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Klausur Automatisierung 2 I 7422, IB601, I5414 und I5D31 15.7.2003 Seite 1 von 9
Klausuraufgaben zur Vorlesung Automatisierung 2
Prüfung I 7422, IB601 und I 5D31
Prüfer: Link
Termin: 15.7.2003
Beginn: 14:00 Uhr
Dauer: 90 min
Gesamtpunktezahl maximal 105. Bewertungsgrundlage: Maximum 80 Punkte
1. Prozessmodelle und Basiskonzepte 15 Punkte
1. Bei dem Beispiel-Vorhaben „Andock-Leitsystem“ aus der Vorlesung war eine völlig
neue Funktionalität zu erstellen, deren Eigenschaften von vorne herein noch nicht
vollständig definiert werden konnten und die teilweise erst durch Einsatzerfahrung
festgelegt werden konnten. Nach welchem Vorgehensmodell würden Sie ein solches
Vorhaben angehen? Geben Sie hierfür eine Begründung (auch Vor- und Nachteile)
und skizzieren Sie das Modell 7 Punkte
A: Evolutionäres Modell, da dieses charakterisiert ist durch eine stufenweise REntwicklung
auf der Basis von Einsatzerfahrung. Die Vorteile
• In kurzen Zeitabständen lauffähige Produkte
• Frühzeitige Einsatzerfahrung
• Arbeitsschritte überschaubarer Größe
• Abgabe von einsatzfähigen Zwischenergebnissen
Kommen zum Tragen, da im Vorhaben schrittweise Kerneigenschaften erzeugt und damit die
für die weitere Definition des Produktes notwendige Einsatzerfahrung gewonnen werden
kann.
Dem gegenüber stehen aber auch Nachteile:
• Gefahr der kompletten Überarbeitung der Systemarchitektur
• Nullversion nicht flexibel genug für Anpassung an Evolutionspfade
2. Beim Andockleitsystem handelt es sich um eine Echtzeitanwendung mit komplexen
Algorithmen, komplexer Systemumgebung und zeitabhängigem Verhalten. Welche
Methoden (Kombinationen von Basiskonzepten) bzw. welche einzelnen
Basiskonzepte kommen zur Modellierung in Frage? 8 Punkte
A: Komplexität Algorithmen Pseudocode
Programmablaufplan
Struktogramm
Entscheidungstabelle
Regeln
Komplexität Systemumgebung, Datenflussdiagramm
zeitabhängiges
Verhalten
Petri-Netz
Zustandsautomat
Aktivitätsdiagramm
Sequenzdiagramm
Kollaborationsdiagramm

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2. Zustandsautomaten 30 Punkte
1. Stellen Sie folgenden Automaten als hierarchischen Automaten dar, indem Sie die
Zustände A und C in einen Oberzustand D zusammenfassen. 5 Punkte
Superstate
Substate
D
A
c
a
b
B
2. Gegeben sei folgender Automat:
A:
C
d
Wenn nach der Initialisierung die Ereignisse in der Folge a, c, b, a eintreten, in
welcher Reihenfolge werden die Zustände A, C, D dann durchlaufen ?
5 Punkte
A: „a“ erstmals: Übergang in Unterzustand „C“
Dann „c“: Übergang in Unterzustand „D“
Dann „b“: Übergang in Zustand „A“
Dann „a“: Übergang in Unterzustand „D“ (letzter Unterzustand von B)

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Modellieren Sie ein Software-System für die Roboter-Steuerung für nachfolgend
beschriebene Aufgabe:
Eine Montage-Station wird von einem Transportband mit zwei verschieden großen Bauteile-
Trägern BT groß und BT klein versorgt. Das Band wird in einem festen Takt um ein Fach
weiterbewegt und liefert ein Signal, ob das mittlere Entnahmefach leer ist oder BT groß oder
BT klein enthält. Der Roboter der Montage-Station soll bei Vorhandensein eines Bauteile-
Trägers diesen ergreifen und der entsprechenden Montagezelle MZ groß (kann nur BT groß
bestücken) oder MZ klein (kann nur BT klein bestücken) zuführen. Ist diese jedoch bereits belegt,
soll der Roboter den Bauteile-Träger im entsprechenden Puffer P groß oder P klein ablegen.
Danach kehrt er wieder in die Grundstellung am Entnahmefach zurück. Der Transportvorgang
durch den Roboter dauert weniger als einen Taktzyklus. Die Montagezellen verfügen jeweils
über ein eigenes Abtransportband, das einen fertig bestückten Bauteileträger unmittelbar nach
der Montage abtransportiert, so dass die Montagezelle wieder frei ist.
Die Bauteileträger können in beliebiger Reihenfolge ankommen, ebenso wie leere Fächer.
Wenn ein leeres Fach ankommt, sollen die Montagezellen durch den Roboter aus den Puffern
versorgt werden. Es müssen alle ankommenden Bauteile-Träger vom Band genommen
werden.
Modellieren Sie nun das Software-System der Robotersteuerung als Harel-Automat:
Der Roboter soll in Grundstellung zugriffsbereit am Entnahmefach stehen.
Wird ein BT groß angeliefert,
muss der BT groß vom Band zu MZ groß transportiert werden, wenn diese frei ist,
muss der BT groß vom Band zu P groß transportiert werden, wenn MZ groß belegt
ist.
Wird ein BT klein angeliefert,
muss der BT klein vom Band zu MZ klein transportiert werden, wenn diese frei ist,
muss der BT klein vom Band zu P klein transportiert werden, wenn MZ klein belegt
ist.
Wird ein leeres Fach antransportiert, werden die Puffer abgearbeitet. (Als einen
Zustand behandeln, der durch ein „ready“-Signal bzw. „leere Puffer“ beendet wird)
Das Band liefert die Signale „BT_klein“, „BT_groß“ und „leer“, die Montagezellen
ein „belegt“ Flag und die Puffer ein „leere_puffer“ Flag sowie nach Entnahme ein
„ready“ Signal. 20 Punkte

