diff --git a/20211108/400_points_breadboard.jpg b/20211108/400_points_breadboard.jpg
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..8ba048255851581a84db16c4d5a50802f7521486
Binary files /dev/null and b/20211108/400_points_breadboard.jpg differ
diff --git a/20211108/Makefile b/20211108/Makefile
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..7ae33df99f68fcf460324cfbb008f3f7a3863638
--- /dev/null
+++ b/20211108/Makefile
@@ -0,0 +1,8 @@
+%.elf: %.c
+ avr-gcc -Wall -Os -mmcu=atmega328p $< -o $@
+
+%.hex: %.elf
+ avr-objcopy -O ihex $< $@
+
+download:
+ ./download.sh
diff --git a/20211108/aufgabe-1.c b/20211108/aufgabe-1.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..632b4b796ae2f4060878a8870b9e7e55e5f064b9
--- /dev/null
+++ b/20211108/aufgabe-1.c
@@ -0,0 +1,22 @@
+#include <stdio.h>
+
+void f (int *s0, int *s1)
+{
+ while (*s0 >= 0)
+ {
+ int *s = s1;
+ while (*s >= 0)
+ if (*s0 == *s++)
+ printf ("%d ", *s0);
+ s0++;
+ }
+ printf ("\n");
+}
+
+int main (void)
+{
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1, -1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10, -1 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+}
diff --git a/20211108/aufgabe-1c.c b/20211108/aufgabe-1c.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..9b6e7ab2ecfbddc16121acd229a13745182190c2
--- /dev/null
+++ b/20211108/aufgabe-1c.c
@@ -0,0 +1,22 @@
+#include <stdio.h>
+
+void f (int *s0, int *s1)
+{
+ while (*s0 >= 0)
+ {
+ int *s = s1;
+ while (*s >= 0)
+ if (*s0 == *s++)
+ printf ("%d ", *s0);
+ s0++;
+ }
+ printf ("\n");
+}
+
+int main (void)
+{
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+}
diff --git a/20211108/download.sh b/20211108/download.sh
new file mode 100755
index 0000000000000000000000000000000000000000..770c3b5dca74ac09778be055c9d6f5adb0df293b
--- /dev/null
+++ b/20211108/download.sh
@@ -0,0 +1,3 @@
+port=$(ls -rt /dev/ttyACM* | tail -1)
+echo avrdude -P $port -c arduino -p m328p -U flash:w:$(ls -rt *.hex | tail -1)
+avrdude -P $port -c arduino -p m328p -U flash:w:$(ls -rt *.hex | tail -1) 2>/dev/null
diff --git a/20211108/hp-20211108.pdf b/20211108/hp-20211108.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..579cfaa1f556dc07f7478f1f8bc8a2c164c1a15f
Binary files /dev/null and b/20211108/hp-20211108.pdf differ
diff --git a/20211108/hp-20211108.tex b/20211108/hp-20211108.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..fbad04ad91f262ad4cd2e0d1bdf15f4b33f7f7bf
--- /dev/null
+++ b/20211108/hp-20211108.tex
@@ -0,0 +1,1799 @@
+% hp-20211108.pdf - Lecture Slides on Low-Level Programming
+% Copyright (C) 2012, 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 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
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+% 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: Parameter des Hauptprogramms, String-Operationen, Bit-Operationen, I/O-Ports
+
+\documentclass[10pt,t]{beamer}
+
+\usepackage{pgslides}
+\usepackage{pdftricks}
+\usepackage{tikz}
+
+\begin{psinputs}
+ \usepackage[utf8]{inputenc}
+ \usepackage[german]{babel}
+ \usepackage[T1]{fontenc}
+ \usepackage{helvet}
+ \renewcommand*\familydefault{\sfdefault}
+ \usepackage{pstricks,pst-grad}
+\end{psinputs}
+
+\title{Hardwarenahe Programmierung}
+\author{Prof.\ Dr.\ rer.\ nat.\ Peter Gerwinski}
+\date{8.\ November 2021}
+
+\begin{document}
+
+\maketitleframe
+
+\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/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \begin{itemize}
+ \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\dots]
+ \item[2.10] Zeiger
+ \item[2.11] Arrays und Strings
+ \item[2.12] Strukturen
+ \color{medgreen}
+ \item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
+ \color{red}
+ \item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
+ \item[2.15] String-Operationen
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+ \color{red}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \color{black}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\textbf{\dots}]
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{1}
+\section{Einführung in C}
+\setcounter{subsection}{10}
+\subsection{Arrays und Strings}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ Ein Zeiger zeigt auf eine Variable\only<2->{ und deren Nachbarn}.
+
+ \bigskip
+ \pause
+ \pause
+
+ \begin{onlyenv}<1-8>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ int prime[5] = { 2, 3, 5, 7, 11 };
+ int *p = prime;
+ for (int i = 0; i < 5; i++)
+ printf ("%d\n", *(p + i));
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<9>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ int prime[5] = { 2, 3, 5, 7, 11 };
+ int *p = prime;
+ for (int i = 0; i < 5; i++)
+ printf ("%d\n", p[i]);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<10>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ int prime[5] = { 2, 3, 5, 7, 11 };
+ for (int i = 0; i < 5; i++)
+ printf ("%d\n", prime[i]);
+ return 0;
+ }
+ ¡ ¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<11>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ int prime[5] = { 2, 3, 5, 7, 11 };
+ for (int *p = prime;
+ p < prime + 5; p++)
+ printf ("%d\n", *p);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<12>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ int prime[6] = { 2, 3, 5, 7, 11, 0 };
+ for (int *p = prime; *p; p++)
+ printf ("%d\n", *p);
+ return 0;
+ }
+ ¡ ¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<13->
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ int prime[] = { 2, 3, 5, 7, 11, 0 };
+ for (int *p = prime; *p; p++)
+ printf ("%d\n", *p);
+ return 0;
+ }
+ ¡ ¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+
+ \pause
+ \vspace{-3.05cm}\hspace{5.5cm}%
+ \begin{minipage}{6.5cm}
+ \begin{itemize}
+ \item
+ \lstinline{prime} ist \alt<5->{ein Array}{eine Ansammlung} von\\fünf ganzen Zahlen.
+ \pause
+ \pause
+ \item
+ \only<6-9>{\begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(-1.6,0.1){\tikz{\draw[-latex](0.0,0.0)--(-1,0);}}
+ \end{picture}}%
+ \lstinline{prime} ist ein Zeiger auf eine \lstinline{int}.
+ \pause
+ \item
+ \lstinline{p + i} ist ein Zeiger\\
+ auf den \lstinline{i}-ten Nachbarn von \lstinline{*p}.
+ \pause
+ \item
+ \lstinline{*(p + i)} ist der \lstinline{i}-te Nachbar von \lstinline{*p}.
+ \pause
+ \item
+ Andere Schreibweise:\\
+ \lstinline{p[i]} statt \lstinline{*(p + i)}
+ \pause
+ \pause
+ \item
+ Zeiger-Arithmetik:\\
+ \lstinline{p++} rückt den Zeiger \lstinline{p}\\
+ um eine \lstinline{int} weiter.
+ \pause
+ \pause
+ \item
+ Array ohne \only<14->{explizite }Längenangabe:\\
+ Compiler zählt selbst
+ \vspace*{-1cm}
+ \pause
+ \begin{picture}(0,0)
+ \put(-5.2,1.0){\makebox(0,0)[br]{\color{red}\bf\shortstack{Die Länge des Arrays\\ist \emph{nicht\/} veränderlich!}}}
+ \end{picture}
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+\end{frame}
+
+% \begin{frame}[fragile]
+% \showsubsection
+%
+% \begin{lstlisting}
+% #include <stdio.h>
+%
+% int main (void)
+% {
+% char hello_world[] = "Hello, world!\n";
+% int i = 0;
+% while (hello_world[i] != 0)
+% printf ("%d", hello_world[i++]);
+% return 0;
+% }
+% \end{lstlisting}
+% \end{frame}
+
+% \begin{frame}[fragile]
+% \showsubsection
+%
+% \begin{lstlisting}
+% #include <stdio.h>
+%
+% int main (void)
+% {
+% char hello_world[] = "Hello, world!\n";
+% int i = 0;
+% while (hello_world[i])
+% printf ("%d", hello_world[i++]);
+% return 0;
+% }
+% \end{lstlisting}
+% \end{frame}
+
+% \begin{frame}[fragile]
+% \showsubsection
+%
+% \begin{lstlisting}
+% #include <stdio.h>
+%
+% int main (void)
+% {
+% char hello_world[] = "Hello, world!\n";
+% char *p = hello_world;
+% while (*p)
+% printf ("%c", *p++);
+% return 0;
+% }
+% \end{lstlisting}
+% \end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \begin{onlyenv}<1-6>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char hello[] = "Hello, world!\n";
+ for (char *p = hello; *p; p++)
+ printf ("%d", *p);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<7>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char hello[] = "Hello, world!\n";
+ for (char *p = hello; *p; p++)
+ printf ("%c", *p);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<8>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char hello[] = "Hello, world!\n";
+ printf ("%s", hello);
+ return 0;
+ }
+ ¡ ¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<9>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char *hello = "Hello, world!\n";
+ printf ("%s", hello);
+ return 0;
+ }
+ ¡ ¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<10>
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char *hello = "Hello, world!\n";
+ while (*hello)
+ printf ("%c", *hello++);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+
+ \vspace{-1.7cm}\hfill
+ \begin{minipage}{6.8cm}
+ \begin{itemize}
+ \pause[2]
+ \item
+ Ein \lstinline{char} ist eine kleinere \lstinline{int}.
