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1 Informatik I WS 2012/13 Tutorium zur Vorlesung 1. Alexander Zietlow zietlow@informatik.uni-tuebingen.de Wilhelm-Schickard-Institut für Informatik Eberhard Karls Universität Tübingen

2 Automaten Sprachen Kodierung Komplexität Berechenbarkeit Erste Vorlesung dazu Informatik III Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 3 of 24 Schaltungen eingebettete Systeme Simulation Betriebssysteme verteilte Systeme... Datenstrukturen, Algorithmen,... Compiler DB Computer Graphik Wissensbasierte Systeme... Erste Vorlesung dazu Einführung in die Erste Vorlesung dazu Informatik I Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 4 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 5 of 24

3 Build chain in Java Primitive Komplexe Primitive Komplexe Programmieren (Hello.java): 1 public class Hello{ 2 public static void main(string[] args){ 3 System.out.println("Hello world!"); 4 } 5 } Übersetzen: javac Hello.java Hello.class Ausführen: java Hello A type may be viewed as a set of clothes (or a suit of armor) that protects an underlying untyped representation from arbitrary or unintended use. Luca Cardelli, Peter Wegner Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 6 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 7 of 24 Primitive Komplexe Primitive Primitive Komplexe Ein Datentyp beschreibt das Format eines Datums und macht dies für eine Maschine lesbar. Das Format beschreibt die binäre Darstellung eines Datums im Speicher. Hierbei wird zwischen primitiven und komplexen unterschieden: primitive werden direkt in den Speicher geschrieben. Es wird direkt auf sie zugegriffen. komplexe werden in einen separaten Speicherbereich geschrieben. Auf sie wird indirekt mittels einer Referenz zugegriffen. Die Referenz selbst wird wiederum wie ein primitiver Datentyp abgelegt. Liste primitiver : Ganze Zahlen: byte, short, int, long Fließkommazahlen: float, double Wahrheitswerte: boolean Zeichen: char Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 8 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 9 of 24

4 Ganze Zahlen Primitive Komplexe Fließkommazahlen Primitive Komplexe : byte ( 8 Bit) short (16 Bit) int (32 Bit) long (64 Bit) Höchstwertiges Bit setzt das Vorzeichen (0 positiv, 1 negativ) Die Negation eines Wertes erfolgt durch die Bildung des 2er-Komplements (Bits invertieren und binär 1 addieren). Der Wertebereich berechnet sich aus der Länge des Datentypes, ist asymmetrisch [ 2 n 1, 2 n 1 1]. Aufbau: Vorzeichen + Exponent E + Mantisse M : float ( 32 Bit = ( ) Bit) double ( 64 Bit = ( ) Bit) Wert: ( w = 1 + M ) 2 B E, B 2 M f = 127, B d = 1023 Sonderfälle: M = 0 E = 0 : w = ±0 M = 0 E = E max : w = ± M 0 E = E max : w = NaN Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 10 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 11 of 24 Wahrheitswerte Primitive Komplexe Zeichen Primitive Komplexe Datentyp: bool (Darstellung irrelevant, Werte true und false) Operatoren (bool bool bool): && Konjunktion (AND) Disjunktion (OR)! Negation (NOT) Komparatoren (prim prim bool): ==,!= (un)gleich <, <= kleiner(gleich) >, >= größer(gleich) Datentyp: char (16 Bit Unicode) Beispiel: char c = A ; Steuerzeichen: \n Newline \t Tabulator.. Sonderzeichen werden durch vorangestellten \ gekennzeichnet (\\, \",... ) Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 12 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 13 of 24

5 (komplex) Primitive Komplexe Primitive Komplexe In den Variablen werden Referenzen gespeichert Arrays Strings (quasi Arrays von chars) Deklaration (Festlegen des Typs): int i; oder int i,j; (Zuweisung eines Wertes): i = 42; Kombiniert: int i = 42; oder int i = 42, j = 5; Deklaration vor Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 14 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 15 of 24 Verarbeitungsvorschrift (Rezept, Anleitung,... ) Beschreibung nach notwendiger Genauigkeit Die Vorschrift ist endlich und eindeutig Die Abarbeitung erfolgt schrittweise (diskret) Abbildung: Eingabe Ausgabe (Vorher Nachher) Teilprobleme können abstrahiert werden Der erfolgt schrittweise. Die Ausführung kann durch Bedingungen gesteuert werden. Abhängig von Bedingungen werden Abschnitte ausgeführt oder übersprungen. Abschnitte können (beliebig oft) wiederholt werden. Solange eine Bedingung erfüllt ist, wird ein Abschnitt wiederholt. Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 16 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 17 of 24

6 Ein terminiert. Der kommt in endlicher Zeit zu einem Ergebnis. Ein ist determiniert. Der liefert zu ein und der selben Eingabe immer das selbe Ergebnis. Ein nicht Terminieren wird hierbei als Ergebnis angesehen. (Referenzielle Transparenz oder Leibniz Kriterium) Ein ist deterministisch. Zu ein und der selben Eingabe folgt der immer den selben Schritten und führt die selben Berechnungen durch. Korrektheit (partiell und total) partiell: Aussage gilt, falls der hält total: Aussage gilt immer Robustheit Beachtet der den gesamten sbereich? Wie reagiert er auf Fehler? Effizienz Wie lange läuft der, abhängig von der Länge der Eingabe n? (xn, n k, n n ) Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 18 of 24 Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 19 of 24 While Schleife 1 if ( BEDINGUNG ) { 3 } else { 4 [B] 5 } Liefert die Bedingung true, wird Block [A] ausgeführt. Liefert die Bedingung false, wird Block [B] ausgeführt. Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 20 of 24 1 while ( BEDINGUNG ) { 3 } Die Bedingung wird geprüft, bevor der Block [A] ausgewertet wird Liefert die Bedingung true, wird Block [A] ausgeführt Nach jeder Ausführung des Blocks wird die Bedingung erneut geprüft Liefert die Bedingung false, wird Block [A] übersprungen und die Ausführung im Anschluss des Blocks fortgesetzt. Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 21 of 24

7 Do While Schleife For Schleife I 1 do { 3 } while ( BEDINGUNG ); Die Bedingung wird nach der ersten Ausführung von Block [A] ausgewertet. Liefert die Bedingung true, wird Block [A] wiederholt ausgeführt. Nach jeder Ausführung des Blocks wird die Bedingung erneut geprüft Liefert die Auswertung der Bedingung false, wird die Ausführung im Anschluss an die Schleife fortgesetzt. Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 22 of 24 1 for ( [A] ; BEDINGUNG ; [B] ) { 2 [C] 3 } Zu Beginn wird [A] ausgewertet. Die Erfüllung der Bedingung wird vor der ersten Ausführung von Block [C] geprüft. Liefert die Bedingung true, wird Block [C] ausgeführt. Nach jeder Ausführung des Blocks [C] wird [B] ausgeführt und die Bedingung erneut geprüft. Liefert die Auswertung der Bedingung false, wird die Ausführung im Anschluss an die Schleife fortgesetzt. Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 23 of 24 For Schleife II Eine For Schleife lässt sich auch als While Schleife darstellen. Wichtig ist hierbei zu berücksichtigen, dass die Gültigkeit der Deklaration in [A] auf die Schleife begrenzt ist. 1 { 3 while ( BEDINGUNG ) { 4 [C] 5 [B] 6 } 7 } Alexander Zietlow Informatik I - Tutorium - WS 12/13 24 of 24