Simulationen für Informatik
65 interaktive Simulationen für Informatik, Alter 11–18, nach Themen geordnet.
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Darstellung von Daten in Bits – Zahlen, Text, Bilder, Ton
Informatik · Daten und Binärsystem
Vier bekannte Datentypen werden alle auf eine Bitfolge zurückgeführt. Geben Sie eine ganze Zahl ein, um ihre...
Alter 15–16
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Pixel und RGB-Farben – Farbtiefe, Dateigröße und RLE-Kompression
Informatik · Daten und Binärsystem
Drei Arbeitsbereiche für Rastergrafiken. Malen Sie auf einem Pixelraster, lesen Sie den Bitcode jedes Pixels ab und...
Alter 15–16
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Binärzahlen – Bits, Bytes und die Darstellung von Information
Informatik · Daten und Binärsystem
Eine anklickbare Folge von 0/1-Bits: Jedes Bit entspricht einer Zweierpotenz, und die Dezimalzahl ist die Summe der...
Alter 11–12
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Zeichenkodierung – Unicode, ASCII und UTF-8
Informatik · Daten und Binärsystem
Geben Sie eine Textzeile ein und sehen Sie, dass jedes Zeichen einen Unicode-Codepunkt hat, den UTF-8 in 1 bis 4...
Alter 15–16
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Befehlszyklus Holen–Dekodieren–Ausführen – im Inneren einer einfachen CPU
Informatik · Computer und Hardware
Eine winzige CPU mit PC, MAR, MDR, CIR, ACC, Rechenwerk und Steuerwerk, über Adress-, Daten- und Steuerbus mit 16...
Alter 16–17
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CPU-Leistung – Taktfrequenz, Kerne, Cache und System-on-a-Chip
Informatik · Computer und Hardware
Stellen Sie Taktfrequenz, Anzahl der Kerne und Größe des L2-Caches ein und starten Sie fünf Arten von Aufgaben, um...
Alter 16–17
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CPU-Scheduling und Deadlock – FCFS, SJF, Round Robin und Priorität
Informatik · Computer und Hardware
Geben Sie Prozesse mit Ankunftszeit, Rechenzeit (Burst) und Priorität ein, wählen Sie FCFS, SJF, SRTF, Round Robin...
Alter 16–17
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Hardware, Software und der Weg der Daten
Informatik · Computer und Hardware
Ein Blockschaltbild eines Computers mit Eingabegerät, CPU (Steuerwerk und Rechenwerk), Arbeitsspeicher (RAM),...
Alter 12–13
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Speicherverwaltung des Betriebssystems – RAM, Paging, virtueller Speicher und BS-Funktionen
Informatik · Computer und Hardware
Öffnen und schließen Sie Programme und beobachten Sie, wie sich der Arbeitsspeicher Seite für Seite füllt. Ist der...
Alter 16–17
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Computergenerationen – dem mooreschen Gesetz auf der Spur
Informatik · Computer und Hardware
Vier Computergenerationen liegen auf einer Zeitleiste von 1945 bis 2025, jeweils mit einer typischen Maschine:...
Alter 13–14
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Parallele und verteilte Datenverarbeitung – Amdahlsches Gesetz, GPUs und Pipelining
Informatik · Computer und Hardware
Teilen Sie einen Auftrag mit dem parallelen Anteil p in Teilaufgaben auf und führen Sie ihn sequenziell auf einem...
Alter 16–17
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Handarbeit oder Automatisierung mit dem Computer?
Informatik · Computer und Hardware
Eine bekannte Aufgabe (Arbeiten korrigieren, Bibliotheksausleihe oder Kasse im Laden) wird über die Zeit pro...
Alter 14–15
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Netzwerktopologien – Stern, Bus, Ring und Masche
Informatik · Netzwerke und Internet
Bauen Sie ein Netz aus 4–8 Computern als Stern, Bus, Ring, vollständiges oder teilweises Maschennetz auf und senden...
Alter 17–18
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Domainnamen, DNS und IP-Adressen – Subnetzmasken und Routing
Informatik · Netzwerke und Internet
Geben Sie einen Domainnamen ein; ein DNS-Server sucht ihn in einer Tabelle und liefert die zugehörige IP-Adresse....
Alter 15–16
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Datenpakete im Netz – von Computer A über Router zu Computer B
Informatik · Netzwerke und Internet
Die Nachricht wird in nummerierte Pakete zerlegt, und jedes Paket sucht sich seinen eigenen Weg über die Router zum...
