GI Grundlagen der Informatik (GI)

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1 Grundlagen der Informatik (GI) 1 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

2 Lehrkräfte: Grundlagen der Informatik (GI) 1.) Prof. Dr.-Ing. Martin Pollakowski Raum B2.1.04, Tel.: - 226, martin.pollakowski@w-hs.de 2.) Dipl.-Ing. Peter Mroczek Raum: B2.1.16, Tel.: peter.mroczek@w-hs.de Vorlesung, Praktikum und Übungen: Raum B (PC-Pool) Folien, Hilfsblätter etc. im Internet: Klausuren, Aufgabensammlungen etc: 2 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

3 Lernziele Das Modul führt in die allgemeinen Grundlagen der Informatik und in das Programmieren von Computern ein. Gelehrt wird die Programmiersprache C, die derzeit wichtigste Sprache in der wissenschaftlich-technischen Praxis. Methoden Vorlesung, Praktikum und Übung (4 h pro Woche, seminaristischer Unterricht) Pflicht: aktive Teilnahme an mindestens 6 Terminen (Erstellung von Musterlösungen) Prüfung (schriftlich, 2 h) mit Zulassungsvoraussetzung Praktikum bestanden 3 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

4 Literatur zu C Die Programmiersprache C - RRZN Skript Bibliothek Brian W. Kernighan, Dennis M. Ritchie: Programmieren in C. 2. Ausgabe. Hanser Verlag, 1990, ca. 30,00 Euro der Klassiker Ulrich Kaiser: C/C++ Von den Grundlagen zur professionellen Programmierung Galileo Press, 2000, ca. 40 Euro mit C/C++ Compiler auf CD ausführlich Ulrich Cuber C-Programmierung ECON Taschenbuch Verlag, ca. 15 Euro, mit C-Compiler auf CD preiswert 4 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

5 Einführung in die C-Programmierung Drei Arbeitsschritte bis zum lauffähigen Programm: 1. Programm editieren Hilfsmittel: Editor = Programmtext eintippen erzeugt: prog.c 2. Programm compilieren und linken Hilfsmittel: Compiler = in Maschinencode übersetzen und Programmteile zusammenfassen 3. Programm ausführen = testen ob es funktioniert prog <Eingabe> erzeugt: prog.exe 5 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

6 C-Programmierung mit dem DevCpp-Compiler DevCpp = freie Entwicklungsumgebung: compilieren ausführen editieren 6 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

7 1. Einbinden von Header-Dateien #include <stdio.h> Aufbau eines C-Programmes 2. Das Hauptprogramm: muß immer vorhanden sein main() {...hierhin kommen die ausführbaren Anweisungen } 3. Ausführbare Anweisungen z.b.: Text auf dem Bildschirm ausgeben printf(" Text "); wichtig: immer mit Semikolon beenden! 7 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

8 Ein vollständiges Beispiel #include <stdio.h> main() { printf("\n Mein erstes C-Programm\n"); while (1); } Diese Anweisung ist nötig, falls das Ausgabefenster vom Betriebssystem nach Ende des Programms geschlossen wird. 8 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

9 Die include Anweisung Aufgabe: das Einbinden von Header-Dateien (to include = einbeziehen) #include <stdio.h> Der Compiler liest die Datei stdio.h ein und wertet sie aus Diese Datei enthält Definitionen von Funktionen, Datentypen, Konstanten usw... Dadurch wird es möglich, Funktionen aus Funktionsbibliotheken zu nutzen Inhalt der Datei stdio.h Definition von Ein- und Ausgabefunktionen standard input output = standard Ein- und Ausgabe Bedeutung des Zeichens #: es folgt eine Anweisung für die Übersetzung (den Compiler) die Anweisung gehört also nicht zum ausführbaren Programm 9 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

10 Die printf() Anweisung Aufgabe: mit dieser Funktion sind Bildschirmausgaben möglich. printf abgeleitet von print formatted = formatiert drucken Format = Angaben über das Aussehen der Ausgabe z.b.: Nachkommastellen einer Zahl printf() ist in der Datei stdio.h definiert - ist eine Ausgabefunktion - deswegen ist die #include <stdio.h> Anweisung nötig Was zwischen den " " steht, wird ausgegeben " " kennzeichnet Anfang und Ende einer Zeichenkette ( = string ) 10 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

