SPI: Schnell, einfach, mit eigener Leitung für jedes Gerät

SPI überträgt Daten zwischen Mikrocontroller und Peripheriegeräten mit Takten im Megahertz-Bereich und gleichzeitig in beide Richtungen. Du lernst die Kennzeichen der Schnittstelle kennen: vier Leitungen mit Gegentaktausgängen, eine eigene Auswahlleitung je Gerät, kein festes Protokoll und vier SPI-Modi. Du liest ein SPI-Impulsdiagramm, unterscheidest sternförmige Auswahlleitungen und Ketten und schließt Bausteine an Arduino, ESP8266 und ESP32 an – mit Checkliste für Datenblatt und Bibliothek sowie einer Entscheidungshilfe zwischen SPI und I²C.

I²C: Ein Bus, zwei Leitungen, viele Sensoren

I²C verbindet einen Mikrocontroller über nur zwei Leitungen mit vielen Sensoren, Displays und Speicherbausteinen. Du lernst die Kennzeichen des Busses kennen: Open-Drain-Leitungen mit Pull-up-Widerständen, Adressen statt Auswahlleitungen, Bestätigung jedes Bytes und Taktraten von 100 kHz bis 1 MHz. Du liest ein I²C-Telegramm, bemisst Pull-up-Widerstände und schließt Bausteine an Arduino, ESP8266 und ESP32 an – mit einer Checkliste, was Du vorher im Datenblatt und in der Bibliotheksdokumentation prüfen solltest.

DevOps: Entwicklung und Betrieb als ein Team

DevOps verbindet Softwareentwicklung (Development) und IT-Betrieb (Operations) zu einer gemeinsamen Verantwortung: Änderungen sollen klein, häufig, automatisiert und sicher in Betrieb gehen, und Messwerte aus dem Betrieb fließen direkt in die Entwicklung zurück. Der Artikel erklärt Herkunft und Grundprinzipien (CALMS, Three Ways), die DevOps-Schleife und die CI/CD-Pipeline, Rollen und Teamformen, den Testansatz, die DORA-Kennzahlen sowie Grenzen von DevOps.

SAFe: agile Arbeit über viele Teams skalieren

Das Scaled Agile Framework (SAFe) überträgt agile Arbeit von einzelnen Teams auf ganze Organisationen: Mehrere agile Teams bilden einen Agile Release Train, der im gemeinsamen Takt von Planning Intervals plant, integriert und liefert. Der Artikel erklärt Herkunft, Werte und Konfigurationen von SAFe 6.0, den Ablauf mit PI Planning, System Demo und Inspect & Adapt, die wichtigsten Rollen und Artefakte, Kennzahlen sowie die Kritik am Framework.

Kanban: Arbeit sichtbar machen und begrenzen

Kanban steuert Arbeit über ihren Fluss: Alle Aufgaben stehen sichtbar auf einem Board, ein WIP-Limit begrenzt die gleichzeitig laufende Arbeit, und wer frei ist, zieht sich die nächste Karte. Sprints und feste Rollen gibt es nicht. Der Artikel erklärt Herkunft, Prinzipien und Praktiken von Kanban, das Board mit WIP-Limits, die Flusskennzahlen Durchlaufzeit, Durchsatz, WIP und Alter einer Karte, das Cumulative Flow Diagram und die Abgrenzung zu Scrum.

Extreme Programming (XP): gute Praktiken bis zum Äußersten

Extreme Programming (XP) ist ein agiles Vorgehensmodell, das bewährte Entwicklungspraktiken konsequent auf die Spitze treibt: Wenn Tests gut sind, wird immer zuerst getestet; wenn Code-Reviews gut sind, wird ständig zu zweit programmiert. Der Artikel erklärt Herkunft, Werte und Praktiken von XP, den Ablauf mit Release- und Iterationsplanung, die Rollen, den Testansatz und die Grenzen des Modells.

