Hannes Reisingers Programmiergrundlagen mit Übungen

empfohlene Veranstaltungsdauer

Zielgruppe

Voraussetzung für die Veranstaltung

Benötigte Software/Hardware

• 1 PC pro Teilnehmer
• 1 PC für den Vortragenden
• Auf allen Rechnern die Entwicklungsumgebungen Visual C++, Visual Basic, WinWord (für Wordmakros), MS-Access, Turbo-Pascal und Quick-Basic in aktuellen Versionen installiert
• 1 Videobeamer oder 1 Overheaddisplay an den PC des Vortragenden angeschlossen
• 1 Overheadprojektor mit Reserveglühbirne und Folie zum Beschreiben
• u.U. eine Tafel + weiße Kreiden wegen der Flexibilität

Detailplanung über Ziele und Inhalte/Zeitbudget/Erreichungsgrad

Folien

Ziele und Pläne für die "Praktischen Programmiergrundlagen mit Übungen"

• Daten - Variablen und Konstanten
• Struktogramme und Flußdiagramme
• Anweisungen und Steuerstrukturen
• Entscheidung und Auswahl
• Schleifen
• Prozeduren und Funktionen - Übergabeparameter
• Programmiersprachen
• Praktischer Umgang mit einem Programmiersystem
• Prototyping
• Wie der Name schon sagt - viele Übungen

1. Arbeitsblatt

• Erhaltene Diskette formatieren
• Auf der Diskette und auf der Festplatte (Laufwerk D:) ein Verzeichnis \PRG einrichten
• Zwei Batchdateien: SAVE.BAT und REST.BAT
• "QBASIC" starten
• Berühmt-berüchtigtes "Hello, World!" erstellen und erweitern

Um ein beliebiges Problem zu lösen, muß ein Programm:

• Daten von irgendwoher erhalten - Eingabe
• Platz zur Speicherung dieser Daten zur Verfügung stellen - Datentypen
• Anweisungen zur Bearbeitung der Daten enthalten
  • Operationen (Zuweisung, Kombination, Vergleich)
  • bedingte Ausführung / Auswahl
  • Schleifen
  • Unterprogramme
• Die Ergebnisse der Bearbeitung an den Benutzer ausgeben - Ausgabe

Aufgaben von Programmen

• Numerische Berechnungen
  z.B. das Lösen von Gleichungssystemen für ein ingenieurwissenschaftliches Problem
• Verwaltung und Bearbeitung großer Datenbestände
  z.B. die Lagerverwaltung in einem Versandhaus
• Überwachung und Steuerung von Abläufen
  z.B. von industriellen Fertigungsprozessen wie etwa Robotersteuerungen oder bei militärischen Anwendungen
• Symbolische Datenverarbeitung
  z.B. logische Ableitungen, Schlüsse und Beweise (KI)

Historische Entwicklung

• von Neumann
• Binärziffern, Maschinensprache, Assembler
• Macroassembler
• FORTRAN (Entwicklung der Fa. IBM - Mitte der 50er)
• COBOL (um 1960)
• usw.

Interpreter gegenüber Compiler + Linker

• Interpreter
  Es wird jeder Befehl unmittelbar nach der Übersetzung ausgeführt bzw. zur Ausführung jedesmal übersetzt.
• Compiler + Linker
  Der Compiler übersetzt den Quellcode als Ganzes und erzeugt (verschiebbaren) Maschinencode.
  Der Linker verbindet diesen "Objectcode" mit Routinen aus Standard- und Programmbibliotheken.

Operatoren

• Wertzuweisungen / Zuweisungsoperatoren
• Arithmetische Operatoren
• Vergleichsoperatoren (Relationale Operat.)
• Verknüpfungsoperatoren (Logische Operat.)
• Unäre Operatoren (z.B. +, -)
• Operatoren zur Bitmanipulationen
• Diverse andere Operatoren (z.B. Adreßoperator und Inhaltsoperator)

Elementare Datentypen

• Ganze Zahlen
  • BYTE - 8Bit => 28=256 Kombinationsmöglichkeiten
  • WORD - 16Bit => 216= 65.536 Kombinationsmöglichkeiten
  • DWORD - 32Bit => 232= 4.294.967.296 Kombinationsmöglichkeiten
  • QWORD - 64Bit => 264= 1,8446744E19 Kombinationsmöglichkeiten
• Gleitkommazahlen und Exponentialzahlen
  • float
  • double
  • long double
• Zeichen und Zeichenketten

