Grundlagen der Informationstechnologien

Stefan Franke

Grundlagen der Informationstechnologien

Sitzung 2 — TandemLab, Reflexion & Peripherie

Wintersemester 2026/27

Übersicht

Organisatorisches: Rückblick und Ablauf
KI-TandemLab: Was ist das, wie funktioniert es?
TandemLab-Runde: Was macht welche Hardware?
Sitzungsreflexion: Was ist das? – Reflexion zu Sitzung 1
Input: Peripherie – Eingabe, Ausgabe, Speicher, Anschlüsse
Abschluss und Aufgabe

Rückblick: Sitzung 1

Daten – Nachrichten – Informationen

Zeichen werden erst durch Deutung zur Information

Analog und digital

Stufenlos gegenüber gestuft – abtasten, runden, als Zahl speichern

Das EVA-Prinzip

Eingabe → Verarbeitung → Ausgabe, dazu Speicher

Von-Neumann-Rechner

Programm und Daten im selben Speicher, verbunden über Busse

Geräte

PC, Laptop, Smartphone, Smartwatch: gleiches Prinzip, anderer Aufbau

Eigener Computer

Szenario, Anforderungen, Stückliste

Ablauf heute

Organisatorisches10 min

→

TandemLab35 min

→

Reflexion zu Sitzung 115 min

→

Input: Peripherie25 min

→

Abschluss5 min

Danke für Ihr Feedback!

Zu Sitzung 1 kam viel Rückmeldung – insgesamt positiv. Das Tempo war vielen eher zu schnell.

Deshalb heute

Mehr Zeit zum Wiederholen – im TandemLab
Reflexion zu Sitzung 1 gemeinsam in der Sitzung
Etwas weniger Input, dafür anschaulicher

Das KI-TandemLab

Ein Werkzeug auf franke-lab.de: gemeinsam lernen, mit KI als Hilfe

Lernen im Tandem

Sie arbeiten zu zweit. Die Tandems werden zufällig gebildet.

Zwei Puzzleteile

Gruppe A und Gruppe B bekommen unterschiedliche Inhalte. Erst zusammen ergibt sich das ganze Bild.

KI als Lernhilfe

Sie klären Ihre Begriffe mit einem KI-Tool Ihrer Wahl – und prüfen die Antworten.

Feste Phasen

Die Lehrkraft startet die Phasen, ein Timer läuft für alle sichtbar mit.

So läuft eine Runde

1 · BeitretenLink oder QR-Code, Name und Passwort eingeben

→

2 · WarteraumWarten, bis alle da sind

→

3 · ArbeitsphaseAllein: Ihre Aufgabe (A oder B) mit KI erarbeiten

→

4 · TandemphaseZu zweit: sich gegenseitig erklären, dann gemeinsame Aufgabe

Sie brauchen

Laptop oder Smartphone
ein KI-Tool in einem zweiten Tab

Timer im Blick behalten

Die Phasen wechseln automatisch. Notieren Sie Ihre Stichpunkte rechtzeitig.

Mit KI arbeiten

Ein KI-Tool Ihrer Wahl

Empfohlen: Academic Cloud mit PH-Account (Datenschutz)
Andere Tools sind möglich
KI-Richtlinie der PH Weingarten beachten

Gut fragen

„Erkläre mir … in einfachen Worten für Einsteiger.“
„Gib mir ein Beispiel aus dem Alltag.“
„Stimmt meine Erklärung? …“

Antworten prüfen

KI kann sich irren. Vergleichen Sie mit dem Material im TandemLab und fragen Sie nach, wenn etwas nicht zusammenpasst.

Eigene Worte

Sie erklären Ihrem Partner später alles selbst – ohne vorzulesen. Halten Sie nur Stichpunkte fest.

Kurze Befragung

Die heutige Runde wird für die Lehrforschung ausgewertet – pseudonym

Freiwillig

Beim Beitreten fragt das TandemLab nach Ihrer Einwilligung. Sie können auch ohne Evaluation teilnehmen – ohne Einfluss auf Noten oder Bewertung.

Persönlicher Code statt Name

Aus vier Angaben, die nur Sie kennen: je 2 Buchstaben der Vornamen von Mutter und Vater, Geburtstag, 1. Buchstabe des Geburtsorts.

Kurzer Fragebogen nach dem Tandem

Welche KI-Tools haben Sie genutzt?
Was haben Sie herausgefunden?
Was war im Tandem neu für Sie?

Was nicht erhoben wird

Keine Tonaufnahme. Den Chatverlauf mit der KI können Sie freiwillig mitschicken, müssen aber nicht.

Jetzt beitreten

franke-lab.de/tandem-lab

Passwort

gdit

Diese Sitzung wählen

Vor Ort: GdIT26_2 — Die Bauteile eines Computers
Per Zoom: GdIT26_2_Zoom — Die Bauteile eines Computers

Was macht welche Hardware?

