Informatik
Gymnasium · Sachsen
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Übergeordnete Lernziele
- Zur Bewältigung aktueller und zukünftiger Lebensaufgaben in einer modernen und von der Digitalisierung geprägten Wissens- und Informationsgesellschaft benötigen die Schüler fachwissenschaftlich fundiertes, anwendungsbereites Wissen für ein grundlegendes Verständnis von Informatiksystemen, für den Umgang mit Modellen, Informationen und Daten sowie für die Nutzung und Beherrschung moderner Informations- und Kommunikationstechnologien.
- Modellieren und Implementieren: Die Schüler analysieren und erläutern vorgegebene informatische Modelle. Zu kontextbezogenen Problemstellungen entwickeln sie informatische Modelle, implementieren diese mit geeigneten Werkzeugen, testen, bewerten und überarbeiten ihre Lösung.
- Begründen und Bewerten: Die Schüler setzen sich kritisch mit informatischen Sachverhalten auseinander und stützen sich dabei auf rational nachvollziehbare Argumente.
- Strukturieren und Vernetzen: Die Schüler strukturieren Sachverhalte unter Anwendung informatischer Prinzipien der Modularisierung und Hierarchisierung.
- Kommunizieren und Kooperieren: Die Schüler kommunizieren unter Verwendung der Fachsprache über informatische Sachverhalte.
- Darstellen und Interpretieren: Die Schüler analysieren und interpretieren unterschiedliche Darstellungen von Sachverhalten zur Informationsgewinnung.
Klassenstufen
Klassenstufe 7
Lernziele:
- Die Schüler nutzen eine didaktisch reduzierte Entwicklungsumgebung zur Implementierung einfacher Algorithmen.
- Die Schüler modellieren Eingabe-, Ausgabe- und Verarbeitungsprozesse realer Vorgänge in der Umwelt unter Nutzung geeigneter Werkzeuge.
- Die Schüler erkennen die Notwendigkeit zum sensiblen Umgang mit schützenswerten Daten.
- Die Schüler gewinnen einen Überblick zur Informatik als Strukturwissenschaft.
- Die Schüler unterscheiden die Begriffe Informationen und Daten.
Lernbereich 1: Informationen und Daten
13 UStd.Datenmanagement
- Einblick gewinnen in die Wissenschaft Informatik
- Kennen der Begriffe Informationen und Daten: Unterscheidung der Begriffe
- Kennen der Begriffe Informationen und Daten: Vielfalt der Darstellungsformen von Informationen
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Lernbereich 2: Informatiksysteme
6 UStd.Informatiksysteme
- Kennen von Hardwarekomponenten eines Informatiksystems
- Kennen von Hardwarekomponenten eines Informatiksystems: Funktionsweise
- Kennen von Hardwarekomponenten eines Informatiksystems: Aufbau
- → 6 weitere Lernziele...
Lernbereich 3: Algorithmen
6 UStd.Algorithmen
- Kennen algorithmischer Vorgänge
- Kennen der algorithmischen Lösung einfacher Problemstellungen in einer didaktisch reduzierten Programmierumgebung
Wahlbereich 1: Rechnen mit Binärzahlen
Informatiksysteme
- Kennen grundlegender Operationen im Umgang mit Binärzahlen
Wahlbereich 2: Computergrafik
Datenmanagement
- Kennen ausgewählter Möglichkeiten der Bildmanipulation in einer Bildbearbeitungssoftware
Wahlbereich 3: Geschichte der Rechentechnik
InformatiksystemeGesellschaft & Ethik
- Kennen von Meilensteinen der historischen Entwicklung der Rechentechnik
Klassenstufe 8
Lernziele:
- Die Schüler nutzen verschiedene Modelle zur Beschreibung von Algorithmen und setzen sie in einer didaktisch reduzierten Entwicklungsumgebung um.
- Die Schüler analysieren Abläufe in ihrem Alltagsleben und begründen anhand deren Eigenschaften, ob es sich dabei um Algorithmen handelt.
