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Commit b1d88eae authored by Peter Gerwinski's avatar Peter Gerwinski
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Vorbereitung 19.11.2015

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% ainf-20151119.pdf - Lecture Slides on Applied Computer Sciences
% Copyright (C) 2012, 2013, 2015 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/>.
\documentclass[10pt,t]{beamer}
\usepackage{pgslides}
\usepackage{pdftricks}
\newrgbcolor{orange}{0.7 0.2 0.0}
\begin{psinputs}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage[german]{babel}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage{helvet}
\renewcommand*\familydefault{\sfdefault}
\usepackage{pstricks,pst-grad}
\end{psinputs}
\title{Angewandte Informatik}
\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
\date{19.\ November 2015}
\begin{document}
\maketitleframe
\begin{frame}
\textbf{Sie können diese Vortragsfolien
einschließlich Beispielprogramme, Skript und sonstiger Lehrmaterialien
unter}
\begin{center}
\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ainf.git}
\end{center}
\textbf{herunterladen.}
\bigskip
\begin{onlyenv}<1>
\begin{itemize}
\arrowitem
\textbf{\color{blue}Files}\\
einzelne Dateien herunterladen
\arrowitem
\textbf{\color{blue}Download zip/tar.gz/tar.bz2/tar}\\
als Archiv herunterladen
\arrowitem
\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ainf.git}\\
mit GIT herunterladen und synchronisieren
\end{itemize}
\end{onlyenv}
\begin{onlyenv}<2>
Achtung: Einige Dateien sind \newterm{Symlinks} -- symbolische Verknüpfungen!
\begin{itemize}
\item
Verweis auf eine andere Datei
\item
hier: Verweis auf gemeinsame Datei im Verzeichnis \file{common}
\item
Web-Interface zeigt Dateinamen als Text (statt Dateiinhalt)
\item
Beispiel: \file{earth-texture.rgb}\\
\textarrow\ Textdatei mit Inhalt "`\file{../common/earth-texture.rgb}"'\\
\textarrow\ bei Verwendung: keine Fehlermeldung, aber keine Textur
\item
Beim Herunterladen als Archiv-Datei (zip/tar.gz/tar.bz2/tar)\\
sind die Symlinks darin korrekt gespeichert.
\item
ebenfalls korrekt:\\
\file{git clone https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/ainf.git}
\end{itemize}
\end{onlyenv}
\end{frame}
\sectionnonumber{Ergänzungen}
\subsectionnonumber{OpenGL}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\showsubsectionnonumber
\begin{itemize}
\item
\textbf{Doppelte Pufferung}\\
2 "`Bildschirme"': einer zum Zeichnen; einer wird angezeigt\\
\file{opengl-magic.double.c}, \lstinline{gluSwapBuffers()}
\pause
\item
\textbf{Im Display-Handler} (\lstinline{draw()}) \textbf{wirklich nur zeichnen!}\\
Wir haben nicht unter Kontrolle, wann, wie oft oder ob überhaupt\\
diese Funktion aufgerufen wird.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsectionnonumber{Umgang mit Bibliotheken}
\begin{frame}[fragile]
\showsectionnonumber
\showsubsectionnonumber
\begin{itemize}
\item
\textbf{Separates Compilieren}\\
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=8]
$ ¡gcc -c -Wall opengl-magic.c¿
$ ¡gcc -c -Wall textured-spheres.c¿
$ ¡gcc -Wall orbit-x.c -lGL -lGLU -lglut \
opengl-magic.o textured-spheres.o -o orbit-x¿
\end{lstlisting}
\pause
\item
Die \textbf{Link-Reihenfolge} kann eine Rolle spielen!\\
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=8]
$ ¡gcc -Wall orbit-x.c \
opengl-magic.o textured-spheres.o \
-lGL -lGLU -lglut -o orbit-x¿
\end{lstlisting}
Notfalls:
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=8]
$ ¡gcc -Wall orbit-x.c -lGL -lGLU -lglut \
opengl-magic.o textured-spheres.o \
-lGL -lGLU -lglut -o orbit-x¿
\end{lstlisting}
\end{itemize}
\end{frame}
\subsectionnonumber{Parameter des Hauptprogramms}
\begin{frame}[fragile]
\showsectionnonumber
\showsubsectionnonumber
\medskip
\begin{lstlisting}
int main (int argc, char **argv)
{
init_opengl (&argc, argv, "Orbit");
...