+ \pause
+ \item
+ Ein "`String"' in C ist ein Array von \lstinline{char}s\only<4->{,\\
+ also ein Zeiger auf \lstinline{char}s}\only<5->{\\
+ also ein Zeiger auf (kleinere) Integer}.
+ \pause
+ \pause
+ \pause
+ \item
+ Der letzte \lstinline{char} muß 0 sein.\\
+ Er kennzeichnet das Ende des Strings.
+ \pause
+ \item
+ Die Formatspezifikation\\
+ entscheidet über die Ausgabe:\\[\smallskipamount]
+ \begin{tabular}{ll}
+ \lstinline|%d|\hspace*{0.5em}dezimal
+ & \lstinline|%c|\hspace*{0.5em}Zeichen\\
+ \lstinline|%x|\hspace*{0.5em}hexadezimal
+ \pause
+ & \lstinline|%s|\hspace*{0.5em}String
+ \end{tabular}
+ \vspace*{-1cm}
+ \end{itemize}
+ \end{minipage}
+\end{frame}
+
+\addtocounter{subsection}{-1}
+\subsection{Arrays und Strings \protect\color{gray}und Zeichen}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \emph{"`Alles ist Zahl."'\/} -- Schule der Pythagoreer, 6.\ Jh.\ v.\,Chr.
+
+ \medskip
+
+ \begin{center}
+ \renewcommand{\arraystretch}{1.5}
+ \begin{tabular}{r}
+ \lstinline|"Hello"|\\
+ \lstinline|'H'|\\
+ \lstinline|'a' + 4|
+ \end{tabular}
+ \renewcommand{\arraystretch}{1.0}
+ \begin{tabular}{c}
+ ist nur eine andere\\
+ Schreibweise für
+ \end{tabular}
+ \renewcommand{\arraystretch}{1.5}
+ \begin{tabular}{l}
+ \lstinline|{ 72, 101, 108, 108, 111, 0 }|\\
+ \lstinline|72|\\
+ \lstinline|'e'|
+ \end{tabular}
+ \renewcommand{\arraystretch}{1.0}
+ \end{center}
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Welchen Zahlenwert hat \lstinline{'*'} im Zeichensatz (normalerweise: ASCII)?\\
+ Welches Zeichen entspricht dem Zahlenwert \lstinline{71}?
+
+ \smallskip
+
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ printf ("%d\n", '*');
+ printf ("%c\n", 71);
+ \end{lstlisting}
+ \medskip
+ \item
+ Ist \lstinline{char ch} ein Großbuchstabe?
+
+ \smallskip
+
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ if (ch >= 'A' && ch <= 'Z')
+ ...
+ \end{lstlisting}
+ \smallskip
+ \item
+ Groß- in Kleinbuchstaben umwandeln
+
+ \smallskip
+
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ch += 'a' - 'A';
+ \end{lstlisting}
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-1cm}
+\end{frame}
+
+\subsection{Strukturen}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+
+ typedef struct
+ {
+ char day, month;
+ int year;
+ }
+ date;
+
+ int main (void)
+ {
+ date today = { 8, 11, 2021 };
+ printf ("%d.%d.%d\n", today.day, today.month, today.year);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{0.9mm}
+ \begin{minipage}[b]{6cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡#include <stdio.h>
+
+ typedef struct
+ {
+ char day, month;
+ int year;
+ }
+ date;
+
+ void set_date (date *d)
+ {
+ (*d).day = 8;
+ (*d).month = 11;
+ (*d).year = 2021;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[b]{6cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡int main (void)
+ {
+ date today;
+ set_date (&today);
+ printf ("%d.%d.%d\n", today.day,
+ today.month, today.year);
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{0.9mm}
+ \begin{minipage}[b]{6cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡#include <stdio.h>
+
+ typedef struct
+ {
+ char day, month;
+ int year;
+ }
+ date;
+
+ void set_date (date *d)
+ {
+ d->day = 8;
+ d->month = 11;
+ d->year = 2021;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}[b]{6cm}
+ \hspace*{-1cm}%
+ \lstinline{foo->bar}
+ ist Abkürzung für
+ \lstinline{(*foo).bar}
+
+ \bigskip
+
+ \visible<2->{%
+ \hspace*{-1cm}%
+ Eine Funktion, die mit einem \lstinline{struct} arbeitet,\\
+ \hspace*{-1cm}%
+ kann man eine \newterm{Methode\/} des \lstinline{struct} nennen.}
+
+ \bigskip
+ \bigskip
+
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ ¡int main (void)
+ {
+ date today;
+ set_date (&today);
+ printf ("%d.%d.%d\n", today.day,
+ today.month, today.year);
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Dateien und Fehlerbehandlung}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsubsection
+ \vspace*{-0.2925cm}
+ \begin{minipage}[t]{6cm}
+ \begin{onlyenv}<1>
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡#include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ FILE *f = fopen ("fhello.txt", "w");
+ fprintf (f, "Hello, world!\n");
+ fclose (f);
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<2>
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡#include <stdio.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ FILE *f = fopen ("fhello.txt", "w");
+ if (f)
+ {
+ fprintf (f, "Hello, world!\n");
+ fclose (f);
+ }
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<3>
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡#include <stdio.h>
+ #include <errno.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ FILE *f = fopen ("fhello.txt", "w");
+ if (f)
+ {
+ fprintf (f, "Hello, world!\n");
+ fclose (f);
+ }
+ else
+ fprintf (stderr, "error #%d\n", errno);
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<4>
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡#include <stdio.h>
+ #include <errno.h>
+ #include <string.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ FILE *f = fopen ("fhello.txt", "w");
+ if (f)
+ {
+ fprintf (f, "Hello, world!\n");
+ fclose (f);
+ }
+ else
+ {
+ char *msg = strerror (errno);
+ fprintf (stderr, "%s\n", msg);
+ }
+ return 0;
+ }¿
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{-1cm}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<5->
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ ¡#include <stdio.h>
+ #include <errno.h>
+ #include <er¡ror.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ FILE *f = fopen ("fhello.txt", "w");
+ if (!f)
+ error (1, errno, "cannot open file");
+ fprintf (f, "Hello, world!\n");
+ fclose (f);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \end{minipage}\pause\hspace*{-1.5cm}%
+ \begin{minipage}[t]{8.5cm}
+ \bigskip
+ \only<3->{\bigskip}
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Wenn die Datei nicht geöffnet werden kann,\\
+ gibt \lstinline{fopen()} den Wert \lstinline{NULL} zurück.