Regeln für Bezeichner

• Bezeichner müssen mit einem Buchstaben (A..Z, a..z) oder einem Unterstrich (_) beginnen.
• Auf dieses erste Zeichen können weitere Buchstaben, Ziffern (0..9) und Unterstriche folgen.
  Die landesspezifischen Zeichen (deutschen Umlaute oder das 'ß') und die diversen Sonderzeichen ({, [, ...) sind in sämtlichen mir bekannten Sprachen unzulässig.
• Nur eine gewisse Anzahl von Zeichen eines Bezeichners sind signifikant.
  Das bedeutet: Wenn die ersten soundsoviel Zeichen (je nach Sprache) zweier Bezeichner identisch sind, werden diese Bezeichner als identisch behandelt - unabhängig davon, ob auf diese (soundsoviel) Zeichen noch weitere (eventuell unterschiedliche) Zeichen folgen.
• Je nach Sprache wird zwischen Groß- und Kleinschreibung unterschieden oder nicht unterschieden.
  Es können also Index, INDEX und index drei verschiedene Bezeichner darstellen, die nichts miteinander zu tun haben.
• Reservierte Wörter (wie z.B. PRINT, for oder while) können nicht als Bezeichner verwendet werden.

abgeleitete Datentypen

• Logische Größe bzw. Boolean
• Zeiger (Pointer) = Adresse
  • NEAR
  • FAR
• Felder (Vektoren, Arrays)
• Verbundvariablen (Strukturen)

Kontrollstrukturen

• Bedingungen
• Auswahl
• Schleifen
  • Schleife mit Eingangsbedingung
  • Schleife mit Austrittsbedingung
  • Zählschleife

Grafische Beschreibungsmöglichkeiten

Flußdiagramm

Struktogramm (Nassi-Schneidermann-Diagramm)

Klassischer Softwareentwicklungsprozeß

• Anforderungsanalyse und Spezifikation
  Was sollte das System können ?
• Softwareentwurf und Spezifikation
  Module und Schnittstellen des Systems
• Implementierung (Codierung)
• Prüfung
• Wartung
  Kosten meistens so hoch wie in allen vorangegangenen Schritten zusammen

Unterprogramme

• Funktionen, Prozeduren
• Parameter, Argumente
• Geltungsbereich und Lebendauer einer Variablen
• Rekursion

Windows-Porgrammierung

• traditionelle Programme:
  Der Benutzer muß die Information in der Reihenfolge eingeben, wie es das Programm fordert
• Ereignis-gesteuerte Programme:
  Der Benutzer legt fest, wann er welche Information eingeben möchte

Einteilung von Daten - 1. nach dem ZWECK

• Identifizierende Daten
  Eindeutigen Unterscheidung. z.B. Persnr.
• Quantifizierende Daten
  Auskunft über Menge, Größe, Gewicht usw.
• Deskriptive Daten
  Verbale Präzisierung der identifizierenden Daten. Ausgabe nur in unveränderter Form Bsp.: Geburtsdatum
• Textdaten
  Ähnlich den deskriptiven Daten, jedoch manipulierbar.Bsp.: Namen, Adresse usw.
• Wird aus Anwendersicht praktischüberhaupt nicht benötigt

Einteilung von Daten - 2. nach der Zusammensetzung ihrer Zeichen

• Numerische Daten
  Ziffern
  (oft auch Vorzeichen, Tausender und Dezimaltrennzeichen)
• Alphabetische Daten
  Groß- und Kleinbuchstaben eines Alphabets.
• Alphanumerische Daten
  numerische + alphabetische Daten
  Zusätzlich noch sogenannte Sonderzeichen(Satz-, Währungskurz-, Operationszeichen u. a.)
• Häufig bei der Erstellung von Abfragen
  Bsp.: in bestimmtes Feld nur Ziffern

Einteilung von Daten - 3. nach der Häufigkeit ihrer Veränderung

• Stammdaten
  ändern sich gar nicht oder sehr seltenBsp.: Geschlecht, Geburtsdatum, Namen, Adressen, Familienstand u.ä.
• Änderungsdaten
  hingegen passen sich immer wieder einem neuen Sachverhalt an
• Unterscheidung, mit der der Anwenderam häufigsten konfrontiert wird

Anwendungsbeispiel

Systemprogrammierung

• Mittels DEBUG Assembler programmieren!
• Einige wichtige Befehle
  INT, INTO, IRET
  MOV, PUSH, POP
  ADD, DEC, INC, DIV, MUL
  CMP, AND, NOT, OR, XOR
  CALL, JMP, LOOP
• Weiterführende Literatur
  Programmers Reference zu iAPX 86/88, 186/188 usw., Intel Corporation
  PC intern 5, Michael Tischler, Data Becker

Die Prozessorregister