Zielsetzung

Strukturierung: Die Argo trifft Entscheidungen

Aufgabe 1: Fallunterscheidungen sind überall

Automatisierte Abläufe nehmen im täglichen Leben immer mehr Raum ein. Damit verbunden sind auch Fallunterscheidungen und Bedingungen. Führe diese Tabelle weiter fort:

Aufgabe 2: Wenn... dann... SONST!

Häufig möchte man nicht nur ein Verhalten beschreiben, für den Fall das eine Bedingung gilt, sondern auch ein Verhalten definieren, wenn dies eben nicht der Fall ist. Im Alltag würden wir sagen Wenn... dann... sonst.... Dieses sonst beschreibt man in Python mit dem else-Befehl.

if onPow():		#WENN auf einem PowerUP
  removePow() 	#DANN hebe es auf
else:			#SONST lege eines
  putPow()

Du kannst das hier ausprobieren. Stelle vor der Ausführung in jedem Szenario zunächst Überlegungen an, wie sich die Argo verhalten wird.

Aufgabe 3: Fallunterscheidungen vertiefen

(a) Betrachte die folgende Struktur einer Fallunterscheidung. Es sind insgesamt drei Anweisungssequenzen eingetragen. Erkläre, unter welchen Umständen und wann welche dieser Anweisungssequenzen ausgeführt werden.

if [Bedingung]:
    [Anweisungssequenz 1]
else:
    [Anweisungssequenz 2]
[Anweisungssequenz 3]

if [Bedingung]:
    [Anweisungssequenz 1]
else:
    [Anweisungssequenz 2]
[Anweisungssequenz 3]
		

if onPow():
    removePow()
else:
    putPow()
move()
		

(b) Es gibt bei Fallunterscheidungen in PythonSpacebug einige Regeln im Quelltext zu beachten – sonst funktioniert das Programm nicht. Solche Regeln, die durch die Programmiersprache vorgegeben werden, nennt man Syntaxregeln. Welche Syntaxregeln für Fallunterscheidungen in PythonSpacebug findest du?

(c) Man unterscheidet zwei Grundtypen von Fallunterscheidungen. Für beide ist der Aufbau unten beispielhaft dargestellt. Erkläre den Unterschied zwischen einer einseitigen Fallunterscheidung und einer zweiseitigen Fallunterscheidung so, dass man es versteht, wenn man direkt zuvor zum ersten Mal von Fallunterscheidungen gehört hat. Gib jeweils ein konkretes Beispiel (in Alltagssprache oder in PythonSpacebug) an.

Einseitige Fallunterscheidung:

if [Bedingung]:
    [Anweisungssequenz]

Zweiseitige Fallunterscheidung:

if [Bedingung]:
    [Anweisungssequenz]
else:
    [Anweisungssequenz]

Aufgabe 4: Mehr als zwei Fälle

Manchmal reichen zwei Fälle nicht aus. Die Argo soll seitlichen Asteroiden ausweichen: Ist links von ihr ein Asteroid, weicht sie auf die Bahn rechts daneben aus. Ist rechts von ihr einer, weicht sie nach links aus. Ist die Bahn frei, markiert sie die Stelle mit einem PowerUp als sicher und fliegt weiter. Für solche Fälle gibt es in Python das Schlüsselwort elif.

move()
if rockLeft():        #WENN links ein Asteroid
    turnRight()
    move()
    turnLeft()
elif rockRight():     #SONST WENN rechts ein Asteroid
    turnLeft()
    move()
    turnRight()
else:                 #SONST
    putPow()
    move()

(a) Führe das Programm noch nicht aus! Unten findest du vier Welten. Sag für jede Welt voraus, wo die Argo am Ende steht und ob sie ein PowerUp ablegt. Halte deine Vorhersagen in einer Tabelle fest.

(b) Führe das Programm jetzt in allen vier Welten aus und trage ein, was du beobachtest. Wo lagst du richtig, wo nicht?

(c) Beantworte die folgenden Fragen zum Programm:

(d) In Welt 4 kollidiert die Argo mit einem Asteroiden. Ergänze das Programm um einen weiteren Fall: Fliegt die Argo durch eine Engstelle, also mit Asteroiden links und rechts, soll sie nicht ausweichen, sondern die Engstelle mit einem PowerUp markieren. Probiere aus, an welcher Stelle der neue Fall stehen muss, und begründe deine Entscheidung.

Aufgabe 5: Ein Rollenspiel

Spielt eine Fallunterscheidung einmal nach – ohne Computer. Die Argo fliegt einen Korridor entlang und schaltet PowerUps um: Wo keines liegt, legt sie eines; wo eines liegt, hebt sie es auf. Dabei schlüpfen zwei Personen in unterschiedliche Rollen:

• Pilotin: Sitzt am Spielplan und bewegt die Argo. Nur sie sieht das Spielfeld und beantwortet die Sensorfragen.
• Steuermann: Hat das Programm vor sich. Bei jeder Bedingung fragt er die Pilotin und entscheidet anhand ihrer Antwort, welcher Zweig ausgeführt wird.

Ihr braucht den Spielplan (ausgedruckt, dazu Spielfiguren für Argo, Asteroid und PowerUps – zur Not Münzen oder Radiergummis) und die Rollenkarten. Die erste Karte erklärt Aufbau und Ablauf, danach folgen die beiden Rollen, das Programm, ein Protokoll für den Steuermann und eine Reflexionskarte für den Schluss.

Aufgabe 6: Neue Bedingungen bauen

Neben der Sensoren der Argo, hast du bereits Erfahrungen mit zweien der drei logischen Operatoren not, and und or gemacht, mit denen man neue und komplexere Bedingungen formulieren kann.

Beschreibe des Verhalten der Argo in den folgenden Szenarien möglichst präzise:

Aufgabe 7: Ein Wissensspeicher für Fallunterscheidungen, Wahrheitswerte und logische Operatoren

Halte das Gelernte im nachfolgenden Wissensspeicher fest.

Aufgabe 8: Die Konzeptkarte erweitern

Nimm deine Konzeptkarte aus den vorigen Kapiteln wieder zur Hand. Falls du noch keine hast, lade das Blatt herunter und trage zuerst die Begriffe der früheren Kapitel ein.

Das Blatt für deine Konzeptkarte: Konzeptkarte herunterladen