- Die Schüler sind sich der Gefahren durch Möglichkeiten der Manipulationen von Daten im Alltag bewusst und erarbeiten sich Kriterien zu Maßnahmen des Datenschutzes.
- Die Schüler zerlegen einfache algorithmisch lösbare Problemstellungen in Grundstrukturen.
- Die Schüler arbeiten zielgerichtet zusammen und greifen dafür auf digitale Kommunikations- und Kooperationsdienste zurück.
Lernbereich 1: Algorithmen
9 UStd.Algorithmen
- Kennen des Algorithmusbegriffes: Eigenschaften
- Übertragen der Eigenschaften von Algorithmen auf Sachverhalte aus der Erfahrungswelt der Schüler
- Beherrschen der algorithmischen Lösung einfacher Problemstellungen in einer didaktisch reduzierten Programmierumgebung
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Lernbereich 2: Vernetzte Systeme
10 UStd.RechnernetzeInformationssicherheitDatenschutz +1
- Einblick gewinnen in Techniken des Informationsmanagements
- Anwenden ausgewählter Dienste
- Anwenden ausgewählter Dienste: Kommunikationsdienste
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Lernbereich 3: Komplexaufgabe
6 UStd.Algorithmen
- Anwenden informatischer Konzepte bei der Lösung einer Komplexaufgabe
- Anwenden informatischer Konzepte bei der Lösung einer Komplexaufgabe: Nutzung verschiedener Anwendungen
- Anwenden informatischer Konzepte bei der Lösung einer Komplexaufgabe: Arbeitsmethodik
Wahlbereich 1: Verschlüsselung von Informationen
Informationssicherheit
- Kennen historischer Verfahren zur Verschlüsselung von Informationen
Wahlbereich 2: Computer im Alltag
Gesellschaft & Ethik
- Sich positionieren zu Auswirkungen der Computernutzung auf die eigene Persönlichkeit
Wahlbereich 3: Computerspiele
AlgorithmenGesellschaft & Ethik
- Kennen einfacher und erweiterter Spielmechaniken
Klassenstufe 9
Lernziele:
- Die Schüler modellieren auf Grundlage bekannter Netzwerkstrukturen einfache Netzwerke.
- Die Schüler erstellen selbstständig Datenmodelle von überschaubaren Realitätsausschnitten.
- Die Schüler beurteilen Maßnahmen hinsichtlich ihrer Eignung zur Gewährleistung von Datenschutz und Datensicherheit.
- Die Schüler entwickeln ein grundlegendes Verständnis zu Konzepten der Verschlüsselung von Informationen.
- Die Schüler verknüpfen ihr Wissen über vernetzte Systeme mit ihrem Alltag.
Lernbereich 1: Informationen und Daten
12 UStd.Datenmanagement
- Kennen von Aufgaben und Aufbau eines Datenbanksystems
- Kennen von Aufgaben und Aufbau eines Datenbanksystems: Datenbanken im Alltag
- Kennen von Aufgaben und Aufbau eines Datenbanksystems: Datenbasis, Datenbankmanagementsystem
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Lernbereich 2: Künstliche Intelligenz
5 UStd.Künstliche Intelligenz
- Kennen ausgewählter Aspekte der Künstlichen Intelligenz (KI)
- Kennen ausgewählter Verfahren des maschinellen Lernens
- Kennen ausgewählter Verfahren des maschinellen Lernens: Definition
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Lernbereich 3: Netzwerke
8 UStd.RechnernetzeInformationssicherheitDatenschutz +1
- Kennen von Grundlagen der Übertragung in Netzwerken
- Kennen von Grundlagen der Übertragung in Netzwerken: Netzwerkkomponenten
- Kennen von Grundlagen der Übertragung in Netzwerken: Übertragungsmedien
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Wahlbereich 1: Inhaltsverwaltung
Datenmanagement
- Kennen der Grundlagen eines Content-Management-Systems
Wahlbereich 2: Digitalisierung von Daten
Datenmanagement
- Kennen von technischen Möglichkeiten zur Digitalisierung von Daten
Wahlbereich 3: Graphen
Algorithmen
- Kennen der Visualisierung informatischer Probleme durch Graphen
Klassenstufe 10
Lernziele:
- Die Schüler erweitern bei der Lösung komplexer Problemstellungen ihre Kompetenzen des algorithmischen Denkens.