Alter 11–12
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Client-Server-Modell: HTTP-Anfragen, Cache, Warteschlangen, Peer-to-Peer sowie GET und POST
Informatik · Netzwerke und Internet
Viele Clients senden ständig HTTP-Anfragen an einen Server. Anfragen mit Cache-Treffer werden sofort beantwortet,...
Alter 17–18
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TCP/IP-Schichten – Kapselung, MAC- und IP-Adressen, TCP und UDP
Informatik · Netzwerke und Internet
Verfolgen Sie die Daten einer Anwendung (HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP, FTP, DNS oder ein Videoanruf), während sie...
Alter 17–18
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Netzwerkhardware und Übertragungsmedien – ein LAN aufbauen und mit dem Internet verbinden
Informatik · Netzwerke und Internet
Bauen Sie ein LAN mit Netzwerkkarten (NIC), einem Switch, einem Router, einem WLAN-Access-Point und einem Modem auf,...
Alter 17–18
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Übersetzer – Compiler, Interpreter und Assembler
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Dasselbe kurze Programm wird von einem Compiler übersetzt, der das ganze Programm prüft, jeden Syntaxfehler...
Alter 15–16
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Code Schritt für Schritt – Variablen, Datentypen und Ausdrücke
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Führen Sie ein kurzes Programm in Python oder in Pseudocode im Prüfungsstil Zeile für Zeile aus. Eine...
Alter 15–16
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Binäre Suchbäume – Einfügen, Suchen, Löschen und Traversierung
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Fügen Sie Schlüssel in einen binären Suchbaum ein, suchen und löschen Sie sie und verfolgen Sie den Vergleichspfad...
Alter 17–18
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Rekursion – Aufrufstapel und Aufrufbaum
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Führen Sie rekursive Funktionen Schritt für Schritt aus – Fakultät, Fibonacci, Summe einer Liste, binäre Suche, das...
Alter 17–18
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Funktionen und Aufrufstapel – Parameter, Rückgabewerte und Gültigkeitsbereich
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Führen Sie Programme mit Prozeduren und Funktionen schrittweise aus und sehen Sie, wie jeder Aufruf einen Rahmen auf...
Alter 15–16
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Testlabor – Testdaten, Fehlerarten und Datenvalidierung
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Drei praktische Aufgaben rund um das Testen von Programmen. Entwerfen Sie normale, Grenz-, Extrem- und fehlerhafte...
Alter 13–14
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Klassen und Objekte – Referenzen, Kapselung und Vererbung
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Führen Sie kleine Python- oder Java-Programme, die Klassen definieren, Objekte erzeugen und Methoden aufrufen,...
Alter 17–18
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Arrays und Listen – Index, Einfügen, Entfernen, Durchlaufen
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Eine Liste wird als nummerierte Zellen mit einem Zeiger dargestellt. Die Lernenden lesen, schreiben, hängen an,...
Alter 15–16
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Endliche Automaten – Ampel, DFA, NFA und reguläre Sprachen
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Führen Sie vorgegebene Zustandsautomaten (Ampel, Getränkeautomat, Drehkreuz) Schritt für Schritt durch eine Folge...
Alter 15–16
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Stapel, Warteschlangen und verkettete Listen – Zeiger Schritt für Schritt
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Legen Sie Elemente auf einen Stapel und nehmen Sie sie herunter, reihen Sie sie in lineare, zirkuläre und...
Alter 17–18
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Sortieren sichtbar gemacht: Bubblesort, Selectionsort, Insertionsort und Mergesort Schritt für Schritt
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Eine Zahlenfolge wird als Balken dargestellt; wählen Sie Bubblesort, Selectionsort, Insertionsort oder Mergesort und...
Alter 13–14
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Ablaufdiagramm und Tracetabelle – Verzweigung und Schleifen
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Derselbe Algorithmus erscheint nebeneinander als Ablaufdiagramm und als Pseudocode, Python oder Blöcke. Die...
Alter 13–14
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String-Tracer – Indizes, Teilstrings und String-Algorithmen
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Ein String wird als Reihe von Zeichenzellen mit Indizes ab 0 dargestellt. Der Modus String-Operationen behandelt...
Alter 15–16
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Komplexität von Algorithmen – O(log n), O(n), O(n log n), O(n²) und ein Sortierrennen
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Ein Diagramm zeigt die Schrittzahl in Abhängigkeit von der Eingabegröße n für die Funktionen log₂n, n, n·log₂n und...