return 0;
}
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsectionnonumber
\showsubsectionnonumber
\medskip
\begin{lstlisting}
#include <stdio.h>
int main (int argc, char **argv)
{
printf ("argc = %d\n", argc);
for (int i = 0; i < argc; i++)
printf ("argv[%d] = \"%s\"\n", i, argv[i]);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\end{frame}
\sectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
\item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
\begin{itemize}
\item[3.1] Der Präprozessor
\item[3.2] Bibliotheken einbinden
\item[3.3] Bibliothek verwenden (Beispiel: OpenGL)
\item[3.4] Projekt organisieren: make
\end{itemize}
\item[\textbf{4}] \textbf{Algorithmen}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[4.1] Differentialgleichungen
\color{red}
\item[4.2] Rekursion
\item[4.3] Stack und FIFO
\color{black}
\item[4.4] Aufwandsabschätzungen
\end{itemize}
\color{gray}
\item[\textbf{5}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
\item[\makebox(0,0){\textbf{\raisebox{0.5ex}{\dots}}}]
% \item[\textbf{6}] \textbf{Ergänzungen und Ausblicke}
\end{itemize}
\end{frame}
\section{Einführung}
\section{Einführung in C}
\section{Bibliotheken}
\section{Algorithmen}
\subsection{Differentialgleichungen}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\vspace*{-\bigskipamount}
\begin{eqnarray*}
\varphi'(t) &=& \omega(t) \\[\medskipamount]
\omega'(t) &=& -\frac{g}{l}\cdot\sin\varphi(t)\hspace*{7.1cm}
\end{eqnarray*}
\begin{itemize}
\item
Von Hand (analytisch): Lösung raten (Ansatz), Parameter berechnen
\item
Mit Computer (numerisch): Eulersches Polygonzugverfahren
\end{itemize}
\medskip
\begin{lstlisting}[gobble=0]
phi += dt * omega;
omega += - dt * g / l * sin (phi);
\end{lstlisting}
\bigskip
Praktikumsaufgabe: Umlaufbahn
\end{frame}
\subsection{Rekursion}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
Vollständige Induktion:
\vspace*{-0.725cm}
\begin{displaymath}
\hspace*{4cm}
\left.
\begin{array}{r}
\mbox{Aussage gilt für $n = 1$}\\[2pt]
\mbox{Schluß von $n - 1$ auf $n$}
\end{array}
\right\}
\mbox{Aussage gilt für alle $n\in\mathbb{N}$}
\end{displaymath}
\vspace*{-0.5cm}
\pause
Türme von Hanoi
\begin{onlyenv}<2>
\begin{center}
\includegraphics[width=12.2cm]{Tower_of_Hanoi.jpeg}
\end{center}
\end{onlyenv}
\begin{onlyenv}<3->
\begin{itemize}
\item
64 Scheiben, 3 Plätze,
\only<3-4>{\hfill\makebox(0,0)[rt]{\includegraphics[width=6cm]{Tower_of_Hanoi.jpeg}}}\\
immer 1 Scheibe verschieben
\item
Ziel: Turm verschieben
\item
Es dürfen nur kleinere Scheiben\\
auf größeren liegen.
