BW Abitur Informatics study plan

Implementiere List-, Stack- und Queue-Operationen in einer Programmiersprache deiner Wahl (z. B. Java oder Python) aus dem Gedächtnis und teste sie mit Randfällen wie leerer Struktur und Einzelelement.

Analysiere die Zeitkomplexität (O-Notation) von Suchen, Einfügen und Löschen in Array, verketteter Liste, Stack und Queue und begründe die Unterschiede schriftlich in eigenen Worten.

Zeichne für drei gegebene Problemstellungen (z. B. Klammerprüfung, Warteschlange am Schalter, Undo-Funktion) die passende Datenstruktur samt Operationsfolge auf Papier.

Erkläre den Unterschied zwischen abstraktem Datentyp und konkreter Implementierung an mindestens zwei selbst gewählten Beispielen.

Implementiere Bubblesort, Insertionsort und Mergesort selbst und vergleiche ihre Laufzeit empirisch mit Zählern für Vergleiche und Tauschoperationen bei Eingaben der Größe 10, 100 und 1000.

Zeichne den vollständigen Ablauf von Mergesort und binärer Suche an einem konkreten Zahlenbeispiel Schritt für Schritt nach.

Leite die Rekursionsgleichung von Mergesort her und ordne das Ergebnis in die O-Notation ein.

Baue einen binären Suchbaum mit Einfügen, Suchen und Löschen (alle drei Löschfälle) und dokumentiere die Struktur nach jeder Operation.

Bestimme für eine gegebene sortierte Liste die Anzahl der Schritte einer binären Suche und vergleiche sie mit linearer Suche.

Modelliere ein Alltagssystem (z. B. Bibliothek, Fahrkartenautomat) mit UML-Klassendiagramm inklusive Attribute, Methoden, Sichtbarkeiten und Assoziationen mit Multiplizitäten.

Übersetze dein Klassendiagramm in lauffähigen Code und prüfe, ob Vererbung und Kapselung korrekt umgesetzt sind.

Zeichne ein Aktivitäts- und ein Sequenzdiagramm für einen zentralen Anwendungsfall deines Systems und prüfe die Konsistenz zum Klassendiagramm.

Erkläre die Begriffe Klasse, Objekt, Attribut, Methode, Vererbung, Polymorphie und Kapselung jeweils mit einem Beispiel aus deinem Modell.

Schreibe für drei kleine Aufgaben (z. B. Primzahlprüfung, String-Umkehrung, Summe einer Liste) je eine iterative und eine rekursive Lösung und vergleiche sie.

Verfolge die Rekursion bei einem Aufruf mit dem Debugger oder auf Papier und protokolliere den Call-Stack Ebene für Ebene.

Finde und korrigiere in fünf vorgegebenen fehlerhaften Codeausschnitten (Off-by-one, fehlende Abbruchbedingung, Typfehler, Scope-Fehler, falsche Bedingung) jeweils den Fehler und begründe die Korrektur.

Erkläre den Unterschied zwischen Wert- und Referenzparametern sowie zwischen lokalen und globalen Variablen an selbst geschriebenem Code.

Zeichne den Von-Neumann-Aufbau mit Steuerwerk, Rechenwerk, Speicher, Ein-/Ausgabe und Bussen und erkläre den Befehlszyklus (Fetch-Decode-Execute) an einem konkreten Beispielbefehl.

Erkläre die Rolle von Registern (PC, IR, Akkumulator) und beschreibe, was bei einem Sprungbefehl im Programmzähler passiert.

Rechne mindestens fünf Zahlen zwischen Binär-, Dezimal- und Hexadezimalsystem um und führe eine Addition sowie eine Subtraktion im Zweierkomplement mit 8 Bit durch.

Erkläre die Begriffe Cache, Hauptspeicher und Massenspeicher und ordne sie nach Zugriffszeit und Kapazität.

Beschreibe den Unterschied zwischen RISC und CISC sowie zwischen Harvard- und Von-Neumann-Architektur in je drei Sätzen.

Erkläre das Schichtenmodell (Anwendung, Transport, Vermittlung, Netzzugang) und ordne mindestens acht Protokolle und Geräte den richtigen Schichten zu.

Vergleiche TCP und UDP anhand von Verbindungsaufbau, Zuverlässigkeit, Reihenfolge und typischen Anwendungsfällen.

Berechne für zwei gegebene Netze Subnetzmaske, Netzadresse, Broadcastadresse und nutzbaren Hostbereich und begründe die Ergebnisse.

Erkläre die Aufgabe von IP-Adresse, MAC-Adresse, DNS und Router beim Aufruf einer Webseite Schritt für Schritt.

Beschreibe mindestens drei Angriffs- oder Risikoszenarien (z. B. Phishing, Man-in-the-Middle, unverschlüsselte Übertragung) und je eine Gegenmaßnahme.

Entwirf für einen Anwendungsfall (z. B. Schulbibliothek) ein Entity-Relationship-Modell mit mindestens drei Entitäten, Beziehungen und Kardinalitäten.

Überführe dein ER-Modell in ein relationales Schema mit Primär- und Fremdschlüsseln und begründe jede Schlüsselwahl.

Formuliere fünf SQL-Abfragen, darunter mindestens eine mit JOIN, eine mit GROUP BY und eine mit Aggregatfunktion, und prüfe sie an einer selbst angelegten Testdatenbank.

Erkläre die Normalformen 1 bis 3 an einem Beispiel und zeige, welches Problem eine Verletzung verursacht.

Erkläre die Begriffe Primärschlüssel, Fremdschlüssel, Integritätsbedingung und Redundanz mit Bezug auf dein Schema.

Diskutiere zwei informationsgesellschaftliche Themen (z. B. Datenschutz durch Profilbildung, Automatisierung von Arbeitsplätzen, Urheberrecht bei KI-Inhalten) je in einer strukturierten Argumentation mit Pro, Contra und eigenem begründeten Urteil.

Wiederhole die Komplexitätsklassen und Sortierverfahren aus Woche 1 und 2, indem du eine gemischte Aufgabenserie ohne Hilfsmittel bearbeitest.

Bearbeite eine vollständige Probeklausur unter Zeitdruck und korrigiere sie anschließend mit einem selbst erstellten Erwartungshorizont.

Erstelle eine Liste deiner fünf hartnäckigsten Fehlerquellen und formuliere für jede eine konkrete Gegenmaßnahme.