Teil 1: Grundeigenschaften von Rechnern und Software [10P]

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1 Blatt Nummer: 1 Teil 1: Grundeigenschaften von Rechnern und Software [10P] Aufgabe Eigenschaften von Software/Hardware [5P] 0,5P pro richtigem Feld Ordnen Sie die folgenden Aussagen Sofware und/oder Hardware (nicht) zu. Software Hardware Kann seine Funktion quasi unbeschränkt lange ausüben [X] [ ] Kann nicht unbemerkt gestohlen werden [ ] [X] Ist nahezu beliebig manipulierbar [X] [ ] Kann auch nach Auslieferung noch leicht verändert werden [X] [ ] Verhält sich unter gleichen Voraussetzungen stets genau gleich [X] [??] Aufgabe Programmierung im Kleinen und Großen [5P] 0,5P pro richtigem Feld Klassifizieren Sie folgende Projekte als Programmierung im Kleinen bzw. im Großen und begründen Sie dies jeweils durch Angabe einer typischen Projekteigenschaft Projekt Ein Student schreibt ein Programm zur Verwaltung seiner privaten CD und DVD Sammlung Ein internationaler Konzern entwickelt eine global verteilte Personaldatenbank Eine Gruppe von 3 Schülern schreibt einen Vokaltrainer zur eigenen Verwendung Eine verteilte Community von Hobby-Programmierern entwickelt ein Open-Source Grafikprogramm Ein freischaffender Programmierer entwickelt und verkauft nützliche Applikationen für Mobiltelefone und pflegt diese über mehrere Generationen im Kleinen im Großen Begründung [X] [ ] Ein Entwickler=User [ ] [X] Sehr viele Anwender, hohe Komplexität [X] [ ] Einfaches Programm, wenige Anw.=Entw. [ ] [X] Hoher Aufwand zur Kommunikation [ ] [X] Viele Anwender u. Plattformen /Versionen

2 Blatt Nummer: 2 Teil 2: Grundlagen der Kodierung von Informationen [5P] Aufgabe Zahlensysteme [5P] 1P pro Antwort mit Rechenweg Rechnen Sie die folgenden Zahlen in das jeweils angegebene Zahlensystem um Hinweis: Der Rechenweg muss erkennbar sein! Dezimal: 61 --> Binär: , 61->30(1)->15(0)->7(1)->3(1)->1(1)->0(1) Binär : > Dezimal: 1*8 + 0*4 + 1*2 + 1*1 = 11 Hex : e3 --> Binär: e=14=1110, 3=3=0011 also (1 Hexziffer=4 Bit) Alternativ mit Restwertalgorithmus 14*16+3 = 227(10) 227(10)->113(1)->56(1)->28(0)->14(0)->7(0)->3(1)->1(1)->0(1) = (16) Oktal : > Hex: = = 559 (1 Oktalziffer=3 Bit) Alternativ mit Restwertalgorithmus: 2*512+5*64+3*8+1*1 = 1369(10) 2531(8) = 1369(10) ->85(9)->5(5)->0(5) = 559(16); -0,5P wenn Ansatz aber nicht berechnet Dezimal: -3 --> Binär: 0011 (komplement)--> 1100 (+1)--> 1101 kein Abzug bei richtiger Rechnung mit 2 Bit, 0,5P bei Wandung 3->11 ohne folgendes Kompl.

3 Blatt Nummer: 3 Teil 3: Elementare Programmbestandteile [40P] Aufgabe Datentypen [5P] 1P pro Typ, 0,5P pro Beispiel, 1P pro Schublade In Java gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Datentypen. Benennen Sie diese und nennen Sie jeweils ein konkretes Beispiel. Was steht bei diesen Datentypen jeweils "in der Schublade"? elementare Datentypen (z.b. int, float, double,...) = Wert beliebte Fehler Referenztypen (z.b. String) = Verweis Beispiel oder Schublade vergessen Aufgabe Variablen [10P] Beantworten Sie die folgenden Fragen Bei welcher der beiden folgenden Zuweisungen wird ein cast benötigt? Warum? int i = 2/3; // Antwort: nein, 2/3 = 1 = int, 2.0/3 liefert falschen Typ, cast wieder 0 float f = 1.0; // Antwort: ja, 1.0 = double > float (1P + 1P) Wie lautet der erste und der letzte gültige Index bei folgendem Array? int[] numbers = new int[5]; // Antwort: numbers[0].. numbers[4], je (1P) Geben sie eine Programmzeile an, die ein Array deklariert und sofort mit folgenden Werten initialisiert: true, true, false, true, false boolean[] array = { true, true, false, true, false ; // Datentyp (1P), Initialisierung (1P) beliebte Fehler: int[] oder String[] (falscher Typ) oder { 1, 1, 0, 1, 0 Werte stehen doch da!!! Skizzieren Sie die Struktur des in der Variablen shapearray gespeicherten Arrays int[][] shapearray = new int[3][]; shapearray[1] = new int[5]; shapearray[2] = new int[5]; shapearray --> int[ ] --> null int[ ] --> [0][0][0][0][0] int[ ] --> [0][0][0][0][0] (1P) Ebene 1 (3P) je Ebene 2 beliebte Fehler: verrutschte Indizes (obwohl oben 0,4 richtig?!)

