Name:... Vorname:... Matrikel-Nr.:... Unterschrift:...

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1 Studiengang Bachelor of Computer Science Modulprüfung Praktische Informatik 1 Wintersemester 2010 / 2011 Name:... Vorname:... Matrikel-Nr.:... Unterschrift:... Hinweise: 1.) Schreiben Sie Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer zu Beginn auf das Deckblatt der Klausur. Überprüfen Sie, ob die Klausur vollständig ist. 2.) Bearbeiten Sie die Aufgaben möglichst auf den jeweiligen Blättern. Der Platz auf dem Aufgabenblatt ist so bemessen, dass er für die Lösung der Aufgabe ausreicht. Andernfalls verwenden Sie die Rückseite oder ein mit Ihrem Namen, Ihrer Matrikelnummer und der Aufgabennummer gekennzeichnetes separates Blatt. 3.) Es sind keine Hilfsmittel (Taschenrechner, Mitschrift, Bücher, o.ä.) außer einem Schreibgerät zugelassen. 4.) Schreiben Sie mit dokumentenechten Stiften. Mit Bleistiften, Tintenkiller o.ä. erstellte Lösungen sind ungültig! Rotschreibende Stifte sind ebenfalls verboten! Schreiben Sie bitte leserlich! Aufgabe Teil Teil 2 Σ (GDI) (ADS) Erreichbare Punkte Erreichte Punkte V i e l E r f o l g!!! Note:

2 Modulprüfung Praktische Informatik 1 Teilprüfung 2: Algorithmen und Datenstrukturen Prof. Dr. Wolfgang Schramm Name:... Vorname:... Matrikel-Nr.:... Unterschrift:... Hinweise: 1.) Schreiben Sie Ihren Namen und Ihre Matrikelnummer zu Beginn auf das Deckblatt der Klausur. Überprüfen Sie, ob die Klausur vollständig ist. 2.) Bearbeiten Sie die Aufgaben möglichst auf den jeweiligen Blättern. Der Platz auf dem Aufgabenblatt ist so bemessen, dass er für die Lösung der Aufgabe ausreicht. Andernfalls verwenden Sie die Rückseite oder ein mit Ihrem Namen, Ihrer Matrikelnummer und der Aufgabennummer gekennzeichnetes separates Blatt. 3.) Es sind keine Hilfsmittel (Taschenrechner, Mitschrift, Bücher, o.ä.) außer einem Schreibgerät zugelassen. 4.) Schreiben Sie mit dokumentenechten Stiften. Mit Bleistiften, Tintenkiller o.ä. erstellte Lösungen sind ungültig! Rotschreibende Stifte sind ebenfalls verboten! Schreiben Sie bitte leserlich! Aufgabe Σ Erreichbare Punkte Erreichte Punkte

3 Aufgabe 1 Rekursion 8 Punkte Für Binärzahlen b seien folgende Funktionen gegeben: leftrest(b) liefert den linken Rest, d.h. alle Binärziffern bis auf die rechteste, o z.b. leftrest(1110) = 111 righthead(b) liefert die rechteste Binärziffer (als int) einer Binärzahl, o z.b. righthead(1110) = 0 length(b) liefert die Anzahl der Ziffern einer Binärzahl (als int), o z.b. length(1110) = 4 Entwickeln Sie unter Zuhilfenahme dieser Funktionen eine Funktion dezr im Pseudo-Code, die eine Binärzahl in eine Dezimalzahl umwandelt. Der Aufruf von dezr(1001) liefert als Ergebnis den Dezimalwert 9. Hinweis: Der Dezimalwert einer Binärzahl kann folgendermaßen definiert werden: dez(b) = b falls length(b) = 1 2 * dez(leftrest(b)) + righthead(b) falls length(b) > 1 Schreiben Sie eine Funktion dezr(b) im Pseudo-Code, die rekursiv den Dezimalwert der Binärzahl b berechnet. 2

4 Aufgabe 2 Sortierverfahren 18 (10 + 8) Punkte a) Gegeben ist die folgende Zahlenfolge: Sortieren sie diese Zahlenfolge mittels: - QuickSort Welche QuickSort-Variante Sie verwenden, ist Ihnen überlassen. Geben Sie aber die verwendete Variante an. Für jeden rekursiven Aufruf von QuickSort geben Sie den Bereich des Arrays, das Pivotelement, und alle Vertauschen an. (6 Punkte) - Direkter Merge Sort Geben Sie für jeden Split bzw. Merge alle Bänder an und markieren Sie die Läufe (runs) durch Klammern ( ). (4 Punkte) 3

5 Aufgabe 2 Sortierverfahren - Fortsetzung 18 (10 + 8) Punkte b) Sortieren Sie die folgende Zahlenfolge mittels HeapSort HeapSort Überführen Sie die Array-Darstellung zuerst in eine Baumdarstellung. Überführen Sie dann im ersten Schritt diesen Baum in einen MaxHeap. Geben Sie beim Aufbau des Heap jeden Zwischenschritt (= veränderter Baum) an. Nachdem Sie den MaxHeap aufgebaut haben, sortieren Sie den Baum. Geben Sie auch jetzt wieder alle Zwischenschritte an. (8 Punkte) 4

6 Aufgabe 3 Hashing 6 Punkte Gegeben sei folgende Hash-Tabelle mit N = 7 Buckets. Tragen sie Städte Mannheim, Heidelberg, Karlsruhe, Darmstadt, Frankfurt und Mainz. in der angegebenen Reihenfolge in die Hash-Tabelle ein. Verwenden sie bei Kollisionen zur Berechnung eines alternativen Buckets das quadratische Sondieren. Die Hashfunktion ist wie folgt definiert: h(name) = ord (1. Buchstabe von name) % Als Hilfestellung hier die Ordinalwerte der Buchstaben: A 1 G 7 M 13 S 19 Y 25 B 2 H 8 N 14 T 20 Z 26 C 3 I 9 O 15 U 21 D 4 J 10 P 16 V 22 E 5 K 11 Q 17 W 23 F 6 L 12 R 18 x 24 5

7 Aufgabe 4 AVL-Bäume 4 Punkte Geben Sie einen AVL-Baum der Höhe 5 an, der möglichst wenig Knoten besitzt. 6

8 Aufgabe 5 B-Bäume 18 (12 + 6) Punkte a) Löschen Sie im nachfolgenden B-Baum der Ordnung 2 die 18. Sofern eine Maßnahme zur Wiederherstellung der B-Baum-Eigenschaft notwendig ist, geben sie die entsprechende Maßnahme an und anschließend den veränderten B-Baum. 7

9 Aufgabe 5 B-Bäume Fortsetzung 18 (12 + 6) Punkte b) Betrachten sie einen B-Baum der Ordnung m=2. Wie viele Elemente hat ein B-Baum der Ordnung 2 und der Höhe 4 mindestens? Wie viele Vergleichsoperationen zum Suchen eines Schlüssels braucht man in einem B- Baum der Ordnung 2 und der Höhe 4 maximal? 8

10 Aufgabe 6 Tries 8 Punkte Fügen Sie nacheinander folgende Strings in einen Trie ein: "wir", "sind", "wo", "weiß", "wer" Geben Sie den Trie nach dem Einfügen jedes String an. 9