Teil 1: Grundeigenschaften von Rechnern und Software

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1 Blatt Nummer: 1 Teil 1: Grundeigenschaften von Rechnern und Software Aufgabe 1.1 [2P] Welcher fundamentale Unterschied besteht zwischen dem Zweck eines Computer von dem Zweck anderer Maschinen (etwa einer Kaffeemaschine)? Ein Computer ist eine universelle Maschine (Allzweckwaffe), andere Maschinen haben i.d.r. nur einen Zweck Aufgabe 1.2 [3P] Was ist ein Programm, d.h. woraus besteht es, was bewirkt es? Ein Programm ist ein Kochrezept zur Lösung eines Problems bzw. die Implementierung eines Algorithmus durch eine detaillierte Folge von Anweisungen, die der Computer lesen und der Reihe nach abarbeiten kann. Aufgabe 1.3 [5P] Ein Werbespot behauptet, ein Produkt sei mit Computern entwickelt und geprüft. Diskutieren Sie diese Aussage bzgl. der Qualität des Produkts. Auch wenn es die Werbung suggeriert: Nicht alles, was mit Computern gemacht wird, ist automatisch richtig. Daher sollte man ihm auch nicht blind vertrauen. Das Programm wird von Menschen erstellt und ist damit für systematische Fehler anfällig, ebenso wie die Interpretation seiner Ausgaben. Ist es jedoch richtig, dann gilt dies immer (ein Rechner ermüdet nicht und macht keine Leichtsinnsfehler). Doch selbst ein richtiges Programm kann falsch bedient werden. Trotzdem können Computer durch ihre Rechengenauigkeit und geschwindigkeit viele Arbeitsschritte unterstützen oder automatisieren und damit zu einer Verbesserung der Qualität beitragen. Aufgabe 1.4 [5P] Software hat besondere Eigenschaften bzw. Vorteile die jedoch auch oft ihre Erstellung erschweren können. Welche? Software ist sehr flexibel und (scheinbar) jederzeit leicht änderbar auch in letzter Minute, oftmals mit fatalen Folgen. Andererseits ist Software als rein geistiges Produkt nicht greifbar und damit schwer verständlich und testbar. Weiterhin unterliegt nicht es den üblichen physikalischen Gesetzen: Alles scheint möglich (ist es dann aber doch nicht). So gilt zum Beispiel das Linearitäts und das Lokalitätsprinzip nicht, d.h. eine Änderung an einer Stelle kann sprunghafte (und unerwartete) Folgen an ganz anderer Stelle haben. (+Computer sind pingelig, Risiko Datenverlust) Aufgabe 1.5 [4P+1ZP] Nennen Sie die Phasen/Tätigkeiten eines Software-Entwicklungsprozesses Analyse/Spezifikation, Design, Implementierung, Test, Wartung (+ mit Phase, als Wasserfall) Aufgabe 1.6 [6P] Charakterisieren Sie das Programmieren im Großen und im Kleinen anhand folgender Parameter: Programmieren im Großen Programmieren im Kleinen Anzahl der Entwickler Viele Wenige/Einer Anzahl der Anwender Viele Wenige/Programmierer Größe/Komplexität des Projekts Hoch Niedrig

2 Blatt Nummer: 2 Teil 2: Grundlagen der objektorientierten Softwareentwicklung Aufgabe 2.1 [5P] Erläutern Sie die Bedeutung der Begriffe Klasse und Objekt Eine Klasse ist die Abstraktion eines Konzepts, z.b. Person, und kann als Bauplan für eine Familie von Objekten interpretiert werden, d.h. sie definiert deren Eigenschaften. Ein Objekt ist eine Instanz eines Konzepts bzw. einer Klasse, z.b. eine konkrete Person, d.h. es enthält die im Bauplan angegebenen Eigenschaften. Aufgabe 2.2 [5P] Sowohl Klassen als auch Objekte können Eigenschaften haben. Diese Beschreiben deren Zustand und ihr Verhalten. Nennen Sie diese Eigenschaften. Klasseneigenschaften: Zustand=Klassenvariablen, Verhalten=Klassenmethoden. Objekteigenschaften: Zustand=Instanzvariablen, Verhalten=Instanzmethoden. Aufgabe 2.3 [5P] Erläutern Sie den Unterschied zwischen Klassen- und Objekteigenschaften Klasseneigenschaften sind nur 1x (dauernd) vorhanden und jederzeit über die Klasse erreichbar Objekteigenschaften sind für jedes Objekt vorhanden und nur über eine Objektreferenz erreichbar Aufgabe 2.4 [5P] Nennen Sie zu jeder der folgenden Beschreibungen den passenden Begriff Eine spezielle Methode, mit der neue Objekte initialisiert werden Konstruktor (nicht: new-operator/methode) Ein Wert, der an eine Methode übergeben wird (aktueller) Parameter/Argument (nicht: Rückgabewert an eine Methode, nicht von) Verfahren, bei dem sich eine Methode selbst wieder aufruft Rekursion (nicht: Iteration) Notation zur graphischen Modellierung der Eigenschaften und Beziehungen von Objekten Modellierungssprache, UML, Unified Modelling Language Beziehung, bei der ein Objekt in einem anderen enthalten ist und mit diesem stirbt Komposition (nicht: Aggregation) Aufgabe 2.5 [5P] Erläutern Sie folgende Begriffe Überladen einer Methode: Implementierung mehrerer Methoden mit gleichem Namen und unterschiedl. Signatur (Parametern). Überschreiben einer Methode: Ersetzen einer geerbten Methode durch eine neue eigene Methode mit gleichem Namen u. Signatur

