Programmiertechnik Einführung

Prof. Dr. Oliver Haase
Karl Martin Kern
Achim Bitzer
Programmiertechnik
Einführung
Diese Vorlesung wird Ihnen präsentiert von ...
… Achim Bitzer:
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Studium „audiovisuelle Medien“ an der Hochschule der
Medien Stuttgart
Abschluss 2005 als Dipl.-Ing. (FH)
Seither: Software-Entwickler (Java)
bei der SEITENBAU GmbH
[email protected]
www.seitenbau.com
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SEITENBAU im Überblick
SEITENBAU wurde 1996 gegründet und ist in
drei Geschäftsbereiche gegliedert:
Content Management
&
Frontend Engineering
• Einrichtung u.
kundenspezifische
Anpassung
• Grafische Gestaltung u.
barrierefreie Umsetzung
intuitiver
Benutzeroberflächen
Softwareentwicklung
• Entwicklung
kundenspezifischer
Individualsoftware
• Konzeption und Aufbau
effizienter IT-Architekturen
• Entwicklung hochwertiger
Software-Anwendungen
Intranet & Portale
• Intranets u.
Mitarbeiterportale
• Enterprise Portale u.
Wissensmanagement
Lösungen
Kunden (öffentlicher & privater Sektor)
Mitarbeiterentwicklung
Kooperation mit der HTWG
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Intensive, wachsende Kooperation
zwischen HTWG und SEITENBAU
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Betreuung von Praktika und Abschlußarbeiten
–
Gemeinsame Forschungsprojekte
–
Übernahme von Lehraufträgen
Zurück zur Vorlesung: Organisatorisches
Vorlesungstermine:
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Donnerstags 17:30 – 19:00 Uhr, Raum G-240
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Freitags 14:00 – 15:30 Uhr, Raum G-240
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Unterlagen und Infos im Netz:
http://www.achimbitzer.de/htwg
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Folien
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Informationen zur Vorlesung
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Neuigkeiten und Ankündigungen
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auch als Feed (folgt demnächst, unbedingt abonnieren!)
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Organisatorisches
Laborübungen:
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Ansprechpartner:
Ruediger Schneider <[email protected]>
Aufgeteilt auf 2 Gruppen
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Donnerstags 11:30 – 13:00, Raum F-113
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Donnerstags 14:00 – 15:30, Raum F-112
Zweiergruppen empfehlenswert (macht Spaß und bringt viel)
Übungsaufgaben und weitere Informationen befinden sich auf
http://www.achimbitzer.de/htwg
–
Wenn Sie zu Hause programmieren, benötigen Sie Java
SDK1.5 oder neuer: http://java.oracle.com
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Organisatorisches
Prüfungen:
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Übungsschein
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Bestehen von zwei Testaten
(30-minütige schriftliche Tests)
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Erstes Testat nach ca 5 Wochen, zweites nach ca. 10
Wochen, genaue Termine werden noch bekanntgegeben
–
Pro Testat sind 50% der Punkte zum Bestehen
erforderlich
Klausur
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90-minütige schriftliche Prüfung
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Keine Hilfsmittel zugelassen
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Organisatorisches
Credit Points (ECTS) & Aufwand:
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Vorlesung und Übungen ergeben zusammen 7 ECTS
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wöchentlicher Arbeitsaufwand: ca. 11 Stunden
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Vorlesung + Übungen: 4,5 Stunden pro Woche
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Selbstlernanteil: 6,5 Stunden pro Woche, aufgeteilt auf
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Vorlesungsvorbereitung (!!!)
–
Vorlesungsnachbereitung
–
eigenes Üben (zusätzlich zu Laborübungsstunden)
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Empfohlene Literatur
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Ratz, Scheffler, Seese. Grundkurs Programmieren in Java. Hanser
Verlag 2010, ISBN 3446416552. €34,90.
Skript Java – Grundlagen und Einführung des RRZN Hannover.
Erhältlich für € 6.– (Mensakarte) bei Fr. Schulze, Raum G146.
Ullenboom. Java ist auch eine Insel. Galileo Computing 2011, ISBN
978-3-8362-1802-3. €49,90
oder als html-Version online unter
http://openbook.galileocomputing.de/javainsel/
ansonsten: Jede Menge Material über Java im Web verfügbar…
Allgemeiner Tip: Schneider (Hrsg.). Taschenbuch der Informatik.
Hanser Verlag, 7. Auflage 2012, ISBN 3446426388. €29,90
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Was ist Programmiertechnik?
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Was ist Programmiertechnik?
Programmieren: Die Tätigkeit, Computerprogramme zu erstellen.
Computerprogramm: Folge von Befehlen, die auf einem Computer
zur Ausführung gebracht werden können, um eine bestimmte
Funktionalität zu erzeugen.
Technik: Die Anwendung von Methoden und Prinzipien, mit dem Ziel
eine bestimmte Wirkung zu erzielen.
Programmiertechnik: Methoden und Prinzipien zur Erstellung von
Computerprogrammen.
