Prüfungsprotokoll und Fragenkatalog Entwicklungswerkzeuge und SWA

Transkript

1 Modul Softwaretechnik für ngenieure Softwareentwicklungswerkzeuge und Softwarearchitektur Mündliche Prüfung Prüfer: Dr. Kubek / Beisitzer: Hr. Berg Aufgrund der längerfristigen Erkrankung von Dr. Heinrichsmeyer übernahm Dr. Kubicek kurzfristig die Prüfung. Die Prüfung gestaltete sich sehr angenehm. Die Fragen stammten im Wesentlichen aus dem vom Michael zusammengestellten Fragen- und Vorbereitungskatalog, den ich meinem Protokoll angehängt habe. Software nach einiger Zeit von Kollegen wieder bekommen was ist zu tun? Wie kann man Änderungen eines weiteren Entwicklers integrieren? Welche Probleme treten auf, wenn eine Gruppe Software entwickelt? Softwarekonfigurationsmanagement RCS/CVS Begriffe: Version, Revision und Variante? Wenn man Varianten pflegen muss, warum nicht mit CVS Zweigen? 2-Wege / 3-Wege Merge? Wie arbeitet Diff? Makefile Wie kann man die Funkion eines Programms testen? Wie kann man die Funktion eines Programms nach einer Änderung testen? Was ist Regressionstesten? Unterschied zwistchen Systemtest und Komponententest? GRPOF / GCOV Wie kann man Speicherprobleme (Zeigerprobleme) analysieren? Was macht Valgrind? Statische Analysemöglichkeiten? PDG? LEX? ANTLR? Was ist Softwarearchitektur? Was ist der Unterschied zwischen Software und einem Softwaresystem? Was ist die Umgebung / Plattform eine Software? Was sind Sichten? Welche Architekturmuster kennen sie? Referenzmuster Schichtarchitektur erklären Nennen sie Frameworks Unterschied zwischen Komponenten- und Programmframework? Was ist ein Architekturframework / Beispiel Was ist ein Programmframework / Beispiel Was ist ein Komponentenframework / Beispiel Welches Architekturmuster wird bei GUs häufig verwendet? Was ist EJB? Was ist COM? Nennen und erklären sie fünf UML Diagramme Was ist MDA? Was ist SOA?

2 Prüfungsprotokoll und Fragenkatalog Entwicklungswerkzeuge und SWA Hi, meine Prüfung fand am im Studienzentrum Leipzig per Video statt. Prüfer war Herr Dr. Heinrichmeyer, Beisitzer Herr Winkler. Zeichnen konnte ich leider nichts, da der Dokumentenübertrager bei Herrn Dr. Heinrichmeyer nicht eingeschaltet war. Dr. Heinrichmeyer hatte einen Ordner mit, vom dem er die oberen Zettel vor jeder Frage konsultierte. Wahrscheinlich standen dort Fragen oder Themen drauf. Herr Winkler hat die ganze Prüfung nichts gesagt und fleißig mitgeschrieben. Bis auf eine kurze Verspätung der Videokonferenz lief die Prüfung wie geschmiert und an dem Ergebnis gibt es nichts zu meckern. ch habe mal einen Fragekatalog angehangen (mit Auftrittswahrscheinlichkeit anhand vorhandener Protokolle ;) und meine Fragen darin blau markiert. Viele Grüße, Michael

3 Software nach einiger Zeit von Kollegen wieder bekommen was ist zu tun? Wie kann man Änderungen eines weiteren Entwicklers integrieren? Welche Probleme treten auf, wenn eine Gruppe Software entwickelt? verschiedene Codingstyles eine Datei wird von 2 Leuten geändert Änderungen integrieren Schnittstellen eines Moduls/Klasse ändern sich Konflikt mit anderen Modulen Erklären sie Source Code Control Systeme - SCCS ist eine SW zur Versionsverwaltung (ähnlich RCS) SKM erkären. Ziele. CVS Softwarekonfigurationsmanagement (= Softwareverwaltung) organisiert + kontrolliert Evolution von SW (Änderungsprozess) strikte dentifizierung von Komponenten festgelegter Prozess Doku + Freigabe Änderungen Automatisierung zentrales Konzept: Änderung Forderungen an Werkzeuge: Rekonstruktion (Konf. wiederherstellen) Koordination (Änderungen nicht verloren) dentifikation Begriffe: Version, Revision und Variante? Version: Produkt Änderung SW-Komponente Revision: ersetzt bestehende Version Variante: ergänzt, temporär oder permanent Wenn man Varianten pflegen muss, warum nicht mit CVS Zweigen? weil dann gemeinsame Teile in jedem Zweig gepflegt werden müssen Welche weiteren ntegrationsarten gibt es neben textueller? Was bedeutet syntaktische und semantische ntegration? syntaktisch: Prüfung der Programmsyntax nach ntegration Grundlage: abstrakter Syntaxbaum semantisch: prüft semantische Korrektheit basierend auf Programmabhängigkeitsgraph (backward / forward slice) 2-Wege / 3-Wege Merge? 2: manuelle ntegration 3: Änderungen automatisch (mit Ursprungsfassung) Wie arbeitet Diff? Bearbeitungsdistanz LCS oder Distanzmatrix Erklären sie, wie die Distanzmatrix aufgebaut wird Makefile erklären: Beispiel mit neuen und veralteten Dateien Make Regeln angeben (inkl. mpliziter Regeln) Was passiert, wenn bei Make eine Quelle fehlt? Ggf. Ziel nicht neu gebaut, wenn dieses Quelle geändert Wie funktioniert der Abhängigkeitsgraph? Zusammenhänge zwischen Make und RCS? Was ist ein Post-Mortem? Untersuchung Programm nach Absturz (Tod), letzten Zustand nach fatalen Fehler Speicherinhalt mit Debugger aufrufen V

