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INSTITUT FÜR PROGRAMMSTRUKTUREN UND DATENORGANISATION (IPD)

Aktivitäts-, Sequenz- und ZustandsdiagrammeTutorium 17

Fabian Miltenberger | 19.05.2014

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und

nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

www.kit.edu

http://www.kit.edu

Übungsblatt 2 - Aufgabe 2JMJRST enthält eine Stapelverarbeitung , die auf allen ausgewählten Bildern die

gleichen Operationen anwendet. Achtung: Bilder können sowohl RGB-Farbbilder als

auch Graustufenbilder sein. Bereits vorhanden ist die Einzelbildoperation

„Erzeuge Miniaturbild“ , die ein Bild auf eine vorgegebene Größe reduziert. Neu

hinzugefügt werden sollen Einzelbildoperationen zur Farbreduktion , darunter der

Algorithmus nach Floyd-Steinberg , der Median-Cut -Algorithmus und ein

Farbrasterungsalgorithmus . Alle Farbreduktionsalgorithmen müssen mit der Farbtiefe inBit (maximal 24 Bit und nur Vielfache von 3) initialisiert werden. Alle Einzelbildoperationenerhalten jeweils ein Bild aus der Bildermenge von der Stapelverarbeitung zur Verarbeitungund geben das Ergebnis als neues Bild zurück. Eine weitere neue Operation soll aus derBildermenge, die der Benutzer der Stapelverarbeitung übergeben hat, eineCollage erstellen . Im Gegensatz zu den Farbreduktionsalgorithmen werden nicht

einzelne Bilder verarbeitet, sondern eine Menge von Bildern zu einem Ergebnisbild. EineBildcollage besteht aus mindestens 3 Ausgangsbildern. Für jedes Ausgangsbild muss

für die Collage die Position, der Drehwinkel und ein Skalierungsfaktor (für Vergrößerungbzw. Verkleinerung) gespeichert werden. Ein Bild aus der Bildermenge kann vomBenutzer als Hintergrundbild ausgewählt werden.

Übungsblatt 2 Pflichtenheft Aktivitätsdiagramm Sequenzdiagramm Zustandsdiagramm Linguistische Analyse Abschluss

Fabian Miltenberger – Aktivitäts-, Sequenz- und Zustandsdiagramme 19.05.2014 2/35

Übungsblatt 2 - Aufgabe 4

Fehlerbehandlung (mögliche Fehlerursachen so früh wie möglichselbst abfangen)

NICHT Strings für Operationen auf Hexadezimalzahlen verwenden

Wrapper-Klassen für primitive Datentypen vermeiden wenn möglich(statt Integer lieber int verwenden)



Übersicht

Zuletzt:

Anwendungsfall-diagramme

Klassendiagramme

Heute:

Aktivitätsdiagramme

Sequenzdiagramme

Zustandsdiagramme



Pflichtenheft

Es gilt Lastenheft ( Pflichtenheft⇒ Pflichtenheft ist Verfeinerung des Lastenhefts



Aktivitätsdiagramm

Beschreibt mögliche AbläufeKann beispielsweise beschreiben:

Geschäftliche ProzesseAnwendungsfälleAlgorithmen



Beispiel



Komponenten, Teil 1

Aktionen

elementar

verschachtelt

Knoten

Startknoten

Endknoten

Ablaufende



Komponenten, Teil 2

Entscheidung(Bedingte Verzweigung)

Zusammenführung(Oder-Verknüpfung)

Teilung(Aufteilung eines Kontrollflusses)

Synchronisation(Und-Verknüpfung)



Aufgabe 1

Zunächst lesen die Studenten H. und M. jeder für sich gleichzeitig dieAufgabenstellung der aktuellen Programmieraufgabe durch. Nachdem beideStudenten den Aufgabentext gelesen haben, besprechen sie gemeinsam dieStrategie für das weitere Vorgehen. Sind die beiden Studenten nicht motiviert,die Aufgabe zu lösen, hören sie sofort auf. Haben sie Motivation, dann öffnet H.Eclipse und beginnt danach unmittelbar zu programmieren. Während H. Eclipsestartet, öffnet M. Firefox und beginnt, den aktuellen Star-Trek-Film herunter zuladen und unterdessen den Failblog zu lesen. Sobald H. die Lösung fertigprogrammiert hat und M. den Film fertig heruntergeladen oder genug im Failbloggelesen hat, besprechen beide Studenten gemeinsam die Lösung. Danachgeben H. und M. die Lösung getrennt voneinander ab, worauf dieProgrammieraufgabe für sie beendet ist.

