Aufgaben: Zustände, Eingaben und Diagramme

Ein Getränkeautomat in der Schule verkauft Wasser für 1 €. Er akzeptiert nur 1-€-Münzen.

1. a) Nenne zwei Zustände, in denen sich der Automat befinden kann.
2. b) Nenne zwei Eingaben, die ein Schüler machen kann.
3. c) Nenne eine Ausgabe des Automaten.

Ein Zustandsdiagramm für eine vereinfachte Ampel hat die Zustände Rot, Grün und Gelb. Die Eingabe „Zeit abgelaufen“ führt von Rot zu Grün, von Grün zu Gelb und von Gelb zu Rot.

1. a) Zeichne das Zustandsdiagramm als Kreise (Zustände) und Pfeile (Übergänge) und beschrifte die Pfeile.
2. b) Der Anfangszustand ist Rot. In welchem Zustand ist die Ampel nach 4-mal „Zeit abgelaufen“?

Ein Automat in der Schulmensa hat die Zustände „bereit“ und „Münze eingeworfen“. Bei „Münze einwerfen“ wechselt er von „bereit“ zu „Münze eingeworfen“. Bei „Knopf drücken“ in diesem Zustand gibt er ein Getränk aus und wechselt zu „bereit“. Drückt man „Knopf drücken“ im Zustand „bereit“, passiert nichts.

Zeichne das Zustandsdiagramm mit allen beschriebenen Übergängen.

Ein Fahrkartenautomat in Köln verkauft eine Kurzstreckenfahrt für 2 €. Er nimmt 1-€- und 2-€-Münzen an. Zustände: „0 €“, „1 €“, „fertig“ (2 € oder mehr wurden eingeworfen, das Ticket wird gedruckt, danach Rückkehr zu „0 €“).

1. a) Zeichne das Zustandsdiagramm mit den Eingaben „1 €“ und „2 €“.
2. b) Der Automat startet im Zustand „0 €“. Gib den Zustandsverlauf bei der Eingabefolge 1 €, 1 €, 2 € an.

Eine Tür mit Zahlenschloss öffnet sich nur, wenn die Zahlen 4, 2, 7 in dieser Reihenfolge eingegeben werden. Bei jeder falschen Eingabe geht das Schloss zurück in den Anfangszustand.

1. a) Wie viele Zustände braucht man mindestens (einschließlich „offen“)?
2. b) Zeichne das Zustandsdiagramm.
3. c) Was passiert bei der Eingabefolge 4, 2, 2, 7?

Beschreibe als Tabelle (aktueller Zustand, Eingabe, neuer Zustand, Ausgabe) einen Pfandautomaten im Supermarkt mit den Zuständen „wartet“, „Flasche wird geprüft“ und „Bon wird gedruckt“. Berücksichtige die Eingaben „Flasche einlegen“, „Flasche passt“, „Flasche passt nicht“ und „Bon-Taste“.

Ein Snackautomat verkauft Riegel für 1,50 €. Er akzeptiert 50-Cent- und 1-€-Münzen und gibt kein Wechselgeld. Wirft man mehr als 1,50 € ein, bleibt der Überschuss unberücksichtigt, nur 1,50 € zählen.

1. a) Gib die Zustände nach Geldbetrag an (0 €, 0,50 €, 1 €, Ausgabe).
2. b) Zeichne das Zustandsdiagramm.
3. c) Bei welchen Eingabefolgen aus genau drei Münzen gibt der Automat den Riegel erst mit der dritten Münze aus? Gib alle an.
4. d) Beurteile die Benutzerfreundlichkeit des Automaten ohne Wechselgeld.

Ein Fahrkartenautomat hat die Eingaben „Ziel wählen“, „Münze“ und „Abbrechen“. Er hat die Zustände „Start“, „Ziel gewählt“, „bezahlt“. „Abbrechen“ führt aus „Ziel gewählt“ zurück zu „Start“ und gibt Geld zurück. Eine „Münze“ im Zustand „Ziel gewählt“ führt zu „bezahlt“ (vereinfacht: Eine Münze reicht). Nach „bezahlt“ wird das Ticket gedruckt und der Automat geht zu „Start“.

1. a) Zeichne das vollständige Diagramm. Entscheide selbst sinnvoll, was in den übrigen Fällen geschehen soll, und begründe.
2. b) Wo könnte ein Fehler auftreten, wenn man einen Zustand vergisst? Gib ein Beispiel.

Ein Automat soll erkennen, ob eine Eingabefolge aus den Zeichen A und B die Folge „AB“ enthält. Er startet im Zustand „kein A“. Bei Eingabe A wechselt er zu „A gelesen“. Von dort führt B zu „gefunden“, A bleibt in „A gelesen“. Von „gefunden“ aus bleibt er bei jeder Eingabe in „gefunden“.

1. a) Ergänze die fehlenden Übergänge und zeichne das Diagramm.
2. b) Prüfe für die Folgen BBA, AAB, BAB, ABA, ob der Automat im Zustand „gefunden“ endet.
3. c) Erkläre, warum ein Automat sich nur „merkt“, was durch seine Zustände ausgedrückt wird.