Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 1.2 · Abitur Hessen Technische Informatik LK 2021

Thema: UML-Klassendiagramme und Objektdiagramme · Aus der Prüfung LK (2021)

Aufgabenstellung

Enthärtungsanlage

Der Härtegrad von Trinkwasser kann unterschiedlich sein, je nachdem welche natürlichen Inhaltsstoffe im Wasser enthalten sind (z. B. Kalk). Zu hartes bzw. kalkhaltiges Wasser kann der Rohrinstallation im Haus und den wasserführenden Geräten (z. B. Kaffeemaschine, Waschmaschine) schaden. Um dies zu verhindern, gibt es so genannte Enthärtungsanlagen, die die Kalkteilchen durch Salzteilchen ersetzen. Dazu wird die Anlage direkt nach dem Hausanschluss eingebaut, wo sie dann das komplette von außen einströmende Wasser enthärtet. Das Salz, das für die Enthärtung benötigt wird, wird in Tab-Form (ähnlich in der Größe wie Spülmaschinentabs) in einem Behälter im Gerät vorgehalten. Dort werden die Tabs nach und nach in Wasser aufgelöst (Material 1). Die Anlage muss regelmäßig durch eine Spülung gereinigt werden, um die ausgelösten Teilchen zu entfernen. Moderne Enthärtungsanlagen sind mithilfe eines Assemblers elektronisch gesteuert und bieten zudem Zugang zum WLAN, um mit einer App auf die Anlage zugreifen zu können.

Material 1

Material 2

UML-Klassendiagramm

Hinweis: Bei der Klasse <ArrayList> handelt es sich um einen beliebigen Containerdatentyp.

1.2

In Material 2 ist ein Entwurf eines UML-Klassendiagramms für die Enthärtungsanlage angegeben.

Beschreiben und erklären Sie das dargestellte Klassendiagramm mit Konzentration auf folgende Stichworte: abstrakte Klasse, Komposition, Vererbung, Klassenattribute, Assoziation zwischen Anlage und Sensor. [9 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 1.2 · Abitur Hessen Technische Informatik LK 2021

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

1.2 In Material 2 ist ein Entwurf eines UML-Klassendiagramms für die Enthärtungsanlage angegeben. Beschreiben und erklären Sie das dargestellte Klassendiagramm mit Konzentration auf folgende Stichworte: abstrakte Klasse, Komposition, Vererbung, Klassenattribute, Assoziation zwischen Anlage und Sensor.

Lösung: Das Diagramm besteht aus fünf Klassen: - Abstrakte Klasse: Die Klasse `Sensor` ist abstrakt (`<<abstract>>` bzw. kursiv; von ihr können keine direkten Instanzen erzeugt werden). - Vererbung: Die Klassen `Fuellstand` und `Durchlauf` erben (Generalisierungspfeil mit geschlossener, nicht ausgefüllter Spitze) von der abstrakten Klasse `Sensor`. Sie übernehmen deren Attribute (`id: int`, `name: String`, Klassenattribut `anzahl: int`) und Methoden (`isActiv(): void`) und erweitern diese um eigene Attribute und Methoden (`standErreicht`, `getStandErreicht()` bzw. `Volumenstrom`, `getVolumenstrom()`). - Klassenattribute: In `Sensor` ist das Attribut `anzahl: int` unterstrichen dargestellt; es handelt sich somit um ein Klassenattribut (statisches Attribut), das für alle Instanzen gemeinsam existiert und auf das direkt ohne Instanz zugegriffen werden kann. - Komposition / Assoziation zwischen Anlage und Sensor: Zwischen `Anlage` und `Sensor` besteht eine existenzabhängige Ganzes-Teil-Beziehung (Komposition, gekennzeichnet durch die ausgefüllte schwarze Raute an `Anlage`). Wenn keine Instanz der Klasse `Anlage` existiert, existieren auch keine `Sensor`-Objekte. Multiplizität: Eine Anlage (1) besitzt beliebig viele Sensoren (0..∗0..*), und die Sensoren gehören genau zu einer Anlage. - Weitere Klassen und Beziehungen: Die Klasse `Anlage` steht zudem in einer Assoziation zur Klasse `User` («verwaltet», 11 zu 1..∗1..*).

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