Praktikumsunterlagen Versuch 2

20181008/hp-2018ws-p1.tex

@@ -41,7 +41,7 @@
   \begin{center}
     \Large\textbf{Praktikumsversuch 1: RSA-Verschlüsselung}
     \par\medskip
-    \normalsize Hardwarenahe Programmierung / Angewandte Informatik\\
+    \normalsize Hardwarenahe Programmierung\sep
     Wintersemester 2018/19\sep
     Prof.~Dr.~Peter Gerwinski
   \end{center}
@@ -161,7 +161,7 @@
     Copyright \copyright\ 2014, 2015, 2016, 2017, 2018\quad Peter Gerwinski\\
     Lizenz: \mylicense
 
-    Sie können diese Praktikumsunterlagen einschließlich Quelltext
+    Sie können diese Praktikumsunterlagen einschließlich \LaTeX-Quelltext
 %%    und Beispielprogramme\\
     herunterladen unter:\\
     \url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp}

20181105/hp-20181105.tex

@@ -20,7 +20,7 @@
 % Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
 % document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
 
-% README: String-Operationen
+% README: String-Operationen, Bibliotheken
 
 \documentclass[10pt,t]{beamer}
 

20181112/hp-20181112.tex

@@ -20,7 +20,7 @@
 % Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
 % document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
 
-% README: String-Operationen
+% README: Bibliotheken, Differentialgleichungen
 
 \documentclass[10pt,t]{beamer}
 

20181112/hp-2018ws-p2.tex

+% hp-2018ws-p2.pdf - Labor Notes on Fundamentals in Computer Architecture
+% Copyright (C) 2014, 2015, 2018  Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
+% modify it either under the terms of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
+% GNU General Public License as published by the Free Software
+% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
+% any later version.
+%
+% This document is distributed in the hope that it will be useful,
+% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+% GNU General Public License for more details.
+%
+% You should have received a copy of the GNU General Public License
+% along with this document.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+%
+% You should have received a copy of the Creative Commons
+% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
+% document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
+
+% README: Versuch 2, 14. und 21.10.2018: Weltraum-Simulation
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+\usepackage{multicol}
+\usepackage{sfmath}
+
+\sloppy
+\raggedcolumns
+\pagestyle{empty}
+\newcommand{\sep}{~$\cdot$~}
+\newcommand{\mylicense}{CC-by-sa (Version 3.0) oder GNU GPL (Version 3 oder höher)}
+
+\begin{document}
+
+  \makebox(0,0.005)[tl]{\includegraphics[scale=0.72]{logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf}}\hfill
+  \makebox(0,0)[tr]{\includegraphics[scale=0.5]{logo-hochschule-bochum.pdf}}
+  \par\bigskip\bigskip
+  \begin{center}
+    \Large\textbf{Praktikumsversuch 2: Weltraum-Simulation}
+    \par\medskip
+    \normalsize Hardwarenahe Programmierung\sep
+    Wintersemester 2018/19\sep
+    Prof.~Dr.~Peter Gerwinski
+  \end{center}
+
+  Aufgabe: Schreiben Sie ein C-Programm, das die Umlaufbahn eines Satelliten
+  im Gravitationsfeld eines Zentralgestirns simuliert und in bewegter Grafik darstellt.
+
+  \begin{multicols}{2}
+
+    \begin{itemize}
+      \item
+        Ein Körper im Gravitationsfeld eines Zentralgestirns
+        erfährt eine Kraft in Richtung auf dessen Zentrum
+        mit dem Betrag:
+        \begin{equation}
+          F = \frac{m\cdot M\cdot G}{r^2}
+        \end{equation}
+        Hierbei ist $m$ die Masse des Satelliten,
+        $M$ die des Zentralgestirns,
+        $r$ der Abstand des Satelliten vom Zentrum und
+        $G$ eine Konstante (Gravitationskonstante).
+      \item
+        Die Gravitationskraft beschleunigt den Satelliten gemäß:
+        \begin{equation}
+          \vec{F} = m\cdot \vec{a}
+        \end{equation}
+      \item
+        Mit geeignetem Anfangsort und geeigneter Anfangsgeschwindigkeit
+        beschreibt der Satellit eine elliptische Umlaufbahn um das Zentralgestirn.
+      \item
+        Wir rechnen in zwei Dimensionen $x$ und $y$.
+      \item
+        Für die Zerlegung der Kraft $\vec{F}\/$
+        in $x$- und $y$-Komponenten benötigen Sie nur die Grundrechenarten
+        und insbesondere \emph{keine\/} trigonometrischen Funktionen:
+        \begin{equation}
+          \vec{F} = -|\vec{F}| \cdot \frac{\vec{x}}{|\vec{x}|}
+        \end{equation}
+      \item
+        Die Wurzelfunktion \lstinline{sqrt()} finden Sie
+        in der Mathematik-Bibliothek.
+        Um diese zu nutzen, verwenden Sie \lstinline{#include <math.h>} im Quelltext,
+        und geben Sie beim \lstinline[style=cmd]{gcc}-Aufruf
+        \lstinline[style=cmd]{-lm} mit an.
+      \columnbreak
+      \item
+        Für die Simulation betrachten wir das System in kurzen Zeitintervallen $dt$
+        und berechnen die Änderungen des Ortes $\vec{r} = (x,y)$
+        und der Geschwindigkeit $\vec{v} = (v_x,v_y)$ des Satelliten
+        mit Hilfe des expliziten Eulerschen Polygonzugverfahrens.
+      \item
+        Für eine derartige Simulation
+        einschließlich ihrer Darstellung als bewegte Grafik
+        können Sie sich von dem Beispiel-Programm \gitfile{hp}{20181112}{gtk-13.c}
+        inspirieren lassen. (Compilieren mit:
+        \lstinline[style=cmd]{gcc}
+        \lstinline[style=cmd]{-Wall}
+        \lstinline[style=cmd]{-O}
+        \lstinline[style=cmd]{gtk-13.c}
+        \lstinline[style=cmd]{$(pkg-config}
+        \lstinline[style=cmd]{--cflags}
+        \lstinline[style=cmd]{--libs}
+        \lstinline[style=cmd]{gtk+-3.0)}
+        \lstinline[style=cmd]{-o}
+        \lstinline[style=cmd]{gtk-13})
+      \item
+        In einer \file{GTK+}-\lstinline{drawing_area}
+        liegt der Nullpunkt der Zeichnung oben links,
+        eine Längeneinheit entspricht einem Pixel,
+        und die $y$-Koordinate wächst nach unten.
+        Es empfiehlt sich, die Koordinaten so umzurechnen,
+        daß der Nullpunkt in der Mitte der Zeichnung liegt,
+        die Längeneinheit Ihrem persönlichen Geschmack entspricht
+        und die $y$-Koordinate nach oben wächst.
+      \item
+        Freiwillige Zusatzaufgabe:
+        Wenn Sie drei oder mehr Körper simulieren,
+        die sich unter dem Einfluß der Gravitation im Weltraum frei bewegen,
+        ergeben sich noch sehr viel interessantere Bahnen:
+        \vspace{-\smallskipamount}
+        \begin{itemize}\itemsep0pt
+          \item 
+            Planet mit Mond umkreist Sonne
+          \item
+            Sonne mit mehreren Planeten, die sich gegenseitig beeinflussen
+          \item
+            zwei Sonnen umkreisen sich gegenseitig, Planet kreist drumherum
+          \item
+            Raumsonde besucht nacheinander mehrere Planeten
+        \end{itemize}
+    \end{itemize}
+
+    \bigskip
+
+    \strut\hfill\emph{Viel Erfolg!}\qquad\qquad
+
+  \end{multicols}
+
+  \vfill
+
+  \begingroup
+
+    \small
+
+    \setlength{\leftskip}{3cm}
+
+    Stand: 13.\ November 2018
+
+%    Soweit nicht anders angegeben:\\
+    Copyright \copyright\ 2014, 2015, 2018\quad Peter Gerwinski\\
+    Lizenz: \mylicense
+
+    Sie können diese Praktikumsunterlagen einschließlich \LaTeX-Quelltext
+%%    und Beispielprogramme\\
+    herunterladen unter:\\
+    \url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp}
+
+  \endgroup
+
+\end{document}

