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Auflistung nach Schlagwort "Eingebettete Systeme"

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  • Conference Proceedings
    Entwicklung von CO_2-Messgeräten im Informatikunterricht
    (INFOS 2021 – 19. GI-Fachtagung Informatik und Schule, 2021) Przybylla, Mareen; Huber, Stefan W.
    Während der Covid-19-Pandemie wurden in vielen Ländern Empfehlungen ausgesprochen, Innenräume regelmäßig zu lüften. Dabei wird oft auch auf die Verwendung von CO_2-Messgeräten verwiesen, um schlechte Luftqualität frühzeitig zu erkennen. An der Pädagogischen Hochschule Schwyz wurde in Kooperation mit der Projektschule Sek eins Höfe eine Unterrichtsreihe entworfen und mit Schülerinnen und Schülern einer siebten Klasse im Schulfach »Medien und Informatik« erprobt, in welcher solche Messgeräte entwickelt werden. Aus informatischer Perspektive steht die Entwicklung eines einfachen, eingebetteten Systems auf grundlegendem Niveau im Vordergrund. Es ist hilfreich, wenn die Lernenden bereits mit blockbasierter Programmierung (zb in Scratch) vertraut sind. Während algorithmische Grundstrukturen und Variablen werden nicht mehr explizit eingeführt werden, wird stattdessen der Fokus auf das Thema Physical ComputingfootnotePhysical Computing: kreatives Gestalten und Entwickeln interaktiver, physischer Objekte, die über Sensoren und Aktoren mit ihrer Umwelt interagieren gelegt, welches am Beispielprojekt der coo-Messgeräte vertieft wird. In der Unterrichtsreihe lernen die Schülerinnen und Schüler, wie man mit Sensorik Umweltdaten erfassen und auf einem Mikrocontroller verarbeiten kann, um mithilfe von Aktoren verschiedene Ausgabemöglichkeiten zu nutzen. Dabei bearbeiten sie Rechercheaufgaben und führen Untersuchungen im Schulhaus durch, bevor sie schließlich in die Entwicklerrolle schlüpfen und ihre Geräte bauen, programmieren und gestalten. Für die Unterrichtsreihe werden ein Luftqualitätssensor MQ135 sowie Arduino-basierte Prototyping Kits mit Sensor- und Aktormodulen mit herkömmlichen Steckverbindern (Seeed Studio Grove) verwendet. Somit ist es nicht nötig, Bauteile mit Litzen und Lochrasterplatinen zu verdrahten. Es sind keine über die Unterscheidung von digital oder analog angesteuerten Komponenten hinausgehenden Kenntnisse der Elektronik erforderlich. Für die Zielgruppe sollte die verwendete Programmierumgebung möglichst intuitiv erfassbar sein und an Vorkenntnisse aus der Primarstufe anknüpfen. Daher fiel der Entscheid auf Snap4Arduino, eine blockbasierte Programmierumgebung, die sich einfach mit zusätzlichen Blockbibliotheken erweitern lässt, um die gewünschten Sensoren und Aktoren verwenden zu können. Im Workshop lernen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer die Unterrichtsreihe im Detail kennen, bekommen Zugang zu den verwendeten Bibliotheken und Unterrichtsmaterialien und werden selbst ein prototypisches coo-Messgerät entwickeln. Anhand von Beispielprojekten aus dem Unterricht erhalten Sie einen Einblick in die Möglichkeiten dessen, was mit einfachen Mitteln bereits ohne viele Vorkenntnisse für die Schülerinnen und Schüler erreichbar ist. Zum Abschluss des Workshops werden wir gegenseitig die Miniprojekte begutachten und in einer kurzen Reflexionsphase auch über Möglichkeiten für formative Lernkontrollen sowie zur abschließenden Leistungsbeurteilung sprechen.
  • Konferenzbeitrag
    Review-Modelle zur Unterstützung in der funktionszentrierten Entwicklung eingebetteter Systeme
    (Software Engineering 2020, 2020) Daun, Marian; Weyer, Thorsten; Pohl, Klaus
    Dieser Vortrag berichtet von dem Beitrag Improving manual reviews in function-centered engineering of embedded systems using a dedicated review model, der in der Fachzeitschrift Software and Systems Modeling veröffentlicht wurde. Im Rahmen des Beitrags wurde ein dezidiertes Review-Modell vorgeschlagen, um die Validierung der interaktionsbasierten Verhaltensanforderungen und des funktionalen Entwurfs in einem gemeinsamen Qualitätssicherungsschritt zu unterstützen. Neben der automatisierten Erzeugung des Review-Modells wurde mithilfe kontrollierter Experimente die Vorteilhaftigkeit des vorgeschlagenen Review-Modells nachgewiesen.