Scrum: das verbreitetste agile Rahmenwerk

Scrum ist ein leichtgewichtiges Rahmenwerk für komplexe Produkte: Ein kleines, selbstorganisiertes Team liefert in Sprints von höchstens einem Monat jeweils ein nutzbares Increment und passt Produkt und Zusammenarbeit regelmäßig an. Der Artikel erklärt nach dem Scrum Guide 2020 die drei Verantwortlichkeiten, fünf Ereignisse und drei Artefakte, den Umgang mit Änderungen, den Start eines agilen Projekts, typische Missverständnisse sowie Techniken und Grenzen von Scrum.

Das Spiralmodell: Runde für Runde die Risiken verringern

Das Spiralmodell von Barry Boehm durchläuft dieselben vier Tätigkeiten in immer größeren Runden: Ziele festlegen, Risiken bewerten und verringern, entwickeln und prüfen, die nächste Runde planen. Was in einer Runde passiert, bestimmen die größten Risiken. Der Artikel erklärt Herkunft, Ablauf, Rollen, Dokumente und Planung des Modells und zeigt, für welche Vorhaben sich der Aufwand lohnt.

Das V-Modell: Zu jedem Entwurf gehört ein Test

Das V-Modell ordnet jeder Entwurfsphase eine Teststufe auf gleicher Höhe zu: Wer die Anforderungen schreibt, legt gleich fest, wie die Abnahme sie prüft. Der Artikel erklärt Aufbau und Verlaufsrichtungen des V-Modells, die Dokumente jeder Phase, Verifikation und Validierung, Rollen und Planung sowie kurz das V-Modell XT des Bundes mit Tailoring, Vorgehensbausteinen und Entscheidungspunkten.

Das Wasserfallmodell: Phase für Phase zum fertigen System

Das Wasserfallmodell ist das bekannteste klassische Vorgehensmodell: Ein Projekt durchläuft Analyse, Entwurf, Implementierung, Test sowie Einsatz und Wartung nacheinander, und jede Phase endet mit einem freigegebenen Dokument. Der Artikel zeigt Herkunft, Ablauf, Rollen, Dokumente, Test- und Planungsansatz des Modells und erklärt, wann es passt und wo seine Grenzen liegen.

Szenario „CSB-Rad GmbH“: Onlineshop und Fahrräder nach Maß

Die CSB-Rad GmbH ist ein erfundener Fahrradhersteller aus Bielefeld mit Onlineshop, eigener Werkstatt und zwei Fertigungspartnern. Hier findest Du alles, was Du für die Übungsaufgaben in diesem Szenario brauchst: Steckbrief, Geschäftsprozess, feste Preise und Konditionen, Personalakten und den Datenbestand als SQL-Skript.

Die Szenarien der Aufgaben: vier erfundene Welten in Bielefeld

Die Übungsaufgaben auf oer-informatik.de spielen in vier erfundenen Szenarien: einem Start-up mit Freizeit-App, einem Barcamp an einem Berufskolleg, einer Mitfahr-App für Auszubildende und einem Fahrradhersteller mit Onlineshop. Diese Seite stellt sie kurz vor, nennt die gemeinsamen Regeln und verlinkt auf die ausführlichen Beschreibungen mit Personalakten und Datenbeständen.

Lernfelder der IT-Berufe: Übersicht und Inhalte

Welche Lernfelder haben die IT-Berufe in welchem Ausbildungsjahr, und welche Themen gehören dazu? Die Übersicht ordnet alle Lernfelder der Fachinformatik, der IT-System-Elektronik und der IT-Kaufleute nach dem Bildungsplan NRW, nennt je Lernfeld die wichtigsten Stichwörter und verlinkt die passenden Artikel auf oer-informatik.de.

Übungsaufgaben zum UML-Anwendungsfalldiagramm

Vier Übungsaufgaben zum UML-Anwendungsfalldiagramm: Notationselemente zuordnen, Signalwörter bestimmen, Diagramme aus Anforderungstexten erstellen, vorgegebene Diagramme ergänzen, einen fehlerhaften Entwurf untersuchen, User Stories aus Anwendungsfällen ableiten und «include», «extend» und Generalisierung begründet einsetzen.

