Übungen

Aufgabe 1: Der inf-schule Nasch-o-mat

Auf inf-schule gibt es auch einen Automaten mit Sachen zum Naschen. Der Automat steht im KIDS-Bereich von inf-schule.de. Klicke hier und bearbeite dann die Aufgaben auf der Seite mit dem Nasch-o-mat. Viel Erfolg beim Naschen!

Aufgabe 2: Eine Bedarfsampel für Fußgänger

Eine Bedarfsampel für Fußgänger ist eine Fußgängerampel, die normalerweise rot anzeigt. Ein Fußgänger hat die Möglichkeit, über einen Knopf eine Grünphase anzufordern. Die Ampelanlage löst dann (nach einer festgelegten Zeit) mit einem Taktsignal diese Grünphase aus und beendet sie (ebenfalls nach einer festgelegten Zeit) mit einem weiteren Taktsignal.

(a) Entwickle einen endlichen Automaten zur Simulation der beschriebenen Fußgängerampel.

(b) Erstelle nun gemäß des Fachkonzeptes für endliche Automaten die komplette Automatenbeschreibung. Achte auf die präzise Angabe der Überführungs- und Ausgabefunktionen.

(c) Simuliere den endlichen Automaten mit dem entwickelten Automatensimulationsprogramm.

Aufgabe 3: Das Parkhaus als Automat

Einen Parkplatz in der Stadt zu finden ist manchmal eine schwierige Aufgabe. Das haben auch die Betreiber von Parkhäusern erkannt und nehmen für die Bereitstellung von Parkplätzen teils happige Gebühren. Du bist nun der Hersteller der Infrastruktur. Hierzu gehören

1. eine Schranke zur Einfahrt in das Parkhaus,
2. eine Bezahleinheit,
3. eine Schranke zur Ausfahrt aus dem Parkhaus.

(a) Entwickle einen endlichen Automaten zur Simulation einer Einfahrschranke. Beachte, dass die Schranke über Kontaktsignale und einen Anforderungsknopf gesteuert wird und dass sie ein Ticket (mit einem Zeitstempel) ausgibt.

(b) Entwickle einen endlichen Automaten zur einer Bezahleinheit.

(c) Entwickle einen endlichen Automaten zur Simulation einer Ausfahrschranke. Beachte, dass die Schranke über Kontaktsignale und der Eingabe eines (bezahlten) Tickets gesteuert wird.

(d) Eine wahre Begebenheit: Herr M.A.D. will in ein Parkhaus fahren und findet die Schranke offen vor. Zufrieden und voller Freude über den kostenlosen Parkplatz fährt er in das Parkhaus. Als er nach zwei Stunden wiederkommt, findet er das Schrankensystem in Betrieb und kann nicht mehr heraus. Kurz nachgedacht bittet er einen anderen Autofahrer auf die Kontakte der Einfahrt zu fahren, sodass er ein Ticket ziehen kann. Er zieht das Ticket, bedankt sich beim Helfer und geht zum Automaten. Der behält das Ticket ein. Herr M.A.D. hat ein schwieriges Telefonat zu führen ... Wie könnte diese Sicherung funktionieren und wie könnte man sie modellieren?

Aufgabe 4: Eine Ladestation

Die E-Mobilität ist ein wichtiges Ziel zur Vermeidung und/oder Verteilung von Emissionen. Der E-Auto-Ladevorgang funktioniert bei AC Ladestationen mit Mennekes Stecker nach dem folgenden Prinzip:

Ladestecker einstecken - Ladestation bereit - Autorisierung eingeben (Karte, RFID, etc) - Ladevorgang freischalten - Ladevorgang starten - Ladekabel wird arretiert - Ladevorgang beenden - Ladekabel freigeben - Ladekabel entfernen.

(a) Strukturiere den Text nach Eingaben, Ausgaben und Zuständen.

(b) Entwickle einen endlichen Automaten zur Simualtion einer solchen Ladestation.

Achtung! In der Realität kann man während des Ladevorgangs weder Stecker einstecken noch ziehen. Wie kann man dies abbilden?