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Institut für Computational Science
Prof. Dr. H. Hinterberger
Praxismodul 1
Einführung in die Programmierung
Erste Programme
Einführung in die Programmierung
© Institut für Computational Science, ETH Zürich, 2005
Alle Rechte vorbehalten.
Internetadresse: www.pup.ethz.ch
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Einführung in die Programmierung
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Einleitung
Die Arbeit mit dem E.Tutorial 1 soll Ihnen die Möglichkeit zum schnellen Einstieg ins
Programmieren mit Turbo Pascal (TP) ermöglichen und Sie im Umgang mit den nötigen
Hilfsmitteln (Software-Tools) vertraut machen. Um TP-Programme zu schreiben und
laufen zu lassen, muss zunächst Quellcode geschrieben und anschliessend mit einem
Kompiler in Maschinensprache übersetzt werden. Turbo Pascal nutzt, wie jede
Programmiersprache, Variablen zum Ablegen von Daten. Eine Variable ist ein reservierter
Speicherbereich und belegt eine feste Anzahl von Bytes im Arbeitsspeicher. Alle Variablen
haben einen Typ. Beispiele für Datentypen sind Ganzzahlen (Integer), Fliesskommazahlen
(Real) und Buchstaben (Char). Verzweigungen dienen dazu, dass das Programm auf
bestimmte Gegebenheiten reagieren kann. Bestimmte Programmteile werden dabei nur
beim Eintreten vorgegebener Bedingungen durchlaufen, die erst zur Laufzeit (der
Zeitpunkt, wenn das Programm ausgeführt wird) bekannt werden.
Weg der Programm-Entwicklung in Turbo Pascal
Bei den meisten Programmiersprachen erfolgt der Weg der Programm-Entwicklung vom
Verfassen des Programmcodes zu der für den Computer verständlichen Maschinensprache
in zwei Schritten (Abb. 1):
1.
Mit einem Editor einen Quellcode schreiben und als Text-Datei speichern.
2. Den
Quellcode
mit
einem
Kompiler
in
Maschinensprache
übersetzen
("kompilieren").
n
Abb. 1: Programmentwicklung in
Turbo Pascal (TP). In einem
Texteditor n wird Quellcode für TP
geschrieben, welcher die
Dateiendung .pas trägt. Durch den
Befehl tpc in der Befehlszeile (p)
übersetzt der Kompiler o den
Quellcode in ausführbaren Code und
speichert diesen in eine zweite Datei
mit der Dateiendung .exe. Diese
Datei kann direkt auf jedem
Windows-Computer in der Konsole
durch Eingabe des Dateinamens
ausgeführt werden.
Einführung in die Programmierung
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Was ein Programm typischerweise tut…
Ein Programm ist eine Sammlung von Anweisungen an einen Computer. Typischerweise
umfasst es Anweisungen wie:
•
Einlesen von Zahlen oder Buchstaben
•
Durchführung von Berechnungen
•
Ausgabe von Zahlen oder Buchstaben
Programmieren bedeutet, jene Anweisungen auszuwählen, die eine gewünschte Aufgabe
ausführen und diese in der richtigen Reihenfolge anzuordnen. In Abbildung 2 sehen Sie ein
einfaches TP-Programm. Dies mag für Sie zu diesem Zeitpunkt vielleicht noch etwas
kompliziert aussehen, aber am Ende dieses E.Tutorials 1 werden Sie in der Lage sein, es zu
lesen und zu verstehen.
Zahlenraten
Eingabe: ganzzahlige Zahl
Ausgabe: Die eingegebene Zahl und die Antwort, ob Sie eine vom Programm vorgegebene
Zahl richtig erraten haben oder nicht.
Abb. 2: Zahlenraten: Ein einfaches TP-Programm als Beispiel für Dateneingabe und
Bedingungsprüfung.
Einführung in die Programmierung
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Vervollständigen Sie die folgende Tabelle nach dem Durcharbeiten des E.Tutorial 1:
Ihre Beschreibung der Programmteile von Abb.2 "Zahlenraten"
1
2
3
4
5
6
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Abb. 3: Eingabeaufforderung zur Kompilierung (1) und Ausführung (2) des
Programms aus Abb.1.
