Fakultät Wirtschaftswissenschaft

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1 Fakultät Wirtschaftswissenschaft Matrikelnr. Name Vorname KLAUSUR: Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) TERMIN: , Uhr PRÜFER: Univ.-Prof. Dr. Stefan Strecker Aufbau und Bewertung der Klausur Aufgabe Summe Maximal erreichbare Punktzahl Erreichte Punktzahl DATUM: NOTE: UNTERSCHRIFT DES PRÜFERS:

2 Allgemeine Hinweise! Tragen Sie spätestens 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 8 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 nicht einzelne Blätter ab.! Unterschreiben Sie die Klausur bitte jetzt auf der letzten Seite! Viel Erfolg!

3 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe Aufgabe 1 (Objektorientierter Entwurf) (24 P) Geben Sie an, ob die nachfolgend aufgeführten Aussagen zutreffen oder nicht. Tragen Sie hierzu jeweils in dem vorgegebenen Kreis ein "R" für richtig oder "F" für falsch ein. Die Anwendung des Polymorphismus-Konzepts setzt eine formale Spezifikation der Operationen von Klassen bzw. Klassenhierarchien voraus. Von einer Wald-Topologie wird gesprochen, wenn eine Klassenbibliothek in mehrere Vererbungshierarchien zerfällt, wobei jede Hierarchie dabei mehrere logisch zusammenhängende Klassen zu einer unabhängigen Komponente bündelt. Aus dem Framework-Ansatz resultiert, dass in einer Anwendung zwar eventuell mehrere Frameworks, jedoch nur eine Klassenbibliothek verwendet wird. Die Realisierung mittels Objektverweisen ist die wichtigste Form der Umsetzung von Assoziationen und benötigt für den Verweis ein Assoziationsobjekt. Durch den dynamischen Polymorphismus können Fallunterscheidungen einfach, flexibel und erweiterungsfreundlich realisiert werden und er ermöglicht, dass Objekte verschiedener Klassen einer Vererbungshierarchie formal einheitlich verarbeitet werden. Gilt für die Schichten einer Anwendung das Prinzip der asymmetrischen Kooperation und der unidirektionalen Abhängigkeit, so gilt dies auch für die Komponenten innerhalb einer Schicht untereinander. Im Interesse der Wartbarkeit sind bei dem Entwurf der Anwendungs-Architektur vor Allem zwei Kriterien zu beachten: die Kriterien der minimalen Kopplung und der maximalen Kohäsion. Schnelle Algorithmen basieren auf geeignet gewählten Datenstrukturen; z.b. ermöglichen lineare Listen eine viel raschere Suche von Elementen als binäre Suchbäume. Die Einsparung der Versendung von Botschaften stellt ein entscheidendes Mittel der Erhöhung der Laufzeiteffizienz einer Anwendung dar. Bei dem Entwurf der Fachkonzept-Schicht einer Anwendung werden Conatiner-Klassen zur Verwaltung der Objekte der Fachkonzept-Klassen eingeführt. Auf Attribute einer Klasse A mit dem Sicherheitmodus protected kann von allen Klassen des Pakets der Klasse A direkt zugegriffen werden. Eine separate GUI-Schicht erleichtert speziell die Portierung von Anwendungen auf alternative Zielplattformen mit anderen GUI-Systemen, weil ggf. nur die GUI-Schicht anzupassen ist.

4 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe Aufgabe 2 (Algorithmen & Datenstrukturen) (39 P) a) Binäre Bäume und binäre Suchbäume spielen in der betrieblichen Informationsverarbeitung eine wichtige Rolle, weil sie die effiziente Verwaltung von Datenbeständen in besonderem Maße unterstützen. Die folgenden Teilaufgaben a) bis c) beschäftigen sich mit verschiedenen Verwaltungsoperationen für binäre Bäume. Dabei wird der Einfachheit halber folgende Datenstruktur vorausgesetzt: {Zeigertyp für Binärbaum} TYPE BAUMZEIGER = BAUMELEM; {Elementtyp für Binärbaum} TYPE BAUMELEM = RECORD zeichen : CHAR; {ein Zeichen} left, right : BAUMZEIGER; END; Beachten Sie bei der Lösung der Teilaufgaben die jeweils angegebenen Hinweise. Globale Variablen sollen in Teilaufgabe b) nicht verwendet werden. Für die Formulierung von Funktionen oder Anweisungen ist der im Kurs Algorithmen und Datenstrukturen eingeführte Pseudocode zu benutzen. Gegeben sei folgender Binärbaum: J D R A G M T E H P F Q Geben Sie die Reihenfolge der Baumelemente bei einer Traversierung in Präordnung an. (8 P) Reihenfolge der Knoten bei Traversierung in Präordnung:

