Landesabitur 2014 Hessen - Datenverarbeitungstechnik - Leistungskurs - Vorschlag B - Lösungs- und Bewertungshinweise

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Datenverarbeitungstechnik Leistungskurs

I.

Landesabitur 2014 Lösungs- und Bewertungshinweise Vorschlag B

Erläuterungen

Aufgabenart materialgebundene Aufgabenstellung Voraussetzungen gemäß Lehrplan und Erlass „Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abiturprüfungen im Landesabitur 2014“ vom 22. September 2012 Implementierung Die Implementierung soll grundsätzlich in einer objektorientierten Programmiersprache erfolgen. Die Musterlösungen sind in die Programmiersprache zu übertragen, die an der jeweiligen Schule verwendet wird. Entity-Relationship-Modell Die Notation für Entity-Relationship-Diagramme hat sich in den zurückliegenden Jahren stark verändert. Neben der ursprünglichen Darstellungsform, die auf P. P. Chen (1976) zurückgeht, unterstützen Softwaretools vielfältige Formen, bis hin zur Krähenfuß-Notation. Aus didaktischen Gründen wird die Notation nach Chen verwendet, die übersichtlich und einfach auch von Hand zu erstellen ist. Die Entitätsmengen werden durch Substantive, die Beziehungen durch Verben beschrieben und die Kardinalitäten in Min-Max-Schreibweise angegeben. Relationales Modell Die Primärschlüssel sind in den Musterlösungen unterstrichen, Fremdschlüssel mit einer Raute („#“) versehen. SQL-Syntax Die verwendete SQL-Syntax orientiert sich an dem Standard SQL-92 (SQL2). Abweichungen aufgrund der im Unterricht verwendeten Datenbanksysteme sind möglich. Abweichende Lösungen aufgrund anderer Tabellen aus vorangegangenen Aufgabenteilen sind entsprechend zu bewerten. Aufgabe 1: Ein Schwerpunkt ist die Umsetzung einer verketteten Liste und des Algorithmus zum Einfügen von Objekten. Eine Liste ist in einem Objektdiagramm darzustellen. Zwei Klassen aus einem UML-Klassendiagramm sind zu implementieren. Die Kommunikation zwischen Objekten ist als UML-Sequenzdiagramm darzustellen. Ein vorgegebenes Klassendiagramm ist zu diskutieren und ausschnittweise zu implementieren. Es werden wesentliche Inhalte aus Q1 „Objektorientierte Softwareentwicklung“ benötigt. Zur Bearbeitung der Aufgabe werden folgende verbindlichen Inhalte des Lehrplans gefordert: Objektorientierte Modellierung unter Einbeziehung der Modellierungssprache UML (Anwendungsfall-, Klassen-, Objekt- und Sequenzdiagramm), Klassen, Kollektionen, Standardoperationen auf Kollektionen und verkettete Listen. Aufgabe 2: Ausgehend von einer vorgegebenen Tabellenstruktur sind SQL-Anweisungen zur Datenmanipulation und -abfrage zu entwickeln. Eine gegebene Tabelle ist im Hinblick auf Redundanzen und Anomalien zu analysieren und in die 3. Normalform zu überführen. Datenschutz und Datensicherheit der Tabellen ist zu diskutieren. Darüber hinaus ist ein den Anforderungen entsprechendes ERModell zu entwickeln und als ER-Diagramm darzustellen. Die Aufgabe bezieht sich auf den Kurs „Datenbanken“ aus Q3. Von den verbindlichen Inhalten des Lehrplans werden zur Lösung der Aufgabe benötigt: die Modellierung von Mini-Welten mit ER-Diagrammen, die Umsetzung eines ER-Diagramms in das Relationenmodell, Datenmanipulation und Abfragen mittels SQL-Anweisungen die Normalisierung von Tabellen sowie Datenschutz- und Datensicherheitsaspekte.

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Lösungs- und Bewertungshinweise Vorschlag B

II. Lösungshinweise In den nachfolgenden Lösungshinweisen sind alle wesentlichen Gesichtspunkte, die bei der Bearbeitung der einzelnen Aufgaben zu berücksichtigen sind, konkret genannt und diejenigen Lösungswege aufgezeigt, welche die Prüflinge erfahrungsgemäß einschlagen werden. Selbstverständlich sind jedoch Lösungswege, die von den vorgegebenen abweichen, aber als gleichwertig betrachtet werden können, ebenso zu akzeptieren. BE

Aufg. erwartete Leistungen 1.1

1.2

I

II III

2

2

Anwendungsfalldiagramm

2

Objektdiagramm der Baumaschine 6677 mit ihren Buchungen : Baumaschine maschinenNr = 6677 bezeichnung = Komatsu PW1 typ = Bagger preisProTag = 440 ersteBuchung

