Programmieren in C

Einführung

Hochschule Fulda – FB ET

Sommersemester 2014

http://c-et.rz.hs-fulda.de

Peter Klingebiel, HS Fulda, DVZ

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Zur Vorlesung

• Peter Klingebiel– Dipl. Ing. Maschinenbau– Leiter DVZ HS Fulda– Raum E318– Telefon 0661/9640-172– http://www.hs-fulda.de/~klingebiel– mailto:klingebiel@hs-fulda.de

• Webseite der Vorlesung– Folien, Aufgaben, Demoprogramme, Links usw.– http://c-et.rz.hs-fulda.de

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Programmieren in C 1

• Quelle: Eines Tages - Spiegel Online

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Programmieren in C 2

• Quelle: Eines Tages - Spiegel Online

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Programmieren in C 3

• Chaplin: Moderne Zeiten - Trailer (auf youtube)• Chaplin: Moderne Zeiten (auf youtube)

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Programmieren in C 4

• Programmieren ???• in• C

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Programmieren in C 5

• Programmieren• in

• C ???

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Programmieren ???

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Programmieren

• Wikipedia:http://de.wikipedia.org/wiki/Programmierung

• Definition:„Programmieren ist eine Tätigkeit, bei der versucht wird, durch systematischen Einsatz einer gegebenen Programmiersprache ein gestelltes Problem zu lösen.“aus: H. Balzert, Lehrbuch Grundlagen der Informatik, 1999

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Programm

• Wikipedia:http://de.wikipedia.org/wiki/Computerprogramm

• Definition:„Algorithmen, die von einem automatischen Prozessor abgearbeitet werden, bezeichnet man als Programme. Ein Programm stellt die Realisierung eines Algorithmus dar. Im Gegensatz zu einem Algorithmus ist ein Programm konkreter und eingeschränkter.“aus: Balzert, Lehrbuch ...

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Algorithmus

• Wikipedia:http://de.wikipedia.org/wiki/Algorithmus

• Definition:„Algorithmus (Plural: Algorithmen), Problemlösungsbeschreibung, die festlegt, wie ein Problem gelöst werden soll.“aus: Balzert, Lehrbuch ...

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Euklidischer Algorithmus 1

• Wikipedia:http://de.wikipedia.org/wiki/Euklidischer_Algorithmus

• „Wenn CD aber AB nicht misst, und man nimmt bei AB, CD abwechselnd immer das kleinere vom größeren weg, dann muss (schließlich) eine Zahl übrig bleiben, die die vorangehende misst.“aus: Euklid, Die Elemente, hrg. v. C. Thaer

• Algorithmus zur Bestimmung des größten gemeinsamen Teilers (ggT)

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Euklidischer Algorithmus 2

• Alter Algorithmus, iterativ, Pseudocode

euklid(a, b) wenn a = 0 dann liefere b sonst solange b ≠ 0 wenn a > b dann a = a – b sonst b = b – a liefere a

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Euklidischer Algorithmus 3

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Euklidischer Algorithmus 4

• Alter Algorithmus, rekursiv, Pseudocode

euklid(a, b) wenn b = 0 dann liefere a sonst wenn a = 0 dann liefere b sonst wenn a > b dann liefere euklid(a-b, b) sonst liefere euklid(a, b-a)

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Euklidischer Algorithmus 5

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Euklidischer Algorithmus 6

• Neuer Algorithmus, iterativ, Pseudocode

euklid(a, b) solange b ≠ 0 h = a modulo b a = b b = h liefere a

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Euklidischer Algorithmus 7

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Euklidischer Algorithmus 8

• Neuer Algorithmus, rekursiv, Pseudocode

euklid(a, b) wenn b = 0 dann liefere a sonst liefere euklid(b, a modulo b)

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Euklidischer Algorithmus 9

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Kochrezept 1

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Kochrezept 2

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Montageanleitung

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Kaffee kochen 1

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Kaffee kochen 2

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Kaffee kochen 3

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Temperaturregelung Bügeleisen 1

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Temperaturregelung Bügeleisen 2

• Schematischer Aufbau

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Temperaturregelung Bügeleisen 3

• Wirkungsplan / Regelkreis

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Temperaturregelung Bügeleisen 4

• Temperaturverlauf

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Algorithmus Temperaturregelung ???

