Informatik 5: Funktionsweise von Informatiksystemen
Ein digitales Endgerät ist nur ein Baustein. Ein Informatiksystem entsteht durch das Zusammenspiel von Hardware, Software, Daten, Menschen und häufig Netzwerken. In dieser Einheit untersuchst du Abläufe und Datenflüsse statt einzelner Bauteile.
Lernziele
Nach dieser Einheit kannst du:
- ein Informatiksystem als Zusammenspiel mehrerer Komponenten beschreiben.
- Ein-, Verarbeitungs-, Speicher-, Übertragungs- und Ausgabeschritte in einem Ablauf erkennen.
- zwischen Daten, Programmregeln und Systemzustand unterscheiden.
- Systemgrenzen und Schnittstellen an einfachen Beispielen festlegen.
- Fehlerquellen systematisch eingrenzen, statt nur einzelne Geräte zu verdächtigen.
Vorwissen aus der Digitalen Grundbildung
Du kennst das EVA-Prinzip und wichtige Hardwarekomponenten. Jetzt wechselst du von der Bauteilsicht zur Systemsicht: Welche Teile arbeiten zusammen, welche Daten fließen und nach welchen Regeln reagiert das System?
Lerninhalte
Was gehört zu einem Informatiksystem?
Zu einem Informatiksystem können Endgeräte, Server, Programme, Datenbanken, Netzwerke, Sensoren, Benutzerkonten und Menschen gehören. Welche Bestandteile relevant sind, hängt davon ab, welche Aufgabe betrachtet wird.
Datenfluss statt Bauteilliste
Ein Schulsystem für digitale Abgaben kann beispielsweise eine Anmeldung entgegennehmen, Zugriffsrechte prüfen, Dateien speichern, Metadaten erfassen und Rückmeldungen anzeigen. Die interessante Frage lautet: Welche Information kommt woher, wird wie verarbeitet und wohin weitergegeben?
Regeln, Zustand und Ergebnis
Programme verarbeiten Eingaben nach festgelegten Regeln. Viele Systeme besitzen außerdem einen Zustand: Ein Konto kann angemeldet oder abgemeldet sein, eine Bestellung offen oder bezahlt, eine Ampel rot, gelb oder grün. Derselbe Eingang kann je nach Zustand zu unterschiedlichen Reaktionen führen.
Schnittstellen
Schnittstellen verbinden Teile eines Systems. Das kann eine Benutzeroberfläche, eine Datei, eine Netzwerkschnittstelle oder eine Programmierschnittstelle sein. Eine klare Schnittstelle beschreibt, welche Informationen hinein- und herausgegeben werden.
Systematische Fehlersuche
Bei einem Fehler wird schrittweise geprüft: Ist die Eingabe korrekt? Ist das Gerät funktionsfähig? Läuft das Programm? Besteht Netzwerkzugang? Sind Rechte vorhanden? Ist der Dienst erreichbar? Dieses Vorgehen ist zuverlässiger als wahlloses Ausprobieren.
Üben und Anwenden
Aufgabe 1: System zerlegen
Wähle ein System wie Lernplattform, Bankomat oder Streamingdienst. Zeichne mindestens fünf Bestandteile und die wichtigsten Datenflüsse.
Aufgabe 2: Systemgrenze wählen
Beschreibe dasselbe Beispiel einmal mit enger und einmal mit weiter Systemgrenze. Erkläre, welche zusätzlichen Komponenten bei der weiten Sicht hinzukommen.
Aufgabe 3: Fehlerbaum
Für den Fall „Datei kann nicht auf der Lernplattform abgegeben werden“ erstellst du eine Prüfreihenfolge von lokalem Gerät bis zum entfernten Dienst.
Kompetenzcheck
Prüfe dich selbst. Du solltest die folgenden Punkte ohne Hilfe erklären oder anwenden können:
- Ich kann erklären, warum ein Informatiksystem mehr ist als ein einzelner Computer.
- Ich kann einen einfachen Datenfluss von Eingabe bis Ausgabe darstellen.
- Ich kann Zustand und Regel an einem Beispiel unterscheiden.
- Ich kann einen Fehler schrittweise eingrenzen.