Das EVA-Prinzip am Beispiel des Calliopes

Allen Programmen, die du für den Calliope erstellt hast, liegt das folgende Prinzip zugrunde. In deinem Programm legst du fest, wie der
Calliope auf die Eingaben, die er über seine Sensoren erhält, reagieren soll, das heißt, welche Ausgaben er erzeugt.

Bei der helligkeitsgesteuerten Lampe (s. Programm in Abbildung 1) erhält der Calliope beispielsweise vom Lichtsensor den aktuellen Helligkeitswert als Eingabe. In dem Programm legen wir fest, dass der Calliope diese Eingabe wie folgt verarbeitet: Er prüft, ob der Helligkeitswert den Wert 50 unterschreitet. Wenn dies der Fall ist, reagiert er mit der Aktion „die LED leuchtet gelb“ als Ausgabe, d. h. ein entsprechender Befehl wird an die Farb-LED gesendet. Ist die Bedingung „Lichtstärke < 50“ nicht erfüllt, reagiert er mit der Aktion „die LED wird ausgeschaltet“.

Diese Arbeitsweise wird in der Informatik als Eingabe – Verarbeitung – Ausgabe – Prinzip, kurz EVA-Prinzip, bezeichnet. Nicht nur der Calliope auch alle anderen rechnerbasierten Systeme arbeiten nach diesem Prinzip.

Aufgabe 1:

a) Verdeutliche das EVA-Prinzip am Beispiel einer Alarmanlage.

b) Verdeutliche das EVA-Prinzip an einem weiteren Beispiel, das du bereits mit dem Calliope umgesetzt hast.

Aufgabe 2: Abbildung 2 zeigt ein Programm zur Verarbeitung von Eingaben in Ausgaben.

a\) Erläutere, die Vorschrift zur Verarbeitung der Eingaben in Ausgaben in deinen eigenen Worten. Wie wird sich der Calliope beim Ausführen des Programms in Abbildung 2 verhalten?

b) Kennzeichne in dem Programm, die Blöcke, die die Eingabewerte liefern und die Blöcke, die die Aktoren ansteuern, um entsprechende
Ausgaben zu erzeugen.

Programm zur Steuerung eines Temperaturalarms beim Kühlschrank

Das EVA-Prinzip auf Hardwarebene

Die Bauteile eines rechnerbasierten Systems können ebenfalls den
Kategorien Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe zugeordnet werden.
Als vierte Kategorie nimmt man hier noch Speicher hinzu.

Aufgabe 3:

a) Trage deine Ergebnisse nun in folgende Tabelle ein und speichere das Dokument ab: Kategorien: Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe

Beschleunigungssensor, Lichtsensor, Farb-LED, Kompass, Funkmodul, Lagesensor, Lautsprecher, Mikrofon, LED-Matrix, Pins, Prozessor, Reset-Taste, Tasten A und B, Temperatursensor

Eingabe	Verarbeitung	Ausgabe
-	-	-

b) Markiere alle Bauteile, die du auch in einem Smartphone, Tablet oder PC vermutest, grün.

Aufgabe 4:

Erläutere, welche der Bauteile des Calliope auf Hardwarebene bei der Ausführung der Programme aus Abbildung 1 und 2 jeweils zum Einsatz kommen.

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Für die korrekte Ausführbarkeit der Quelltexte in diesem Leitfaden wird keine Garantie übernommen. Auch für Folgeschäden, die sich aus der Anwendung der Quelltexte oder durch eventuelle fehlerhafte Angaben ergeben, wird keine Haftung oder juristische Verantwortung übernommen.

Die Programme wurden mithilfe des online-Editors MS Makecode in der Version 3.0.33 erstellt.

Das gesamte Material wurde von dem Lehrerbildungszentrum für Informatik der Universität Göttingen erarbeitet.