4 Blatt Nummer: 4 Aufgabe Ausdrücke [10P] Beantworten Sie die folgenden Fragen Geben Sie den Datentyp der folgenden Ausdrücke an (mit i=int, d=double) i + 3 Antwort: int (homogene Berechnung) d + i Antwort: double (Promotion) d < 10 Antwort: boolean (Vergleich) i & 0x10 Antwort: int (Bitoperation) 0 < i && i < 10 Antwort: boolean (komplexe Bedingung) Berechnen Sie den Wert der folgenden Ausdrücke * 2 Antwort: 6 27 & 0x04 Antwort: & = 0 16>>2 Antwort: 16 = >> 2 = 100 = 4 7 % 2 == 0 Antwort: 7 / 2 = 3 R 1, also false true? 1 : 0 Antwort: 1 (Bedingung erfüllt, erster Wert) Aufgabe Kontrollstrukturen [5P] Geben Sie für folgende Aufgaben jeweils eine geeignetes Programmstück an Wenn der aktuelle Wert der Variablen score größer ist als 21, soll die Ausgabe "Bust!" erscheinen Fallunterscheidung, also if-statement (1P) if ( score > 21) { // This Black Jack Game is over System.out.println( "Bust!"); Es sollen alle Werte von 1 bis einschließlich zum Wert der Variablen i ausgegeben werden Zählschleife, also for-statement (1P) for (int j=1; j<=i; j++) { System.out.println( j); IT-Folklore; fast jeder arbeitet hier mit i und j ;-)

5 Blatt Nummer: 5 Für verschiedene Werte der Variablen mode soll jeweils die angegebene Ausgabe erfolgen: 0 = "park", 1 = "drive", 2 = "reverse" Unterscheidung skalarer Werte, also switch-statement (1P); Alternativ if-elseif switch (mode) { case 0: System.out.println( "park"); break; case 1: System.out.println( "drive"); break; case 2: System.out.println( "reverse"); break; Es soll folgende Zahlenfolge ausgegeben werden: Komplexere Schleife, also z.b. while (2P); Alternativ println( " ") für 1P int x = 7; int i = 1; while (i<6) { System.out.println( x); x = x + i; i++; Aufgabe Funktionen [10P] Beantworten Sie die folgenden Fragen Geben Sie die Signatur einer öffentlichen Instanzmethode mit dem Namen add an, die 2 Werte vom Typ int addiert und die Summe zurückgeben soll. public int add( int x, int y) { // je 0,5P für P RV N P1-2 return x + y; // diese Zeile war nicht verlangt

6 Blatt Nummer: 6 Geben Sie die Signatur einer Methode an, die 3 Werte vom Typ int addiert und die Summe zurückgeben soll. Darf man auch diese Methode add nennen? Warum (nicht)? public int add( int x, int y, int z) { // je 0,5P für P RV N P1-3 return x + y + z; // diese Zeile war nicht verlangt Da sich die Parameterliste von der anderen unterscheidet darf der Name gleich sein (0,5P) Unterstreichen Sie alle aktuellen Parameter in folgendem Programm (je 1P) public class Klausur { public static void swap( int[] numbers, int i1, int i2) { numbers[i1] += numbers[i2]; numbers[i2] = numbers[i1] - numbers[i2]; numbers[i1] = numbers[i1] - numbers[i2]; public static int findfirstodd( int[] numbers) { for ( int i=0; i<numbers.length; i++) { if ( numbers[i]%2==1) return i; return -1; int[] numbers = { 4, 2, 6, 5, 1, 3 ; int p = findfirstodd( numbers); if ( p!= -1) { ^^^^^^^^^ swap( numbers, 0, p); ^^^^^^^^^ ^^ ^^

