Signale eines Radioteleskops
In dieser Aufgabe geht es um die "Sprache" eines Radioteleskops, das mit seinen Antennen Signale in einem bestimmten Frequenzbereich aufzeichnet und an eine Forschungsstation weitergeben soll. Ein solches Signalprotokoll könnte so aussehen:
43.22;0.10;3.21;1.53;14.22
In der Teilaufgabe a) ist das Diagramm eines Automaten abgebildet, das dann analysiert werden soll. In Teilaufgabe b) soll ein nicht-deterministischer endlicher Automat entworfen werden, der das Signalprotokoll aujf bestimmte Frequenzen untersucht.
In der Teilaufgabe c) soll eine vorgegebene formale Grammatik analysiert werden, die im Gegensatz zu den Automaten aus a) und b) auch in der Lage ist, die Stärke der jeweiligen Signale zu verwalten. Die Schüler(innen) soll zeigen, dass ein bestimmtes vorgegebenes Signal zur Sprache dieser Grammatik gehört.
In der vierten Teilaufgabe d) soll eine Java-Methode implementiert werden, die überprüft, ob das Signalprotokoll mindestens ein schwaches Signal enthält.
In der Teilaufgabe e) geht es um die nähere Analyse schwacher Signale, die auch durch lokale Störungen verursacht werden können. Mit Hilfe eines weit entfernten zweiten Radioteleskops sollen nun solche lokalen Störungen herausgefiltert werden, so dass nur schwache Signale übrig bleiben, die von weit entfernten Sternen her kommen. Es wird dann vorgeschlagen, einen neuen endlichen Automaten einzusetzen, die zwei solcher Signalprotokolle vergleicht, die einfach aneinander gehängt und nur durch ein Zeichen getrennt werden. Die Schüler(innen) sollen einen solchen Automaten nicht entwickeln, aber sie sollen beurteilen, ob ein endlicher Automat überhaupt geeignet ist, eine solche Überprüfung durchzuführen.