Vorlesung 2 Flashcards
Warum gibt es Variablen und Datentypen?
● Variable (in der Informatik): logischer Speicherplatz, um Werte,
Zwischenergebnisse, Benutzereingaben etc. zu speichern.
● Anders formuliert: Eine Variable speichert Dinge, mit denen wir
arbeiten wollen.
● C ist streng typisierte Sprache, d.h. jede Variable muss von einem
bestimmten Datentyp sein und behält diesen, solange sie existiert.
● Variablen müssen vor erster Benutzung deklariert werden.
● Name [= Bezeichner] und Datentyp müssen festgelegt werden, bevor wir
mit der Variable arbeiten können.
Was sind die Elementaren Datentypen in C
- Elementare Datentypen
- char ein Byte oder Zeichen ‘A’ 65
- int ganze Zahl 1234 -1234
- float einfach genaue Gleitpunktzahl 3.45f
- double doppelt genaue Gleitpunktzahl 3.45
- Varianten
- short (int) geringerer Speicherbedarf / Wertebereich
- long (int) höherer Speicherbedarf / Wertebereich
- signed / unsigned Variable mit/ohne Vorzeichen (für int und char)
- long double besonders genaue Gleitpunktvariable
Nenne beispiele für Ganzzahlige Literale
- Dezimal
- 1234 ist vom Typ int
- 1234l und 1234L sind vom Typ long int
- 1234u und 1234U sind vom Typ unsigned int
- 1234ul und 1234UL sind vom Typ unsigned long int
- 123456789 ist vom Typ long int
● Oktal (beginnen mit 0) - 037 entspricht dezimal 31
● Hexadezimal (beginnen mit 0x oder 0X) - 0x1f und 0X1F entsprechen dezimal 31
- 0XFUL ist unsigned long mit Dezimalwert 15
Nenne beispiele für Gleitpunkt-Literale
● Mit Dezimalpunkt
* 1.234 ist double
* 1.234f und 1.234F sind float
* 1.234l und 1.234L sind long double
● Mit Exponenten
● Das e steht für „10 hoch“:
* 1234e-3 ist double und bedeutet 123410-3, also 1.234
* 1.234e2f ist float und bedeutet 1.234102, entspricht 123.4
double x1 = 1.234;
double x2 = 1234e-3;
float f = 12.5f;
Was sind Zeichen-Literale?
● Einzelne Zeichen in einfachen Anführungszeichen, z.B. ‘a’
* Entspricht numerischen Wert des Zeichens im Zeichensatz der Maschine
(Beachte: ‘7’ ≠ 7!) (i.d.R. ASCII)
● Zeichenketten in doppelten Anführungszeichen
* Beispiel: “Hello World”
● Ersatzdarstellungen für Sonderzeichen:
\a Klingelzeichen \ \ (Gegenschrägstrich)
\b Backspace \? ? (Fragezeichen)
\f Seitenvorschub ' ‘ (Anführungszeichen)
\n Zeilenumbruch " “ (Doppelanführungszeichen)
\r Wagenrücklauf \ooo Zeichen mit oktalem Wert
\t Tabulator \xhh Zeichen mit hexadezimalem Wert
\v vertikaler Tabulator
Sind Wertebereiche immer gleich?
- Die Wertebereiche von Variablen sind in C plattformabhängig
- Hinweis: Wertebereiche können aus limits.h und float.h
gelesen werden.
Nenne ein paar beispiele für Wichtige Operatoren auf Variablen
int l, m, n;
n = 15;
m = n + 3;
m = 5 * (n + 3) - 4;
a = 18;
b = 7;
c = a % b; // 4
Konstanten: wie geht die syntax und wann braucht man sie?
- Variablen können so definiert werden, dass man sie nach der ersten
Zuweisung nicht mehr ändern kann. - Umsetzung: Schlüsselwort const vor Variablendeklaration.
Wieviele generationen von programmiersprqchen gibt es und was zeichnet sie aus?
- Programmiersprachen lassen sich auf verschiedene Weisen klassifizieren.
- Einteilung nach Generationen:
- Einteilung erfolgt nach Abstraktionsniveau (je höher die Generation,
desto abstrakter). - Generation 1-2: Niedere Programmiersprachen (nah an der Hardware)
- Befehlssatz und Datentypen sind genau auf den verwendeten Rechner abgestimmt.