+ \pause
+ \medskip
+ \item
+ \addtolength{\leftskip}{1cm}
+ Die globale Variable \lstinline{int errno}\\
+ enthält dann die Nummer des Fehlers.\\
+ Benötigt: \lstinline{#include <errno.h>}
+ \pause
+ \medskip
+ \only<5->{\bigskip}
+ \item
+ Die Funktion \lstinline{strerror()} wandelt \lstinline{errno}\\
+ in einen Fehlermeldungstext um.\\
+ Benötigt: \lstinline{#include <string.h>}
+ \pause
+ \medskip
+ \item
+ \addtolength{\leftskip}{-1.5cm}
+ Die Funktion \lstinline{error()} gibt eine Fehlermeldung aus\\
+ und beendet das Programm.\\
+ Benötigt: \lstinline{#include <er¡¿ror.h>}
+ \pause
+ \medskip
+ \item
+ \textbf{Niemals Fehler einfach ignorieren!}
+ \end{itemize}
+ \addtolength{\leftskip}{0.5cm}
+ \end{minipage}
+\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/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \begin{itemize}
+ \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\dots]
+ \item[2.10] Zeiger
+ \color{medgreen}
+ \item[2.11] Arrays und Strings
+ \item[2.12] Strukturen
+ \item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
+ \color{red}
+ \item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
+ \item[2.15] String-Operationen
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+% \begin{itemize}
+% \color{red}
+% \item[3.1] Der Präprozessor
+% \item[3.2] Bibliotheken einbinden
+% \item[3.3] Bibliotheken verwenden
+% \vspace*{-\smallskipamount}
+% \item[\dots]
+%% \item[3.4] Projekt organisieren: make
+% \end{itemize}
+% \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+% \begin{itemize}
+% \color{red}
+% \item[4.1] Bit-Operationen
+% \item[4.2] I/O-Ports
+% \color{black}
+% \item[4.3] Interrupts
+% \vspace*{-0.1cm}
+% \item[\dots]
+% \end{itemize}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{\dots}]
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Parameter des Hauptprogramms}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+
+ \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}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+
+ int main (int argc, char **argv)
+ {
+ printf ("argc = %d\n", argc);
+ for (int i = 0; *argv; i++, argv++)
+ printf ("argv[%d] = \"%s\"\n", i, *argv);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{String-Operationen}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+ #include <string.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char hello[] = "Hello, world!\n";
+
+ printf ("%s\n", hello);
+ printf ("%zd\n", strlen (hello));
+
+ printf ("%s\n", hello + 7);
+ printf ("%zd\n", strlen (hello + 7));
+
+ hello[5] = 0;
+ printf ("%s\n", hello);
+ printf ("%zd\n", strlen (hello));
+
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{-1cm}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+ #include <string.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char *anton = "Anton";
+ char *zacharias = "Zacharias";
+
+ printf ("%d\n", strcmp (anton, zacharias));
+ printf ("%d\n", strcmp (zacharias, anton));
+ printf ("%d\n", strcmp (anton, anton));
+
+ char buffer[100] = "Huber ";
+ strcat (buffer, anton);
+ printf ("%s\n", buffer);
+
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+ #include <string.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char buffer[100] = "";
+ sprintf (buffer, "Die Antwort lautet: %d", 42);
+ printf ("%s\n", buffer);
+
+ char *answer = strstr (buffer, "Antwort");
+ printf ("%s\n", answer);
+ printf ("found at: %zd\n", answer - buffer);
+
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+ #include <string.h>
+
+ int main (void)
+ {
+ char buffer[100] = "";
+ snprintf (buffer, 100, "Die Antwort lautet: %d", 42);
+ printf ("%s\n", buffer);
+
+ char *answer = strstr (buffer, "Antwort");
+ printf ("%s\n", answer);
+ printf ("found at: %zd\n", answer - buffer);
+
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}
+
+ \showsection
+
+ Sprachelemente weitgehend komplett
+
+ \bigskip
+ Es fehlen:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Ergänzungen (z.\,B.\ ternärer Operator, \lstinline{union}, \lstinline{unsigned}, \lstinline{volatile})
+ \item
+ Bibliotheksfunktionen (z.\,B.\ \lstinline{malloc()})
+ \arrowitem
+ werden eingeführt, wenn wir sie brauchen
+ \bigskip
+ \item
+ Konzepte (z.\,B.\ rekursive Datenstrukturen, Klassen selbst bauen)
+ \arrowitem
+ werden eingeführt, wenn wir sie brauchen, oder:
+ \arrowitem
+ Literatur\\[\smallskipamount]
+ (z.\,B.\ Wikibooks: C-Programmierung,\\
+ Dokumentation zu Compiler und Bibliotheken)
+ \bigskip
+ \item
+ Praxiserfahrung
+ \arrowitem
+ Übung und Praktikum: nur Einstieg
+ \arrowitem
+ selbständig arbeiten
+ \end{itemize}
+\end{frame}
+
+\iffalse
+
+\section{Bibliotheken}
+\subsection{Der Präprozessor}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \lstinline{#include}: %\pause:
+ Text einbinden
+ \begin{itemize}
+% \pause
+ \item
+ \lstinline{#include <stdio.h>}: Standard-Verzeichnisse -- Standard-Header
+% \pause
+ \item
+ \lstinline{#include "answer.h"}: auch aktuelles Verzeichnis -- eigene Header
+ \end{itemize}
+
+ \pause
+ \bigskip
+
+ \lstinline{#define VIER 4}: Text ersetzen lassen -- Konstante definieren
+ \begin{itemize}
+ \pause
+ \item
+ Kein Semikolon!
+ \pause
+ \item
+ Berechnungen in Klammern setzen:\\
+ \lstinline{#define VIER (2 + 2)}
+ \pause
+ \item
+ Konvention: Großbuchstaben
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Bibliotheken einbinden}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ Inhalt der Header-Datei: externe Deklarationen
+
+% \pause
+ \smallskip
+ \lstinline{extern int answer (void);}
+
+% \pause
+ \smallskip
+ \lstinline{extern int printf (__const char *__restrict __format, ...);}
+
+% \pause
+ \bigskip
+ Funktion wird "`anderswo"' definiert
+ \begin{itemize}
+% \pause
+ \item
+ separater C-Quelltext: mit an \lstinline[style=terminal]{gcc} übergeben
+% \pause
+ \item
+ Zusammenfügen zu ausführbarem Programm durch den \newterm{Linker}
+% \pause
+ \item
+ vorcompilierte Bibliothek: \lstinline[style=terminal]{-lfoo}\\
+% \pause
+ = Datei \file{libfoo.a} in Standard-Verzeichnis
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsection{Bibliothek verwenden (Beispiel: GTK+)}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ \lstinline{#include <gtk/gtk.h>}
+ \pause
+ \smallskip
+ \item
+ Mit \lstinline[style=cmd]{pkg-config --cflags --libs} erfährt man,\\
+ welche Optionen und Bibliotheken man an \lstinline[style=cmd]{gcc}
+ übergeben muß\alt<4->{.}{:}
+ \pause
+ \begin{onlyenv}<3>
+ \begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=10]
+ $ ¡pkg-config --cflags --libs gtk+-3.0¿
+ -pthread -I/usr/include/gtk-3.0 -I/usr/include/at-spi2-
+ atk/2.0 -I/usr/include/at-spi-2.0 -I/usr/include/dbus-1
+ .0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/dbus-1.0/include -I/usr/
+ include/gtk-3.0 -I/usr/include/gio-unix-2.0/ -I/usr/inc
+ lude/cairo -I/usr/include/pango-1.0 -I/usr/include/harf
+ buzz -I/usr/include/pango-1.0 -I/usr/include/atk-1.0 -I
+ /usr/include/cairo -I/usr/include/pixman-1 -I/usr/inclu
+ de/freetype2 -I/usr/include/libpng16 -I/usr/include/gdk
+ -pixbuf-2.0 -I/usr/include/libpng16 -I/usr/include/glib
+ -2.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/glib-2.0/include -lgtk
+ -3 -lgdk-3 -lpangocairo-1.0 -lpango-1.0 -latk-1.0 -lcai
+ ro-gobject -lcairo -lgdk_pixbuf-2.0 -lgio-2.0 -lgobject
+ -2.0 -lglib-2.0
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{-1cm}
+ \end{onlyenv}
+ \pause
+ \arrowitem
+ Compiler-Aufruf:
+ \begin{onlyenv}<4>
+ \begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=10]
+ $ ¡gcc -Wall -O hello-gtk.c -pthread -I/usr/include/gtk-
+ 3.0 -I/usr/include/at-spi2-atk/2.0 -I/usr/include/at-sp
+ i-2.0 -I/usr/include/dbus-1.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-g
+ nu/dbus-1.0/include -I/usr/include/gtk-3.0 -I/usr/inclu
+ de/gio-unix-2.0/ -I/usr/include/cairo -I/usr/include/pa
+ ngo-1.0 -I/usr/include/harfbuzz -I/usr/include/pango-1.
+ 0 -I/usr/include/atk-1.0 -I/usr/include/cairo -I/usr/in
+ clude/pixman-1 -I/usr/include/freetype2 -I/usr/include/
+ libpng16 -I/usr/include/gdk-pixbuf-2.0 -I/usr/include/l
+ ibpng16 -I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib/x86_64-linux
+ -gnu/glib-2.0/include -lgtk-3 -lgdk-3 -lpangocairo-1.0
+ -lpango-1.0 -latk-1.0 -lcairo-gobject -lcairo -lgdk_pix
+ buf-2.0 -lgio-2.0 -lgobject-2.0 -lglib-2.0-o hello-gtk¿
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{-1cm}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<5->
+ \begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=10]
+ $ ¡gcc -Wall -O hello-gtk.c $(pkg-config --cflags --libs)
+ -o hello-gtk¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \end{itemize}
+ \pause[6]
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(6.6,-0.6){\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(3,1.5);}}}
+ \put(6.3,-0.7){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut Optionen:\\
+ \strut u.\,a.\ viele Include-Verzeichnisse:\\
+ \lstinline[style=cmd]{-I/usr/include/gtk-3.0}}}}
+ \put(10.0,-2.1){\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(1.5,3);}}}
+ \put(10.3,-2.2){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut Bibliotheken:\\
+ \strut u.\,a.\ \lstinline[style=cmd]{-lgtk-3 -lcairo}}}}
+ \end{picture}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ Selbst geschriebene Funktion übergeben: \newterm{Callback}
+
+ \bigskip
+
+ \begin{lstlisting}[xleftmargin=1em]
+ gboolean draw (GtkWidget *widget, cairo_t *c, gpointer data)
+ {
+ /* Zeichenbefehle */
+ ...
+
+ return FALSE;
+ }
+
+ ...
+
+ g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);
+ \end{lstlisting}
+
+ \medskip
+
+ \begin{itemize}
+ \arrowitem
+ GTK+ ruft immer dann, wenn es etwas zu zeichnen gibt,\\
+ die Funktion \lstinline{draw} auf.
+ \end{itemize}
+
+ \pause
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(5.3,4.8){\makebox(0,0)[bl]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(1.90,1.15);}}}
+ \put(5.0,4.7){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut repräsentiert den\\
+ \strut Bildschirm, auf den\\
+ \strut gezeichnet werden soll}}}
+ \pause
+ \put(9.7,5.1){\makebox(0,0)[br]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(-0.2,0.85);}}}
+ \put(9.7,5.0){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut optionale Zusatzinformationen\\
+ \strut für draw(), typischerweise\\
+ \strut ein Zeiger auf ein struct}}}
+ \put(10.0,3.5){\makebox(0,0)[tl]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(0.6,-1.25);}}}
+ \end{picture}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ Selbst geschriebene Funktion übergeben: \newterm{Callback}
+
+ \bigskip
+
+ \begin{lstlisting}[xleftmargin=1em]
+ gboolean timer (GtkWidget *widget)
+ {
+ /* Rechenbefehle */
+ ...
+
+ gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
+ g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
+ return FALSE;
+ }
+
+ ...
