VU Qualitätssicherung in der Softwareentwicklung LV-Nr , SS Aufgabenblatt 1

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1 VU Qualitätssicherung in der Softwareentwicklung LV-Nr , SS 2011 Aufgabenblatt 1 Ass.-Prof. Dr. Bernhard Aichernig Sandra Fruhmann, sandra.fruhmann@student.tugraz.at Stefan Tiran, stiran@ist.tugraz.at , Graz 1 Gruppenanmeldung Frist: bis Di , 23:59 MEZ Art der Anmeldung: OnlineSystem des IST Gruppengröße: 3 Personen Die Anmeldung läuft über das Onlinegruppensystem des IST, welches unter ist.tugraz.at/groupregistration/19 zu finden ist. Ein beliebiges Mitglied der Gruppe muss dabei die gesamte Gruppe auf einmal eintragen. Es werden nur Gruppen zu jeweils 3 Studierenden akzeptiert. Zur Gruppenfindung kann die Newsgroup news.tugraz.at/tu-graz.lv.qs verwendet werden. In begründeten Einzelfällen sind mit Absprache des LV-Teams auch kleinere Gruppen möglich. Jeder Gruppe wird eine Gruppennummer zugewiesen. Diese wird per bekanntgegeben. Außerdem wird für jede Gruppe automatisch ein SVN Repository angelegt, welches uns als Medium für die Abgabe dienen wird. Achtung: Wer am noch keiner Gruppe zugeteilt ist, wird von der Lehrveranstaltung abgemeldet und erhält daher kein Zeugnis in diesem Fach. 2 Beispiel: Stellwerk 2.1 Systembeschreibung Gegenstand dieses Aufgabenblattes ist das Stellwerk eines Bahnhofes. Aufgabe des Stellwerkes ist es, Fahrstraßen (Klasse TrainRoute), auf denen Züge fahren können, auf- und abzubauen und Weichen und Signale entsprechend zu stellen. In diesem Aufgabenblatt wird nur das Aufbauen von Fahrstraßen behandelt. 2.2 Architektur In Abbildung 1 befindet sich ein UML-Klassendiagramm Bahnhof Kern der Architektur ist die Klasse TrainStation, die einen Bahnhof beschreibt. Sie hält eine Liste (Vector) von Gleiselementen (TrackElement), sowie eine Liste aller möglichen Fahrstraßen (TrainRoute). 1

2 2.2.2 Gleiselement Es gibt drei Arten von Gleiselementen: Gerade Gleise (TrackSection), Weichen (Switch) und Prellböcke (Bumper). Gerade Gleise haben zwei Enden: Links und Rechts. An jedem Ende sind sie mit einem weiteren Gleiselement verbunden. Prellböcke sind nur mit einem Gleiselement verbunden. Weichen verbinden drei Gleiselemente. Sie haben eine Spitze (peak) sowie jeweils ein Gleiselement in der linken Auslenkung (left) und in der rechten Auslenkung (right). Gleiselemente stellen eine MethodeisInUse bereit, welche es ermöglicht, Konflikte zu erkennen Fahrstraßen Eine Fahrstraße besteht aus einer Liste (Vector) von Signalen, sowie einer Liste von Fahrstraßenelementen (TrainRouteElement). Die Listen sind dabei sortiert. Das bedeutet, dass das erste Signal der Start (start) und das letzte Signal das Ziel (goal) der Fahrstraße ist. Ein Fahrstraßenelement enthält neben dem zugehörigen Gleiselement auch zusätzliche Informationen, wie z.b. im Falle einer Weiche die erforderliche Stellung (requiredposition) Signale Signale zeigen an, ob ein Zug ein Gleiselement befahren darf. Signale stehen zwischen zwei Gleiselementen, einem vorderen front und einem hinteren back. Das vordere Gleiselement ist dabei dasjenige, von dem aus das Signal gesehen werden kann und auf dem sich der Zug befindet, bevor er das Signal passiert. Das boolsche Flag isstop zeigt, ob das Signal passiert werden darf Interface zum Befüllen der Wissensbasis Im folgenden wird erläutert, wie die Wissensbasis zu befüllen ist. Ein passendes Code-Fragment ist auch in der Klasse TestSuite im Framework vorhanden. Zunächst wird dabei für jedes Element des Gleislayouts ein entsprechendes Objekt angelegt. Im Beispiel- Bahnhof aus der TestSuite wären das 2 Prellböcke und ein gerades Gleis. Bumper b1 = new Bumper(); Bumper b2 = new Bumper(); TrackSection te = new TrackSection(); Danach müssen die Gleiselemente verbunden werden: te.setleft(b1); te.setright(b2); b1.sette(te); b2.sette(te); Sobald alle Gleiselemente verbunden sind, wird dem System mitgeteilt, dass diese nun initialisiert sind. b1.setinitialized(); b2.setinitialized(); te.setinitialized(); Schließlich können sie dem Bahnhof hinzugefügt werden: 2

