"""교실 자동 냉난방/환기 시스템 (입력 6개 / 출력 4개) 05_invention_starter_2out.py 를 복사해 '학생이 수정하는 부분'만 고친 파일입니다. GUI 프레임워크는 템플릿 그대로 두었습니다. 입력 R: 자동 운영 모드가 켜져 있는가? P: 교실에 사람이 있는가? W: 창문이 열렸는가? T1: 외부 온도가 28도를 초과하는가? T2: 외부 온도가 18도 미만인가? Q: 이산화탄소 농도가 높은가? 출력 C: 냉방, H: 난방, A1: 창문 닫기 경고, A2: 창문 열기 경고 판단 규칙 hot = T1 and (not T2) 더위 신호가 믿을 만한가 cold = T2 and (not T1) 추위 신호가 믿을 만한가 C = R and P and (not W) and hot and (not Q) H = R and P and (not W) and cold and (not Q) A1 = R and P and W and (hot or cold) and (not Q) A2 = P and (not W) and Q 두 경고음은 창문 상태가 서로 반대입니다. 닫으라는 경고는 열려 있을 때만, 열라는 경고는 닫혀 있을 때만 울립니다. 불가능한 입력 처리 바깥 온도가 28도를 넘으면서 동시에 18도 미만일 수는 없습니다. T1 과 T2 가 함께 참이면 온도 센서가 고장 난 것으로 보고 온도로 움직이는 출력(C, H, A1)을 모두 멈춥니다. 화면에서도 두 체크박스가 동시에 켜지지 않도록 막습니다. 수동 조작 자동 운영 모드(R)가 꺼지면 사람이 냉방과 난방을 직접 켜고 끕니다. R 을 다시 켜면 자동 판단이 되찾아가고 수동 스위치는 잠깁니다. C = (R and 자동냉방) or ((not R) and 수동냉방) H = (R and 자동난방) or ((not R) and 수동난방) R 이 선택 신호로 동작하는 2:1 멀티플렉서와 같은 모양입니다. 경고음은 안전 장치라 수동 모드에서도 자동 판단을 그대로 씁니다. 진리표(TEST_CASES)는 자동 운영 논리만 담습니다. 실행 방법: python classroom_hvac.py """ import itertools import tkinter as tk from tkinter import messagebox, ttk # ============================================================ # 학생이 수정하는 부분 # ============================================================ TITLE = "교실 자동 냉난방/환기 시스템" DESCRIPTION = "센서를 켜고 끄면 네 출력 장치의 상태가 즉시 갱신됩니다." INPUT_LABELS = [ "자동 운영 모드가 켜져 있습니다 (R)", "교실에 사람이 있습니다 (P)", "창문이 열렸습니다 (W)", "외부 온도가 28도를 초과합니다 (T1)", "외부 온도가 18도 미만입니다 (T2)", "이산화탄소 농도가 높습니다 (Q)", ] # 동시에 참일 수 없는 센서 묶음. INPUT_LABELS 의 번호로 적습니다. # 3번 T1(28도 초과)과 4번 T2(18도 미만)는 물리적으로 함께 성립할 수 없으므로, # 하나를 켜면 다른 하나가 자동으로 꺼집니다. EXCLUSIVE_INPUTS = [(3, 4)] # 출력 장치 네 개의 이름과 상태 문구 (순서를 맞춥니다) OUTPUT_LABELS = ["냉방 (C)", "난방 (H)", "창문 닫기 경고 (A1)", "창문 열기 경고 (A2)"] MESSAGES_ON = [ "실내가 더워 냉방을 가동합니다.", "실내가 추워 난방을 가동합니다.", "냉난방 효율을 위해 창문을 닫아 주세요.", "이산화탄소 농도가 높습니다. 창문을 여세요.", ] MESSAGES_OFF = [ "냉방은 멈춰 있습니다.", "난방은 멈춰 있습니다.", "창문 닫기 경고음은 울리지 않습니다.", "공기 상태는 정상입니다.", ] def decide(auto_mode, person, window_open, too_hot, too_cold, co2_high): """판단 규칙: 네 출력의 목적이 다르므로 조건식도 다릅니다.""" # 28도 초과이면서 동시에 18도 미만일 수는 없습니다. # 두 신호가 함께 들어오면 센서 고장으로 보고 온도 판단을 하지 않습니다. hot = too_hot and not too_cold cold = too_cold and not too_hot # 냉난방은 창문이 닫혀 있어야 의미가 있고, 환기가 먼저인 상황에서는 멈춥니다. cooling = auto_mode and person and not window_open and hot and not co2_high heating = auto_mode and person and not window_open and cold and not co2_high # 창문이 열려 있을 때만 닫으라고 알립니다. 이미 닫혀 있으면 알릴 이유가 없습니다. close_warning = auto_mode and person and window_open and (hot or cold) and not co2_high # 공기 질은 안전 문제이므로 자동 운영 모드와 상관없이 경고합니다. # 다만 창문이 이미 열려 있으면 열라고 할 이유가 없습니다. open_warning = person and not window_open and co2_high return cooling, heating, close_warning, open_warning # 자동 운영 모드가 꺼졌을 때 사람이 직접 켜고 끄는 스위치 MANUAL_LABELS = ["수동 냉방", "수동 난방"] # 두 스위치는 동시에 켤 수 없습니다. 냉방과 난방을 함께 돌릴 수는 없기 때문입니다. EXCLUSIVE_MANUAL = [(0, 1)] def final_outputs(sensors, manual): """자동 운영 모드면 decide()의 판단을, 아니면 수동 스위치를 따릅니다. R 이 선택 신호로 동작하는 2:1 멀티플렉서와 같은 모양입니다. C = (R and 자동냉방) or ((not R) and 수동냉방) 경고음은 안전 장치이므로 수동 모드에서도 자동 판단을 그대로 씁니다. A1 은 조건에 R 이 들어 있어 수동 모드에서는 저절로 꺼지고, A2 는 R 과 무관하므로 수동 모드에서도 공기가 나빠지면 울립니다. """ auto_mode = sensors[0] cooling_auto, heating_auto, close_warning, open_warning = decide(*sensors) manual_cooling, manual_heating = manual cooling = (auto_mode and cooling_auto) or (not auto_mode and manual_cooling) heating = (auto_mode and heating_auto) or (not auto_mode and manual_heating) return cooling, heating, close_warning, open_warning # 제품 시험표: ((R, P, W, T1, T2, Q), (C, H, A1, A2)) # 자동 운영 모드의 논리만 담습니다. 