Programmieren in C Einführung Hochschule Fulda – FB AI Wintersemester 2014/15 http://c-ai.rz.hs-fulda.de Peter Klingebiel, HS Fulda, DVZ

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Programmieren C ??? Programmieren in C 1 in Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Programmieren in C 2 Quelle: Eines Tages - Spiegel Online Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 5

Programmieren in C 3 Quelle: Eines Tages - Spiegel Online Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 6

Programmieren !?!?!? Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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 ... Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Algorithmus Wikipedia: http://de.wikipedia.org/wiki/Algorithmus Definition: „Algorithmus (Plural: Algorithmen), Problemlösungsbeschreibung, die festlegt, wie ein Problem gelöst werden soll.“ aus: Balzert, Lehrbuch ... Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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) Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Euklidischer Algorithmus 3 Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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 euclid(a-b, b) sonst liefere euklid(a, b-a) Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Euklidischer Algorithmus 5 Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Euklidischer Algorithmus 6 Neuer Algorithmus, iterativ, Pseudocode euklid(a, b) solange b ≠ 0 h = a modulo b a = b b = h liefere a Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Euklidischer Algorithmus 7 Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Euklidischer Algorithmus 8 Neuer Algorithmus, rekursiv, Pseudocode euklid(a, b) wenn b = 0 dann liefere a sonst liefere euklid(b, a modulo b) Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Euklidischer Algorithmus 9 Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Kochrezept 1 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 20

Kochrezept 2 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 21

Montageanleitung Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 22

Kaffee kochen 1 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 23

Kaffee kochen 2 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 24

Kaffee kochen 3 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 25

Temperaturregelung Bügeleisen 1 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 26

Temperaturregelung Bügeleisen 2 Schematischer Aufbau Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 27

Temperaturregelung Bügeleisen 3 Wirkungsplan / Regelkreis Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 28

Temperaturregelung Bügeleisen 4 Temperaturverlauf Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 29

Algorithmus Temperaturregelung ? Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Temperaturregelung in Assembler Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Temperaturregelung in C Start Programm ... Start Schleife Wenn nicht eingeschaltet Schleife verlassen Temperatur messen Wenn Temperatur >= Solltemperatur Heizen aus / Kontakt öffnen Sonst Heizen ein / Kontakt schließen Ende Schleife Ende Programm Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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 ... Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

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 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Hardware / Rechner / CPU 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 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Programmiersprachen 4 Skriptsprachen werden während der Ausführung vom Sprachinterpreter in Maschinencode übersetzt. Beispiele: Shell, Perl, PHP, SQL, Basic Compilersprachen müssen vor der Ausführung von einem Übersetzersystem (Compiler, Linker) in Maschinencode übersetzt werden. Beispiele: Pascal, C, C++, C#, Java Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Programmiersprachen 5 Paradigmata Typisierung 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++) Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Beispiele Typisierung Programmiersprachen 7 Beispiele Typisierung Stammbaum Programmiersprachen (Wikipedia) Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Programmentwicklung 1 Problem analysieren Modell entwerfen Algorithmus entwickeln Programm kodieren Programm übersetzen (bis syntaktisch fehlerfrei) Programm testen (bis semantisch fehlerfrei ?) Programm produktiv Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ

Programmentwicklung 2 Friedemann Weise: Doppelkaffeetasse (auf youtube) Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 40

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. Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 41

Mikrokontroller 1 Beispiel: Arduino Uno Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 42

Mikrokontroller 2 Beispiel: Arduino Nano Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 43

Mikrokontroller 3 Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ Programmieren in C - Peter Klingebiel - HS Fulda - DVZ 44