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Informatik · Klasse 5–13 · aktualisiert

Formale Sprache: Alphabet, Wörter und Regeln

Du lernst, wie du Wörter aus erlaubten Zeichen bildest, ihre Regeln und Bedeutung unterscheidest und Wörter aneinanderhängst.

0 von 9 Aufgaben gelöst

Formale Sprache: Alphabet, Wörter und Regeln

Kurz gesagt

Eine formale Sprache ist eine festgelegte Sammlung von Wörtern über einem Alphabet, also einer Sammlung erlaubter Zeichen oder Zeichengruppen. Ein Wort gehört dazu, wenn es daraus besteht und die Bedingung der Sprache erfüllt.

Aus wenigen Zeichen kannst du viele Folgen bilden. Du legst dabei genau fest, welche Zeichen erlaubt sind und welche Folgen dazugehören. Die Alphabete, Regeln und Bedeutungen in unseren Beispielen sind ausgedacht.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst. Löst du alle Aufgaben eines Abschnitts, hakt Termi das Ziel für dich ab.

4 Abschnitte

Ein Alphabet ist eine festgelegte Sammlung von Symbolen. Ein Symbol ist eine Einheit, die du als Ganzes verwendest. Das Alphabet enthält mindestens ein Symbol und nur endlich viele: Du kannst seine Symbole vollständig aufzählen. Wir schreiben sie in einer festen Reihenfolge auf. Wörter müssen diese Reihenfolge nicht einhalten.

Ein Symbol kann ein einzelnes Schriftzeichen sein. Es kann aber auch aus mehreren Schriftzeichen bestehen. Wenn ein Alphabet „auf“ als ein Symbol festlegt, zählt diese ganze Einheit als ein Symbol.

Ein Wort über einem Alphabet ist eine endliche Folge seiner Symbole. Endlich bedeutet: Die Folge hat eine bestimmte Anzahl von Symbolen und endet. Diese Anzahl heißt Länge des Wortes. Symbole dürfen sich wiederholen. Ihre Reihenfolge zählt: „rs“ und „sr“ sind verschiedene Wörter. Auch eine Folge mit null Symbolen ist ein Wort; sie heißt leeres Wort.

Eine formale Sprache ist eine ausgewählte Sammlung von Wörtern über einem Alphabet. Du kannst die Auswahl durch eine Bedingung festlegen oder alle enthaltenen Wörter aufzählen. Jedes Wort der Sprache besteht aus Symbolen des Alphabets. Trotzdem muss nicht jedes mögliche Wort zur ausgewählten Sprache gehören.

Definition

Formale Sprache

Eine formale Sprache enthält ausgewählte Wörter über einem festgelegten Alphabet. Welche Wörter dazugehören, ist genau bestimmt.

Beispiel: Alphabet, Wort und Sprache auseinanderhalten

  1. 1Unser Alphabet enthält genau die Symbole „r“ und „s“.
  2. 2„srr“ ist ein Wort über diesem Alphabet. Es hat drei Symbole.
  3. 3Unsere Sprache enthält genau die Wörter mit einem Symbol: „r“ und „s“.
  4. 4„srr“ ist ein Wort über dem Alphabet, gehört aber nicht zu dieser Sprache.

Teste dich

LeichtEin Alphabet enthält genau die beiden Symbole „an“ und „aus“. Wie viele Symbole hat das Wort „ausan“ über diesem Alphabet?

Alles auf einen Blick

Formale Sprache

  • Alphabet

    Es legt endlich viele erlaubte Symbole fest und enthält mindestens eines.

  • Wort und Sprache

    Ein Wort ist eine endliche Symbolfolge. Eine formale Sprache ist eine festgelegte Auswahl solcher Wörter.

  • Zugehörigkeit

    Alle Symbole müssen erlaubt sein und die ganze Sprachbedingung muss passen.

  • Syntax und Semantik

    Syntax regelt den Aufbau. Semantik gibt Zeichenfolgen zusätzlich eine Bedeutung.

  • Leer

    Das leere Wort hat null Symbole. Die leere Sprache enthält kein Wort.

  • Verkettung und Hülle

    Verkettung hängt Wörter aneinander. Die kleenesche Hülle enthält alle endlichen Wörter des Alphabets, auch das leere Wort.

Musteraufgabe · Schritt für Schritt

Das Wort „eete“ auf Zugehörigkeit prüfen

  1. 1Aufgabe: Das Alphabet enthält genau „e“ und „t“. Zur Sprache gehören genau die Wörter, in denen „t“ genau einmal vorkommt. Prüfe „eete“.
  2. 2Zerlege das Wort in seine Symbole: „e“, „e“, „t“, „e“.
  3. 3Prüfe das Alphabet: Jedes dieser Symbole ist erlaubt.
  4. 4Prüfe die Bedingung: „t“ kommt genau einmal vor.
  5. 5Ergebnis: „eete“ gehört zur Sprache, weil beide Prüfungen passen.

Fehler finden

Aussagen zur Zugehörigkeit von Wörtern prüfen In einer Zeile steckt ein Fehler. Tippe sie an.

Lückentext

Wähl in jeder Lücke das passende Wort und prüf dann deine Antworten.

Das Alphabet enthält genau „g“ und „h“. Das Wort „ghhg“ hat Symbole. Die Vereinbarung, dass „xy“ „Bleib stehen.“ bedeutet, gehört zur . Zum Alphabet gehören genau „p“ und „q“. Seine kleenesche Hülle enthält , denn jedes Symbol eines enthaltenen Wortes muss aus diesem Alphabet stammen.

Karteikasten

Erst selbst überlegen, dann umdrehen.

Übung mit Feedback

Abschluss-Check: Formale Sprache

LeichtEine Sprache über dem Alphabet mit „i“ und „o“ enthält genau „io“ und „oi“. Welche Angabe nennt diese Sprache?
MittelDas erlaubte Wort „qpp“ bedeutet bisher „Geh zum Tisch.“ Du behältst das Alphabet und alle erlaubten Wörter bei, vereinbarst für „qpp“ aber „Setz dich hin.“ Was ändert sich?
SchwerDas Alphabet enthält genau „w“ und „z“. Eine Sprache enthält genau die Wörter mit zwei Symbolen. Du verkettest „zw“ mit „w“. Welche Aussage über das Ergebnis stimmt?

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