ABSCHLUSSKLAUSUR PROGRAMMENTWICKLUNG I

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1 Dr. Achim Ebert Dipl.-Inf. Jürgen Wulfekühler Technische Universität Kaiserslautern Fachbereich Informatik ABSCHLUSSKLAUSUR PROGRAMMENTWICKLUNG I SS JULI 2010 (DAUER: 120MIN) Name Vorname Matrikel-Nummer Studienfach Scheinklausur Prüfungsklausur (bitte ankreuzen!) Hinweise: 1. Schreiben Sie Ihren Namen, Vornamen und Ihre Matrikelnummer auf dieses Deckblatt und auf jedes Blatt, welches Sie bearbeiten. Klausurblätter ohne diese Angaben werden nicht korrigiert! 2. Überprüfen Sie, dass Ihre Klausur vollständig ist (31 Seiten inkl. Leerseiten)! 3. Schreiben Sie Ihre Lösungen gut lesbar mit Füller oder Kugelschreiber Bleistift und Rotstift sind nicht erlaubt! Abweichende Abgaben werden nicht korrigiert! 4. Die Klausur muss geheftet bleiben lose Blätter sind nicht erlaubt! 5. Bearbeiten Sie die Aufgaben ausschließlich auf den jeweiligen Blättern. Erst wenn Vorder- und Rückseite des Blattes nicht ausreichen, dürfen Sie die am Ende der Klausur angehangenen Zusatzblätter verwenden. Sollten Sie weitere Blätter benötigen, wenden Sie sich bitte an die Aufsicht eigene Blätter sind nicht erlaubt! 6. Zur Lösung der Aufgaben sind keinerlei Hilfsmittel erlaubt, nur Sprachwörterbücher dürfen benutzt werden. Die Nutzung von elektronischen Geräten ist nicht gestattet, Handys müssen ausgeschaltet sein! Außer Schreibmittel und Klausur dürfen keine weiteren Dinge auf dem Tisch liegen! Bei Verstößen gegen diese Regelungen wird Ihre Klausurteilnahme beendet und die Klausur mit 0 Punkten bewertet! 7. Bei Täuschungsversuchen wird Ihre Teilnahme sofort beendet und die Klausur mit 0 Punkten bewertet. Der Täuschungsversuch wird zudem ans Prüfungsamt gemeldet! 8. Lesen Sie sich vor der Bearbeitung jeder Aufgabe diese sorgfältig durch. 9. Falsche Antworten bei Multiple-Choice-Aufgaben führen zu Punktabzug! Aufg Pkte. Max

2 Aufgabe 1: Zahlensysteme a) Wandeln Sie die Zahl ins Dezimalsystem um (Der Rechenweg muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [3P] b) Wandeln Sie die Zahl ins Dezimalsystem um (Der Rechenweg muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [3P] c) Wandeln Sie die Zahl ins Binärsystem um (Der Rechenweg muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [3P] Seite 2

3 d) Wandeln Sie die Zahl ins Binärsystem um (Der Rechenweg muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [3P] e) Wandeln Sie die Zahl ins Oktal- und Hexadezimalsystem um (Die Herleitung muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [2P] f) Wandeln Sie die Zahl ins Oktal- und Hexadezimalsystem um (Die Herleitung muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [2P] Seite 3

4 g) Lösen Sie die Rechenoperation in Binärarithmethik (Der binäre Rechenweg muss ersichtlich sein, die reine Lösung reicht nicht aus)! [4P] Hinweis: Bestimmen Sie zunächst das Zweierkomplement. Seite 4

5 Aufgabe 2: Boole sche Algebra a) Nennen Sie die Assoziativgesetze der Boole schen Algebra! [2P] b) Nennen Sie die De Morgan schen Gesetze der Boole schen Algebra! [2P] c) Zeigen Sie, dass die unter Teil a) genannten Assoziativgesetze gelten! [4P] Hinweis: Beweis durch Wertetabelle. Seite 5

