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By Raimond Reichert, Jürg Nievergelt, Werner Hartmann
Grundkenntnisse algorithmischer Prozesse sind wesentlich zum Verst?ndnis moderner Informations-Technologien. Hier setzen das Buch und die begleitende Lernsoftware an. Mit dem programmierbaren Marienk?fer Kara kann sich der Leser in spielerischer Weise grundlegende Algorithmen und komplexe Aufgaben der Informatik erarbeiten. Das breite Spektrum dieser Lernumgebung umfasst erste Schritte beim Programmieren, aber auch fortgeschrittene Themen wie die Koordination nebenl?ufiger Prozesse oder die Modellierung zweidimensionaler Turing-Maschinen. Ferner bietet die Erweiterung JavaKara einen intelligenten ?bergang von endlichen Automaten zur Programmiersprache Java. Dieses Buch richtet sich in seiner spielerischen Vermittlung von Informatik-Grundlagen an alle, die ein grundlegendes Verst?ndnis der Prinzipien moderner Informations-Technologien erwerben m?chten. Die zweite Auflage ist um zwei neue Kapitel zur Booleschen Logik erweitert worden.
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Als Steuerung unserer Alltagsger¨ate wie Fernseher oder Handys ziehen wir deterministische Automaten vor. Nichtdeterministische Automaten sind aber oft n¨ utzlich bei der Modellierung realer Prozesse in der Natur. Ein Spezialfall von nichtdeterministischen Automaten sind probabilisti¨ sche Automaten. , pk ) behaftet. Probabilistische Automaten verhalten sich wie Spieler, denn sie fallen nicht immer auf denselben Trick herein. Anhand eines probabilistischen M¨ unzwechselautomaten zeigen wir, wie der Zufall die Benutzerschnittstelle eines M¨ unzwechselautomaten vereinfachen kann.
19 zeigt ein Programm, das den K¨ afer den Slalom ablaufen l¨ asst. Im Zustand left l¨auft der K¨afer solange um einen Baum zu seiner Linken, bis er zwischen zwei B¨aumen steht. Dann wechselt er in den Zustand right, in dem er solange um einen Baum zu seiner Rechten l¨ auft, bis er zwischen zwei B¨ aumen steht. Die beiden Zust¨ande sind symmetrisch zueinander und haben die Aufgabe, abwechselnd die Aktionen linksherum“ und rechtsherum“ auszuf¨ uhren. ” ” Abb. 19. 20 links). Die erste und letzte Zahl jeder Reihe ist 1; die u ¨brigen Zahlen erh¨alt man, indem man jeweils die beiden dar¨ uber stehenden Zahlen addiert.
Meist wird dadurch die Phase des Programmierens und des anschliessenden Debugging unn¨otig verl¨angert. Beim Erstellen von endlichen Automaten muss die Analyse vor der Programmierung erfolgen. Ein endlicher Automat verkn¨ upft den Speicher (Zust¨ande) mit der Kontroll-Logik (Zustands¨ uberg¨ ange). Will der Programmierer einen endlichen Automaten f¨ ur ein gegebenes Problem erstellen, muss er zuerst alle auftretenden Zust¨ ande des Automaten gedanklich erfassen. F¨ ur alle neu Endliche Automaten als expliziter Begriff sind in der Regel f¨ ur alle Sch¨ ulerinnen und Sch¨ uler neu.