PRÜFUNG. Grundlagen der Softwaretechnik

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1 Universität Stuttgart Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. P. Göhner PRÜFUNG Grundlagen der Softwaretechnik Name: Matrikelnummer: Note: Prüfungstag: Prüfungsdauer: 60 Minuten Prüfungsumfang: 3 Aufgaben (11 Seiten) Hilfsmittel: alle, außer programmierbare elektronische Hilfsmittel und Kommunikationsgeräte Hinweise: 1.) Verlangt sind alle Aufgaben. 2.) Bitte verwenden Sie keinen Rotstift / Bleistift. 3.) Bitte tragen Sie in den Kasten Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer ein. 4.) Verwenden Sie für jede Teilaufgabe ein separates Lösungsblatt. 5.) Geben Sie dieses Deckblatt zusammen mit Ihren Lösungsblättern ab. 6.) Schreiben Sie auf alle Lösungsblätter unbedingt Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer Nicht vom Studierenden auszufüllen

2 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 2 Aufgabe 1: Objektorientierte Analyse (ca. 30 min) Aufgabenbeschreibung: Selbstbedienungs - Tankstelle Sie sollen eine objektorientierte Analyse für ein Softwaresystem durchführen, mit dem eine Selbstbedienungs - Tankstelle betrieben wird. Die Tankstelle besitzt drei Zapfsäulen. An jeder dieser Zapfsäulen kann Benzin oder Diesel getankt werden. Alle Zapfsäulen sind mit zwei Tanks verbunden, die den jeweiligen Treibstoff enthalten. Um zu tanken, muss ein Autofahrer eine Kundenkarte besitzen. Kunden werden im System mit ihrem Namen, ihrer Kundennummer, ihrer Geheimzahl und dem aktuellen Kontostand gespeichert. Es wird dabei zwischen Normal-Kunden und Firmen-Kunden unterschieden. Normal-Kunden wird der normale Preis von ihrem Kontostand abgezogen. Firmenkunden bekommen einen Rabatt, ihnen wird der reduzierte Betrag abgezogen. Jede Zapfsäule besitzt einen Kartenleser. Nach Einschieben einer Kundenkarte wird der Autofahrer über das Display der Zapfsäule aufgefordert, die Geheimzahl über ein Zahlen-Tastenfeld für die Karte einzugeben. War diese richtig, wird der Kunde mit seinem Namen über das Display begrüßt. Durch Ziehen des Zapfhahns erkennt das System, welche Treibstoffart getankt wird und gibt dementsprechend über das Display den Preis für den Treibstoff aus. Der Autofahrer muss nun über das Zahlen-Tastenfeld die gewünschte Treibstoffmenge bestimmen. Sobald nun der Autofahrer den Zapfhahn drückt, bezieht die Zapfsäule die bestimmte Menge des Treibstoffs aus dem entsprechenden Tank. Wenn die entsprechende Treibstoffmenge aufgetankt wurde, wird der Endpreis auf dem Display angezeigt und von dem Kundenkonto abgezogen und der Autofahrer wird aufgefordert, die Karte wieder zu entnehmen. Nach Entnahme de Karte wird durch einen Drucker an der Zapfsäule eine Quittung gedruckt. Zu Statistikzwecken wird bei jedem Tankvorgang eine Aufzeichnung mit Datum, Zeit, Treibstoffart und Treibstoffmenge sowie Gesamtpreis erzeugt und der entsprechenden Zapfsäule sowie dem entsprechenden Kunden zugeordnet. Des Weiteren wird eine Aufzeichnung über die Gesamttreibstoffmenge, die jede Zapfsäule von jedem Tank bezieht, geführt. Über ein spezielles Terminal an der Tankstelle kann sich der Betreiber einen Bericht über die Statistiken ausgeben lassen und er kann die Preise für den Treibstoff ändern. Aufgabe 1.1: Anwendungsfälle modellieren Ergänzen Sie das UML-Anwendungsfalldiagramm auf dem beiliegenden Lösungsblatt mit den Namen der externen Akteure, mit den Namen der Anwendungsfälle und mit den Beziehungen zwischen diesen.

3 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 3 Aufgabe 1.2: Klassendiagramm erstellen Erstellen Sie das vollständige Klassendiagramm für das Softwaresystem. Tragen Sie alle benötigten Attribute (ohne Typ) und Operationen ein. Geben Sie den Attributen und Operationen aussagekräftige Bezeichnungen. Spezifizieren Sie keine Sichtbarkeit, Anfangswerte, Parameter oder Rückgabewerte. Tragen Sie alle benötigten Beziehungen mit Kardinalitäten ein (ohne Richtung). Unterscheiden Sie zwischen Assoziationen, Aggregationen und Kompositionen. Führen Sie wenn möglich Vererbungsbeziehungen ein. Relevante Hardwarekomponenten sollen im Klassendiagramm jeweils durch eine entsprechende Klasse repräsentiert werden, die für die Ansteuerung der zugeordneten Komponente verantwortlich ist. Überlegen Sie, ob der Einsatz von assoziativen Klassen sinnvoll wäre. Kennzeichnen Sie den Sachverhalt, dass jeder Kunde über die Kundennummer eindeutig bestimmt werden kann. Aufgabe 1.3: Sequenzdiagramme erstellen Zeichnen Sie ein Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall "Tanken" auf das beiliegende Lösungsblatt. Das Szenario soll beim Einführen der Kundenkarte eines Normalkunden beginnen, der die richtige Geheimzahl eingibt und 50 Liter Diesel beziehen möchte. Das Szenario soll mit dem Drucken der Quittung enden. Vorgänge zur Erstellung von Statistiken sollen nicht modelliert werden. Bitte geben Sie alle Lösungsblätter mit ab (Name + Matrikelnummer eintragen)!

