Unterrichtssequenzen

Zu entwickelnde Kompetenzen

Beispiele, Medien, Materialien

1. Grundlagen den Datenübertragung in Netzwerken

(a) Schichtenmodell

• Erarbeitung eines standardisierten Schichtenmodells für Netzwerkkommunikation

(b) Grundlagen der Codierung

• Erarbeitung einer eigenen, vereinfachten Codierung für die Bitübertragung

(c) Topologien

• Erarbeitung und Vergleich ausgewählter Netzwerktopologien

(d) Routing

• Analyse von Grundlagen der Adressierung in IP-Netzwerken

(e) Protokolle

• Erarbeitung des beispielhaften Aufbaus eines Protokoll auf der Anwendungsschicht

Die Schülerinnen und Schüler

• beschreiben und erläutern Netzwerk-Topologien, die Client-Server-Struktur und Protokolle sowie ein Schichtenmodell in Netzwerken (A),
• analysieren und erläutern Algorithmen und Programme (A),
• analysieren und erläutern Protokolle zur Kommunikation in einem Client-Server-Netzwerk (A),
• entwickeln und erweitern Protokolle zur Kommunikation in einem Client-Server-Netzwerk (M),
• modifizieren Algorithmen und Programme (I)
• ermitteln bei der Analyse von Problemstellungen Objekte, ihre Eigenschaften, ihr Opera¬tionen und Beziehungen (M),
• modellieren Klassen mit ihren Attributen, Methoden und Assoziationsbeziehungen unter Angabe von Multiplizitäten (M),
• ordnen Attributen, Parametern und Rückgaben von Methoden einfache Datentypen, Objekttypen oder lineare und nichtlineare Datensammlungen zu (M),
• analysieren und erläutern objektorientierte Modellierungen (A),
• stellen Klassen und ihre Beziehungen grafisch dar (D),
• implementieren Klassen in einer Programmiersprache auch unter Nutzung dokumentierter Klassenbibliotheken (I).

Material: Aufgabensammlung

Anhand einer Sammlung von Aufgabenblättern (teils inkl. implementierter Begleitwerkzeuge) erarbeiten die Schülerinnen und Schüler im Anwendungskontext Grundlagen der Inhaltspunkte „OSI-Referenzmodell“, „Codierung“, „Topologien“, „Routing“ und „Protokolle“

2. Analyse, Modellierung und Implementierung von Netzwerkanwendungen in Client-Server-Struktur)

(a) Nutzung einfacher Server-Dienste mittels Client

• Modellierung und Implementierung von Clients für einfach Serverdienste

(b) Anbieten von Diensten mittels Server

• Analyse vorgegebener Implementationen einfacher Server
• Modellierung und Implementierung eigener Server

Beispiel: Echo- bzw. Daytime-Clients und –Server sowie eigene Erweiterungen

Anhand der Echo- und Daytime-Dienste (z.B. lokal im Schulnetz durch den Lehrenden zur Verfügung gestellt) erarbeiten die Schülerinnen und Schüler zunächst den die Funktionsweise bzw. den Aufbau einfacher Clients und verwenden dabei zunächst die Klasse Connection, später die Klasse Client.

In einem zweiten Schritt implementieren die Schülerinnen und Schüler Daytime- und Echo-Client bzw. Erweiterungen/Abwandlungen derselben (ggf. mit Steigerung des Interaktionsgrades) selbst.

3. Entwicklung eines vollständigen Client-Server-Systems

• Protokollentwurf, Dialogorientierung
• Modellierung mittels Entwurfs- und Implementationsdiagramm
• Bedeutung von Nebenläufigkeit
• Implementierung

Beispiel: Messenger-Dienst

Abschließend entwickeln die Schülerinnen und Schüler ein Client-Server-System zum Versenden von Nachrichten zwischen einzelnen Rechnern (einfacher Messenger), basierend auf selbst gewählten „Nicknames“.