1.    (a)  What terms describe the most suitable relationship between Staff and School, Staff and Lecturer, respectively?

A. Composition, Aggregation

B. Aggregation, Inheritance

C. Inheritance, Composition

D. Inheritance, Aggregation (2 marks)

(b)  Which of the following are stored in the heap memory in C#?

A. Local variables

B. Objects

C. Class definitions

D. Parameters

E. Static variables

F. Constants (2 marks)

(c)  Drag and drop an object-oriented programming terminology to match its definition.

A construct that defines objects of the same type

An entity in the real world that can be distinctly identified

A instance variable that holds data associated with a class and its objects. A special kind of function that is defined in a class definition.

Class, Data Field, Method, Object (2 marks)

(d)  Drag and drop a modifier to match the description of its accessibility in C#

______                            Can be  accessed by  any  other  code  in the  same  assembly  or  another

assembly that references it

______                            Can be accessed only by code in the same class.

______                            Can be accessed by code in the same class and derived class

______                          Can be accessed only by code in the same assembly

Internal, Private, Protected, Public (2 marks)

(e)  Drag and drop a testing terminology to match its description

______ Testing             Individual units/components of a software are tested

______ Testing             Individual units are combined and tested as a group

______ Testing             To evaluate the system’s compliance with the business requirements

______ Testing             Testing without looking at the code

______ Testing            Write  test  code  to  ensure  that  all  parts  of the  code  are  executed  as

expected

Acceptance, Black-Box, Integration, Unit, White-Box (2 marks)

3 .    (a)  Which of the following statements are true?

A. A method can be overloaded in the same class.

B. A method can be overridden in the same class.

C. If a method overloads another method, these two methods must have the same signature.

D. If a method overrides another method, these two methods must have the same signature.

E. A method in a subclass can overload a method in the superclass. (2 marks)

(b)  Which of the following statements are true?

A. Use the private modifier to encapsulate data fields.

B. Encapsulating data fields keeps the data safe within the class itself.

C. Encapsulating data fields gives us the freedom to change the internal representation without it affecting the external (public) view.

D. Encapsulating data fields helps prevent human errors.

E. Encapsulating data fields makes code short (2 marks)

(c)  Which of the following statements regarding abstract classes are true?

A. An abstract class cannot be instantiated using the new operator.

B. An abstract class can have subclasses.

C. A subclass of a concrete superclass can be abstract.

D. A subclass of an abstract superclass can be abstract.

E. A subclass can override a concrete method in a superclass to declare it abstract.

F. An abstract class can be used as a data type. (2 marks)

(d)  Which of the following statements regarding interfaces are true?

A. You can only inherit from one class, but many interfaces.

B. An interface is like a class but all methods are abstract.

C. A class that implements an interface must implement all interface methods.

D. An interface can have a constructor.

E. You need use the override keyword when implementing an interface method. (2 marks)

(e)  Which of the following statements regarding constructors are true?

A. An object can define more than one constructor.

B. Each constructor must have a unique signature.

C. A constructor does not have to assign a value to every field in the object.

D. If no constructor is defined, the compiler provides one for you.

E. An abstract class cannot have a constructor. (2 marks)

4.    (a)  What is the truth table for the following circuit , where the left-hand numbers are the two inputs R and S and the previous output Q0? The right-hand number is the new output Q1 .

  (4 marks)

INPUTS			OUTPUT
R	S	Q0	Q1
0	0	0
0	0	1
0	1	0
0	1	1
1	0	0
1	0	1
1	1	0
1	1	1

(b)  Assume you have a working RS flip-flop subcircuit component . Draw how you would

use your RS flip-flop subcircuit to build a clocked flip-flop . (2 marks)

(c)  Suppose that your clocked R-S flip-flop circuit from (b) is not putting out voltage and not receiving voltage at either input . What voltage will the flip-flop put out at the end of each of the following steps?

(i)  Voltage is supplied at R .

(ii)  Voltage is supplied at S .

(iii)  Voltage at R is turned off.