Modellieren Sie das gegebene Szenario als UML-Aktivitätsdiagramm.Kennzeichnen Sie, welche Aktivitäten von H., welche von M. und welche vonbeiden ausgeführt werden. Objektflüsse müssen Sie nicht modellieren.



Musterlösung



Aufgabe 2Modellieren Sie das nachfolgende Szenario, das ein Rennen der Formel-SWT beschreibt, unter Berücksichtigung der abgebildetenRennstrecke als UML-Aktivitätsdiagramm.

Nach dem Start beginnt die erste Runde. In dieser und in jeder folgenden Runde kann sich der Fahrer entscheiden, ob er an die Boxkommen oder die Runde fahren möchte. Nach der letzten Runde ist das Rennen unmittelbar beendet. Der Boxenstopp beginnt damit,dass der Fahrer den Rennwagen auf die in der Boxengasse erlaubte Höchstgeschwindigkeit abbremst. Anschließend parkt er seinenRennwagen in der Box. Sobald der Rennwagen steht, wird er von einem Mitarbeiter der Boxencrew angehoben. Danach werden vonvier weiteren Mitarbeitern der Boxencrew gleichzeitig die Räder gewechselt, wobei sich jeder Mitarbeiter um jeweils ein Rad kümmert.Neben dem Radwechsel wird der Rennwagen frisch betankt, was ebenfalls ein dedizierter Mitarbeiter erledigt. Sobald alle vier Rädergewechselt sind, kann der Rennwagen abgelassen werden. Der Fahrer fährt los, sobald der Rennwagen abgelassen und derTankvorgang beendet wurde. Sobald der Fahrer das Ende der Boxengasse erreicht hat, beschleunigt er den Rennwagen aufRenntempo und fährt die Runde zu Ende. Wenn beim Überqueren der Start-/Ziellinie das Rennen nicht abgewunken wurde, geht derFahrer auf die nächste Runde, ansonsten ist das Rennen beendet.

Verwenden Sie bei Ihrer Modellierung korrekte UML-Notation und geben Sie zusätzlich an, welche Aktivitäten in denVerantwortungsbereich des Fahrers fallen und welche in den der Boxencrew.



Musterlösung



Fragerunde

1 Beim Aktivitätsdiagramm werden→ Pfeile verwendet.

Wahr2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objekt-

und Kontrollflüssen. Wahr



Fragerunde

1 Beim Aktivitätsdiagramm werden→ Pfeile verwendet. Wahr2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit.

Falsch3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objekt-




Fragerunde

1 Beim Aktivitätsdiagramm werden→ Pfeile verwendet. Wahr2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objekt-

und Kontrollflüssen.

Wahr



Fragerunde

1 Beim Aktivitätsdiagramm werden→ Pfeile verwendet. Wahr2 Aktivitätsdiagramme unterstützen keine Nebenläufigkeit. Falsch3 In UML-Aktivitätsdiagrammen unterscheidet man zwischen Objekt-




Sequenzdiagramm

Modelliert möglichen Ablauf eines AnwendungsfallsFokus auf zeitlichem Verlauf der Nachrichten

Zeit verläuft von oben nach untenNachrichten werden durch Pfeile dargestellt

Nachrichten sind äquivalent mit Methodenaufrufen in Java



Beispiel



Komponenten

Lebensliniesenkrechteine pro Objekt

NachrichtentypenSynchrone NachrichtenAntworten (optional)Asynchrone Nachrichten

Steuerungsfokusdicker Balken über Lebensliniezeigt Aktivität von Objekten an



Beispiel



Aufgabe

Bernd Bruegge fühlt sich nicht wohl und möchte sich untersuchen lassen, umeine Diagnose zu erhalten. Er geht dazu ins Krankenhaus und meldet sich an derPatientenaufnahme an. Während der Sachbearbeiter an der Patientenaufnahmedie Krankenakte anlegt, füllt Bernd B. den Anamnesebogen aus, den ihm derSachbearbeiter gegeben hat. Nachdem Bernd B. den ausgefüllten Bogen demSachbearbeiter zurückgegeben hat, wird Bernd B. vom Arzt untersucht. Dazunimmt er Bernd B. zunächst Blut ab. Während das Labor das Blut analysiert,führt der Arzt bei Bernd B. eine Auskultation durch. Schließlich bekommt BerndB. vom Arzt seine Diagnose.

Modellieren Sie das gegebene Szenario als UML-Sequenzdiagramm im Kastenauf der nächsten Seite (Querformat!). Verwenden Sie bei Ihrer Modellierungkorrekte UML-Notation. Achten Sie bei Ihrer Modellierung darauf, auf welchenObjekten die Methoden sinnvollerweise aufgerufen werden müssen. Geben Sieggf. Argumente der Methoden an.



