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1 SWE-0 Software-Entwicklung Prof. Dr. Uwe Kastens 2001 bei Prof. Dr. Uwe Kastens Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 00

2 Ziele der Vorlesung SWE-1 Die Studierenden sollen die Programmentwicklung in Java von Grund auf erlernen. lernen, Sprachkonstrukte sinnvoll und mit Verständnis anzuwenden. grundlegende Konzepte der objektorientierten Programmierung verstehen und anzuwenden lernen. Objektorientierte Methoden haben zentrale Bedeutung im Software- Entwurf und in der Software-Entwicklung. lernen, Software aus objektorientierten Bibliotheken wiederzuverwenden. eigene praktische Erfahrungen in der Entwicklung von Java-Programmen erwerben. Darauf bauen größere praktische Entwicklungen in Java oder anderen Programmiersprachen während des Studiums und danach auf. Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 01 Ziele bewußt machen Begründungen dazu Judy Bishop: Java lernen, 3.Aufl., Abschnitt Inhalt Inhaltsverzeichnis SWE-2, SWE-3 Haben Sie für die Vorlesung andere als die genannten Ziele? Welche?

3 Inhalt SWE-2 Nr. d. Vorl. Inhalt Abschnitte in Java lernen, 3. Auflage 1 Einführung Java Programme und ihre Ausführung Grundbegriffe, Ausgabe 2.2, Variable und Zuweisungen Klassen und Objekte, Packages Datentypen, Schleifen 3.1, Methoden, Parameter 3.3, Rekursion 9 Entwurf von Klassen 2.3, 5.1, Eingabe 4.1, Ausnahmebehandlung 4.4, Ablaufstrukturen bei Prof. Dr. Uwe Kastens 13 Arrays 6.1, Suchen und Sortieren, Wörterbücher 6.4, Zeichenreihen 7.1, Formate 7.4, 7.5 Überblick über den Inhalt bekommen Struktur erläutern Können Sie die Themen den Zielen (SWE-1) zuordnen? Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 02

4 SWE-3 Inhalt (Fortsetzung) Nr. d. Vorl. Inhalt Abschnitte in Java lernen, 3. Auflage 17 Zugriffsrechte in Klassen 5.1, Ein objektorientiertes Programm 8.1, Listen 8.3, Abstraktion durch Interfaces 9.1, Vererbung Abstrakte Methoden und Klassen Anwendungen der Abstraktionen Graphische Benutzungsschnittstellen (GUI) 10.1, Anordnen von GUI-Komponenten Ereignisbehandlung 11.1, Anwendungen von Ereignissen Zusammenfassung 2001 bei Prof. Dr. Uwe Kastens Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 03 siehe SWE-2

5 Inhalt von SWE II SWE-3a Nr. d. Vorl. Inhalt Abschnitte in Java lernen, 3. Auflage 1 Applets 12.1, Java-Programme in Applets umsetzen 12.1, Parallele Prozesse, Grundbegriffe, 13.1, 13.2 Threads in Java 4 Unabhängige parallele Prozesse, Anwendungen 13.1, Programmiertechniken für Threads Monitore, Synchronisation gegenseitiger Ausschluss Bedingungssynchronisation im Monitor 8 Programmiertechniken 9 Varianten der Ressource-Vergabe 10 Zusammenfassung 11 Klausur 2001 bei Prof. Dr. Uwe Kastens Vorschau auf die Fortsetzung in SWE II Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 03a

6 Literaturhinweise SWE-4 Elektronisches Skript zur Vorlesung: U. Kastens: Vorlesung SWE, 1998/99 (aktualisiert), fast ein Textbuch zur Vorlesung, mit dem Vorlesungsmaterial und JDK auf CD: J. M. Bishop: Java lernen, Addison-Wesley, 3. Auflage, 2001 das englische Original dazu - ohne CD: J. M. Bishop: Java Gently - Programming Principles Explained, Addison-Wesley, rd Edition (Java 2) zu allgemeinen Grundlagen der Programmiersprachen U. Kastens: Vorlesung Grundlagen der Programmiersprachen, Skript, D. A. Watt: Programmiersprachen - Konzepte und Paradigmen, Hanser, bei Prof. Dr. Uwe Kastens eine Einführung in Java von den Autoren der Sprache: Arnold, Ken / Gosling, James: The Java programming language, Addison-Wesley, Arnold, Ken / Gosling, James: Die Programmiersprache Java TM, 2. Aufl. Addison-Wesley, 1996 Hinweise auf weiteres Material im SWE-Skript im WWW Literatur zur Vorlesung kennenlernen Suchen Sie das Textbuch im Semesterapparat. Verfolgen Sie die beiden URLs. Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 04

7 Elektronisches Skript: Home Page SWE-5 Das elektronische Skript kennenlernen. Suchen Sie das Skript im WWW. Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 05

8 Elektronisches Skript: Organisationsseite SWE-6 Organisation der Vorlesung kennenlernen Organisatorisches erläutern Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 06

9 Elektronisches Skript: Lageplan SWE-7 Struktur des elektronischen Skriptes überblicken Navigieren Sie im elektronischen Skript. Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 07

10 Elektronisches Skript: Folie mit Arbeitshinweisen SWE-8 Arbeitshinweise zu den Folien kennenlernen Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 08

11 SWE-9 Entstehungszeit und Verwandtschaft wichtiger Programmiersprachen 1950 Fortran Lisp 1960 Cobol Algol PL/1 Pascal Ada Algol 68 C Simula Smalltalk ML Prolog C++ Miranda Eiffel 1990 Java imperative Sprachen objektorientierte Sprachen nach D. A. Watt: Programmiersprachen, Hanser, 1996; Seite 5 Haskell funktionale Sprachen logische Sprache Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 09 Grober Überblick zur Entwicklungsgeschichte von Programmiersprachen Text dazu im Buch von D. A. Watt In welcher Weise können Programmiersprachen miteinander verwandt sein?

