Abstract:
Diese Arbeit stellt eine Betrachtung des Unterrichtsthemas "Betriebs-systeme" aus einer fachdidaktisch-methodischen Perspektive dar. Beginnend mit den Prinzipien einer allgemeinen Didaktik – mit Fokus auf die Bildungstheoretische und Lehrtheoretische Didaktik – wird gezeigt, dass der Informatikunterricht im Allgemeinen und der Unterricht über Betriebssysteme im Speziellen einen Beitrag zur Selbständigkeit von Schülerinnen und Schülern leisten kann. In einer fachlichen Betrachtung des Themas werden sowohl theoretische als auch praktische Aspekte von Betriebssystemen dargelegt. Dabei werden die grundlegenden Strukturen eines Betriebssystems beschrieben und anhand eines konkreten Produktes gezeigt, wie diese Strukturen implementiert werden können. Bezug nehmend auf die Didaktik und Methodik des Informatikunterrichts folgen eine Analyse der Bedingungen und Begründungen eines Unterrichts über Betriebssysteme. Zum Schluss der Arbeit wird gezeigt, wie das Thema "Betriebssysteme" ausgewogen und exemplarisch unterrichtet werden kann.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
Kapitel 1: Allgemeine Didaktik und Fachdidaktik Informatik
1.1 Allgemeine Didaktik
1.1.1 Begriffscharakterisierung
1.1.2 Historische Entwicklung
1.1.3 Didaktische Modelle
1.1.3.1 Die Bildungstheoretische Didaktik
1.1.3.2 Die Lehr- bzw. Lerntheoretische Didaktik
1.1.3.3 Andere Didaktiken und Unterrichtskonzepte
1.1.4 Fazit
1.2 Fachdidaktik der Informatik
1.2.1 Zur Informatik
1.2.1.1 Der Begriff "Informatik"
1.2.1.2 Wissenschaftliche Einordnung
1.2.1.3 Gegenstand oder Teilgebiete der Informatik
1.2.2 Informatik lehren und lernen
1.2.2.1 Entstehung des Schulfaches in Österreich
1.2.2.2 Legitimation als Schulfach
1.2.2.3 Inhalte des Informatikunterrichts
1.2.2.4 Methodik des Informatikunterrichts
1.2.3 Fazit
Kapitel 2: Betriebssysteme aus fachlicher Sicht
2.1 Betriebssysteme in der Theorie
2.1.1 Begriffscharakterisierung
2.1.2 Geschichtliche Entwicklung
2.1.3 Aufgaben und Klassifizierung
2.1.4 Strukturelle Grundlagen
2.1.4.1 Prozessverwaltung
2.1.4.2 Deadlocks
2.1.4.3 Speicherverwaltung
2.1.4.4 Dateisysteme
2.1.4.5 Ein- und Ausgabe
2.1.4.6 Benutzeroberfläche
2.2 Betriebssysteme in der Praxis
2.2.1 Fallbeispiel Windows
2.2.2 Entwicklungsgeschichte von Windows
2.2.3 Eigenschaften von Windows
2.2.3.1 Systemarchitektur von Windows
2.2.3.2 Multitasking unter Windows
2.2.3.3 Speicherverwaltung unter Windows
2.2.3.4 Dateisysteme und Ein-/Ausgabe unter Windows
2.2.3.6 Graphical User Interface unter Windows
2.2.4 Leistungsmerkmale von Windows
Kapitel 3: Betriebssysteme im Unterricht
3.1 Bedingungen des Unterrichts
3.1.1 Gesellschaftliche Bedingungen
3.1.2 Institutionelle Bedingungen
3.2 Das Unterrichtsthema "Betriebssysteme"
3.2.1 Zur Begründung des Themas
3.2.2 Didaktische Analyse
3.2.3 Bezug zu den Lehrplänen
3.4 Inhalte des Unterrichts über Betriebssysteme
3.4.1 Gliederung des Unterrichtsthemas "Betriebssysteme"
3.4.2 Anwendungs- versus Strukturorientierung
3.4.3 Exemplarische Inhalte und genetisches Lernen
3.2.3.1 Beispiel 1: Prozessverwaltung
3.2.3.2 Beispiel 2: Deadlocks
3.2.3.3 Beispiel 3: Speicherverwaltung
3.5 Methoden beim Unterricht über Betriebssysteme
3.5.1 Anwendungs- und Problemorientierung
3.5.2 Schüler- versus Fachorientierung
3.5.3 Arbeitsformen
3.6 Portfolio für den Unterricht
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Thema "Betriebssysteme" aus einer fachdidaktisch-methodischen Perspektive für den Informatikunterricht, um einen Beitrag zur Selbständigkeit von Schülerinnen und Schülern zu leisten. Dabei werden theoretische Grundlagen, fachliche Aspekte anhand des Fallbeispiels Windows sowie didaktische Umsetzungsstrategien analysiert.
