EKSAMEN. Emne: Objektorientert Programmering Eksamenstid: Faglærer: Tom Heine Nätt

Transkript

1 EKSAMEN Emnekode: ITF10606 Dato: 15/ Hjelpemidler: Alle skriftlige hjelpemidler Emne: Objektorientert Programmering Eksamenstid: Faglærer: Tom Heine Nätt Eksamensoppgaven: Oppgavesettet består av 19 sider inklusiv denne forsiden og vedlegg, og er inndelt i 3 hovedoppgaver med henholdsvis 3, 5 og 3 deloppgaver. Det er på hver hoved- og deloppgave angitt hvor mye disse teller av totalen. Karakter fastsettes dog på basis av en helhetsvurdering av besvarelsen. Du er selv ansvarlig for å kontrollere at oppgavesettet er komplett. Les gjennom alle oppgavene før du begynner. Vær nøye med å kommentere de delene av koden der du gjør spesielle løsninger. Ofte kan kommentarene ha stor uttelling dersom koden er delvis feil, men du viser at du har tenkt riktig. Pass også på å svare på alle oppgaver. Det er bedre å skrive litt i grove trekk hvordan du ser for deg at oppgaven kan løses, enn å ikke skrive noe i det hele tatt, dersom du står fast. Riktig god sommer til dere alle, og takk for et utrolig hyggelig semester :-) Lykke til! Sensurfrist: 6. juni 2008 Karakterene er tilgjengelige for studenter på studentweb senest 2 virkedager etter oppgitt sensurfrist. Følg instruksjoner gitt på: Side 1 av 19

2 Oppgave 1 (25%) Disse oppgavene skal besvares kort og presis. Du trenger altså ikke skrive en liten stil på hver av dem, men pass på at du besvarer alt oppgaven spør etter. Det er ingen ekstra ro-poeng å hente her;-)det vil bli lagt vekt på at forklaringen er skrevet med dine egne ord, og at den ikke er avskrift fra andre kilder. Dersom du synes det er lettere, kan du benytte selvlagde eksempler i forklaringen. Oppgave 1.1 (10%) Forklar hva et interface og en abstrakt klasse er. Hvilke forskjeller og likheter ser du mellom disse? Oppgave 1.2 (9%) I forbindelse med objektorientert programmering, forklart kort hva menes med følgende begreper: Modularitet Abstraksjon Innkapsling Oppgave 1.3 (6%) a) Hva er statiske metoder, og når ønsker vi å benytte disse? b) Hva er statiske variabler, og når ønsker vi å benytte disse? Slutt oppgave 1 Side 2 av 19

3 Oppgave 2 (45%) I denne oppgaven skal vi lage et svært enkelt studentregister, som skal benyttes til å rangere studentene basert på karaktergjennomsnitt. Systemet vil lese inn informasjon om studentene fra en tekstfil som er på følgende format. Karaktergjennomsnitt er et desimaltall der 1.0 er best og 6.0 er dårligst. studentnummer;fornavn;etternavn;karaktergjennomsnitt;antallstudiepoeng Et utdrag av fila kan dermed se ut som følger: ;Per;Persen;3.7; ;Ida;Idasen;1.4; ;Tore;Toresen;4.1;180 I dette studentregisteret skal vi også benytte en egen liste som er spesiallaget for dette formålet. Denne lista har navnet DynamiskStudentListe, og implementerer Listinterfacet i Java. Det er også definert en Student-klasse som har samme egenskaper som feltene i fila. Se vedlagt Java-kode for denne klassen. Merk deg at oppgavene under kun ber deg om å skrive ferdig deler av systemet. Oppgave 2.1 (10%) Skriv ferdig følgende metode som leser inn en fil med studentinformasjon, og returnerer en liste med Student-objekter. public DynamiskStudentListe<Student> lesstudentinformasjon(string filnavn) Oppgave 2.2 (5%) En gang i mellom ønsker man å oppdatere karaktergjennomsnitt og antall studiepoeng for alle studenter i en bestemt studentliste. Informasjonen hentes fra eksamensregisteret. Skriv derfor ferdig følgende metode: public void oppdaterstudentinformasjon(dynamiskstudentliste<student> studentliste) Til dette arbeidet har vi til rådighet klassen Eksamensresultater, som du finner JavaDoc for i vedlegget. Side 3 av 19

