INF 1 Datenbanken und das World Wide Web
Betrachtung von existierenden Datenbanken im WWW und Erstellung einer eigenen Datenbank
Datenbanken gehören zu den wichtigsten Anwendungssystemen der Informatik. Bei den immensen Datenmengen kommt heutzutage kaum ein Web-Angebot ohne eine Datenbank im Hintergrund aus. Aber auch ein Unternehmen muss seine Personal-, sowie Produktionsdaten speichern und auch wiederfinden können. Für die Unternehmen ist es darüber hinaus besonders wichtig, dass die Daten auch z.B. nach einem Stromausfall oder bei einem defekten Rechner, weiterhin vorhanden sind - es darf also nichts verloren gehen.
Das Praktikum soll die Datenbanktechnologie von drei Seiten beleuchten:
1. Eine kleine Einführung mit dem Thema: "Was ist eine Datenbank?". Dabei soll anhand vieler Beispiele ein Gefühl für die Datenbanktechnik vermittelt und die Fragen, warum man so ein System braucht, bzw. wo die Probleme dabei liegen, beantwortet werden.
2. Anhand einiger ausgewählter Beispiele aus dem WWW nehmt Ihr den ersten Kontakt mit realen Datenbanksystemen auf.
3. Mithilfe des bislang angeeigneten Wissens erstellen wir zusammen eine einfache Datenbankanwendung zur Schulnotenverwaltung, die Ihr dann auf Diskette mit nach Hause nehmen könnt. Anschließend können dann einige Datenbankanfragen ausprobiert werden, wie z.B. "Zeige mir meine Mathenoten!" oder "wie sieht mein Notendurchschnitt in den einzelnen Fächern aus?". Wenn noch genügend Zeit bleibt, kann die erstellte Datenbankanwendung noch experimentell ans WWW angebunden werden.
Für den Versuch sind keinerlei Programmierkenntnisse erforderlich.
INF 2 Programmieren ohne Programmiersprache
Sag dem Marienkäfer wo's lang geht
Computerprogramme sind aus unserem Alltag nicht mehr weg zu denken. Beim Erstellen von Programmen stellt die zu lernende Programmiersprache oft die größte Schwierigkeit dar. Wir verwenden deshalb eine Möglichkeit, Programme selbst zu schreiben ohne dazu eine Programmiersprache erlernen zu müssen.
Bei KARA, dem programmierbaren Marienkäfer, handelt es sich um eine Programmierumgebung, mit deren Hilfe wir einem Käfer in einer Welt voller Bäume, Pilze und Kleeblätter helfen können, Probleme zu lösen.
Zuerst werden wir mit KARA gemeinsam seine Welt erforschen. Anschließend lernen wir, wie wir ihm mithilfe von Automaten beibringen können, bestimmte Aufgaben in dieser Welt zu erledigen.
Kleine Kleeblatt-Grafiken, die KARA dabei erzeugt, können als Ausdruck mitgenommen werden. Wer von dem Käfer fasziniert ist, der kann die Programmierumgebung KARA anschließend an diesen Kurs auch daheim verwenden.
Für diesen Versuch sind keinerlei Programmier-Vorkenntnisse erforderlich!
INF 5 Gesichtsanalyse mithilfe von Bildverarbeitung
Was weiß ich über mein Gesicht?
Weshalb gibt es für Passbilder in den neuen Reisepässen so strenge Vorgaben? Ein Grund dafür ist, dass in den letzten Jahren vermehrt Computer zur automatischen Analyse von Bilddaten eingesetzt wurden, z.B. um öffentliche Plätze zu überwachen. Eine wichtige Rolle dabei spielt die automatische Gesichtserkennung. Aber wie kann eine Maschine Gesichter analysieren oder erkennen?
In unserem Versuch werdet ihr lernen, wie man einem Computer beibringen kann, Gesichter zu erkennen. Ihr werdet sehen, dass es sehr nützlich ist, Fotos mit strengen Vorgaben zu haben, wenn ihr an eurem eigenen Foto geometrische Merkmale berechnet und damit eine Gesichtserkennung durchführt.
Im zweiten Teil unseres Versuchs geht es darum, lokale statistische Eigenschaften eures Fotos zu analysieren. Wir werden euch zeigen, wie ihr damit aus einer Menge kleiner Einzelbilder ein Mosaik eures Fotos bauen könnt, und ihr werdet sehen, wie es möglich ist, dass ein Computerprogramm diese Aufgabe automatisch erledigt.