6 d) Zeigen Sie, dass die unter Teil b) genannten De Morgan sche Gesetze gelten! [4P] Hinweis: Beweis durch Wertetabelle. e) Geben Sie das Nummerierungsschema für KV-Diagramme an! [2P] Seite 6

7 f) Minimieren Sie die folgende Funktion mittels eines KV-Diagramms: [5P] f (x 3,x 2,x 1,x 0 ) = x 3 x 2 x 1 x 0 + x 3 x 2 x 1 x 0 + x 3 x 2 x 1 x 0 + x 3 x 2 x 1 x 0 + x 3 x 2 x 1 x 0 g) Minimieren Sie die folgende Funktion mittels eines KV-Diagramms: [4P] f (x 3,x 2,x 1,x 0 ) = (1, 8, 9, 12) Seite 7

8 h) Minimieren Sie die folgende Funktion mittels eines KV-Diagramms: [6P] f (x 4,x 3,x 2,x 1,x 0 ) = (2, 3, 8, 9, 18, 26) Don t Care-Terme: 0, 1, 5, 10, 11, 16 i) Minimieren Sie die folgende Funktion mittels eines KV-Diagramms: [6P] f (x 4,x 3,x 2,x 1,x 0 ) = (4, 7, 8, 11, 20, 23, 24, 27) Don t Care-Terme: 0, 3, 12, 15, 16, 19, 28, 31 Seite 8

9 Aufgabe 3: Java-Bausteine j) Multiple Choice [6P] Aussage wahr falsch Der Datentyp char benötigt 2 Byte Speicherplatz. Bei einer Variablen-Deklaration kann der Typ auch erst später im Programm angegeben werden. 123 ist ein zulässiger Variablenname. true und false sind Literale. Mit static markierte Variablen können nicht geändert werden. Instanzvariablen müssen initialisiert werden, k) Ein funktionierendes Java-Programm ist durcheinander geraten. [10P] Es soll die folgende Ausgabe erzeugen: % java Aufgabe4b Die einzelnen Codeteile des Programms sind in folgender Liste ungeordnet angegeben. x++ if (x == 1) System.out.println (x + " " + y) class Aufgabe4b for (int y=4; y>2; y--) for (int x=0; x<4; x++) public static void main (String[] args) In der Unordnung sind leider auch alle geschweiften Klammern und Semikolons verloren gegangen. Bauen Sie aus den Bausteinen, Semikolons und geschweiften Klammern wieder ein funktionsfähiges Programm, dass die obige Ausgabe erzeugt! Seite 9

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11 Aufgabe 4: Entwicklung von Java-Methoden a) Im Editor stehe der folgende Quelltext eines Java-Applikation [6P] public class PE1 { } public static void main (String[] args) { System.out.println("Hello World"); } Unter welchem Dateinamen muss der Text abgespeichert werden? Geben Sie die Anweisung zum Übersetzen dieses Quelltexts an! In welcher Datei wird das Übersetzungsergebnis abgespeichert? Muss jede ausführbare Java-Applikation eine main-methode enthalten? Wozu dient der Java-Compiler bzw. der Java-Interpreter? Seite 11

12 b) Erstellen Sie eine Klassendefinition für ein Prepaid-Konto für einen Handyvertrag. Im Folgenden sind grundlegende Informationen für die Erstellung als Kommentare angegeben. Füllen Sie die Methoden mit Leben. [14P] class Prepaidkonto { // Instanzvariable Kontostand... // (Zugriffs-) Methoden // (1) Kontostand abfragen... // (2) Konto aufladen (volle Euro)... // (3) Telefonieren (Minuten) // Konto darf nicht auf Null sein, sonst verweigern // Konto darf nicht ins Negative gehen soll zu lange // telefoniert werden: verweigern // Eine Minute kostet einen Euro.... } c) Erstellen Sie zum Testen des Bankkontos ein Hauptprogramm in einer eigenen Klasse. [8P] public class Handy { // Anlegen eines Prepaidkontos mit 10 Euro Startguthaben... // Kontostand abfragen... // 9 Minuten Telefonieren... // Aufladung von 10 Euro vornehmen... // Kontostand abfragen... // 25 Minuten telefonieren... // Kontostand abfragen... } Hinweis: Achten Sie in beiden Aufgabeteilen darauf, dass Sie sauber programmieren (Einrückungen, Kommentare,...)! Seite 12