7 Blatt Nummer: 7 Teil 4: Objektorientierte Konzepte [10P] Aufgabe Konzepte [4P] 1P pro Begriff Nennen Sie zu jeder Beschreibung das zugehörige Konzept Eine Variable, die es pro Klasse (d.h. egal wieviele Objekte erzeugt werden) nur einmal gibt ist eine Klassenvariable; NICHT: Konstante (die kann es auch für Instanzen geben) Den Mechanismus zur Übernahme der Eigenschaften einer Klasse in eine andere bezeichnet man als Vererbung Die Reglementierung des Zugriffs auf private Eigenschaften von Objekten nennt man Kapselung, Information Hiding; NICHT: Zugriffsmodifizierer wie private: nur der Mechanismus Wenn ein Objekt an Variablen vom Typ seiner Vaterklasse zugewiesen wird, behält es dennoch sein ursprüngliches Verhalten, d.h. am statischen Typ ist seine wahre Gestalt nicht erkennbar. Dies heißt Polymorphie; NICHT: Überschreiben, das ist der Mechanismus, nicht das Resultat Aufgabe Vererbung [6P] 1P pro Stichwort / Begründung Gegeben sei die Klasse Special die von der Klasse Generic erbt. Welche der folgenden Zuweisungen sind demnach zulässig und welche nicht? Warum? Generic g = new Generic(); Special s = new Special(); Object o; o = g; // Antwort: zulässig, alles ist ein Objekt (Upcast) g = s; // Antwort: zulässig, Special erbt von Generic (Upcast) s = o; // Antwort: nicht zulässig (Downcast)

8 Blatt Nummer: 8 Teil 5: Angewandte Programmierung [35P] Aufgabe 5.1 [10P] je 1P pro richtiger Diagnose bzw. Korrektur Interpretieren Sie die folgenden Code-Beispiele sowie die zugehörigen Fehlermeldungen und machen Sie jeweils einen Korrekturvorschlag Quellcode public class Typo { public static void main( Strong[] args) { // Implementierung der Methode Fehlermeldung Typo.java:2: cannot find symbol symbol : class Strong location: class Typo public static void main( Strong[] args) { ^ 1 error Problem/Lösung Der Compiler kennt die Klasse Strong nicht, richtig wäre String. NICHT: irgendwas importieren! Quellcode public class Bracket { // Implementierung der Methode Fehlermeldung Bracket.java:6: '' expected ^ 1 error Problem/Lösung Die schließende Klammer für die Klasse fehlt, einfach noch eine am Ende einfügen Quellcode public class EiAua { int i = System.in.read(); // weitere Programmzeilen

9 Blatt Nummer: 9 Fehlermeldung EiAua.java:4: unreported exception java.io.ioexception; must be caught or declar ed to be thrown int i = System.in.read(); ^ 1 error Problem/Lösung Bei der Ein-/Ausgabe kann immer mal was schiefgehen, daher ist ein try-catch Block erforderlich Alternativ: throws Deklaration Quellcode public class Nirvana { Object o = null; System.out.println( o.getclass()); Fehlermeldung (zur Laufzeit!) Exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception at Nirvana.main(Nirvana.java:5) Problem/Lösung Die Variable o wurde mit null initialisiert, ohne Objekt kann man auch keine Methode aufrufen Lösung: o mit einem beliebigen Objekt initialisieren, z.b. o = new Object() oder o = "irgendwas"; Quellcode public class Countoff { int[] a = { 1, 2, 3, 4, 5; for (int i=1; i<=5; i++) { System.out.println( a[i]); Fehlermeldung (zur Laufzeit!) Exception in thread "main" java.lang.arrayindexoutofboundsexception: 5 at Countoff.main(Countoff.java:6) Problem/Lösung Es gibt kein 5tes Element, Schleife von 0 bis <=4 od. <5 od <a.length oder Ausgabe von a[i-1]

10 Blatt Nummer: 10 Aufgabe Programme lesen [10P] Analysieren Sie das folgende Programm, beschreiben Sie die Bedeutung der einzelnen Variablen/Methoden und geben sie die Ausgabe des Programms an. public class Mystery { /** Bedeutung: * Anzahl Stellen für Verschiebung */ static int d = 5; /** Bedeutung: * Verschiebung eines einzelnen Buchstaben */ public static char f2( char p) { if ( 97<=p && p<=122) { return (char)(97 + (p-97+d) % 26); else { return p; /** Bedeutung: * Verschiebung aller Buchstaben in einer Zeichenkette */ public static String f1( String t) { String s = ""; for (int i=0; i<t.length(); ++i) { s = s + f2( t.charat(i)); return s; String t = "abc"; System.out.println( f1( t)); Funktion: Verschlüsselung einer Zeichenkette durch Verschiebung der Buchstaben des Alphabets Ausgabe: fgh

11 Blatt Nummer: 11 Aufgabe Programme schreiben [15P] Erweitern Sie die nachfolgende Klasse um die angegebenen Eigenschaften Es sollen nur gerade Zahlen generiert werden Es soll möglich sein, die Anzahl der generierten Zahlen anzugeben Es soll möglich sein, die Untergrenze und die Intervallgröße anzugeben public class Generator { public int[] generate() { int[] result = new int[5]; for ( int i=0; i<5; i++) { int r = (int)(math.random() * ); result[i] = r; return result; Lösung: public class Generator { public int[] generate( int n, int base, int interval) { int[] result = new int[n]; for ( int i=0; i<n; i++) { int r; do { r = (int)(math.random() * interval + base); while ( r%2==1); result[i] = r; return result;