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Informatik

Den Automaten prüfen

Ein Entwurf wird mit Eingabefolgen getestet. Dabei sieht man, ob der Automat tut, was er soll.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich kann Testfolgen für einen Automaten auswählen.
  • Ich kann erwartete und tatsächliche Zustände vergleichen.
  • Ich kann einen Fehler im Entwurf finden.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Einen Automaten selbst entwerfen

Ein Code-Schloss soll sich öffnen, wenn man die Ziffern 1 und dann 2 nacheinander eingibt. Auch 2, 1, 2 soll öffnen, weil am Ende 1, 2 steht. Auch 1, 1, 2 soll öffnen. Aber 1, 2, 1 soll danach wieder zugehen. Zum Prüfen schreibst du Testfolgen auf. Zu jeder Folge steht, in welchem Zustand der Automat enden soll. Dann gehst du die Tabelle durch und vergleichst. Stimmt eine Folge nicht, suchst du die Zeile, die den Fehler verursacht.

Tests für das richtige Code-Schloss (Start: start). Erwartet und tatsächlich stimmen überein.
Folgeerwartettatsächlich
12offenoffen
212offenoffen
112offenoffen
222startstart

Einen Fehler finden

  1. Teste die Folge 1, 1, 2. Erwartet: offen.
  2. Der fehlerhafte Automat endet bei start.
  3. Verfolge die Schritte: start, eins, dann bei der zweiten 1 wieder start.
  4. Der Fehler steckt in der Zeile: Zustand eins, Eingabe 1. Dort steht start statt eins.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Eine Folge aufschreiben.

Sagen, was am Ende sein soll.

Automaten durchspielen und vergleichen.

Ein Beispiel

Beispiel

Eine Lehrerin prüft eine Rechenaufgabe, indem sie ein Beispiel einsetzt. Bei Automaten sind die Beispiele die Testfolgen.

Schritt für Schritt

Wir testen den fehlerhaften Automaten mit 1, 1, 2.

  1. Start: start.
  2. Erste 1: start wird eins.
  3. Zweite 1: im fehlerhaften Automaten wird eins zu start.
  4. Dritte Eingabe 2: start bleibt start. Erwartet war offen. Der Fehler ist gefunden.

Mit einem Bild erklärt

Folgeerwartettatsächlich
112offenstart

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Der fehlerhafte Automat endet bei der Folge 1, 1, 2 in start. Erwartet war offen. Was folgt daraus?
Zeig mir den ersten Schritt

Vergleiche erwartet und tatsächlich.

Lösung ansehen

Lösung: Im Entwurf steckt ein Fehler.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Das Code-Schloss ist richtig. Welcher Zustand folgt bei der Eingabefolge 1, 2, 1?
Zeig mir den ersten Schritt

Gehe die Folge Schritt für Schritt durch: start, eins, offen, dann?

Lösung ansehen

Lösung: start

start, 1: eins. 2: offen. 1: start.

Tipp: Wähle Testfolgen mit Absicht: die richtige Folge, eine falsche Folge und Folgen mit einem Fehlversuch davor.

Merksatz: Prüfen: Testfolge wählen, erwarteten Zustand aufschreiben, Automaten durchspielen, vergleichen.

Typischer Fehler: Viele testen nur die richtige Folge. Der Fehler zeigt sich oft erst bei Folgen mit Wiederholung oder Fehlversuch.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Testfolge ist für das Code-Schloss besonders sinnvoll?
Lösung ansehen

Lösung: 1, 1, 2

Frage 2 Es reicht, einen Automaten mit der einen richtigen Folge zu testen.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 3 Das Schloss soll sich nach 2, 1, 2 öffnen. Der Automat tut es nicht. Was machst du?
Lösung ansehen

Lösung: Die Tabelle durchgehen und die Zeile suchen, die den Fehler verursacht.

Frage 4 Du testest 4 Folgen. 3 stimmen mit der Erwartung überein. Bei wie vielen Folgen gibt es eine Abweichung?

Zeig mir den ersten Schritt

4 minus 3.

Lösung ansehen

Lösung: 1

4 − 3 = 1.

Geschafft

Man prüft einen Automaten mit Testfolgen. Stimmt das Ergebnis nicht, sucht man die Zeile der Tabelle, die den Fehler verursacht.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Automaten entwickeln

Kurz erklärt, 54 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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