Matrikelnr. Name. Vorname

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1 Fakultät für Wirtschaftswissenschaft Matrikelnr. Name Vorname KLAUSUR: Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) TERMIN: , 09:00 11:00 Uhr PRÜFER: Univ.-Prof. Dr. rer. pol. habil. S. Strecker Aufbau und Bewertung der Klausur Aufgabe Summe Maximal erreichbare Punktzahl Erreichte Punktzahl DATUM: NOTE:

2 Allgemeine Hinweise! Tragen Sie bitte jetzt Ihre Matrikelnummer, Ihren Namen und Vornamen auf dem Deckblatt ein. Versehen Sie bitte zusätzlich jede Seite mit Ihrer Matrikelnummer (oben rechts). Hinweise zur Bearbeitung Für die Bearbeitung der insgesamt 3 Klausuraufgaben auf den folgenden 14 Seiten dieser Klausur stehen Ihnen 120 Minuten zur Verfügung. 1. Außer Schreibgeräten sind keine Hilfsmittel zugelassen. 2. Die Lösungen müssen in den vorgesehenen Raum auf den Aufgabenblättern eingetragen werden. 3. Notizen können auf den Rückseiten der Aufgabenblätter gemacht werden. Diese Anmerkungen werden in die Bewertung nicht einbezogen. 4. Bei Beendigung der Klausur müssen das Deckblatt und die Aufgabenblätter abgegeben werden. Trennen Sie bitte einzelne nicht Blätter ab. Viel Erfolg! Diese Klausur ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung und des Nachdrucks, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung der FernUniversität reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet,

3 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 1 von 14 Aufgabe 1 (Objektorientierter Entwurf) (20P) a) Geben Sie an, ob die nachfolgend aufgeführten Aussagen zutreffen oder nicht. Tragen Sie hierzu jeweils in dem vorgegebenen Kreis ein "R" für richtig oder ein "F" für falsch ein. Für diese Aufgabe gibt es maximal 10 Punkte. Für jede richtig gelöste Aussage erhalten Sie 1 Punkt. (10P) Schnelle Algorithmen basieren auf geeignet gewählten Datenstrukturen, z.b. ermöglichen lineare Listen eine schnellere Suche von Elementen als binäre Suchbäume. Containerklassen werden zur Verwaltung von Objekten der Fachkonzept-Klassen des OOA-Modells benötigt. Die Einsparung der Versendung von Botschaften stellt ein entscheidendes Mittel der Erhöhung der Laufzeiteffizienz einer Anwendung dar. Von einer Wald-Topologie wird gesprochen, wenn eine Klassenbibliothek aus lauter unabhängigen Klassen besteht, die nicht durch Vererbungsbeziehungen verbunden sind. GUI-Objekte prüfen in regelmäßigen Abständen die zugehörigen Fachkonzept-Objekte auf Änderungen. Diese Vorgehensweise ist ineffizient. Eine geeignete Alternative dazu ist die Anwendung des Beobachter-Musters als grundlegender Mechanismus der Kooperation zwischen GUI- und Fachkonzept-Schicht. Neben der einfachen Vererbung mit nur einer Oberklasse kann im objektorientierten Entwurf auch die Mehrfachvererbung verwendet werden, bei der abgeleitete Klassen mehrere Oberklassen besitzen. In einer Fünf-Schichten-Architektur übernimmt die Fachkonzept-Zugriffsschicht Aufgaben der Datenkonvertierung, um die GUI-Schicht hiervon zu entlasten. Auf Attribute einer Klasse A mit dem Sicherheitsmodus protected kann von allen Klassen des Pakets der Klasse A direkt zugegriffen werden. Während im OOA-Modell die üblichen Verwaltungsoperationen zum Erfassen, Ändern und Löschen von Objekten den Fachkonzept-Klassen zugeordnet sind, müssen sie im Entwurf zwischen GUI- und Fachkonzept-Schicht aufgeteilt werden. Charakteristisch für die Aktivitäten und Dokumente des Objektorientierten Entwurfs ist, dass sie überwiegend im Grobentwurf begonnen und im Feinentwurf vervollständigt werden.