+
+ g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);
+ \end{lstlisting}
+
+ \medskip
+
+ \begin{itemize}
+ \arrowitem
+ GTK+ ruft nach 50 Millisekunden
+ die Funktion \lstinline{timer} auf.
+ \end{itemize}
+
+ \pause
+ \begin{picture}(0,0)
+ \color{red}
+ \put(9.7,6.7){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut Dieser Bereich soll\\
+ \strut neu gezeichnet werden.}}}
+ \put(9.7,5.7){\makebox(0,0)[tr]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(-0.6,-0.8);}}}
+ \pause
+ \put(4.3,3.2){\makebox(0,0)[br]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(-0.7,0.6);}}}
+ \put(4.3,3.1){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut In weiteren 50 Millisekunden soll\\
+ \strut die Funktion erneut aufgerufen werden.}}}
+ \pause
+ \put(9.3,2.9){\makebox(0,0)[br]{\tikz{\draw[-latex](0,0)--(-3.3,0.9);}}}
+ \put(9.8,2.8){\makebox(0,0)[t]{\shortstack{\strut Explizite Typumwandlung\\
+ \strut eines Zeigers (später)}}}
+ \end{picture}
+
+\end{frame}
+
+\setcounter{section}{4}
+\section{Algorithmen}
+\subsection{Differentialgleichungen}
+
+%\begin{frame}[fragile]
+%
+% \showsection
+% \showsubsection
+%
+% \textbf{Beispiel 1: Gleichmäßig beschleunigte Bewegung}
+%
+% \begin{center}
+% \includegraphics[width=\textwidth,trim={0cm 7cm 0cm 0cm},clip]{../20181112/photo-20181112-173737.jpg}
+% \end{center}
+%
+%\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \textbf{Beispiel 1: Gleichmäßig beschleunigte Bewegung}
+
+ \strut\hfill
+ \begin{minipage}{2.5cm}
+ \vspace*{0.6cm}
+ \begin{align*}
+ x'(t) &= v_x(t) \\[0.65cm]
+ y'(t) &= v_y(t) \\[0.75cm]
+ v_x'(t) &= 0 \\[0.65cm]
+ v_y'(t) &= -g
+ \end{align*}
+ \vspace*{0.0cm}
+ \end{minipage}%
+ \only<1>{\hspace*{9.49cm}}\strut
+ \only<2->{\hfill$\Rightarrow$\hfill}%
+ \begin{onlyenv}<2-8>
+ \begin{minipage}{8.3cm}
+ \begin{align*}
+ x(t) &= \int v_x(t)\,dt
+ \visible<4->{= \int v_{0x}\,dt}
+ \visible<5->{= x_0 + v_{0x}\cdot t}\\[\medskipamount]
+ y(t) &= \int v_y(t)\,dt
+ \visible<7->{= \int v_{0y} - g\cdot t\,dt}
+ \visible<8->{= y_0 + v_{0y}\cdot t
+ - {\textstyle\frac12}gt^2}\\[\bigskipamount]
+ v_x(t) &= \int 0\,dt
+ \visible<3->{= v_{0x}} \\[\medskipamount]
+ v_y(t) &= \int -g\,dt
+ \visible<6->{= v_{0y} - g\cdot t}
+ \end{align*}
+ \end{minipage}%
+ \end{onlyenv}%
+ \begin{onlyenv}<9->
+ \begin{minipage}{3.5cm}
+ \vspace*{0.5cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8,xleftmargin=0.5em]
+ ¡x += vx * dt;¿
+ \end{lstlisting}
+ \vspace{0.75cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8,xleftmargin=0.5em]
+ ¡y += vy * dt;¿
+ \end{lstlisting}
+ \vspace{0.90cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8,xleftmargin=0.5em]
+ ¡vx += 0 * dt;¿
+ \end{lstlisting}
+ \vspace{0.75cm}
+ \begin{lstlisting}[gobble=8,xleftmargin=0.5em]
+ ¡vy += -g * dt;¿
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}{5.13cm}
+ Siehe: \file{gtk-13.c}
+ \end{minipage}
+ \end{onlyenv}%
+ \hfill\strut
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+ \showsection
+ \showsubsection
+
+ \textbf{Beispiel 1: Gleichmäßig beschleunigte Bewegung}
+
+ \medskip
+
+ \textbf{Beispiel 2: Mathematisches Pendel}
+
+ \vspace*{-2\bigskipamount}
+
+ \begin{picture}(0,0)
+ \put(8,-6.5){\includegraphics{pendulum.pdf}}
+ \end{picture}
+
+ \begin{eqnarray*}
+ \varphi'(t) &=& \omega(t) \\[\smallskipamount]
+ \omega'(t) &=& -\frac{g}{l}\cdot\sin\varphi(t)\hspace*{7.1cm}
+ \end{eqnarray*}
+ \vspace*{-1.5\medskipamount}
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Von Hand (analytisch):\\
+ Lösung raten (Ansatz), Parameter berechnen
+ \item
+ Mit Computer (numerisch):\\
+ Eulersches Polygonzugverfahren
+ \end{itemize}
+ \smallskip
+ \begin{lstlisting}[gobble=0]
+ phi += dt * omega;
+ omega += - dt * g / l * sin (phi);
+ \end{lstlisting}
+
+ \pause
+ \bigskip
+
+ \textbf{Beispiel 3: Weltraum-Simulation}
+
+ Praktikumsaufgabe
+ \vspace*{-1cm}
+
+\end{frame}
+
+\iffalse
+
+\setcounter{section}{2}
+\section{Bibliotheken}
+\setcounter{subsection}{3}
+\subsection{Projekt organisieren: make}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+ \begin{itemize}
+ \item
+ \only<4->{explizite und implizite} Regeln
+ \begin{onlyenv}<2>
+ \smallskip
+ \begin{lstlisting}[language=make,gobble=10]
+ philosophy: philosophy.o answer.o
+ gcc philosophy.o answer.o -o philosophy
+
+ answer.o: answer.c answer.h
+ gcc -Wall -O answer.c -c
+
+ philosophy.o: philosophy.c answer.h
+ gcc -Wall -O philosophy.c -c
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<4>
+ \smallskip
+ \begin{lstlisting}[language=make,gobble=10]
+ TARGET = philosophy
+ OBJECTS = philosophy.o answer.o
+ HEADERS = answer.h
+ CFLAGS = -Wall -O
+
+ $(TARGET): $(OBJECTS)
+ gcc $(OBJECTS) -o $(TARGET)
+
+ %.o: %.c $(HEADERS)
+ gcc $(CFLAGS) $< -c
+
+ clean:
+ rm -f $(OBJECTS) $(TARGET)
+ \end{lstlisting}
+ \end{onlyenv}
+ \item
+ Makros
+ \begin{onlyenv}<3>
+ \smallskip
+ \begin{lstlisting}[language=make,gobble=10]
+ TARGET = philosophy
+ OBJECTS = philosophy.o answer.o
+ HEADERS = answer.h
+ CFLAGS = -Wall -O
+
+ $(TARGET): $(OBJECTS)
+ gcc $(OBJECTS) -o $(TARGET)
+
+ answer.o: answer.c $(HEADERS)
+ gcc $(CFLAGS) answer.c -c
+
+ philosophy.o: philosophy.c $(HEADERS)
+ gcc $(CFLAGS) philosophy.c -c
+
+ clean:
+ rm -f $(OBJECTS) $(TARGET)
+ \end{lstlisting}
+ \vspace*{-1cm}
+ \end{onlyenv}
+ \begin{onlyenv}<5->
+ \smallskip
+ \arrowitem
+ 3 Sprachen: C, Präprozessor, make
+ \end{onlyenv}
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\fi
+
+\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/hp.git}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+ \begin{itemize}
+ \color{medgreen}
+ \item[3.1] Der Präprozessor
+ \item[3.2] Bibliotheken einbinden
+ \item[3.3] Bibliotheken verwenden
+ \color{red}
+ \item[3.4] Projekt organisieren: make
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \begin{itemize}
+ \color{red}
+ \item[4.1] Bit-Operationen
+ \item[4.2] I/O-Ports
+ \item[4.3] Interrupts
+ \vspace*{-0.1cm}
+ \item[\dots]
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \begin{itemize}
+ \color{medgreen}
+ \item[5.1] Differentialgleichungen
+ \color{black}
+ \vspace*{-0.1cm}
+ \item[\dots]
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{\dots}]
+% \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+% \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+% \item[\textbf{6}] \textbf{Ergänzungen und Ausblicke}
+ \end{itemize}
+ \vspace*{-1cm}
+
+\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/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \begin{itemize}
+ \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\dots]
+ \item[2.10] Zeiger
+ \color{medgreen}
+ \item[2.11] Arrays und Strings
+ \item[2.12] Strukturen
+ \item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
+ \color{red}
+ \item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
+ \item[2.15] String-Operationen
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+% \begin{itemize}
+% \color{red}
+% \item[3.1] Der Präprozessor
+% \item[3.2] Bibliotheken einbinden
+% \item[3.3] Bibliotheken verwenden
+% \vspace*{-\smallskipamount}
+% \item[\dots]
+%% \item[3.4] Projekt organisieren: make
+% \end{itemize}
+% \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \begin{itemize}
+ \color{red}
+ \item[4.1] Bit-Operationen
+ \item[4.2] I/O-Ports
+ \color{black}
+ \item[4.3] Interrupts
+ \vspace*{-0.1cm}
+ \item[\dots]
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{\dots}]
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\fi
+
+\setcounter{section}{3}
+\section{Hardwarenahe Programmierung}
+\subsection{Bit-Operationen}
+\subsubsection{Zahlensysteme}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsection
+ \vspace*{-\smallskipamount}
+ \showsubsection
+ \vspace*{-\medskipamount}
+ \showsubsubsection
+
+ \begin{tabular}{rlrl}
+ Basis & Name & Beispiel & Anwendung \\[\smallskipamount]
+ 2 & Binärsystem & 1\,0000\,0011 & Bit-Operationen \\
+ 8 & Oktalsystem & \lstinline,0403, & Dateizugriffsrechte (Unix) \\
+ 10 & Dezimalsystem & \lstinline,259, & Alltag \\
+ 16 & Hexadezimalsystem & \lstinline,0x103, & Bit-Operationen \\
+ 256 & (keiner gebräuchlich) & 0.0.1.3 & IP-Adressen (IPv4)
+ \end{tabular}
+
+ \bigskip
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Computer rechnen im Binärsystem.
