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Commit bbb00c19 authored by Peter Gerwinski's avatar Peter Gerwinski
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% ainf-uebung-20161003.pdf - Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
% hp-uebung-20161003.pdf - Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
% Copyright (C) 2013, 2015, 2016 Peter Gerwinski
%
% This document is free software: you can redistribute it and/or
......@@ -41,7 +41,8 @@
% \thispagestyle{empty}
\section*{Hardwarenahe Programmierung / Angewandte Informatik\\Übungsaufgaben -- 5.\ und 7.\ Oktober 2016}
\section*{Hardwarenahe Programmierung / Angewandte Informatik\\
Übungsaufgaben -- 5.\ und 7.\ Oktober 2016}
In den heutigen Übungsaufgaben geht es noch nicht um die
eigentlichen Inhalte (Programmieren in C), sondern darum,
......
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......@@ -24,6 +24,7 @@
\usepackage{pgslides}
\usepackage{pdftricks}
\usepackage{tikz}
\newrgbcolor{orange}{0.7 0.2 0.0}
......@@ -46,7 +47,7 @@
\date{\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(0.55,1.05){\makebox(0,0)[t]{$\underbrace{\rule{1.45cm}{0pt}}_{%
\put(0.65,1.05){\makebox(0,0)[t]{$\underbrace{\rule{1.45cm}{0pt}}_{%
\mbox{\emph{rerum naturalium\/} = der natürlichen Dinge (lat.)}}$}}
\end{picture}%
10.\ Oktober 2015}
......@@ -252,11 +253,11 @@
\end{frame}
\sectionnonumber{\inserttitle}
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{frame}
\showsectionnonumber
\shownosectionnonumber
\begin{itemize}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
......@@ -275,8 +276,8 @@
\item[2.5] Verzweigungen
\item[2.6] Schleifen
\item[2.7] Seiteneffekte
\item[2.8] Strukturierte Programmierung
\item[\dots]
% \item[2.8] Strukturierte Programmierung
% \item[2.9] Funktionen
% \item[2.10] Zeiger
% \item[2.11] Arrays und Strings
......@@ -300,7 +301,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\pause
\showsubsection
Text ausgeben
......@@ -323,7 +323,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}[style=terminal]
......@@ -337,7 +336,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}[style=terminal]
......@@ -346,14 +344,27 @@
Hello, world!
$
\end{lstlisting}
\pause
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(3.0,0.5){\tikz{\draw[-latex](0.0,0.0)--(-3.0,1.0);}}
\put(4.0,0.3){\makebox(0,0)[tl]{\begin{minipage}[t]{6cm}
\begin{tabular}{ll}
\lstinline[style=cmd]{-Wall} & alle Warnungen einschalten\\
\lstinline[style=cmd]{-O} & optimieren\\
\lstinline[style=cmd]{-O3} & maximal optimieren\\
\lstinline[style=cmd]{-Os} & Codegröße optimieren\\[\smallskipamount]
\dots & gcc hat \emph{sehr viele\/} Optionen.