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15 Aufgabe 5: Arrays a) Multiple Choice [3P] Aussage wahr falsch a[4] greift auf das letzte Element des Arrays int[] a = new int[5] zu. Mit den Operatoren == und!= kann man prüfen, ob zwei Arrays die gleichen Werte enthalten. In Arrays werden Objekte wie Variablen gespeichert. b) Entwerfen Sie Java-Methode minmax, welche als Parameter ein eindimensionales Feld f bestehend aus ganzen Zahlen erwartet. Die Methode bestimmt sowohl das Minimum als auch das Maximum der in Feld f gespeicherten Zahlen und gibt diese auf dem Bildschirm in der Form min=..., max=... aus. Zusätzlich werden Minimum und Maximum als Ergebnis der Methode zurückgegeben. [8P] Seite 15

16 c) Die Methode ausgabe gibt beim Aufruf ausgabe(v) mit einem int-feld v als Argument alle Elemente dieses Feldes in einer Zeile aus. Nach jedem Element außer nach dem letzten wird als Trennzeichen ein Komma ausgegeben. Welche Ausgebe wird unter dieser Voraussetzung durch folgendes Programmfragment erzeugt? [5P] int [] f = {1, 2, 3, 4}; int [][] m1 = new int [f.length][]; for(int i = 0; i < m1.length; i++) m1[i] = new int[ f[i] ]; System.out.print("a: "); ausgabe(m1[2]); int [][] m2 = { {10, 11}, {12, 13, 14}, {15, 16, 17, 18}}; System.out.print("b: "); ausgabe(m2[2]); m1[2] = m2[1]; System.out.print("c: "); ausgabe(m1[2]); m2[1][1] = 10; System.out.print("d: "); ausgabe(m1[2]); f = m1[2]; m [1][0] = 99; System.out.print("e: "); ausgabe(f); a: b: c: d: e: Seite 16

17 d) Entwerfen Sie eine Java-Methode einfuegen, die als Parameter ein eindimensionales Array a vom Typ char und zwei int-variablen b und c nimmt sowie wieder ein Array zurückliefert. Ziel der Methode ist das Einfügen des Elements b an der Stelle c im Array und Rückgabe des Ergebnisses. Das Array a ist bei Übergabe bereits vollständig gefüllt, die Länge von a ist beliebig. Die Abfrage.length auf dem Ergebnis-Array soll nach Aufruf der Methode immer ein korrektes Ergebnis liefern. [8P] Seite 17

18 Aufgabe 6: Kontrollstrukturen a) Multiple Choice [3P] Aussage wahr falsch Jede for-schleife lässt sich durch eine while-schleife ersetzen. Bei einer switch-anweisung muss jeder Auswahlblock mit einer break-anweisung enden. Bei einer markierten break-anweisung break label; wird die Schleifenumgebung verlassen und das Programm an einer beliebigen, mit label: markierten Stelle fortgesetzt. b) Wandeln Sie die folgende for-scheife in eine do-while-schleife um! [6P] for(int i = 0; i > 5; i++){ System.out.println(i); } Seite 18

19 c) Was gibt die unten angegebene Java-Methode bei Aufruf mit calc6c(11) bzw. calc6c(12) aus? Füllen Sie die Tabelle für alle Ausgabeschritte aus! [8P] void calc6c (int i) { } System.out.println ("i: " + i); int k = 0; while (i < 40 && k < 6) { k++; if ( i % 2 == 0) { i = i / 2; System.out.println ("i: " + i); continue; } if ( i % 3 == 0 ) { i = i * 5 + 2; System.out.println ("i: " + i); break; } i = 3 * i + 1; System.out.println ("i: " + i); } System.out.println ("k: " + k); calc6c(11) calc6c(12) i: 11 i: 12 Seite 19

