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% es-20250327.pdf - Lecture Slides on Embedded Systems
% Copyright (C) 2013-2024, 2025 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: Einführung: eingebettete Systeme, Wiederholung: hardwarenahe Programmierung, Unix
\documentclass[10pt,t]{beamer}
\usepackage{pgslides}
\usepackage{rotating}
\usepackage{tikz}
\newcommand{\underconstruction}{%
\begin{picture}(0,0)
\put(9,0.9){\makebox(0,0)[b]{\includegraphics[width=1.5cm]{Zeichen_123.pdf}}}
\put(9,0.6){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{Änderungen\\vorbehalten}}}
\end{picture}}
\title{Eingebettete Systeme}
\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
\date{27.\ März 2025}
\newcommand{\greyurl}[1]{\href{#1}{\color{gray}\nolinkurl{#1}}}
\newcommand{\redhref}[2]{\href{#1}{\color{red}\nolinkurl{#2}}}
\newcommand{\ItwoC}{I\raisebox{0.5ex}{\footnotesize 2}C}
\begin{document}
\iffalse
\maketitleframe
\else
\begin{frame}[plain,fragile]
\vspace*{8cm}
\begin{picture}(0,0)
% \put(12.3,8.0){\makebox(0,0)[tr]{\LARGE\bf\color{gray}\shortstack[r]{%
% {\normalsize Software-Entwicklung für}\\[0.5ex]
\put(12.3,8.0){\makebox(0,0)[tr]{\LARGE\bf\color{gray}\shortstack[r]{%
Eingebettete Systeme\\[2ex]
% \makebox(0,0)[br]{\color{yellow}\rule{5cm}{3cm}}%
% \makebox(0,0)[br]{\includegraphics[trim=0.98cm 13.60cm 0.98cm 13.59cm,width=5cm]{logo-hochschule-bochum-de-wide.pdf}}\\[2cm]
\includegraphics[trim=0.98cm 13.60cm 0.98cm 13.59cm,width=6.4cm]{logo-hochschule-bochum-de-wide.pdf}\\[2ex]
\large Sommersemester 2025}}}
%\put(9.5,6.677) % zum Vergleich
\put(0.0,8.0){\makebox(0,0)[tl]{\includegraphics[width=3.5cm]{logo-hochschule-bochum-cvh-text-v3.pdf}}}
\end{picture}%
\begin{picture}(-0.3,-0.5)
% \put(0,0.5){\includegraphics[width=5.6cm]{floppys.jpg}}
\put(0,-0.3){\includegraphics[width=5.6cm]{wetterstation.jpg}}
\end{picture}%
\begin{picture}(0,0)
\put(0.4,4.1){\includegraphics[width=5.4cm]{floppys.jpg}}
% \put(1.7,3.1){\includegraphics[width=6.3cm]{hexapode.png}}
\end{picture}%
\begin{picture}(0,0)
\put(6.1,-0.7){\includegraphics[width=6cm]{csa2.jpg}}
\end{picture}
\begin{picture}(0,0)
\put(0.2,-1.1){\makebox(0,0)[bl]{\bf\color{gray}\shortstack[l]{\insertauthor\\[\smallskipamount]\insertdate}}}
\put(12.4,-1.1){\makebox(0,0)[r]{%
\greyurl{https://www.peter.gerwinski.de/}%
\visible<2->{\redhref{https://www.peter.gerwinski.de/physik/}{physik/}}}}
\put(3.55,-0.95){\only<2->{\makebox(0,0)[br]{\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(-0.75,0.25);}}}}
\put(3.2,-0.8){\only<2->{\makebox(0,0)[tl]{\footnotesize\color{red}\shortstack{%
\emph{rerum naturalium}\\der Naturwissenschaften}}}}
\end{picture}
\end{frame}
\fi
\sectionnonumber{Vorab: Online-Werkzeuge}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\begin{itemize}
\item
Diese Veranstaltung findet \textbf{in Präsenz} statt.\\
Wir versuchen aber, auch eine Online-Teilnahme zu ermöglichen.