- Die Schüler sind in der Lage, ihr Wissen zu algorithmischen Grundstrukturen auf die Implementierung in einer syntaxbasierten Programmierumgebung zu übertragen.
- Die Schüler begründen die Auswahl ihrer algorithmischen Umsetzung und bewerten alternative Lösungen.
- Die Schüler stellen Zusammenhänge zwischen verschiedenen Gebieten der Informatik bei der Bearbeitung einer komplexen Problemstellung her.
- Die Schüler arbeiten kooperativ und kollaborativ bei der Lösung von Problemstellungen zusammen.
Lernbereich 1: Algorithmen
11 UStd.Algorithmen
- Beherrschen der Implementierung der algorithmischen Grundstrukturen
- Beherrschen der Implementierung der algorithmischen Grundstrukturen: Datentypen - Zahlen
- Beherrschen der Implementierung der algorithmischen Grundstrukturen: Datentypen - Zeichenketten
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Lernbereich 2: Sprachen
8 UStd.Automaten & Sprachen
- Kennen regulärer Sprachen
- Kennen regulärer Sprachen: Syntax und Semantik
- Kennen regulärer Sprachen: reguläre Ausdrücke
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Lernbereich 3: Komplexaufgabe
6 UStd.Algorithmen
- Gestalten eines Projektes zur Lösung einer informatischen Problemstellung
- Gestalten eines Projektes zur Lösung einer informatischen Problemstellung: Nutzung verschiedener Anwendungen
Wahlbereich 1: 3D-Computergrafik
Algorithmen
- Kennen der Darstellung räumlicher Objekte mit informatischen Werkzeugen
Wahlbereich 2: Zeitabhängige Medien
Datenmanagement
- Kennen des Umgangs mit zeitabhängigen Medien
- Kennen des Umgangs mit zeitabhängigen Medien: Speicherung und Kodierung
- Kennen des Umgangs mit zeitabhängigen Medien: Komprimierungsverfahren
Wahlbereich 3: Robotik
Informatiksysteme
- Kennen der Arbeitsweise eines Robotersystems
- Kennen der Arbeitsweise eines Robotersystems: Sensoren
- Kennen der Arbeitsweise eines Robotersystems: Aktoren
Jahrgangsstufen 11, 12
Lernziele:
- Die Schüler führen gemäß einer Problemanalyse eine Modellierung und Implementierung mit einem bekannten Modellierungsansatz durch.
- Die Schüler vergleichen und bewerten Algorithmen hinsichtlich ihrer Effizienz und Komplexität.
- Die Schüler analysieren und strukturieren im Rahmen eines planvollen Vorgehens Ausschnitte der Lebenswelt und der zukünftigen Arbeitswelt.
- Die Schüler erläutern informatische Sachverhalte fachsprachlich korrekt.
- Die Schüler stellen Modelle, Algorithmen und andere informatische Sachverhalte grafisch und sprachlich strukturiert dar.
