Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt. Diplomprüfung im Fach. Informatik III. (Prof. Dr.-Ing. Ludwig Eckert)

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1 Fachhochschule Würzburg-Schweinfurt Diplomprüfung im Fach Informatik III (Prof. Dr.-Ing. Ludwig Eckert) Datum: Dauer: 90 Minuten Erreichte Punktzahl... Hilfsmittel: beliebige schriftliche Unterlagen, Taschenrechner erlaubt Vorname:... Name:... Erstprüfer:... Zweitprüfer:... Wichtige Hinweise: Bitte tragen Sie alle Antworten auf den folgenden Seiten direkt im Anschluss an die Aufgabentexte ein. Ergebnisse auf Zusatzblättern werden nur in begründeten Ausnahmefällen gewertet. Fach: Informatik III Seite 1 von 13

2 Aufgabe 1: Es soll eine amerikanische Polizeisirene (Kojaksirene) softwareseitig auf dem PC realisiert werden. Eine spezielle Softwarebibliothek stellt Ihnen zur Implementierung folgende Soundfunktionen zur Verfügung: void sound(frequenz) void nosound(); void delay(verzoegerung) int kbhit() // Einschalten der Polizeisirene; es ertönt ein Ton mit der // Frequenz frequenz // Abschalten der Polizeisirene // Die Abarbeitung der Anweisungen wird um die Wartezeit // verzoegerung in ms verzögert. // prüft, ob eine Taste gedrückt wurde, dann gibt kbhit() den // Wert 1 zurück, falls keine Taste betätigt wurde, liefert // kbhit() eine 0 zurück. a) Skizzieren Sie zunächst das entsprechendes Frequenz-Zeitdiagramm. Wählen Sie hierzu sinnvolle (hörbare!) obere und untere Grenzfrequenzen sowie eine geeignete Periodendauer des Signalverlaufes Frequenz [khz] Zeit [t] Fach: Informatik III Seite 2 von 13

3 b) Geben Sie nun den Programmablauf grafisch in Form eines Nassi-Shneidermann- Diagramms an. Beachten Sie hierbei, dass die Polizeisirene zu jedem Zeitpunkt bei Betätigung einer beliebigen Taste abschaltbar sein soll. Fach: Informatik III Seite 3 von 13

4 Aufgabe 2: Die Computer-Viren breiten sich immer stärker aus. Um einer Infektion Ihres Computers vorzubeugen und unerlaubten Zugang zu Ihren Daten zu verhindern, wurde das nachstehende Programm zur Prüfung der Zugangsberechtigung entwickelt. a) Beschreiben Sie zunächst kurz die Arbeitsweise des Programms? b) Wie viele Falscheingaben des gesuchten Codewortes erlaubt das Programm? c) Was passiert, wenn die max. Anzahl von Falscheingaben überschritten wird? Was erscheint dann auf dem Bildschirm Fach: Informatik III Seite 4 von 13

5 d) Dokumentieren Sie das Programm, beginnend jeweils mit dem Kommentarzeichen. Bitte hierzu direkt in das Programm schreiben. /****************************************************************/ /* Programm: Password-Abfrage */ /****************************************************************/ #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <string.h> #define CODEWORT "FH-SW" main() int i, anzahl = 0 ; // Wiederholungszaehler initialisieren char gibzeich, lieswort[20]; while(1) if (anzahl > 3) gotoxy(10,17); printf("\nsie sind kein autorisierter Benutzer!!!\a "); else clrscr(); // loescht den Bildschirm gotoxy(10,17); printf("\nbitte geben Sie das Codewort ein : "); i=0; while (1) // gibzeich = getch(); // Tastaturkanal lesen if (gibzeich=='\r') // lieswort[i] = '\0'; // break; else lieswort[i] = gibzeich; // printf("*"); // i++; // alternativ scanf("%20s",lieswort); anzahl++; // Schleifenzaehler inkrementieren // ende else if (!(strcmp(codewort, lieswort)) ) break; // strcmp(, ) vergleicht zwei Strings miteinander. Dabei gilt: // Ergebnis = 0 (FALSE) für s1 == s2, // Ergebnis <> 0 (TRUE) für s1!= s2 Fach: Informatik III Seite 5 von 13

6 clrscr(); gotoxy(10,17); printf("guten Tag! Viel Spass bei der Arbeit..."); e) Stellen Sie bitte den Programmablauf grafisch als Nassi-Shneidermann-Diagramm dar. Fach: Informatik III Seite 6 von 13