\medskip
\item
\textbf{Mumble}: Seminarraum 2\\
Fragen: Mikrofon einschalten oder über den Chat\\
Umfragen: über den Chat -- \textbf{auch während der Präsenz-Veranstaltung}
\smallskip
\item
\textbf{VNC}: Kanal 6, Passwort: \lstinline[style=cmd]{testcvh}\\
Eigenen Bildschirm freigeben: VNC-Software oder Web-Interface \emph{yesVNC}\\
Eigenes Kamerabild übertragen: Web-Interface \emph{CVH-Camera}
\smallskip
\item
Allgemeine Informationen:
\url{https://www.cvh-server.de/online-werkzeuge/}
\smallskip
\item
Notfall-Schnellzugang: \url{https://www.cvh-server.de/virtuelle-raeume/}\\
Seminarraum 2, VNC-Passwort: \lstinline[style=cmd]{testcvh}
% \smallskip
% \item
% Bei Problemen: bitte notieren:\\
% Art des Problems, genaue Uhrzeit, eigener Internet-Zugang
\bigskip
\item
\textbf{Lehrmaterialien:} \url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es}
\end{itemize}
\end{frame}
\section{Einführung}
\subsection{Was sind eingebettete Systeme?}
\begin{frame}
\showsubsectionnonumber
\emph{Der Ausdruck \textbf{\newterm{eingebettetes System\/}} (\dots\,) bezeichnet
einen elektronischen Rechner oder auch Computer,
der in einen technischen Kontext eingebunden (eingebettet) ist.}
\vspace*{-0.5cm}
\begin{flushright}
\url{https://de.wikipedia.org/wiki/Eingebettetes_System}
\end{flushright}
\begin{itemize}
\pause
\item
\emph{keine\/} Aussage über die Größe
\item
in der Praxis: so klein wie möglich\only<4->{, z.\,B.:}\\[\smallskipamount]
\only<3>{\vspace*{-3.3cm}\hspace*{0.7cm}\includegraphics[height=8cm]{csa2.jpg}\hspace*{-1cm}\vspace*{-8cm}}
\pause
\pause
\begin{itemize}
\item
mehrere Rechnerschränke
\item
Industrie-PC
\item
Einplatinencomputer
\item
Mikro-Controller
\end{itemize}
\pause
\item
Bedienung über spezielle Ein-/Ausgabegeräte (z.\,B.\ PKW, Telefon)
\pause
\item
Wartung über speziellen Adminstrator-Zugang
\begin{itemize}
\item
Bus-Schnittstelle (RS-232, CAN-BUS)
\item
Netzwerk (TCP/IP, Ethernet oder WLAN)
\end{itemize}
\pause
\item
Programmierung oft außerhalb des Systems\\
(Cross-Entwicklungswerkzeuge)
\end{itemize}
\vspace*{-1cm}
\end{frame}
\subsection{In dieser Lehrveranstaltung}
\begin{frame}
\showsubsectionnonumber
\vspace*{-\medskipamount}
\begin{itemize}
\item
Auffrischung: Hardwarenahe Programmierung
\item
Auffrischung bzw.\ neu: Einführung in Unix
\item
Auffrischung bzw.\ neu: TCP/IP in der Praxis
\item
Neu: Bus-Systeme
\item
Neu: Echtzeit-Systeme
\item
\dots
\medskip
\item
\textbf{Prüfungsleistung:} Projektaufgabe
\only<2->{{\color{red}\textarrow\ Projektaufgabe überlegen}}\\
Eingebettetes System eigener Wahl zum Laufen bringen
\item
Statt Klausur: Hausarbeit mit Kolloquium
\item
Details werden in der Lehrveranstaltung abgesprochen.
\medskip
\item
% \textbf{Praktikum:} 3 Versuche
% \textbf{Praktikum:} Details stehen noch nicht fest
\textbf{Praktikum:} kombiniert mit der Prüfungsleistung\\
(Details werden noch festgelegt.)
% \item
% Details werden in der Lehrveranstaltung bekanntgegeben.
\medskip
\item
\textbf{Lehrmaterialien:} \url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es}
% \item
% Termine (Praktika, Kolloquien)\\
% werden in der Lehrveranstaltung abgesprochen\\
% und via GitLab bekanntgegeben (Datei: \file{termine.txt})
\end{itemize}
\iffalse
\bigskip
{\color{gray}
Weitere Ideen:
\begin{itemize}
\item
{\color{black}im Sommer: Exkursion: Lufthansa Aviation Training, Frankfurt am Main}
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
falls möglich: Exkursion: TFC -- Simulatoren und Technik GmbH, Velbert-Nierenhof
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Einführung in die GUI-Programmierung
\item[\color{gray}$\bullet$]\color{gray}
Web-Interfaces
\end{itemize}}
\vspace*{-1cm plus 1filll}
\underconstruction
\fi
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es}}}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[1.1] Was sind eingebettete Systeme?