4 Oppgave 2.3 (10%) Systemet skal generere flere ulike rapporter om studentenes prestasjoner. For å gjøre dette benytter systemet deriblant sortering gjennom Javas Collections.sortmetode. Eksempler på slik bruk kan være: Collections.sort(studentliste); Collections.sort(studentliste,new ResultatComparator()); Skriv derfor følgende kode: a) Gjør om klassen Student slik at den blir Comparable. Den naturlige sorteringen er på stigende studentnummer (altså alfabetisk). Du trenger kun skrive de endringene som skal gjøres, og ikke hele klassen på nytt. b) Lag en Comparator med navn ResultatComparator som sorterer etter stigende karaktergjennomsnitt (altså laveste/beste først). Dersom to studenter har samme karaktergjennomsnitt, skal den med høyest antall studiepoeng komme først. Oppgave 2.4 (10%) Med tanke på forrige oppgave, besvar følgende spørsmål. Du skal kunne svare på disse spørsmålene selv om du ikke fikk til forrige oppgave. Oppgave a teller vesentlig mer enn oppgave b. a) Forklar hvordan metoden Collections.sort kan fungere med lista av typen DynamiskStudentListe og klassen Student? Disse fantes jo ikke den gangen Collections.sort ble utviklet. Hvilke objektorienterte teknikker er her i sving? Forklar disse teknikkene både generelt og for situasjonen i forrige oppgave. b) Hva er hensikten med å benytte både Comparable og Comparator? Oppgave 2.5 (10%) Det er kommet et forslag om å gjøre systemet om til å benytte Java sin serialiseringsteknikk. Basert på dette forslaget, svar på følgende spørsmål. Du kan her gå ut i fra at systemet også har en skrivstudentinformasjon-metode, som tilsvarer metoden i oppgave 2.1 a) Skisser hvordan systemet kan gjøres serialiserbart. Legg spesiell vekt på hvordan du vil lese fra og skrive til fil. I metodene for lesing og skriving trenger du kun å skrive koden du ville plassert inne i selve try-blokka. b) Hvilke fordeler og ulemper vil serialisering ha i forhold til nåværende system? Slutt oppgave 2 Side 4 av 19

5 Oppgave 3 (30%) I denne oppgaven skal vi lage ferdig en meget enkel værstasjon. Foreløpig består værstasjonen av to sensortyper: TemperatureSensor (termometer/temperatur) og AirPressureSensor (barometer/lufttrykk). Dette er imidlertid lett utvidbart ettersom vi har en abstrakt klasse med navn Sensor, som alle sensorer arver fra. Et enkelt UML-diagram for systemet ser ut som følger. Enkelte klasser mangler helt eller delvis informasjon om egenskaper og metoder. Dette er fordi informasjonen ikke er relevant for oppgavene, eller fordi det vil røpe hvordan oppgavene skal løses. Noen av klassene i systemet trenger litt forklaring: Sensor: Abstrakt klasse som representerer en sensor. SensorWithThread: Utvidelse av klassen Sensor, som inneholder en tråd for å utføre målinger ved jevne mellomrom. Vaerstasjon: Hovedapplikasjonen. VaerstasjonGUI: Grafisk brukergrensesnitt som viser måleresultatene. DatabaseLogger: Klasse som legger inn måleresultatene i en database. Side 5 av 19

6 Det grafiske brukergrensesnittet til værstasjonen kan se ut som følger: I vedleggene til oppgavesettet finner du JavaDoc eller kildekode for de fleste klassene. Merk deg at klassen Vaerstasjon ligger med i flere eksemplarer som reflekterer endringene hver deloppgave medfører. Her kan det være flere tips å hente til løsningen av oppgavene Oppgave 3.1 (10%) Skriv klassen AirPressureSensor (altså et barometer), som arver fra klassen SensorWithThread. Selve barometeret er koblet til USB-porten, og for kommunikasjon med dette kan du benytte klassen BarometerUSBReader (Se vedlagte JavaDoc). Den unike ID-en til vårt barometer skal man motta gjennom konstruktøren til klassen AirPressureSensor. Dersom USB-sensoren returnerer en negativ verdi, skal det kastes en MeasurementException fra readsensor-metoden. Side 6 av 19