Musterlösung

(Alternative im Diagramm: Patientenaufnahme ruft Arzt.untersuchen() auf. Insbesondere aber ist die Methode untersuchen() keineMethode auf Patient.)



Fragerunde

1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile→ von dem Objekt weg, auf demdie angegebene Methode aufgerufen wird.

Falsch2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf eines

Anwendungsfalls. Wahr3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den

Rückführungspfeilen L99 angegeben werden. Wahr4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Wahr



Fragerunde

1 Im Sequenzdiagramm zeigen Pfeile→ von dem Objekt weg, auf demdie angegebene Methode aufgerufen wird. Falsch

2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf einesAnwendungsfalls.

Wahr3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an den

Rückführungspfeilen L99 angegeben werden. Wahr4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Wahr



Fragerunde


2 Sequenzdiagramme skizzieren einen ganz konkreten Ablauf einesAnwendungsfalls. Wahr

3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an denRückführungspfeilen L99 angegeben werden.

Wahr4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Wahr



Fragerunde



3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an denRückführungspfeilen L99 angegeben werden. Wahr

4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit.

Wahr



Fragerunde



3 In Sequnzdiagammen: Rückgabewerte können an denRückführungspfeilen L99 angegeben werden. Wahr

4 UML-Sequenzdiagramme unterstützen Nebenläufigkeit. Wahr



Zustandsdiagramm

Endlicher Zustandsautomat

Besteht aus Zuständen und ZustandsübergängenMethoden können

Übergang verursachenBei Betreten/Verlassen eines Zustands aufgerufen werden



Beispiel/Komponenten



Hierarchie



Gedächtnis („Hirn”)



NebenläufigkeitWährend System im Zustand G verweilt, kann es alleZustandskombinationen aus E×F annehmen



Aufgabe 1Gegeben ist der folgende UML-Zustandsautomat. Geben Sie an, inwelcher Zustandskombination sich der Zustandsautomat, jeweilsausgehend vom Startzustand, nach den beiden Eingabefolgen befindet.

a, b, c, c

c, c, a, b, b, a, c, c, a



Musterlösung

a, b, c, c → A×D

c, c, a, b, b, a, c, c, a → B×C



Aufgabe 2

Wandeln Sie den unten abgebildeten UML-Zustandsautomaten durchZusammenlegen der Zustände AB und AC zu einem neuen Zustand A ineinen äquivalenten hierarchischen Zustandsautomaten um.

Hinweis: Beachten Sie, dass die gleiche Eingabefolge in Ihremtransformierten Automaten zu einem äquivalenten Zustand führt, wie imOriginalautomaten (z.B.: Start→ 1, 2, 3, 1→ C).



Musterlösung



Fragerunde

1 Zustandsdiagramme halten immer.

Falsch2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-Methode angeben. Wahr4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale

Zustandsdiagramme. Falsch5 Das H© in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Falsch



Fragerunde

1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände.

Wahr3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-Methode angeben. Wahr4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale




Fragerunde

1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-Methode angeben.

Wahr4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale




Fragerunde

1 Zustandsdiagramme halten immer. Falsch2 Ein Zustandsdiagramm hat nur endlich viele Zustände. Wahr3 Jeder Zustand kann eine entry/exit-Methode angeben. Wahr4 Nebenläufige Zustandsdiagramme sind echt mächtiger als normale

Zustandsdiagramme.

Falsch5 Das H© in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Falsch



Fragerunde


Zustandsdiagramme. Falsch5 Das H© in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn.

Falsch6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts. Falsch



Fragerunde


Zustandsdiagramme. Falsch5 Das H© in Zustandsdiagrammen mit Gedächtnis steht für Hirn. Falsch6 Das Lastenheft ist eine Verfeinerung des Pflichtenhefts.

Falsch



Fragerunde





Linguistische Analyse

Beschreibt Verfahren zur Abbildung von Text auf Klassendiagramme

Vorgehen mittels Zuordnung von Wörtern auf Rollen

Details auf Vorlesungsfolien



Nächstes Übungsblatt

Nicht vomUmfangabschrecken lassen (Don’t panic!)

Dieses Mal großer Theorie- und kleiner Praxisteil



Fragen?

Nächstes Tutorium: Montag, 02.06.2014Nächstes Thema: Entwurfsmuster

Bei Fragen jeglicher Art entweder jetzt melden, nach dem Tutorium aufmich zu kommen, oder mir eine E-Post schreiben.Vielen Dank.



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