1.0 Technisches Gymnasium Informationstechnik

Neuer aktueller Bildungsplan: Informatik TG und Informationstechnik
Achtung, viel veraltet, nur zur Info: Materialien zum neuen Bildungsplan Informationstechnik an den Technischen Gymnasien
Versuch einer MindMap: Die Verzahnung von Informatik und Informationstechnik ist eine Herausforderung beim KuK-Einsatz im Fach Informatik.
Blau = Hardware; Rot = Software;

TGI Formelsammlungen

Es gibt eine allgemeine und eine „lokale“ Formelsammlung für die jeweils verwendete µC Entwicklungsumgebung.

Bei mir möglichst nur Freie Software im Unterricht

Software Überblick

Frühere Abi-Prüfungen

TGI Abiturprüfungen Übersicht

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• Allgemeine Fragen zu µC: 
  • IN/Out-Portpin… Speicher Harvard, RAM, ROM, Codetabellen… UP-Technik push/pop… Stack/Stackpointer…. Programmcounter… CPU / ALU…
• Programmieraufgaben µC:
  • Problemstellung(en) => Technologieschema, Blockschaltbild…
  • GPIO-Ports einrichten und nutzen, Portweise und Bitweise
  • Hardware Timer und Interrupt => Erläutern, Beschreiben, Programmcode zur Konfiguration und ISRs
  • Vergleichen von Prinzipien Polling <-> Interrupt
  • UML Zustandsdiagramme => analysieren und ergänzen State Machine…
  • Programmteile entwickeln => C/CPP Lösungsvorschlag mit Arduino-IDE bzw. PlatformIO-IDE
• Vertiefung Programmieraufgaben, Peripherie µC:
  • ADC => (Sensor-) Werte erfassen und berechnen
  • PWM => Motorsteuerung H-Bridge, LED-Dimmer, konfigurieren..
  • I2C => Datenblattanalyse Baustein & Programmierung…
  • SPI => Beschreibung Funktion, (Programmierung noch nicht)…
  • UART => Beschreibung Funktion, Entwickeln von Unterprogrammen.

Aufgabe 2 Objektorientierter Entwurf (Pflichtaufgabe)

• BPE 8 Objektorientierter Entwurf I
  • Objektdiagramme!
• BPE 12 Objektorientierter Entwurf II
  • Nur Datenstrukturen (Listen, Stapel, Bäume)
• Kein UML-Zustandsdiagramm ab 2026

Aufgabe 3 Vernetzte Systeme / Internet der Dinge (Wahlaufgabe)

Abi 2026/27

• BPE 10 (ca. zwei Drittel der Bewertungseinheiten)
  • Vergleich von OSI-Schichtenmodell, TCP/IP Referenzmodell
  • Übertragungsmedien, keine Detaillierung von Kabeltypen, nur Unterscheidung der Einsatzbereiche Kupfer vs. Glasfaser, kein CSMA/CD
  • Aufgaben/Funktion von Netzwerkkomponenten: Repeater, Switch, Access Point, Router
  • Pv4-Subnetting (CIDR, VLSM), IPv4-Routing, Ab2027: IPv6-Subnetting, IPv6-Routing
  • IPv4-/IPv6-Adressformat, -arten
  • Analyse von Netzwerkprotokollen (IP, ARP, ICMP, TCP, UDP, TLS, DNS,DHCP)
    (Kommunikationsabläufe erklären/beschreiben, nicht erstellen)
  • WLAN ohne CSMA/CA, kein Enterprise WLAN, nur Eigenschaften/Verwendung
  • Netzwerksegmentierung durch VLAN, VLAN-Tagging, -arten
  • Netzwerkdienste (WEB-, DHCP-, DNS-Server)
  • Netzwerksicherheit: Verschlüsselung, DMZ (Funktionsweise), Sicherungsverfahren (Grundsätzliches), Filterung bei der Firewall (keine Firewallregeln) Ab2027 Firewall mit Filterkriterien
  • Kein Spanning Tree und keine Link Aggregation
• BPE 10 Themenausschluss 2027
  • kein IPv6-Subnetting, IPv6-Routing
  • kein CSMA/CD, kein CSMA/CA
  • kein Enterprise WLAN
  • keine Firewallregeln
  • Kein Spanning Tree und keine Link Aggregation

BPE 11 IoT (ca. ein Drittel der BE)

• Analyse und Beschreibung von IoT-Protokollen (MQTT und HTTP)
• QoS, LWT, Retain_Flag
• Kommunikationsprinzip: Publish/Subscribe, Request/Response
• Entwickeln von Topic-Struktur(en), Payload

Aufgabe 4 Künstliche Intelligenz / Datenbanksysteme (Wahlaufgabe)

Info aus Konferenz 6.10.25:

• Grundsätzlich ist Abi-relevant, was in der Formelsammlung steht.
• Ab jetzt zunehmend themenübergreifende KI-Aufgaben.
• Neuronale Netze: 📖 Perzeptron
  • Vorwärtsrechnung
  • Lernregel für das einlagige Perzeptron
  • Einfaches mehrlagiges Perzeptron -> eine versteckte Schicht
  • Vorwärtsrechnung Aktivierungsfunktionen
  • NICHT Abi-relevant: Backpropagation (d.h. Lernen in mehrlagigen NNs)

Info aus Anforderungserlässen:

• BPE 9 Datenbanksysteme
  • Entity Relationship Modell
  • Relationenschreibweise
  • Datenbankabfragen mit SQL
• BPE 13 Künstliche Intelligenz
  • BPE 13.1
    • Die Suche nach Problemlösungen: Minimax-Algorithmus für 2-Personen- Spiele
  • BPE 13.2 2026
    • Formen des maschinellen Lernens
    • das k-Nächste-Nachbarn-Verfahren
    • k-Means-Clustering
    • Neuronale Netze
  • BPE 13.2 2027
    • Formen des maschinellen Lernens
    • k-Means-Clustering
    • Entscheidungsbaumlernen
    • Neuronale Netze

Prüfungsmodalitäten

• Arbeitszeit: 300 Minuten
• Bewertungseinheiten: 120 Punkte
• Hilfsmittel:
  • Eingeführte Formelsammlung
  • Regionale Formelsammlung, Ergänzung passend zum eingesetzten Mikrocontroller an den Schulen
  • Eingeführter wissenschaftlicher Taschenrechner (ohne Handbuch)
  • Deutsches Rechtschreibenachschlagewerk