3 Blatt Nummer: 3 Teil 3: Elementare Java Syntax Aufgabe 3.1 [5P] Erläutern Sie die Bedeutung folgender Java Schlüsselwörter public [ jeder kann zugreifen ] protected [ abgeleitete Klassen und Klassen im gleichen Paket können zugreifen ] final [ kann nicht mehr geändert (Variable) überschrieben (Methode) oder abgeleitet (Klasse) werden ] static [ Klasseneigenschaft (-Methode oder -Variable) ] abstract [ Abstrakte Klasse (mit a.m.) oder abstrakte Methode (ohne Rumpf) ] Aufgabe 3.2 [5P] Erläutern Sie Unterschiede/Gemeinsamkeiten zwischen Interfaces, abstrakten Klassen und Klassen. Geben Sie die Schlüsselwörter für deren Verwendung an. Ein Interface definiert ein Protokoll für Objekte und kann nur abstrakte Instanzmethoden und Konstanten enthalten. Eine Klasse kann sämtliche Eigenschaften von Objekten beschreiben (bei einer abstrakten Klasse sind einige von Ihnen abstrakt). Rein abstrakte Klassen sind äquivalent zu Interfaces. Eine Klasse kann jedoch nur von einer Klasse erben aber mehrere Interfaces implementieren. extends implements Erweiterung/Vererbung von Klassen und Interfaces Angabe von unterstützten Schnittstellen Aufgabe 3.3 [5P] In Java gibt es 2 Arten von Datentypen. Nennen Sie diese, geben Sie je ein Beispiel an und erläutern Sie anschließend deren Unterschied anhand ihres Verhaltens bei Zuweisungen und Methodenaufrufen. Für primitive Datentypen, z.b. int, wird bei Zuweisungen sowie bei Methodenaufrufen der Wert kopiert (call-by-value), d.h. Änderungen an der Kopie haben keine Auswirkung auf das Original Für Objekttypen bzw. Referenztypen, z.b. String, wird bei Zuweisungen sowie bei Methodenaufrufen nur eine Referenz übergeben (call-by-reference), Änderungen an dieser Referenz verändern auch das Originalobjekt. Aufgabe 3.4 [5P] Erläutern Sie kurz den Unterschied zwischen if-else und einer switch-anweisung Mit if-then können beliebige 2-wertige bzw. entweder-oder Bedingungen realisiert werden, eine switch-anweisung ist ein Spezialfall einer if-else-if-else-... Kette und erlaubt eine Mehrfachauswahl über einem skalaren Datentyp (char, byte, short, int)

4 Blatt Nummer: 4 Aufgabe 3.5 [5P] Ergänzen Sie folgendes Code-Fragment um get- und set-methoden für die Elemente des Arrays. Implementieren Sie anschließend die Methode printallvalues() durch eine Schleife, die alle Elemente von values auf der Konsole ausgibt public class Fido extends Dido { int[] values; public int getvalue(int index) { return values[index]; public void setvalue(int index, int newvalue) { values[index] = newvalue; public void printallvalues() { for (int i=0; i<values.length; i++) { System.out.println(values[i]);

5 Blatt Nummer: 5 Teil 4: Verständnis von Java Programmen Aufgabe 4.1 [10P] Analysieren und beschreiben Sie die Funktion des folgenden Programms package klausur.ss2003; public class Analyse { int samples[]; public Analyse(int count) { samples = new int[count]; for (int i=0; i<count; ++i) { samples[i] = (int) (Math.random()*10 + 1); public void run() { double total = 0; for (int i=0; i<samples.length; ++i) { total += samples[i]; System.out.println( total/samples.length); public static void main(string[] args) { new Analyse(10).run(); Es erzeugt eine Folge von (hier 10) Zufallszahlen zwischen 1 und 10 und berechnet anschließend deren Durchschnitt und gibt ihn am Bildschirm aus.

6 Blatt Nummer: 6 Aufgabe 4.2 [10P] Finden und korrigieren Sie die Fehler in folgendem Programm package klausur.ss2003; // missing import statements import javax.swing.jframe; import javax.swing.jlabel; public class Errors extends JFrame { // invalid return type (constructor has none) // missing argument double errorcount (for call from main()) public void Errors() { super("errors"); setdefaultcloseoperation( EXIT_ON_CLOSE); getcontentpane().add( new JLabel("Congratulations! " + errorcount + " errors."); // bad ; ); pack(); public void main(string[] params) { // missing static (params is OK!!!) new Errors(5.0).show();

7 Blatt Nummer: 7 Aufgabe 4.3 [10P] Implementieren Sie die fehlenden Stellen in folgendem Programm package klausur.ss2003; import java.awt.event.*; import javax.swing.*; public class FillTheGaps extends JFrame { public FillTheGaps() { super( "FillTheGaps"); setdefaultcloseoperation( EXIT_ON_CLOSE); JPanel contentpane = new JPanel(); contentpane.setlayout( new BoxLayout( contentpane, BoxLayout.X_AXIS)); JButton mybutton = new JButton("Start"); mybutton.settooltiptext( "Where did you want to go yesterday?"); mybutton.addactionlistener( new ActionListener() { public void actionperformed( ActionEvent e) { closeaction(); ); contentpane.add( mybutton); contentpane.add( new JLabel( "Press start to shutdown")); getcontentpane().add( contentpane); pack(); public void closeaction() { System.exit(1); public static void main(string[] args) { FillTheGaps ftg = new FillTheGaps(); ftg.show();