4 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 4 Lösungsblatt zu Aufgabe 1.1) Anwendungsfälle modellieren Selbstbedienungs - Tankstelle Tanken

5 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 5 Lösungsblatt zu Aufgabe 1.3) Sequenzdiagramm erstellen

6 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 6 Aufgabe 2: Bewertung von Modellen (ca. 20 min.) Lösungsblatt a) Gegeben sind die nachfolgenden UML-Diagramme. Beurteilen Sie, ob diese Diagramme richtig sind. Bei fehlerhaften Diagrammen bitte kurze, stichwortartige Begründung angeben. Korrigieren Sie die fehlerhaften Diagramme. Punktevergabe: Je richtiges Kreuz gibt es einen Punkt. Für jedes falsche Kreuz wird ein Punkt abgezogen. Bei fehlerhaften Diagrammen gibt es für richtige Begründungen und richtig gezeichnete Diagramme zusätzliche Punkte. 1.) Klassendiagramm richtig falsch Richtiges Klassendiagramm Wenn falsch, warum? 2.) Objektdiagramm für gegebenes Klassendiagramm richtig falsch Richtiges Objektdiagramm Wenn falsch, warum? Hinweis: Das obere Klassendiagramm kann als richtig angenommen werden.

7 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 7 Lösungsblatt zu Aufgabe 2a) Bewertung von Modellen 3.) Klassendiagramm für gegebenes Objektdiagramm richtig falsch Richtiges Klassendiagramm Wenn falsch, warum? Hinweis: Das Objektdiagramm kann als richtig angenommen werden. 4.) Klassendiagramm basierend auf Zustandsmuster für gegebenes Zustandsdiagramm der Klasse A richtig falsch Richtiges Klassendiagramm basierend auf Zustandsmuster Wenn falsch, warum? Hinweis: Das Zustandsdiagramm kann als richtig angenommen werden.

8 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 8 Lösungsblatt zu Aufgabe 2b) Bewertung von Modellen b) Begründen Sie, warum die nachfolgenden UML-Diagramme falsch sind. Zeichnen Sie jeweils ein richtiges Diagramm. 5.) Klassendiagramm Was ist falsch? Richtiges Klassendiagramm 6.) Sequenzdiagramm für gegebenes Klassendiagramm Was ist falsch? Richtiges Sequenzdiagramm Hinweis: Das Klassendiagramm kann als richtig angenommen werden.

9 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 9 Lösungsblatt zu Aufgabe 2b) Bewertung von Modellen 7.) Objektdiagramm für gegebenes Klassendiagramm Was ist falsch? Richtiges Objektdiagramm Hinweis: Das Klassendiagramm kann als richtig angenommen werden. 8.) OOD-Klassendiagramm für gegebenes OOA-Klassendiagramm Was ist falsch? Richtiges OOD-Klassendiagramm Hinweis: Das OOA-Klassendiagramm kann als richtig angenommen werden.

10 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 10 Aufgabe 3: Verständnisfragen (Multiple-Choice) (ca. 10 min.) Lösungsblatt Punktevergabe: Je richtiges Kreuz gibt es einen Punkt. Für jedes falsche Kreuz wird ein Punkt abgezogen. Die Gesamtpunktzahl für jede Teilaufgabe kann jedoch nicht kleiner 0 werden. Hinweis: Mehrere richtige Antworten sind möglich. 1.) Welche der folgenden Aussagen zum Polymorphismus sind richtig? Polymorphismus macht umfangreiche switch-anweisungen überflüssig. Der Polymorphismus kann nur durch den Einsatz von Schnittstellen (interfaces) realisiert werden. Beim Polymorphismus wird die auszuführende Operation erst zur Laufzeit des Programms einer Klasse zugeordnet. Polymorphismus bedeutet gleiches Verhalten verschiedener Objekte auf unterschiedliche Botschaften. Die Delegation ist ein Mechanismus, der auf dem Polymorphismus basiert. 2.) Welche der folgenden Aussagen zu komponentenbasierter Softwareentwicklung sind richtig? Die Planung, welche Softwarebausteine eines Projekts als Komponente für neue Projekte eingesetzt werden können, findet erst nach Projektabschluss statt. Beim Einsatz von Komponenten wird parametriert und konfiguriert statt programmiert. Der Einsatz von Komponenten reduziert immer die Kosten. Bei Komponenten findet die Kommunikation über Ereignisse statt. Damit Komponenten wiederverwendbar sind, müssen sie immer einen kleineren Funktionsumfang, z. B. im Vergleich zu Klassen, besitzen.

11 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik WS 10/11 Seite 11 Lösungsblatt zu Aufgabe 3) Verständnisfragen 3.) Welche der folgenden Aussagen zu Entwurfsmustern sind richtig? Ein Merkmal von Entwurfsmustern ist die Inversion des Kontrollflusses zur Laufzeit. Das Fabrikmethode-Muster ist nur für das Erzeugen von Dokumenten einsetzbar. Beim Beobachter-Muster prüfen die Beobachter regelmäßig, ob sich Informationen verändert haben. Das Singleton-Muster kann sicherstellen, dass von einer Klasse genau nur ein Objekt existieren kann. Beim Beobachter-Muster können neue Beobachter ohne Änderung des Subjekts hinzugefügt werden. 4.) Welche der folgenden Aussagen zu SysML sind richtig? UML ist eine Modellierungssprache für Software, SysML ist eine Modellierungssprache für Hardware. In SysML können nichtfunktionale Anforderungen modelliert werden. In SysML und UML werden dieselben Diagrammarten verwendet. SysML ermöglicht die Prüfung von alternativen Designstudien beispielsweise bezüglich Antwortzeiten. In SysML existieren nur statische Modelle und keine dynamischen Modelle.