Klausur zu Grundlagen der Informatik I mit Lösungen 28. Februar 2005 (WS 2004/2005) Dr. Andreas F. Borchert Norbert Heidenbluth

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1 Klausur zu Grundlagen der Informatik I mit Lösungen 28. Februar 2005 (WS 2004/2005) Dr. Andreas F. Borchert Norbert Heidenbluth A Nr Max Bewertung Summe 100

2 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 1 Aufgabe 1 (14 Punkte) (a) Sie befinden sich in Ihrem Heimatverzeichnis und möchten alle PDF-Dateien im Unterverzeichnis documents/pdf löschen, allerdings ohne das aktuelle Verzeichnis zu verlassen. Geben Sie das hierzu notwendige Kommando an. (b) Angenommen, das Unterverzeichnis aus der Teilaufgabe (a) ist nun leer. Geben Sie das Kommando an, mit dem Sie das Verzeichnis löschen können. (c) Mit welchem Kommando kann man die Teilaufgaben (a) und (b) (also das Entfernen eines vollständingen auch nichtleeren Unterverzeichnisses) in nur einem Schritt erledigen? (d) Angenommen, Sie haben in Ihrem selbstgeschriebenen Programm eine Endlosschleife produziert. Wie können Sie diese im Allgemeinen abbrechen? (e) Es sei die Datei geburtstage.txt gegeben, in der die Namen und Geburtstage einiger Ihrer Freunde in der folgenden Form stehen: :Hans :Claudia... Geben Sie das Shell-Kommando an, um diese Datei absteigend numerisch sortiert in eine Datei namens sortiert.txt auszugeben. (f) Geben Sie das Shell-Kommando an, mit dem Sie sich aus der Datei aus Aufgabe (e) alle Datensätze der Personen anzeigen lassen können, die im Mai 1981 geboren sind. (g) Angenommen, Ihnen ist die genaue Verwendung des Shell-Kommandos sort entfallen. Wie können Sie sich auf Shell-Ebene behelfen?

3 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 1 (a) rm documents/pdf/*.pdf (b) rmdir documents/pdf (c) rm -r documents/pdf (d) CTRL-c (e) sort -rn geburtstage.txt >sortiert.txt (f) grep ˆ geburtstage.txt (g) man sort

4 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 2 Aufgabe 2 Gegeben sei folgender deterministischer endlicher Automat: (12 Punkte) Z = {z 1, z 2, z 3, z 4 } V = { 0, 1 } δ : Z V Z sei durch folgende Tabelle definiert: δ z 1 z 2 z 3 z 4 0 z 2 z 2 z 2 z 3 1 z 4 z 3 z 4 z 4 s = z 1 E = {z 3 } (a) Stellen Sie diesen Automaten graphisch dar. (b) Geben Sie eine Grammatik für die durch den Automaten definierte reguläre Sprache an. (c) Geben Sie vier verschiedene Sätze an, die durch den Automaten erkannt werden.

5 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 2 (a) S (b) (c) V T = { 0, 1 } V N = { z 1,, z 4 } Produktionsregeln P : z 1 0 z 2 z 1 1 z 4 z 2 0 z 2 z 2 1 z 3 z 3 ɛ z 3 0 z 2 z 3 1 z 4 z 4 0 z 3 z 4 1 z S = z 1

6 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 3 Aufgabe 3 (14 Punkte) Gegeben sei folgende Grammatik: V T = { 0, 1, (, ) } V N = { List, Elements, Element } Produktionsregeln P : List ( Elements ) Elements ɛ Elements Element Elements Element 0 Element 1 Element List Startsymbol S = List Geben Sie bei folgenden Sequenzen von Symbolen aus V T an, ob es sich dabei um Sätze handelt. Falls ja, ist jeweils eine formale Ableitung zu geben. (a) ɛ (b) 0 (c) () (d) (0) (e) (01) (f) (0(1))

