MINT üben

Der Mealy-Automat

Dreißig Übungen zum Mealy-Automaten — von AFB I bis AFB III.

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Übungsaufgaben

Dreißig Übungen in gemischter Reihenfolge — Sie klicken, ziehen, ordnen, rechnen und knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps: Der erste zeigt die Richtung, der zweite den entscheidenden Schritt. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Aufgaben mit dem Chip Mix verbinden Wissen aus früheren Unterkapiteln, bei Trick steckt eine Falle drin. Fahren Sie über ein unterstrichenes Arbeitswort, sehen Sie, was es genau von Ihnen verlangt.

A1
Das Steuergerät der Spülmaschine
AFB I

Das Steuergerät einer Spülmaschine ist ein vollständiger Mealy-Automat mit 6 Zuständen und dem Eingabealphabet \(\Sigma=\{S,\,T,\,W,\,R\}\). Es verarbeitet ein Eingabewort aus 12 Zeichen. Dabei geben 5 Übergänge ε aus, 4 Übergänge je ein Ausgabezeichen und 3 Übergänge je ein Ausgabewort aus zwei Zeichen. Berechnen Sie die gesuchten Größen.

Übergänge
Zeichen
Zeichen
Ein vollständiger Mealy-Automat hat für jeden Zustand und jedes Eingabezeichen genau einen Übergang: Multiplizieren Sie die Zahl der Zustände mit der Zahl der Zeichen.
Das Ausgabewort setzt sich aus den Ausgaben aller 12 Übergänge zusammen, ε fällt weg: Zählen Sie 4 · 1 + 3 · 2 Zeichen und vergleichen Sie mit der Länge der Eingabe.
A2
Die Alarmanlage im Ablauf
AFB II

Eine Alarmanlage reagiert auf den Code c und auf Bewegung b; sie gibt Signale aus Ω = {Piep, Sirene} aus (Feld = Folgezustand / Ausgabe):

Zustandcb
ausscharf / Piepaus / ε
scharfaus / Piep Piepalarm / Sirene
alarmaus / Piep Piepalarm / ε

Werten Sie den Ablauf für das Eingabewort cbbcb aus: Ergänzen Sie die Aussagen.

Wählen Sie in jedem Menü den passenden Eintrag und prüfen Sie dann alle auf einmal.

Nach den ersten drei Zeichen cbb steht die Anlage im Zustand . Nach dem ganzen Wort steht sie im Zustand . Das Ausgabewort lautet .

Die Zustandsfolge lautet aus, scharf, alarm, alarm, aus, aus. Die Ausgaben sind Piep, Sirene, ε, Piep Piep, ε: Zusammen ergibt das Piep Sirene Piep Piep, also vier Ausgabezeichen. Das ε im dritten Schritt (b in alarm) taucht im Ausgabewort nicht auf.
Gehen Sie das Wort Zeichen für Zeichen durch: Suchen Sie in der Zeile des aktuellen Zustands das Feld in der Spalte des gelesenen Zeichens.
Schreiben Sie sich die Ausgaben aller fünf Schritte nacheinander auf. ε trägt nichts bei, „Piep Piep“ besteht aus zwei Zeichen von Ω.
A3
Stimmt das? — Mealy-Grundlagen
AFB I

Nennen Sie zu jeder Aussage über Mealy-Automaten, ob sie stimmt.

6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 6

Die Kernidee: Die Ausgabe gehört zum Übergang, also zum Paar aus Zustand und Eingabezeichen. Wer sie dem Zustand zuordnet, verwechselt den Mealy-Automaten mit einem Automaten, der Ausgaben in den Zuständen notiert.
Ansatz: Denken Sie an die Beschriftung e / a am Pfeil.
Weiter: ε ist die leere Ausgabe — und Endzustände gibt es beim Mealy-Automaten nicht.