Grundlagen der Informatik Übungen 1.Termin

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1 Grundlagen der Informatik Übungen 1.Termin Dr. Ing Natalia Currle-Linde Institut für Höchstleistungsrechnen 1

2 Kurzvorstellung Dr.-Ing. Natalia Currle-Linde Institut für Höchstleistungsrechnen // Höchstleistungsrechenzentrum (HLRS) 1992: Dipl.-Ing. (FH) Flugzeuggerätebau 1999: Dipl. -Inf. Universität Stuttgart 2007: Dr.-Ing. Maschinenbau 2

3 Organisatorisches 14 tägig, jeweils Mittwoch 14-15:30 Uhr 1. Termin: Termin: Termin: Termin: Termin: Webseite für Übungen: Sprechstunde: Nobelstrasse 19, , Uhr , Uhr , Uhr , Uhr 0711 /

4 EINFÜHRUNG Verwendete Literatur: Cornelia Heinisch, Frank-Müller-Hofmann, Joachim Goll: Java als erste Programmiersprache Helmut Herold, Bruno Lurz, Jürgen Wohlrab : Grundlage der Informatik Hanspeter Mössenböck: Sprechen Sie Java? 4

5 Vom Problem zum Programm Problem Programmierer Spezifikation, Lösungsidee, Algorithmus Programm in Programmiersprache (Quell-Programm 5

6 Vom Problem zum Programm Algorithmen sind Vorschriften zur Lösung eines Problems. Zu einem Algorithmus gehören: eine Menge von Objekten, die durch den Algorithmus bearbeitet werden, eine Menge von Operationen, die auf den Objekten ausgeführt werden, ein definierter Anfangszustand, in dem sich die Objekte zu Beginn befinden, und ein gewünschter Endzustand, in dem sich die Objekte nach der Lösung des Problems befinden sollen. Objekte: Zutaten, Geschirr, Herd Operationen: waschen, schälen, kochen, anbraten, Anfangszustand: Zutaten im Rohzustand, Teller leer.. Endzustand: fantastische Mahlzeit auf dem Teller 6

7 Algorithmus Schrittweises, präzises Verfahren zur Lösung eines Problems Summiere Zahlen von 1 bis max ( max, sum) 1. sum 0 2. zahl 1 3. Wiederhole, solange zahl max 3.1 sum sum + zahl 3.2 zahl zahl + 1 Ein Algorithmus besteht aus Anweisungen, die von einem Prozessor ausgeführt werden können Arbeitsspeicher Anweisung Anweisung Anweisung Prozessor Anweisung Anweisung 7

8 Programm, Programmieren, Sprachen Ein Programm ist Die Realisierung eines Algorithmus Konkreter und eingeschränkter als ein Algorithmus Die Beschreibung genau definierter Grundelemente des Algorithmus erfolgt mit Hilfe eines Formalismus (Programmiersprache) Für Daten wird eine bestimmte Darstellung (Repräsentation) gewählt Umgangssprachliche Problemlösungen haben Zu viele Ungenauigkeiten Zu viele Mehrdeutigkeiten. Problem Spezifikation, Lösungsidee, Algorithmus Programmierer Programm in Programmiersprache (Quell-Programm 8

9 Programmerstellung Programmierer Compiler Spezifikation, Lösungsidee, Algorithmus Programm in Programmiersprache Programm in Maschinensprache Programm = Daten + Befehle 9

10 Programmerstellung Quelle: Herold, Lurz, Wohlrab 10

11 Programm = Daten + Algorithmus Java: Compilieren in Bytecode und Interpretieren auf jeweiliger Plattform Quelle: Herold, Lurz, Wohlrab 11

12 Die Java-Plattform Zu einer Java-Plattform gehören: Die Programmiersprache Java, Werkzeuge - zum Beispiel der Java-Compiler (javac) Die Java Virtuelle Maschine (JVM) ein Bytecode-Interpreter für eine Rechner-Plattform Eine umfassende Klassenbibliothek Das Java Development Kit (JDK) Java-Plattform mit einem für die jeweilige Rechner- Plattform spezifischen Bytecode-Interpreter. Ein Java Runtime Environment (JRE) beinhaltet nur diejenigen Bestandteile eines JDKs, welche zum Ausführen von Java-Programmen benötigt werden. d.h. JRE besteht aus einem Bytecode-Interpreter der Java-Klassenbibliothek. 12

13 Das Java Development Kit Um mit Java arbeiten zu können, muss es für das entsprechende Betriebssystem ein Java Development Kit geben C:\Programme\Java Nach der Installation C:\Programme\Java\jreX C:\Programme\Java\jdkX \bin- befinden sich z.b javac.exe oder java.exe Setzen der Umgebungsvariable JAVA_HOME Unter Windows: C:\Programme\Java\jdkX Unter Linux: export JAVA_HOME=/usr/java/jdkX Setzen der Umgebungsvariable PATH 13