수동 조작은 사람이 결정하므로 진리표에 넣지 않습니다. # 진리표 64줄을 그대로 옮겨 적었습니다. 0 은 False, 1 은 True 를 뜻합니다. TEST_CASES = [ ((0, 0, 0, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 1, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 0, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 1, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 0, 1, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 0, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 0, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 1)), ((0, 1, 0, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 0, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 1)), ((0, 1, 0, 1, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 0, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 1)), ((0, 1, 0, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 0, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 1)), ((0, 1, 1, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 1, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((0, 1, 1, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 1, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 0, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 0, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 1, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 0, 1, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 0, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 0, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 1)), ((1, 1, 0, 0, 1, 0), (0, 1, 0, 0)), ((1, 1, 0, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 1)), ((1, 1, 0, 1, 0, 0), (1, 0, 0, 0)), ((1, 1, 0, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 1)), ((1, 1, 0, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 0, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 1)), ((1, 1, 1, 0, 0, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 1, 0, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 1, 0, 1, 0), (0, 0, 1, 0)), ((1, 1, 1, 0, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 1, 1, 0, 0), (0, 0, 1, 0)), ((1, 1, 1, 1, 0, 1), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 1, 1, 1, 0), (0, 0, 0, 0)), ((1, 1, 1, 1, 1, 1), (0, 0, 0, 0)), ] # ============================================================ # GUI 프레임워크: 처음에는 수정하지 않습니다 # ============================================================ INPUT_COUNT = len(INPUT_LABELS) OUTPUT_COUNT = len(OUTPUT_LABELS) TEXT_ON = "작동" TEXT_OFF = "정지" FG_ON, BG_ON = "#b71c1c", "#ffe0e0" FG_OFF, BG_OFF = "#1b5e20", "#e3f1e3" def bits(values) -> str: """(True, False) 를 '1 0' 처럼 0과 1로 나타냅니다.""" return " ".join(str(int(value)) for value in values) def all_input_cases(): """입력 개수에 맞는 모든 조합을 순서대로 만들어 줍니다.""" return list(itertools.product((False, True), repeat=INPUT_COUNT)) def outputs_of(values): """decide()의 결과를 항상 길이 4의 튜플로 정리합니다.""" result = decide(*values) if not isinstance(result, tuple) or len(result) != OUTPUT_COUNT: raise ValueError( "decide 함수는 출력 {}개를 튜플로 돌려주어야 합니다.".format( OUTPUT_COUNT ) ) return tuple(bool(item) for item in result) def check_test_cases() -> str: """TEST_CASES의 형식을 검사합니다. 문제가 없으면 빈 문자열을 돌려줍니다.""" if not TEST_CASES: return "TEST_CASES가 비어 있습니다.