- Verbindung von allgemeiner Didaktik und Fachdidaktik Informatik
- Theoretische und praktische Grundlagen von Betriebssystemen
- Implementierung didaktischer Modelle im Informatikunterricht
- Analyse von Anforderungen und Rahmenbedingungen für den Unterricht
- Entwicklung eines Portfolios für die praktische Unterrichtsgestaltung
Auszug aus dem Buch
2.1.4.1 Prozessverwaltung
In der geschichtlichen Darstellung haben wir gesehen, dass bei sehr frühen Computersystemen ein Programm nach dem anderen ausgeführt wurde. Die Anforderung an ein modernes Betriebsystem ist die schnelle Abarbeitung von mehreren Programmen, die von einem oder mehreren Benutzerinnen oder Benutzern bedient werden. Hinzu kommen die Programme des Betriebssystems selbst, die der Verwaltung der Hardware oder der Bereitstellung einer Benutzeroberfläche dienen. Jedes Programm, das gerade dabei ist abgearbeitet zu werden und sich somit in einem aktiven Status befindet, wird Prozess genannt.136
Ein modernes Betriebssystem kann dutzende von Prozessen quasi gleichzeitig abarbeiten. Dabei entsteht für den Benutzer die Illusion, als würden sämtliche Prozesse zur selben Zeit ablaufen. Die meisten PCs besitzen allerdings nur einen Prozessor, auf dem streng genommen immer nur ein Prozess laufen kann. Wie kann dieser Widerspruch zwischen der begrenzten Hardwareressource Prozessor und der Tatsache, dass mehrere Prozesse quasi-gleichzeitig laufen können, erklärt werden? Das Betriebssystem muss die Prozesse abwechselnd dem Prozessor zuweisen und zwar so schnell, dass das Gefühl für die Benutzerin bzw. den Benutzer entsteht, als würden sie alle gleichzeitig laufen. Um diese Aufgabe zu bewältigen gibt es unterschiedliche Verfahren, genannt Scheduling-Verfahren, von denen ich vier kurz besprechen möchte:
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1: Allgemeine Didaktik und Fachdidaktik Informatik: Dieses Kapitel erläutert grundlegende didaktische Modelle und überträgt diese auf die Fachdidaktik der Informatik, wobei der Beitrag des Informatikunterrichts zur Mündigkeit der Lernenden hervorgehoben wird.
Kapitel 2: Betriebssysteme aus fachlicher Sicht: Hier werden die theoretischen Funktionsweisen von Betriebssystemen analysiert und anhand des Fallbeispiels Windows auf konkrete Implementierungen und Leistungsmerkmale übertragen.
Kapitel 3: Betriebssysteme im Unterricht: Dieses Kapitel bündelt didaktische und fachliche Erkenntnisse, um Lehrkonzepte zu entwickeln, die Schülerinnen und Schüler durch exemplarische Inhalte und methodische Ansätze zur Systemkompetenz führen.
Schlüsselwörter
Betriebssysteme, Informatikunterricht, Fachdidaktik, Bildungstheoretische Didaktik, Lehrtheoretische Didaktik, Prozessverwaltung, Speicherverwaltung, Deadlocks, Windows, Systemkompetenz, Anwendungs- und Strukturorientierung, Projektunterricht, Exemplarisches Lernen, Informationstechnologie, Informatische Bildung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Diplomarbeit behandelt die fachdidaktische und methodische Aufbereitung des Themas "Betriebssysteme" für den Informatikunterricht in österreichischen Schulen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder umfassen allgemeine Didaktik, die fachwissenschaftlichen Strukturen von Betriebssystemen sowie die praktische Anwendung und Unterrichtsplanung für dieses Thema.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es zu zeigen, wie der Unterricht über Betriebssysteme einen Beitrag zur Selbständigkeit und Systemkompetenz von Schülerinnen und Schülern leisten kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Autor stützt sich auf eine Analyse didaktischer Modelle (Klafki, Heimann) und verknüpft diese mit fachlichen Strukturanalysen sowie einer Untersuchung der gesetzlichen Rahmenbedingungen.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Im Hauptteil werden zunächst die theoretischen Grundlagen von Betriebssystemen (z. B. Prozess- und Speicherverwaltung) und deren Umsetzung in Windows erörtert, gefolgt von didaktischen Ansätzen für den Unterricht.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Schlüsselbegriffe sind Betriebssysteme, Informatikunterricht, Didaktik, Systemkompetenz und exemplarische Inhalte.
Warum spielt das "Exemplarische Lernen" eine so wichtige Rolle im Konzept?
Durch exemplarische Inhalte können allgemeine Gesetzmäßigkeiten der Informatik an konkreten, verständlichen Beispielen aufgezeigt werden, was den Transfer auf andere technische Systeme erleichtert.
Wie geht das Betriebssystem Windows laut dieser Arbeit mit dem Problem des "Deadlocks" um?
Das Betriebssystem Windows ignoriert dieses Problem in der Regel, da der Aufwand für eine automatische Behandlung zu groß wäre.
Was unterscheidet ein "ereignisgesteuertes" Programm von einem klassischen Programm?
Bei ereignisgesteuerten Programmen (wie mit grafischer Benutzeroberfläche) entscheidet der Benutzer durch Eingaben, was das Programm als nächstes tun soll, während klassische Programme weitgehend fest programmiert sind.
Warum wird im dritten Kapitel ein "Portfolio" vorgestellt?
Das Portfolio dient Lehrerinnen und Lehrern als Repertoire und Basis für die konkrete Stundenplanung, indem es Themenbereiche mit angemessenen Arbeitsformen verknüpft.
- Quote paper
- Stefan Simader (Author), 2010, Betriebssysteme im Informatikunterricht, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/201124
