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Informatik Grundlagen – Endliche Automaten und Zustandsmaschinen

15 KartenInformatikatrio27.09.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Informatik“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein deterministischer endlicher Automat (DFA)? · Was unterscheidet einen NFA …

Karten

15 Karten
STANDARD

Was ist ein deterministischer endlicher Automat (DFA)?

Rückseite

Ein DFA ist ein 5-Tupel (Z, Σ, δ, z₀, F) mit eindeutiger Übergangsfunktion δ: Z × Σ → Z für jedes Symbol.

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Was unterscheidet einen NFA von einem DFA?

Rückseite

Beim NFA erlaubt die Übergangsfunktion δ: Z × Σ → 𝒫(Z) mehrere oder keine Folgezustände pro Symbol; ε-Übergänge sind möglich.

STANDARD

Wozu dienen ε-Übergänge in einem NFA?

Rückseite

ε-Übergänge ermöglichen Zustandswechsel ohne Eingabesymbol-Verbrauch; sie vereinfachen die Konstruktion aus regulären Ausdrücken (Thompson).

STANDARD

Wie funktioniert die Potenzmengenkonstruktion (NFA → DFA)?

Rückseite

Jeder DFA-Zustand entspricht einer Menge von NFA-Zuständen; Startzustand ist ε-Hülle von {z₀}; Übergänge bilden ε-Hüllen der vereinigten NFA-Nachfolger.

STANDARD

Was besagt das Pumping-Lemma für reguläre Sprachen?

Rückseite

Für reguläre L gibt es n≥1: Jedes w∈L mit |w|≥n lässt sich als w=xyz mit |xy|≤n, |y|≥1 und xyⁱz∈L (∀i≥0) zerlegen.

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Wann sind zwei Zustände eines DFA äquivalent (Myhill-Nerode)?

Rückseite

Zwei Zustände sind äquivalent, wenn für alle Fortsetzungen entweder beide in Endzuständen landen oder beide nicht – sie sind für die Sprache ununterscheidbar.

STANDARD

Was ist ein Moore-Automat?

Rückseite

Ein Moore-Automat ist ein 6-Tupel (Z, Σ, Δ, δ, λ, z₀) mit Ausgabe-Funktion λ: Z → Δ; Ausgabe hängt nur vom aktuellen Zustand ab.

STANDARD

Was ist ein Mealy-Automat?

Rückseite

Ein Mealy-Automat hat Ausgabe-Funktion λ: Z × Σ → Δ; Ausgabe hängt vom aktuellen Zustand und dem eingelesenen Symbol ab.

STANDARD

Welche Abgeschlossenheitseigenschaften besitzen reguläre Sprachen?

Rückseite

Reguläre Sprachen sind abgeschlossen unter Vereinigung, Durchschnitt, Komplement, Differenz, Verkettung, Stern und Homomorphismen.

STANDARD

Wie wandelt man einen regulären Ausdruck in einen NFA um?

Rückseite

Die Thompson-Konstruktion baut rekursiv NFAs für Basisfälle (∅, ε, a) und Operatoren (Union, Verkettung, Stern) mit ε-Übergängen zusammen.

STANDARD

Was besagt das Lemma von Arden?

Rückseite

Für Sprachen-Gleichung X = A·X ∪ B mit ε ∉ A lautet die eindeutige Lösung X = A*·B.

STANDARD

Wie erkennt man mit dem Pumping-Lemma Nicht-Regularität?

Rückseite

Wähle w∈L mit |w|≥n; zeige, dass für jede gültige Zerlegung w=xyz ein i≥0 existiert mit xyⁱz∉L – dann ist L nicht regulär.

STANDARD

Was ist der Unterschied zwischen DFA-Minimierung und NFA-Minimierung?

Rückseite

DFA-Minimierung ist effizient lösbar (Hopcroft-Algorithmus O(n log n)); NFA-Minimierung ist PSPACE-vollständig und damit algorithmisch schwer.

STANDARD

Welche Rolle spielen endliche Automaten im Compilerbau?

Rückseite

Im Lexer (Scanner) erkennen deterministische endliche Automaten Tokens wie Schlüsselwörter, Bezeichner und Operatoren anhand regulärer Ausdrücke.

STANDARD

Was definiert eine reguläre Sprache formal?

Rückseite

Eine Sprache ist regulär, genau wenn sie von einem endlichen Automaten (DFA oder NFA) akzeptiert wird oder durch einen regulären Ausdruck beschrieben wird.

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