+ \item
+ Für viele Anwendungen (z.\,B.\ I/O-Ports, Grafik, \dots) ist es notwendig,\\
+ Bits in Zahlen einzeln ansprechen zu können.
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsubsection
+
+ \begin{tabular}{rlrlrc}
+ \qquad 000 & \bf 0 \hspace*{1.5cm} & 0000 & \bf 0 & \quad 1000 & \bf 8\\
+ 001 & \bf 1 & 0001 & \bf 1 & 1001 & \bf 9\\
+ 010 & \bf 2 & 0010 & \bf 2 & 1010 & \bf A\\
+ 011 & \bf 3 & 0011 & \bf 3 & 1011 & \bf B\\[\smallskipamount]
+ 100 & \bf 4 & 0100 & \bf 4 & 1100 & \bf C\\
+ 101 & \bf 5 & 0101 & \bf 5 & 1101 & \bf D\\
+ 110 & \bf 6 & 0110 & \bf 6 & 1110 & \bf E\\
+ 111 & \bf 7 & 0111 & \bf 7 & 1111 & \bf F\\
+ \end{tabular}
+
+ \medskip
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Oktal- und Hexadezimalzahlen lassen sich ziffernweise\\
+ in Binär-Zahlen umrechnen.
+ \item
+ Hexadezimalzahlen sind eine Kurzschreibweise für Binärzahlen,\\
+ gruppiert zu jeweils 4 Bits.
+ \item
+ Oktalzahlen sind eine Kurzschreibweise für Binärzahlen,\\
+ gruppiert zu jeweils 3 Bits.
+ \item
+ Trotz Taschenrechner u.\,ä.\ lohnt es sich,\\
+ die o.\,a.\ Umrechnungstabelle \textbf{auswendig} zu kennen.
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\subsubsection{Bit-Operationen in C}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsubsection
+
+ \begin{tabular}{lll}
+ C-Operator & Verknüpfung & Anwendung \\[\smallskipamount]
+ \lstinline,&, & Und & Bits gezielt löschen \\
+ \lstinline,|, & Oder & Bits gezielt setzen \\
+ \lstinline,^, & Exklusiv-Oder & Bits gezielt invertieren \\
+ \lstinline,~, & Nicht & Alle Bits invertieren \\[\smallskipamount]
+ \lstinline,<<, & Verschiebung nach links & Maske generieren \\
+ \lstinline,>>, & Verschiebung nach rechts & Bits isolieren
+ \end{tabular}
+
+ \bigskip
+
+ Numerierung der Bits: von rechts ab 0
+
+ \medskip
+
+ \begin{tabular}{ll}
+ Bit Nr.\ 3 auf 1 setzen: &
+ \lstinline,a |= 1 << 3;, \\
+ Bit Nr.\ 4 auf 0 setzen: &
+ \lstinline,a &= ~(1 << 4);, \\
+ Bit Nr.\ 0 invertieren: &
+ \lstinline,a ^= 1 << 0;,
+ \end{tabular}
+
+ \smallskip
+
+ ~~Abfrage, ob Bit Nr.\ 1 gesetzt ist:\quad
+ \lstinline{if (a & (1 << 1))}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsubsection
+
+ C-Datentypen für Bit-Operationen:
+ \smallskip\par
+ \lstinline{#include <stdint.h>}
+ \medskip\par
+ \begin{tabular}{lllll}
+ & 8 Bit & 16 Bit & 32 Bit & 64 Bit \\
+ mit Vorzeichen & \lstinline,int8_t,
+ & \lstinline,int16_t,
+ & \lstinline,int32_t,
+ & \lstinline,int64_t, \\
+ ohne Vorzeichen & \lstinline,uint8_t,
+ & \lstinline,uint16_t,
+ & \lstinline,uint32_t,
+ & \lstinline,uint64_t,
+ \end{tabular}
+
+ \bigskip
+ \bigskip
+
+ Ausgabe:
+ \smallskip\par
+ \begin{lstlisting}
+ #include <stdio.h>
+ #include <stdint.h>
+ #include <inttypes.h>
+ ...
+ uint64_t x = 42;
+ printf ("Die Antwort lautet: %" PRIu64 "\n", x);
+ \end{lstlisting}
+
+\iffalse
+
+ \bigskip
+
+ Aufgabe: Schreiben Sie C-Funktionen, die ein "`Array von Bits"' realisieren, z.\,B.
+
+ \smallskip
+
+ \begin{tabular}[t]{ll}
+ \lstinline|void set_bit (int i);| & Bei Index $i$ auf 1 setzen \\
+ \lstinline|void clear_bit (int i);| & Bei Index $i$ auf 0 setzen \\
+ \lstinline|int get_bit (int i);| & Bei Index $i$ lesen
+ \end{tabular}
+
+ \medskip
+
+ Hinweise:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Die Größe des Bit-"`Arrays"' (z.\,B.\ 1000) dürfen Sie als \emph{vorher bekannt\/} voraussetzen.
+ \item
+ Sie benötigen ein Array, z.\,B.\ von \lstinline|char|- oder \lstinline|int|-Variablen.
+ \item
+ Sie benötigen eine Division (\lstinline|/|) sowie den Divisionsrest (Modulo: \lstinline|%|).
+ \end{itemize}
+
+\fi
+
+\end{frame}
+
+\subsection{I/O-Ports}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+% \showsection
+ \showsubsection
+ \vspace*{-1.5\medskipamount}
+ {\large\textbf{\color{structure}4.3\quad Interrupts}}
+
+ \bigskip
+
+ Kommunikation mit externen Geräten
+
+ \bigskip
+
+ \begin{center}
+ \includegraphics{io-ports-and-interrupts.pdf}
+ \end{center}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ In Output-Port schreiben = Aktoren ansteuern
+
+ Beispiel: LED
+
+ \medskip
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <avr/io.h>
+ ...
+ DDRC = 0x70;
+ PORTC = 0x40;
+ \end{lstlisting}
+ \begin{picture}(0,0)
+ \put(3,0.67){\begin{minipage}{3cm}
+ \color{red}%
+ binär: 0111\,0000\\
+ binär: 0100\,0000
+ \end{minipage}}
+ \put(10,0.67){\makebox(0,0)[r]{\color{red}Herstellerspezifisch!}}
+ \end{picture}
+
+ \bigskip
+
+ \lstinline{DDR} = Data Direction Register\\
+ Bit = 1 für Output-Port\\
+ Bit = 0 für Input-Port
+
+ \bigskip
+
+ \emph{Details: siehe Datenblatt und Schaltplan}
+
+\end{frame}
+
+\begin{frame}[fragile]
+
+ \showsubsection
+
+ Aus Input-Port lesen = Sensoren abfragen
+
+ Beispiel: Taster
+
+ \medskip
+
+ \begin{lstlisting}
+ #include <avr/io.h>
+ ...
+ DDRC = 0xfd;
+ while ((PINC & 0x02) == 0)
+ ; /* just wait */
+ \end{lstlisting}
+ \begin{picture}(0,0)(-1.5,-0.42)
+ \put(3,0.67){\begin{minipage}{3cm}
+ \color{red}%
+ binär: 1111\,1101\\
+ binär: 0000\,0010
+ \end{minipage}}
+ \put(10,0.67){\makebox(0,0)[r]{\color{red}Herstellerspezifisch!}}
+ \end{picture}
+
+ \bigskip
+
+ \lstinline{DDR} = Data Direction Register\\
+ Bit = 1 für Output-Port\\
+ Bit = 0 für Input-Port
+
+ \bigskip
+
+ \emph{Details: siehe Datenblatt und Schaltplan}
+
+ \bigskip
+
+ Praktikumsaufgabe: Druckknopfampel
+
+\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/hp}}}
+ \item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
+ \begin{itemize}
+ \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\dots]
+ \item[2.10] Zeiger
+ \item[2.11] Arrays und Strings
+ \item[2.12] Strukturen
+ \item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
+ \color{medgreen}
+ \item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
+ \item[2.15] String-Operationen
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
+% \begin{itemize}
+% \color{red}
+% \item[3.1] Der Präprozessor
+% \item[3.2] Bibliotheken einbinden
+% \item[3.3] Bibliotheken verwenden
+% \vspace*{-\smallskipamount}
+% \item[\dots]
+%% \item[3.4] Projekt organisieren: make
+% \end{itemize}
+% \vspace*{-\smallskipamount}
+ \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
+ \begin{itemize}
+ \color{medgreen}
+ \item[4.1] Bit-Operationen
+ \item[4.2] I/O-Ports
+ \color{red}
+ \item[4.3] Interrupts
+ \vspace*{-0.1cm}
+ \item[\dots]
+ \end{itemize}
+ \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
+ \item[\textbf{\dots}]
+ \end{itemize}
+
+\end{frame}
+
+\end{document}
diff --git a/20211108/hp-2021ws-p2.pdf b/20211108/hp-2021ws-p2.pdf
new file mode 100644
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Binary files /dev/null and b/20211108/hp-2021ws-p2.pdf differ
diff --git a/20211108/hp-2021ws-p2.tex b/20211108/hp-2021ws-p2.tex
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--- /dev/null
+++ b/20211108/hp-2021ws-p2.tex
@@ -0,0 +1,180 @@
+% hp-2021ws-p2.pdf - Labor Notes on Low-Level Programming
+% Copyright (C) 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 Peter Gerwinski
+%
+% This document is free software: you can redistribute it and/or
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+% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
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+% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
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+% 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.