3 trainstation.addtrackelement(b1); trainstation.addtrackelement(b2); trainstation.addtrackelement(te); Nun können mögliche Fahrstraßen eingetragen werden. Dazu benötigt man zumindest zwei Signale, da Fahrstraßen immer an einem Signal anfangen und enden. Die Signale werden durch die Gleiselemente direkt vor und hinter dem Signal definiert: start.setfront(b1); start.setback(te); goal.setfront(te); goal.setback(b2); Alle Gleiselemente, die an der Fahrstraße beteiligt sind, müssen nun als Fahrstraßenelement verpackt werden. TrainRouteElement tre = new TrainRouteElement(te); Sollte es sich um eine Weiche handeln, muss zusätzlich angegeben werden, in welcher Richtung sie stehen muss. Zum Schluss werden alle Fahrstraßenelemente der Reihe nach hinzugefügt und die Fahrstraße in den Zustand,,initialisiert gesetzt: tr.appendtrainrouteelement(tre); tr.setinitialized(); result.addtrainroute(tr); 2.3 Annotation und Implementierung des Bahnhofes Als erstes ist das Framework der LV-Homepage (Interlock.zip) zu entnehmen. Spezifizieren und implementieren Sie alle Klassen und Methoden, die am Aufbau einer Fahrstraße beteiligt sind. Einstiegspunkt ist dabei die Methode requesttrainroute(signal start, Signal goal) in der Klasse TrainStation, welche die Aufgabe hat, eine Fahrstraße aufzubauen, die am Signal start beginnt und am Signal goal endet. Das Aufbauen der Fahrstraßen besteht aus zwei Phasen. Die erste Phase stellt die Überprüfung der Zulässigkeit (admissabilitycheck(signal start, Signal goal) dar. Dabei sucht sie sich zunächst die passende Fahrstraße aus der Liste aller Möglichen Fahrstraßen aus retrievetrainroute(signal start, Signal goal), und überprüft, ob keine Konflikte mit anderen Fahrstraßen bestehen isconflictfree(). In einer zweiten Phase, soll dann die Fahrstraße tatsächlich aufgebaut werden (setup()). Dabei werden alle Weichen und Signale passend gesetzt. Achten Sie dabei darauf, dass die Spezifikationen ausführbar sein müssen. Dabei ist mindestens eine Invariante zu verwenden und alle in den Methoden veränderten Variablen sind mittels postconditions auf Korrektheit zu überprüfen. Notwendige Einschränkungen des Eingabebereichs sind mittels preconditions zu realisieren. Dateiname: TrainStation.java Dateinamen: TrainRoute.java, TrainRouteElement, TrackElement.java, TrackSection.java 3

4 Abbildung 1: Klassendiagramm 4

5 2.4 Test Suite Erstellen Sie zum Testen Ihrer Spezifikationen fehlerhafte Implementierungen! Leiten Sie dazu von der zuvor implementieren Klasse TrainStation, und TrainRoute jeweils eine fehlerhafte Implementierung mit dem Namen FaultyTrainStation bzw. FaultyTrainRoute ab, und überschreiben Sie jeweils eine Methode durch eine fehlerhafte Version um gegen je eine der Anforderungen zu widersprechen. Der entstehende Code soll in Java normal kompilieren und ausführbar sein. Bei Kompilieren und Ausführen mit jml sollen die Verstöße gegen die Spezifikationen sichtbar werden. Ergänzen Sie die Klasse TestSuite um Ihre Spezifikationen sowohl an der korrekten als auch an den fehlerhaften Implementierungen zu testen. Dateinamen: FaultyTrainStation.java, FaultyTrainRoute.java, TestSuite.java 3 Abgabedetails Frist: bis Di , 10:00 MESZ Art der Abgabe: Per SVN, weleches vom OnlineSystem erzeugt wird Die Dateien müssen sich in einem Verzeichnis Namens A1 befinden. Das Anlegen von Unterverzeichnissen innerhalb des Verzeichnis A1 ist nicht gestattet, ebenso sollte sich dieser Ordner nicht in einem Unterordner befinden. Korrigiert wird die letzte in Zeit eingecheckte Version. Da keine Unterverzeichnisse erlaubt sind, ist auch das Anlegen von Packages nicht erlaubt. Jeglicher Code zur Lösung der Aufgaben ist innerhalb der Gruppe geheim zu halten. Es wird dringend dazu geraten, den Code ausschließlich über das SVN-Repository und nicht über auszutauschen. Sollte Code unerlaubterweise in die Newsgroup oder auf einen Webserver gelangen, darf er von keiner Gruppe verwendet werden. Dies gilt auch für die Gruppe, die den Code zwar geschrieben, aber nicht ordnungsgemäß verwahrt hat. Wichtig: Alle Abgaben müssen mit jmlc korrekt compilieren (Referenzversionen:OpenJML und Java 1.7). Alle Anforderungen (z.b. Benennung von Methoden, Dateinamen, Abgabe muss sowohl mit Java als auch mit JMLC kompilieren,...) sind strengstens einzuhalten. Ein einmaliger Verstoß wird mit einem Abzug von 4 Punkten geahndet. Sollten weitere Verstöße bei den nächsten Aufgabenblättern auftreten, so werden diese Abgaben mit 0 Punkte bewertet. 5