Digitaltechnik (2)
Hier findest du die Folien zur Unterrichtseinheit.
Allgemeine Hinweise zu den Themenseiten
Die hier angebotenen Themenseiten fassen die grundlegenden Inhalte, Informationen und Hefteinträge zu den Unterrichtsinhalten von verschiedenen Themenbereichen der Fächer Mathematik, Physik und dem Wahlpflichtfach MINT/Technik zusammen. Diese sind online, kostenlos und ohne Registrierung verfügbar und sollen zur besseren Selbstorganisation der Schüler beitragen.
Die im Internet bereitgestellten Materialien bieten aber auch noch zusätzliche Möglichkeiten: Sie sollen den Schülern einen Leitfaden zur Vorbereitung auf Kursarbeiten, aber auch bei Fehlstunden zur Nacharbeit der versäumten Unterrichtsinhalte dienen und weiterhin den Eltern die Möglichkeit zur Unterstützung bei den unterrichtsbegleitenden Hilfestellungen geben. Die Zusammenfassungen zu den Unterrichtsinhalten auf den Themenseiten werden dabei jeweils ergänzt durch Lernvideos, Infotexten, Aufgaben, Bildergalerien und interaktiven Tools. Diese sollen dabei helfen selbstständig eigene Ergebnisse zu überprüfen oder zusätzliche Informationen zu den Inhalten erhalten. Bei den Lernvideos handelt es sich teilweise um die YouTube-Video des YT-Kanals Mathe-Physik-Technik. Weiterhin sind bei den einzelnen Folien zusätzliche Videovorschläge von anderen YouTube-Kanälen zugeordnet. Der jeweilige Link leitet dann ggf. direkt auf die YouTube-Video-Seite weiter.
Bei den klassischen physikalischen Themenbereichen sind die jeweiligen Folien für den digitalen Unterricht weitestgehend angepasst und optimiert worden. Insbesondere durch die Corona-Krise rückt der digitale und eigenverantwortliche Unterricht immer mehr in den Fokus. Zu den einzelnen Folien sind deshalb jeweils passende Videos zu den Inhalten zugeordnet und zu vielen Folien auch passende Aufgaben eingearbeitet worden. Dadurch sind die Themenbereiche in Teilabschnitten strukturiert und für die Arbeit mit Wochenplänen optimiert worden. Sie ermöglichen den Schülern so die selbstständige Arbeit daheim und geben jedem Schüler die Möglichkeit die Lernziele auch unter den gegebenen Umständen bestmöglich zu erreichen. Dabei können Schüler dann sogar die positiven Seiten des digitalen Unterrichts (Eigenes Lerntempo festlegen, optimale Anpassung von Lernzeit und Zeitpunkt an den eigenen Biorhythmus zum effizienten Lernen, etc.) für sich besonders gut nutzen.
Siehe hierzu auch: → Konzept - mathe-physik-technik.de
Skript → Publikationen
Hinweis:
Für die Unterrichtseinheit ist die Anschaffung des Skripts für meine Schüler nicht notwendig! Die Folien werden nacheinander bearbeitet und notwendige Materialien ggf. kopiert. (Es sind keine
Lösungen zu den Aufgaben enthalten.)
Skript → Publikationen
Digitaltechnik - Inhalt
→ Teil 1:
Analoge Darstellung
Digitale Darstellung
DIGITALE SIGNALE
Anwendungen im Alltag
Technische Umsetzungsmöglichkeiten
Logische Zustände: „0“ und „1“
ELEKTRIZITÄT (RÜCKBLICK)
SCHALTSYMBOLE
Elektrische Schaltsymbole
Digitale Schaltsymbole
LOGISCHE VERKNÜPFUNGSGLIEDER
❶ Die UND – Verknüpfung (AND)
❷ Die ODER – Verknüpfung (OR)
❸ Die NICHT – Verknüpfung (NOT)
❹ Die NICHT-UND – Verknüpfung (NAND)
❺ Die NICHT –ODER-Verknüpfung (NOR)
❻ Die EXKLUSIV-ODER – Verknüpfung (XOR) (Antivalenzglied)
❼ Die ÄQUIVALENZ– Verknüpfung (XNOR) (Äquivalenzglied)
AUFBAU DER ZUSAMMENGESETZTEN GATTER DURCH GRUNDGATTER
SCHALTUNGSANALYSE
Welche Verknüpfung erzeugen einzelne Schaltungsteile?
Digitalschaltung aus der Funktionsgleichung erstellen
SCHALTUNGSANALYSE (AUFGABEN)
Teil 2:
BOOLESCHE ALGEBRA
Vorüberlegungen
Grundgesetze der Schaltalgebra
❶ Grundgleichungen
❷ Rechenregeln mit einer Variablen
❸ Rechenregeln mit zwei und mehr Variablen
Morgansche Gesetze
Bindungsregeln
BOOLESCHE ALGEBRA (AUFGABEN 1)
Anwendung der Gesetzmäßigkeiten
BOOLESCHE ALGEBRA (AUFGABEN 2)
SCHALTUNGSSYNTHESE
Die ODER-Normalform
Vereinfachung der ODER-Normalform: KV-Diagramme
SCHALTUNGSSYNTHESE (AUFGABEN - 1)
SCHALTUNGSSYNTHESE (AUFGABEN - 2)
DATEN SPEICHERN
Das Flipflop
Funktionsweise – RS-Flipflop
Aufbau eines RS-Flipflops durch NAND-Glieder
RS-Flipflop mit dominierendem Eingang
Taktzustandsgesteuertes RS-Flipflop (Auffang-Flipflop)
D-Flipflop
Taktflankengesteuerte Flipflops
Taktflankengesteuertes RS-Flipflop
Taktflankengesteuertes D-Flipflop
Das Schieberegister
RECHENSCHALTUNGEN
Dualzahlen
Der Halbaddierer
Der Volladdierer (FA – engl. full adder)
Die Paralleladdierschaltung
Boolesche Algebra
Schaltungssynthese (KV-Diagramme)
Daten speichern (Flipflops, Schieberegister)
Rechenschaltungen (Halb- und Volladdierer)
Alle von mir erstellten Materialien stehen für Bildungszwecke frei zur Verfügung, dürfen allerdings nicht von jemand anderem kommerziell vertrieben werden.
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Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI)
Wie mache ich meinen PC sicher? Welche Gefahren begegnen mir im Netz? Wie bewege ich mich sicher im Internet und im mobilen Netz? Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) ist der zentrale IT-Sicherheitsdienstleister des Bundes. Das BSI trägt dazu bei, die IT-Sicherheit in Deutschland zu erhöhen.
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Hinweis: Es werden keine Bücher oder sonstige, hier benannte Materialien im Unterricht verwendet oder benötigt.
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Hintergrundbild: Erstellt von A. Rueff unter Verwendung der folgenden Vorlage von Pixabay:
Bild von Gerd Altmann auf Pixabay