INF 7 Geocaching
Schnitzeljagd im 21. Jahrhundert
Mit der zunehmenden Verbreitung von Navigationsgeräten ist auch eine neue Freizeitbeschäftigung entstanden: das Geocaching.
Beim Geocaching geht es darum, mithilfe eines Navigationsgerätes einen Schatz zu suchen, den jemand vorher versteckt hat. (Cache heißt soviel wie "geheimes Lager"). Die Koordinaten dieses Schatzes werden mit Längen- und Breitengraden angegeben, so dass die Position auf der ganzen Erde eindeutig ist. Schatzkarten, also die Positionen vorhandener Schätze, kann man im Internet finden. Oft kann man die genauen Koordinaten nur herausfinden, indem das zugehörige Rätsel gelöst wird.
Wir werden uns zuerst einmal ansehen, wie Navigationsgeräte überhaupt funktionieren. Navigationsgeräte können unter Verwendung von GPS (Global Positioning System) ihre aktuelle Position, Höhe, Geschwindigkeit und Uhrzeit bestimmen. Aber wie funktioniert das genau? Wir werden sehen, dass GPS einige faszinierende physikalische Effekte ausnutzt.
Danach werden wir uns verschiedene Navigationsgeräte ansehen und uns mit der Handhabung vertraut machen. Für die Dauer des Versuchs wird jede Teilnehmerin ein eigenes Gerät erhalten, mit dem nach Belieben gespielt werden kann.
Anschließend werden wir versuchen einen echten Schatz zu heben. Dazu suchen wir uns aus dem Internet einen nahe gelegenen Schatz aus, lösen das Rätsel und gehen auf Schatzsuche.
INF 10 Systemsimulation
Simulieren geht über Studieren
Wie senkt man den Spritverbrauch von Autos? Wie findet die Rakete den Weg zum Mond? Wie baut man spezielle Laser für die Medizin? Für die Beantwortung all dieser Fragen sind numerische Simulationen ein wichtiges Hilfsmittel einer modernen Ingenieurin. Obwohl die Fragestellungen sehr unterschiedlich sind, haben alle Simulationsprojekte eine gemeinsame Struktur. Nach der genauen Festlegung der Fragestellung wird ein Modell erstellt, welches das Problem nachbildet und Antworten auf die gestellten Fragen liefern soll. Dieses wird in einem Computerprogramm um-gesetzt und anschließend simuliert. In dem Praktikum wollen wir Temperaturen in alltäglichen Gegenständen simulieren und anschließend visualisieren. Wir erarbeiten uns ein Modell, anhand dessen wir mithilfe von MATLAB - einem numerischen Programmpaket - die Temperaturverteilung in den Gegenständen abhängig von verschiedenen Voraussetzungen wie z.B. einseitiger Erhitzung berechnen wollen.
INF 11 Mensch vs. Maschine
Warum tut die Maschine nicht, was der Mensch will???
Sicher habt ihr auch schon erlebt, dass sich Software auf eurem Computer "aufgehängt“ oder einfach nicht das gemacht hat, was ihr wolltet. Oder habt ihr nicht schon einmal vor einem Automaten gestanden und nicht gewusst, wie ihr ihn bedienen sollt? Diese Probleme kommen einerseits daher, dass die Erstellung großer Software ein komplexer Prozess ist; andererseits darf aber auch der Faktor Mensch nicht vernachlässigt werden. Deshalb müssen bei der Entwicklung von Software, die von Menschen bedient wird, nicht nur die technische Umsetzung, sondern auch psychologische Faktoren wie Bedienkomfort und Style berücksichtigt werden, um die Schnittstelle zwischen Computer und Bediener möglichst angenehm zu gestalten… - viele Aspekte, deren Vernachlässigung zu vielfältigen Problemen bei der Bedienung des Systems führen können!
Während des Praktikums dürft ihr zunächst zwei Benutzeroberflächen für eine Adressbuchsoftware ausprobieren, die in ihren Funktionalitäten gleich sind, sich aber trotzdem in der Bedienbarkeit grundsätzlich unterscheiden. Nachdem wir zusammen Eigenschaften identifiziert haben, die eine gute von einer schlechten Benutzeroberfläche unterscheiden, werden wir mit diesem Wissen im Hinterkopf die Anwendung um eine zusätzliche Eingabemaske so erweitern, dass auch das Abspeichern von Terminen möglich wird. Die dazu benötigte graphische Oberfläche mit Schaltknöpfen und Textfeldern könnt ihr selbst erstellen. Für das Praktikum sind keine Vorkenntnisse notwendig.