Lernbereich 1: Technische Informatik
10 UStd.Informatiksysteme
- Kennen theoretischer Grundlagen
- Kennen theoretischer Grundlagen: Binär- und Hexadezimalsystem
- Kennen theoretischer Grundlagen: rechnerinterne Zahlenformate
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Lernbereich 2: Algorithmierung und Programmierung
20 UStd.Algorithmen
- Kennen des erweiterten Algorithmusbegriffes
- Beherrschen der Implementierung strukturierter Datentypen in einer Programmierumgebung
- Beherrschen der Arbeit mit Unterprogrammen
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Lernbereich 3: Rechnernetze
10 UStd.RechnernetzeInformationssicherheit
- Kennen des Aufbaus von Rechnernetzen
- Beherrschen der Modellierung von Netzwerken
- Beherrschen der Modellierung von Netzwerken: zentrale und dezentrale Netzwerkdienste
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Lernbereich 4: Informationssicherheit
10 UStd.InformationssicherheitDatenschutz
- Kennen von Anforderungen an die Informationssicherheit
- Kennen von Anforderungen an die Informationssicherheit: Vertraulichkeit
- Kennen von Anforderungen an die Informationssicherheit: Integrität
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Lernbereich 5: Datenmanagement
18 UStd.Datenmanagement
- Einblick gewinnen in das Datenmanagement und dessen Anwendungsmöglichkeiten
- Kennen von Phasen des Datenmanagements
- Anwenden des relationalen Datenmodells
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Lernbereich 6: Sprachen und Automaten
10 UStd.Automaten & Sprachen
- Einblick gewinnen in den Aufbau von Sprachen
- Kennen von Grundlagen formaler Grammatiken
- Kennen von Grundlagen formaler Grammatiken: Nichtterminale, Terminale, Produktionsregeln, Startsymbol
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Lernbereich 7: Informatisches Projekt
10 UStd.Algorithmen
- Kennen grundlegender Arbeitstechniken des Projektmanagements
- Anwenden von Arbeitstechniken in einem Projekt
Lernbereich 8A: Künstliche Intelligenz
8 UStd.Künstliche Intelligenz
- Kennen von Grundlagen Künstlicher Intelligenz
- Kennen von Grundlagen Künstlicher Intelligenz: Begriffsbestimmung Künstliche Intelligenz
- Kennen von Grundlagen Künstlicher Intelligenz: Überblick zu den Teilbereichen der Künstlichen Intelligenz
- → 2 weitere Lernziele...
Lernbereich 8B: Softwareentwicklung
8 UStd.Algorithmen
- Einblick gewinnen in die Grundlagen der Softwarearchitektur
- Kennen von Ansätzen der Softwareentwicklung
- Kennen von Ansätzen der Softwareentwicklung: klassische Softwareentwicklung
- → 2 weitere Lernziele...
Lernbereich 8C: Prozessautomatisierung
8 UStd.InformatiksystemeAlgorithmen
- Kennen der Grundlagen der Prozessautomatisierung
- Kennen der Grundlagen der Prozessautomatisierung: Modelle zur Veranschaulichung
- Kennen der Grundlagen der Prozessautomatisierung: Messen, Steuern, Regeln
- → 2 weitere Lernziele...
Wahlbereich 1: 3D-Modellierung
Algorithmen
- Kennen der geometrischen Modellierung einfacher Volumenkörper
- Übertragen der Kenntnisse auf die Herstellung von 3D-Objekten
Wahlbereich 2: Quanteninformatik
Informatiksysteme
- Kennen der Unterscheidung zwischen Quanteninformation und klassischer Information
- Kennen der Unterscheidung zwischen Quanteninformation und klassischer Information: Quantenzustände
- Kennen der Unterscheidung zwischen Quanteninformation und klassischer Information: Qubit
- → 3 weitere Lernziele...
Wahlbereich 3: Wirtschaftsinformatik
Gesellschaft & Ethik
- Kennen des Unterschiedes zwischen immateriellen und materiellen Gütern
- Übertragen der Grundkonzepte der Netzwerkökonomie auf verschiedene Märkte
- Übertragen der Grundkonzepte der Netzwerkökonomie auf verschiedene Märkte: Skaleneffekte
- → 3 weitere Lernziele...
Wahlbereich 4: Informatik und Ökologie
Gesellschaft & Ethik
- Kennen von Chancen und Risiken von Informatiksystemen
- Kennen von Chancen und Risiken von Informatiksystemen: Energieverbrauch
- Kennen von Chancen und Risiken von Informatiksystemen: Rohstoffverbrauch
- → 4 weitere Lernziele...
Jahrgangsstufen 11, 12
Lernziele:
- Die Schüler analysieren komplexe Problemstellungen, um auf dieser Grundlage eine problemadäquate Lösung zu modellieren und zu implementieren.
- Die Schüler vergleichen und bewerten Algorithmen hinsichtlich ihrer Effizienz.