% \item[1.2] Vertiefung Systemtechnik
\item[1.2] In dieser Lehrveranstaltung
\end{itemize}
\item[\textbf{2}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
\item[\textbf{3}] \textbf{Einführung in Unix}
% \begin{itemize}
% \item[2.1] \color{red}Grundkonzepte
% \item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
% \item[2.3] Dateisysteme
% \item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
% \item[2.5] Pipes
% \item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
%% \item[\dots]
% \end{itemize}
% \color{gray}
\item[\textbf{4}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
% \vspace*{-1cm plus 1filll}
%
% \underconstruction
\end{frame}
\section{Hardwarenahe Programmierung}
\begin{frame}
\showsection
\begin{itemize}
\item
\href{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2024ws/20241017/hp-uebung-20241017.pdf}%
{Übungsaufgaben 1, 17.\,10.\,2024:\\Schaltjahr ermitteln, Multiplikationstabelle,\\Fibonacci-Zahlen, fehlerhaftes Programm}
\item
\href{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2024ws/20241121/hp-uebung-20241121.pdf}%
{Übungsaufgaben 5, 21.\,11.\,2024:\\Zahlensysteme, Mikrocontroller, LED-Blinkmuster}
\item
\href{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2024ws/20241212/hp-uebung-20241212.pdf}%
{Übungsaufgabe 8.1, 12.\,12.\,2024:\\Trickprogrammierung}
\item
\href{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2024ws/20250109/hp-uebung-20250109.pdf}%
{Übungsaufgabe 10.1, 9.\,1.\,2025:\\Personen-Datenbank}
\end{itemize}
\end{frame}
\iffalse
\subsection{Arrays und Zeiger für Fortgeschrittene}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6cm}
Array:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char a[] = "Test";
\end{lstlisting}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[t]{6cm}
Zeiger:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char *p = "Test";
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\bigskip
\begin{itemize}
\item
In beiden Fällen wird ein Array von ganzen Zahlen\\
(5 \lstinline{char}-Variable mit den Werten 84, 101, 115, 116 und 0)\\
im Speicher angelegt.
\medskip
\item
Links heißt das Array \lstinline{a};
rechts ist es "`anonym"'.
\item
Rechts wird zusätzlich ein Zeiger \lstinline{p} im Speicher angelegt,\\
der auf das (anonyme) Array zeigt.
\medskip
\item
\lstinline{&a} ist dasselbe wie \lstinline{a},
nämlich die Adresse des Arrays.
\item
\lstinline{&p} ist die Adresse des Zeigers.
\item
\lstinline{p} ist der Wert des Zeigers,\\
momentan also die Adresse des (anonymen) Arrays.
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6cm}
Array:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char a[] = "Test";
\end{lstlisting}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[t]{6cm}
Zeiger:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char *p = "Test";
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\bigskip
\begin{itemize}
\item
In beiden Fällen wird ein Array von ganzen Zahlen\\
(5 \lstinline{char}-Variable mit den Werten 84, 101, 115, 116 und 0)\\
im Speicher angelegt.
\medskip
\item
Links heißt das Array \lstinline{a};
rechts ist es "`anonym"'.
\item
Rechts wird zusätzlich ein Zeiger \lstinline{p} im Speicher angelegt,\\
der auf das (anonyme) Array zeigt.
\medskip
\item
\lstinline{&a} ist {\color{red}fast} dasselbe wie \lstinline{a},\\
nämlich die Adresse des Arrays {\color{red}bzw.\ das Array selbst,\\
das zuweisungskompatibel zu einem Zeiger auf Elemente des Arrays ist.\\
\lstinline{&} bewirkt hier eine (nicht explizite!) Typumwandlung.}
\item
\lstinline{&p} ist die Adresse des Zeigers.
\item
\lstinline{p} ist der Wert des Zeigers,\\
momentan also die Adresse des (anonymen) Arrays.
