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 Musterlösung Name: Matrikelnummer: Note: Prüfungstag: Prüfungsdauer: Prüfungsumfang: Hilfsmittel: 60 Minuten 3 Aufgaben ( Seiten) alle, außer programmierbare elektronische Hilfsmittel und Kommunikationsgeräte Hinweise:.) 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 SS 2 Seite 2 Aufgabe : Objektorientierte Analyse (ca. 30 min) Aufgabenbeschreibung: Verwaltung virtueller Server im Rechenzentrum Sie sollen eine objektorientierte Analyse für ein zu entwickelndes Softwaresystem durchführen, mit dem die virtuellen Server (kurz: V-Server) in einem Rechenzentrum verwaltet werden können. Auf einem sogenannten Host-System können eine beliebige Anzahl an V-Servern ausgeführt werden. Jeder V-Server und jedes Host-System besitzt eine bestimmte Anzahl an Prozessoren, eine RAM- und eine Festplattengröße sowie eine IPv4- und eine IPv6-Adresse. Kunden des Rechenzentrums können V-Server mieten. Die Kunden können die auf dem V-Server laufenden Dienste anhalten bzw. starten. Zudem haben die Kunden die Möglichkeit, den gesamten V- Server neu zu starten, was zur Folge hat, dass der V-Server zuerst angehalten wird und anschließend wieder gestartet wird. Beim Starten bzw. Anhalten eines V-Servers werden automatisch auch die Dienste auf dem V-Server gestartet bzw. angehalten welche darauf laufen. Die Kunden werden im System mit ihrem Name und Vorname, ihrer -Adresse und ihrem Passwort gespeichert. Bei jeder Aktion, die ein Kunde veranlasst, muss dieser sich mit der gespeicherten -Adresse und seinem Passwort identifizieren. Um die V-Server und Host-Systeme zu schützen, besitzen diese jeweils eine Firewall. Eine Firewall besteht aus Regeln, welche eine Protokoll-ID und eine Source-IP beinhalten. Regeln für das TCP-Protokoll (Protokoll-ID 6) sind eine spezielle Art von Regeln, welche zusätzlich noch eine Port-Angabe enthalten. Zu Abrechnungszwecken kann die Firewall die passierte Trafficmenge berechnen. Dafür besitzt jede Regel einen Zähler, welcher die passierte Trafficmenge erfasst. Für Wartungszwecke können Service-Techniker die Host-Systeme starten, wobei die V-Server auf dem Host-System ebenfalls automatisch gestartet werden, genauso wie alle Dienste die auf diesen V-Servern laufen. Beim Anhalten eines Host-Systems durch einen Service-Techniker werden die V-Server auf dem System ebenfalls angehalten, wobei jeweils die Dienste der V- Server ebenfalls gestoppt werden. Außerdem kann ein Service-Techniker einen V-Server von einem Host-System auf ein anderes Host-System umziehen. Dabei wird der V-Server zuerst angehalten und dann auf dem neuen Host-System gestartet. Aufgabe.: 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. Aufgabe.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.

3 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite 3 Überlegen Sie, ob der Einsatz von assoziativen Klassen sinnvoll wäre. Aufgabe.3: Sequenzdiagramme erstellen Zeichnen Sie ein Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall "V-Server neu starten" auf das beiliegende Lösungsblatt. Das Szenario soll bei der Authentifizierung des Kunden beginnen, der Kunde gibt dabei das richtige Passwort ein. Auf dem V-Server laufen zu Beginn der Sequenz zwei Dienste. Bitte geben Sie alle Lösungsblätter mit ab (Name + Matrikelnummer eintragen)! Lösung.2: Rechner -IPv4 -IPv6 -RAM -CPU -HDD +start() +stop() +reboot() 0.. Kunde -Kundennummer - -Passwort 0.. VServer +migrate() 0.. Host +Passwort überprüfen() firewall 0.. Dienst 0.. +Trafficmenge berechnen() - +anhalten() +starten() 0.. Regeln -Protokol-id -source-ip -Trafficmenge UDP / TCP-Regel -port

4 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite 4 Lösungsblatt zu Aufgabe.) Anwendungsfälle modellieren Rechenzenter-Verwaltung Host anhalten Dienst anhalten VServer anhalten <<extends>> VServer neu starten Vserver umziehen Service-Techniker Kunde identifikation als Kunde <<extends>> VServer mieten Dienst starten Vserver starten Host starten

5 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite 5 Lösungsblatt zu Aufgabe.3) Sequenzdiagramm erstellen :Kunde :VServer Dienst:Dienst Dienst2:Dienst Akteur VServer neu starten Passwort überprüfen Reboot anhalten anhalten stop start starten starten

6 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 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..) Klassendiagramm richtig falsch Richtiges Klassendiagramm Wenn falsch, warum? A {abstract} m() {abstract} B {abstract} m() m2() {abstract} m2() C 2.) Klassendiagramm richtig falsch Richtiges Klassendiagramm -Rolle -Rolle2 Wenn falsch, warum? Klasse_A -Rolle 2 -Rolle2 3 Klasse_B -Rolle3 -Rolle4 Assoziation mit Kardinalität : setzt voraus, dass gleich viele Objekte beider Klassen existieren, während die Assoziation mit der Kardinaltiät 2:3 unterschiedlich viele Objekte der Klassen erfordern. Klasse_A 2 3 Klasse_B 0.. -Rolle3 -Rolle4

