Prénom Nom © 2010, Université de Fribourg Einführung in die Programmierung...

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  • Folie 1
  • Prnom Nom 2010, Universit de Fribourg Einfhrung in die Programmierung mit Java
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  • 2010, Universit de Fribourg 2 Agenda 1. Einfhrung in die Programmiersprachen 2. Und Java? 3. Die Grundlagen der Programmierung 4. Unser erstes Programm in Java
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  • 2010, Universit de Fribourg 3 Einfhrung in die Programmiersprachen Was ist ein Algorithmus? Welche Sprache versteht ein Computer? Was ist ein Programm? Was ist eine Programmiersprache? und Java? Was macht Java hier?
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  • 2010, Universit de Fribourg 4 Definitionen Algorithmus: endliche Reihe von Regeln welche in einer bestimmten Ordnung auf eine endliche Menge von Daten angewandt wird, um nach einer endlichen Anzahl Schritte zu einem Resultat zu gelangen. Daten: strukturierte Form der Informationen. Programm: bersetzte Form eines Algorithmus in eine vom Computer verstandene Sprache. Ein Programm ist eine Reihe von Anweisungen, welche die Operationen die auf die Daten angewandt werden, definiert. ProblemMethodeAlgorithmusProgramm
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  • 2010, Universit de Fribourg 5 Algorithmus Das Wort Algorithmus stammt aus dem Mittelalter und ist der lateinische Name des persischen Mathematikers al-Khuwrizm (~783-850). Das Prinzip eines Algorithmus ist hingegen schon seit der Antike bekannt (Bsp: Euklidischer Algorithmus, bekannt seit 300 v. Chr.).
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  • 2010, Universit de Fribourg 6 Beispiel aus dem tglichen Leben Wie macht man Kaffee? 1.Wasser zum sieden bringen. 2.Kaffee in die Tasse geben. 3.Heisses Wasser in die Tasse geben. Kochrezept
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  • 2010, Universit de Fribourg 7 Eigenschaften von Algorithmen Algorithmen sind unabhngig vom Computer der sie ausfhrt. Algorithmen sind unabhngig von der Sprache in die sie bersetzt werden. Man kann sie auf Deutsch formulieren, mit Hilfe von Diagrammen oder als pseudo-code.
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  • 2010, Universit de Fribourg 8 Beispiel eines Algorithmus Problem: Wie berechnet man die Zinsen und den Kontostand nach einem Jahr mit festem Zinssatz? Eingabe: Kontostand am Anfang des Jahres Zinssatz Ausgabe: Abgeworfene Zinsen, Neuer Kontostand Algorithmus: 1.Den Kontostand mit dem Zinssatz multiplizieren und durch 100 teilen 2.Den unter 1. erhaltenen Betrag zum Kontostand hinzufgen 3.Die Resultate von 1. und 2. ausgeben.
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  • 2010, Universit de Fribourg 9 Algorithmen definieren Das vorangegangene Beispiel zeigt drei Schritte, die in den meisten Problemlsungen vorkommen: 1.Das Problem verstehen und die Daten (Input) erkennen. 2.Definieren welche Antwort (Output) man erwartet. 3.Festlegen wie die Daten behandelt werden mssen, um das gewnschte Resultat zu erhalten. ProblemMethodeAlgorithmusProgramm
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  • 2010, Universit de Fribourg 10 Algorithmen: Methodik Eine Technik um komplizierte Probleme lsen zu knnen, ist die top-down Methode. Prinzip: Zerkleinern des Problems in kleinere Einheiten die einfacher sind und separat behandelt werden; Jede dieser Einheiten wird ihrerseits wieder in kleiner Stcke aufgeteilt. Es ist wichtig zu wissen wann man aufhren muss! Sobald der Algorithmus steht, muss man ihn noch in eine von Computer verstandene Sprache bersetzen? ProblemMethodeAlgorithmusProgramm
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  • 2010, Universit de Fribourg 11 Die Maschinensprache Der Prozessor spricht eine spezielle Sprache, die Maschinensprache. Dabei handelt es sich um Daten wie sie beim Prozessor ankommen, das heisst eine Folge von 0 und 1 (man nennt sie auch binr-daten). Berechne den Durchscnitt ! Wir knnen diese Sprache nicht verstehen. Deshalb brauchen wir eine andere Sprache, mit der wir mit dem Computer kommunizieren knnen. Diese Zwischensprache nennt man Programmiersprache. 01101011001
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  • 2010, Universit de Fribourg 12 Compiler Kode der in dieser Zwischensprache geschrieben ist, muss in Maschinensprache bersetzt werden, bevor der Prozessor den Anweisungen folgen kann. Diese Programme werden vom Compiler in Maschinensprache bersetzt. Eine Programmiersprache ist fr uns Menschen ein Mittel, um einem Computer Anweisungen zu geben. Compiler Fr alle Noten Berechne die Summe; Berechen die Anzahl; Durchschnitt = Summe/Anzahl Berechne den Durchschnitt ! 01101011001
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  • 2010, Universit de Fribourg 13 Programme Ein Informatik Programm ist eine Folge von Anweisungen, welche vom Computer ausgefhrt werden. Die Anweisungen werden eine nach der anderen ausgefhrt. Die Anweisungen werden in einer Programmiersprache geschrieben. Wie man ein Programm schreibt, hngt stark von der gewhlten Programmiersprache ab, denn es gibt viele Programmiersprachen. Zustzlich muss der richtige Compiler ausgewhlt werden. Jede Programmiersprache hat ihren eigenen Compiler.