\end{itemize}
\vspace*{-1cm}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{7cm}
Array:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char *a[] = { "Dies", "ist", "ein", "Test" };
\end{lstlisting}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[t]{5cm}
Zeiger:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char **p = a;
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\bigskip
\begin{itemize}
\item
Array von Zeigern auf \lstinline{char}-Variable
\item
Zeiger auf das Array = Zeiger auf Zeiger auf \lstinline{char}-Variable
\item
Schleife durch äußeres Array mit \lstinline{p++} möglich
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{7cm}
Array:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char a[][5] = { "Dies", "ist", "ein", "Test" };
\end{lstlisting}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[t]{5cm}
Zeiger:
\smallskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
char *p = a[0];
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\bigskip
\begin{itemize}
\item
zweidimensionales Array von \lstinline{char}-Variablen
\item
Zeiger auf Array-Komponente\\
= Zeiger auf eindimensionales Array\\
= Zeiger auf \lstinline{char}-Variable
\item
Schleife durch äußeres Array mit Zeiger-Arithmetik nicht möglich
\end{itemize}
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\thicklines
\put(8.6,0.63){\line(1,0){0.85}}
\put(9.05,0.4){\makebox(0,0)[t]{$\overbrace{\mbox{nur mit Trick:
\lstinline{p += 5}}}$}}
\end{picture}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{lstlisting}
typedef char string5[5];
string5 a[] = { "Dies", "ist", "ein", "Test" };
string5 *p = a;
\end{lstlisting}
\bigskip
\begin{itemize}
\item
Array von Array von \lstinline{char}-Variablen\\
= zweidimensionales Array von \lstinline{char}-Variablen
\item
Zeiger auf zweidimensionales Array
\item
Schleife durch äußeres Array mit \lstinline{p++} möglich
\bigskip
\arrowitem
Fazit:\\
Ein Hoch auf \lstinline{typedef}!
\arrowitem
Trotzdem: {\color{red}Vorsicht!}\\
Ein \lstinline{p++} auf einen Zeiger vom Typ \lstinline{string5 *p}\\
ergibt anscheinend undefiniertes Verhalten!
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{lstlisting}
typedef char string5[5];
string5 *p = { "Dies", "ist", "ein", "Test" };
\end{lstlisting}
\bigskip
\begin{itemize}
\item
anonymes Array von Array von \lstinline{char}-Variablen\\
= anonymes zweidimensionales Array von \lstinline{char}-Variablen
\item
Zeiger auf zweidimensionales Array
\item
Schleife durch äußeres Array mit \lstinline{p++} möglich
\end{itemize}
% \pause
\begin{picture}(0,0)(-2,-0.4)
\color{red}
\thicklines
\put(0,0){\line(2,1){4}}
\put(0,2){\line(2,-1){4}}
\end{picture}
Das Konstrukt \lstinline|{ "Dies", "ist", "ein", "Test" }|\\
steht für ein Array von 4 Zeigern auf \lstinline{char}-Variable.
\smallskip
\lstinline{string5 *p} hingegen erwartet einen Zeiger auf ein Array
von 5 \lstinline{char}-Variablen.
\smallskip
Es bekommt die Adresse von \lstinline{"Dies"} zugewiesen.
\smallskip
Durch das Erhöhen von \lstinline{p} (um 5) zeigt es danach
\emph{zufällig\/} auf das \lstinline{"ist"}.
Bei nochmaligem Erhöhen zeigt es auf das \lstinline{"in"} von \lstinline{"ein"}.
\smallskip
(Auch ohne Optimierung werden die Strings \lstinline{"ist"}, \lstinline{"ein"}
und \lstinline{"Test"}\\
u.\,U.\ wegoptimiert.)
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es}}}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[1.1] Was sind eingebettete Systeme?