  • Textdokument
    Von Eingebetteten Systemen zu Physical Computing: Grundlagen für Informatikunterricht in der digitalen Welt
    (Informatische Bildung zum Verstehen und Gestalten der digitalen Welt, 2017) Przybylla, Mareen; Romeike, Ralf
    Der digitale Wandel basiert neben der zunehmenden Durchdringung des täglichen Lebens mit digitalen Systemen auch auf der parallel stattfindenden Entwicklung von untereinander vernetzten allgegenwärtigen, sogenannten cyber-physischen Systemen. Diese sind in der Lage, mit Sensorik ihre Umwelt zu erfassen und mittels Aktorik in die menschliche Erfahrungswelt zurückzuwirken. Für die Schulinformatik wird das Potenzial dieser Innovationen häufig noch unzureichend umgesetzt, was nicht zuletzt in Ermangelung eines geeigneten fachlichen Rahmens und daraus resultierend fehlender Lehr-Lern-Materialien begründet ist. Dieser Beitrag untersucht daher die fachlichen Grundlagen des Themenkomplexes und identifiziert für die Schulinformatik relevante Inhalte und stellt sie strukturiert dar. Anhand einer interaktiven Modellstadt wird exemplarisch gezeigt, wie die Inhalte im Informatikunterricht verankert werden können.
  • Konferenzbeitrag
    Vortäuschen von Komponentenfunktionalität im Automobil: Safety- und Komfort-Implikationen durch Security-Verletzungen am Beispiel des Airbags
    (SICHERHEIT 2008 – Sicherheit, Schutz und Zuverlässigkeit. Beiträge der 4. Jahrestagung des Fachbereichs Sicherheit der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), 2008) Hoppe, Tobias; Dittmann, Jana
    Mit der Betrachtung gezielter Angriffe auf IT-Komponenten im Automobil rückt zunehmend auch der IT-Security-Aspekt im Automobil in den Fokus der Forschung. In diesem Beitrag wird in einem praktischen Black-Box Angriffsszenario an aktueller automotiver Hardware untersucht, ob und wie leicht ein Angreifer einen Angriff realisieren könnte, ohne dass ihm dazu interne Dokumente zur Verfügung gestellt werden. Bei der konkret betrachteten Angriffstechnik wird gegenüber dem Gesamtsystem und dem Anwender das Vorhandensein und der fehlerfreie Betrieb einer entfernten bzw. deaktivierten Komponente vorgetäuscht. Anhand des Beispiels eines entfernten Airbagsystems werden Schwachstellen identifiziert, die derartige Angriffe ermöglichen, mögliche Auswirkungen auf Safety und Komfort herausgestellt und der Bedarf für zukünftige, sichere automotive Bussysteme und Kommunikationsnetze motiviert.
  • Conference Proceedings
    Zentrale Fachkonzepte Eingebetteter Systeme
    (INFOS 2021 – 19. GI-Fachtagung Informatik und Schule, 2021) Bader, Jörg; Przybylla, Mareen
    Physical Computing ermöglicht Schülerinnen und Schülern, im Informatikunterricht einfache eingebettete Systeme zu entwerfen. Dabei rücken fachliche Inhalte in den Fokus, die für viele Lehrpersonen noch unbekannt sind, infolge dessen werden die neuen Technologien derzeit häufig »nur als moderne Werkzeuge« zur Vermittlung bereits etablierter Inhalte genutzt. Um das Potenzial der Themen stärker auszuschöpfen, arbeiten wir an der Entwicklung eines Kompetenzkatalogs für Physical Computing. Hierzu analysieren wir teilautomatisiert Fachliteratur zum Fachgebiet Eingebettete Systeme hinsichtlich zentraler Konzepte. In diesem Beitrag stellen wir die Analysemethode sowie erste Ergebnisse vor und geben einen Ausblick auf die nächsten Projektschritte.