokation zufällig oder max Anz von Variablen ?)

Und es gibt einen Speichermanager, der sich um die effiziente Anordnung des Speichers kümmert. Das ganze geht z.B. auf Zeit (1 1/2 Minuten oder so). Spielen die Spieler nicht parallel gegeneinander ist es auch mit nur 2 Mitspielern möglich.

Eventuell kann man auch die Regel einführen, dass "Garbage Collection" nur einmal durchgeführt werden darf. (Verschärfung?)

Gewonnen hat der Spieler / das Team der / die am geschicktesten den Speicher verwaltet haben.

Sortieren

siehe fertige Spielanleitungen

Ver/Entschlüsselung

  • Diffie-Helman Schlüsseltausch
    • schwierig zu erklären, aber sehr eindrucksvoll, wenn die Mathematik einfacher wäre. (?)
  • Public - Key Cryptograhie
    • Erklärungsmodell:
      • Tresor + Schlüssel
      • offener Tresor zum Empfänger
      • Nachricht wird in Tresor gepackt, Tresor verschlossen und zurückgeschickt.

TCP/IP

  • Darstellung von Routern und dem Einpacken von Paketen (mehrfaches Packen, fragmentieren, usw.)
  • Ringpufferdarstellungen (?)

Schaltnetze / Petrinetze

  • Zeigen echter Parallelität
  • Synchronisation (aufeinander warten)
  • Deadlock

Formale Sprachen

Möglich ist es z.B. reguläre Grammatiken durch Schablonen / Puzzle-Teile abzubilden.

Aufgabe wäre dann z.B. zu entscheiden ob ein Wort zu der Sprache gehört oder nicht (ausprobieren) oder einfach mal versuchen alle möglichen (endlichen) Worte zu bilden. (es sind natürlich nicht unendlich Schablonen vorhanden)

Materialien und Anleitungen

Ausarbeitung einiger Ideen: http://studwww.ira.uka.de/~s_franz2/anfassen.pdf (Credits gehen an Christoph Lange für diesen Teil)

Der reisende Informatiker (Deutschlandkarte auf A0, Infotext passend für A4-Flyer, Liste von 50 Städten mit Informatikfachschaften): http://fsinfo.cs.uni-dortmund.de/~dave/tsp/

Weitere Ideen

Hier ist Platz für eure Ideen / Ausarbeitungen

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