Einführung in die Programmierung
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Was brauche ich, damit ich TurboPascal Programme schreiben kann?
Dazu brauchen Sie zwei Dinge: einen Windows basierten Computer und einen TurboPascal
Kompiler. Den Kompiler finden Sie auf dem USB-Speicherstick. Sobald Sie das Programm
kompiliert haben, können Sie dieses auf jedem beliebigen Windows-PC ausführen, ohne
dass dort der Turbo Pascal Kompiler installiert sein muss.
Inhalt von E.Tutorial 1:
Im E.Tutorial 1 lernen Sie…
• wie Sie ein Turbo Pascal Programm schreiben.
• wie Sie die verschiedenen Software-Tools zur Entwicklung eines TP-Programms
benutzen (Editor, Kompiler, Konsole).
• wie die Struktur eines einfachen TP-Programms aussieht.
• wie Speicherplatz von vier Variablentypen zur Verfügung gestellt werden.
• wie Sie einfache Berechnungen durchführen.
• wie Sie Bedingungsprüfungen durchführen.
• wie Sie Benutzereingaben in Ihr Programm übernehmen.
Abgabebedingungen:
Fünf lauffähige Programme (Param, Rechteck, Schloss und die beiden Chiffrierprogramme).
Drucken Sie die Programme für die Abgabe aus, damit Sie den Code mit Kommentaren
versehen können. Sie sollten die Begriffe und Sprachelemente mit einfachen Worten
erklären können. Demonstrieren Sie den Assistierenden anhand ausgewählter Programme
deren Lauffähigkeit und Funktionsumfang. Selbstverständlich können Sie die Programme
beliebig erweitern. Die Tabelle zur Abbildung 2 muss ausgefüllt und den Assistierenden
erklärt werden können.
Nebenbei: In jedem E.Tutorial werden Sie Programme schreiben, ausdrucken und mit
persönlichen Notizen versehen. Bis zum Ende der Lehrveranstaltung entsteht so eine
persönliche Programm-Sammlung, in welcher Sie später einzelne Themen nachschlagen
können.
Einführung in die Programmierung
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Neue Programmierelemente:
Programmierelement
Bedeutung
Beispiel
writeln( )
Gibt eine Zeichenkette auf den
Bildschirm aus. Diese wird zwischen
Hochkommata gesetzt. Variablen
werden durch Komma getrennt.
writeln('Hallo!')
writeln(ausgabe)
readln( )
Liest während der
Programmausführung eine
Benutzereingabe ein und speichert
sie in der Variable eingabe.
readln(eingabe);
paramstr()
Liefert den Wert eines Parameters
mit dem Typ String.
eingabe := ParamStr(1)
val(string, integer, error)
Wandelt eine Zeichenkette (String)
in eine Ganzzahl (Integer) um. Die
error Variable muss vom Typ Integer
deklariert werden.
val(eingabe, zahl, error)
ord(Char)
Liefert die ASCII-Ordnungszahl eines
Buchstabens.
ord('C')
chr(Integer)
Umkehrfunktion zu ord(). Liefert den
entsprechenden Buchstaben.
chr(56)
'
Zeichen (String und Char) sind von
Hochkommata umschlossen.
'Das ist ein String'
Integer
Speicherplatz vom Typ Integer
(Ganzzahl).
8
Real
Speicherplatz vom Typ Real
(Gleitkommazahl).
8.65
Char
Speicherplatz vom Typ Character
(Zeichen).
'B'
String
Speicherplatz vom Typ String
(Zeichenkette).
'Das ist ein String'
variable: Integer;
Deklarieren einer Variable vom Typ
Integer.
:=
Zuweisung
a := 3
=
Vergleich
IF (a = b)
+ - * /
Operatoren
a := b+2;
'
IF (Bedingung)
THEN
Anweisung
ELSE
Anweisung;
Variablen sind kursiv geschrieben.