Erkundung - Ein Kunstautomat

Informelle Beschreibung des Kunstautomaten

Wir betrachten noch einmal den Kunstautomaten aus Abschnitt Ein Kunstautomat. Unser Ziel hier ist es, das Verhalten dieses Automaten möglichst präzise zu beschreiben.

Die folgende Abbildung zeigt die Interaktionsmöglichkeiten eines Benutzers mit dem Automaten.

Struktur - Aautomat

Der Automat verfügt über einen Münzeinwurf, in den man bestimmte Münzen einwerfen kann. In der Abbildung ist es nicht genau zu erkennen, welche Münzen das im Fall des Kunstautomaten sind. Wir nehmen hier einmal an, dass man nur 1-Euro-Münzen und 2-Euro-Münzen in den Münzeinwurf werfen kann.

Mit einem Korrekturknopf kann man die bereits eingeworfenen Münzen wieder ausgeben lassen.

Mit einem Warenknopf kann man die Ware (hier ein Kunstwerk) anfordern. Natürlich erhält man nur dann die gewünschte Ware, wenn man genügend Geld (hier sollen es der Einfachheit halber 3 Euro sein) eingeworfen hat.

Zu viel eingezahltes Geld wird nicht akzeptiert. Wenn man z.B. eine 2-Euro Münze einwirft, nachdem man schon 2 Euro eingegeben hat, so wird die zuletzt eingeworfene Euro-Münze wieder ausgegeben.

Präzisierung des Verhaltens

Das Verhalten des Kunstautomaten lässt sich durch das folgende Zustandsdiagramm beschreiben:

Zustandsdiagramm

Aufgabe 1

Welche Informationen lassen sich alle aus dem Zustandsdiagramm herauslesen? Beantworte hierzu die folgenden Fragen:

  1. Welche Zustände werden zur Systembeschreibung benutzt? Was beuten sie?
  2. Auf welche Eingaben reagiert das System? Was bedeuten sie?
  3. Welche Ausgaben produziert das System? Was bedeuten sie?
  4. Wie erhält man die Ausgabe, die einem bestimmten Zustand und einer bestimmten Eingabe zugeordnet ist? Verdeutliche es an einem Beispiel.
  5. Wie erhält man den Folgezustand, der einem bestimmten Zustand und einer bestimmten Eingabe zugeordnet ist? Verdeutliche es an einem Beispiel. Gibt es hier auch Sonderfälle?
  6. In welchem Zustand befindet sich das System am Anfang?

Aufgabe 2

Das Verhalten des Kunstautomaten lässt sich auch mit einer Tabelle beschreiben.

aktueller Zustand Eingabe Ausgabe neuer Zustand
z0 e1 aNichts z1
z0 e2 aNichts z2
z0 eKorrektur aNichts z0
z0 eWare aNichts z0
z1 e1 aNichts z2
z1 e2 aNichts z3
z1 eKorrektur a1 z0
z1 eWare aNichts z1
... ... ... ...

(a) Wie liest man diese Tabelle? Ergänze selbst einige weitere Zeilen.

(b) Die Tabelle kann man auch etwas kompakter anlegen. Ergänze hier die letzte Zeile.

e1 e2 eKorrektur eWare
z0 aNichts, z1 aNichts, z2 aNichts, z0 aNichts, z0
z1 aNichts, z2 aNichts, z3 a1, z0 aNichts, z1
z2 aNichts, z3 a2, z2 a2, z0 aNichts, z2
z3

Aufgabe 3

Der Kunstautomat kann als Verarbeitungseinheit angesehen werden, die aus Eingaben - in Abhängigkeit des jeweiligen Zustands - Ausgaben erzeugt.

Ergänze in dem folgenden Ablaufprotokoll die fehlenden Zustände und Ausgaben.

Zustand: z0
Eingabe: e1
Ausgabe: aNichts
Zustand: z1
Eingabe: e1
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: e2
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: eWare
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: eKorrektur
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: e1
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: e1
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: e1
Ausgabe:
Zustand: 
Eingabe: eWare
Ausgabe:
Zustand:

Quellen

Foto: Kunstautomat - Urheber: KUNSThandlung SCHOENEN - Lizenz: public domain

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