7 Aufgabe 3: Gegeben ist nachstehendes C++-Programm. a) Welchen Ausdruck liefert das Programm beim Ablauf auf dem Bildschirm? b) Welche Aufgabe erfüllt das Programm, welchen sinnvollen Einsatz gibt es für dieses Programm? c) Welche Sichtbarkeit haben die Variablen imin, isek und itsdsek? Wie kann innerhalb der Hauptfunktion main() auf diese Variablen zugegriffen werden? d) Welchen Zweck hat die Anweisungszeile t.stelle( 0, 0, 0 ); in der Hauptfunktion main(). Fach: Informatik III Seite 7 von 13

8 #include <iostream.h> #include <conio.h> class Timer int imin, isek, itsdsek; public: void stelle( int a, int b, int c ) imin = a; isek = b; itsdsek = c; void leseab( int&, int&, int& ); void tick(); ; // Definition der Operation in der Klasse // Deklaration der Operation: leseab // Deklaration der Operation: tick void anzeige( Timer* ptimer ) int Min, Sek, TsdSek; ptimer->leseab( Min, Sek, TsdSek ); cout << Min << ":" << Sek << ":" << TsdSek << endl; void Timer::tick() if(++itsdsek == 1000) itsdsek = 0; if ( ++isek == 60 ) isek = 0; imin++; // Definition der Operation void Timer::leseAb( int& a, int& b, int& c) // Definition der Operation a = imin; b = isek; c = itsdsek; void main( void ) Timer t; t.stelle( 0, 0, 0 ); for (int i = 0; i<15030; i++) t.tick(); anzeige( &t); getche(); Fach: Informatik III Seite 8 von 13

9 Aufgabe 4: Moderne Espressomaschinen verfügen über eine Warmhalteplatte, die gleichzeitig als Abstellfläche für Tassen dient. Diese Abstellfläche wird temperaturseitig geregelt. Der gesamte Regelungsvorgang soll objektorientiert mit Hilfe von UML schrittweise abgebildet werden. Folgende Objekte sollen hierzu zur Verfügung stehen: Ein Objekt Timer: Das Timerobjekt hat die Aufgabe zyklisch in Zeitabständen von 5 Sec. den Regelungsprozess anzustoßen. Ein Objekt Temperaturfühler: Das Temperaturfühlerobjekt liest die Temperatur des Temperaturfühlers und stellt den aktuellen Wert auf Abfrage von außen bereit. Ein Objekt Heizaggregat: Das Heizaggregatobjekt schaltet das Heizelement an und wieder aus und stellt dafür entsprechende Zugriffsmethoden zur Verfügung. Ein Objekt 2-Punkt-Regler: Das Reglerobjekt realisiert einen 2-Punkt-Regler mit Hysterese. Dabei soll ein Vergleich stattfinden zwischen der Ist-Temperatur (zu beziehen vom Objekt Temperaturfühler) und einer vorgegebenen Solltemperatur (im Objekt 2- Punkt-Regler enthalten. Die Hysterese soll 2 Grad betragen. Liegt die Ist-Temperatur 2 Grad über der Soll-Temperatur, so soll das Heizaggregat (mit Hilfe des Objektes Heizaggregat) abgeschaltet werden. Die Temperatur der Wärmeplatte kühlt nun ab. Fällt die Temperatur nun 2 Grad unter der Soll-Temperatur, dann wird das Heizaggregat wieder zugeschaltet. a) Entwerfen Sie ein Objektdiagramm gemäß nachstehender Schablone Objektname public private Attribute Methoden Fach: Informatik III Seite 9 von 13

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11 b) Erstellen Sie ein Aktivitätsdiagramm für den Regelungsprozess (Objekt 2-Punkt-Regler). Fach: Informatik III Seite 11 von 13

12 c) Erstellen Sie ein Sequenzdiagramm, um die Dynamik der oben genannten Objekte in dem Gesamtsystem (Temperaturkonstanthaltung der Warmhalteplatte) abzubilden. Fach: Informatik III Seite 12 von 13

13 d) Implementieren Sie die Klasse Timer, aus der das Objekt Timer5sec hervorgeht, in der Programmiersprache C++. Nutzen Sie dafür die Funktionen aus der C-Bibliothek <time.h>. Fach: Informatik III Seite 13 von 13