Übungsblatt 3. Thema: Logik, Zahlendarstellung in Java, Objektorientierung in Java

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1 Inormatik I WS 05/06 Pro. Dr. W. May Dipl.-Inorm. Oliver Fritzen Dipl.-Inorm. Christian Kubczak Übungsblatt 3 Ausgegeben am: Abgabe bis: (Theorie) (Praktisch) Thema: Logik, Zahlendarstellung in Java, Objektorientierung in Java Die Theorieaugaben au diesem Blatt sind bis zum Dienstag, 22. November um Uhr in die Ino-I-Briekästen im Erdgeschoss der NAM einzuweren. Die Kästen sind nach Übungsgruppen geordnet. Achten Sie bitte darau dass Sie Ihren Zettel in den richtigen Kasten weren, und dass Name und Gruppe au jedem Blatt stehen! Falls Ihre Lösung mehrere Blätter umasst, heten Sie diese bitte zusammen! Die Praxis-Augaben bearbeiten Sie bitte am Rechner und ühren Sie in der Gruppenübung ihrem Tutor am Rechner vor (bzw. dem Dienst habenden Tutor in der Freiübung). Eine Bearbeitung in Zweier-Teams innerhalb Ihrer Übungsgruppe ist möglich. Augabe 1 (Theorie: 16 Punkte): Wahrheitstaeln Geben Sie zu olgenden aussagenlogischen Formeln die Wahrheitstaeln an: F 1 A F 2 ( A) B F 3 ( A) B F 4 A (( B) C) F 5 (A ( B)) C F 6 ( A B) (A ( B)) F 7 A Lösung Punkteauteilung: A F 1 A w w

2 A B F 2 ( A) B w w w w w A B F 3 =( A) B w w w w w w w A B C ( B) C F 4 A (( B) C) w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w A B C A ( B) F 5 (A ( B)) C w w w w w w w w w w w w w w w w w w w

3 A B (( A) B) (A ( B)) F 6 (( A) B) ( (A ( B))) w w w w w w A F 7 A w w Augabe 2 (Praktisch: 10 Punkte): Fahrenheit in Celsius umrechnen Schreiben Sie eine Java-Klasse "Temperature" mit einer Methode "static int ahrenheit2celsius(int ahrenheit)", die den angegebenen Fahrenheit-Wert in Celsius umrechnet und als int zurücklieert. Verwenden Sie dazu die Formel: Grad Celsius = (5/9) * (Grad Fahrenheit - 32) Testen Sie ihre Methode mit der olgenden main-methode: public static void main(string[] args) { System.out.println("ahrenheit=" " celsius=" + ahrenheit2celsius(-50)); System.out.println("ahrenheit=" " celsius=" + ahrenheit2celsius(0)); System.out.println("ahrenheit=" " celsius=" + ahrenheit2celsius(32)); System.out.println("ahrenheit=" " celsius=" + ahrenheit2celsius(213)); System.out.println("ahrenheit=" " celsius=" + ahrenheit2celsius(451)); Lösung public class Temperature { public static int ahrenheit2celsius(int ahrenheit) { return (int) ((5.0 / 9.0) * (ahrenheit - 32)); public static void main(string[] args) {... Augabe 3 (Praktisch: 20 Punkte): Java: Mikrocontroller Gegeben sei ein Mikrocontroller mit einer Schnittstelle, über die Sie 8-Bit-Zahlen schreiben und lesen möchten.

4 Das Format der Schnittstelle sieht nun olgendermaßen aus: Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 Bit 0: das "Enable" - Bit wird zur Übertragung au 1 gesetzt und ist sonst 0. Bit 1: das "Read/Write" - Bit ist 0 wenn gelesen werden soll und 1 beim Schreiben. Bit 2-3: nicht näher beschrieben Bit 4-7: Datenbits. Ihnen stehen also nur 4 Bits zur Datenübertragung zur Verügung. Bei der Übertragung von 8-Bit-Zahlen übertragen Sie zunächst die ersten vier Bits der Zahl und anschließend die letzten vier. Beispiel zur Übertragung von : Ansteuerung der Erläuterung Schnittstelle Ruhe Bit 0 ist au 1 gesetzt, weil übertragen werden soll Bit 1 ist 1 ür Schreiben. Die Datenbits sind mit 1001 belegt, den ersten 4 Bits der zu übertragenden Zahl Ruhe Bit 0 ist au 1 gesetzt, weil übertragen werden soll Bit 1 ist 1 ür Schreiben. Die Datenbits sind mit 0110 belegt, den letzten 4 Bits der zu übertragenden Zahl. Zur Übertragung einer 8-Bit-Zahl wird also eine Folge von 4 Binärzahlen erzeugt. Schreiben Sie nun eine Java-Klasse "Schnittstelle", die eine Methode "public void uebertragen(int wert)" anbietet, die ür einen Wert wert die 4 Binärzahlen au dem Bildschirm ausgibt, die die Übertragung bewerkstelligen würden. Benutzen Sie dazu die bitweisen Binäroperationen aus der Vorlesung/Saalübung. Verwenden Sie die au der Web-Seite bereitgestellten Rahmen Schnittstelle.java und Schnittstellentest.java.

