Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung XXX 200X

Transkript

1 Prof. Dr. Michael Philippsen Lehrstuhl Informatik 2 der Universität Erlangen-Nürnberg XX. XXX 200X Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung XXX 200X Angaben zur Person (Bitte in Druckschrift ausfüllen!): Name, Vorname:... Geburtsdatum:... Matrikelnummer:... Studienfach (Bitte ankreuzen!): Informatik Informatik Lehramt (vertieft) Technomathematik Mathematik mit Nebenfach Informatik Informatik Lehramt (nicht vertieft) Sonstiges:... Nicht von der Kandidatin bzw. vom Kandidaten auszufüllen!!! Bewertung: Aufgabe Maximale Punktzahl Erreichte Punkte Gesamtpunktzahl Note

2 Organisatorische Hinweise Die folgenden Hinweise bitte aufmerksam lesen und die Kenntnisnahme durch Unterschrift bestätigen! Bitte legen Sie Ihren Studentenausweis und einen Lichtbildausweis zur Personenkontrolle bereit! Die angegebene Punkteverteilung gilt unter Vorbehalt. Hilfsmittel (außer Schreibmaterial) sind nicht zugelassen. Fragen zu den Prüfungsaufgaben werden grundsätzlich nicht beantwortet! Die Lösung einer Aufgabe muss auf das Aufgabenblatt geschrieben werden, und zwar in den freien Raum, der jeweils der Aufgabenstellung folgt. Sollte der Platz nicht ausreichen, so verwenden Sie zunächst die Zusatzseiten am Ende der Klausur. Fügen Sie einen Hinweis in Ihrer Lösung ein, dass die Lösung auf den Zusatzseiten fortgesetzt wurde. Sollte der Platz immer noch nicht ausreichen, so müssen Sie bei der Aufsicht zusätzliche Formblätter anfordern und einheften lassen. Auf Ihrem Platz befinden sich einige Blätter Schmierpapier. Bei Bedarf können Sie zusätzliches Schmierpapier von der Aufsicht anfordern. Das Schmierpapier darf nicht mit abgegeben werden. Wenn Sie die Prüfung aus gesundheitlichen Gründen abbrechen müssen, so muss Ihre Prüfungsunfähigkeit durch eine Untersuchung in der Universitätsklinik nachgewiesen werden. Melden Sie sich in jedem Fall bei der Aufsicht und lassen Sie sich das entsprechende Formular aushändigen. Die Bearbeitungszeit beträgt 60 Minuten. Sie können 60 Punkte erreichen. Überprüfen Sie die Prüfungsaufgaben auf Vollständigkeit (10 Seiten inklusive Deckblatt) und einwandfreies Druckbild! Vergessen Sie nicht, auf dem Deckblatt die Angaben zur Person einzutragen und die Erklärungen auf dieser Seite zu unterschreiben! Erklärungen Durch meine Unterschrift bestätige ich den Empfang der vollständigen Klausurunterlagen und die Kenntnisnahme der obigen Informationen. Erlangen, XX. XXX 200X... (Unterschrift) Ich bin damit einverstanden, dass mein Prüfungsergebnis für Parallele und Funktionale Programmierung, durch Angabe der Matrikelnummer anonymisiert, veröffentlicht wird: ja nein Erlangen, XX. XXX 200X... (Unterschrift)

3 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 3 Aufgabe 1 (Wissensfragen) (10 Punkte) Bei den folgenden Teilaufgaben werden richtige Antworten positiv, falsche entsprechend negativ gewertet. Unbearbeitete Teilaufgaben geben keinen Abzug. Die Aufgabe wird insgesamt mit mindestens 0 Punkten bewertet. Hinweis: Es können mehrere Kreuze pro Aufgabenteil korrekt sein. a) Eine volatile Instanzvariable ist in allen Unterklassen ebenfalls volatile. richtig falsch b) Kann in einem parallel ausgeführten Code n!= n zu wahr ausgewertet werden, wenn n eine Objekt-Referenz ist? richtig falsch c)...