11 ÜBUNG a) Schalten Sie den Arbeitsplatzrechner ein. Melden Sie sich mit dem Nutzernamen apxx (z.b.: ap01 an Rechner 1) an. Die Nutzerkennung steht auf dem Rechnergehäuse. Das Passwort ergibt sich aus der Nutzerkennung durch zweimaliges Eintippen, z.b.: ap01ap01. b) Sie finden auf dem Desktop einen Ordner BGI-BMC-BIE. Darin ist eine Verknüpfung zu dem C/C++-Compiler DevCPP abgelegt. Starten Sie den Compiler mittels Doppelklick. c) Über den Menüpunkt Neu oder Datei können Sie eine Quellcodedatei anlegen. Es öffnet sich nun ein Editorfenster, in das Sie das folgende Beispielprogramm eingeben können. #include <stdio.h> main() { printf("\n Mein erstes C-Programm\n"); while (1); } Diese Anweisung ist nötig, falls das Ausgabefenster vom Betriebssystem nach Ende des Programms geschlossen wird. d) Speichern Sie die gerade von Ihnen editierte Datei entweder in einem neuen Ordner auf dem Arbeitsplatzrechner oder auf einem USB-Stick (Menüpunkt: Datei speichern unter ). Der Dateiname muss die Dateierweiterung.c haben, z.b.: versuch1programm1.c. Falls Sie auf dem Arbeitsplatzrechner speichern, legen Sie sich bitte ein eigenes Verzeichnis mit Ihrem Namen an. Diese Verzeichnisse werden nach Ende des Semesters gelöscht. e) Übersetzen Sie das Programm und führen Sie es aus. Dazu klicken Sie auf den Menüpunkt Komplilieren und Ausführen oder drücken die Funktionstaste F9. Es öffnet sich dann ein Fenster, in dem Sie den Ausgabetext lesen können. Der Übersetzungsvorgang war fehlerfrei, wenn keine Fehlermeldung erscheint. Sollte aber eine Fehlermeldung erscheinen, dann muss das im Editor eingegebene Programm entsprechend verbessert werden. Nach einer Programmänderung das Speichern nicht vergessen! Dann weiter bei Punkt e) / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

12 Sonderzeichen und Steuerzeichen beginnen mit Gegenschrägstrich ( backslash ): \ a) Steuerung der Bildschirmausgabe \n - neue Zeile (new line, linefeed) \r - zum Zeilenanfang (return) \b - einen Buchstaben zurück (backspace) \t - Tabulator \a - Ton erzeugen (audible bell) b) Um den \ selbst oder " auszugeben \\ doppelt eintippen oder durch Schrägstrich kennzeichnen: \" Beispiel: printf("\\c"); ergibt \c 12 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

13 ÜBUNG Aufgabe: Testen Sie die Wirkung verschiedener Steuerzeichen, indem Sie die folgenden printf()-aufrufe in ihr Programm einfügen: Hinweis: Der Gegenschrägstrich ( backslash ) \ wird in C-Programmen zur Kennzeichnung von Steuerzeichen und Sonderzeichen verwendet. So bewirkt z.b. die Zeichenfolge \n, dass die Ausgabe in der nächsten Zeile fortgesetzt wird ( = Steuerzeichen linefeed ). a) printf(" \a "); b) printf("backspace\btest"); c) printf("return\rtest"); d) printf("\\"); e) printf("\n\t1\t2\t3\n\t4\t5\t6\n"); Welche Steuerzeichen sind in diesen printf()-aufrufen enthalten? Welche Wirkung haben diese Steuerzeichen auf die Bildschirmausgabe? Tipp: Speichern Sie Ihre Quelltexte in Dateien mit nummerierten Dateinamen ( speichern unter ), z.b.: u_01_3a.c (für Übung 1 Aufgabe 3 a). So behalten Sie den Überblick! Aufgabe: Schreiben Sie ein Programm, das auf dem Bildschirm folgende Ausgabe erzeugt: c:\net\abs.c 13 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

14 Dateien und Verzeichnisse Datei = Folge von Zeichen (z.b. Buchstaben) - befindet sich in einem Speicher (z.b. Festplatte, Diskette, CD) - hat einen Namen z.b.: prog.c = C-Programm Quelltext prog.exe = übersetztes (ausführbares) Programm Wichtig: Quelltext mit Namenserweiterung c speichern (nicht cpp!!!, voreingestellt bei DevCpp) mit einem Dateimanager kann man sich Dateien anzeigen lassen Dateien sind in Verzeichnissen (Ordnern) einsortiert z.b.: c:\ = Laufwerk c:\devcpp = Unterverzeichnis c:\devcpp\bin = Unterverzeichnis im Unterverzeichnis etc 14 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016

15 Regeln für Dateinamen: Dateinamen Groß- und Kleinschreibung wird bei Linux unterschieden, bei Windows nicht prog.c PROG.C Dateiname besteht aus Name und Namenserweiterung (Extension) getrennt durch einen Punkt Hinweis: bitte keine Leerzeichen, Umlaute und Punkte in Dateinamen oder Verzeichnisnamen führt zu Problemen mit DevCpp! praktikum_1_versuch_2.c ist besser als praktikum 1.2.c Bedeutung einiger Namenserweiterung:.h = "Header"-Datei, enthält Deklarationen von C-Funktionen.obj = Zwischenergebnis des Compilers 15 / 15 Gi_Vorlesung_01_2016