Lösungsvorschlag zu Übungsblatt 1 mit Korrekturhinweisen

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1 Universität Karlsruhe (TH) Fakultät für Informatik Lehrveranstaltung Informatik II Sommersemester 2008 Prof. Dr. K. Böhm Dipl.-Wirtsch.-Inf. C. Kühne Lösungsvorschlag zu Übungsblatt 1 mit Korrekturhinweisen erreichbare Punkte: 52T/0P Wie bei allen Theorieaufgaben akzeptieren wir nur handschriftlich erstellte Lösungen. Bitte erstellen Sie Ihre UML-Diagramme handschriftlich. Benutzen Sie bitte zur Kennzeichnung von abstrakte Klassen und Methoden spitze Klammern, etwa so: <Abstrakte- Komponente>. 1.1 Finde die Fehler! (9T) Die folgenden UML Diagramme enthalten einen oder mehrere Fehler. Beschreiben Sie kurz die Fehler und verbessern Sie die UML-Diagramme! a) Ein Bier ist ein Getränk mit Alkoholgehalt. Getränke kann man trinken 1. (2T) Fehler: Getränk ist keine Oberklasse von Bier. 1 Punkt, wenn Bier Getränk erweitert. 1 Punkt für reinziehen der trinken()methode in Getränk 1 Wer hätte das gedacht?

2 b) Finden Sie den Fehler in folgendem Klassendiagramm! (1T) Fehler: Opel:Auto ist eine Notation, die nur für Objektmodelle verwendet wird. 1 Punkt für Fehlerbehebung. c) Es soll folgender Sachverhalt beschrieben werden: Ein Zeitraum wird genau durch zwei Zeitpunkte begrenzt, nämlich einen Anfangs- und einen Endzeitpunkt. Anfangsund Endzeitpunkt unterscheiden sich bezüglich ihres Verhaltens nicht. (2T) Fehler:Anfang und Ende sind als Unterklassen von Zeitraum modelliert. 1 Punkt Abzug jeweils, falls Anfangs- und Endzeitpunkt als extra Klassen modelliert wurden oder die falschen Multiplizitäten eingetragen sind. 2

3 d) Finden Sie den Fehler in folgender Aktivität! (2T) Fehler: Wenn das Essen angebrannt ist, wird die gesamte Aktivität nie beendet. 1 Punkt auf korrekte Beschreibung des Fehlers. Ein Punkt richtige Loesung. Bonuspunkt fuer beide Loesungen. 3

4 e) Finden Sie den Fehler in folgendem Aktivitätsdiagramm! (2T) Fehler: Falls [weitere Aufgaben vorhanden] wahr ist, tritt Deadlock ein. Pfeile an eine Aktivität bedeuten impliziter Join. Aufgaben bearbeiten würde somit nicht mehr schalten, da es auf ein Token auf beiden anliegenden Transitionen wartet. 1 Punkt auf korrekte Beschreibung des Fehlers. 1 Punkt auf richtige Lösung. 1.2 Objektorientiert Analyse - Modellierungszenario Mitfahrgelegehnheit (35T) Setzen Sie folgende Beschreibungen für das Szenario Mitfahrgelegenheit in UML um. Benutzen Sie dafüur die jeweils angegebene Diagrammart. Modellieren Sie möglichst angemessen, d.h. weder zu umfangreich noch zu knapp. a) Modellieren Sie die folgenden Zusammenhänge in einem Anwendungsfalldiagramm. Erstellt werden soll ein System zur Vermittlung von Mitfahrgelegenheiten. Die Nutzer des Systems können in Fahrer und Mitfahrer unterteilt werden. Fahrer können ihre Fahrten im System eingeben. Dabei kann zwischen dem Eingeben von so genannten Etappenfahrten und einfachen Fahrten unterschieden werden. Beide Eingabevorgänge weisen viele Übereinstimmungen, jedoch auch einige Besonderheiten auf. Mitfahrer können nach Mitfahrgelegenheiten suchen. Sowohl das Suchen als auch das Eingeben von Fahrten beinhaltet das Erfassen von Streckenpunkten. Außerdem können sowohl Fahrer als auch Mitfahrer Mitfahrgelegenheiten absagen. (6T) 4

