1. Aufgabenserie zur Vorlesung GTI

Aufgabe 1

Sie sollen eine ganze Zahl zwischen 0 und 31 erraten, Sie dürfen nur Ja-Nein-Fragen stellen.

  1. Warum gerade dieser Zahlenbereich? (s. auch d und e)
  2. angenommen sie fragen: Ist es die 27?
    Wieviel Information enthält die Antwort Ja, wieviel das Nein?
    Im Nein-Fall könnten Sie nun fragen: Ist es die 14?
    Wieviel Information hat jetzt eine Ja- bzw. Nein-Antwort?
    Wieviel Information haben Sie im Ja-Fall insgesamt erhalten?
  3. Wieviel Fragen sind bei dieser Frageweise im Durchschnitt erforderlich?
  4. Wie müssen Sie fragen, um mit möglichst wenigen Fragen zum Ziel zu
    kommen? Wieviel Fragen sind notwendig?
  5. Wie müssen Sie fragen, um aus den Antworten sofort die Dualzahl zu
    erhalten? (ja - 1, nein - 0)

Aufgabe 2

Stellen Sie sich folgendes Spiel vor: Ihr Gegenspieler hat 4 rote, 2 gelbe, eine blaue
und eine weiße Kugel. Eine davon hält er verdeckt in der Hand, die anderen hat er in
der Tasche. Sie sollen mit Ja-Nein-Fragen die Farbe der einzelnen Kugel erraten.
  1. Wie müssen Sie fragen, um immer mit möglichst wenigen Fragen zum Ziel
    zu kommen?
  2. Gibt es eine Fragestrategie, bei der im Einzelfall zwar mehr Fragen nötig
    sein können, die im Durchschnitt aber mit weniger Fragen auskommt?
  3. Vergleichen Sie das Ergebnis mit der Entropie eines Codes, dessen vier
    Zeichen diese Wahrscheinlichkeiten (1/2, 1/4, 1/8, 1/8) haben.
  4. Zusatz: Entwerfen Sie entsprechend beiden Strategien einen Binärcode
    für die Farbe.

Aufgabe 3

Üben Sie die Umrechnung von Dezimal- in Dualzahlen und umgekehrt. Probieren Sie auch
einmal einen Dreier- oder Siebener-Code. Was sind Oktal- bzw. Hexadezimal-Zahlen?


W. Koch
10. Oktober 2012