4 Wie kann man die Funkion eines Programms testen? System-, Regressionstests mit DEJAGNU, EXPECT Komponententests mit JUNT Wie kann man die Funktion eines Programms nach einer Änderung testen? Was ist Regressionstesten? Testwiederholung Ziel: Nach Änderungen Abweichungen in Funktionalität feststellen mit Menge von Testfällen die bestehende Funktionalität abdeckt Testfall: Menge Eingabe + Ausgabedaten; Vergleich erhaltene, erwartete Abweichungen manuell untersucht Unterschied zwistchen Systemtest und Komponententest? System: komplettes Programm getestet beliebige Sprache (oft Skriptsprachen) Komp.: Test einzelner Komp. in Testrahmen in Sprache der Programmdienste Welche Unterschiede bestehen zwischen Dejagnu und Junit? DEJAGNU: Systemtests, Tests in Tcl, testet fertig kompiliertes Programm, wie es Nutzer benutzt JUNT: Komponententests, in Java, nur für Java-Programme, def. Testrahmen Wie sonst kann man eine Funktion testen? Zusicherungen im Debugger ausführen: Hypothesen, Programmzustand ändern Speicher validieren (MALLOC_CHECK, Electric Fence, VALGRND) Wie kann man ein Programm schneller machen? - Laufzeitanalyse mit GPROF und GCOV, oft aufgerufene Stellen optimieren Was machen die Tools GPROF und GCOV? Laufzeitanalyse Welche nfos kommen aus GPROF und GCOV heraus? Wie werden die Zeiten ermittelt, die aus GPROF herauskommen? Übersetzer instrumentiert Code (aufgerufene Fkt. macht Eintrag ob und von wo für Zählung) spez. Fkt analysiert in festen ntervall aktuellen Programmzähler und merkt sich gerade ausgeführte Fkt. Wie kann man Speicherprobleme (Zeigerprobleme) analysieren? SPLNT (Datenflussanalyse + spez. Zugriffsmodell) MALLOC_CHECK, Electric Fence, VALGRND Was macht Valgrind? Speicherfehler erkennen (electric fence + mehr) interpretiert Maschinenanweisungen und führt Buch (V-Bit, A-Bit) Gibt es auch statische Analysemöglichkeiten? (SPLNT) Was macht Autoconf? Erzeugung configure aus configure.in (und anderen Dateien) durch Expandierung der Tests Reduce/Reduce Konflikt in YACC? V V

5 Was ist Lint? Statische Programmprüfung Warum gibt es Lint nicht mehr? n Compilern integriert Wie werden die Datenflussmengen berechnet? Was wird bei der Fixpunktiteration gemacht? Slice erklären Slicing entfernt irrelevante Anweisungen bzw. markiert relevante Slicing-Kriterium (v,n) Backward- / Forward-Slice, ausführbarer Slice Welche Verfahren für Slicing gibt es? Datenflussanalysen allein Berechnung PDG Wie werden die Slices berechnet? Über PDGs Was stellt der PDG dar? Knoten = Anweisungen, Kanten = Kontroll-/Datenabh. zwischen Anweisungen Aus welchen Komponenten besteht er? Knoten, Kanten Wie wird der PDG erstellt? Unterschiede: Programmabhängigkeitsgraph und Kontrollflussgraph? K. zeigt wie Programm tatsächlich ausgeführt wird PDG zeigt Abhängigkeiten zwischen Anweisugen (Kontroll+Daten) Was sind die Knoten im PDG? Anweisungen im Programm Wie lautet die Gleichung? Was macht LEX? Lexikalische Analyse Was macht ANTLR? Lex. + syntaktische Analyse V Was ist Softwarearchitektur? ngenieurdisziplin, Teil von SWT beschreibt Eigenschaften und Konstruktion von SW-Systemen (abstrakte Ebene) Komponenten + Beziehungen keine technische Details (Sprache, Plattform) konkrete mplementierungen Ziele: Design + Doku Design SWS Wissen über existierende, gute Architekturen, Frameworks, Architekturmuster bereitstellen; Studium Algorithmen, Datenstrukturen