7 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 3 (a) Nein. (b) Nein. (c) Ja: List ( Elements ) ( ) (d) Ja: List ( Elements ) ( Element Elements ) ( 0 Elements ) ( 0 ) (e) Ja: List ( Elements ) ( Element Elements ) ( 0 Elements ) ( 0 Element Elements ) ( 0 1 Elements ) ( 0 1 ) (f) Ja: List ( Elements ) ( Element Elements ) ( 0 Elements ) ( 0 Element Elements ) ( 0 List Elements ) ( 0 List ) ( 0 ( Elements ) ) ( 0 ( Element Elements ) ) ( 0 ( 1 Elements ) ) ( 0 ( 1 ) )

8 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 4 Aufgabe 4 (12 Punkte) Für das Wochenende wird eine Segelpartie geplant, wofür mindestens zwei Personen notwendig sind. Anton oder Carl muß dabei sein, weil nur die beiden einen Segelschein haben. Wenn Ernst dabei ist, wird auch Carl kommen. Wenn Carl mit von der Partie ist, werden Bettina und Diana nicht ausbleiben. Falls jedoch Anton kommt, wird Ernst auf die Segelpartie verzichten. Anton und Diana werden als Paar genau dann dabei sein, wenn Bettina und Ernst mitmachen. Gegeben seien folgende Variablen in Oberon: VAR anton, bettina, carl, diana, ernst: BOOLEAN; Die Variablen anton, bettina, carl, diana und ernst sind jeweils TRUE, falls die betreffende Person mit von der Segelpartie ist, ansonsten FALSE. Schreiben Sie im folgenden zu den einzelnen Aussagen entsprechende BOOLEAN-Ausdrücke in Oberon, die die Korrektheit überprüfen: (a) Anton oder Carl muß dabei sein. (b) Wenn Ernst dabei ist, wird auch Carl kommen. (c) Wenn Carl mit von der Partie ist, werden Bettina und Diana nicht ausbleiben. (d) Falls jedoch Anton kommt, wird Ernst auf die Segelpartie verzichten. (e) Anton und Diana werden als Paar genau dann dabei sein, wenn Bettina und Ernst mitmachen.

9 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 4 (a) anton OR carl (b) ernst OR carl (c) carl OR bettina & diana (d) anton OR ernst (e) anton & diana = bettina & ernst

10 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 5 Aufgabe 5 (12 Punkte) Vereinfachen Sie jeweils soweit wie möglich die BOOLEAN-wertigen Ausdrücke in den einzelnen Teilaufgaben. Dabei ist insbesondere die Verwendung des Negations- Operators zu minimieren. Folgende Variablen-Deklarationen können angenommen werden: VAR i, j: INTEGER; a, b, c: BOOLEAN; (a) (j < 0) OR (j = 0) (b) (j > 5) & (j > 7) (c) a = TRUE (d) (a & b) (e) (a & b) OR (a & c) (f) (a & b) OR ( a & b)

11 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 5 (a) j <= 0 (Noch einfacher wäre natürlich j < 1). (b) j <= 5 (Noch einfacher wäre natürlich j < 6). (c) a (d) a OR b (e) a & (b OR c) (f) a = b

12 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 6 Aufgabe 6 Gegeben sei das folgende Oberon-Programm: (12 Punkte) MODULE Obscure; IMPORT Write; CONST maxsum = 10; VAR a, b: INTEGER; PROCEDURE IsGreaterThanMaxsum(VAR x: INTEGER; y: INTEGER) : BOOLEAN; BEGIN INC(x, y); RETURN x > maxsum END IsGreaterThanMaxsum; BEGIN a := 5; b := 6; Write.String("a = "); Write.Int(a, 1); Write.Ln; Write.String("b = "); Write.Int(b, 1); Write.Ln; Write.String("Die Summe von a und b ist "); IF IsGreaterThanMaxsum(a,b) THEN Write.String("nicht "); END; Write.String("groesser als "); Write.Int(maxsum, 1); Write.String(", denn: "); Write.Int(a, 1); Write.String(" + "); Write.Int(b, 1); Write.String(" = "); Write.Int(a+b, 1); Write.Ln; END Obscure. (a) Was gibt dieses Programm aus? (b) Diese Ausgabe ist wohl nicht das, was sich der Programmierer aller Wahrscheinlichkeit nach vorgestellt hatte! Geben Sie stichwortartig eine (sinnvolle) Möglichkeit an, wie das Programm so verändert werden kann, daß es die erwünschte Ausgabe liefert.

