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Informatik

Einen Automaten selbst entwerfen

Beim Entwerfen legst du Zustände, Eingaben, Anfangszustand und Übergänge fest.

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

Das lernst du heute

  • Ich kann für eine Aufgabe die Zustände und Eingaben bestimmen.
  • Ich kann eine vollständige Übergangstabelle aufstellen.
  • Ich kann den Anfangszustand festlegen.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Eingaben lösen Übergänge aus

Aufgabe: Eine Nachttischlampe hat eine Berührungsfläche. Beim ersten Berühren geht sie an, beim zweiten wird sie gedimmt, beim dritten geht sie aus. Das wiederholt sich. So entwirfst du den Automaten. Erstens: Welche Lagen gibt es? aus, hell, gedimmt. Das sind die Zustände. Zweitens: Was kommt von außen? Nur das Berühren. Das ist die Eingabe. Drittens: In welchem Zustand beginnt die Lampe? In aus. Viertens: Für jeden Zustand schreibst du den Übergang auf. Aus wird hell, hell wird gedimmt, gedimmt wird aus.

Entwurf der Nachttischlampe. Startzustand: aus. Eingabe: Berühren.
ZustandEingabeneuer Zustand
ausBerührenhell
hellBerührengedimmt
gedimmtBerührenaus

Vier Schritte beim Entwurf

  1. Zustände sammeln: aus, hell, gedimmt.
  2. Eingaben sammeln: Berühren.
  3. Startzustand festlegen: aus.
  4. Tabelle ausfüllen: 3 Zustände · 1 Eingabe = 3 Zeilen.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Erst die Lagen aufschreiben.

Dann die Eingaben.

Dann für jede Lage sagen, wohin es geht.

Ein Beispiel

Beispiel

Wie bei einem Spiel mit Regeln: Wer an der Reihe ist, was erlaubt ist, was dann passiert. Ein Automat schreibt solche Regeln für jede Lage auf.

Schritt für Schritt

Wir entwerfen ein Tor mit Knopf: zu, auf, wieder zu.

  1. Zustände: zu und offen.
  2. Eingabe: Knopf.
  3. Startzustand: zu.
  4. Zu wird offen, offen wird zu. Zwei Zeilen.

Mit einem Bild erklärt

ZustandEingabeneuer Zustand
zuKnopfoffen
offenKnopfzu

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

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

Ein Tor hat einen Knopf. Es öffnet sich beim ersten Druck und schließt beim zweiten. Welche Zustände braucht der Automat?
Zeig mir den ersten Schritt

In welchen Lagen kann das Tor sein?

Lösung ansehen

Lösung: zu und offen

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Die Lampe hat 3 Zustände und eine Eingabe, nämlich Berühren. Wie viele Zeilen hat die Tabelle?

Zeig mir den ersten Schritt

Zustände mal Eingaben.

Lösung ansehen

Lösung: 3

3 · 1 = 3.

Tipp: Fange mit einem Beispielablauf an. Schreibe auf, was bei der ersten, zweiten und dritten Berührung passieren soll.

Merksatz: Entwerfen: Zustände sammeln, Eingaben sammeln, Startzustand festlegen, Tabelle vollständig ausfüllen.

Typischer Fehler: Viele vergessen, den Anfangszustand festzulegen. Ohne Start kann man den Ablauf nicht durchspielen.

Prüfen

Mini-Quiz

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

Frage 1 Die Lampe steht auf aus. Wie oft musst du berühren, bis sie wieder auf aus steht?
Lösung ansehen

Lösung: 3-mal

Frage 2 Die Lampe steht auf aus. Du berührst 7-mal. Nach welcher Berührung ist sie zuletzt ausgegangen?

Zeig mir den ersten Schritt

Alle 3 Berührungen ist sie wieder aus. Welche Zahl bis 7 ist ein Vielfaches von 3?

Lösung ansehen

Lösung: 6

Aus ist sie nach der 3. und 6. Berührung. Die 7. macht sie hell.

Frage 3 Zu einem Entwurf gehört ein Anfangszustand.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Frage 4 Welcher Schritt kommt zuerst beim Entwurf?
Lösung ansehen

Lösung: Die Zustände sammeln

Geschafft

Ein Automat wird entworfen, indem man Zustände, Eingaben und Anfangszustand festlegt und alle Übergänge in eine Tabelle einträgt.

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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