curricula:oberstufe:uv_q2-ii
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curricula:oberstufe:uv_q2-ii [2014/07/20 11:11] – angelegt 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 ====== | ====== Konkretisierung Q2-II ====== | ||
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====== Endliche Automaten und formale Sprachen ====== | ====== Endliche Automaten und formale Sprachen ====== | ||
===== Leitfragen ===== | ===== Leitfragen ===== | ||
- | Womit beschäftigt sich die Wissenschaft Informatik? | + | //Wie kann man (endliche) Automaten genau beschreiben? Wie können endliche Automaten (in alltäglichen Kontexten oder zu informatischen Problemstellungen) modelliert werden? Wie können Sprachen durch Grammatiken beschrieben werden? Welche Zusammenhänge gibt es zwischen formalen Sprachen, endlichen Automaten und regulären Grammatiken?// |
===== Vorhabenbezogene Konkretisierung ===== | ===== Vorhabenbezogene Konkretisierung ===== | ||
- | Das erste Unterrichtsvorhaben stellt eine allgemeine Einführung in das Fach Informatik dar. Dabei ist zu berücksichtigen, | + | Anhand kontextbezogener Beispiele werden endliche Automaten entwickelt, untersucht und modifiziert. Dabei werden verschiedene Darstellungsformen |
- | Zunächst wird auf den Begriff der Information eingegangen | + | Anhand kontextbezogener Beispiele werden Grammatiken regulärer Sprachen entwickelt, untersucht |
- | + | ||
- | Des Weiteren soll der grundlegende Aufbau | + | |
- | + | ||
- | Bei der Beschäftigung mit Datenkodierung, Datenübermittlung und Datenverarbeitung ist jeweils ein Bezug zur konkreten Nutzung | + | |
+ | Auch andere Grammatiken werden untersucht, entwickelt oder modifiziert. An einem Beispiel werden die Grenzen endlicher Automaten ausgelotet. | ||
===== Zeitbedarf ===== | ===== Zeitbedarf ===== | ||
- | 6 Stunden | + | 20 Stunden |
===== Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens ===== | ===== Sequenzierung des Unterrichtsvorhabens ===== | ||
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^Unterrichtssequenzen ^zu entwickelnde Kompetenzen ^Beispiele, Medien, Materialien ^ | ^Unterrichtssequenzen ^zu entwickelnde Kompetenzen ^Beispiele, Medien, Materialien ^ | ||
|<WRAP center column 100%> | |<WRAP center column 100%> | ||
- | **1. Information, | + | **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 | + | (b) Untersuchung, |
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Die Schülerinnen und Schüler | Die Schülerinnen und Schüler | ||
- | * beschreiben | + | * analysieren |
- | * 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). | ||
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- | //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 | ||
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|<WRAP center column 100%> | |<WRAP center column 100%> | ||
- | **1. Information, | + | **2. Untersuchung |
- | (a) Informatik als Wissenschaft | + | (a) Erarbeitung |
- | (b) Darstellung | + | (b) Untersuchung, |
- | </ | + | |
- | // | + | |
- | Kodierung und Dekodierung | + | %%(c)%% Entwicklung von endlichen Automaten zum Erkennen regulärer Sprachen die durch Grammatiken gegeben werden |
- | </ | + | |
+ | (d) Entwicklung regulärer Grammatiken zu endlichen Automaten | ||
+ | </ | ||
+ | // | ||
+ | * reguläre Grammatik für Wörter mit ungerader Parität, | ||
+ | * Grammatik für Wörter, die bestimmte Zahlen repräsentieren, | ||
+ | * Satzgliederungs-Grammatik | ||
+ | </ | ||
+ | |<WRAP center column 100%> | ||
+ | **3. Grenzen endlicher Automaten** | ||
+ | </ | ||
+ | // | ||
+ | * Klammerausdrücke, | ||
+ | * anbn im Vergleich zu (ab)n | ||
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curricula/oberstufe/uv_q2-ii.1405847488.txt.gz · Zuletzt geändert: 2014/07/20 11:11 von Sven Biermann