7 Oppgave 3.2 (10%) Vi ønsker å logge dataene fra de ulike sensorene i følgende databasetabell. CREATE TABLE SensorData ( timestamp DATETIME NOT NULL, sensorname VARCHAR(255) NOT NULL, value double NULL, PRIMARY KEY(timestamp) ) Tabellen kan derfor bli seende slik ut (utdrag): timestamp sensorname value :40:15 Ute :40:16 BarometerInne :40:20 Ute :40:25 Ute NULL :40:30 Ute :40:31 Inne Skriv klassen DatabaseLogger (en lytter), som logger informasjonen fra de ulike sensorene. Dersom klassen mottar en measurementerror-melding fra en sensor, skal verdien NULL legges inn som value i tabellen. Du kan benytte den ferdige klassen DBConnect, som har en statisk metode ved navn getconnection. Se vedlagte JavaDoc for klassen DBConnect. Tips: For å sette dagens dato og tid, kan du benytte SQL-funksjonen NOW() i din INSERT-query. Oppgave 3.3 (10%) Lag ferdig klassen med navn AverageSensorMeasurer. Denne klassen skal være en slags innpakning rundt en Sensor, som gjør at vi kan finne gjennomsnittet av et antall målinger. For resten av systemet vil en AverageSensorMeasurer oppføre seg som en Sensor. Klassens konstruktør skal ta tre parametere; sensornavnet, sensoren som skal pakkes inn, og hvor mange målinger som skal tas vare på for å beregne gjennomsnittet. Vi kan benytte en AverageSensorMeasurer på følgende måte: TemperatureSensor t1 = new TemperatureSensor("Ute",500); AverageSensorMeasurer asm = new AverageSensorMeasurer("UteGjennomsnitt",t1,20); asm.addsensormeasurementlistener(this); Side 7 av 19

8 Tips 1: En AverageSensorMeasurer må selv lytte på meldingene fra sensoren den pakker inn, og så huske på et antall av de foregående målingene for å kunne regne ut hva som skal sendes videre. Den sender en melding videre hver gang den mottar en melding selv. Tips 2: For å ta vare på et antall av de siste målingene, kan det være lurt å benytte tanken om en kø (legge til på slutten, fjerne på førsten). En kø kan du lett imitere med metodene addlast og removefirst i en LinkedList. En start på klassen ligger som vedlegg Slutt Oppgave 3 Side 8 av 19

9 Student.java public class Student private String studentnummer; private String fornavn; private String etternavn; private double karaktergj; private int studiepoeng; public Student(String studentnummer,string fornavn, String etternavn, double karaktergj, int studiepoeng) setstudentnummer(studentnummer); setfornavn(fornavn); setetternavn(etternavn); setkaraktergj(karaktergj); setstudiepoeng(studiepoeng); public Student(String studentnummer,string fornavn, String etternavn, String karaktergj, String studiepoeng) this(studentnummer,fornavn,etternavn,double.parsedouble(karaktergj ),Integer.parseInt(studiepoeng)); public void setstudentnummer(string studentnummer) this.studentnummer=studentnummer; public String getstudentnummer() return studentnummer; public void setfornavn(string fornavn) this.fornavn=fornavn; public String getfornavn() return fornavn; public void setetternavn(string etternavn) this.etternavn=etternavn; public String getetternavn() return etternavn; Side 9 av 19

10 public void setkaraktergj(double karaktergj) this.karaktergj=karaktergj; public double getkaraktergj() return karaktergj; public void setstudiepoeng(int studiepoeng) this.studiepoeng=studiepoeng; public int getstudiepoeng() return studiepoeng; Side 10 av 19

