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Automaten analysieren

Drei Kreise, fünf Pfeile — und dahinter steckt eine Regel, die du in einem einzigen Satz aufschreiben kannst.

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Zustände deuten

Einen Automaten analysieren heißt herausfinden, welche Wörter er akzeptiert — und warum. Der Schlüssel ist die Frage: Was „weiß“ der Automat in jedem Zustand über das bisher gelesene Wort?

  • Bedeutung:für jeden Zustand in Worten notieren, was bisher gelesen wurde, z. B. „zuletzt ein b“.
  • Testwörter:systematisch der Länge nach: \(\varepsilon\), a, b, aa, ab, ba, bb, …
  • Schleife:das Zeichen ändert nichts an der Bedeutung des Zustands.
  • Zyklus:Hin und Her zwischen Zuständen — der Automat „merkt sich“ etwas Wechselndes.
  • Fehlerzustand:kein Weg führt mehr zu einem Endzustand; wer hineingerät, wird abgelehnt.
  • Endzustände:ihre Bedeutungen zusammen ergeben die Bedingung für akzeptierte Wörter.

Markiere alle Wortkarten, die der Automat akzeptiert (Klick oder Enter, Pfeiltasten wechseln die Karte). Nach dem Prüfen zeigt jede Karte ihren Endzustand, ✓ oder ✗ bewertet deine Einschätzung. Fahre mit der Maus darüber oder fokussiere sie, dann läuft der Weg im Graphen ab.

Welche Wörter kommen durch?

Halte fest: z0 bedeutet „zuletzt kein b“, z1 „zuletzt genau ein b“, zF „irgendwo stand bb“. Akzeptiert werden also genau die Wörter ohne zwei b hintereinander.

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Die Sprache beschreiben

Aus den Bedeutungen der Zustände entsteht die Beschreibung der Sprache — erst in Worten, dann als Menge.

  • \(\Sigma^*\):die Menge aller Wörter über \(\Sigma\), einschließlich \(\varepsilon\).
  • In Worten:eine Bedingung, die für jedes Wort eindeutig wahr oder falsch ist.
  • Als Menge:\(L(A)=\{\,w\in\Sigma^*\mid w \text{ enthält nicht } bb\,\}\).
  • Gegenprobe:Wörter aus der Beschreibung müssen akzeptiert, alle anderen abgelehnt werden.
  • Grenzfälle:\(\varepsilon\), ein einzelnes Zeichen, das Muster am Anfang und am Ende.

Übergangstabelle mit Bedeutungen zum Automaten aus dem Applet (→ Startzustand, doppelt unterstrichen: Endzustand):

Zustand\(a\)\(b\)Bedeutung
z0z0z1noch nichts gelesen oder zuletzt a
z1z0zFzuletzt ein einzelnes b
zFzFzFbb kam vor
Merke

Sprache: Ein Wort liegt in \(L(A)\) genau dann, wenn es in einem Endzustand endet — die Bedeutungen der Endzustände liefern die Bedingung in \(L(A)=\{\,w\in\Sigma^*\mid \dots\,\}\).

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Allgemeine Hinweise

Das leere Wort prüfen

Ist der Startzustand ein Endzustand, gehört \(\varepsilon\) zur Sprache. Deine Beschreibung muss dann auch das leere Wort erfassen.

Gegenprobe mit Grenzfällen

Teste Wörter, die knapp gelten oder knapp scheitern: b, bab, bb am Anfang, bb am Ende.

Genau statt ungefähr

„Wenige b“ ist keine Beschreibung: babab hat drei b und wird akzeptiert, abba mit zwei nicht.

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