\end{tabular}
\end{minipage}}}
\end{picture}
\end{frame}
\subsection{Zahlenwerte ausgeben}
\subsection{Elementare Aus- und Eingabe}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
Wert ausgeben
......@@ -371,7 +382,7 @@
\end{lstlisting}
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(5.75,0.5){\vector(-1,1){0.5}}
\put(5.3,0.65){\tikz{\draw[-latex](0.0,0.0)--(-0.5,0.5);}}
\put(5.9,0.35){\begin{minipage}[t]{6cm}
Formatspezifikation "`d"': "`dezimal"'\pause\\[\smallskipamount]
Weitere Formatspezifikationen:\\
......@@ -383,11 +394,8 @@
\end{frame}
\subsection{Elementares Rechnen}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
Wert einlesen
......@@ -402,15 +410,14 @@
double a;
printf ("Bitte eine Zahl eingeben: ");
scanf ("%lf", &a);
a = 2 * a;
printf ("Das Doppelte der Zahl ist: %lf\n", a);
printf ("Ihre Antwort war: %lf\n", a);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(6.9,2.2){\vector(-1,0){3.5}}
\put(7.0,2.3){\begin{minipage}[t]{5cm}
\put(3.4,1.8){\tikz{\draw[-latex](0.0,0.0)--(-3.5,0);}}
\put(7.0,1.9){\begin{minipage}[t]{5cm}
Formatspezifikation "`lf"':\\
"`long floating-point"'
\end{minipage}}
......@@ -418,9 +425,10 @@
\end{frame}
\subsection{Elementares Rechnen}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
Wert an Variable zuweisen
......@@ -433,6 +441,7 @@
int main (void)
{
int a;
printf ("Bitte eine Zahl eingeben: ");
scanf ("%d", &a);
a = 2 * a;
printf ("Das Doppelte ist: %d\n", a);
......@@ -446,7 +455,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6cm}
......@@ -478,7 +486,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6cm}
......@@ -521,7 +528,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}
......@@ -537,17 +543,16 @@
\pause
\begin{picture}(0,0)
\color{red}
\put(3.5,1.35){\vector(-1,0){1.7}}
\put(1.8,1.35){\tikz{\draw[-latex](0.0,0.0)--(-1.7,0);}}
\put(3.6,1.35){\makebox(0,0)[l]{Ausdruck als Anweisung: Wert wird ignoriert}}
\pause
\put(3.55,1.40){\vector(-2,1){0.4}}
\put(3.15,1.40){\tikz{\draw[-latex](0.0,0.0)--(-0.4,0.2);}}
\end{picture}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}
......@@ -574,7 +579,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}
......@@ -606,7 +610,6 @@
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6cm}
......@@ -679,16 +682,14 @@
\end{frame}
\iftrue
\subsection{Strukturierte Programmierung}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\visible<2->{\showsubsection}
\visible<4->{\showsubsection}
\begin{minipage}[t]{6cm}
\begin{onlyenv}<3->
\begin{onlyenv}<2->
\begin{lstlisting}[gobble=8]
i = 0;
while (1)
......@@ -701,7 +702,7 @@
\end{onlyenv}
\strut
\bigskip
\begin{onlyenv}<4->
\begin{onlyenv}<3->
\begin{lstlisting}[gobble=8]
i = 0;
loop:
......@@ -767,383 +768,46 @@
\end{frame}
\subsection{Funktionen}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\nosectionnonumber{\inserttitle}
\begin{minipage}[t]{6.5cm}
\vspace{-\medskipamount}
\begin{lstlisting}[gobble=6]
#include <stdio.h>
int answer (void)
{
return 42;
}
void foo (void)
{
printf ("%d\n", answer ());
}
int main (void)
{
foo ();
return 0;
}
\end{lstlisting}
\vspace*{-1cm}
\end{minipage}%
\begin{minipage}[t]{6cm}
\begin{itemize}
\pause
\item
Funktionsdeklaration:\\[\smallskipamount]
Typ Name ( Parameterliste )\\
\{\\
\quad Anweisungen\\
\}
\end{itemize}
\end{minipage}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{minipage}[t]{6.5cm}
\vspace{-\medskipamount}
\begin{lstlisting}[gobble=6]
#include <stdio.h>
\begin{frame}
void add_verbose (int a, int b)
{
printf ("%d + %d = %d\n", a, b, a + b);
}
\shownosectionnonumber
int main (void)
{
add_verbose (3, 7);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\end{minipage}%
\begin{minipage}[t]{6cm}
\begin{itemize}
\item
Funktionsdeklaration:\\[\smallskipamount]
Typ Name ( Parameterliste )\\
\{\\
\quad Anweisungen\\
\}
\pause
\bigskip
\item
Der Datentyp \lstinline{void}\\
steht für "`nichts"'\\
und \alt<3->{muß}{kann} ignoriert werden.
\end{itemize}
\end{minipage}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{minipage}{6cm}
\begin{lstlisting}[gobble=6]
#include <stdio.h>
int a, b = 3;
void foo (void)
{
b++;
static int a = 5;
int b = 7;
printf ("foo(): "
"a = %d, b = %d\n",
a, b);
a++;
}
\end{lstlisting}
\end{minipage}%
\begin{minipage}{6cm}
\vspace{-1cm}
\begin{lstlisting}[gobble=6]
int main (void)
{
printf ("main(): "
"a = %d, b = %d\n",
a, b);
foo ();
printf ("main(): "
"a = %d, b = %d\n",
a, b);
a = b = 12;
printf ("main(): "
"a = %d, b = %d\n",
a, b);
foo ();
printf ("main(): "
"a = %d, b = %d\n",
a, b);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\end{frame}
\subsection{Zeiger}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}
#include <stdio.h>
void calc_answer (int *a)
{
*a = 42;
}
int main (void)
{
int answer;
calc_answer (&answer);
printf ("The answer is %d.\n", answer);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\pause
\vspace{-5cm}\hspace{5cm}%
\begin{minipage}{7cm}
\item[\textbf{1}] \textbf{Einführung}
\begin{itemize}
\item
\lstinline{*a} ist eine \lstinline{int}.