- Die Schüler verknüpfen ihr Wissen aus den verschiedenen informatischen Teilgebieten für ein tieferes Verständnis informatischer Fragestellungen.
- Die Schüler erläutern informatische Sachverhalte im historischen und gesellschaftlichen Kontext der Entwicklung der Fachwissenschaft fachsprachlich korrekt.
- Die Schüler stellen Modelle, Algorithmen und andere informatische Sachverhalte grafisch und sprachlich strukturiert dar.
Lernbereich 1: Technische Informatik (Leistungskurs)
18 UStd.Informatiksysteme
- Kennen theoretischer Grundlagen: Binär- und Hexadezimalsystem
- Kennen theoretischer Grundlagen: rechnerinterne Zahlenformate - Gleitkommazahlen
- Kennen theoretischer Grundlagen: rechnerinterne Zahlenformate - Zweierkomplement
- → 16 weitere Lernziele...
Lernbereich 2: Datenstrukturen und Algorithmen (Leistungskurs)
32 UStd.Algorithmen
- Kennen von komplexen Datenstrukturen
- Kennen von komplexen Datenstrukturen: Baum
- Kennen von komplexen Datenstrukturen: Graph
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Lernbereich 3: Komplexität von Algorithmen und Berechenbarkeit (Leistungskurs)
14 UStd.Algorithmen
- Kennen des erweiterten Algorithmusbegriffes
- Beurteilen der Effizienz und Komplexität von Algorithmen
- Beurteilen der Effizienz und Komplexität von Algorithmen: Komplexitätsklassen
- → 6 weitere Lernziele...
Lernbereich 4: Programmierparadigmen (Leistungskurs)
25 UStd.Algorithmen
- Kennen von Programmierparadigmen: imperativ
- Kennen von Programmierparadigmen: objektorientiert
- Kennen von Programmierparadigmen: funktional
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Lernbereich 5: Softwareentwicklung (Leistungskurs)
15 UStd.Algorithmen
- Einblick gewinnen in die Grundlagen der Softwarearchitektur
- Kennen von Ansätzen der Softwareentwicklung
- Kennen von Ansätzen der Softwareentwicklung: klassische Softwareentwicklung
- → 3 weitere Lernziele...
Lernbereich 6: Sprachen und Automaten (Leistungskurs)
18 UStd.Automaten & Sprachen
- Kennen des Aufbaus von Sprachen
- Kennen des Aufbaus von Sprachen: Syntax
- Kennen des Aufbaus von Sprachen: Semantik
- → 13 weitere Lernziele...
Lernbereich 7: Rechnernetze (Leistungskurs)
20 UStd.RechnernetzeInformationssicherheit
- Kennen des Aufbaus von Rechnernetzen
- Kennen des Aufbaus von Rechnernetzen: physische und logische Topologien
- Kennen des Aufbaus von Rechnernetzen: Übertragungsmedien
- → 12 weitere Lernziele...
Lernbereich 8: Informationssicherheit (Leistungskurs)
20 UStd.InformationssicherheitDatenschutz
- Kennen von Anforderungen an die Informationssicherheit
- Kennen von Anforderungen an die Informationssicherheit: Vertraulichkeit
- Kennen von Anforderungen an die Informationssicherheit: Integrität
- → 19 weitere Lernziele...
Lernbereich 9: Datenmanagement (Leistungskurs)
35 UStd.Datenmanagement
- Kennen von Problemstellungen des Datenmanagements in verschiedenen Bereichen
- Kennen von Phasen des Datenmanagements
- Modellieren und Implementieren von Datenmodellen
- → 17 weitere Lernziele...
Lernbereich 10: Künstliche Intelligenz (Leistungskurs)
18 UStd.Künstliche Intelligenz
- Kennen von Grundlagen Künstlicher Intelligenz
- Kennen von Grundlagen Künstlicher Intelligenz: Begriffsbestimmung Künstliche Intelligenz
- Kennen von Grundlagen Künstlicher Intelligenz: Überblick zu den Teilbereichen der Künstlichen Intelligenz
- → 12 weitere Lernziele...