\n네 출력의 예상값을 먼저 채우세요." for number, case in enumerate(TEST_CASES, start=1): if not isinstance(case, tuple) or len(case) != 2: return "{}번째 테스트 사례는 ((입력들), (예상출력들)) 모양이어야 합니다.".format( number ) inputs, expected = case if not isinstance(inputs, tuple) or len(inputs) != INPUT_COUNT: return "{}번째 테스트 사례의 입력이 {}개가 아닙니다.".format( number, INPUT_COUNT ) if not isinstance(expected, tuple) or len(expected) != OUTPUT_COUNT: return "{}번째 예상 출력이 {}개가 아닙니다.".format( number, OUTPUT_COUNT ) return "" def run_tests(): """모든 테스트 사례를 실행하고 (통과 수, 전체 수, 실패 목록)을 돌려줍니다.""" passed = 0 failures = [] for inputs, expected in TEST_CASES: actual = outputs_of(inputs) if tuple(bool(item) for item in expected) == actual: passed += 1 else: failures.append( "입력 ({}) : 예상 ({}), 실제 ({})".format( bits(inputs), bits(expected), bits(actual) ) ) return passed, len(TEST_CASES), failures def test_report() -> str: """전체 테스트 결과를 사람이 읽을 수 있는 문장으로 만듭니다.""" problem = check_test_cases() if problem: return problem try: passed, total, failures = run_tests() except ValueError as error: return str(error) lines = ["테스트 결과: {} / {} 통과".format(passed, total)] lines.append("출력 순서: {}".format(", ".join(OUTPUT_LABELS))) if failures: lines.append("") lines.append("실패한 입력 조합") lines.extend(failures) lines.append("") lines.append("네 출력의 조건식을 각각 다시 확인해 보세요.") else: lines.append("") lines.append("모든 입력 조합에서 네 출력이 의도한 대로 작동합니다.") return "\n".join(lines) def open_truth_table(parent) -> None: """전체 입력 조합에 대한 네 출력의 예상값과 실제값을 보여 주는 창입니다.""" expected_of = dict(TEST_CASES) if not check_test_cases() else {} window = tk.Toplevel(parent) window.title("전체 입력 테스트") frame = ttk.Frame(window, padding=14) frame.pack(fill="both", expand=True) headers = ["입력 {}".format(i + 1) for i in range(INPUT_COUNT)] headers += ["예상", "실제", "일치"] for column, text in enumerate(headers): ttk.Label(frame, text=text, font=("TkDefaultFont", 10, "bold")).grid( row=0, column=column, padx=6, pady=(0, 6) ) cases = all_input_cases() for row, values in enumerate(cases, start=1): actual = outputs_of(values) expected = expected_of.get(values) for column, value in enumerate(values): ttk.Label(frame, text=str(int(value))).grid(row=row, column=column) ttk.Label( frame, text="-" if expected is None else bits(expected) ).grid(row=row, column=INPUT_COUNT) ttk.Label(frame, text=bits(actual)).grid( row=row, column=INPUT_COUNT + 1 ) if expected is None: mark = "?" elif tuple(bool(item) for item in expected) == actual: mark = "O" else: mark = "X" ttk.Label(frame, text=mark).grid(row=row, column=INPUT_COUNT + 2) note = "출력 순서: {}".format(", ".join(OUTPUT_LABELS)) ttk.Label(frame, text=note).grid( row=len(cases) + 1, column=0, columnspan=INPUT_COUNT + 3, pady=(10, 0) ) ttk.Button(frame, text="닫기", command=window.destroy).grid( row=len(cases) + 2, column=0, columnspan=INPUT_COUNT + 3, pady=(8, 0) ) def main() -> None: root = tk.Tk() root.title(TITLE) outer = ttk.Frame(root, padding=16) outer.pack(fill="both", expand=True) ttk.Label( outer, text=TITLE, font=("TkDefaultFont", 14, "bold") ).pack(anchor="w") ttk.Label(outer, text=DESCRIPTION).pack(anchor="w", pady=(2, 10)) sensor_box = ttk.LabelFrame(outer, text="가상 센서 입력", padding=10) sensor_box.pack(fill="x") sensor_vars = [tk.BooleanVar(value=False) for _ in INPUT_LABELS] manual_box = ttk.LabelFrame( outer, text="수동 조작 (자동 운영 모드가 꺼졌을 때만)", padding=10 ) manual_box.pack(fill="x", pady=(10, 