5 Lösung public class Schnittstelle{ public void uebertragen(int wert){ System.out.print("Zu uebertragen: "); printasbinary(wert); int totransmit; printasbinary(0); totransmit = (wert & 240) 3; // 240 = % // 3 = % printasbinary(totransmit); printasbinary(0); totransmit = (wert & 15) << 4 3; // 15 = % // 4x linksschieben // 3 = % printasbinary(totransmit); public static void printasbinary(int x){ or (int i=7; i>=0; i--) { System.out.print(x/(int)(Math.pow(2,i))); x = (int)(x%math.pow(2,i)); System.out.println(); Augabe 4 (Theorie: 10 Punkte): Kühe Ordnen Sie den olgenden Begrien die Ausdrücke Klasse, Objekt, Attribut und Methode zu: Vera Vollmilch Kuh Milchleistung Elsa Euter Gras ressen Farbe kalben Anja von der AlmRasse wiederkäuen Lösung

6 Objekt Kuh Milchleistung Elsa Euter Gras ressen Farbe kalben Anja von der Alm Rasse wiederkäuen Begri Klasse Attribut Objekt Methode Attribut Methode Objekt Attribut Methode Augabe 5 (Praktisch: 20 Punkte): Java Schreiben Sie ein Java-Programm mit olgenden Eigenschaten: Das Programm ermittelt zuällig eine Zahl zwischen 1 und 100. Diese soll vom Benutzer des Programms erraten werden, indem nach jedem Rateversuch des Bedieners eine Ausgabe erscheint mit dem Hinweis: die Zahl ist zu klein, die Zahl ist zu groß oder die Zahl ist richtig. Beispiel: > Geben Sie eine Zahl ein: 50 > Die Zahl ist zu groß. > Geben Sie eine Zahl ein: 20 > Die Zahl ist zu klein. > Geben Sie eine Zahl ein: 30 > Die Zahl ist zu groß. > Geben Sie eine Zahl ein: 25 > Die Zahl ist richtig. Hinweis: verwenden Sie die Klasse Zuallszahlen aus der Vorlesung, zu inden unter java.html. Augabe 6 (Praktisch: 24 Punkte): Java: Klasse Complex Schreiben Sie eine Klasse, die den Datentyp "Komplexe Zahl" implementiert.

7 Eine komplexe Zahl a + ib kann als Paar von zwei Zahlen (a; b) augeasst werden (sog. Real- und Imaginäranteil): Re(a; b) = a, Im(a; b) = b Arithmetische Operationen: Addition zweier komplexer Zahlen: (a 1, b 1 ) + (a 2, b 2 ) = (a 1 +a 2, b 1 +b 2 ) Multiplikation zweier komplexer Zahlen: (a 1, b 1 ) * (a 2, b 2 ) = (a 1 a 2 - b 1 b 2, a 1 b 2 + a 2 b 1 ) Konjugation einer komplexen Zahl (Vorzeichenumkehrung des Imaginäranteils): conjugate((a,b)) = (a, -b) Vergleich: (a 1, b 1 ) == (a 2, b 2 ) genau dann wenn a 1 == a 2 und b 1 == b 2 (Zwei komplexe Zahlen sind gleich wenn jeweils deren Real- und Imaginäranteile gleich sind) 1. Schreiben Sie eine Klasse Complex mit den Methoden add, multiply, conjugate und equals, die oben genannten Operationen implementieren und jeweils eine komplexe Zahl (bzw im Falle von equals einen Wahrheitswert) zurück lieern. 2. Schreiben Sie eine Testklasse, die zwei (oder mehr) Complex-Objekte anlegt und die oben deinierten Operationen au diesen Objekten anwendet. Hinweis: Für Interessierte: Unter Finden sie Literatur zu komplexen Zahlen und deren Anwendung, z.b. in Physik und Elektrotechnik. Es ist allerdings nicht zwingend notwendig, die dahinter stehende Mathematik der komplexen Zahlen wirklich zu verstehen; die Angaben aus dieser Augabe reichen aus um die oben verlangten Operationen korrekt zu implementieren. Lösung public class Complex { private loat re = 0; private loat im = 0; public Complex(loat r, loat i) { re = r; im = i; public void setre(loat r) { re = r; public void setim(loat i) { im = i; public loat getre() { return re; public loat getim() {

8 return im; public static Complex add(complex k1, Complex k2) { return new Complex(k1.re + k2.re, k1.im + k2.im); public static Complex multiply(complex k1, Complex k2) { return new Complex(k1.re * k2.re - k1.im * k2.im, k1.re * k1.im + k2.re * k1.im); public static Complex conjugate(complex k) { return new Complex(k.re, -k.im); public static boolean equals(complex k1, Complex k2) { return (k1.re == k2.re) && (k1.im == k2.im); public boolean equals(complex k) { return (this.re == k.re) && (this.im == k.im);