TandemLab-Runde: Jede Gruppe hat nur einen Teil der Bauteile – zusammen ergibt sich das Puzzle

Gruppe A · Rechnen

Prozessor (CPU)

Grafikkarte (GPU)

Takt, Kerne, Cache · viele Kerne gleichzeitig, Grafikspeicher

Gruppe B · Speichern und Verbinden

Arbeitsspeicher (RAM)

SSD

Mainboard

Größe, DDR5 · dauerhaft speichern · was passt zusammen?

Gemeinsame Aufgabe im Tandem

Erklären Sie sich gegenseitig Ihre Bauteile. Beschreiben Sie dann zusammen: Was passiert nacheinander, wenn Sie ein Spiel starten? Welches Bauteil übernimmt welche Aufgabe?

Arbeitsphase 15 minTandemphase 10 min

Die Sitzungsreflexion

Lernen festhalten

Nach jeder Sitzung halten Sie in eigenen Worten fest: Was habe ich gelernt? Was ist noch unklar?

Ihr E-Portfolio

Die Reflexionen kommen in Ihre Mahara-Seite. Das E-Portfolio ist die Prüfungsleistung dieser Veranstaltung.

Anonymes Feedback

Vier kurze Regler zu Verständlichkeit, Tempo, Interaktivität und Gesamteindruck. Damit passe ich die nächste Sitzung an.

Das Reflexionstool ist eine Schreibhilfe: Zu jedem Thema gibt es eine Leitfrage und ein Bild aus den Folien. Am Ende kopieren Sie alles mit einem Klick nach Mahara.

Jetzt: Reflexion zu Sitzung 1

1
Reflexionstool öffnenQR-Code oder Link: Sitzung 1
2
Abschnitte ausfüllenDer graue Text ist eine Vorlage – einfach hineinklicken und weiterschreiben
3
Vorschau generierenPrüfen, ob alles drin ist
4
HTML kopieren → MaharaIn Mahara im Textfeld die HTML-Ansicht öffnen und einfügen
5
Feedback abschickenDie vier Regler – anonym

Reflexion zu Sitzung 1

ca. 15 min

Ihr Entwurf bleibt im Browser gespeichert. Sie können zu Hause weiterschreiben – im selben Browser.

Input: Zentraleinheit und Peripherie

Peripheriegeräte bringen Daten hinein, geben sie aus oder speichern sie dauerhaft

Eingabe

Zentraleinheit

Ausgabe

Massenspeicher

Anschlüsse

Tastatur

Maus

Mikrofon

Kamera

CPU

RAM

GPU

Mainboard

Monitor

Lautsprecher

Drucker

Beamer

SSD / Festplatte

USB-Stick

CD / DVD / Blu-ray

Cloud

USB / HDMI

Bluetooth

WLAN

Peripherie: alles rund um die Zentraleinheit

Eingabegeräte

Sie wandeln etwas aus der Welt in Daten um – sortiert nach der Art der Eingabe

Tasten und Berührung

Tastatur, Maus, Touchpad, Touchscreen, Gamecontroller

Ton

Mikrofon, Headset – z. B. für Diktat oder Sprachassistenten

Bild

Kamera, Webcam, Scanner, Barcode-Scanner, Fingerabdruck, Gesichtserkennung

Bewegung und Position

Bewegungssensor, GPS, VR-Controller, Pulssensor der Smartwatch

Druck, Ton, Licht, Bewegung→Sensor misst (analog)→wird digitalisiert→Daten an die Zentraleinheit

Ausgabegeräte

Sie machen Daten für Menschen wahrnehmbar – der umgekehrte Weg

Bild

Monitor, Display, Beamer, VR-Brille

Druck

Laserdrucker, Tintenstrahldrucker, 3D-Drucker

Ton

Lautsprecher, Kopfhörer

Fühlen

Vibration im Smartphone oder Controller, Braillezeile zum Ertasten von Text

Daten aus der Zentraleinheit→werden umgewandelt→Licht, Ton, Papier, Bewegung

Bilder aus Pixeln: die Auflösung

Ein Bildschirm besteht aus vielen kleinen Bildpunkten, den Pixeln

Name	Pixel (Breite × Höhe)	Mio. Pixel
HD	1280 × 720	0,9
Full HD	1920 × 1080	2,1
QHD	2560 × 1440	3,7
4K (UHD)	3840 × 2160	8,3
8K	7680 × 4320	33,2

4K hat viermal so viele Pixel wie Full HD. Wie scharf ein Bild wirkt, hängt auch von der Bildschirmgröße ab: Pixel pro Zoll (ppi).