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Temperaturregelung in Assembler

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Temperaturregelung in C

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Programmiersprachen 1

• Wikipedia:http://de.wikipedia.org/wiki/Programmiersprache

• Definition:„Um Problemlösungen in einem Formalismus niederschreiben zu können, legt man Programmiersprachen fest.“aus: Balzert, Lehrbuch ...

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Programmiersprachen 2

• Eine Programmiersprache ist eine formale Sprache (im Gegensatz z.B. zur Umgangs-sprache)

• Programmiersprachen haben ein exakt de-finiertes Alphabet (i.d.R. Buchstaben, Ziffern und Sonderzeichen)

• Programmiersprachen haben einen meist sehr kleinen Wortschatz (C etwa kennt nur 32 Worte!)

• Programmiersprachen haben i.d.R. eine exakt einzuhaltende Syntax

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Programmiersprachen 3

Problemstellung

Hochsprachen(z.B. Fortran, Pascal, C, C++, Java, SQL, PHP)

Assemblersprachen(für reale oder virtuelle Maschine / CPU)

Maschinensprachen(Bitcode, Bytecode, Microcode)

Hardware / Rechner / CPU

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Programmiersprachen 4

• Skriptsprachenwerden während der Ausführung vom Sprachinterpreter in Maschinencode übersetzt.Beispiele: Shell, Perl, PHP, SQL, Basic

• Compilersprachenmüssen vor der Ausführung von einem Übersetzersystem (Compiler, Linker) in Maschinencode übersetzt werden.Beispiele: Pascal, C, C++, C#, Java

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Programmiersprachen 5

• Skriptsprachen

• Compilersprachen

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Programmiersprachen 6

• Paradigmata– Imperative Sprachen (Fortran, Pascal, C, Ada)

– Deklarative Sprachen (SQL, Lisp)

– Objektorientierte Sprachen (Java, C++)

– Nebenläufige Sprachen (Ada, Java, Par C)

• Typisierung– Typenlose Sprachen (JavaScript, PHP)

– Stark typisierte Sprachen (Ada)

– Schwach typisierte Sprachen (C, C++)

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Programmiersprachen 7

• Beispiele Typisierung

• Stammbaum Programmiersprachen (Wikipedia)

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Programmentwicklung 1

• Problem analysierenModell entwerfenAlgorithmus entwickeln

• Programm kodieren• Programm übersetzen

(bis syntaktisch fehlerfrei)• Programm testen

(bis semantisch fehlerfrei ?)• Programm produktiv

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Programmentwicklung 2

• Friedemann Weise: Doppelkaffeetasse (auf youtube)

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Programmentwicklung 3

• Beispiel: Entwicklungsumgebungen für C– Kommandozeile mit Systemtools

• Unix / Linux / Windows / iOS:• Editor, Systemcompiler (gcc), Debugger, usw.• GCC (http://gcc.gnu.org/)

– Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE)• NetBeans (https://netbeans.org/)• z.B. mit Cygwin (http://www.cygwin.com/)• Code::Blocks (http://www.codeblocks.org/)• z.B. mit MinGW (http://www.mingw.org/)• u.v.a.m.

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Rasperry Pi 1

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Rasperry Pi 2

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Rasperry Pi 3

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Computer auf SD-Karte 1

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Computer auf SD-Karte 2

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Computer auf SD-Karte 3

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Auf dem Weg zum autonomen Auto

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Programmiersprache C

• Was kennen wir schon von C?