Kurs 1793 Software Engineering I Nachklausur am

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1 Seite: 1 Aufgabe 1 (15 Punkte) Raumplanung In dieser Aufgabe soll anhand einer Problembeschreibung ein ER-Diagramm entworfen werden. Problembeschreibung In der Oberstufe einer Schule werden die Schüler in Kursen unterrichtet. Ein Kurs besteht aus mehreren Schülern, die in einem bestimmten Fach immer gemeinsam unterrichtet werden. Ein Schüler belegt für jedes Fach einen Kurs. In Grundkursen gibt es 3 Unterrichtsstunden pro Woche, in Leistungskursen 6. Der Unterricht findet in einem Raum statt, der durch seine Raumnummer identifiziert wird. Beim Entwurf des Stundenplans muß darauf geachtet werden, daß jeder Lehrer zu einer gegebenen Unterrichtsstunde (gegeben durch Datum und Stunde) nur einen Kurs unterrichten kann. Für die Raumplanung ist wichtig, daß ein Raum nicht gleichzeitig von mehreren Kursen belegt werden kann. Ausgehend von der Problembeschreibung ist es Ihre Aufgabe, die Daten des Systems durch ein ER-Diagramm so zu modellieren, daß ein daraus entworfenes Programm die folgenden Anfragen beantworten kann: 1. Welche Schüler werden durch Lehrer L unterrichtet? 2. Welche Fächer werden in Raum R unterrichtet? 3. In welchem Raum befindet sich Schüler S am in der 3. Stunde? 4. Welche Lehrer haben am in der 3. Stunde keinen Unterricht? 5. Wann wird der Raum R zum nächsten Mal frei sein? 6. Welche Lehrer unterrichten keinen Leistungskurs? Aufgabenstellung Entwickeln Sie ein möglichst einfaches ER-Diagramm, das zur Beantwortung der obigen Anfragen ausreicht. Stellen Sie das ER-Diagramm graphisch dar und geben Sie zu jedem Entitätstyp durchschnittlich zwei Attribute an.

2 Seite: 2 Kurs 1793 Software Engineering I Aufgabe 2 (5 14 = 19 Punkte) Euro-Umstellung Der Taschenrechner aus Abb. 2.1 erlaubt das Addieren von beliebig vielen ganzen Zahlen. Sein Verhalten wird durch das Zustandsdiagramm in Abb. 2.2 beschrieben. In dem Zustandsdiagramm kommen die Variablen Anzeige und Speicher vor. Der Inhalt der Variablen Anzeige ist im Display des Taschenrechners zu sehen, die Variable Speicher wird nur intern zum Summieren gebraucht = Abb. 2.1: Ursprünglicher Taschenrechner Ziffer Anzeige:=Anzeige*10Ziffer Ziffer Anzeige:=Anzeige*10Ziffer Anzeige:=0 Speicher:=0 Speicher:=Anzeige Anzeige:= 0 Eingabe Eingabe 1. Summand 2. Summand = Anzeige:=SpeicherAnzeige Speicher:=SpeicherAnzeige Anzeige:= 0 Ziffer Anzeige:=Ziffer Ergebnis anzeigen Ziffer steht für eine der Tasten 0 bis 9 Abb. 2.2: Zustandsdiagramm des ursprünglichen Taschenrechners

3 Seite: 3 a) Füllen Sie die folgende Tabelle aus, so daß sie jeweils den Inhalt der Variablen Anzeige und Speicher nach jedem Zeichen des Eingabestrings 1221= 31= enthält: Eingabe = 3 1 = Anzeige 1 Speicher b) Wegen der Euro-Umstellung soll ein neuer Taschenrechner entwickelt werden, der DM- und Euro-Beträge gemischt addieren kann (vgl. Abb. 2.3). Die Eingabe soll auch jetzt nur ganzzahlig erfolgen. Zur Vereinfachung nehmen wir an, dass 1 Euro = 2 DM gilt. Bei der Umrechnung von DM in Euro entstehende Nachkommastellen werden abgeschnitten. Die folgende Tabelle beschreibt das Verhalten des neuen Rechners anhand der Beispiel- Eingabe 12 DM 3 EUR 4 DM =DM 3 DM 1 EUR =EUR : Eingabe 1 2 DM 3 EUR 4 DM =DM 3 DM 1 EUR =EUR Anzeige Geben Sie ein Zustandsdiagramm an, das den Zwei-Währungs-Taschenrechner beschreibt DM EUR =DM =EUR Abb. 2.3: Zwei-Währungs-Taschenrechner

4 Seite: 4 Kurs 1793 Software Engineering I Aufgabe 3 (4 7 4 = 15 Punkte) Personalstruktur Zur Verwaltung der Personaldaten einer Firma existiert das folgende ER-Diagramm: Abteilung n beschäftigt m Mitarbeiter n 1 Zeitraum ist Vorgesetzter von Abb. 3.1: ER-Diagramm für die Personalstruktur Ein Mitarbeiter ist für einen bestimmten Zeitraum in genau einer Abteilung beschäftigt, kann aber nacheinander in verschiedenen Abteilungen arbeiten. Ein Mitarbeiter hat maximal einen Vorgesetzten, ist aber evtl. Vorgesetzter von mehreren anderen. In dieser Aufgabe soll das ER-Diagramm aus Abb. 3.1 in einen datenstrukturorientierten Grobentwurf übertragen werden. Hinweis: Für alle Entitätstypen sollen die IDs automatisch vom System vergeben werden. Aufgabenstellung: a) Übertragen Sie den Entitätstyp Abteilung, indem Sie die resultierenden Moduln und Teilsysteme (aus der Sicht des Entwerfers) graphisch darstellen.