\bigskip
\pause
\pause
\item
$n = 1$ Scheibe: fertig
\item
Wenn $n - 1$ Scheiben verschiebbar:\\
schiebe $n - 1$ Scheiben auf Hilfsplatz,\\
verschiebe die darunterliegende,\\
hole $n - 1$ Scheiben von Hilfsplatz
\end{itemize}
\pause
\vspace{-4.3cm}
\begin{lstlisting}[gobble=6,xleftmargin=6.2cm]
void verschiebe (int n, int start, int ziel)
{
if (n == 1)
verschiebe_1_scheibe (start, ziel);
else
{
verschiebe (1, start, hilfsplatz);
verschiebe (n - 1, start, ziel);
verschiebe (1, hilfsplatz, ziel);
}
}
\end{lstlisting}
\end{onlyenv}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6cm}
\vspace*{0.5cm}
Floodfill\strut\\
\begin{lstlisting}[gobble=6]
void fill (int x, int y, char c, char o)
{
if (get_point (x, y) == o)
{
put_point (x, y, c);
fill (x + 1, y, c, o);
fill (x - 1, y, c, o);
fill (x, y + 1, c, o);
fill (x, y - 1, c, o);
}
}
\end{lstlisting}
\end{minipage}\pause
\begin{minipage}[t]{6.3cm}
\vspace*{-1cm}
Aufgabe: Schreiben Sie eine\\
Bibliothek für "`Text-Grafik"'\\
mit folgenden Funktionen:
\begin{itemize}
\item
\lstinline|void clear (char c)|\\
Bildschirm auf Zeichen \lstinline|c| löschen
\item
\lstinline|void put_point (int x, int y, char c)|\\
Punkt setzen
\item
\lstinline|char get_point (int x, int y)|\\
Punkt lesen
\item
\lstinline|void fill (int x, int y, char c, char o)|\\
Fläche in der "`Farbe"' \lstinline|o|,\\
die den Punkt \lstinline|(x, y)| enthält,\\
mit der "`Farbe"' \lstinline|c| ausmalen
\item
\lstinline|void display (void)|\\
Inhalt des Arrays auf dem\\
Bildschirm ausgeben
\end{itemize}
Hinweis: Verwenden Sie ein\\Array als "`Bildschirm"'.
\end{minipage}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
Ausgabe einer Hex-Zahl\strut\\
\begin{itemize}
\item
Den Rest der Zahl bei Division durch 16 ausgeben, \dots
\item
\dots\ \emph{aber vorher\/} die Hex-Ziffern der durch 16 dividierten Zahl ausgeben.
\pause
\arrowitem
Array als Zwischenspeicher zum Umdrehen entfällt.
\pause
\arrowitem
\emph{Wirklich?}
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Stack und FIFO}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\bigskip
\begin{minipage}[b]{6cm}
\begin{center}
"`First In -- First Out"'
\bigskip
\begin{picture}(6,4)
\thicklines
\color{structure}
\put(0.5,0){\line(1,0){5}}
\put(3.5,0){\only<1-5>{\line(0,1){1}}}
\put(4.5,0){\only<1-4>{\line(0,1){1}}}
\put(3.5,1){\only<1-4>{\line(1,0){1}}}
\put(4.0,0.5){\only<1-4>{\makebox(0,0){\lstinline{3}}}}
\put(3.0,1.5){\only<1>{\vector(1,-1){0.45}}}
\put(3.0,1.5){\only<1>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (3)}}}}
\put(2.5,0){\only<2-6>{\line(0,1){1}}}
\put(2.5,1){\only<2-5>{\line(1,0){1}}}
\put(3.0,0.5){\only<2-5>{\makebox(0,0){\lstinline{7}}}}
\put(2.0,1.5){\only<2>{\vector(1,-1){0.45}}}
\put(2.0,1.5){\only<2>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (7)}}}}
\put(1.5,0){\only<3-6>{\line(0,1){1}}}
\put(1.5,1){\only<3-6>{\line(1,0){1}}}
\put(2.0,0.5){\only<3-6>{\makebox(0,0){\lstinline{137}}}}
\put(1.0,1.5){\only<3>{\vector(1,-1){0.45}}}
\put(1.0,1.5){\only<3>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (137)}}}}
\put(4.55,1.05){\only<4>{\vector(1,1){0.45}}}
\put(5.00,1.60){\only<4>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 3}}}
