Beispiele. Ziele. Vorstellungsrunde. Kursinhalt. Motivation. Programmierkurs für absolute Anfänger. Perl, Praat & bash

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1 Programmierkurs für absolute Anfänger Perl, Praat & bash Motivation stupide Arbeiten dem Computer überlassen weniger Zeit und konsistenter als von Hand Wiederholungen / Änderungen / Fehlerbehebung leicht möglich Arbeiten mit großen Datenmengen möglich Caren Brinckmann Sommersemester 25 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung Beispiele Intonationsuntersuchung: Wörter aus der Datenbank CELEX heraussuchen, die nur aus stimmhaften Lauten bestehen Perzeptionsexperiment "pieps" vor wav-en einfügen daten von SCAPE für statistische Analyse umformatieren Produktionsexperiment: Daten mit Praat labeln, Werte in tabellarischer Form ausgeben und für statistische Analyse umformatieren Analyse eines annotierten Korpus: durchschnittliche Dauerwerte aller Laute Häufigkeiten von Tilgungen und Ersetzungen Ziele programmiertechnische Grundkonzepte verstehen Aufgaben strukturiert analysieren und als Algorithmus formulieren können einfache Programme selbst schreiben können klaren Programmierstil aneignen Fehler suchen und finden fremde Programme verstehen und verändern können selbstständig weiterlernen können Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 2 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 3 Kursinhalt Sprachen Schwerpunkt: Perl höhere Programmiersprache sehr gut geeignet für die Verarbeitung von großen Textmengen Praat-Skripte: automatisierte Analyse von Sprachdateien Shell-Skripte (bash): Wiederholung von UNIX-Befehlen Daten CELEX: lexikalische Datenbank (Deutsch, Englisch, Niederländisch) mit Informationen über Aussprache mit Silbengrenzen Morphologie und Syntax Worthäufigkeit Kiel Corpus: gelesene und spontane Sprachdaten segmentelle und prosodische Annotation Vorstellungsrunde Name und Studienfächer? Vorwissen: Programmiererfahrung? Windows/Unix-Kenntnisse? Praat? Motivation: was würdest Du gerne können? Erwartungen, Wünsche? Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 4 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 5

2 Organisatorisches Di: Vorlesung (5.9) Fr: Übung (5.8) Besprechung der bearbeiteten Übungsaufgaben der neuen Übungsaufgaben CIP-Pool (5.8): Einloggen unter Linux und unter Windows möglich? Wenn nicht Systemgruppe eigene Adresse schicken an: Kursmaterialien: Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 6 Scheinerwerb () regelmäßige Anwesenheit: max. 2 Vorlesungen und 2 Übungen verpassen Übungsaufgaben Woche Bearbeitungszeit Bearbeitung zu zweit! Abgabe per (cabr@coli.uni-sb.de) 2 schriftliche Kurztests im Laufe des Semesters Termine werden rechtzeitig bekanntgegeben Minimum: 5% der Gesamtpunktzahl über beide Tests Abschlussaufgabe kleines, abgegrenztes Projekt eigene Vorschläge möglich Bearbeitung zu zweit! Programmierung + Dokumentation Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 7 Scheinerwerb (2) Endnote: Übungsaufgaben: 4% Kurztests: 2% Abschlussaufgabe: 4% Noch Fragen? Einführendes Beispiel Daten: g 4 u: 56 t 52 n 8 t 72 k 9 Aufgabe: Algorithmus, der die Dauer der Äußerung berechnet. lies aus der Eingabedatei die Dauerwerte ein 2. summiere die Einzeldauern auf 3. gib die Summe aus Eingabe Verarbeitung Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 8 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 9 Was ist ein Algorithmus? Bearbeitungsvorschrift, die aus elementaren Grundschritten besteht: Lesen Schreiben arithmetische Operation Vergleichen Springen liefert auf eine eindeutig festgelegte Weise zu jeder vorgegebenen Eingabe in endlich vielen Schritten eine jedes Programm führt mindestens einen Algorithmus aus Flussdiagramm: Gesamtdauer gesamtdauer := nenne. Wert einzellaut gesamtdauer gesamtdauer := gesamtdauer + einzeldauer Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung

3 Elemente von Flussdiagrammen Beispiel: Durchschnittsdauer Grenzstelle Verzweigung gesamtdauer := anzahl_laute := Ein-/ (Lesen/Schreiben) allgemeine Operation Übergangsstelle Ablauflinien nenne. Wert einzellaut gesamtdauer := gesamtdauer + einzeldauer anzahl_laute := anzahl_laute + durchschnittsdauer := gesamtdauer / anzahl_laute durchschnittsdauer Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 2 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 3 Beispiel: Durchschnittsdauer von 't' gesamtdauer_t := anzahl_laute_t := Beispiel: Durchschnittsdauer aller en in einem Verzeichnis durchschnittsdauer_t := gesamtdauer_t / anzahl_laute_t Verzeichnis gesamtdauer := anzahl_dateien := nenne. Wert einzellaut einzellaut = 't'? gesamtdauer_t := gesamtdauer_t + einzeldauer anzahl_laute_t := anzahl_laute_t + durchschnittsdauer_t durchschnittsdauer := gesamtdauer / anzahl_dateien durchschnittsdauer Verzeichnis alle en verarbeitet? verarbeite nächste mit Unterprogramm "gesamtdauer" nenne Rückgabewert gesamtdauer_datei gesamtdauer := gesamtdauer + gesamtdauer_datei anzahl_dateien := anzahl_dateien + Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 4 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 5 Übung Daten: g 4 u: 56 t 52 n 8 t 72 k 9 Aufgaben: Flussdiagramm für ein Programm, das ) den längsten Laut und seine Dauer ausgibt 2) die maximale Dauer von 't' ausgibt 72 Höhere Programmiersprachen () erlauben strukturierte Beschreibung von Algorithmen der "Quellcode" eines Programms wird automatisch in entsprechende Maschinenbefehle übersetzt: kompilierte Sprachen, z.b. C, C++ Quellcode Compiler lauffähiges Binary Vorteil: kompilierte Programme sind sehr schnell Nachteil: maschinenabhängig Skriptsprachen oder interpretierte Sprachen, z.b. bash, Praat- Skriptsprache: Interpreter führt den Quellcode direkt aus Vorteil: maschinenunabhängig, Übersetzungsschritt fällt weg Nachteil: langsamer interpretative Sprachen und virtuelle Maschinen, z.b. Perl, Java: Mischform von Compiler und Interpreter Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 6 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 7

