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--- curricula:oberstufe:uv_q2-ii [2014/08/08 13:55] – [Leitfragen] Sven Biermann
+++ curricula:oberstufe:uv_q2-ii [2014/09/04 07:47] (aktuell) – [Konkretisierung Q2-II] Sven Biermann
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 ====== Konkretisierung Q2-II ======
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 ====== Endliche Automaten und formale Sprachen ======
 ===== Leitfragen =====
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 ===== Vorhabenbezogene Konkretisierung =====
-Das erste Unterrichtsvorhaben stellt eine allgemeine Einführung in das Fach Informatik dar. Dabei ist zu berücksichtigen, dass für manche Schülerinnen und Schüler in der Einführungsphase der erste Kontakt mit dem Unterrichtsfach Informatik stattfindet, so dass zu Beginn Grundlagen des Fachs behandelt werden müssen.
+Anhand kontextbezogener Beispiele werden endliche Automaten entwickelt, untersucht und modifiziert. Dabei werden verschiedene Darstellungsformen für endliche Automaten ineinander überführt und die akzeptierten Sprachen endlicher Automaten ermittelt. An einem Beispiel wird ein nichtdeterministischer Akzeptor eingeführt als Alternative gegenüber einem entsprechenden deterministischen Akzeptor.
-Zunächst wird auf den Begriff der Information eingegangen und die Möglichkeit der Kodierung in Form von Daten thematisiert. Anschließend wird auf die Übertragung von Daten im Sinne des Sender-Empfänger-Modells eingegangen. Dabei wird eine überblickartige Vorstellung der Kommunikation von Rechnern in Netzwerken erarbeitet.
+Anhand kontextbezogener Beispiele werden Grammatiken regulärer Sprachen entwickelt, untersucht und modifiziert. Der Zusammenhang zwischen regulären Grammatiken und endlichen Automaten wird verdeutlicht durch die Entwicklung von allgemeinen Verfahren zur Erstellung einer regulären Grammatik für die Sprache eines gegebenen endlichen Automaten bzw. zur Entwicklung eines endlichen Automaten, der genau die Sprache einer gegebenen regulären Grammatik akzeptiert.
-Des Weiteren soll der grundlegende Aufbau eines Rechnersystems im Sinne der Von-Neumann-Architektur erarbeitet werden und mit dem grundlegenden Prinzip der Datenverarbeitung (Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe) in Beziehung gesetzt werden.
-Bei der Beschäftigung mit Datenkodierung, Datenübermittlung und Datenverarbeitung ist jeweils ein Bezug zur konkreten Nutzung der informatischen Ausstattung der Schule herzustellen. So wird in die verantwortungsvolle Nutzung dieser Systeme eingeführt.
+Auch andere Grammatiken werden untersucht, entwickelt oder modifiziert. An einem Beispiel werden die Grenzen endlicher Automaten ausgelotet.
 ===== Zeitbedarf =====
  Stunden
 ===== Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens =====
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 ^Unterrichtssequenzen ^zu entwickelnde Kompetenzen ^Beispiele, Medien, Materialien ^
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-**1. Information, deren Kodierung und Speicherung**
+**1. Endliche Automaten**
-(a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen
+(a) Vom Automaten in den Schülerinnen und Schülern bekannten Kontexten zur formalen Beschreibung eines endlichen Automaten
-(b) Darstellung von Informationen
+(b) Untersuchung, Darstellung und Entwicklung endlicher Automaten
 </WRAP>|<WRAP center column 100%>
 Die Schülerinnen und Schüler
-  * beschreiben und erläutern
+  * analysieren und erläutern die Eigenschaften endlicher Automaten einschließlich ihres Verhaltens auf bestimmte Eingaben (A),
-  * nutzen
+  * analysieren und erläutern Grammatiken regulärer Sprachen (A),
+  * zeigen die Grenzen endlicher Automaten und regulärer Grammatiken im Anwendungszusammenhang auf (A),
+  * ermitteln die formale Sprache, die durch eine Grammatik erzeugt wird (A),
+  * entwickeln und modifizieren zu einer Problemstellung endliche Automaten (M),
+  * entwickeln und modifizieren zu einer Problemstellung endliche Automaten (M),
+  * entwickeln zur akzeptierten Sprache eines Automaten die zugehörige Grammatik (M),
+  * entwickeln zur Grammatik einer regulären Sprache einen zugehörigen endlichen Automaten (M),
+  * modifizieren Grammatiken regulärer Sprachen (M),
+  * entwickeln zu einer regulären Sprache eine Grammatik, die die Sprache erzeugt (M),
+  * stellen endliche Automaten in Tabellen oder Graphen dar und überführen sie in die jeweils andere Darstellungsform (D),
+  * ermitteln die Sprache, die ein endlicher Automat akzeptiert (D).
+  * beschreiben an Beispielen den Zusammenhang zwischen Automaten und Grammatiken (D).
 </WRAP>|<WRAP center column 100%>
-//Beispiel//: Textcodierung
+//Beispiele//:
+  * Cola-Automat,
-Kodierung und Dekodierung
+  * Geldspielautomat,
+  * Roboter,
+  * Zustandsänderung eines Objekts „Auto“,
+  * Akzeptor für bestimmte Zahlen,
+  * Akzeptor für Teilwörter in längeren Zeichenketten,
+  * Akzeptor für Terme
 </WRAP> |
 |<WRAP center column 100%>
-**1. Information, deren Kodierung und Speicherung**
+**2. Untersuchung und Entwicklung von Grammatiken regulärer Sprachen**
-(a) Informatik als Wissenschaft der Verarbeitung von Informationen
+(a) Erarbeitung der formalen Darstellung regulärer Grammatiken
-(b) Darstellung von Informationen
+(b) Untersuchung, Modifikation und Entwicklung von Grammatiken
-</WRAP>|:::|<WRAP center column 100%>
-//Beispiel//: Textcodierung
-Kodierung und Dekodierung
+%%(c)%% Entwicklung von endlichen Automaten zum Erkennen regulärer Sprachen die durch Grammatiken gegeben werden
-</WRAP> |
+(d) Entwicklung regulärer Grammatiken zu endlichen Automaten
+</WRAP>|:::|<WRAP center column 100%>
+//Beispiele//:
+  * reguläre Grammatik für Wörter mit ungerader Parität,
+  * Grammatik für Wörter, die bestimmte Zahlen repräsentieren,
+  * Satzgliederungs-Grammatik
+</WRAP> |
+|<WRAP center column 100%>
+**3. Grenzen endlicher Automaten**
+</WRAP>|:::|<WRAP center column 100%>
+//Beispiele//:
+  * Klammerausdrücke,
+  * anbn im Vergleich zu (ab)n
+</WRAP> |