5 Jeweils einen halben Punkt auf: System, Fahrer, Mitfahrer, alle Anwendungsfälle, include bei Profileingabe, Vererbung bei Profileingabe, include bei Streckenpunkten. 5

6 b) Modellieren Sie die folgenden Zusammenhänge als Aktivitätsdiagramm. Modelliert werden soll das Eingeben einer Fahrt. Als erstes werden Abfahrtszeit und maximale Anzahl der Mitfahrer eingegeben. Beide Tätigkeiten werden in keiner besonderen Reihenfolge ausgeführt. Danach wählt der Fahrer die Art der Fahrt aus. Es kann zwischen Etappenfahrten und einfachen Fahrten unterschieden werden. Im ersten Falls werden Etappen erfasst. Im zweiten Fall werden Streckenpunkte erfasst, über die gefahren werden soll. Beide Erfassungsvorgänge machen von Streckenpunktobjekten gebrauch, die aus einer zentralen Datenbank stammen. (6T) Jeweils ein 1,5 Punkte für die Konzepte Parallelisierung (Fork, Join), Entscheidung/Merge und Datastore (insg. 4,5 Punkte). Jeweils ein halber Punkt auf Startknoten, Endeknoten und Aktion Art der Fahrt auswählen. c) Modellieren Sie die folgenden Zusammenhänge als Zustandsdiagramm. Eine Fahrt befindet sich nach dem Erfassen im Zustand Angesetzt. Eine angesetzte Fahrt kann entweder über freie Plätze verfügen oder ausgebucht sein. Sagt ein Fahrer die Fahrt ab, sollten alle Mitfahrer benachrichtigt werden. Nach Überschreiten des Fahrtdatums gilt eine Fahrt als durchgeführt. Sowohl nach Absage durch den Fahrer als auch nach Durchführung der Fahrt kann eine Fahrt nur noch automatisch archiviert werden. Damit endet auch ihr Lebenszyklus. Hinweis: Die Beschreibung ist unterspezifiziert. Ergänzen Sie die fehlenden Informationen für zwei nicht spezifizierte Zustandsübergänge auf sinnvolle Art und Weise. (6T) 6

7 3 Punkte auf den zusammengesetzten Zustand (ein halber auf jede richtige Transition mit Beschriftung bzw. Knoten/Zustand). Achtung: Startknoten muss auf jeden Fall innerhalb Angesetzt-Zustand sein, es muss ein oder-unterzustand modelliert sein und die Übergänge müssen halbwegs sinnvoll sein. Jeweils ein halber Punkt auf alle anderen Knoten, die Zustandseintrittsfunktion sowie die after()- Transition. d) Modellieren Sie diese und die folgenden Teilaufgaben jeweils als Klassendiagramm. Geben Sie pro Assoziationen Multiplizitäten sowie entweder Leserichtung oder mind. eine Rolle an. Vermeiden Sie Redundanzen. Eine Fahrt ist gekennzeichnet durch eine max. Anzahl an Mitfahrern und eine Abfahrtszeit. Sie lässt sich außerdem absagen. Fahrten können vollständig unterteilt werden in einfache Fahrten und Etappenfahrten, d.h. außer diesen beiden Arten gibt es keine anderen Fahrten. Etappenfahrten setzen sich aus einer geordneten Menge von Etappen zusammen. Etappen können ohne Fahrten nicht existieren. Für jede Etappe kann eine ungefähre Dauer und einen Preis angegeben werden. (3T) 7