5 Seite: 5 b) Beschreiben Sie, wie die attributierte (n,m)-beziehung beschäftigt und die (1,n)- Beziehung ist Vorgesetzter von übertragen werden, indem Sie die folgenden Fragen beantworten: 1. In welchen ADTs müssen jetzt zusätzlich Fremdschlüssel gespeichert werden? 2. Aus welchem Modul werden die Schlüssel jeweils importiert? c) Skizzieren Sie die Architektur des Gesamtsystems (aus der Sicht des Verwenders).

6 Seite: 6 Kurs 1793 Software Engineering I Aufgabe 4 ( = 21 Punkte) Hashset In Abb des Kurstextes (S. 215) wurde der GADT Objektliste vorgestellt. In dieser Aufgabe soll ein ähnlicher GADT mit dem Namen ObjektHashset spezifiziert werden. Ein Hashset entspricht genau einem Hashtable (vgl. Kurs Datenstrukturen ), nur mit dem Unterschied, daß nicht Paare der Form (Schlüssel, Objekt) gespeichert werden, sondern nur Objekte. Alle Objekte werden in einem Feld gespeichert. Eine sog. Hashfunktion ordnet jedem Objekt einen sog. Hashwert vom Typ CARDINAL zu, aus dem man den Index bestimmen kann, unter dem das Objekt in dem Feld gespeichert ist. Der GADT ObjektHashset hat einen generischen Typ TObjekt und als generische Operationen neben den Basisoperationen Create, Dispose, Equalize, Duplicate und IsEqual noch eine Hashfunktion als generische Operation. Der GADT ObjektHashset exportiert Operationen zum Erstellen und Löschen eines Hashset, Operationen zum Einfügen und Löschen eines Objekts, einen Test auf das Vorhandensein eines Objekts und je einen Test auf den leeren und vollen Hashset. Im Gegensatz zur Objektliste soll der Hashset kein aktuelles Element besitzen. Um Kapselung sicherzustellen, speichert der Hashset nur eine Kopie der eingefügten Objekte. In dieser Aufgabe soll schrittweise der GADT-Modul ObjektHashset spezifiziert und instantiiert werden. Aufgabenstellung: a) Spezifizieren Sie die formalen generischen Parameter (Typen und Operationen) des GADT Hashset, soweit sie sich von den Parametern des GADT Objektliste unterscheiden. b) Spezifizieren Sie die Exporte (Datentypen und Operationen). Bei der Benennung der Operationen halten Sie sich bitte möglichst genau an die Operationsnamen des GADT Objektliste. c) Gegeben sei ein ADT-Modul Student, der einen Typ TStudent und eine Hashfunktion exportiert. Instantiieren Sie den GADT ObjektHashset zu einem ADT Studentenverzeichnis, indem Sie die Rumpfspezifikation des ADT Studentenverzeichnis angeben. d) Skizzieren Sie den Modulgraph aller vorkommenden Moduln.

7 Seite: 7 Aufgabe 5 ( = 30 Punkte) Kontrollflußtestverfahren Gegeben ist das folgende Modula-2-Programm: 1 PROCEDURE Fakultaet(inZahl: CARDINAL) : CARDINAL; 2 (* -- Vorbedingung: inzahl > 0 *) 3 VAR 4 Zahl, Ergebnis: CARDINAL; 5 Ende : BOOLEAN; 6 BEGIN 7 Ende := FALSE; 8 Ergebnis := 1; 9 Zahl := inzahl; 10 REPEAT 11 IF Zahl > 1 THEN 12 Ergebnis := Ergebnis * Zahl; 13 Zahl := Zahl ELSE 15 Ende := TRUE 16 UNTIL Ende; 17 RETURN Ergebnis 18 (* -- Nachbedingung: Ergebnis = inzahl! *) 19 END; a) Wieviele Testfälle sind für einen Anweisungsüberdeckungstest mindestens erforderlich, wieviele für einen Zweigüberdeckungstest? Führen Sie einen Zweigüberdeckungstest mit möglichst wenigen Testfällen durch, indem Sie den kompaktifizierten Kontrollflussgraphen und für jeden Testfall einen Pfad und ein zu dem Pfad passendes Testdatum (bestehend aus Eingabe und erwarteter Ausgabe) angeben. b) Schreiben Sie eine beliebige Modula-2-Prozedur, bei der für den Zweigüberdeckungstest mehr Testfälle erforderlich sind als für den Anweisungsüberdeckungstest. Geben Sie den Kontrollflussgraphen und für jeden Testfall ein Testdatum an. c) Schreiben Sie eine beliebige Modula-2-Prozedur, bei der für den Minimalen Mehrfach-Bedingungsüberdeckungstest mehr Testfälle erforderlich sind als für den Zweigüberdeckungstest. Geben Sie auch auch hier den Kontrollflussgraphen und für jeden Testfall ein Testdatum an.