4 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 4 Aufgabe 2 (Petri-Netze) (13 Punkte) Gegeben sei folgendes Petri-Netz: a) Welche Transitionen können unter der gegebenen Start-Markierung sofort feuern? b) Erstellen Sie den Erreichbarkeitsgraphen für obiges Petri-Netz. Stellen Sie die unterschiedlichen Markierungen im Schema [A, B, C, D] dar. Eine Stelle mit beliebig vielen Token erhält als Wert. Geben Sie bei jedem Übergang an, welche Transition (T1... T5) gefeuert hat. [0, 1, 1, 0]

5 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 5 c) Ist das gegebene Petri-Netz lebendig/beschränkt? lebendig: ja nein Begründung: beschränkt: ja nein Begründung:

6 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 6 Aufgabe 3 (Schreibtischlauf) (10 Punkte) Welche Ausgaben sind bei folgendem Java-Programm möglich? public c l a s s ThreadLocalTest { static volatile int a = 10; static class MyThread1 implements Runnable { public void run () { System. out. println ( a = + a ) ; a = 30; static class MyThread2 implements Runnable { public void run () { System. out. println ( a = + a ) ; a = 50; public static void main( String [ ] args ) { new Thread(new MyThread1 ( ) ). start ( ) ; new Thread(new MyThread2 ( ) ). start ( ) ; new Thread(new MyThread1 ( ) ). start ( ) ; Mögliche Ausgaben (jeweils in ein Feld eintragen!):

7 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 7 Aufgabe 4 (Java) (12 Punkte) Vervollständigen Sie folgenden Java-Code eines einfachen Web-Servers, der zum gleichzeitigen Bearbeiten von Anfragen NTHREADS Aktivitäten verwendet und höchstens CAPACITY unbearbeitete Anfragen zwischenspeichert. a) Ergänzen Sie in Feld 1 eine für diesen Web-Server angemessene Warteschlange. b) Ergänzen Sie in Feld 2 eine angemessene Überlaufstrategie (Policy). c) Ergänzen Sie in den Feldern 3 und 4 das Code-Gerüst zu einem funktionsfähigen parallelarbeitenden Web-Server. import java. net. ; import java. u t i l. concurrent. ; class WebServer { private static final int NTHREADS = 100; private static final int CAPACITY = 100; private static final Executor exec = new ThreadPoolExecutor ( NTHREADS, NTHREADS, 0L, TimeUnit. MILLISECONDS, 1 2, 3 ) ; public static void main( String [ ] args ) throws Excpetion { ServerSocket socket = new ServerSocket (80); while (true ) { final Socket connection = socket. accept ( ) ; 4 handlerequest ( connection ) ;

8 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 8 Aufgabe 5 (Haskell-Listen) (8 Punkte) Implementieren Sie folgende Listenfunktionen in Haskell nur unter der Verwendung der beiden Bibliotheksfunktionen (:), (==), einfacher Rekursion und Fallunterscheidungen in Form von entweder Wächtern oder Mustervergleich. a) Die Funktion concat hängt zwei gegebene Listen hintereinander. concat :: [a] -> [a] -> [a] b) Die Funktion reverse dreht den Inhalt einer Liste um. reverse :: [a] -> [a] c) Die Funktion zipwith wendet eine Funktion auf die jeweils über den Index korrespondierenden Elemente zweier Listen an, sofern es die Elemente in beiden Listen gibt. Die Funktion liefert die jeweiligen Ergebnisse als Liste in entsprechender Reihenfolge zurück. zipwith :: (a -> b -> c) -> [a] -> [b] -> [c]

9 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 9 Aufgabe 6 (Lambda-Kalkül) (7 Punkte) a) Extrahieren Sie alle einzelnen Abstraktionen und Applikationen aus folgendem Lambda- Ausdruck. (λ Ida. (λ Egon. Ida Hallo Egon)) (λ Auto. Haus) Boot Übertragen Sie die entsprechenden Teilausdrücke vollständig geklammert in die entsprechende Tabellenspalte. Abstraktion Applikation b) Werten Sie folgenden Lambda-Ausdruck nachvollziehbar schrittweise so weit wie möglich aus. Geben Sie bei jedem Schritt an, welche Konversion Sie verwendet haben, z.b. α. (λ X Y Z. Y (X Z)) (λ X. Z X) (λ Y. X) (λ X. X X)

10 Beispielklausur Parallele und Funktionale Programmierung, XX.XX.200X Seite 10 Zusatzseite