8 Jeweils halben Punkt für: richtige Generalisierung, ordered, Komposition, Abstrakte Klasse, alle Attribute richtig, Multiplizitäten richtig. Richtig auch: falls ungefähre Dauer und Preis über Methoden statt als Attribute modelliert wurden. e) Streckenpunkte sind in einer Streckenpunktliste aggregiert. Aus dieser kann man Streckenpunkte auswählen. Streckenpunkte (Beispiele: Karlsruhe, Frankfurter Kreuz) verfügen über einen Namen und Geokoordinaten. Haltepunkte (Beispiele: Karlsruhe, Autobahnabfahrt Erfurt-Ost, erster Parkplatz links) sind eine besondere Form von Streckenpunkten. Sie verfügen zusätzlich über eine Beschreibung. (3T) Je ein Punkt auf Aggregation und Generalisierung. Jeweils einen halben Punkt 8

9 Abzug für fehlende Attribute/Methoden (natürlich: minimal 0 Punkte). f) Ein Benutzer verfügt über Telefonnummer und . Eine Benutzer kann als Mitfahrer an beliebig vielen Etappen oder einfachen Fahrten, aber nicht an Etappenfahrten, teilnehmen. Dazu wird er entsprechend hinzugefügt. Außerdem kann er der Fahrer beliebig vieler Fahrten sein. Eine Fahrt hat immer genau einen Fahrer. Zu einer Etappenmitfahrt kann je Mitfahrer ein Wunsch eintragen werden ( Am Fenster sitzen, Kein Heavy-Metal bitte im Radio ). Fahrten und (Etappen)Mitfahrten lassen sich absagen (erstere vom Fahrer, letztere von Mitfahrern). Benutzer können benachrichtigt werden (z.b. im Falle einer Absage). Eine einfache Fahrt kann ausgebucht sein. Bei Etappenfahrten soll die Ausgebuchtheit feingranularer, nämlich auf Etappenebene, geprüft werden. (3T) 1 Punkt auf Asso. zwischen Etappe und Benutzer inkl. Assoziationsklasse (alternativ: richtige Klasse, die m:n Beziehung auflöst), halber Punkt Abzug auf jede fehlende Klasse und jede falsche sonstige Assoziation. g) Setzen Sie die Teildiagramme aus den vorherigen drei Teilaufgaben zu einem Klassendiagramm zusammen. Sie können dabei Attribute und Methoden vernachlässigen. Ergänzen Sie zusäzlich folgende Informationen. Eine Etappe ist durch zwei Haltepunkte definiert - einen Anfangs- und einen Endhaltepunkt. Bei einer einfachen Fahrt werden beliebig viele Streckenpunkte in geordneter Reihenfolge erfasst, zumindest aber zwei (Anfangs- und Endpunkt). (3T) 9

10 Zusammenkopieren mit Konsistenz 1 Punkt, Von-Bis-Haltepunkte-Assoziationen 1 Punkt, Assoz. zw. Einfache Fahrt und Streck.punkte 1 Punkt. h) Modellieren Sie die das Szenario Buchen einer Etappe durch einen Mitfahrer als Sequenzdiagramm. Ein Mitfahrer wählt zunächst aus der Streckpunktliste Start- und Endpunkt der gewünschten Etappe aus. Anschließend wird sich der Mitfahrer bei der Etappe hinzufügen 2. Die Etappe überprüft zunächst, ob sie ausgebucht ist. Anschließend benachrichtigt sie den Fahrer (wartet jedoch nicht auf die Rückkehr des Methodenaufrufs). Der Fahrer gibt die Nachricht weiter. Dies wird allerdings nur angedeutet (die Nachrichtenübermittlung wird in einem anderen Diagramm spezifiziert). An- 2 Das Suchen und zur Verfügung stellen der Etappe soll hier nicht weiter berücksichtigt werden. 10