Übungsaufgaben zum UML-Zustandsdiagramm

Drei Übungsaufgaben zum UML-Zustandsdiagramm: zum Einstieg ein Diagramm mit absoluten Zeitereignissen und Uhrzeit-abhängiger Verzweigung ergänzen und auf eine Modellierungslücke prüfen; danach ein Diagramm mit Zählern, Zeitereignissen und Endzuständen aus einer Beschreibung erstellen, einen Ablauf Ereignis für Ereignis nachvollziehen, Testfälle ableiten, Fehler in einem Entwurf korrigieren, ein angefangenes Diagramm mit zusammengesetztem Zustand und Historie ergänzen, Selbsttransition und innere Transition unterscheiden und eine Zustandssteuerung in Java vervollständigen.

Digitalisierte Geschäftsprozesse mit dem UML-Aktivitätsdiagramm entwerfen

Steht fest, wo ein Prozess digitalisiert werden soll, geht es an den Entwurf der neuen Abläufe. Aus der Übersicht der Anwendungsfälle werden die neuen Geschäftsprozesse abgeleitet, und es wird entschieden, welche davon im Detail modelliert werden. Welche Modellierungstechnik dafür passt, hängt von einigen Randbedingungen ab; hier kommt das UML-Aktivitätsdiagramm als Technik der Lösungsdomäne mit Partitionen je System zum Einsatz. Am Beispiel einer Kongress-App zeigt sich, warum die Prozesse dabei oft neu geschnitten werden müssen.

Übungsaufgaben zu Klassenbeziehungen: Assoziation, Aggregation, Komposition und Multiplizitäten

Drei Übungsaufgaben zu Beziehungen im UML-Klassendiagramm: ein Klassenmodell mit Multiplizitäten und Rollen aus einer Planungsnotiz erstellen, Aggregation und Komposition an Diagramm, Quelltext und Objektdiagramm untersuchen sowie aus einem Java-Prototyp ein Klassendiagramm ableiten, seinen Ablauf vorhersagen und einen fehlerhaften Entwurf korrigieren.

Übungsaufgaben zum UML-Klassendiagramm

Fünf Übungsaufgaben zum UML-Klassendiagramm: zum Einstieg ein Klassendiagramm lesen, eine Methodendeklaration zerlegen, Klassen ergänzen und gewählte Datentypen nach Speicherbedarf beurteilen; danach eine Klasse aus Anforderungen mit Sichtbarkeiten, Datentypen, Konstruktor, Getter und Setter erstellen, ein Klassendiagramm aus Quellcode und einem englischen Text ableiten und Fehler in einer Vorgabe korrigieren sowie ein Modell mit mehreren Klassen, Vererbung und Beziehungen zeichnen.

Übungsaufgaben zum UML-Sequenzdiagramm

Vier Übungsaufgaben zum UML-Sequenzdiagramm: ein Diagramm aus einem Server-Protokoll ableiten und Wartezeiten ablesen, Objekterzeugung, Selbstaufrufe, verschachtelte Fragmente und Objektzerstörung modellieren, einen REST-Ablauf mit Cache bewerten, ein Beobachter- und ein Stellvertreter-Muster aus Java-Code ableiten und einen Diagrammentwurf in Code umsetzen.

Übungsaufgaben zu Webtechnologien

Vier Übungsaufgaben zu Webtechnologien: eine falsche Vorstellung von „dynamisch“ richtigstellen, Aufgaben von HTML, CSS und JavaScript zuordnen, Aussagen zu Webanwendung, Desktop-Programm und App prüfen, die Wirkung von HTML-Zeilen erläutern, ein fehlendes Stylesheet und falsch dargestellte Umlaute als Fehler analysieren, Responsive Design erläutern, native Apps, Web-App und Progressive Web App in einer Vergleichstabelle bewerten, die Erinnerungsfunktion systematisch testen sowie die Freischaltung eines Internetauftritts beurteilen und eine fehlerhafte HTML-Seite korrigieren.