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+% 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: Druckknopfampel
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+\usepackage{multicol}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{sfmath}
+
+\sloppy
+\raggedcolumns
+\pagestyle{empty}
+\addtolength{\textheight}{1cm}
+\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: Druckknopfampel}
+ \par\medskip
+ \normalsize Hardwarenahe Programmierung\sep
+ Wintersemester 2021/22\sep
+ Prof.~Dr.~Peter Gerwinski
+ \end{center}
+
+ Aufgabe: Programmieren Sie einen Mikrocontroller so,
+ daß er eine Druckknopfampel steuern kann.
+
+ \begin{multicols}{2}
+
+ \begin{itemize}
+ \item
+ Normalerweise zeigt eine Druckknopfampel rotes Licht für die
+ Fußgänger und grünes Licht für die Straße.
+ \item
+ Nach Knopfdruck wechselt die Straße über Gelb nach Rot.
+ Danach bekommen die Fußgänger Grün.
+ Nach einer gewissen Zeit bekommen die Fußgänger wieder Rot,
+ und die Straße wechselt über Rot-Gelb wieder zu Grün.
+
+ \medskip
+ \item
+ Als Mikrocontroller-Entwicklungsplattform stellen wir Ihnen
+ einen \emph{Arduino Uno\/} zur Verfügung.
+ \item
+ Software-Entwiklung für den Arduino geschieht üblicherweise
+ mit Hilfe der Entwicklungswerkzeuge \emph{GCC, binutils und
+ glibc für AVR} sowie \emph{avrdude\/} für das Herunterladen
+ des geschriebenen Programms vom PC auf den Mikrocontroller.
+
+ Die Arduino-Entwicklungsumgebung (siehe z.\,B.\
+ \url{https://www.arduino.cc/en/Main/Software}) integriert
+ alle diese Komponenten.
+ \item
+ Wir schreiben unser Programm in C und nicht in der INO-Sprache.
+ Wenn die Quelltext-Dateien in der Arduino-Entwicklungsumgebung
+ die Endung \file{.ino} haben, ist das kein Problem,
+ sofern der Inhalt der Datei in C geschrieben ist.
+ \item
+ Den Schaltplan des Arduino Uno sowie das Datenblatt des
+ ATmega328p finden Sie per Web-Recherche.
+
+ \columnbreak
+
+ \item
+ Sie können Ihr Programm direkt aus der Arduino-Entwicklungsumgebung heraus
+ compilieren und auf den Mikrocontroller herunterladen.
+ Wenn Sie dies von der Kommandozeile aus machen möchten,
+ geht dies folgendermaßen:
+
+ \lstinline[style=cmd]{avr-gcc -Wall -Os -mmcu=atmega328p \}\\
+ \lstinline[style=cmd]{dateiname.c -o dateiname.elf}
+
+ \lstinline[style=cmd]{avr-objcopy -O ihex \}\\
+ \lstinline[style=cmd]{dateiname-4.elf dateiname-4.hex}
+
+ \lstinline[style=cmd]{avrdude -P /dev/ttyACM0 -c arduino \}\\
+ \lstinline[style=cmd]{-p m328p -U flash:w:dateiname.hex}
+
+ Notfalls: \lstinline[style=cmd]{sudo chmod 666 /dev/ttyACM0}
+
+ \medskip
+ \item
+ Die Verdrahtung erfolgt auf Steckplatinen -- siehe
+ Abb.~\ref{Steckplatine}.
+ Die mit roten und blauen Streifen markierten Lochreihen sind
+ in Längsrichtung elektrisch verbunden, alle anderen in
+ Querrichtung mit einer Trennung in der Mitte. Üblicherweise
+ verwendet man die Längsrichtung für die Stromversorgung: Rot
+ = Versorgungsspannung, Blau = 0\,V.
+ \item
+ LEDs sind keine Glühlampen! Sie haben einen Pluspol (länger)
+ und einen Minuspol (kürzer, Gehäuse abgeflacht), und sie dürfen
+ \textbf{nur mit Vorwiderstand} betrieben werden,
+ andernfalls besteht die Gefahr einer Zerstörung der LED
+ und/oder des Arduino.
+ \item
+ Anstelle eines Drucktasters verwenden wir ein Stück Draht.
+ \item
+ Bevor Sie Ihre Schaltung unter Strom setzen, lassen Sie
+ diese \textbf{durch einen Betreuer prüfen}.
+ \end{itemize}
+
+ \vspace*{-\medskipamount}
+
+ \strut\hfill\emph{Viel Erfolg!}\\[-3.5cm]
+
+ \end{multicols}
+
+ \vspace*{-1.5\bigskipamount}
+
+ \begin{figure}[h]
+ \begin{minipage}{7.3cm}
+ \includegraphics[width=8cm]{400_points_breadboard.jpg}
+ \vspace*{-1cm}
+ \caption{Steckplatine\label{Steckplatine}}
+ \vspace*{1cm}
+ \end{minipage}%
+ \begin{minipage}{9cm}
+ \small\raggedright
+ \vspace*{1cm}
+ Bildquelle:
+ \href{https://commons.wikimedia.org/wiki/File:400_points_breadboard.jpg}%
+ {\nolinkurl{https://commons.wikimedia.org/}\\
+ \nolinkurl{wiki/File:400_points_breadboard.jpg}}\\
+ Autor: \url{https://www.flickr.com/people/33504192@N00}\\
+ Lizenz: CC-BY-SA 2.0 Generic
+ \end{minipage}
+ \end{figure}
+
+ \vspace*{-1.5\bigskipamount}
+
+ \vfill
+
+ \begingroup
+
+ \small
+
+ \setlength{\leftskip}{3cm}
+
+ Stand: 8.\ November 2021
+
+% Soweit nicht anders angegeben:\\
+ Copyright \copyright\ 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021\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}
diff --git a/20211108/hp-musterloesung-20211108.pdf b/20211108/hp-musterloesung-20211108.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..b9a3072e3210020cf8b8d2be328dada93bf7388a
Binary files /dev/null and b/20211108/hp-musterloesung-20211108.pdf differ
diff --git a/20211108/hp-musterloesung-20211108.tex b/20211108/hp-musterloesung-20211108.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..2aa4d33fd7940db4ebdb8a8785a54f5757cca746
--- /dev/null
+++ b/20211108/hp-musterloesung-20211108.tex
@@ -0,0 +1,212 @@
+% hp-musterloesung-20211108.pdf - Solutions to the Exercises on Low-Level Programming
+% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 Peter Gerwinski
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+
+% README: Arrays mit Zahlen, Datum-Bibliothek
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+
+\begin{document}
+
+ \section*{Hardwarenahe Programmierung\\
+ Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 8.\ November 2021}
+
+ \exercise{Arrays mit Zahlen}
+
+ \begin{minipage}[t]{0.4\textwidth}
+ Wir betrachten das folgende Programm\\
+ (Datei: \gitfile{hp}{2021ws/20211108}{aufgabe-1.c}):
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ void f (int *s0, int *s1)
+ {
+ while (*s0 >= 0)
+ {
+ int *s = s1;
+ while (*s >= 0)
+ if (*s0 == *s++)
+ printf ("%d ", *s0);
+ s0++;
+ }
+ printf ("\n");
+ }
+
+ int main (void)
+ {
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1, -1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10, -1 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}[t]{0.55\textwidth}
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Was bewirkt die Funktion \lstinline{f},\\
+ und wie funktioniert sie?
+ \points{4}
+% \item
+% Von welcher Ordnung (Landau-Symbol) ist die Funktion?
+% Begründen Sie Ihre Antwort.
+%
+% Wir beziehen uns hierbei auf die Anzahl der Vergleiche
+% in Abhängigkeit von der Länge der Eingabedaten \lstinline{s0} und \lstinline{s1}.
+% Für die Rechnung dürfen Sie beide Längen mit $n$ gleichsetzen,
+% obwohl sie normalerweise nicht gleich sind.
+% \points{2}
+ \item
+ Was passiert, wenn Sie beim Aufruf der Funktion für einen der
+ Parameter den Wert \lstinline{NULL} übergeben?
+ Begründen Sie Ihre Antwort.
+ \points{2}
+ \item
+ Was kann passieren, wenn Sie das Hauptprogramm wie folgt abändern
+ (\gitfile{hp}{2021ws/20211108}{aufgabe-1c.c})?
+ Begründen Sie Ihre Antwort.