12 Klassifikation von Programmiermodellen SWE-9a imperativ (prozedural): Variable, Zuweisungen, Ablaufstrukturen z. B. Pascal, C, Ada, Modula, FORTRAN, BASIC, COBOL objektorientiert: abstrakte Datentypen (ADTn), Klassen, Objekte, Vererbung z. B. Simula, Smalltalk, C++, Java funktional: rekursive Funktionen (höherer Ordnung) z. B. LISP, Scheme, ML, Miranda, Haskell logisch (prädikativ): Prädikate, Regeln, Termersetzung z. B. Prolog Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 09a Grobe Charakteristika verschiedener Programmiermodelle und Sprachen dazu Suchen Sie die entsprechende Folie im Material der Vorlesung "Grundlagen der Programmiersprachen".

13 Warum mit objektorientierter Programmierung beginnen? Objektorientierter Programmentwurf ist nahe an der Problemanalyse und der Modellierung: Klassen und Objekte wie im Entity-Relationship-Modell, in der Software-Technik: objektorientierte Analyse, objektorientierter Entwurf Professionelle Software wird heute und in absehbarer Zukunft objektorientiert entwickelt. Objektorientierte Programmiersprachen haben mächtige Konzepte zur Abstraktion und Strukturierung: Klassen als abstrakte Datentypen, Vererbung zur Typspezialisierung und zur Schnittstellendefinition. Objektorientierte Bibliotheken mit wiederverwendbaren Komponenten Gut geplante Wiederverwendung steigert Produktivität bei der Software-Entwicklung verbessert die Software-Qualität vereinfacht die Wartung SWE-10 Beziehungen zu Konzepten der Software-Technik sehen Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 10 Verschaffen Sie sich Inhaltsverzeichnisse der Vorlesungen Modellierung und Techniken des Software-Entwurfs. Erkennen Sie Querbezüge zu dieser Vorlesung?

14 Warum Java als erste Programmiersprache? SWE-11 konsequent objektorientiert, klassenbasiert statisch typisiert: Übersetzer prüft typkorrekte Benutzung der Sprachkonstrukte (wie z. B. in Pascal, C++) Java ist weit verbreitet und leicht verfügbar; Java-Programme sind portabel. Übersetzung in die Zwischensprache (Java Bytecode) einer abstrakten Maschine (JVM: Java Virtual Machine). Sie interpretiert das Programm (wie in Smalltalk). Das ist portabel aber weniger effizient als die Ausführung von Maschinen-Code. Umfangreiche Klassenbibliotheken (API: Application Programming Interface). Programmierung für das WWW (Applets, Netzzugriffe, Laden von Modulen) Aber: Java ist noch jung und verbreitet sich stürmisch. Zukünftig notwendige Sprachänderungen können teuer werden. Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 11 Auf Java neugierig werden Haben Sie schon in einer anderen Sprache programmiert? Hat sie auch einige der hier genannten Eigenschaften von Java?

15 Beispiel: Welcome SWE-12 class Welcome { /* Welcome to Java! Program by J M Bishop Dec 96 Illustrates a simple program displaying a message. */ } public static void main (String [] args) { System.out.println( Welcome to Java ); } Figure 2.1 Welcome to Java! - Rahmen - zweizeiliger Kommentar - Hauptprogramm - Aufruf einer Ausgabefunktion Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 12 Das obligatorische Einstiegsbeispiel sehen Judy Bishop: Java lernen, 3.Aufl., Abschnitt 2.1 Führen Sie das Programm aus und modifizieren Sie die Ausgabe.

16 import java.awt.*; import java.awt.event.*; Beispiel: Olympische Ringe class Rings extends Frame { /* Ring drawing program J M Bishop Dec 1997 illustrates colour and simple graphic output */ public Rings () { settitle ("Olympic Rings"); } public static void main (String [] args) { // Create a graphics frame Frame f = new Rings(); // Enable the window to be closed f.addwindowlistener (new WindowAdapter () { public void windowclosing(windowevent e) { System.exit(0); } } ); // Set the frame s size and show the drawing // outlined in the paint method. f.setsize(300,300); f.setvisible(true); } }// Rings SWE-13 public void paint (Graphics g) { // Draw five interlocking rings // of different colours. } g.setcolor(color.red); g.drawoval(90,80,30,30); g.setcolor(color.blue); g.drawoval(115,80,30,30); g.setcolor(color.green); g.drawoval(140,80,30,30); g.setcolor(color.yellow); g.drawoval(165,80,30,30); g.setcolor(color.black); g.drawoval(190,80,30,30); // Label the drawing g.drawstring ("Olympic Rings", 120, 40); Die Funktion paint ist der zentrale Teil des Programms, der die Ausgabe produziert. Der Rest ist der Rahmen, und dient zum Auf- und Abbauen eines Fensters. Ein Einstiegsbeispiel zur Graphik sehen. Judy Bishop: Java lernen, 3.Aufl., Abschnitt 2.1 Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 13

17 Beispiel: Olympische Ringe, Ausgabe SWE-14 So ist es nicht olympisch! Vorlesung Software-Entwicklung / Folie 14 Ausgabe zu B-13 Plazieren Sie die Ringe olympisch.

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