- Generation 3-5: Höhere Programmiersprachen (problemorientiert)
- Abstrakter, maschinenunabhängig. Werden entweder nach der Programmierung in
Maschinencode übersetzt oder während der Laufzeit interpretiert. - Einteilung nach Paradigmen:
- Ein Programmierparadigma bezeichnet das Model, mit dem ein Entwickler ein
Programm beschreibt.
- Generation: Maschinencode
- Binäre Befehle, z.B. für
- Daten aus dem Speicher in ein Prozessorregister holen (oder umgekehrt).
- Einfache Arithmetik mit den Inhalten der Register.
- Beispiel (Intel x86):
- 10110000 01100011 entspricht Hexadezimal B0 63
- Bedeutet: Lade in das AL Register den Operand (63)16
- Vor- und Nachteile
+ sehr schnell arbeitende Programme
– schwer zu lernen und zu lesen
– stark abhängig vom Prozessor
- Generation: Assemblercode
- Symbolische Befehle (Mnemonics) für die Binärcodes
- Bezeichner für Speicherstellen (inkl. Positionen im Programm)
- erleichtert die Programmierung enorm und hilft Fehler zu vermeiden
- Beispiel (Assemblercode für den Binärcode aus vorherigem Beispiel)
- mv al, 63h (vorher: 10110000 01100011)
- Mittels eines Assemblers werden symbolische Befehle in Maschinencode übersetzt.
- Einsatzgebiet: hochgradig optimierte Routinen, systemnahe Programmierung,
Mikrocontroller, für die keine Hochsprache verfügbar ist. - Vor- und Nachteile
+ sehr schnell arbeitende Programme
– viel Zeit zur Programmierung notwendig anstatt zur eigentlichen Problemlösung
– abhängig vom Prozessor
- Generation: Höhere Programmiersprachen
- Höheres Abstraktionsniveau, damit näher am zu lösenden Problem
- Verwendung von Variablen
- Komplexe Datentypen
- Blockweiser Aufbau mit klaren Kontrollstrukturen (kein wildes Hin- und Herspringen)
- Prozeduren und Funktionen erlauben einfache Mehrfachverwendung von Code-Teilen
- Verschiedene Paradigmen (z.B. prozedural, objektorientiert)
- Beispiele: C, C++, Java, Python, Fortran, Algol, Pascal
- Vorteile
+ leicht erlernbar und lesbar
+ schnell
+ geringe Abhängigkeit von der Hardware
– teilweise Unterschiede zwischen
Betriebssystemen, Rechnertypen, Übersetzern
- Generation
- Das „Was“ steht im Vordergrund, nicht das „Wie“.
- Domänenspezifische Sprachen, d.h. für bestimmte Einsatzgebiete
- Beispiele
- SQL (Structured Query Language): Sprache zur Datenbankabfrage, es wird beschrieben, welche
Daten benötigt werden, aber nicht wie sie gefunden werden sollen - Deskriptive Sprachen: HTML beschreibt, wie eine Web-Seite aussehen soll, nicht aber wie der
Browser sie zeichnen soll - Matlab, Mathematica: Sprachen für mathematische Berechnungen
- Skriptsprachen, die andere Programme steuern (z.B. VBA)
- Werkzeuge zur graphischen Programmierung (GUI-Design, Ablaufpläne)
- Vor- und Nachteile
+ problemnah
+ keine Definition von Einzelschritten notwendig
– wenig flexibel
- Generation
- Keine Lösung des Problems wird angegeben, sondern Beschreibung von
Rand- und Zwangsbedingungen (Constraints) - Einsatzgebiete: künstliche Intelligenz, Forschung
- Beispiele
- Prolog: basiert auf Prädikatenlogik, bei der Programmierung werden Fakten und Regeln
festgelegt, anhand derer das System später Fragen beantwortet - Lisp: basiert auf dem Lambda-Kalkül, alles wird als Funktion definiert, alle Objekte sind
Listen, die nach bestimmten Regeln miteinander verknüpft werden - Vor- und Nachteile
+ allgemein
+ maschinenunabhängig
+ kurze Programme für komplexe Probleme möglich
– langsam
Was versteht man unter Programmierparadigmen?
Welche paradigmen sind üblich?
- Ein Programmierparadigma ist ein fundamentaler Programmierstil.
- Er beschreibt das Modell, mit dem ein Programmierer ein Programm auffasst.
- Programmiersprachen folgen einem oder mehreren Paradigmen.
- Übliche Paradigmen:
- Imperativ
- Deklarativ
- Funktional
- Logisch
- Objektorientiert