7 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite 7 Lösungsblatt zu Aufgabe 2a) Bewertung von Modellen 3.) Sequenzdiagramm für gegebenes Klassendiagramm richtig falsch Wenn falsch, warum? Richtiges Sequenzdiagramm Rauchmelder +Rauch erkannt() meldet Feuer4 Brandmeldezentrale +Feuerwehr_alarmieren() +Alarm_aufheben() +Feuer_erkannt() Hinweis: Das Klassendiagramm kann als richtig angenommen werden. Der Rauchmelder kann nur Botschaften an Brandmeldezentrale senden, für die Methoden zur Verfügung stehen. Die richtige Botschaft ist also Feuer_erkannt(). :Rauchmelder :Brandmeldezentrale Feuer brennen optionale Botschaft Rauch erkannt() Feuer_erkannt Feuerwehr_alarmieren Feuer :Rauchmelder :Brandmeldezentrale brennen Rauch_erkannt() Feuerwehr_alarmieren() 4.) Klassendiagramm für gegebenes Objektdiagramm richtig falsch Wenn falsch, warum? Richtiges Klassendiagramm Rolle4 Objekt4 : Klasse Rolle2 Rolle3 Objekt : Klasse2 Rolle Objekt2 : Klasse2 Rolle Objekt5 : Klasse Rolle2 Rolle4 Rolle Objekt3 : Klasse2 Rolle3 Hinweis: Das Objektdiagramm kann als richtig angenommen werden. Klasse -Rolle2 -Rolle Klasse Rolle4 -Rolle3

8 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 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 Polygon Eine Linie ist kein spezielles Polygon, sondern ein Polygon besteht aus (mind. 3) Linien. 3.. Polygon Linie Linie 6.) Klassendiagramm für gegebenes Objektdiagramm : Ordner : Ordner : Ordner Was ist falsch? Kardinalität ist falsch, so sind keine lehren Ordner erlaubt. Richtiges Klassendiagramm Dateisystemobjekt : Datei : Ordner : Ordner Datei Ordner : Datei : Datei Hinweis: Das Objektdiagramm kann als richtig angenommen werden. Dateisystemobjekt.. Datei Ordner

9 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite 9 Lösungsblatt zu Aufgabe 2b) Bewertung von Modellen 7.) Zustandsdiagramm für eine Parkschranke Ausfahrt gesperrt Eintritt/Ampel -> Rot do/schranke_blockieren Parkmünze einwerfen nach: 60s Durchfahrt Was ist falsch? - Es wird falsch gezählt, nicht nur beim Durchfahren, sondern auch wenn ohne durchfahrt die Schranke geöffnet wird. Richtiges Zustandsdiagramm Ausfahrt gesperrt Eintritt/Ampel -> Rot do/schranke_blockieren Parkmünze einwerfen nach: 60s Durchfahrt / erhöhe_durchgangszähler Ausfahrt frei Ausfahrt frei Eintritt/Ampel -> Grün do/schranke_öffnen Eintritt/Ampel -> Grün Austritt/erhöhe_Durchgangszähler do/schranke_öffnen Anforderung: Der Durchgangszähler wird genau dann und nur dann erhöht, wenn ein Fahrzeug durch die Schranke fährt. 8.) Klassendiagramm Was ist falsch? Richtiges Klassendiagramm Wenn falsch, warum? Katalog Das qualifizierende Attribut Katalog muss ans andere Ende der Assoziation. Ein Katalog- Bestellnummer Objekt zusammen mit einer Bestellnr. selektiert max. einen 0.. Artikel (und nicht umgekehrt). 0.. Bestellnummer Artikel Artikel

10 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite 0 Aufgabe 3: Verständnisfragen (Multiple-Choice) (ca. 0 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..) Welche Aussagen zu Paketen sind richtig? Pakete dienen als Strukturierungsmechanismus zur Aufteilung von großen Modellen. Pakete müssen immer voneinander unabhängig sein. Eine Schnittstelle kann Bestandteil mehrerer Pakete sein. Pakete in der UML lassen sich nicht schachteln. Existieren in zwei Pakete Klassen mit dem selben Namen, müssen die Paketnamen explizit angegeben werden. 2.) Welche Aussagen zu Assoziation, Aggregation und Komposition sind richtig? Eine Assoziation beschreibt die Beziehung zwischen den Objekten der beteiligten Klassen. Aggregation und Komposition sind Assoziationen. In einer Komposition kann ein Objekt gleichzeitig Teil mehrerer Aggregatobjekte sein. Die Programmiersprache Java unterscheidet nicht zwischen Assoziation, Aggregation und Komposition. Bei einer Aggregation erbt die Teilklasse von der Aggregatklasse.

11 Prüfung Grundlagen der Softwaretechnik SS 2 Seite Lösungsblatt zu Aufgabe 3) Verständnisfragen 3.) Für Objektdiagramme gilt: Sie können zu Sequenzdiagrammen erweitert werden. Der Objektname muss in allen Diagrammen eindeutig sein. Sie stellen die Erzeugung von Objekten dar. Ein Objektdiagramm beschreibt immer nur eine Situation zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie stellen Verbindungen unter Objekten dar. 4.) Welche Aussagen zu Komponenten sind richtig? Klassen besitzen einen größeren Funktionsumfang als Komponenten. Komponenten stellen Dienste über definierte Schnittstellen zur Verfügung. Komponenten können durch Vererbung erweitert werden. Komponenten kapseln Verhalten und Zustand. Eigenschaften einer Komponente werden konfiguriert.