20181112/hp-uebung-20181112.tex

@@ -20,7 +20,7 @@
 % Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
 % document.  If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
 
-% README: Text-Grafik-Bibliothek, Datum-Bibliothek
+% README: Text-Grafik-Bibliothek, Datum-Bibliothek, Kondensator
 
 \documentclass[a4paper]{article}
 

README.md

@@ -21,7 +21,8 @@ Vortragsfolien:
  * [15.10.2018: Seiteneffekte, Funktionen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181015/hp-20181015.pdf)
  * [22.10.2018: Zeiger, Arrays und Strings, Strukturen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181022/hp-20181022.pdf)
  * [29.10.2018: Dateien und Fehlerbehandlung, Parameter des Hauptprogramms](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181029/hp-20181029.pdf)
- * [05.11.2018: String-Operationen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181105/hp-20181105.pdf)
+ * [05.11.2018: String-Operationen, Bibliotheken](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181105/hp-20181105.pdf)
+ * [12.11.2018: Bibliotheken, Differentialgleichungen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181112/hp-20181112.pdf)
  * [alle in 1 Datei](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/hp-slides-2017ws.pdf)
 
 Übungsaufgaben:
@@ -31,6 +32,7 @@ Vortragsfolien:
  * [22.10.2018: ROT13-Verschlüsselung, Programm analysieren, Kalender-Berechnung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181022/hp-uebung-20181022.pdf)
  * [29.10.2018: Strings, Primzahlen, Datum-Bibliothek](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181029/hp-uebung-20181029.pdf)
  * [05.11.2018: Ausgabe von Hexadezimalzahlen, Einfügen in Strings, Länge von Strings](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181105/hp-uebung-20181105.pdf)
+ * [12.11.2018: Text-Grafik-Bibliothek, Datum-Bibliothek, Kondensator](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181112/hp-uebung-20181112.pdf)
 
 Musterlösungen:
 ---------------
@@ -41,11 +43,12 @@ Musterlösungen:
 
 Tafelbilder:
 ------------
-(keine)
+ * [12.11.2018: Differentialgleichung für gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181112/photo-20181112-173737.jpg)
 
 Praktikumsunterlagen:
 ---------------------
  * [Versuch 1, 10., 17. und 24.10.2018: RSA-Verschlüsselung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181008/hp-2018ws-p1.pdf)
+ * [Versuch 2, 14. und 21.10.2018: Weltraum-Simulation](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/master/20181112/hp-2018ws-p2.pdf)
 
 Skript:
 -------