Programmierung beinhaltet auch ein großes Maß an Kreativität!
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Programmiersprachen
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Programme werden in einer
Programmiersprache geschrieben
Programmiersprache wird in
Maschinencode übersetzt, also in
Zahlenfolgen, die der Prozessor ausführen
kann.
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Programmiersprachen
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Die primitivsten Programmiersprachen sind
die Assembler-Sprachen
–
lediglich lesbare Namen für Maschinenbefehle, z.B.
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mov B, A
(schiebt Wert von Adresse A nach Adresse B)
xchg Op1, Op2
(vertauscht die Werte von Operand OP1 und Op2)
jmp Marke
(springt zu dem mit Marke markierten Befehl)
–
rechnerabhängig
–
sehr effizient, d.h. kann sehr schnell ausgeführt werden
–
mühsam und fehleranfällig
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Programmiersprachen
Heute fast nur noch höhere Programmiersprachen
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rechnerunabhängig
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komfortabler zu programmieren durch abstraktere Konzepte wie
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–
Prozeduren, Subroutinen, Methoden
–
Module
–
Klassen, Schnittstellen und Vererbung
–
etc.
weniger effizient als Assembler
wesentlich einfacher (billiger) zu warten
(Programme verändern, anpassen, erweitern)
es existiert eine Vielzahl höherer Programmiersprachen, z.B.:
–
Ada, Algol, C, C++, C#, Cobol, Eiffel, Fortran, Java, Lisp, Modula-2, Oberon, ObjectiveC,
Pascal, Prolog, Scheme, Smalltalk.
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Einschub: Warum Java?
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Eine Programmiersprache ist nicht unbedingt besser oder
schlechter als andere, sondern hat bestimmte Eigenschaften,
die für bestimmte Anwendungsgebiete wichtig sind.
Bei Java sind die für uns wichtigen Eigenschaften:
–
einfache, klare, objektorientierte Konzepte
–
Die Programmiersprache des Internets
(Web-Services, E-Commerce, E-Banking, Applets, Servlets, …)
–
große Auswahl an Programmbibliotheken für graphische Benutzeroberflächen,
Computerkommunikation, verteilte Anwendungen, Datenbankapplikationen,
Medien (Audio und Video), …
–
hohe praktische Relevanz
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Programmausführung
Ein Programm in einer höheren Programmiersprache kann
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übersetzt (kompiliert)
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oder interpretiert
werden
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Programmausführung
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Kompilierung:
–
Compiler übersetzt Quellprogramm in Maschinencode
–
Maschinencode wird gespeichert
–
Maschinencode kann vom Rechner direkt ausgeführt
werden
–
effizient
–
Compiler und Maschinencode sind maschinenabhängig
→ portierter Code muss neu übersetzt werden
–
typische Vorgehensweise für C/C++
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Programmausführung
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Interpretierung:
–
Quellcode wird von einem Interpreter Zeile für Zeile
übersetzt und direkt ausgeführt
–
Maschinencode wird nicht gespeichert
–
Programmteile, die mehrfach durchlaufen werden,
werden auch mehrfach übersetzt.
–
ineffizient
–
Programm kann direkt auf jede Zielmaschine
portiert werden, die einen Interpreter für die
Sprache besitzt
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Programmausführung
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Mischform – Zwischenformat:
–
Compiler übersetzt Quellcode in ein maschinennahes Zwischenformat
(Bytecode)
–
Bytecode wird auf der Zielmaschine interpretiert
–
Bytecode maschinenunabhängig → portabel
–
Interpretieren durch maschinennahe Struktur des Bytecode
sehr effizient
–
typische Repräsentanten: Java, C#
–
Bytecode-Interpreter = Java Virtual Machine (JVM)
Die Kombination der Verfahren führt zu portablem Code, der trotzdem schnell
ausgeführt werden kann.
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Erstellen von Java-Programmen
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Das einfachste Java-Programm besteht aus einer
einzelnen Klasse, z.B. MyClass.
Diese Klasse muss in einer Datei des Namens
<Klassenname>.java definiert sein.
hier: MyClass.java
Der Java-Compiler (javac) übersetzt diese Klasse in
Bytecode und speichert das Ergebnis in der Datei
MyClass.class.
Die virtuelle Maschine (Java Virtual Machine = JVM)
interpretiert diesen Bytecode.
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Java-Programmgerüst
Die Datei MyClass.java, die die Klasse MyClass definiert, hat die
folgende Struktur:
public
publicclass
classMyClass
MyClass{{
public
publicstatic
staticvoid
voidmain(String[]
main(String[]args)
args){{
////hier
hierkommt
kommtspaeter
spaetermal
malIhr
Ihreigener
eigener
////Programmtext
Programmtexthin.
hin.
}}
}}
●
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Im Moment genügt es, diese Struktur zu kennen. Sie müssen sie
noch nicht verstehen!
Die Zeichen '//' leiten eine Kommentarzeile ein, d.h. der
Java-Compiler ignoriert die entsprechende Zeile.
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Have a nice cup of
Java coffee!
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