Computerorientierte Physik VORLESUNG und Übungen Vorlesung Zeit: Mo., 10.15 – 11.45 Uhr Ort: Hörsaal 5.01, Institut für Physik, Universitätsplatz 5, A-8010.

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1 Computerorientierte Physik VORLESUNG und Übungen Vorlesung Zeit: Mo., 10.15 – 11.45 Uhr Ort: Hörsaal 5.01, Institut für Physik, Universitätsplatz 5, A-8010 Graz Übungen: als Projektarbeiten in Gruppen (ca. 5 Studierende) allg. Besprechung nach der Vorlesung (11.45-12.00 Uhr) detaillierte Projektbesprechungen: wöchentlich ca. 1 Stunde, Projektpräsentationen am 27.6.2005

2 Allgemeiner Aufbau eines Betriebssystems BIOS Kernel Shell Benutzeroberfläche (ksh, csh, tcsh, Command.com, etc.) System Routinen, z.B. Diskverwaltung, DLLs, etc. Hardware spezifische Input/Output Routinen, Interruptroutinen, Driver, etc.

3 Multitasking und Multiuser Anforderung an Systemroutinen: reentrance Memory Management: Zugriffsberechtigung, Privilegien Prozessorbefehle: Sonderbefehle für Superuser Task Management: Priorities User Verwaltung: Taskzuordnung, UID, GID, Passwords

4 Grundlagen Software: Programmiersprachen Assembler: Mnemonische Eingabe von Prozessorbefehlen; Durch Makros und Datenstrukturen an C++ heranreichend. Basic: Früher einfachste Programmiersprache (ähnlich Taschenrechner), heute bei z.B. Visual Basic auch Klassen etc. möglich; als Interpreter und Compiler Fortran:alte Programmiersprache für mathematische Berechnungen, schlechte Stringverarbeitung, in neuerem Standard bessere Anpassung an heutige Anforderungen. Cobol: alte Programmiersprache für die Wirtschaft; wie normaler Text lesbar; heute keine Bedeutung mehr Pascal:Sprache speziell für die strukturierte Programmierung entwickelt. Durch C und C++ weitgehendst abgelöst. C, C++:modernste Programmiersprache für Systementwicklung und Anwendungen; recht bescheidener Befehlssatz, schnelle Softwareentwicklung nur mit Programmbibliotheken, modular und erweiterbar, in C++ konsequente objektorientierte Programmierung (Klassen) Java, J++:Entwickelt für platformunabhägige Programme; speziell bei Internetanwendungen In speziellen Benutzerumgebungen: Excel, Word, Origin, Mathematica, Matlab, Testpoint, Labwindows, Labview, etc.

5 Die wichtigsten Sprachelemente Variablendeklaration ( u. Prozedurendeklaration) Zuweisungen (Formatumwandlungen) Arithmetische, Logische Operatoren Subroutinen und Funktionen Kontrollstrukturen (Verzweigung,Schleifen), If – Then else endif, For-Next, Do-While

6 Grundlagen Software: Microsoft Windows Programmierung Objektorientierte Programmierung Verbinden von Objekten mit Eigenschaften und Methoden Ereignis gesteuert (Interrupts) Benutzeroberflächenorientiert (Windows) Optimale Nutzung bereits programmierter Objekte und Routinen API-Systeme (Application Program Interface, DLL-Dateien) COM-Schnittstelle (Component Object Modul) ActivX-Steuerelemente Nachteile: Betriebssystem oberste Priorität, Benutzer der Microsoftentwicklung hilflos ausgeliefert (weltweites Monopol)

7 Beispiele Visual Basic, (Delphi, Visual C++) Unix, Assembler Pascal Fortran

8 Grundlagen Software: Zusammenwirken Hardware - Software Schnittstellen: Beispiel Serielle Schnittstelle in Visual Basic

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10 Übungen: Projekte STM: Bildaufnahme, Mo. 12 - 13 Uhr Computersteuerung eines Modellfahrzeuges Mi. 11 – 12 Segelboot: Bewegungsanalyse (Do: 16-17) Automatische Erfassung des Lichteinfalles und Kontrastregelung eines Displays (Fr. 10-11) Projektpräsentationen am 27.6.2005