6 Techniken, Methoden, Modelle Beschreibungssprachen, Werkzeuge entwickeln, die Verstehen, Analyse, Entwuf, Konstruktion, Bewertung, Evolution von SWS verbessern, Referenzarchitekturen Unterstützung der Entwurfsroutine verbessern, Wiederverwendung früherer Lösungen Problemarten: Analyse des Entwurfs Def. Schnittstellen Verhalten des Systems Struktur der Module Beschreibung Benutzung Was ist der Unterschied zwischen Software und einem Softwaresystem? SW = Teil von SWS technisches (Sub)system, SW spielt dominierende Rolle installierte, ablaufende Systeme SW auf Plattform installiert+ausgeführt sobald SW ausgeführt bildet sie System oder Teil SW: Programme und Daten (manipulierbar, mischbar) SW von SWS: Objektcode, Quellcode, Konfigdaten SWS haben Kontext (dentität, Lebenszeit, Zustand, Verhalten) klare Schnittstelle zu Plattform und Umgebung, Parametrisierung bei nstallation SWS+Plattform = operatives System verschiedene Modelle, Sprachen für verschiedene Abstraktionsebenen Was ist die Umgebung / Plattform eine Software? Kontext auf dem SWS läuft, Trennung über Schnittstellen Plattform SW/HW-System, Basis für SWS, hängt vom Standpunkt ab SWS auf Plattform Schichten: Dienste, generelle Funktionalität genutzt Plattform bei Laufzeit unsichtbar für Nutzer, außer beim Start Systemumgebung Außenwelt mit der es interagiert, wichtig für Verhalten Mensch und andere techn. Systeme /O Unterschied zwischen Systemumgebung und Plattform? - Plattform nur wichtig bei mplementierung, Umgebung für Verhalten-Spez. Was sind Sichten? Mittel zur Organisation architektonischer Beschreibungen kombiniert Strukturen mit gemeinsamen Eigenschaften oder Perspektive z.b. dynamisch: Laufzeitkomponenten, statisch: Architektur beschreibende Strukturen Struktur: Komponenten+Beziehungen/nteraktionen verschiedene Abstraktionsebenen (abstrakt=konz./modulstruktur, konkret=ausführungs, Code-Struktur) Verfeinerungs- und Approximationsbeziehungen Welche Architekturmuster kennen sie? Nennen sie Referenzmuster Schichtenarchitektur: Hierarchie, nur oberste für Umgebung sichtbar, Komm. Über Prozeduraufrufe, V V

7 Repositories: Zentrale Speicherkomponente, Clients, asynchrone Komm. DB-Muster: Aktivität von Clients aus Blackboard-Muster: Aktivität von Speicher-Komponente aus Compound Object Muster: Komponenten zusammengesetzt, Aktivität auslösen, Berechnungen durchführen, Teil des Systemzustands Zustand gekapselt, Abfrage durch Nachrichten Pipes/Filters: Pipe: Aktive Datenverbindung (Konnektoren), Filter: aktives Objekt unabhängige Einheiten für Systeme, die Datenströme verarbeiten Pipeline: nur Filter/Pipes sequ. Batchsystem: Ausgabe Filter genau ein Datenelement ohne Parallelität Prozesskontrol-Muster: Eingabe-, kontrollierte-, manipulierte Var. Feedforward-Kontroll-System: keine kontrollierten Feedback-Kontroll-System: nur kontrollierte Schichtarchitektur erklären Architekturmuster was auf der Unix Kommandozeile relevant ist? Pipe-Filter Architektur erklären (Datenrichtung und Aufrufrichtung angeben) Zeichnen sie Pipes und Filters Was ist das Besondere an Pipes und Filters? aktive Datenverbindungen, Objekte Organisation in unabh. Einheiten Systemverhalten einfach zu ermitteln (ohne Feedback) einfache Schnittstellen Wiederverwendung Systeme einfach zu erweitern Warum ist eine Pipe/Filter Architektur keine Schichtenarchitektur? Konnektoren sind aktive Datenverbindungen, keine Prozeduraufrufe Lesen / Schreiben in/von Pipes anstatt Dienste lose gekoppelte, unabh. Strukturen anstatt strikte Strukturierung Pipes und Filters kann zu einer Pipeline werden: Dreht man sie um 90 ähnelt sie einer Schichtenarchitektur: Wo ist der Unterschied? s.o. Bei Schichten sieht Nutzer nur oberste, bei Pipeline Anfang+Ende (/O) Nennen sie Frameworks Framework: generische Architekturen + erweiterbare mplementierungen Programm-, (Anwendungs-,) Komponentenframework AWT MVC-Muster, Component-Object-Modell, EJB Unterschied zwischen Komponenten- und Programmframework? Programmframework für bestimmte Aufgaben oder Domäne entwickelt basieren oft auf Architekturmustern erweiterbar, anpassbar Menge von Bibliotheksklassen (syntaktische Ebene) Kernfunktionalität, legt Architektur fest und bietet mplementierungen Whitebox-Wiederverwendung Komponentenframework V