20 Aufgabe 7: Vererbung und Konstruktoren a) Interfaces: [12P] Gegeben sei folgendes Interface: 01 public interface Interaktion { 02 public abstract String readstring (String abf); 03 // Liest einen String ein und gibt diesen zurück. 04 public abstract void meldung (String s); 05 // Gibt dem Benutzer den String s aus. 06 } Die folgende Java-Klasse soll nun dieses Interface implementieren. Finden und korrigieren Sie die Fehler, die eine richtige Implementierung verhindern. Geben Sie hierzu für jeden Fehler die Zeilennummer an, begründen Sie kurz die Fehlerursache und geben Sie die korrigierte Fassung an. 07 import java.io.*; 08 public class Kommandozeile implement Interaktion { 09 private String lesestring (String Abfrage) { 10 try { 11 BufferedReader in; 12 in = new BufferedReader (new InputStreamReader(System.in)); 13 System.out.println(Abfrage); 14 String s =in.readline(); 15 return s; 16 } 17 catch(ioexception ex){ 18 System.out.println(ex.getMessage()); 19 return null; 20 } 21 } 22 public boolean meldung (String Meldung, boolean ok){ 23 System.out.println(Meldung); 24 return ok; 25 } 26 } Seite 20

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22 b) Konstruktoren und Methoden Teil 1 [8P] Entwerfen Sie eine Klasse Punkt2D entsprechend folgenden Vorgaben: Attribute: Konstruktoren: Koordinaten x, y vom Typ double Default (ohne Parameter): Initialisierung des Punktes auf (0,0) Mit Parameter: Punktkoordinaten double x, y Klassenmethoden: Abstand Parameter: zwei 2D-Punkte Rückgabewert: Entfernung zwischen ihnen Seite 22

23 Hinweis: Zum Lösen der beiden Aufgabenteile c) und d) verwenden Sie bitte die folgenden beiden Leerseiten! c) Konstruktoren und Methoden Teil 2 [14P] Entwerfen Sie eine Klasse Rechteck auf Basis der obigen Punktklasse. Vermeiden Sie möglichst doppelten Code. Attribute: Konstruktoren: Methoden: Punkte linksunten und rechtsoben vom Typ Punkt2D Default (ohne Parameter): linke untere Ecke im Punkt (0,0), horizontale Seitenlänge 2, vertikale Seitenlänge 1 Mit Parameter: Koordinaten der Eckpunkte links unten und rechts oben Fläche Parameter: keine, Rückgabewert: Fläche a. Umfang Parameter: keine, Rückgabewert: Umfang u. Pruefung Parameter: Punkt2D p, Rückgabewert: true falls Punkt im Rechteck oder auf dessen Rand liegt, sonst false. d) Konstruktoren und Methoden Teil 3 [8P] Entwerfen Sie eine Klasse Quadrat auf Basis der obigen beiden Klassen. Vermeiden Sie möglichst doppelten Code. Attribute: wie beim Rechteck Konstruktoren: Default (ohne Parameter): linke untere Ecke im Punkt (0,0), Seitenlängen 1 Mit Parameter: Koordinaten der Eckpunkte links unten und rechts oben Mit Parameter: Koordinate des Eckpunkts links unten und die Seitenlänge Methoden: gleiche Funktionalität wie beim Rechteck Seite 23

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26 Aufgabe 8: Evaluierungen a) Was ist der zentrale Unterschied zwischen analytischer und empirischer Evaluierung? [2P] b) Skizzieren Sie den Evaluation Cycle! [6P] Seite 26

27 c) Nennen Sie die zehn Heuristiken nach Nielson zur Durchführung einer heuristischen Evaluation! [10P] Seite 27

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