4 Höhere Programmiersprachen (2) imperativ-prozedural: Pascal, Basic, Perl, Skriptsprachen klassische Aufgabenstellung: Eingabe, Verarbeitung, "wie?": Weg zur Lösung = Folge von Operationen Hauptprogramm mit Unterprozeduren objektorientiert: C++, Java Zusammenfassung von Daten und auf diesen Daten operierenden Algorithmen zu Objekten deklarativ: Lisp, Prolog "was?": Beschreibung was berechnet werden soll, nicht wie diese Rechnung durchzuführen ist Syntax & Semantik Syntax: Die Programme müssen der fest vorgeschriebenen Grammatik der jeweiligen Programmiersprache gehorchen Quellcode muss syntaktisch korrekt sein, damit er vom Compiler- Interpreter übersetzt werden kann Beispiel (Perl): $z=$x+$y; ## syntaktisch korrekt $z=$x plus $y; ## syntaktisch falsch Semantik: Bedeutung des jeweiligen programmiersprachlichen Konstrukts was bewirkt es, wenn es ausgeführt wird Programme können syntaktisch korrekt sein, aber semantisch falsch! Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 8 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 9 Sprachelemente imperativ-prozeduraler Programmiersprachen () sequenzielle Ablauforientierung: Anweisungen werden nacheinander ausgeführt Anweisungen erzeugen oder verändern Werte Konstante: Objekt mit einem Wert, der sich über die ganze Programmablaufzeit nicht ändert Variable: Objekt, das während des Programmablaufs beliebig oft seinen Wert ändern kann hat immer einen festen Namen Typisierung: in vielen Sprachen haben Variablen einen Typ, z.b. dürfen sie nur Zahlen oder Zeichen enthalten Feld / Array / Vektor: Liste von durchnummerierten Variablen, z.b. dauer, dauer, dauer 2 Felder fangen in vielen Programmiersprachen mit Index an! Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 2 Sprachelemente imperativ-prozeduraler Programmiersprachen (2) Operator: erzeugt aus einem oder zwei Werten (= Operanden) einen neuen Wert unäre Operatoren haben einen Operanden, z.b. -2 binäre Operatoren haben zwei Operanden, z.b. 2 * 3 Präzedenz von Operatoren im Zweifelsfall Klammern setzen, z.b. (4 * 3) + Ausdruck: besteht aus Konstanten, Variablen und Operatoren, z.b. $x + $y (addiert die Werte der Variablen $x und $y) Zuweisung: setzt den Wert einer Variablen auf den Wert eines Ausdrucks, z.b. $z = $x + $y Achtung: Vergleich (==) vs. Zuweisung (=) Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 2 Kontrollstrukturen Verzweigung / bedingte Anweisung prüft, ob eine bestimmte Aussage wahr ist ist sie wahr, wird ein bestimmter Programmteil ausgeführt, sonst ein anderer (oder nichts) Schleifen ein bestimmter Programmteil wird mehrmals durchlaufen, solange oder bis eine bestimmte Aussage wahr ist Prozeduren und Funktionen Strukturierung und Teamarbeit Prozedur: Unterprogramm, das für sich alleine lauffähig ist, und das beliebig oft wiederverwendet werden kann Funktion: Prozedur, die nach Beendigung ihrer Arbeit zusätzlich einen Wert zurückliefert Funktionen und Prozeduren können Parameter haben, d.h. Eingabedaten, mit denen sie arbeiten Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 22 Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 23

5 Wahrheitswerte Überprüfung einer Aussage auf ihren Wahrheitsgehalt, z.b. einzellaut = ' t' Aussage hat einen Wahrheitswert Kodierung von Wahrheitswerten: = falsch = wahr logische Operatoren: nicht, oder, und A nicht A A B A oder B A und B Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 24 komplexe Aussagen Präzedenz der logischen Operatoren: nicht hat eine höhere Präzedenz als und und hat eine höhere Präzedenz als oder "Gurken sind rot und 5 ist gerade oder Juli ist ein Sommermonat" "Gurken sind rot und (5 ist gerade oder Juli ist ein Sommermonat)" Übung: wahr oder falsch? 4 ist ungerade oder Juli ist ein Sommermonat 4 ist ungerade und Juli ist ein Sommermonat 7 ist ungerade und 3 mal 5 ist 5 nicht 4 ist gerade 3 plus 4 ist 7 oder 7 ist ungerade und 3 mal 5 ist 7 (3 plus 4 ist 7 oder 7 ist ungerade) und 3 mal 5 ist 7 nicht (4 ist ungerade oder Juli ist ein Sommermonat) nicht 4 ist ungerade und Juli ist ein Sommermonat Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 25 zum Nachlesen Ziegler, Joachim (22): Programmieren lernen mit Perl. Kapitel. Berlin: Springer. im Handapparat in der Bibliothek Programmierkurs für absolute Anfänger Sitzung 26