Alter 15–16
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Wegsuche im Labyrinth – BFS, DFS und A*
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Ein Gitter mit Wänden, einem Startfeld und einem Zielfeld. Die Lernenden wählen Breitensuche (BFS, mit...
Alter 17–18
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Lineare Suche und binäre Suche – Vergleiche zählen
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Dasselbe Array und derselbe Suchwert durchlaufen nebeneinander die lineare Suche (vom Anfang an durchgehen) und die...
Alter 12–13
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Community Türme von Hanoi
Informatik · Algorithmen und Problemlösen
Lernen Sie Rekursion anhand der Türme von Hanoi. Beobachten Sie, wie der Aufrufstapel automatisch wächst und...
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Entscheidungsbaum – Daten mit Ja/Nein-Fragen klassifizieren
Informatik · Daten, KI und maschinelles Lernen
Daten aus zwei Klassen in einer Ebene mit zwei Merkmalen (Wetter und Ausgehen, Apfel oder Zitrone, Test bestanden)....
Alter 17–18
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Big Data und Empfehlungssysteme – Filterblasen
Informatik · Daten, KI und maschinelles Lernen
Die obere Hälfte zeigt die Big-Data-Pipeline: Rohdatensätze werden gesammelt und vor der Analyse bereinigt...
Alter 17–18
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Klassifikation mit k-nächsten Nachbarn (k-NN): eine Idee des maschinellen Lernens
Informatik · Daten, KI und maschinelles Lernen
Die Trainingsdaten sind zwei Klassen von Punkten in einer Ebene, die durch zwei Merkmale bestimmt ist. Die Lernenden...
Alter 17–18
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Maschinelles Lernen aus Daten: mehr Beispiele, höhere Genauigkeit
Informatik · Daten, KI und maschinelles Lernen
Ein einfacher Klassifikator lernt aus beschrifteten Beispielen: Er berechnet den Schwerpunkt jeder Klasse und nutzt...
Alter 16–17
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Verzeichnisbaum – Pfade und Dateisuche
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Ein Verzeichnisbaum, den Sie wie im Datei-Explorer per Klick auf- und zuklappen und auswählen können. Die Lernenden...
Alter 11–12
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Normalisierung von Datenbanken – von der flachen Tabelle zur 3NF, mit ER-Diagramm
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Beginnen Sie mit einer flachen Tabelle voller wiederholter Daten, lösen Sie Änderungs-, Einfüge- und Löschanomalien...
Alter 16–17
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Relationale Datenbanken und Abfragen
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Zwei Tabellen, STUDENTS (Schüler) und CLASSES (Klasse), sind über den Fremdschlüssel ClassID verknüpft, der auf den...
Alter 16–17
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Dateien speichern – lokale Festplatte, Server oder Cloud
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Dieselbe Datei liegt an drei möglichen Orten: auf der Festplatte eines PCs, auf einem Schulserver oder bei einem...
Alter 16–17
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Datenkompression und Datensicherung mit mehreren Kopien
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Eine Datei wird auf drei Arten behandelt: unverändert, verlustfrei komprimiert (ZIP, PNG, FLAC) und verlustbehaftet...
Alter 17–18
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Sekundärspeicher – magnetische, optische und Halbleiterspeicher im Vergleich
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Schauen Sie in drei Speicherarten hinein: eine Festplatte (rotierende Scheiben, magnetisierte Bereiche,...
Alter 16–17
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Wie Suchmaschinen Ergebnisse ranken
Informatik · Dateien, Speicher und Datenbanken
Eine kleine Sammlung von zwölf Webseiten mit unterschiedlichen Titeln, URLs, Veröffentlichungsdaten und...
Alter 14–15
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Formeln in der Tabellenkalkulation – Funktionen und Zellbezüge kopieren
Informatik · Digitale Anwendungen
Eine kleine, funktionierende Tabellenkalkulation: Klicken Sie auf eine Zelle, geben Sie in der Bearbeitungsleiste...
Alter 12–13
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Von der Tabelle zum Diagramm
Informatik · Digitale Anwendungen
Die Datentabelle lässt sich direkt auf der Seite bearbeiten: Ändern Sie eine Zahl, und das Diagramm daneben wird...
Alter 13–14
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Videoschnitt auf der Zeitleiste
Informatik · Digitale Anwendungen
Eine Schnitt-Zeitleiste mit mehreren Szenen: Die Lernenden wählen per Klick eine Szene aus, ziehen ihren rechten...
Alter 14–15
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Vektor- und Rastergrafik – Zoom, Auflösung und Dateigröße
Informatik · Digitale Anwendungen
Dieselbe Zeichnung wird auf zwei Arten erzeugt: Eine Vektorgrafik speichert die Formel jeder Form und wird daher bei...