Bildschirmtechnik: LCD, Mini-LED, OLED

Wie aus Daten Licht wird – drei Bauarten, von der Seite betrachtet

LCD (mit LED-Licht)

Licht von hinten, Kristalle lassen es durch oder sperren es
günstig und weit verbreitet
Schwarz ist nie ganz schwarz

Mini-LED

ein LCD mit tausenden kleinen LEDs
dunkle Bildstellen: LEDs dort aus
besserer Kontrast

OLED

jedes Pixel leuchtet selbst
echtes Schwarz, sehr dünn, auch biegsam
Smartphones, Smartwatches, TVs

Massenspeicher im Überblick

Speicher	So wird gespeichert	Stärken und Schwächen	Typisch für
HDD (Festplatte)	magnetisch, drehende Scheiben	viel Platz für wenig Geld – aber langsamer und stoßempfindlich	Backup, Netzwerkspeicher, Server
SSD	elektrisch (Flash), keine beweglichen Teile	sehr schnell, leise, stoßfest	Laufwerk für System und Programme
USB-Stick, Speicherkarte	elektrisch (Flash)	klein, zum Mitnehmen	Daten mitnehmen, Kamera
CD, DVD, Blu-ray	optisch, mit Laser gelesen	günstig, gut lagerbar – heute selten	Filme, Archiv
Cloud-Speicher	auf Servern im Internet (dort wieder HDD/SSD)	überall verfügbar, leicht zu teilen – braucht Internet, Datenschutz beachten	Nextcloud, OneDrive, iCloud

Massenspeicher behalten ihre Daten auch ohne Strom – im Gegensatz zum Arbeitsspeicher (RAM).

Wie schnell sind Massenspeicher?

Lesegeschwindigkeit beim Lesen großer Dateien, gerundete Richtwerte

Was heißt GB/s?

Gigabyte pro Sekunde: so viele Daten liest das Laufwerk in einer Sekunde, wenn es eine große Datei am Stück liest. Beispiele aus dem Alltag: nächste Folie.

Der Anschluss bremst mit

Dieselbe Flash-Technik ist über SATA viel langsamer als über PCIe. Das Mainboard entscheidet, was möglich ist.

Was heißt GB/s im Alltag?

Wie lange dauert es, eine Datei zu lesen oder zu laden?

Datei	Größe	HDD 0,25 GB/s	SSD SATA 0,55 GB/s	SSD NVMe 7 GB/s	Internet 100 Mbit/s
Ein Handyfoto	ca. 5 MB	0,02 s	0,01 s	0,001 s	0,4 s
1 Stunde 4K-Video vom Handy	ca. 20 GB	80 s	36 s	3 s	ca. 27 min
Ein großes Computerspiel	ca. 150 GB	10 min	4,5 min	21 s	ca. 3,3 h

Die Einheiten

1 GB = 1.000 MB · 1 MB = 1.000 KB. Ein Foto ist winzig, ein Spiel ist so groß wie 30.000 Fotos.

Achtung: Bit und Byte

Internet wird in Megabit pro Sekunde angegeben. 8 Bit = 1 Byte, also sind 100 Mbit/s nur 12,5 MB/s – das Spiel lädt über drei Stunden.

Rechnung: Größe ÷ Geschwindigkeit, gerundet · Größen sind typische Richtwerte

Wie speichern Massenspeicher 0 und 1?

Drei physikalische Wege zum selben Ziel: zwei Zustände, die erhalten bleiben

Magnetisch (HDD)

Ein Kopf schwebt über der drehenden Scheibe und richtet winzige Magnetbereiche aus. Die Richtung steht für 0 oder 1.

Elektrisch (Flash, SSD)

Elektronen werden in einer winzigen Speicherzelle eingesperrt. Sie bleiben dort auch ohne Strom: geladen oder leer.

Optisch (CD, DVD, Blu-ray)

Ein Laser tastet Vertiefungen (Pits) und Flächen (Lands) ab. Die unterschiedliche Reflexion wird zu 0 und 1.

Anschlüsse: Kabel und Funk

So kommt Peripherie an den Computer

Mit Kabel

USB / USB-C / Thunderbolt

Daten, Strom und oft auch Bild – ein Stecker für fast alles

HDMI und DisplayPort

Bild und Ton zum Monitor, Fernseher oder Beamer

LAN

Netzwerkkabel: stabil und schnell

Per Funk

Bluetooth

Kurze Strecke, wenig Strom: Maus, Tastatur, Kopfhörer, Smartwatch

WLAN

Netzwerk ohne Kabel, z. B. zum Drucker oder ins Internet

NFC

Wenige Zentimeter: mit dem Smartphone bezahlen

USB

Universal Serial Bus: Daten, Strom und über USB-C auch Bild

Name auf der Packung	Technisch	Daten
USB 2.0	USB 2.0	0,48 Gbit/s
USB 5Gbps	USB 3.2 Gen 1	5 Gbit/s
USB 10Gbps	USB 3.2 Gen 2	10 Gbit/s
USB 20Gbps	USB 3.2 Gen 2×2 / USB4	20 Gbit/s
USB 40Gbps	USB4	40 Gbit/s
USB 80Gbps	USB4 Version 2.0	80 Gbit/s, in eine Richtung bis 120

USB-C ist nur die Steckerform. Was ein Anschluss kann, hängt vom Standard ab – und vom Kabel. Strom: mit USB Power Delivery bis 240 W (48 V × 5 A), genug für große Laptops.