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ESE Muster Examen

Aufgabenkontext:

Die BoneLux ZX44 ist ein extravaganter Kaffeevollautomat mit hochwertigem Design aus Edel-stahlelementen und recyceltem Kunststoff. Das System ermöglicht die individuelle Zubereitung von Kaffee- und Milchspezialitäten und stellt dabei eine komfortable Bedienung über ein grafi-sches Touchdisplay bereit. Über dieses Display können sowohl vordefinierte Kaffeespezialitäten ausgewählt als auch eigene Kreationen konfiguriert und gespeichert werden.

Die Maschine verfügt über ein integriertes Kegelmahlwerk zur frischen Verarbeitung von Kaffee-bohnen sowie über ein Brühwerk mit zwei Keramikheizelementen. Ergänzt wird das System durch einen integrierten Tassenwärmer und eine automatische Reinigungsfunktion. Hochwertige und reproduzierbare Genusserlebnisse bei gleichzeitig einfacher Bedienbarkeit sind die DANN der BoneLux ZX44. Nach dem Einschalten durch den Benutzer führt das System selbstständig eine Überprüfung seiner internen Komponenten durch. Wird dabei ein Fehler erkannt, wird dieser dem Benutzer über das Display angezeigt. Erfolgt kein Fehler, werden die Heizelemente auf Betriebstemperatur gebracht. Sobald diese erreicht ist, signalisiert das System seine Betriebsbereitschaft. Zur Zubereitung eines Getränks wählt der Benutzer über das Touchdisplay eine gewünschte Kaf-feespezialität aus. Daraufhin steuert das System automatisch die notwendigen internen Abläufe, bei denen Kaffeebohnen dem Mahlwerk zugeführt, gemahlen und anschließend im Brühwerk ver-arbeitet werden.

Nach jeder Nutzung führt das System selbstständig eine Reinigung mittels Dampffunktion durch. Sollte darüber hinaus eine manuelle Reinigung erforderlich sein, wird der Benutzer über das Dis-play entsprechend informiert. Zusätzlich steht über das Display eine Hilfefunktion in Form eines integrierten Benutzerhandbuchs mit Videosequenzen und Animationen zur Verfügung.

Aufgabe 1: 10 Punkte

Erstellen Sie ein SysML-Blockdiagramm (IBD, BDD, oder vergleichbare Darstellung) zur Beschreibung der Hardwarearchitektur des im Aufgabenkontext beschriebenen Systems. Identifizieren Sie die wesentlichen Systemelemente und modellieren Sie deren strukturelle Beziehungen.

Aufgabe 2: 10 Punkte

Erstellen Sie ein UML/SysML-Anwendungsfalldiagramm zur Beschreibung der Nutzer-persktive des im Aufgabenkontext beschriebenen Systems. Identifizieren Sie die relevanten Akteure und modellieren Sie die zugehörigen Anwendungsfälle sowie deren Beziehungen.

Aufgabe 3: 10 Punkte

Erstellen Sie ein UML-/SysML-Aktivitätsdiagramm zur Modellierung des im Aufgaben-kontext beschriebenen Handhabung. Berücksichtigen Sie dabei die wesentlichen Aktionen, Entscheidungen und Ablauffolgen.

Aufgabe 4: 10 Punkte

Erstellen Sie ein UML-Klassendiagramm zur Beschreibung der Softwarearchitektur des im Aufgabenkontext beschriebenen Systems. Der Entwurf soll mindestens fünf Klassen, geeignete Attribute und Operationen sowie mindestens zwei unterschiedliche Beziehungstypen enthalten.

Aufgabe 5: 10 Punkte

Leiten Sie aus dem folgenden Klassendiagramm die C++-Klassendeklaration (*.h) der Klasse Controller ab. Berücksichtigen Sie dabei die dargestellten Attribute, Operationen und Beziehungen.

Aufgabe 6: 10 Punkte

Stellen Sie den folgenden C++-Code in Form eines UML-Sequenzdiagramms dar. 

void Controller::onEvent100ms()
{
   uint16_t sensorWert;
   sensorWert = sensor.getValue();
   counterSend++;
   if (counterSend==3)
   {
      leitstand.writeByte(0x55);
      leitstand.writeByte(0xAA);
      leitstand.write(sensorWert);
      counterSend=0;
   }
   else
   {
      while(leitstand.dataAvailable())
      {
         buffer.addValue(leitstand.readByte());
      }
   }
}

Aufgabe 7: 10 Punkte

Strukturieren oder erläutern Sie die Taxonomie der SysML (ISO 19514). Geben Sie für jedes Darstellungsmittel einen kurzen erläuternden Satz an.

Aufgabe 8: 10 Punkte

Strukturieren oder erläutern Sie die Taxonomie der UML (ISO 19505). Geben Sie für jedes Darstellungsmittel einen kurzen erläuternden Satz an.

Aufgabe 9: 10 Punkte

Skizzieren Sie ein einfaches Vorgehensmodell der Softwareentwicklung (Softwareprozess) und ordnen Sie den einzelnen Phasen geeignete Darstellungsmittel der SysML und UML zu.

Aufgabe 10: 10 Punkte

Nennen und erläutern Sie fünf ausgewählte Prinzipien der Softwareentwicklung (z. B. Architekturkonzepte, Programmierparadigmen).

Musterklausur und Musterlösung

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