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3. Petri-Netze 30 Punkte
1. Ergänzen Sie das nachfolgende Petri-Netz um eine Stelle S3 (und zugehörige Kanten),
so dass von den beiden Prozessen immer nur ausschließlich einer laufen kann.
5 Punkte
T1
T3
S1
S2
S3
S4
S5
T2
T4
2. Gegeben sei folgendes S/T-Netz
Geben Sie die vektorielle Darstellung des obigen Petri-Netzes an. 5 Punkte
⎛−1⎞
v ⎜ ⎟
t = ⎜ 1 ⎟
⎜ ⎟
⎝ 0 ⎠
⎛ 0 ⎞
v ⎜ ⎟
= ⎜−1⎟
⎜ ⎟
⎝ 1 ⎠
⎛ 1 ⎞
v ⎜ ⎟
= ⎜ 0 ⎟
⎜ ⎟
⎝−1⎠
⎛−1
t ⎜
N = ⎜ 1
⎜
⎝ 0
0
−1
1
1 ⎞
⎟
0 ⎟
−1⎟
⎠
⎛1⎞
v ⎜ ⎟
C = ⎜1⎟
⎜ ⎟
⎝1⎠
1
t2
t3
m0
v
⎛1⎞
⎜ ⎟
= ⎜0⎟
⎜ ⎟
⎝0⎠
3. Modellieren Sie die Dynamik eines gegenüber Aufgabe 2.3 vereinfachten Systems
mithilfe eines Petri-Netzes.

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Es wird hier nur eine Sorte Bauteile-Träger angeliefert und montiert.
20 Punkte
BTT
neues_Fach
_frei
montieren
0
MZ_prüf en
0
BTT_prüfen
0
MZ_belegt
Puffer_füllen
0
kein_BTT
Puffer
BTT_montiert
Puffer_abarbeiten
0
abtransportieren
0
Band

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0
4. SA/RT 30 Punkte
1. Was versteht man unter „data balancing“ und mit welchen Mitteln wird
Datenintegrität hergestellt bzw. womit lässt sie sich überprüfen? 5 Punkte
A: Data Dictionary Einträge und Datenintegrität (balancing)
Verfeinerung Prozesse Verfeinerung Datenflüsse
Welche Datenflüsse zwischen zwei Diagrammen gehören wie zusammen ?
Zusammenhang über Data Dictionary Einträge Forderungen:
1. Jeder Datenflusspfeil hat einen Datenflussnamen (mögl. Ausnahme gesamter
Speicher).
2. Jeder Datenflussname ist im Data Dictionary definiert.
3. Jeder Speicher hat einen Namen.
4. Jeder Speichername ist im Data Dictionary definiert.
5. Alle Datenflüsse eines untergeordneten DFD müssen im übergeordneten DFD
entweder unter gleichem Namen erscheinen oder Teilkomponente eines Datenflusses
sein. Die Teilkomponenten-Eigenschaft muss im DD beschrieben sein.
Eigenschaft erfüllt: Ausbalanciertes Datenmodell (balancing), Datenintegrität
3.1
2. Was bedeuten die auf einen Kontrollbalken eines FD zeigenden Kontrollflüsse und wo
müssen diese Kontrollflüsse noch erscheinen erscheinen? 5 Punkte
A: Sie zeigen Ereignisse an, welche den Ablauf der 3.3 Prozesse des zugehörigen FD steuern. Sie
müssen im RD definiert sein und in einer CSpec vorkommen, in der angegeben ist, wie sie die
Prozesse steuern.
3. Modellieren Sie ein Softwaresystem für eine Hausalarmanlage, wobei das
Kontextdiagramm gegeben ist (siehe Zeichnung).
Erstellen Sie hierfür die FD0 und CSpec0 aufgrund folgender Anforderungen:
Das System kann durch das Steuerkommando „Einschalten“ bzw. „Ausschalten“
aktiviert bzw. deaktiviert werden.
Ist das System aktiviert, soll das Ansprechen eines PIR-Bewegungsmelders das
System in Voralarm versetzen, wobei als Präventivmaßnahmen die Glasbruch- und der
Haustürunterbrechungsmelder aktiviert werden sowie (falls kein Bewohner im Haus
ist) die Rolläden verschlossen und die Haustür verriegelt werden. Spricht dann ein
Glasbruch-oder der Türunterbrechungsmelder an, löst dies den Alarm aus, wobei die
Alarmsirene und die Scheinwerfer eingeschaltet werden. Der Alarm kann nur durch
ein Steuerkommando „Alarm aus“ abgebrochen werden, woraufhin das System

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weiterhin aktiv sein soll.
Der Voralarm kann durch ein Steuerkommando „Voralarm aus“ abgebrochen werden,
woraufhin das System weiterhin aktiv sein soll.
Spricht direkt ein Glasbruch-oder der Türunterbrechungsmelder an, während das
System aktiv ist, löst dies direkt den Alarm aus. 20 Punkte

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