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  • 2010, Universit de Fribourg 14 Quellkode Ein Programm ist eine einfache Textdatei, geschrieben mit einem Editor oder Textverarbeitungsprogramm. Man nennt diese Datei Quelldatei. Die Quelldatei enthlt mehrere Linien Kode. Man nennt diese Linien Quellkode. Die Quelldatei muss kompilierbar sein. Der Compiler baut eine ausfhrbare Datei. Sie enthlt alles was es braucht um selbstndig zu funktionieren (unter Microsoft Windows enden diese Dateien mit.exe ).
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  • 2010, Universit de Fribourg 15 Agenda 1. Einfhrung in die Programmiersprachen 2. Und Java? 3. Die Grundlagen der Programmierung 4. Unser erstes Programm in Java
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  • 2010, Universit de Fribourg 16 Die Sprache Java Java ist eine Programmiersprache Die wurde von den Angestellten der Sun Microsystems kreiert, unter anderem von James Gosling. Java wurde erstmals am 23 Mai 1995 offiziell prsentiert. "Duke" ist das Maskottchen der Programmiersprache Java. Java ist ein enormer technischer Erfolg. Die Sprache Java wird seit mindestens 10 Jahren in der ganzen Welt gebraucht. Natrlich auch in der Schweiz
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  • 2010, Universit de Fribourg 17 Java ist berall Heutzutage ist Java berall. Man findet Java auf ber 2 Billionen Maschinen in der ganzen Welt.
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  • 2010, Universit de Fribourg 18 Der Java Ansatz Java ist anders: Quellcode (.java ) wird in Bytecode (.class ) bersetzt. Bytecode ist eine Zwischensprache und ist portabel auf andere Betriebssysteme. Eine Maschine versteht Java, wenn sie die virtuelle Maschine von Java (JVM) installiert hat.
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  • 2010, Universit de Fribourg 19 Die virtuelle Maschine von Java Quellcode wird in eine.java Datei geschrieben. Der Compiler bersetzt den Quellcode in Bytecode und speichert ihn in einer.class Datei. Dieser Bytecode wird von der virtuellen Maschine Java (JVM) ausgefhrt. Die JVM ist fr alles Betriebssysteme verfgbar. Ein Java Programm wird demnach einmal geschrieben und kompiliert und kann dann beliebig ausgefhrt werden. Man sagt dass Java portabel ist. "Write Once, Run Anywhere"
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  • 2010, Universit de Fribourg 20 Java-Plattform Java ist ein Programmiersprache. Sie wird von einer Entwicklungs- Umgebung begleitet die aus folgenden Teilen besteht: Die virtuelle Maschine Ein Compiler Eine Kollektion von Bibliotheken (wiederverwendbare(r) Kode/Programme die dem Entwickler zur Verfgung stehen) Werkzeuge, Beispiele, Umgebungen und vieles mehr Man nennt eine solche Umgebung Plattform.
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  • 2010, Universit de Fribourg 21 Java-Plattform Java EE Enterprise Edition: Umfasst Client - Server Technologien. Java SE Standard Edition: Umfasst Technologien um Einzelplatz-Anwendung zu schreiben. Java ME Micro Edition: Umfasst Technologien welche es erlauben tragbare Gerte zu programmieren (Natel, PDA usw.). Diese Gerte haben meistens begrenze Ressourcen.
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  • 2010, Universit de Fribourg 22 Agenda 1. Einfhrung in die Programmiersprachen 2. Und Java? 3. Die Grundlagen der Programmierung 4. Unser erstes Programm in Java
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  • 2010, Universit de Fribourg 23 Grundlagen der Programmierung Sehen wir uns nun einige Grundkonzepte der Programmierung an: Variabeln Zuordnung Kontrollstrukturen ( if...else und for ) Funktionen
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  • 2010, Universit de Fribourg 24 Variabeln Variabel: Abstraktion eines Ortes im Speicher durch einen Namen identifiziert, man kann ihr im Laufe der Zeit verschiedene Werte (Information) zuordnen, besitzt einen Typ. x nom fini Name 6.14 karin true Wert rel texte boolen Typ karin true 6.14 x nom fini
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  • 2010, Universit de Fribourg 25 Zuordnung Zuordnung: Operation die einen Wert in einer Variable speichert. Der gespeicherte Wert ist oft das Resultat der Evaluation eines Ausdrucks (Expression). Eine Variable dient dazu, eine Information fr einen spteren Gebrauch zu speichern. So liesst es sich: y = 0 liesst sich " y wird der Wert 0 zugeschrieben" x = 3 + Pi Konstante ohne Namen VariableKonstante Mit Namen y = 0 Konstante ohne Namen Variable 6.14 x
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  • 2010, Universit de Fribourg 26 Beispiele in Java Deklarieren einer Variable: ihr einen Namen und einen Typ geben int x; int y; int sum; Einer Variable einen Wert zuordnen: x = 3; y = 4; sum = x + y;
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  • 2010, Universit de Fribourg 27 Sequentielles Ausfhren von Instruktionen Der normale Ausfhrungsfluss ist sequentiell: nach dem Ausfhren einer elementaren Instruktion, wird anschliessend die gleich darauffolgende Instruktion im Programm aktiv. Mit der Hilfe von Kontrollinstruktionen ist es