Klausuraufgaben zur Vorlesung Automatisierungsprojekte 1 ...

Klausur Automatisierungsprojekte I6B01, I6B03, I5D31 und I5D33 27.1.2009 Seite 1 von 3
Klausuraufgaben zur Vorlesung Automatisierungsprojekte
Prüfung I6B01, I6B03, I 5D31und I 5D33
Prüfer: Link
Termin: 27.1.2009
Beginn: 14:00 Uhr
Dauer: 90 min
Maximal mögliche Punktezahl: 130, Bewertungsgrundlage: Maximum 90 Punkte
1. Basiskonzepte und Methoden 15 Punkte
1. Welche Basiskonzepte sind in den Methoden a) Objektorientierte Analyse und b)
SA/RT vereinigt?
8 Punkte
2. Was ist der Unterschied zwischen konstruktiven und szenario-basierten
Basiskonzepten zur Beschreibung dynamischen Verhaltens und welche sind Ihnen
jeweils bekannt?
7 Punkte
Konstruktive Basiskonzepte beschreiben das Systemverhalten vollständig und können
formal in vollständigen Code umgewandelt werden. Szenario-basierte Basiskonzepte
beschreiben in jedem Diagramm nur einen bestimmten Ablauf des Softwaresystems
und definieren keinen vollständigen Code.
2. Objektverhalten mit Harel-Automaten und Statecharts 40 Punkte
3. Welche Erweiterungen haben die Zustandsautomaten durch Harel erfahren? 7 Punkte

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4. Gegeben sei folgender Zustand:
a) Durch welche minimale Ereignisfolge (kleinste Anzahl an Ereignissen)
kann der Zustand 2.B eingenommen werden?
5 Punkte
Lösung: E3.2, E3.1, E1.2, E1.3, E1.1, E2.1, E2.2
b) Wie oft kann nach der Initialisierung der Zustand 3.B maximal durchlaufen werden,
bevor Ereignis E2.2 eintritt? Begründung.
3 Punkte
Lösung: Fünf mal. Der nebenläufige Automat links oben kann maximal drei mal
laufen, bis der Synch-Pseudozustand zum oberen rechten Automaten gefüllt ist und
dieser keinen weiteren Durchlauf erlaubt, bevor nicht E2.2 eintritt. Für jeden dieser
Durchläufe kann der untere Automat einmal laufe, ferner noch zwei mal, bevor der
Synch des unteren mit dem linken oberen Automaten gefüllt ist.
5. Modellieren Sie den nachfolgend beschriebenen Kaffee-Verkaufsautomaten
„Kaffomat“ als Harel-Zustandsautomat oder Statechart.
15 Punkte
In Bereitschaft wartet der „Kaffomat“ auf die Auswahl eines Getränks. Während des
Wartens eingeworfene Münzen werden sofort zurückgegeben. Die Auswahl erfolgt
durch Drücken einer der „Getränk-Tasten“. Dann kassiert der „Kaffomat“ den
entsprechenden Kaufpreis. Er nimmt dabei Münzen an, deren Wert von der
„Prüfeinrichtung“ hinter dem Münzeinwurf bestimmt wird. Der jeweils noch zu
bezahlende Betrag wird angezeigt. Sobald der Kaufpreis erreicht oder überschritten ist,
wird der Überzahlungsbetrag zurückgezahlt und das gewählte Getränk ausgegeben.
Wenn das Getränk entnommen wurde, soll der Kaffomat zur Auswahl zurückkehren.

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Eine getroffene Auswahl kann mit der Korrekturtaste rückgängig gemacht werden.
6. Erweitern Sie Ihren Kaffomat-Automaten um einen nebenläufigen Automaten so, dass
60 Sekunden nach dem erstmaligen Drücken einer Getränk-Taste ein Time-out erfolgt,
wieder Bereitschaft hergestellt und eventuell eingeworfenes Geld wieder
zurückgegeben wird.
10 Punkte