Webtechnologien: Websites, HTML/CSS, Web-Apps und native Apps

Was passiert, wenn Du eine Website aufrufst, und was ist der Unterschied zwischen einer statischen und einer dynamischen Website? Du lernst, welche Aufgaben HTML, CSS und JavaScript übernehmen, wie ein HTML-Dokument aufgebaut ist, warum ein zentrales Stylesheet Arbeit spart und wie viel Speicher Zeichen in ASCII, UTF-8 und UTF-16 belegen. Außerdem vergleichst Du Desktop-Programme, Web-Apps, native Apps und Progressive Web Apps, unterscheidest Frontend und Backend und erfährst in einem Vertiefungsabschnitt, wie ein Internetauftritt geplant wird.

Übungsaufgaben zu Schnittstellen und Übertragungsverfahren

Zwei Übungsaufgaben rund um einen Fahrradhersteller: Du rechnest die Netzlast von Polling und Webhook für ein Dienstrad-Portal aus und prüfst ein Argument für das Polling, ermittelst aus einem Temperaturverlauf, wann zyklische und ereignisgesteuerte Akkuüberwachung eine Überhitzung melden, und wertest ein Protokoll aus, warum ein Schloss scheinbar offen steht. In der zweiten Aufgabe verfolgst Du einen Rahmen nach Maß vom Händlerportal bis zur Biegemaschine, wägst eine synchrone und eine job-orientierte Schnittstelle ab, klärst zwei Übertragungsvorfälle, legst fest, wie Statusmeldungen und Messwerte zurückfließen, und prüfst, ob SNMP-Abfragen oder Traps einen Switch-Ausfall schnell genug melden.

Schnittstellen und Übertragungsverfahren: Push und Pull, synchron und asynchron

Wenn zwei Systeme Daten austauschen, musst Du drei Fragen beantworten: Wer ergreift die Initiative (Push oder Pull)? Wann wird gesendet (in festen Abständen oder bei einem Ereignis)? Und wartet der Sender auf eine Antwort (synchron oder asynchron)? Du lernst Polling, Webhooks und Publish/Subscribe kennen, siehst, warum asynchrone Nachrichten sich überholen können und wie Sequenznummern, Zeitstempel, Warteschlangen und Message Broker die Reihenfolge retten. Zum Schluss vergleichst Du synchrone mit job-orientierten Schnittstellen und ordnest typischen Übertragungsfehlern passende Gegenmaßnahmen zu.

Übungsaufgaben zu REST-APIs und HTTP

Vier Übungsaufgaben zu REST-Schnittstellen: Mitschnitte aus dem Test einer Terminbuchungs-API Sicherheitsrisiken zuordnen und absichern, fehlerhafte URLs und Statuscodes im Sessionplan eines Barcamps finden, Endpunkte REST-konform korrigieren, CRUD-Operationen zuordnen, PUT und PATCH unterscheiden, Idempotenz erläutern, eine HTTP-Anfrage notieren, ein fehlerhaftes Python-Skript korrigieren und 404 und 410 abwägen.

Übungsaufgaben zu Usability, User Experience und Barrierefreiheit

Vier Übungsaufgaben: Das Formular einer Freizeit-App wird anhand von Bewertungen und Interaktionsprinzipien analysiert, neu skizziert und getestet; eine Mitfahr-App eines Berufskollegs wird barrierefrei gemacht (WCAG-Prinzipien, Testbeobachtungen, Schrift- und Kontrastregeln, fehlerhaftes HTML, Prüfverfahren); zwei Prototypen einer Werkstatt-App werden mit Kennzahlen verglichen; für das Technikteam eines Barcamps entsteht ein Leitstand auf dem Smartphone.

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