11 Class Eksamensresultater java.lang.object Eksamensresultater public class Eksamensresultater extends java.lang.object Denne klassen benyttes for å hente ut informasjon om eksamensresultater for en student. Method Summary static int finnantallstudiepoeng(java.lang.string studentnummer) Metoden finner antall studiepoeng en bestemt student har gjennomført. static double finnkaraktergjennomsnitt(java.lang.string studentnummer) Metoden finner gjennomsnittskarakter for en bestemt student. 1.0 er best mulig resultat, 6.0 er dårligst mulige resultat Methods inherited from class java.lang.object clone, equals, finalize, getclass, hashcode, notify, notifyall, tostring, wait, wait, wait Method Detail finnkaraktergjennomsnitt public static double finnkaraktergjennomsnitt(java.lang.string studentnummer) Metoden finner gjennomsnittskarakter for en bestemt student. 1.0 er best mulig resultat, 6.0 er dårligst mulige resultat Parameters: studentnummer - En unik identifikasjon for studenten Returns: Karaktergjennomsnittet til studenten finnantallstudiepoeng public static int finnantallstudiepoeng(java.lang.string studentnummer) Metoden finner antall studiepoeng en bestemt student har gjennomført. Parameters: studentnummer - En unik identifikasjon for studenten Returns: Antallet studiepoeng studenten har gjennomført Side 11 av 19

12 Class BarometerUSBReader java.lang.object BarometerUSBReader public class BarometerUSBReader extends java.lang.object Klassen kommuniserer med en ekstern USB-enhet som måler lyfttrykket. USB-enheten har en unøyaktighet på +-5%. Alle USB-enheter har en unik device ID, som gjør at man kan referere til akuratt denne ene ehneten. Method Summary static double readvalue(java.lang.string deviceid) Denne metoden leser gjeldene verdi fra USB-enheten. Methods inherited from class java.lang.object clone, equals, finalize, getclass, hashcode, notify, notifyall, tostring, wait, wait, wait Method Detail readvalue public static double readvalue(java.lang.string deviceid) Denne metoden leser gjeldene verdi fra USB-enheten. Det vil være en forsinkelse på resultatet med 15ms. Parameters: deviceid - den unike ID'en til barometeret man ønsker å kommunisere med Returns: Lufttrykket rundt enheten målt i hpa (hektopascal) Side 12 av 19

13 Class DBConnect java.lang.object DBConnect public class DBConnect extends java.lang.object Denne klassen benyttes for å opprette et Connection-objekt til en forhåndsdefinert database. Method Summary static java.sql.connection getconnection() Metode som gir oss et Connection-objekt til en bestemt database Methods inherited from class java.lang.object clone, equals, finalize, getclass, hashcode, notify, notifyall, tostring, wait, wait, wait Method Detail getconnection public static java.sql.connection getconnection() Metode som gir oss et Connection-objekt til en bestemt database Returns: Connection-objektet Side 13 av 19

14 Sensor.java import java.util.*; public abstract class Sensor private ArrayList<SensorMeasurementListener> smlisteners = new ArrayList<SensorMeasurementListener>(); private String name; public Sensor (String name) this.name=name; public String getsensorname() return name; public void addsensormeasurementlistener(sensormeasurementlistener sml) smlisteners.add(sml); public void removesensormeasurementlistener(sensormeasurementlistener sml) smlisteners.add(sml); protected void notifylisteners(measurement m) for(sensormeasurementlistener sml:smlisteners) sml.measurementupdate(m); protected void notifymeasurementerror(measurementexception me) for(sensormeasurementlistener sml:smlisteners) sml.measurementerror(me); protected void measured(measurement m) m.sensor=this; notifylisteners(m); protected abstract Measurement readsensor() throws MeasurementException; Side 14 av 19

15 SensorWithThread.java public abstract class SensorWithThread extends Sensor private int interval; public SensorWithThread(String name,int interval) super(name); this.interval=interval; SensorThread st = new SensorThread(this); st.start(); private class SensorThread extends Thread SensorWithThread s = null; public SensorThread(SensorWithThread s) this.s=s; public void run() while(true) try s.measured(s.readsensor()); catch(measurementexception me) s.notifymeasurementerror(me); try sleep(s.interval); catch(interruptedexception ie) ; Side 15 av 19