5 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe b) Schreiben Sie eine rekursive Funktion ErmittleAnzahlKnotenImBinBaum(), die die Anzahl der Knoten eines Binärbaums bestimmt und zurückliefert. Überlegen Sie sich zuerst, nach welcher Regel die Anzahl der Knoten eines beliebigen Teilbaums einheitlich berechnet werden kann. (8 P) FUNCTION ErmittleAnzahlKnotenImBinBaum(root : BAUMZEIGER) : INTEGER; DATA BEGIN END ErmittleAnzahlKnotenImBinBaum; c) Die Höhe eines Binärbaumes lässt sich wie folgt definieren. Ein leerer Baum hat die Höhe Null, ein Baum mit nur einem Knoten die Höhe Eins. Für einen Baum mit mehreren Knoten ist die Höhe gleich der maximalen Anzahl von Knoten, die von der Wurzel bis zu einem Blatt zu passieren sind. Die weiter unten aufgelistete rekursive Funktion ErmittleHoeheBin- Baum() berechnet die Höhe eines Binärbaums. Allerdings enthält sie vier logisch falsche Anweisungen. Identifizieren Sie die Fehler und begründen Sie jeweils stichwortartig, warum die entsprechende Anweisung fehlerhaft ist. Korrigieren Sie ferner die fehlerhaften Anweisungen. (8 P) FUNCTION ErmittleHoeheBinBaum(root : BAUMZEIGER) : INTEGER; DATA VARIABLE hoehelinkerteilbaum, hoeherechterteilbaum, hoeheteilbaum : INTEGER; BEGIN IF root = NIL THEN hoehelinkerteilbaum := ErmittleHoeheBinBaum(root.left); hoeherechterteilbaum := ErmittleHoeheBinBaum(root.right); IF hoehelinkerteilbaum >= hoeherechterteilbaum THEN hoeheteilbaum := hoehelinkerteilbaum; ELSE hoeheteilbaum := hoeherechterteilbaum; ENDIF; ELSE hoeheteilbaum := 1; ENDIF; RETURN hoeheteilbaum; END ErmittleHoeheBinBaum;

6 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe Fehlerhafte Anweisung: Begründung: Korrigierte Anweisung: 2. Fehlerhafte Anweisung: Begründung: Korrigierte Anweisung: 3. Fehlerhafte Anweisung: Begründung: Korrigierte Anweisung: 4. Fehlerhafte Anweisung: Begründung: Korrigierte Anweisung:

7 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe d) Betrachtet sei ein Sortieralgorithmus für sequentiell gespeicherte Objekte. Die Tabelle unten zeigt die Schritte eines solchen Algorithmus sowie die Ausgangs- und Zielfolge. (15 P) (1) Benennen Sie den Algorithmus und erläutern Sie das Vorgehen des Sortierens. (2) Die Prozedur besteht aus zwei ineinander verschachtelten Laufanweisungen. Was wird von diesen zwei FOR-Schleifen jeweils veranlasst? Ausgangszustand : 1. Schritt : 2. Schritt : 3. Schritt : 4. Schritt : 5. Schritt : 6. Schritt : 7. Schritt : Ausgangsfolge Zielfolge (1) (2)

8 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe Aufgabe 3 (Programmieren in C) (37 P) a) Im Folgenden finden Sie ein Fragment zu logischen Operatoren. Kreuzen Sie an, ob bei einer Auswertung 0 (falsch) oder 1 (wahr) resultiert, bzw. ob die getroffene Aussage falsch oder wahr ist. (5 P) /* Fragment: logische Operatoren */ int a = 1, b = 0, c = 5, resultat; Float d = 2.3; resultat = a && b; resultat =!b; resultat = (a<b) && d; 0 1 Logische Ausdrücke mit Operatoren sowie && werden von rechts nach links ausgewertet. Ist nach Auswertung eines Teilausdrucks das Resultat des gesamten logischen Ausdrucks bestimmt, wird die Auswertung abgebrochen. falsch wahr b) Schließen Sie im Folgenenden Klammern um die Operatoren, sodass die Verarbeitungsfolge unmittelbar ersichtlich ist. (4 P) a + b *- c a &&!b!= 0 d + e * z <= c a += b? c : z Ausdruck äquivalenter Ausdruck c) Unten finden Sie ein Fragment einer Funktion zu linearer Suche. Schreiben Sie eine vergleichbar ausführliche, kommentierte Funktion zu binärer Suche. (13 P) /* lineare Suche */ /* - fuehrt sequentielle Suche nach uebergebenem Wert wert durch, - gibt bei Erfolg dessen (erste) Position im Vektor, sonst -1 zurueck, - vorausgesetzt wird hier aufsteigende Sortierung des Vektors, */

9 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe int linsuche(int wert) { int i; /* Vektorindex */ /* Eintrag Suchwert am Ende des Vektors */ vektor[anzelem+1] = wert; /* Suche solange Vektorelement kleiner als Suchwert */ for (i = 0; vektor[i] < wert; i++) { ; } /* Auswertung der Suche: erfolgreich: Ende nicht erreicht und aktuelles Vektorelement enthaelt Suchwert, erfolglos: sonst */ if (i < anzelem && vektor[i] == wert) return i; else return (-1); } /* binaere Suche */

10 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe d) Erläutern Sie, wie sich die lineare Suche mit und ohne Sentineltechnik unterscheidet. (10 P) e) Welche Traversierungsform ist für die Auflösung eines binären (Such-)Baumes geeignet und was ist dabei zu beachten? (5 P)

11 Klausur Entwurf und Implementierung von Informationssystemen (32561) im SoSe2013 9! Unterschrift