: Buchung von = 01.02.2014 bis = 05.02.2014 naechster

: Buchung von = 10.02.2014 bis = 13.02.2014 naechster

: Buchung von = 23.02.2014 bis = 28.02.2014 naechster = null

Die Buchungen sind zeitlich aufsteigend sortiert, beim Einfügen in die Liste müssen folgende Fälle unterschieden werden: – Es gibt noch keine Buchungen, einfügen in eine leere Liste – Die neue Buchung liegt vor allen anderen, einfügen am Listenanfang – Die neue Buchung liegt zwischen zwei Buchungen, einfügen zwischen zwei Listen-Knoten – Die neue Buchung liegt nach allen anderen, einfügen am Ende der Liste

3

1

2

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Aufg. erwartete Leistungen 1.3

BE I

II III

6

2

syntaktisch korrekte Implementierung der Klassen Auftrag und Buchung public class Auftrag { private static int auftragsZaehler=0; private int auftragsNr; private Datum auftragsDatum; private Kunde kunde; private List buchungen; public Auftrag(Kunde k) { this.auftragsNr = ++auftragsZaehler; this.auftragsDatum = new Datum(); this.kunde = k; this.kunde.hinzufuegenAuftrag(this); this.buchungen = new List(); } public boolean hinzufuegenBuchung(Buchung b) { }

}

return buchungen.add(b);

public class Buchung { private Datum von; private Datum bis; private Buchung naechste; private Baumaschine baumaschine; private Auftrag auftrag; public Buchung(Auftrag a, Baumaschine bm, Datum von, Datum bis, Buchung naechste) { this.auftrag = a; a.hinzufuegenBuchung(this); this.baumaschine = bm; this.von = von; this.bis = bis; this.naechste = naechste; } }

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Lösungs- und Bewertungshinweise Vorschlag B BE

Aufg. erwartete Leistungen

I

II III

2

5

3

3

3

4

1.4.1 Sequenzdiagramm für den Anwendungsfall „Eine Baumaschine zu einem Auftrag buchen“

1.4.2 Struktogramm der Methode istFrei(von: Datum, bis: Datum): boolean der Klasse Baumaschine Baumaschine: istFrei(von: Datum, bis: Datum) Wahrheitswert frei = false noch keine Buchung vorhanden? J frei = true bis-Datum liegt vor der ersten B uchung? J frei = true aktuelleB uchung = ersteB uchung

N N

solange von-Datum nach der aktuellen Buchung liegt und frei = false aktuelleB uchung hat eine nächste Buchung? J

N bis-Datum liegt vor der nächsten Buchung

J frei = true

frei = true N

aktuelleB uchung = nächsteBuchung

Rückgabe frei

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Aufg. erwartete Leistungen

BE I

II III

1.4.3 Implementieren einer Methode buche() der Klasse Baumaschine public Buchung buche(Auftrag a, Datum von, Datum bis) { Buchung neueBuchung = null; // Ergebnis Buchungs-Objekt if (istFrei(von, bis)) { if (ersteBuchung == null) { // leere Liste neueBuchung = new Buchung(a, this, von, bis, null); ersteBuchung = neueBuchung; } else { if (bis.vergleicheMit(ersteBuchung.getVon())0 && neueBuchung == null ) { if (aktuelle.getNaechste() != null ){ if (bis.vergleicheMit(aktuelle.getNaechste(). getVon()) 5 ORDER BY SUM(AnzahlTage) DESC;

2

3

2.1.3 Anzahl der Resturlaubstage für das Jahr 2014 MaID 811 812 815 817 841 …

Name Müller Scholz Storck Ullmann Hohmann

Vorname Jens Birgit Hans Sven Julia …

Resturlaub 21 24 19 27 24

2

3

2.1.4 Auswahl-Abfrage mit Aggregatfunktion und Gruppierung SELECT Mitarbeiter.MaID, Name, Vorname, SUM(Time_to_Hour(bisUhrzeit-vonUhrzeit)) FROM Mitarbeiter, Einsatz WHERE Einsatz.MaID=Mitarbeiter.MaID And MONTH(Datum)=1 And YEAR(Datum)=2014 GROUP BY Mitarbeiter.MaID, Name, Vorname;

2.2

Analyse im Hinblick auf Datenredundanz – Redundante Daten können dann entstehen, wenn die gleichen Werte mehrmals gespeichert werden, hier beispielsweise der aktuelle Fahrer mit seiner Telefonnummer. Gleiche Wertepaare treten mehrmals auf. Es würde genügen, nur den Namen des Fahrers in der Relation unterzubringen, und eine weitere Relation mit dem bzw. den Attributen für die Telefonnummern auszulagern. Entscheidend ist, dass es zu jedem Fahrer eindeutige Telefonnummern gibt. Man spricht in diesem Fall von einer funktionalen Abhängigkeit. – Analoges gilt für die funktionale Abhängigkeit der notwendigen Führerscheinklasse bei der Baumaschine.