Lernbereich 11: Informatisches Projekt (Leistungskurs)
15 UStd.Algorithmen
- Kennen der Grundlagen des Projektmanagements
- Kennen der Grundlagen des Projektmanagements: Arbeitstechniken des Projektmanagements
- Kennen der Grundlagen des Projektmanagements: Vergleich des klassischen und agilen Projektmanagements
- → 3 weitere Lernziele...
Lernbereich 12A: Quanteninformatik (Leistungskurs)
10 UStd.Informatiksysteme
- Kennen der Unterscheidung zwischen Quanteninformation und klassischer Information
- Kennen der Unterscheidung zwischen Quanteninformation und klassischer Information: Quantenzustände
- Kennen der Unterscheidung zwischen Quanteninformation und klassischer Information: Quantenbit
- → 6 weitere Lernziele...
Lernbereich 12B: 3D-Modellierung (Leistungskurs)
10 UStd.Algorithmen
- Einblick gewinnen in die digitale Repräsentation von 3D-Objekten
- Anwenden von Datenstrukturen in der Modellierung von Volumenkörpern
- Anwenden von Datenstrukturen in der Modellierung von Volumenkörpern: eindeutige Beschreibung der Position von Punkten und Objekten in einem geometrischen Raum
- → 3 weitere Lernziele...
Lernbereich 12C: Prozessautomatisierung (Leistungskurs)
10 UStd.InformatiksystemeAlgorithmen
- Kennen der Grundlagen der Prozessautomatisierung
- Kennen der Grundlagen der Prozessautomatisierung: Modelle zur Veranschaulichung
- Kennen der Grundlagen der Prozessautomatisierung: Messen, Steuern, Regeln
- → 2 weitere Lernziele...
Lernbereich 12D: Webtechnologien (Leistungskurs)
10 UStd.RechnernetzeAlgorithmen
- Einblick gewinnen in die Bereitstellung von und den Umgang mit Informationen in webbasierten Systemen
- Kennen von Grundlagen der Erstellung statischer Webseiten
- Kennen von Grundlagen der Erstellung statischer Webseiten: Elemente einer Dokumentenauszeichnungssprache
- → 8 weitere Lernziele...
Wahlbereich 1: Betriebssysteme (Leistungskurs)
Informatiksysteme
- Kennen der Definition und Aufgaben eines Betriebssystems
- Kennen der Definition und Aufgaben eines Betriebssystems: Schichtenmodell
- Kennen der Definition und Aufgaben eines Betriebssystems: Betriebsmittelverwaltung
- → 8 weitere Lernziele...
Wahlbereich 2: Wirtschaftsinformatik (Leistungskurs)
Gesellschaft & Ethik
- Kennen der Kriterien des vollkommenen Marktes
- Kennen des Unterschieds zwischen immateriellen und materiellen Gütern
- Beherrschen der Grundkonzepte der Netzwerkökonomie für verschiedene Märkte
- → 6 weitere Lernziele...
Wahlbereich 3: Informatik und Ökologie (Leistungskurs)
Gesellschaft & Ethik
- Kennen von Chancen und Risiken von Informatiksystemen
- Kennen von Chancen und Risiken von Informatiksystemen: Energieverbrauch
- Kennen von Chancen und Risiken von Informatiksystemen: Rohstoffverbrauch
- → 10 weitere Lernziele...
Wahlbereich 4: Mathematische Methoden in der Informatik (Leistungskurs)
Algorithmen
- Kennen von Informatiksystemen als Werkzeuge in der Mathematik
- Übertragen der Kenntnisse von Rekursion und Iteration auf numerische Verfahren
- Kennen von Grenzen numerischer Lösungen für mathematische Problemstellungen
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Wahlbereich 5: Generative Kunst (Leistungskurs)
AlgorithmenKünstliche Intelligenz
- Kennen der Grundlagen zur Erstellung generativer Kunst
- Kennen der Grundlagen zur Erstellung generativer Kunst: geometrische Formen
- Kennen der Grundlagen zur Erstellung generativer Kunst: Farbenlehre und Farbcodes
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