Programmieren - wie einsteigen? class HelloWorldApp { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello World!

Transkript

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2 Programmieren - wie einsteigen? class HelloWorldApp { public static void main(string[] args) { System.out.println("Hello World!"); } }

3 Programmiersprachen: Wie Sand am Meer

4 tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/

5 tiobe.com/index.php/content/paperinfo/tpci/ iphone

6 Eine Kernidee der Informatik: Computer formales System Intuition Formale Beschreibung

7 Das Ziel: Algorithmisches Denken It has often been said that a person does not really understand something until he teaches it to someone else. Actually a person does not really understand something until he can teach it to a computer, i.e., express it as an algorithm. [...] The attempt to formalize things as algorithms leads to a much deeper understanding than if we simply try to comprehend things in the traditional way. Knuth: Computer Science and its relation to mathematics. The American Mathematical Monthly, 81(4), 1974.

8 Grundlagen der Programmierung? Programmieren heisst: Probleme lösen! die Probleme zu analysieren Lösungen zu entwerfen in Abläufen zu denken strikt logisch zu denken und die Lösung in Programme umzusetzen!

9 Kara, der programmierbare Marienkäfer!

10 In der Welt des Marienkäfers gibt es: unbewegliche Baumstümpfe, Pilze, die Kara verschieben und Kleeblätter, die Kara legen und aufnehmen kann... und natürlich Kara selbst!

11 Kara, der Marienkäfer hat Sensoren, mit denen er seine Umwelt wahrnimmt: stehe ich vor einem Baumstumpf? ist links von mir ein Baumstumpf? ist rechts von mir ein Baumstumpf? stehe ich vor einem Pilz? stehe ich auf einem Kleeblatt?... versteht einige Befehle, die er folgsam ausführt: mache einen Schritt vorwärts! drehe um 90 nach links! drehe um 90 nach rechts! lege ein Kleeblatt hin! nimm ein Kleeblatt auf!

12 Automaten im Alltag

13 Ein ganz einfacher Automat: Lichtschalter Ein Lichtschalter hat nur zwei Zustände, ein und aus. Ein Sensor meldet, wenn der Schalter betätigt wird. drücken start Licht aus Licht ein drücken

14 Ein wenig komplexer: Videogerät Spulen forward rewind play play pause start Nichts tun Video abspielen Warten stop play Time out

15 Getränkeautomaten Dieser Automat... akzeptiert nur zeigt eingeworfenen Betrag an 0.00 gibt nur aus für 3,-

16 Das Leben eines Getränkeautomaten ,- 1,- 2,- 3, Coke 0.00 Sprite

17 Das Leben eines Getränkeautomaten... Frage: oder? stellt sich der Automat in einem Zustand werden von seinen Sensoren beantwortet 0,- 1,- 2,- 3,- Zustand

18 Das Leben eines Getränkeautomaten... Frage: oder? die Antwort darauf gibt der Automat in einem Übergang führt dabei gewisse Aktionen aus ,- 1,- 2,- 3, Coke Übergang 0.00 Sprite

19 Automat für Videogerät Play / Pause Stop Zustände Übergänge Sensoren

20 Automat für Videogerät Play / Pause Stop Zustände Übergänge Sensoren

21 Automat für Videogerät Play / Pause Stop Zustände Übergänge Sensoren

22 Automat für Videogerät Play / Pause Stop Zustände Übergänge Sensoren

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24 Kara sucht einen Baumstumpf! Die Aufgabe: bis zum nächsten Baumstumpf laufen, dann 180 Drehung! Das Program: ein Zustand suche Baum, ein Sensor stehe vor Baum

25 Kara sucht einen Baumstumpf 1. Sensorwerte betrachten, Zeile auswählen Befehle ausführen In nächsten Zustand gehen 1. Sensorwerte betrachten, Zeile auswählen Befehle ausführen Zeit 3. In nächsten Zustand gehen

26 Kara, der Blättersammler Die Aufgabe: alle Blätter bis zum nächsten Baumstumpf aufnehmen! Das Programm: ein Zustand collect leaves, benötigt zwei Sensoren

27 Kara, der Blättersammler! Programm als alltagsähnlicher Pseudo-Code falls (nicht vor Baum) UND (nicht auf Kleeblatt), dann [Schritt vorwärts] und [gehe zu collect leave] ODER falls (nicht vor Baum) UND (auf Kleeblatt), dann [fresse Kleeblatt, Schritt vorwärts] und [gehe zu collect leave] ODER falls (vor Baum) UND (nicht auf Kleeblatt), dann [] und [gehe zu Stop] ODER falls (vor Baum) UND (auf Kleeblatt), dann [fresse Kleeblatt] und [gehe zu Stop]

28 Kara, der Wächter (1) Die Aufgabe: Raum linksherum bis Kleeblatt, dann rechtsherum bis Kleeblatt, dann linksherum... laufen Das Programm: zwei Zustände: einer für Linksdrehung, einer für Rechtsdrehung

29 Kara, der Wächter (2) Das Programm: ein Zustand! Welche Lösung ist besser? Lesbarkeit des Programms? Anzahl Befehle: Weniger = besser? Anzahl Zustände: Weniger = besser? Eine Frage des persönlichen Programmierstils!

30 Kara-Steckbrief Worum geht s Für wen Lernziele Einsatzdauer Technik Einführung in Programmierdenken Schüler/innen ohne oder mit wenig Programmiererfahrung Grundlagen der Programmierung Modell der endlichen Automaten 6-12 Lektionen Java 1.2, JRE, keine Installation. Windows, Mac OS X, Unix / Linux.