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ int main (void)
+ {
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \points{2}
+% \item
+% Beschreiben Sie -- in Worten und/oder als C-Quelltext --, wie
+% sich die Funktion \lstinline{f} effizienter gestalten läßt,
+% wenn man die ihr übergebenen Arrays \lstinline{s0} und
+% \lstinline{s1} als sortiert voraussetzt.
+% \points{5}
+%
+% Hinweis: Wie würden Sie als Mensch die Aufgabe erledigen?
+% \item
+% Von welcher
+% Ordnung (Landau-Symbol) ist Ihre effizientere Version der Funktion und warum?
+% \points{2}
+ \end{enumerate}
+ \end{minipage}
+
+ \solution
+
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ \textbf{Was bewirkt die Funktion \lstinline{f}, und wie funktioniert sie?}
+
+ Die Funktion gibt alle Zahlen aus, die sowohl im Array \lstinline{s0}
+ als auch im Array \lstinline{s1} vorkommen (Schnittmenge).
+
+ Dies geschieht, indem der Zeiger \lstinline{s0} das gesamte Array durchläuft
+ (äußere Schleife).
+ Für jedes Element des ersten Arrays durchläuft der Zeiger \lstinline{s}
+ das gesamte zweite Array (innere Schleife).
+ Auf diese Weise wird jedes Element von \lstinline{s0}
+ mit jedem von \lstinline{s1} verglichen und bei Gleichheit ausgegeben.
+
+ Um die Schleifen abbrechen zu können, enthalten beide Arrays
+ als Ende-Markierung eine negative Zahl (\lstinline{-1}).
+
+ \item
+ \textbf{Was passiert, wenn Sie beim Aufruf der Funktion für einen der
+ Parameter den Wert \lstinline{NULL} übergeben?
+ Begründen Sie Ihre Antwort.}
+
+ In dem Moment, wo auf den jeweiligen Parameter-Zeiger zugegriffen wird
+ (\lstinline{while (*s0 >= 0)} für \lstinline{s0} bzw.\
+ \lstinline{int *s = s1; while (*s >= 0)} für \lstinline{s1}),
+ kommt es zu einem Absturz (Speicherzugriffsfehler).
+ Die Dereferenzierung eines Zeigers mit dem Wert \lstinline{NULL}
+ ist nicht zulässig.
+
+ \item
+ \textbf{Was kann passieren, wenn Sie das Hauptprogramm wie folgt abändern
+ (\gitfile{hp}{2021ws/20211108}{aufgabe-1c.c})?
+ Begründen Sie Ihre Antwort.}
+
+ \begin{minipage}{0.35\textwidth}
+ \begin{lstlisting}[gobble=10]
+ int main (void)
+ {
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}{0.575\textwidth}
+ Durch die fehlenden Ende-Markierungen der Arrays
+ laufen die Schleifen immer weiter,
+ bis sie irgendwann zufällig auf Speicherzellen stoßen,
+ die sich als Ende-Markierungen interpretieren lassen (negative Zahlen).
+ Dadurch kann es zu einem Lesezugriff auf Speicher kommen,
+ für den das Programm kein Lesezugriffsrecht hat,
+ also zu einem Absturz (Speicherzugriffsfehler).
+ \end{minipage}
+ \end{enumerate}
+
+ \exercise{Datum-Bibliothek}
+
+ Schreiben Sie eine Bibliothek (= Sammlung von Deklarationen und Funktionen)
+ zur Behandlung von Datumsangaben.
+
+ Diese soll enthalten:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ einen \lstinline{struct}-Datentyp \lstinline{date},
+ der eine Datumsangabe speichert,
+ \item
+ eine Funktion \lstinline{void date_print (date *d)}, die ein Datum ausgibt,
+ \item
+ eine Funktion \lstinline{int date_set (date *d, int day, int month, int year)},
+ die ein Datum auf einen gegebenen Tag setzt
+ und zurückgibt, ob es sich um ein gültiges Datum handelt (0 = nein, 1 = ja),
+ \item
+ eine Funktion \lstinline{void date_next (date *d)},
+ die ein Datum auf den nächsten Tag vorrückt.
+ \end{itemize}
+
+ Schreiben Sie auch ein Programm, das die o.\,a.\ Funktionen testet.
+
+ \solution
+
+ Die Datei \gitfile{hp}{2021ws/20211108}{loesung-2.c}
+ enthält die Bibliothek zusammen mit einem Test-Programm.
+
+ Eine detaillierte Anleitung,
+ wie man auf die Funktion \lstinline{date_next()} kommt,
+ finden Sie im Skript zur Lehrveranstaltung, Datei \gitfile{hp}{script}{hp-2021ws.pdf},
+ ab Seite 29.
+
+ (Die Vorgehensweise,
+ die Bibliothek und das Hauptprogramm in dieselbe Datei zu schreiben,
+ hat den Nachteil,
+ daß man die Bibliothek in jedes weitere Programm, das sie benutzt,
+ kopieren und auch dort aktuell halten muß.
+ Eine sinnvollere Lösung wird demnächst in der Vorlesung vorgestellt werden.)
+
+\end{document}
diff --git a/20211108/hp-uebung-20211108.pdf b/20211108/hp-uebung-20211108.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..70cf4417aab27c6debdba7ba50966ad252f05507
Binary files /dev/null and b/20211108/hp-uebung-20211108.pdf differ
diff --git a/20211108/hp-uebung-20211108.tex b/20211108/hp-uebung-20211108.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..4994d02f79937b9b736f110ccf97d8ced4456e27
--- /dev/null
+++ b/20211108/hp-uebung-20211108.tex
@@ -0,0 +1,152 @@
+% hp-uebung-20211108.pdf - Exercises on Low-Level Programming
+% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 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: Arrays mit Zahlen, Datum-Bibliothek
+
+\documentclass[a4paper]{article}
+
+\usepackage{pgscript}
+
+\thispagestyle{empty}
+
+\begin{document}
+
+ \thispagestyle{empty}
+
+ \section*{Hardwarenahe Programmierung\\
+ Übungsaufgaben -- 8.\ November 2021}
+
+ Diese Übung enthält Punkteangaben wie in einer Klausur.
+ Um zu "`bestehen"', müssen Sie innerhalb von 45 Minuten
+ unter Verwendung ausschließlich zugelassener Hilfsmittel
+ 8 Punkte (von insgesamt \totalpoints) erreichen.
+
+ \exercise{Arrays mit Zahlen}
+
+ \begin{minipage}[t]{0.4\textwidth}
+ Wir betrachten das folgende Programm\\
+ (Datei: \gitfile{hp}{2021ws/20211108}{aufgabe-1.c}):
+ \begin{lstlisting}[gobble=6]
+ #include <stdio.h>
+
+ void f (int *s0, int *s1)
+ {
+ while (*s0 >= 0)
+ {
+ int *s = s1;
+ while (*s >= 0)
+ if (*s0 == *s++)
+ printf ("%d ", *s0);
+ s0++;
+ }
+ printf ("\n");
+ }
+
+ int main (void)
+ {
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1, -1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10, -1 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}\hfill
+ \begin{minipage}[t]{0.55\textwidth}
+ \vspace*{-\bigskipamount}
+ \begin{enumerate}[\quad(a)]
+ \item
+ Was bewirkt die Funktion \lstinline{f},\\
+ und wie funktioniert sie?
+ \points{4}
+% \item
+% Von welcher Ordnung (Landau-Symbol) ist die Funktion?
+% Begründen Sie Ihre Antwort.
+%
+% Wir beziehen uns hierbei auf die Anzahl der Vergleiche
+% in Abhängigkeit von der Länge der Eingabedaten \lstinline{s0} und \lstinline{s1}.
+% Für die Rechnung dürfen Sie beide Längen mit $n$ gleichsetzen,
+% obwohl sie normalerweise nicht gleich sind.
+% \points{2}
+ \item
+ Was passiert, wenn Sie beim Aufruf der Funktion für einen der
+ Parameter den Wert \lstinline{NULL} übergeben?
+ Begründen Sie Ihre Antwort.
+ \points{2}
+ \item
+ Was kann passieren, wenn Sie das Hauptprogramm wie folgt abändern
+ (\gitfile{hp}{2021ws/20211108}{aufgabe-1c.c})?
+ Begründen Sie Ihre Antwort.
+ \begin{lstlisting}[gobble=8]
+ int main (void)
+ {
+ int a[] = { 10, 4, 3, 7, 12, 0, 1 };
+ int b[] = { 7, 14, 0, 8, 9, 22, 10 };
+ f (a, b);
+ return 0;
+ }
+ \end{lstlisting}
+ \points{2}
+% \item
+% Beschreiben Sie -- in Worten und/oder als C-Quelltext --, wie
+% sich die Funktion \lstinline{f} effizienter gestalten läßt,
+% wenn man die ihr übergebenen Arrays \lstinline{s0} und
+% \lstinline{s1} als sortiert voraussetzt.
+% \points{5}
+%
+% Hinweis: Wie würden Sie als Mensch die Aufgabe erledigen?
+% \item
+% Von welcher
+% Ordnung (Landau-Symbol) ist Ihre effizientere Version der Funktion und warum?
+% \points{2}
+ \end{enumerate}
+ \end{minipage}
+
+ \exercise{Datum-Bibliothek}
+
+ Schreiben Sie eine Bibliothek (= Sammlung von Deklarationen und Funktionen)
+ zur Behandlung von Datumsangaben.