4 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 2 von 14 b) Skizzieren Sie übliche im Lehrbrief eingeführte Schichten-Architekturen und erläutern Sie, wovon die Auswahl einer konkreten Schichten-Architektur abhängt. Diskutieren Sie abschließend, welche Art von Schichten-Architektur für betriebliche Anwendungen geeignet ist. (10P)

5 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 3 von 14 Aufgabe 2 (Algorithmen & Datenstrukturen) (34P) In der gesamten Aufgabe 2 wird von Ihnen erwartet, dass Sie die im Lehrbrief dargestellte, an PASCAL angelehnte Pseudocode-Notation ausnahmslos anwenden. Für das Algorithmieren mit diesem Pseudocode stehen damit die spezifischen Konzepte von PASCAL zur Verfügung, d. h. verschiedene einfache und zusammengesetzte Datentypen, Konstrukte der strukturierten Programmierung und das Prozedurkonzept. Alle Teilaufgaben sind als Codefragmente in der im Lehrbrief dargestellten Pseudocode-Notation zu erstellen. Andere Pseudocode-Notationen oder Programmiersprachen werden nicht bewertet. a) Mit dem Begriff Traversieren wird das Durchlaufen sämtlicher Knoten eines Baumes in einer bestimmten Reihenfolge bezeichnet. In der Regel wird mit dem Traversieren die Bearbeitung vieler oder aller Knoten bzw. Datenobjekte verbunden sein. Für Binärbäume eignen sich insbesondere auch rekursive Traversierungsalgorithmen. Formulieren Sie für den unten skizzierten Traversierungsalgorithmus für gefädelte Binärbäume eine Pseudocode-Prozedur: (16P) (1) Übernahme des Index der Wurzel in die Variable knotennr (2) Falls baum[knotennr].links > 0, dann knotennr:=baum[knotennr].links; gehe nach (2). (3) Bearbeite Datenobjekt baum[knotennr] (4) Falls baum[knotennr].rechts < 0, dann knotennr:=baum[knotennr].rechts; gehe nach (3). (5) Falls baum[knotennr].rechts > 0, dann knotennr:=baum[knotennr].rechts; gehe nach (2). (6) Falls baum[knotennr].rechts > 0, dann STOP Zusätzlich ist eine Prozedur, die jeweils die Adresse (Index) des Knotens zurückgibt, der als nächster in der Sortierreihenfolge bearbeitet werden soll, zu entwickeln. Die Prozedur soll folgenden Prototypen besitzen: FUNCTION nachf_lwr(knotennr: INDEX): INDEX; DATA CONST kopf=0; TYPE INDEX = [-m..+m]; KNOTEN = RECORD data: {knoteninformation}; links, rechts: INDEX; END; BINBAUM = ARRAY[0..m] OF KNOTEN; VARIABLE wurzel, knotennr: INDEX; baum: BINBAUM; baum[kopf].rechts := kopf; baum[kopf].links := wurzel;

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7 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 5 von 14 b) Erläutern Sie Vor- und Nachteile der gefädelten Darstellung für das Traversieren eines Binärbaumes in symmetrischer Ordnung. (6P)

8 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 6 von 14 c) Formulieren Sie eine rekursive und iterative Prozedur/Funktion, um die Summe der Quadrate der ganzen Zahlen von 1 bis n mit n > 0 zu ermitteln. (6P)

9 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 7 von 14 d) Ein B-Baum ist eine aus Knoten und Kanten bestehende baumartige Hilfsorganisation. Jeder Knoten beinhaltet eine Menge von Indexeinträgen sowie Zeiger, die auf Knoten verweisen. Die Knoten des B-Baums beinhalten eine durch den Ordnungsparameter n festgelegte Zahl an Indexeinträgen, die nach einem Schlüssel aufsteigend sortiert sind. Vereinfachend sind lediglich die Primärschlüssel der Einträge in den Knoten angegeben. In den B-Baum soll ein Eintrag mit den Primärschlüssel 39 eingefügt werden. Skizzieren Sie für n=1 den sich ergebenden B-Baum. (6P)