13 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 6 (a) dublin$ Obscure a = 5 b = 6 Die Summe von a und b ist groesser als 10, denn: = 17 dublin$ (b) Der Parameter x bei der Prozedur IsGreaterThanMaxsum sollte ein Werte-Parameter sein.

14 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 7 Aufgabe 7 (12 Punkte) Gegeben sei das (nicht ganz vollständige) folgende Oberon-Programm Power.om zur Berechnung von Potenzen. MODULE Power; IMPORT Read, Streams, Write; VAR base, exp, result: INTEGER; (* Das hier ist nun Ihr Teil... *) BEGIN Write.Line("Bitte die Basis eingeben:"); Read.Int(base); IF Streams.stdin.count = 0 THEN Write.LineS(Streams.stderr, "Ungueltige Eingabe!"); HALT(1); END; Write.Line("Bitte den Exponenten eingeben:"); Read.Int(exp); IF Streams.stdin.count = 0 THEN Write.LineS(Streams.stderr, "Ungueltige Eingabe!"); HALT(1); END; result := Exp(base, exp); Write.Int(base, 1); Write.String(" hoch "); Write.Int(exp, 1); Write.String(" = "); Write.Int(result, 1); Write.Ln; END Power. Die Ausgabe des Programms soll wenn es vollständig implementiert ist und zwei ganze Zahlen (wobei der Exponent > 0 sein soll) eingelesen werden konnten wie folgt aussehen: theseus$./power Bitte die Basis eingeben: 5 Bitte den Exponenten eingeben: 3 5 hoch 3 = 125

15 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 7 (a) Schreiben Sie den fehlenden Teil des Programms. Dabei ist die Verwendung von Bibliotheksfunktionen nicht zulässig. (b) Lässt sich die Funktion Power auch für die Verwendung von negativen Exponenten erweitern? Begründen Sie kurz Ihre Antwort!

16 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 7 (a) PROCEDURE Exp(base, exp: INTEGER) : INTEGER; VAR result: INTEGER; BEGIN ASSERT(exp > 0); result := 1; WHILE exp > 0 DO result := result * base; DEC(exp); END; RETURN result END Exp; (b) Nein, dann müßte der Datentyp REAL an Stelle von INTEGER verwendet werden. Hinweis: In der Aufgabenstellung war versehentlich von einer Funktion Power die Rede. Nun ist Power der Name des Moduls und Exp der Name der Funktion. Deswegen ist auch eine Antwort mit Ja zulässig, falls dann angedeutet wird, welche Änderungen das mit sich bringen würde.

17 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Aufgabe 8 Aufgabe 8 Gegeben seien folgende Deklarationen: (12 Punkte) CONST maxnofentries = 100; TYPE MyArray = RECORD count: INTEGER; (* number of entries in array *) array: ARRAY maxnofentries OF INTEGER; END; Schreiben Sie eine Prozedur SumArray, die die alternierende Summe der Arrayelemente ausgibt, das heißt, Arrayelemente an geraden Positionen werden addiert, Elemente an ungeraden Positionen werden subtrahiert. PROCEDURE SumArray(array: MyArray) : INTEGER;

18 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 8 PROCEDURE SumArray(array: MyArray) : INTEGER; VAR index: INTEGER; sum: INTEGER; BEGIN sum := 0; index := 0; WHILE index < array.count DO IF ODD(index) THEN DEC(sum, array.array[index]); ELSE INC(sum, array.array[index]); END; INC(index); END; RETURN sum END SumArray;

19 Klausur Grundlagen der Informatik I (WS 2004/2005) Lösung zur Aufgabe 8