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3. Petri-Netze 45 Punkte
1. Das folgende B/E-Netz sei gegeben.
T1
S3
T4
S1
S2
T3
T2
S4
T5
S5
T6
a) Geben Sie den Erreichbarkeitsgraphen an. 10 Punkte
b) Diskutieren Sie die Lebendigkeit des Netzes. 5 Punkte
Das Netz ist lebendig ersten Grades, da alle Transitionen immer wieder schalten
können. Es gibt weder totale, noch partielle Verklemmungen.
c) Geben Sie das Netz in vektorieller Darstellung an.
5 Punkte
⎡ 1 ⎤ ⎡−1⎤
⎡ 0 ⎤ ⎡ 0 ⎤ ⎡ 0 ⎤ ⎡ 0 ⎤ ⎡1⎤
⎡1⎤
⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥
⎢
−1
⎥ ⎢
1
⎥ ⎢
−1
⎥ ⎢
1
⎥ ⎢
0
⎥ ⎢
1
⎥ ⎢
1
⎥ ⎢
0
r r r r r r r r ⎥
t1 = ⎢ 0 ⎥,
t2
= ⎢ 0 ⎥,
t3
= ⎢ 1 ⎥,
t4
= ⎢−1⎥,
t5
= ⎢ 0 ⎥,
t6
= ⎢−1⎥,
C = ⎢1⎥
, m0
= ⎢1⎥
⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥
⎢ 0 ⎥ ⎢ 0 ⎥ ⎢ 1 ⎥ ⎢−1⎥
⎢−1⎥
⎢ 0 ⎥ ⎢1⎥
⎢0⎥
⎢
⎣ 0 ⎥
⎦
⎢
⎣ 0 ⎥
⎦
⎢
⎣ 0 ⎥
⎦
⎢
⎣ 0 ⎥
⎦
⎢
⎣ 1 ⎥
⎦
⎢
⎣ 1 ⎥
⎦
⎢
⎣1
⎥
⎦
⎢
⎣1⎥
⎦
2. Geben sei das S/T-Netz rechts.
a) Zeigen Sie anhand des Erreichbarkeitsgraphen, ob das Netz reversibel ist.
5 Punkte
Lösung:
Kein Pfad, der an irgend einer Stelle zurück führt.
Daraus folgt: nicht reversibel.
b) Zeigen Sie anhand der vektoriellen Darstellung, ob die Markierung [3,1] T
erreichbar ist.
5 Punkte
v T v v v
m = ,1 = m + t + t = 1,0
T
+ −1,2
T
+ 3, 1
[ ] [ ] [ ] [ ] T
3
0 2 1
−

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3. Modellieren Sie mithilfe eines S/T-Petri-Netzes eine Software für ein
Gepäckverteilungssystem am Check-In-Schalter eines Flughafens, an welchem
Gepäck für die Gates A und B angenommen wird. Jedes Gepäckstück erhält einen
Barcode-Aufkleber, anhand dessen es Gate A oder Gate B zugeordnet wird. Das
Check-In-Band kann in Richtung Verteilerband laufen oder angehalten sein. Das
Verteilerband kann in beide Richtungen laufen.
Wird ein Gepäckstück am Check-In auf das Band abgestellt, registriert die
Lichtschranke LS-CI, dass ein Gepäckstück abgegeben wurde. Das Gepäckstück wird
dann zum Barcode-Leser transportiert, wo festgestellt wird, ob es für Gate A oder B
bestimmt ist. Wenn das Verteilerband gestoppt ist, wird das Gepäckstück darauf
transportiert. Ist es für Gate A bestimmt, läuft das Verteilerband nach links, bis
Lichtschranke LS-GA die Ankunft in Gate A anzeigt und damit das Gepäckstück in
Gate A abgeliefert ist. Ist es umgekehrt für Gate B bestimmt, läuft das Verteilerband
nach rechts, bis Lichtschranke LS-GB die Ankunft in Gate B anzeigt und damit das
Gepäckstück in Gate B abgeliefert ist.
15 Punkte
Lösung:
3. SA/RT 30 Punkte
Modellieren Sie das Softwaresystem für den unten beschriebenen Kaffomat.
3.1 Kontextdiagramm 10 Punkte
3.2 FD0 10 Punkte
3.3 CSpec für FD0 10 Punkte
0
In Bereitschaft wartet der Kaffomat auf die Auswahl eines Getränks. Während des Wartens
eingeworfene Münzen werden sofort zurückgegeben. Die Auswahl erfolgt durch Drücken

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einer der Getränk-Tasten. Dann kassiert der Kaffomat den entsprechenden Kaufpreis. Er
nimmt dabei Münzen an, deren Wert von der „Prüfeinrichtung“ hinter dem Münzeinwurf
bestimmt wird. Der jeweils noch zu bezahlende Betrag wird angezeigt. Sobald der Kaufpreis
erreicht oder überschritten ist, wird der Überzahlungsbetrag zurückgezahlt, das gewählte
Getränk zubereitet und danach ausgegeben. Wenn das Getränk entnommen wurde, soll der
Kaffomat zur Auswahl zurückkehren. Eine getroffene Auswahl kann mit der Korrekturtaste
rückgängig gemacht werden.