10 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 8 von 14 Aufgabe 3 (Programmieren in C) (46P) a) Entwickeln Sie ein C-Programm, das einen beispielhaften Vektor von integer-werten (Ausgangsfolge), mit dem Sortierverfahren Sortieren durch Austauschen (engl. bubble sort ) sortiert. Die Vektoreinträge sollen paarweise miteinander verglichen und ausgetauscht werden, so dass die Zielreihenfolge aufsteigend sortiert wird. Der Vektor soll am Ende des C-Programms ausgegeben werden. (12P) #include <stdio.h>

11 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 9 von 14 b) Erläutern Sie ausführlich, wie sich die lineare Suche mit und ohne Sentinel-Technik unterscheidet. (6P)

12 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 10 von 14 c) Welche Traversierungsform ist für die Auflösung eines binären (Such-)Baumes geeignet und was ist dabei zu beachten? Beschreiben Sie kurz das Vorgehen und begründen Sie, warum diese Traversierungsform geeignet ist. (4P) d) Der gesamte durch ein Programm zur Laufzeit belegbare Speicherplatz kann in einzelne Speicherbereiche gegliedert werden, in denen jeweils verschiedenartige Informationen abgelegt werden. Zur dynamischen Reservierung von Speicherplatz aus dem Heap werden Funktionen der C-Standardbibliothek eingesetzt, die meist in der Definitionsdatei stdlib.h vereinbart sind. Erläutern Sie malloc, calloc und free, die im Zuge der dynamischen Speicherreservierung Anwendung finden. Erläutern Sie auch gegebenenfalls einen Zusammenhang zwischen diesen Funktionen. Die Beschreibung sollte u.a. Erläuterungen zu Art und Ort der Speicherreservierung, zu Rückgabewerten und zum Vorgehen bei Fehlern enthalten. (8P)

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14 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 12 von 14 e) Entwerfen Sie ein C-Programm für eine dynamische Speicherreservierung mit malloc von einem float-speicherplatz. Sie können hierfür die angegebene Kommentierung als Orientierung nutzen. (6P) #include <stdio.h> #include <stdlib.h> void main(void) { // zeigt auf reservierten float-speicherplatz printf( \ndynamische Speicherverwaltung mit malloc\n ); pf = (float *)malloc(sizeof(float)); { // Prüfung } printf( \nwert auf dyn. reserviertem float-speicherplatz: // Speicherplatz freigeben bzw. zurückgeben }

15 Klausur (WiSe1718) Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) Seite 13 von 14 f) Für den Elektronikverkäufer Mars soll ein Informationssystem zur Abwicklung der Bestellungen entwickelt werden. Als Berater und Entwickler eines mittelständischen Software Unternehmens wurden Sie beauftragt diese Entwicklung zu leiten. Sie haben bereits Gespräche mit den Verantwortlichen geführt und folgende Anforderungen an das C-Programm dokumentiert: Es dürfen maximal 10 Bestellung durch einen Sachbearbeiter eingegeben werden. Die Bestellung muss ein Datum, eine Artikelnummer, eine Stückzahl und den Preis pro Stück enthalten. Zunächst sollen alle Bestellungen eingegeben werden, um darauffolgend den Sachbearbeiter die Ausgabe aller Bestellungen oder Bestellungen ab einem bestimmten Mindestbetrag anzeigen zu lassen. Die Ausgabe soll durch das C-Programm erfolgen. Die Ausgabe soll alle Eingaben in Form einer Liste ausgeben. Ihr Vorgesetzter hat Ihnen für die Entwicklung einen Notizzettel mit einem Hinweis überlassen: Entwerfen Sie zuerst eine Struktur für die Bestellungen. Danach soll die Abfrage der Bestellungen sowie abschließend die Ausgabe der getätigten Bestellungen erfolgen. Sie können davon ausgehen, dass die Sachbearbeiter keine Fehler bei der Eingabe machen. Weiterhin ist aus Wartungsgründen zu berücksichtigen, dass Sie nur die <stdio.h> benutzen dürfen. Sowohl der Gesamtbetrag als auch die Gesamteinzelbeträge sollen nicht berechnet werden. Der Mindestbetrag richtet sich nach dem Preis pro Stück. (10P)

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