14 Das erste Programm Umgebungsvariablen & PATH Umgebungsvariablen teilen dem System mit, wo das installierte jdk zu finden ist. Unter Windows: Systemsteuerung -> Erweiterte Systemeinstellungen -> Umgebungsvariablen PATH teilt dem System mit, wo bin zu finden ist Beispiel: JAVA_HOME = C:\Program Files (x86)\java\jdk1.6.0_06 PATH = %JAVA_HOME%\bin; JAVA_HOME + PATH nicht vergessen!!! 14

15 Code-Struktur in Java Quelldatei Klasse public class Student { } public class Student { Klasse Methode 1 Anweisung Methode 2 Anweisung Anweisung } } void pruefung_ablegen(){ public class Student { Methode } void pruefung_ablegen(){ Anweisung1; Anweisung2; } Anweisungen 15

16 Das erste Programm Informatik

17 Das erste Programm Praktisches Beispiel: 1. Wir erstellen die Java Datei MeineErsteAnwendung.java in einem beliebigen Texteditor 2. Wir kompilieren die Java Datei 3. Wir führen die Java Datei aus 17

18 Das erste Programm public class MeineErsteAnwendung { public static void main (String[] args) { System.out.println("Ich herrsche!"); } } System.out.println() schreibt die Zeichenkette "Ich herrsche Kompillieren des Programms mit dem javac-compiler des JDK javac MeineErsteAnwendung.java Der javac-compiler übersetzt den Java-Quellcoder in den Bytecode und legt diesen in der Datei MeineErsteAnwendung.class Starten: java MeineErsteAnwendung Dia Ausgabe des Programms ist: Ich herrsche! 18

19 Aufgabe 1: 1) Installieren Sie als erstes das Java Development Kit 2) Schreiben Sie das MeineErsteAnwendung"-Programm in einem von Ihnen gewählten Editor. 2.1 Ausgabe: Ich herrsche! System.out.println() fügt einen Zeilenumbruch (newline) ein. 2.2 Ausgabe: Ich herrsche! über die Welt System.out.print() fährt fort, auf die gleiche Zeile auszugeben 3) Kompilieren Sie die Java-Datei mit Hilfe des Java-Compilers javac. 4) Führen Sie die kompilierte.class-datei aus. Frage: Welche Aufgabe hat die main () Methode in einem Java-Programm? 19

20 Download der Toools- Was ist Eclipse? Eclipse ist ein Open-Source-Framework zur Entwicklung von Software. Wir nutzen es als Entwicklungsumgebung (Integrated Development Environment IDE). Eclipse erleichtert die Softwareentwicklung (nicht nur mit Java). 20

21 Download der Tools- Was ist Eclipse? Java: JDK 6 Update 21 Eclipse 3.6 Eclipse und JDK sollen für die gleiche Architektur gebaut sein (32 oder 64 bit). 21

22 Download der Tools- Was ist Eclipse? Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) Open Source Flexibilität durch eine Vielzahl an Plugins Einfache Installation der Plugins Offene Schnittstelle: Jeder kann Plugins bereitstellen Nicht nur Java-gebunden (C#, Python, PHP, Ada, ) 22

23 Download der Tools- Installation von Eclipse? Voraussetzungen: Ein Rechner mit Windows, Linux oder Mac OS X Java Development Kit (JDK) Eclipse

24 Download der Tools- Installation von Eclipse? Installieren des JDK (mittels eines Installers) Entpacken des Eclipse-Archives an eine beliebige Stelle auf der Festplatte. Die Pfadangaben müssen natürlich erhalten bleiben. Bei Windows bietet sich z.b. direkt das C:\Programme\-Verzeichnis an. Es entsteht dann ein Verzeichnis C:\Programme\eclipse (im folgenden als eclipse_home bezeichnet). Unter Unix bietet sich das /opt-verzeichnis an; eventuell kann Eclipse aber auch als Paket installiert werden. Eclipse und JDK sollen für gleiche Architektur gebaut sein (32 oder 64 bit). Einfaches Entpacken der gepackten Installationsdatei reicht für Eclipse aus 24

25 Java-Projekt erstellen Erstellen eines Java-Projekts entweder über das File-Menü (File New Project ) oder den passenden Button in der Java-Perspektive. 25

26 Java Projekt-Namen angeben Namen angeben Verwendete JRE 26

27 Java-Klasse erzeugen Java-Perspektive -> Wizard New Java Class starten Alternativ kann im Package Explorer -View über das Kontext Menü (rechte Maustaste drücken) der Eintrag New Class ausgewählt werden. Oder File New Class 27

28 Ausführen eines Programmes in Eclipse Zum Aufrufen der Klasse muss der Launcher konfiguriert werden Shortcut: Run As Java Application des Dropdownmenüs Run Oder über das Kontextmenü mit Run As Run 28

29 Ausführen eines Programmes in Eclipse 29

30 Ausführen eines Programmes in Eclipse Praktisches Beispiel: 1. Wir erstellen die Java Datei HelloWorld.java in Eclipse 2. Wir speichern die Java Datei 3. Wir führen die Java Datei aus 30

31 Ausführen eines Programmes in Eclipse 31

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