Ein Algorithmus zur Steuerung des Rauchmelders

Im Folgenden wollen wir uns eine Handlungsvorschrift überlegen, die festlegt, in welcher Abfolge welche Aktionen zur Steuerung des Rauchmelders durchgeführt werden müssen. Eine solche Handlungsvorschrift bezeichnen wir in der Informatik als Algorithmus . Ein Algorithmus kann auf unterschiedliche Weisen dargestellt werden, z.B. als Flussdiagramm .

Was ist ein Algorithmus?

Ein Algorithmus ist eine Handlungsvorschrift mit eindeutig ausführbaren Anweisungen zur Lösung eines Problems. Diese Vorschrift beschreibt mehrere Schritte, die das Vorgehen zur Problemlösung eindeutig festlegt. Anders gesagt: Die Vorschrift muss ausreichen, damit ohne weitere Fragen deutlich ist, wann was getan wird. In unserem Fall suchen wir nach einer Handlungsvorschrift für die Steuerung eines Rauchmelders. Beim Programmieren werden Algorithmen, die der Computer ausführen soll, in Programme übersetzt, die der Computer versteht. Wichtige Bausteine von Algorithmen sind Anweisungen, Fallunterscheidungen und Wiederholungen.

Aufgabe: Definition eines Algorithmus

Fülle die Lücken mit den passenden Begriffen.

Ein Algorithmus für den Rauchmelder

Die Schritte zum Steuern des Rauchmelders ist eigentlich recht simpel: Nachdem der Rauchmelder gestartet ist, muss die Lichtstärke, die der Lichtsensor misst, mit einem sogenannten Schwellenwert verglichen werden. Der Schwellenwert muss so gewählt werden, dass die gemessene Lichtstärke im Normalzustand des Rauchmelders unterhalb dieser Schwelle liegt, im Aktionszustand (d.h. sobald Rauch in den Rauchmelder eingedrungen ist) aber oberhalb dieser Schwelle liegt.

Ist der Schwellenwert überschritten, soll ein Alarmsignal aktiviert, ansonsten soll es deaktiviert sein. Dies entspricht einer Fallunterscheidung, bei der verschiedene Anweisungen ausgelöst werden können.
Die Messung der Lichtstärke und ihr Vergleich mit dem Schwellenwert muss als fortlaufende Wiederholung durchgeführt werden.

Folgende Abbildung veranschaulicht das Funktionsprinzip.

Ein Flussdiagramm für den Rauchmelder

Besonders übersichtlich kann ein Algorithmus mit einem Flussdigramm dargestellt werden. Ein Flussdiagramm verwendet festgelegte Formen für Anweisungen, Fallunterscheidungen und Wiederholungen.

Aufgabe: Bausteine eines Flussdiagramms

Ordne den Markierungen die passenden Begriffe zu.