+
+ Diese soll enthalten:
+ \begin{itemize}
+ \item
+ einen \lstinline{struct}-Datentyp \lstinline{date},
+ der eine Datumsangabe speichert,
+ \item
+ eine Funktion \lstinline{void date_print (date *d)}, die ein Datum ausgibt,
+ \item
+ eine Funktion \lstinline{int date_set (date *d, int day, int month, int year)},
+ die ein Datum auf einen gegebenen Tag setzt
+ und zurückgibt, ob es sich um ein gültiges Datum handelt (0 = nein, 1 = ja),
+ \item
+ eine Funktion \lstinline{void date_next (date *d)},
+ die ein Datum auf den nächsten Tag vorrückt.
+ \end{itemize}
+
+ Schreiben Sie auch ein Programm, das die o.\,a.\ Funktionen testet.
+
+ \points{8}
+
+ \makeatletter
+ \immediate\write\@mainaux{\string\gdef\string\totalpoints{\arabic{points}}}
+ \makeatother
+
+\end{document}
diff --git a/20211108/io-ports-and-interrupts.pdf b/20211108/io-ports-and-interrupts.pdf
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..bcd46f7afb35605b20bdb05637e6de0a039893ec
--- /dev/null
+++ b/20211108/io-ports-and-interrupts.pdf
@@ -0,0 +1 @@
+../common/io-ports-and-interrupts.pdf
\ No newline at end of file
diff --git a/20211108/loesung-2.c b/20211108/loesung-2.c
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..151c965980df79b5d0e04188f7bf6ac7a3b836a9
--- /dev/null
+++ b/20211108/loesung-2.c
@@ -0,0 +1,109 @@
+#include <stdio.h>
+
+typedef struct
+{
+ char day, month;
+ int year;
+}
+date;
+
+int is_leap_year (int year)
+{
+ if (year % 4 == 0)
+ if (year % 100 == 0)
+ if (year % 400 == 0)
+ return 1;
+ else
+ return 0;
+ else
+ return 1;
+ else
+ return 0;
+}
+
+int days_in_month (int month, int year)
+{
+ if (month == 2)
+ if (is_leap_year (year))
+ return 29;
+ else
+ return 28;
+ else if (month == 4 || month == 6 || month == 9 || month == 11)
+ return 30;
+ else
+ return 31;
+}
+
+void date_print (date *d)
+{
+ printf ("%02d.%02d.%04d", d->day, d->month, d->year);
+}
+
+int date_set (date *d, char day, char month, int year)
+{
+ d->year = year;
+ if (month > 0 && month <= 12)
+ d->month = month;
+ else
+ return 0;
+ if (day > 0 && day <= days_in_month (month, year))
+ d->day = day;
+ else
+ return 0;
+ return 1;
+}
+
+void date_next (date *d)
+{
+ d->day++;
+ if (d->day > days_in_month (d->month, d->year))
+ {
+ d->month++;
+ d->day = 1;
+ if (d->month > 12)
+ {
+ d->year++;
+ d->month = 1;
+ }
+ }
+}
+
+void check (char day, char month, int year)
+{
+ date d;
+ if (date_set (&d, day, month, year))
+ {
+ date_print (&d);
+ printf (" --> ");
+ date_next (&d);
+ date_print (&d);
+ printf ("\n");
+ }
+ else
+ printf ("%02d.%02d.%04d: invalid date\n", day, month, year);
+}
+
+int main (void)
+{
+ check (6, 11, 2018);
+ check (29, 11, 2018);
+ check (30, 11, 2018);
+ check (31, 11, 2018);
+ check (29, 12, 2018);
+ check (30, 12, 2018);
+ check (31, 12, 2018);
+ check (28, 2, 2016);
+ check (29, 2, 2016);
+ check (30, 2, 2016);
+ check (28, 2, 2015);
+ check (29, 2, 2015);
+ check (30, 2, 2015);
+ check (31, 12, 2008);
+ check (28, 2, 2000);
+ check (29, 2, 2000);
+ check (30, 2, 2000);
+ check (28, 2, 1900);
+ check (29, 2, 1900);
+ check (30, 2, 1900);
+ return 0;
+}
diff --git a/20211108/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf b/20211108/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..4aa99b8f81061aca6dcaf43eed2d9efef40555f8
--- /dev/null
+++ b/20211108/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
@@ -0,0 +1 @@
+../common/logo-hochschule-bochum-cvh-text-v2.pdf
\ No newline at end of file
diff --git a/20211108/logo-hochschule-bochum.pdf b/20211108/logo-hochschule-bochum.pdf
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..b6b9491e370e499c9276918182cdb82cb311bcd1
--- /dev/null
+++ b/20211108/logo-hochschule-bochum.pdf
@@ -0,0 +1 @@
+../common/logo-hochschule-bochum.pdf
\ No newline at end of file
diff --git a/20211108/pgscript.sty b/20211108/pgscript.sty
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..95c888478c99ea7fda0fd11ccf669ae91be7178b
--- /dev/null
+++ b/20211108/pgscript.sty
@@ -0,0 +1 @@
+../common/pgscript.sty
\ No newline at end of file
diff --git a/20211108/pgslides.sty b/20211108/pgslides.sty
new file mode 120000
index 0000000000000000000000000000000000000000..5be1416f4216f076aa268901f52a15d775e43f64
--- /dev/null
+++ b/20211108/pgslides.sty
@@ -0,0 +1 @@
+../common/pgslides.sty
\ No newline at end of file
diff --git a/README.md b/README.md
index cca50f0a7db8dfeb766cd5d4ee98072e6e3ce985..303e60b0bd2da78bdb310474fd1ee9ee9ae216b9 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -21,6 +21,7 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [11.10.2021: Einführung in C: Seiteneffekte, Funktionen, Zeiger](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211011/hp-20211011.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2021ws/20211011/)
* [18.10.2021: Einführung in C: Arrays und Strings, Strukturen](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211018/hp-20211018.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2021ws/20211018/)
* [25.10.2021: Einführung in C: Arrays und Strings und Zeichen, Strukturen, Dateien und Fehlerbehandlung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211025/hp-20211025.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2021ws/20211025/)
+ * [08.11.2021: Parameter des Hauptprogramms, String-Operationen, Bit-Operationen, I/O-Ports](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211108/hp-20211108.pdf) [**(Beispiele)**](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/2021ws/20211108/)
* [alle in 1 Datei](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/hp-slides-2021ws.pdf)
Übungsaufgaben:
@@ -29,20 +30,23 @@ Vortragsfolien und Beispiele:
* [11.10.2021: Schaltjahr ermitteln, Multiplikationstabelle, Fibonacci-Zahlen, fehlerhaftes Programm](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211011/hp-uebung-20211011.pdf)
* [18.10.2021: Seltsame Programme, Kalender-Berechnung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211018/hp-uebung-20211018.pdf)
* [25.10.2021: Strings, Programm analysieren, fehlerhaftes Primzahl-Programm](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211025/hp-uebung-20211025.pdf)
+ * [08.11.2021: Arrays mit Zahlen, Datum-Bibliothek](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211108/hp-uebung-20211108.pdf)
Musterlösungen:
---------------
* [11.10.2021: Schaltjahr ermitteln, Multiplikationstabelle, Fibonacci-Zahlen, fehlerhaftes Programm](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211011/hp-musterloesung-20211011.pdf)
* [18.10.2021: Seltsame Programme, Kalender-Berechnung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211018/hp-musterloesung-20211018.pdf)
* [25.10.2021: Strings, Programm analysieren, fehlerhaftes Primzahl-Programm](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211025/hp-musterloesung-20211025.pdf)
+ * [08.11.2021: Arrays mit Zahlen, Datum-Bibliothek](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211108/hp-musterloesung-20211108.pdf)
Tafelbilder:
------------
-(keine)
+ * [08.11.2021: Beispiele für Bit-Manipulation](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211108/photo-20211108-172458.jpg)
Praktikumsunterlagen:
---------------------
* [Versuch 1: RSA-Verschlüsselung](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211011/hp-2021ws-p1.pdf)
+ * [Versuch 2: Druckknopfampel](https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/raw/2021ws/20211108/hp-2021ws-p2.pdf)
Alte Klausuren:
---------------
diff --git a/hp-slides-2021ws.pdf b/hp-slides-2021ws.pdf
index 280d352972bb97ef923e1652546b58297a0f657b..049705c884b363245e198c6404a0218f5241d431 100644
Binary files a/hp-slides-2021ws.pdf and b/hp-slides-2021ws.pdf differ
diff --git a/hp-slides-2021ws.tex b/hp-slides-2021ws.tex
index 4b12fd848b43ce69bc04bb8ed0bc9c1ae05cee02..f6723f56f017a470d18843c67c3ee2222b3b8bf1 100644
--- a/hp-slides-2021ws.tex
+++ b/hp-slides-2021ws.tex
@@ -18,4 +18,6 @@
\includepdf[pages=-]{20211018/hp-20211018.pdf}
\pdfbookmark[1]{25.10.2021: Einführung in C: Arrays und Strings und Zeichen, Strukturen, Dateien und Fehlerbehandlung}{20211025}
\includepdf[pages=-]{20211025/hp-20211025.pdf}
+ \pdfbookmark[1]{08.11.2021: Parameter des Hauptprogramms, String-Operationen, Bit-Operationen, I/O-Ports}{20211108}
+ \includepdf[pages=-]{20211108/hp-20211108.pdf}
\end{document}