Aufgabe 4 - Endliche Automaten · Abitur NRW Informatik LK · Nachtermin 2022

Thema: Endliche Automaten · Aus der Prüfung LK · Nachtermin (2022)

Aufgabenstellung

Aufgabenstellung:

In der Grundschule lernen Kinder anfangs nur das Lesen einfacher Wörter („Erstlesewörter“). Ein Wort gilt als einfach, wenn seine Aussprache weitgehend dem Schriftbild entspricht und es nur aus wenigen Silben besteht. Die deutsche Sprachwissenschaft kennt Regeln für den Aufbau von Silben; für diese Klausur werden sie folgendermaßen vereinfacht:

Der Einfachheit halber sind alle Wörter ausschließlich in Kleinbuchstaben notiert.

In deutschen Texten enthalten zahlreiche Silben lediglich einen Vokal. Daneben existieren Silben mit mehreren Vokalen, da bestimmte Vokalkombinationen häufig auftreten, beispielsweise ie im Wort viel oder au im Wort Maus.

Der Übergangsgraph in Abbildung 2 gehört zum endlichen Automaten A, dessen Eingabealphabet aus allen Vokalen besteht. Er erkennt die in Silben deutscher Wörter am häufigsten vorkommenden Vokale und Vokalkombinationen.

b)

Geben Sie für den Automaten A den Startzustand sowie die Menge der Endzustände an.

Erläutern Sie, was der Zustand q2q_2 des Automaten A im Sachzusammenhang bedeutet.

Entwickeln Sie den Übergangsgraphen eines deterministischen endlichen Automaten, der genau die Sprache akzeptiert, die auch der nichtdeterministische endliche Automat A akzeptiert.

Aufgabenstellung: Aufgabe 4 - Endliche Automaten · Abitur NRW Informatik LK · Nachtermin 2022

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

Startzustand des Automaten A

Lösung: q0q_0

Menge der Endzustände des Automaten A

Lösung: {q6}\{q_6\}

Erläutern Sie, was der Zustand q2q_2 des Automaten A im Sachzusammenhang bedeutet.

Lösung: In diesen Zustand gelangt man, nachdem der Automat die erste Hälfte der Vokalkombination ee oder ie gelesen hat.

Entwickeln Sie den Übergangsgraphen eines deterministischen endlichen Automaten, der genau die Sprache akzeptiert, die auch der nichtdeterministische endliche Automat A akzeptiert.

Lösung: Der Übergangsgraph zu einem äquivalenten deterministischen endlichen Automaten besitzt folgende Struktur: - Startzustand q0q_0. - Nach Einlesen von Vokalen, die bereits als Einzelvokal oder als Beginn einer Kombination gültig sind, werden Zustände q1,q2,q3,q4,q5q_1, q_2, q_3, q_4, q_5 auch als Endzustände markiert (oder äquivalente Potenzmengen-Zustände). - Von q0q_0 mit 'a' nach q1q_1 (Endzustand), von q1q_1 mit 'a, i, u' nach q6q_6. - Von q0q_0 mit 'e' nach q2q_2 (Endzustand), von q2q_2 mit 'e, i, u' nach q6q_6. - Von q0q_0 mit 'i' nach q3q_3 (Endzustand), von q3q_3 mit 'e' nach q6q_6. - Von q0q_0 mit 'o' nach q4q_4 (Endzustand), von q4q_4 mit 'o' nach q6q_6. - Von q0q_0 mit 'ä' nach q5q_5 (Endzustand), von q5q_5 mit 'u' nach q6q_6. - Von q0q_0 direkt mit 'u, ö, ü' nach q6q_6 (Endzustand).

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