\put(3.55,1.05){\only<5>{\vector(1,1){0.45}}}
\put(4.00,1.60){\only<5>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 7}}}
\put(2.55,1.05){\only<6>{\vector(1,1){0.45}}}
\put(3.00,1.60){\only<6>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 137}}}
\end{picture}
\bigskip
FIFO = Queue = Reihe
\end{center}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[b]{6cm}
\begin{center}
"`Last In -- First Out"'
\bigskip
\begin{picture}(6,4)
\thicklines
\color{structure}
\put(1.5,0){\line(1,0){3}}
\put(2.5,0){\line(0,1){1}}
\put(3.5,0){\line(0,1){1}}
\put(2.5,1){\line(1,0){1}}
\put(3.0,0.5){\makebox(0,0){\lstinline{3}}}
\put(2.0,1.5){\only<1>{\vector(1,-1){0.45}}}
\put(2.0,1.5){\only<1>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (3)}}}}
\put(2.5,1){\only<2-5>{\line(0,1){1}}}
\put(3.5,1){\only<2-5>{\line(0,1){1}}}
\put(2.5,2){\only<2-5>{\line(1,0){1}}}
\put(3.0,1.5){\only<2-5>{\makebox(0,0){\lstinline{7}}}}
\put(2.0,2.5){\only<2>{\vector(1,-1){0.45}}}
\put(2.0,2.5){\only<2>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (7)}}}}
\put(2.5,2){\only<3-4>{\line(0,1){1}}}
\put(3.5,2){\only<3-4>{\line(0,1){1}}}
\put(2.5,3){\only<3-4>{\line(1,0){1}}}
\put(3.0,2.5){\only<3-4>{\makebox(0,0){\lstinline{137}}}}
\put(2.0,3.5){\only<3>{\vector(1,-1){0.45}}}
\put(2.0,3.5){\only<3>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{push (137)}}}}
\put(3.55,3.05){\only<4>{\vector(1,1){0.45}}}
\put(4.00,3.60){\only<4>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 137}}}
\put(3.55,2.05){\only<5>{\vector(1,1){0.45}}}
\put(4.00,2.60){\only<5>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 7}}}
\put(3.55,1.05){\only<6>{\vector(1,1){0.45}}}
\put(4.00,1.60){\only<6>{\makebox(0,0)[b]{\lstinline{pop ()}: 3}}}
\end{picture}
\bigskip
LIFO = Stack = Stapel
\end{center}
\end{minipage}
%
% \dots
\end{frame}
\sectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
\item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
\item[\textbf{4}] \textbf{Algorithmen}
\begin{itemize}
\item[4.1] Differentialgleichungen
\item[4.2] \color{medgreen}Rekursion
\item[4.3] Stack und FIFO
\item[4.4] \color{black}Aufwandsabschätzungen
\end{itemize}
\color{gray}
\item[\textbf{5}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
\item[\makebox(0,0){\textbf{\raisebox{0.5ex}{\dots}}}]
% \item[\textbf{6}] \textbf{Ergänzungen und Ausblicke}
\end{itemize}
\end{frame}
\end{document}
20151119/hex-1.c 0 → 100644
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#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
void print_hex (uint32_t x)
{
print_hex (x / 16);
int e = x % 16;
if (e < 10)
printf ("%d", e);
else
printf ("%c", 'a' + e - 10);
}
int main (void)
{
print_hex (16777226);
printf ("\n");
return 0;
}
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../common/logo-hochschule-bochum.pdf
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20151119/pgscript.sty 0 → 120000
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../common/pgscript.sty
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20151119/pgslides.sty 0 → 120000
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