% \item[1.2] Vertiefung Systemtechnik
\item[1.2] In dieser Lehrveranstaltung
\end{itemize}
\item[\textbf{2}] \textbf{C für Fortgeschrittene}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[2.1] Hardwarenahe Programmierung
\item[2.2] Arrays und Zeiger für Fortgeschrittene
\item[\dots]
\end{itemize}
\item[\textbf{3}] \textbf{Einführung in Unix}
% \begin{itemize}
% \item[2.1] \color{red}Grundkonzepte
% \item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
% \item[2.3] Dateisysteme
% \item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
% \item[2.5] Pipes
% \item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
%% \item[\dots]
% \end{itemize}
% \color{gray}
\item[\textbf{4}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
% \vspace*{-1cm plus 1filll}
%
% \underconstruction
\end{frame}
\section{Einführung in Unix}
\subsection{Grundkonzepte}
\begin{frame}
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
\end{minipage}
\begin{description}
\addtolength{\leftskip}{-1cm}
\item[1965]
Vorgänger: Multics (Multiplexed Information and Computing Service)\\
"`überladen"'
\item[1970]
Unix: Einfachheit als Grundkonzept
\item[1972]
Umstellung auf neu entwickelte Programmiersprache C
\item[1975]
AT\&T: Unix inkl.\ Quelltext für Universitäten
\item[1977]
Berkeley Software Distribution (BSD)
\item[1983]
GNU-Projekt
\item[1987]
Minix
\item[1991]
Linux
\item[1993]
FreeBSD, NetBSD
\item[1994]
OpenBSD
\item[2000]
Darwin (Mac OS X, BSD-basiert)
\item[2008]
Android (Linux-basiert)
\end{description}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
Unix und C: Einfachheit als Grundkonzept
% \vspace{-\bigskipamount}
\begin{itemize}
\item
Vermeiden von Ausnahmen
\item[\color{lightgray}$\bullet$]
\color{lightgray}Baukastensystem
\end{itemize}
\end{minipage}\hspace*{0.5cm}%
\begin{minipage}[b]{5cm}
\small
C: Hauptprogramm\\
= "`normale"' Funktion
\medskip
\begin{lstlisting}[gobble=6]
int main (int argc, char **argv)
{
printf ("Hello, world!\n");
return 0;
}
\end{lstlisting}
\vspace{-\bigskipamount}
\end{minipage}
\bigskip
\bigskip
Unix: übergeordnetes Verzeichnis = "`normales"' Verzeichnis
\medskip
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/foo> ¡ls -la¿
insgesamt 24
drwxr-xr-x 2 peter peter 4096 Okt 6 13:30 .
drwxr-xr-x 172 peter peter 20480 Okt 6 13:30 ..
cassini/home/peter/foo> ¡cd ..¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\begin{minipage}[b]{6.5cm}
\showsection
\vspace{-\medskipamount}
\showsubsection
Unix und C: Einfachheit als Grundkonzept
% \vspace{-\bigskipamount}
\begin{itemize}
\item
Vermeiden von Ausnahmen
\item
Baukastensystem
\end{itemize}
\end{minipage}%
\begin{minipage}[b]{5.5cm}
\small
C: Bibliotheken
\smallskip
z.\,B.: \lstinline{printf()} = "`normale"' Funktion\\
aus eine Bibliothek (\file{libc})
\end{minipage}
\bigskip
\bigskip
Unix: Programme arbeiten zusammen
\medskip
\begingroup\small
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo> ¡find . -name "*klausur*.tex" \
| xargs grep -l "PBM-Datei"¿
./2014ws/ainf/20150130.0/ainf-klausur-20150130.tex
./2016ws/hp/20170920.0/klausur.tex
./2016ws/hp/20170206.0/klausur.tex
./2011ws/rarch/20120322.0/rarch-klausur-20120322.tex
./2012ws/klausuren-gerwinski/rarch-klausur-20120322.tex
./2013ws/ainf/20140918.0/ainf-klausur-20140918.tex
./2017ws/hp/20180213.k1/klausur.tex
./2017ws/hp/20180205/klausur.tex
./2015ws/ainf/20160913/ainf-klausur-20160913.tex
\end{lstlisting}
\endgroup
\end{frame}
\subsection{Die Kommandozeile: Grundlagen}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Programm aufrufen: Namen eingeben, z.\,B.: \lstinline[style=cmd]{ls}
\item
Optionen: \lstinline[style=cmd]{ls -l}
\item
Lange Optionen (GNU-Konvention): \lstinline[style=cmd]{ls --help}
\medskip
\item
Text schreiben: \lstinline[style=cmd]{echo "Hello, world!"}
\item
(String-)Variable setzen: \lstinline[style=cmd]{FOO=bar}
\item
Variable abrufen: \lstinline[style=cmd]{echo $FOO}
\end{itemize}
\pause
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo> ¡FOO=ls¿
cassini/home/peter/bo> ¡echo $FOO¿
ls
cassini/home/peter/bo> ¡$FOO¿
2011ws 2012ws 2013ws doc misc projekte
2012ss 2013ss briefe material orga
cassini/home/peter/bo>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Befehl zurückholen: Pfeiltasten $\uparrow$, $\downarrow$
\item
Befehl bearbeiten: Pfeiltasten $\leftarrow$, $\rightarrow$ usw.