2

2

2

2

2

Analyse im Hinblick auf Anomalien Anomalien sind inkonsistente Datenbankzustände, die durch Einfügen, Löschen oder Ändern von Datenbankeinträgen hervorgerufen werden. – Änderungsanomalie: Würde in der Tabelle ein Fahrer seine Handynummer ändern, müsste dies an mehreren Stellen geschehen. Wird die Änderung nicht überall durchgeführt, enthält die Tabelle inkonsistente Daten.

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Lösungs- und Bewertungshinweise Vorschlag B BE

Aufg. erwartete Leistungen 2.2

I

II III

– Löschanomalie: Mit dem Löschen einer Baumaschine, könnten auch alle Kundendaten verloren gehen, sofern dieser Kunde nur diese Baumaschine ausgeliehen hatte. – Einfügeanomalie: Ein neuer Fahrer kann nicht eingefügt werden, wenn er noch nicht einer Baumaschine zugewiesen ist, da die Maschinennummer der Primärschlüssel ist.

2.3.1 Die Gruppe der Mitarbeiter erhält nur lesenden Zugriff auf ihre eigenen Daten, auf die Zeilen der Tabellen mit der eigenen MaID. Personenbezogene Zugänge müssen passwortgeschützt sein. Die Personalverwaltung erhält den Zugriff auf Lesen, Schreiben, Ändern und Löschen aller Daten.

2

2.3.2 Datenschutz: Schutz der Daten vor missbräuchlicher Datenverarbeitung, die Persönlichkeitsrechte müssen geschützt werden. Datensicherheit: Schutz gegen Datenverlust und Schutz vor unerlaubtem Zugriff Die Problematik ergibt sich daraus, dass die Datenverarbeitung nicht mehr vollständig der Kontrolle des Anwenders unterliegt. Der Datenschutz im Ausland ist häufig nicht so umfangreich wie in Deutschland, die Expertise in Sachen Datensicherheit vielleicht nicht so groß. Für einen CloudAnbieter gelten die Datenschutzregeln seines Standorts. Nur für Cloud-Anbieter, die ihre Rechenzentren in Deutschland betreiben, gilt somit das deutsche Datenschutzgesetz. Die Datenübertragung zwischen dem lokalen Server und dem in der Cloud sollte verschlüsselt sein. Die Datenspeicherung ist häufig unverschlüsselt. Werden Daten gelöscht, müssen sie rückstandsfrei entfernt werden. Der Schutz des Rechenzentrums vor physischen Schäden durch Stromausfall, Blitz, Überschwemmung sollte gewährleistet sein. In jedem Fall muss die Datensicherheit durch regelmäßige Backups unterstützt werden.

2

2

2

2

2

3

3

2.4.1 ER-Diagramm MID

Mitarbeiter

Name

[1,1]

AID

bearbeitet

[0,n]

TeileNr

Datum

Auftrag

[1,n]

benötigt

Menge

[1,m]

Bezeichnung

Ersatzteil

Einzelpreis

2.4.2 Die Relationen in der 3. Normalform Mitarbeiter(MID, Name) Auftrag(AID, Datum, MID#) Ersatzteil(TeileNr, Bezeichnung, Einzelpreis) Auftrag-Ersatzteil(AID#, TeileNr#, Menge)

Summe 40 13 16 11

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III. Bewertung und Beurteilung Die Bewertung und Beurteilung erfolgt gemäß den Bestimmungen in der OAVO in der jeweils gültigen Fassung, insbesondere §33 OAVO in Verbindung mit den Anlagen 9a und ggf. 9b bis 9f, sowie in den Einheitlichen Prüfungsanforderungen in der Abiturprüfung (EPA). Für die Umrechnung von Prozentanteilen der erbrachten Leistungen in Notenpunkte nach §9 Abs. 12 der OAVO gelten die Werte in der Anlage 9a der OAVO. Darüber hinaus sind die Vorgaben des Erlasses „Hinweise zur Vorbereitung auf die schriftlichen Abiturprüfungen im Landesabitur 2014“ vom 22. September 2012 zu beachten. Bei der Bewertung und Beurteilung ist auch die Intensität der Bearbeitung zu berücksichtigen. Als Bewertungskriterien dienen über das Inhaltliche hinaus qualitative Merkmale wie Strukturierung, Differenziertheit und Schlüssigkeit der Argumentation. Im Fach Datenverarbeitungstechnik besteht die Prüfungsleistung aus der Bearbeitung eines Vorschlags, wofür insgesamt maximal 100 BE vergeben werden können. Ein Prüfungsergebnis von 5 Punkten (ausreichend) setzt voraus, dass insgesamt 46 BE, ein Prüfungsergebnis von 11 Punkten (gut), dass insgesamt 76 BE erreicht werden.

Gewichtung der Aufgaben und Zuordnung der Bewertungseinheiten zu den Anforderungsbereichen Aufgabe 1 2 Summe

Bewertungseinheiten in den Anforderungsbereichen AFB I AFB II AFB III 17 25 18 13 16 11 30 41 29

Summe 60 40 100

Die auf die Anforderungsbereiche verteilten Bewertungseinheiten innerhalb der Aufgaben sind als Richtwerte zu verstehen.

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