16 SensorMeasurementListener.java public interface SensorMeasurementListener public void measurementupdate(measurement m); public void measurementerror(measurementexception me); Measurement.java public class Measurement public double value; public Sensor sensor; MeasurementException.java public class MeasurementException extends RuntimeException public MeasurementException(String message) super(message); Vaerstasjon.java Før oppgavene starter public class Vaerstasjon public static void main(string argv[]) Vaerstasjon v = new Vaerstasjon(); VaerstasjonGUI vgui = new VaerstasjonGUI(); vgui.setvisible(true); TemperatureSensor t1 = new TemperatureSensor("Ute",500); t1.addsensormeasurementlistener(vgui); TemperatureSensor t2 = new TemperatureSensor("Inne",500); t2.addsensormeasurementlistener(vgui); Side 16 av 19

17 Etter oppgave 3.1 public class Vaerstasjon public static void main(string argv[]) Vaerstasjon v = new Vaerstasjon(); VaerstasjonGUI vgui = new VaerstasjonGUI(); vgui.setvisible(true); TemperatureSensor t1 = new TemperatureSensor("Ute",500); t1.addsensormeasurementlistener(vgui); TemperatureSensor t2 = new TemperatureSensor("Inne",500); t2.addsensormeasurementlistener(vgui); AirPressureSensor ap1 = new AirPressureSensor("BarometerInne",500,"FFx453244"); ap1.addsensormeasurementlistener(vgui); Etter oppgave 3.2 public class Vaerstasjon public static void main(string argv[]) Vaerstasjon v = new Vaerstasjon(); VaerstasjonGUI vgui = new VaerstasjonGUI(); vgui.setvisible(true); DBLogger dbl = new DBLogger(); TemperatureSensor t1 = new TemperatureSensor("Ute",500); t1.addsensormeasurementlistener(vgui); t1.addsensormeasurementlistener(dbl); TemperatureSensor t2 = new TemperatureSensor("Inne",500); t2.addsensormeasurementlistener(vgui); t2.addsensormeasurementlistener(dbl); AirPressureSensor ap1 = new AirPressureSensor("BarometerInne",500,"FFx453244"); ap1.addsensormeasurementlistener(vgui); ap1.addsensormeasurementlistener(dbl); Side 17 av 19

18 Etter oppgave 3.3 public class Vaerstasjon public static void main(string argv[]) Vaerstasjon v = new Vaerstasjon(); VaerstasjonGUI vgui = new VaerstasjonGUI(); vgui.setvisible(true); DBLogger dbl = new DBLogger(); TemperatureSensor t1 = new TemperatureSensor("Ute",500); AverageSensorMeasurer asm1 = new AverageSensorMeasurer("UteGjennomsnitt",t1,20); asm1.addsensormeasurementlistener(vgui); asm1.addsensormeasurementlistener(dbl); TemperatureSensor t2 = new TemperatureSensor("Inne",500); t2.addsensormeasurementlistener(vgui); t2.addsensormeasurementlistener(dbl); AirPressureSensor ap1 = new AirPressureSensor("BarometerInne",500,"FFx453244"); ap1.addsensormeasurementlistener(vgui); ap1.addsensormeasurementlistener(dbl); Side 18 av 19

19 AverageSensorMeasurer.java import java.util.*; public class AverageSensorMeasurer extends Sensor implements SensorMeasurementListener private LinkedList<Measurement> lastmeasures = new LinkedList<Measurement>(); private int size; public AverageSensorMeasurer(String name, Sensor s, int size) //Kode i oppgave 3.3 her... public void measurementupdate(measurement m) //Kode i oppgave 3.3 her... public void measurementerror(measurementexception me) //Kode i oppgave 3.3 her... protected Measurement readsensor() throws MeasurementException //Kode i oppgave 3.3 her... Side 19 av 19