(iv)  Voltage is supplied at Clock .

(v)  Voltage at Clock is turned off.

(vi)  Voltage at S is turned off.

(vii)  Voltage is supplied at R . (4 marks)

5.    Problem Description:

Staff in the School of Computing and Mathematical Sciences at a small but well-respected university  get their  computing  equipment updated  on  a three-to-four-year basis . The Technical Support Group requires a program to keep track of what computers the staff have and when they need to be replaced . For each staff member , the program needs to keep track of their name and office number, and the desktop and/or laptop computer that they have . Academic and research staff may have a desktop or a laptop computer, or both . General staff will only have desktop computers .

The school has standardised the computing equipment that staff can buy, so that there are only a few computer setups that are available, and each is assigned a lifespan, in months, for how long it  should last until it needs replacing . Laptop  setups normally include additional hardware, such as a dock, or cables/adaptors to work with an external monitor . The school is also looking at whether devices, such as smartphones and tablets, could also be kept track of in this way . Smartphones would also require storing what phone number , provider and plan they are on .

When a computer setup is purchased for a staff member , the program needs to keep track of the date it was bought, and what the cost was when it was purchased . The program should then be able to calculate the replacement date by adding the computer setups lifespan to the purchase date .

(a)  Identify 5 nouns in the description above that would make suitable candidates for

representation  as  objects  in  the  design  of  a  program  that  supports  the  required functionality . (2 marks)

(b)  Identify two nouns in the above description that would benefit from sharing the same

base-class through inheritance . Detail any separation of fields between the base-class and its two subclasses . Note: the nouns chosen need not be restricted to those given in your answer to (a) . (2 marks)

(c)  Write a suitable enumerated type for the types of staff members , i .e . academic staff, general staff and research staff. (2 marks)

(d)  Identify two classes that are in a ‘has a’ relationship in the above description . Show how these two classes would be related using the UML diagram below .

  (2 marks)

(e)  Assume   class Manager : Person {}

(i)  Which of the following will cause a run time error?

1.    Manager m = new Manager (); Person p = (Person) m;

2.    Person p = new Person (); Manager m = (Manager) p;

(ii)  Which of the following will cause a compile time error?

1.    Person p = new Person (); Manager m = p;

2.    Manager m = new Manager ();

Person p = m; (2 marks)

6.    The following is a syntactic description of a Turing Machine:

:  S才及才部  t

St  0  0  工  St

St  t  t  工  St

St  _  _  t  SZ

:  S才及才部  Z

SZ  0  t  *  叮及t才

SZ  t  0  t  SZ

SZ  _  t  *  叮及t才

Where the start state is S1 and the input tape consists of 0s, 1s and the blank symbol .

The syntax used in the description above is the same as the on-line Turing Machine studied in lectures, where:

•    Each line contains one tuple of the form '<current  state>  <current  symbol> <new  symbol>  <direction>  <new  state>'.

•    You can use any number or word for <current  state> and <new  state>, e.g., 10, a,  state1. State labels are case-sensitive.

•     You can use any character for <current  symbol> and <new  symbol>, or '_' to represent blank (space). Symbols are case-sensitive.

•     <direction> should be 'l', 'r' or '*', denoting 'move left', 'move right' or 'do not move', respectively.

•     Anything after a ';' is a comment and is ignored.

•    The machine halts when it reaches any state starting with 'halt', e.g., halt-reject, halt-accept.

(a)  Draw the Turing Machine Diagram of the above machine description: (2 marks)

(b)  What are the outputs for the following inputs:

tt00t

t0ttt

00000

_____      (an empty tape) (4 marks)

(c)  Using the Turing Machine above as a starting point, design a Turing Machine to perform the 2s complement on an input string of a binary number .  Remember that to form the two’s complement, you can first form the 1s complement (inverting the 1s

and 0s) , then simply add 1. (3 marks)

(d)  A 2s complement number must always have the same number of binary digits (bits) .