\item
Befehl vervollständigen: TAB
\item
Befehl rückwärts suchen: Ctrl+R
\item
Bildschirm löschen: Ctrl+L
\item
Befehl abbrechen: Ctrl+C
\bigskip
\pause
\item
Hilfe-Option: \lstinline[style=cmd]{ls --help}
\item
Unix-Handbuch -- \emph{manual\/}: \lstinline[style=cmd]{man ls}\\
(Beenden mit \lstinline[style=cmd]{q})
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Verzeichnisse für Programme: \lstinline[style=cmd]{echo $PATH}
\item
Programm in explizitem Verzeichnis aufrufen: \lstinline[style=cmd]{/bin/ls -l}
\item
Programm im aktuellen Verzeichnis aufrufen: \lstinline[style=cmd]{./hello}
\bigskip
\addtolength{\leftskip}{1cm}
\item[MS-DOS:]
Ausführbare Programme werden gefunden,\\
wenn sie im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen\\
\emph{oder\/} sich im aktuellen Verzeichnis befinden.
\smallskip
\item[Unix:]
Ausführbare Programme werden gefunden,\\
wenn sie im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen.
\smallskip
\textarrow\ Vermeiden von Ausnahmen
\pause
\smallskip
Das aktuelle Verzeichnis (\lstinline[style=terminal]{.})
\emph{kann\/} im \lstinline[style=terminal]{PATH} stehen,\\
muß dies aber nicht\only<2>{ --\\
und sollte es aus Sicherheitsgründen auch nicht}.
\end{itemize}
\end{frame}
\subsection{Dateisysteme}
\begin{frame}
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Dateien listen: \lstinline[style=cmd]{ls}\\
langes Listenformat: \lstinline[style=cmd]{ls -l}\\
rückwärts nach Zeit sortiert: \lstinline[style=cmd]{ls -lrt}
\item
Datei ausgeben: \lstinline[style=cmd]{cat hello.c}
\item
Datei anzeigen: \lstinline[style=cmd]{less hello.c}
\end{itemize}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Arbeitsverzeichnis anzeigen: \lstinline[style=cmd]{pwd}\\
\item
Arbeitsverzeichnis wechseln: \lstinline[style=cmd]{cd script}\\
(\emph{kein\/} Programm, sondern Shell-Befehl)
\item
übergeordnetes Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd ..}
\item
eigenes \newterm{Home-\/}Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd}
\item
Wurzelverzeichnis: \lstinline[style=cmd]{cd /}
\item
wieder zurück: \lstinline[style=cmd]{cd -}
\end{itemize}
\pause
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter/bo/2013ss/net/script> ¡cd /usr/bin¿
cassini/usr/bin> ¡cd ../lib¿
cassini/usr/lib> ¡cd¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Dateien kopieren (\emph{copy\/}): \lstinline[style=cmd]{cp}
\item
Dateien verschieben/umbenennen (\emph{move\/}): \lstinline[style=cmd]{mv}
\item
Dateien löschen (\emph{remove\/}): \lstinline[style=cmd]{rm}
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[style=terminal,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter> ¡cp -p foo/test.txt¿
cp: missing destination file operand after `foo/test.txt'
Try `cp --help' for more information.
cassini/home/peter> ¡cp -p foo/test.txt .¿
cassini/home/peter> ¡mv test.txt bla.txt¿
cassini/home/peter> ¡cat bla.txt¿
Dies ist ein Test.
cassini/home/peter> ¡rm bla.txt¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\medskip
Aktuelles Verzeichnis: \lstinline[style=cmd]{.}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
Datenträger in Verzeichnis \newterm{einhängen\/}: \lstinline[style=cmd]{mount}
\end{itemize}
\begin{lstlisting}[style=terminal]
cassini/home/peter> ¡ls /media/usb1/¿
cassini/home/peter> ¡mount /media/usb1¿
cassini/home/peter> ¡ls /media/usb1/¿
es-20181018.pdf hello.c hexapode KIS-Bericht.pdf
cassini/home/peter> ¡umount /media/usb1¿
cassini/home/peter> ¡ls /media/usb1/¿
cassini/home/peter>
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
\newterm{Zugriffsrechte}
\end{itemize}
\begingroup
% \small
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=6,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter/bo/2013ws/ainf/20131031.0> ¡ls -l¿
...