Alter 15–16
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Usability- und Barrierefreiheitstest – simulierte Nutzer und WCAG
Informatik · Digitale Anwendungen
Simulierte Nutzer mit unterschiedlichen Bedürfnissen (ein typischer Nutzer, eine ältere Person mit Sehschwäche, eine...
Alter 17–18
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Mindmaps: erstellen, bearbeiten und die Ansicht wechseln
Informatik · Digitale Anwendungen
Eine auf der Zeichenfläche gezeichnete Mindmap: Das Hauptthema steht in der Mitte, die Äste der 1. Ebene verteilen...
Alter 12–13
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Textverarbeitung – Text formatieren
Informatik · Digitale Anwendungen
Ein Beispieldokument wird mit einsatzbereiten Werkzeugen geladen. Die Lernenden klicken auf einen Absatz, um ihn...
Alter 11–12
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HTML- und CSS-Werkstatt – Inhalt, Struktur und Gestaltung
Informatik · Digitale Anwendungen
Bearbeiten Sie Inhalt, HTML-Auszeichnung und ein CSS-Stylesheet in getrennten Feldern und sehen Sie, wie sich die...
Alter 17–18
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Digitale Bildbearbeitung: Pixel, Filter und Kompression
Informatik · Digitale Anwendungen
Ein Bild wird direkt auf der Seite erzeugt und dann mit der gewählten Auflösung neu digitalisiert, neben dem...
Alter 17–18
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Digitaler Fußabdruck und Privatsphäre – App-Berechtigungen, Cookies und Datenschutzeinstellungen
Informatik · Digitale Sicherheit und Ethik
Probieren Sie Zibbo aus, eine erfundene Foto-App: Erteilen Sie Berechtigungen für Standort, Kontakte, Kamera und...
Alter 14–15
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Schadsoftware breitet sich im Netzwerk aus – Schutzmaßnahmen im Test
Informatik · Digitale Sicherheit und Ethik
Ein Schulnetzwerk besteht aus mehreren Räumen und einem Dateiserver. Schadsoftware gelangt über E-Mail-Anhänge,...
Alter 15–16
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Verschlüsselung und Codeknacken – von der Caesar-Verschlüsselung zu 128-Bit-Schlüsseln
Informatik · Digitale Sicherheit und Ethik
Drehen Sie eine Caesar-Scheibe, um mit einer Verschiebung k zu ver- und entschlüsseln, und knacken Sie geheime...
Alter 15–16
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Passwortstärke und Phishing-Nachrichten
Informatik · Digitale Sicherheit und Ethik
Geben Sie ein Passwort ein; das Programm zählt die verwendeten Zeichengruppen (Kleinbuchstaben, Großbuchstaben,...
Alter 11–12
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Falschmeldungen erkennen – und wie schnell sie sich verbreiten
Informatik · Digitale Sicherheit und Ethik
Ein Nachrichtenbeitrag erscheint so, wie er in sozialen Medien aussehen würde. Die Lernenden klicken sich durch...
Alter 14–15
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Firewall und Zugriffskontrolle – Paketfilterregeln und minimale Rechte
Informatik · Digitale Sicherheit und Ethik
Schreiben Sie Regeln für eine Paketfilter-Firewall (erlauben oder sperren nach Richtung, Protokoll, Quell-IP-Adresse...
Alter 15–16
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IT-Berufe – Lernweg
Informatik · Berufe in der Informatik
Jeder IT-Berufsweg wird als Liste von Fähigkeiten beschrieben, und jede Fähigkeit erfordert eine bestimmte Zahl an...
Alter 16–17
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Fähigkeiten und passende IT-Berufe
Informatik · Berufe in der Informatik
Die Lernenden bewerten fünf Fähigkeiten mit Schiebereglern: logisches Denken, Umgang mit Daten, Kommunikation und...
Alter 13–14
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Rollen im Tech-Team – wer macht was im IT-Projekt
Informatik · Berufe in der Informatik
Ein Tech-Team übernimmt ein Projekt (eine Schul-App, die Website der Schulbibliothek oder die Modernisierung des...
Alter 16–17
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Agiler Software-Sprint – planen, entwickeln, testen, ausliefern
Informatik · Berufe in der Informatik
Ein kleines Softwareteam führt einen agilen Sprint durch, um eine App für Schulclubs zu bauen: Wählen Sie aus dem...
Alter 17–18
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