Problemorientierte Programmiersprachen Nachteile von Programmen in Maschinensprache sehr aufwendig bei komplexeren Aufgabenstellungen fehleranfällig

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1 Problemorientierte Programmiersprachen Nachteile von Programmen in Maschinensprache sehr aufwendig bei komplexeren Aufgabenstellungen fehleranfällig schwer verständlich nicht portabel, d.h. nicht auf Rechner anderer Bauart übertragbar, insbesondere prozessorabhängig Abhilfe durch problemorientierte Programmiersprachen Konzept: Quellprogramm Übersetzer = Maschinenprogramm Quellprogramm: geschrieben in höherer Prog.sprache Übersetzer (Compiler): Maschinenprogramm, das das Quellprogramm einliest und das daraus erzeugte Maschinenprogramm ausgibt Von Neumannsche Rechnerarchitektur hier vorteilhaft! [betriebssystemspezifische] Kommandosprache (Kommandointerpreter, Shell) oder graphische Entwicklungsumgebung zum Editieren, Übersetzen und Starten von Programmen

2 Betriebssystem permanent in Ausführung befindliches Maschinenprogramm führt (Benutzer)maschinenprogramme aus und verwaltet Resourcen (Rechenzeit, Speicherplatz,Peripheriegeräte) Grundlage von Mehrbenutzerbetriebssystemen ist der Mehrprogrammbetrieb (multitasking): quasi-parallele Ausführung von Programmen durch Zeitscheibenverfahren. Prozesse (= Maschinenprogramme in Ausführung) erhalten für gewisse Zeit den Prozessor zugeteilt. Sie werden vom Betriebssystem nach Ablauf dieser Zeit unterbrochen und später wieder fortgesetzt. Die zur Wiederaufnahme notwendigen Daten (z.b. Registerinhalte) werden temporär gespeichert.

3 Historische Anmerkungen zu Betriebssystemen 1962 CTSS (Compatible Time Sharing System) am MIT 1969 MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service) entwickelt vom MIT, General Electric und Bell Labs 1969 Thompson: Unix (in Assembler) 1974 Ritchie, Thompson: Unix (in C) viele kommerzielle Unixvarianten (z.b. HP/UX, AIX, Solaris) 1981 IBM PC mit MSDOS Stallman: GNU-Projekt 1984 graphische Fensteroberfläche X (ab 1987 X11) unter Unix entwickelt vom MIT, DEC und IBM 1985 Windows 1.0 (ab 1990 Windows 3.0) 1991 Linus Thorwalds: Linux 1995 Windows 95 (1998/2000: Windows 98/ME) 1993 Windows NT 3.1 (1996: NT 4.0, 2001: XP, 2007: Vista)

4 Darstellung von Algorithmen Formulierung in Worten (Pseudocode) Flussdiagramme Leicht umsetzbar in Programmiersprachen mit bedingten und unbedingten Sprungbefehlen Jedoch unübersichtlich bereits bei der Darstellung einfacher Wiederholungsanweisungen Zerlegung in Teilprobleme nicht direkt darstellbar Struktogramme Idee: Zerlegung komplexer Aufgaben in Teilprobleme, ggf. wiederholt, bis nur noch Elementaraufgaben (Wiederholungsblöcke, Auswahlblöcke, einfache Anweisungblöcke) übrig bleiben. (Strukturierte Programmierung, top-down-methode) Bem.: Struktogramme lassen keine Sprünge zu

5 Variablenbegriff in der Programmierung In den Flussdiagrammen und Struktogrammen auf Inf.bl. 2 findet sich folgender Pseudocode: k:=0 s:=(a+b+c)/2 k:=k+1 s:=s+x Bedeutung: 1. a, b, c, k, s sind Namen für Speicherplätze 2. Variablenname:=Ausdruck bedeutet Berechnung des Ausdrucks und Speicherung in dem durch Variablenname bezeichneten Speicherplatz (Zuweisung) Zuordnung von Variablennamen und Speicherplatz durch den Compiler Syntax für Zuweisung in Java etwas anders: Variablenname=Ausdruck; d.h. k=0; s=(a+b+c)/2; k=k+1; s=s+x;

6 Historische Anmerkungen zu Programmiersprachen 1944 J. v. Neumann Programm im Speicher 1951 H. Rutishauser automatisches Übersetzen 1954 J. Backus FORTRAN Formula translator 1960 P. Naur et al. Algol 60 Algorithmic Language 1971 N. Wirth Pascal 1972 D. Ritchie C BCPL B C 1985 B. Stroustrup C J. Gosling Java

7 Grundideen von Java Objektorientierte Sprache, strenge Typprüfung Syntax angelehnt an C bzw. C++ Compiler erzeugt Code (Java Bytecode) für eine virtuelle Maschine (Java virtual machine) zwecks Portabilität (Unabhängigkeit vom Rechnersystem) Sicherheit (insb. für Webanwendungen, Ausführung im Browser) Laufzeitumgebung (Java Runtime Environment, JRE) führt Bytecode aus C/C++-Schnittstelle (Java Native Methods) zur Benutzung externer C/C++-Programme (Effizienzerhöhung, Hardwarezugriffe)

8 Arbeiten mit dem Java Development Kit (JDK) 1. Javaprogramm in Datei schreiben. (Javaprogramm enthält Klasse mit Methode main). Dateiname muss aus Klassennamen und Dateierweiterung.java gebildet werden. Bsp.: Klasse MeineKlasse Dateiname MeineKlasse.java 2. Übersetzen: javac MeineKlasse.java (erzeugt Bytecode-Datei MeineKlasse.class) 3. Ausführen (Starten): java MeineKlasse Ohne.class!