-rw-r--r-- 1 peter peter 1539 Nov 29 2012 orbit-x1.c
\end{lstlisting}
\endgroup
\begin{onlyenv}<2>
\begin{picture}(0,1)
\color{red}
\put(0.3,0){\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(0,1);
\draw[-latex,red](0,0)--(2.5,1);}}
\put(0,-0.1){\makebox(0,0)[tl]{Benutzer (u -- \emph{user\/}) darf lesen und schreiben}}
\end{picture}
\end{onlyenv}
\begin{onlyenv}<3>
\begin{picture}(0,1)
\color{red}
\put(0.84,0){\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(0,1);
\draw[-latex,red](0,0)--(3.2,1);}}
\put(0,-0.1){\makebox(0,0)[tl]{Gruppe (g -- \emph{group\/}) darf lesen}}
\end{picture}
\end{onlyenv}
\begin{onlyenv}<4>
\begin{picture}(0,1)
\color{red}
\put(1.47,0){\tikz{\draw[-latex,red](0,0)--(0,1);}}
\put(0,-0.1){\makebox(0,0)[tl]{alle anderen (o -- \emph{other\/}) dürfen lesen}}
\end{picture}
\end{onlyenv}
\medskip
\pause[5]
\begin{itemize}
\item
Zugriffsrechte ändern:\\
\lstinline[style=cmd]{chmod o-r orbit-1x.c} -- Lesezugriff entziehen\\
\lstinline[style=cmd]{chmod g+w orbit-1x.c} -- Schreibzugriff gewähren\\
\lstinline[style=cmd]{chmod 640 orbit-1x.c} -- auf \lstinline[style=terminal]{-rw-r-----} setzen
\end{itemize}
\pause
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(6.15,0.55){\makebox(0,0)[tl]{%
\small
\begin{math}%
\underbrace{\rule{0.7em}{0pt}}_{\textstyle 6}%
\underbrace{\rule{0.7em}{0pt}}_{\textstyle 4}%
\underbrace{\rule{0.7em}{0pt}}_{\textstyle 0}
\end{math}}}
\end{picture}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsubsection
\begin{itemize}
\item
\newterm{ausführbare\/} Dateien
\end{itemize}
\begingroup
\small
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=6,xleftmargin=-3pt]
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡cat test¿
ls -l systech-20131008.*
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡chmod +x test¿
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡ls -l test¿
-rwxr-xr-x 1 peter peter 25 Okt 6 16:45 test
cassini/home/peter/bo/2013ws/systech/20131008.0> ¡./test¿
-rw-r--r-- 1 peter peter 4120 Okt 6 16:44 systech-20131008.aux
...
\end{lstlisting}
\endgroup
\pause
\begin{itemize}
\item
ausführbare Textdateien: \newterm{Skripte}
\pause
\smallskip
hier: ausführbare Textdatei mit Shell-Befehlen\\
(ohne spezielle Kennung): Shell-Skript
% \pause
% \smallskip
% Kennung: 1.\ Zeile enthält \lstinline[style=terminal]{#!} und den Interpreter,\\
% z.\,B.\ \lstinline[style=terminal]{#!/bin/bash}\\
\end{itemize}
\end{frame}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\hfill\makebox(0,0)[br]{\raisebox{2.25ex}{\url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/es}}}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[1.1] Was sind eingebettete Systeme?