0)) manual_vars = [tk.BooleanVar(value=False) for _ in MANUAL_LABELS] manual_checks = [] output_box = ttk.LabelFrame(outer, text="출력 장치", padding=10) output_box.pack(fill="x", pady=(10, 0)) state_labels = [] message_labels = [] for index, label in enumerate(OUTPUT_LABELS): ttk.Label(output_box, text=label + " :").grid( row=index * 2, column=0, sticky="w", pady=(0 if index == 0 else 8, 0) ) chip = tk.Label( output_box, text=TEXT_OFF, width=8, relief="ridge", padx=6, pady=2 ) chip.grid( row=index * 2, column=1, sticky="w", padx=8, pady=(0 if index == 0 else 8, 0), ) message = ttk.Label(output_box, text=MESSAGES_OFF[index]) message.grid(row=index * 2 + 1, column=0, columnspan=2, sticky="w") state_labels.append(chip) message_labels.append(message) status_label = ttk.Label(outer, text="") def update_output(*_args) -> None: """센서와 수동 스위치가 바뀔 때마다 네 출력을 함께 갱신합니다.""" values = [var.get() for var in sensor_vars] manual = [var.get() for var in manual_vars] try: outputs_of(values) # decide()가 출력 개수를 맞게 돌려주는지 먼저 확인 results = final_outputs(values, manual) except ValueError as error: status_label.config(text=str(error)) return # 자동 운영 모드가 켜져 있으면 수동 스위치는 잠급니다. auto_mode = values[0] for check in manual_checks: check.state(["disabled"] if auto_mode else ["!disabled"]) for index, result in enumerate(results): state_labels[index].config( text=TEXT_ON if result else TEXT_OFF, fg=FG_ON if result else FG_OFF, bg=BG_ON if result else BG_OFF, ) message_labels[index].config( text=MESSAGES_ON[index] if result else MESSAGES_OFF[index] ) status_label.config( text="[{} 모드] 입력 {} -> 출력 {}".format( "자동" if auto_mode else "수동", bits(values), bits(results) ) ) def make_toggle(index): """센서를 켤 때, 함께 참일 수 없는 센서는 자동으로 끕니다.""" def on_toggle() -> None: if sensor_vars[index].get(): for group in EXCLUSIVE_INPUTS: if index in group: for other in group: if other != index: sensor_vars[other].set(False) update_output() return on_toggle for row, (label, var) in enumerate(zip(INPUT_LABELS, sensor_vars)): ttk.Checkbutton( sensor_box, text=label, variable=var, command=make_toggle(row) ).grid(row=row, column=0, sticky="w", pady=1) def make_manual_toggle(index): """수동 스위치 하나를 켜면 함께 켤 수 없는 스위치는 끕니다.""" def on_toggle() -> None: if manual_vars[index].get(): for group in EXCLUSIVE_MANUAL: if index in group: for other in group: if other != index: manual_vars[other].set(False) update_output() return on_toggle for row, (label, var) in enumerate(zip(MANUAL_LABELS, manual_vars)): check = ttk.Checkbutton( manual_box, text=label, variable=var, command=make_manual_toggle(row) ) check.grid(row=row, column=0, sticky="w", pady=1) manual_checks.append(check) button_box = ttk.Frame(outer) button_box.pack(fill="x", pady=(12, 0)) def reset_sensors() -> None: for var in sensor_vars: var.set(False) for var in manual_vars: var.set(False) update_output() ttk.Button(button_box, text="초기화", command=reset_sensors).pack( side="left" ) ttk.Button( button_box, text="전체 테스트", command=lambda: messagebox.showinfo("전체 테스트", test_report()), ).pack(side="left", padx=6) ttk.Button( button_box, text="진리표 보기", command=lambda: open_truth_table(root) ).pack(side="left") ttk.Button(button_box, text="종료", command=root.destroy).pack(side="right") status_label.pack(anchor="w", pady=(10, 0)) update_output() root.resizable(False, False) root.mainloop() if __name__ == "__main__": main()