8 unterstützen Komposition von SWS aus konkreten SW-Komponenten (Kompositionseinheiten, wohldef. eigenständige Einheiten) Sammlung von Regen und Schnittstellen, welche nteraktion verwaltet auch mplementierungsteile, vordef. Komponenten Grundlage ist Compound-Object-M. Komponenten kaum erweiterbar Ziel: Blackbox-Wiederverwendung unabh. von Anwendungsgebiet (COM) oder spezifisch Was ist ein Architekturframework? erläutert, wie Architekturbeschreibungen aussehen sollen semantische Grundlage für Konzepte, Notationen, Konstruktionen Ziel: notationelle, techn. Mittel zur Beschreibung bereitstellen enthält mehrere Sprachen für Architekturbeschreibungen, eine Sprache verschiedene Notationen, spielen zusammen Regeln, Eigenschaften wie Sprache benutzt Def. der ABeschreibung bildenden Elemente Def. aus was eine mplementierung der ABeschreibung besteht optional vordef. Elemente (Dienste, Standards, Werkzeuge) Was ist ein Programmframework + Bsp.? s.o. Was ist ein Komponentenframework + Bsp.? s.o. Was ist AWT? - Programmframework für GUs Welches Architekturmuster wird bei GUs häufig verwendet? (MVC) MVC erklären und zeichnen Unterschied zwischen 3-Schichten Muster und MVC Muster nennen MVC: alle Arten Komp. kommunizieren miteinander 3S: Strenges Schichtenmodell Komm. mmer über Prozesschicht MVC: Controller mit 1 View assoziiert oder 1:1 3S: Anzahl Clients Server unabh., ggf. nur ein Vermittler Client=Views (je mehrere) Server (mehrere)=model (einer) Verbindung zur Applikation MVC: Ereignisbasiert, 3S Dienste Kann MVC auch als 3-Schichten Muster gesehen werde? (Schichten Zuordnen) ja, als nicht strenges Client=Views (je mehrere) Server (mehrere)=model (einer) Verbindung zur Applikation Controller (mehrere) = Prozessschicht (eine) Was ist EJB? V

9 Komponentenframework für Anwendungsserver nach 3S-Architektur Wie funktioniert EJB? (3-Schichten benennen) Client, Server, Remote/Fernschnittstellen (?) Was sind EJB Nah-/Fernobjekte? (Zeichnung) Was ist COM? Component Object Model, Komponentenframework von M$ nicht für spezifisches Anwendungsgebiet Unterschiede zwischen EJB und COM? EJB hat mehr architekturspez. Merkmale, für Anwendungsserver Domainframework COM allgemeiner, Vielzahl unterschiedlicher Dienste COM Binärstandard, unabh. von Sprache; EJB an Java gebunden Erzeugung: COM: CoCreatenstance(); EJB: Home Objekte Basisschnittstellen: COM: nterface unknown; EJB: Home/Remote-Schnittstellen COM: single/multitheading, EJB keine Threads COM auch für GUs, EJB keine Möglichkeiten Bean-Komp.: eingebaute Sicherheitsmechanismen, DB-, Transaktionsmonitor, nur in COM+ COM: Referenzzählung von Programmierer mögliche Probleme beide Komponentenmodell, -infrastruktur, Remoteaufrufe für Objektmethoden, Aufruftransparenz Nennen und erklären sie fünf UML Diagramme dynamisch Anwendungsfalldiagramm nteraktionsdiagramm Kollaborationsdiagramm Sequenzdiagramm Zustandsdiagramm Aktivitätsdiagramm statisch Klassendiagramm mplementierungsdiagramm Komponentendiagramm Verteiltungsdiagramm Was ist MDA? (Elemente nennen) Model driven architekture PM, PSM, Code, Transformationen Meta-Meta-Modell (MOF) (M3) Meta-Modell Modell Programm, Daten (nstanz) (M0) Probleme bei MDA? komplexe Alg. (Logik) manuell muss man programmieren Änderungen am Code Divergenz zum Modell V

10 Modell nur Syntax, Semantik schwer noch nicht genug standardisiert (zb. Transformationswerkzeuge/-def.) Was ist SOA?