% \item[1.2] Vertiefung Systemtechnik
\item[1.2] In dieser Lehrveranstaltung
\end{itemize}
\item[\textbf{2}] \textbf{C für Fortgeschrittene}
\begin{itemize}
\color{medgreen}
\item[2.1] Hardwarenahe Programmierung
\item[2.2] Arrays und Zeiger für Fortgeschrittene
\item[\dots]
\end{itemize}
\item[\textbf{3}] \textbf{Einführung in Unix}
\begin{itemize}
\item[2.1] Grundkonzepte
\item[2.2] Die Kommandozeile: Grundlagen
\item[2.3] Dateisysteme
\item[2.4] Ein- und Ausgabeströme
\item[2.5] Pipes
\item[2.6] Verzweigungen und Schleifen
% \item[\dots]
\end{itemize}
% \color{gray}
\item[\textbf{4}] \textbf{TCP/IP in der Praxis}
\vspace*{-\smallskipamount}
\item[\textbf{\dots}]
\end{itemize}
% \vspace*{-1cm plus 1filll}
%
% \underconstruction
\end{frame}
\fi
\end{document}
20220928/floppys.jpg → 20250327/floppys.jpg
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File moved
20250327/loesung-1.1-01.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
if (year % 4 == 0)
{
if (year % 400 == 0)
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else if (year % 100 == 0)
{
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
}
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-02.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
if (year % 4 == 0)
{
if (year % 400 == 0)
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else if (year % 100 == 0)
{
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
}
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-03.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", year);
if (year % 4 == 0)
{
if (year % 400 == 0)
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else if (year % 100 == 0)
{
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
}
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-04.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", &year);
if (year % 4 == 0)
{
if (year % 400 == 0)
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else if (year % 100 == 0)
{
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
}
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-05.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", &year);
if (year <= 1752)
printf ("Zulässige Jahreszahlen: größer als 1752.\n");
else if (year % 4 == 0)
{
if (year % 400 == 0)
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else if (year % 100 == 0)
{
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
else
{
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
}
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-06.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", &year);
if (year <= 1752)
printf ("Zulässige Jahreszahlen: größer als 1752.\n");
else if (year % 4 == 0)
{
if (year % 400 == 0)
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
else if (year % 100 == 0)
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
else
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
}
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-07.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", &year);
if (year <= 1752)
printf ("Zulässige Jahreszahlen: größer als 1752.\n");
else if (year % 4 == 0)
if (year % 100 == 0)
if (year % 400 == 0)
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
else
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-08.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", &year);
int is_leap_year = 0;
if (year <= 1752)
printf ("Zulässige Jahreszahlen: größer als 1752.\n");
else if (year % 4 == 0)
if (year % 100 == 0)
if (year % 400 == 0)
is_leap_year = 1;
else
is_leap_year = 0;
else
is_leap_year = 1;
else
is_leap_year = 0;
if (is_leap_year)
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.1-09.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int year = 42;
printf ("Jahr: ");
scanf ("%d", &year);
if (year <= 1752)
printf ("Zulässige Jahreszahlen: größer als 1752.\n");
else if (year % 4 == 0 && (year % 400 == 0 || year % 100))
printf ("%d ist ein Schaltjahr.\n", year);
else
printf ("%d ist kein Schaltjahr.\n", year);
return 0;
}
20250327/loesung-1.2-01.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
for (int j = 1; j <= 10; j++)
{
printf ("%2d * %2d = %3d \n", i, j, i * j);
}
}
return 0;
}
20250327/loesung-1.2-02.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
for (int j = 1; j <= 10; j++)
{
printf ("%2d * %2d = %3d \n", j, i, j * i);
}
}
return 0;
}
20250327/loesung-1.2-03.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
for (int j = 1; j <= 10; j++)
{
printf ("%2d * %2d =%3d \n", j, i, j * i);
}
}
return 0;
}
20250327/loesung-1.2-04.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
int main (void)
{
for (int j = 1; j <= 10; j++)
{
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
printf ("%2d * %2d =%3d \n", i, j, i * j);
}
}
return 0;
}
20250327/loesung-1.3-01.c 0 → 100644
View file @ 102ece85
#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
int main ()
{
uint64_t fibonacci_zahlen[50];
fibonacci_zahlen[0] = 0;
fibonacci_zahlen[1] = 1;
for (int i = 2; i < 50; i++)
{
fibonacci_zahlen[i] = fibonacci_zahlen[i - 2] + fibonacci_zahlen[i - 1];
}
for (int i = 0; i < 50; i++)
{
printf ("%d. Zahl = %ld\n", i + 1, fibonacci_zahlen[i]);
}
return 0;
}

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