11 schließend verknüpft die Etappe den Mitfahrer und sich selbst durch das Anlegen des entsprechenden Objektes. Bei diesem registriert der Mitfahrer anschließend seinen Wunsch für die Etappe. Hinweis: Berücksichtigen Sie nur den Standardfall. D.h. Sie können z.b. davon ausgehen, dass eine Etappe vorhanden ist und müssen sich nicht um etwaige Grenzfälle kümmern. Sie können auch auf die Verwendung kombinierter Fragmente verzichten. Sie können aus Übersichtsgründen auch auf das Angeben von Rückantworten von Nachrichten verzichten. Das erstellte Sequenzdiagramm sollte allerdings konsistent zum Klassendiagramm aus Teilaufgabe 1.2 g) sein, d.h. die Klassen sollten über die aufgerufenen Methoden verfügen. Miteinander kommunizierende Klassen sollten einander kennen. (5T) Bewertung schwierig, da abhängig von Klassendiagrammen. Halber Punkt für: rekursiver Aufruf, verlorene Nachricht. Beide unabhängig von Klassendiagrammen, da eindeutig im Text beschrieben. Halber Punkt für jede Lifeline in Konsistenz mit Klassendiagramm (max. 2 Punkte). 2 Punkte für richtige Nachrichten und Konsistenz. 1.3 Objektorientierter Entwurf - Chicken Farm (8T) In der Datei ueblatt01.jar finden Sie Klassen zum Szenario Hühnerfarm. Für die folgenden Modellierungsaufgaben brauchen Sie nur die darin befindlichen Klassen zu berücksichtigen. Die referenzierenten Klassen aus der Java Klassenbibliothek sollen nicht mit in 11

12 die Modellierung einbezogen werden. Des Weiteren können Sie alle Aufrufe von privaten Methoden und main()-methoden vernachlässigen. a) Modellieren Sie die Klassen aus dem Paket de.uka.ipd.info2.chickens als Klassendiagramm, inklusive ihrer Methoden und Assoziationen. Geben Sie Navigationsrichtungen und Multiplizitäten an. Berücksichtigen Sie die Parameter von Methoden und deren Typen sowie Rückgabetypen. (3T) Hinweis: use-assoziation musste nicht mit modelliert werden. Einen halben Punkt Abzug für jedes fehlende bzw. fehlerhafte Konzept (Klasse, Operation, Assoziation, Parameter- oder Rückgabetyp). b) Modellieren Sie das von der Methode layeggsandcackle() der Klasse de.uka.ipd.info2.chickens.chickenfarm ausgehende Szenario inkl. der beteiligten Klassen als Sequenzdiagramm. Gehen Sie davon aus, dass layeggsandcackle() von einem Objekt mit dem Namen anobject aufgerufen wird. Modellieren Sie detailliert. Berücksichtigen Sie Rückantworten, Parameter und Kontrollstrukturen. (5T) 12

13 Je einen Punkt auf korrekte kombinierte Fragmente. Einen halben Punkt auf jede Lifeline. Einen Punkt für restliche Stimmigkeit. Einen halben Punkt Abzug für jeden fehlerhaften Aufruf oder Aufrufreihenfolge (max. 3 Punkte Abzug dafür) sowie fehlende Rückgabetypen ). c) Bonusaufgabe (6 Theoriebonuspunkte): Es gibt Änderungsanfordungen seitens des Betreibers der (virtuellen) Hühnerfarm. Er möchte Gummihühner (rubber chickens) in sein Programm aufnehmen. Diese können allerdings keine Eier legen. Außerdem möchte er Hühner züchten, bei denen das Eierlegeverhalten dynamisch zur Laufzeit angepasst werden kann. Das gleiche gilt für das Laufverhalten der Hühner. Können Sie ihm helfen und das Problem lösen? Beschreiben Sie Ihre Lösung mit Hilfe eines UML-Diagramms und Codefragmenten. Achten Sie bei Ihrer Lösung auf Vermeidung von redundantem Code und eine möglichst gute Wiederverwend- 13

14 barkeit. Hierzu bitte nichts im Tutorium üben. Ich möchte erreichen, dass die Leute selber nachdenken. Punkte nach eigenem Ermessen, je nach Qualität der Lösung. 14

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