Explain why it is difficult for a Turing Machine to ensure this happens . ( 1 mark)

7.    Here are the Circle and Rectangle classes from an in-development drawing program, which lets users create falling shape animations .

public class Circle {

private Point2D _org;

private double _rad;

public Circle(double x, double y, double radius){

_org = new Point2D(x, y);

_rad = radius;

}

public double XOrigin {

get { return _org.getX(); }

set { _org.setX(value); }

}

public double YOrigin {

get { return _org.getY(); }

set { org.setY(value); }

}

public override string ToString(){

return "circle(" + _org.ToString() + ", radius=" + _rad.ToString() + ")";

}

}

public class Rectangle {

private Point2D _org;

private double _x_dim;

private double _y_dim;

public Rectangle(double x_org, double y_org, double x_dim, double y_dim){

_org = new Point2D(x_org, y_org);

_x_dim = x_dim;

_y_dim = y_dim;

}

public void resizeDimensions(double x_dim, double y_dim){

_x_dim = x_dim;

_y_dim = y_dim;

}

public double XOrigin {

get { return _org.getX(); }

set { _org.setX(value); }

}

public double YOrigin {

get { return _org.getY(); }

set { org.setY(value); }

}

public override string ToString(){

return "rectangle(" + _org.ToString() + "," + _x_dim.ToString() + "," +

_y_dim.ToString() + ")";

}

}

(a)  Write an abstract class called Shape that contains all code elements common to both

Circle and Rectangle, so that they can both inherit from it . (5 marks)

(b)  Rewrite both Circle and Rectangle to be subclasses of your new Shape class . (5 marks)

8 .           This question relates to WRAMP instructions and programs .

(a)  For each of the three specifications below write one WRAMP instruction that satisfies

the specification:

(i)  Subtract 1 from the value stored in register $4.

(ii)  Set the value in $5 to 1 (i .e . true) if the value in $4 is greater than or equal to the

value in $3.

(iii)  Move the top of the stack “down” by two words . (3 marks, 1 for each part)

(b)  Below is an excerpt of WRAMP assembly code and the memory address of each

instruction is given on the left (i .e . 01, 02, 03, … 0C) .

main:

01              addi $3, $0, 0x08

02              subui $sp, $sp, 1

03              sw $3, 0($sp)

04              jal increment

05              addui $sp, $sp, 1

06              addu $3, $0, $1

increment:

07              subui $sp, $sp, 1

08              sw $6, 0($sp)

09              lw $6, 1($sp)

0A              addi $1, $6, 0x01

0B              lw $6, 0($sp)

0C              jr $ra

Regarding this code, answer the following questions:

(i)  Which memory address would the program counter point to when the program starts?

(ii)  Which line of code pushes the value of register $3 to the top of the stack memory?

(iii)  What is the value of $ra when the instruction “jal increment” is executed?

(iv)  Which line of code will be executed after the instruction “jr $ra” is executed?

(v)  What is the value of $3 when the program finishes? (5 marks, 1 for each part)

(c)  The stack memory stores information about the active functions/methods/subroutines of a computer program . Use the code above to discuss what information is stored on the stack , and why this is a poor example of programming . (2 marks)

9 .    (a)  What would be the output of the following code when the console program is run?

public static void Main()

{

List<int> numbers = new List<int>{10,4,8,11,24,0,-1};

Console.WriteLine (Mystery(numbers, 8));

}

public static int Mystery(List<int> numbers, int num){

if (numbers.Count == 1) {

if (numbers[0] > num) return 1;

return 0;

}

int first_num = numbers[0];

numbers.RemoveAt(0);

if(first_num > num) return 1 + Mystery(numbers, num);

else return Mystery(numbers, num);

}

} (4 marks)

(b)  What is the purpose of the mystery method? ( 1 marks)

(c)  What would happen if the mystery method was called with an empty list? What change, or changes, needs to be made to the code so that it returns the correct answer

for an empty list . (3 mark)

(d)  What would happen if the mystery method was called with the variable numbers equal to null? Write an assert statement for the mystery method to ensure that this does

not occur . (2 marks)