\pause
\item
unärer Operator \lstinline{*}:\\
Pointer-Dererefenzierung
\pause
\arrowitem
\lstinline{a} ist ein Zeiger (Pointer) auf eine \lstinline{int}.
\pause
\bigskip
\item
unärer Operator \lstinline{&}: Adresse
\color{medgreen}
\item[1.1] Was ist angewandte Informatik?
\item[1.2] Programmierung in C
\end{itemize}
\end{minipage}
\end{frame}
\subsection{Arrays und Strings}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\showsubsection
Ein Zeiger zeigt auf eine Variable\only<2->{ und deren Nachbarn}.
\bigskip
\pause
\pause
\begin{onlyenv}<1-9>
\begin{lstlisting}[gobble=6]
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int prime[5] = { 2, 3, 5, 7, 11 };
int *p = prime, i = 0;
while (i < 5)
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 };
int i = 0;
while (i < 5)
printf ("%d\n", prime[i++]);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\end{onlyenv}
\pause
\vspace{-3.05cm}\hspace{5.5cm}%
\begin{minipage}{6.5cm}
\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
\begin{itemize}
\item
\lstinline{prime} ist \alt<5->{ein Array}{eine Ansammlung} von\\fünf ganzen Zahlen.
\pause
\pause
\item
\begin{picture}(0,0)
\color{medgreen}
\item[2.1] Hello, world!
\item[2.2] Programme compilieren und ausführen
\item[2.3] Zahlenwerte ausgeben
\item[2.4] Elementares Rechnen
\item[2.5] Verzweigungen
\item[2.6] Schleifen
\item[2.7] Seiteneffekte
\item[2.8] Strukturierte Programmierung
\color{red}
\put(-0.6,0.1){\vector(-1,0){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)}
\item[2.9] Funktionen
\item[2.10] Zeiger
\item[\dots]
% \item[2.11] Arrays und Strings
% \item[2.12] Strukturen
% \item[\dots]
\end{itemize}
\end{minipage}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\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]
\showsection
\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]
\showsection
\showsubsection
\begin{lstlisting}
#include <stdio.h>
int main (void)
{
char hello_world[] = "Hello, world!\n";
char *p = hello_world;
while (*p)
printf ("%d", *p++);
return 0;
}
\end{lstlisting}
\end{frame}
\begin{frame}[fragile]
\showsection
\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}
\vspace{-1.7cm}\hspace{5cm}%
\begin{minipage}{7cm}
\begin{itemize}
\pause
\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
Die Formatspezifikation\\
entscheidet über die Ausgabe:\\[\smallskipamount]
\lstinline{%d}\quad dezimal\\
\lstinline{%x}\quad hexadezimal\\
\lstinline{%c}\quad Zeichen\\
\pause
\lstinline{%s}\quad String
\color{gray}
\item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
\item[\textbf{\dots}]
% \item[\textbf{4}] \textbf{Hardwarenahe Programmierung}
% \item[\textbf{5}] \textbf{Algorithmen}
% \item[\textbf{6}] \textbf{Ergänzungen und Ausblicke}
\end{itemize}
\end{minipage}
\end{frame}
\fi
\sectionnonumber{Aufgaben}
\begin{frame}[c,fragile]
\showsectionnonumber
\begin{description}
\item[Aufgabe 1:] Multiplikationstabelle
Geben Sie mit Hilfe einer Schleife ein "`Einmaleins"' aus:
\begin{lstlisting}[style=terminal,gobble=8]
1 * 7 = 7
2 * 7 = 14
...
10 * 7 = 70
\end{lstlisting}
Hinweis: Verwenden Sie Formatspezifikationen wie z.\,B.\ \lstinline{%3d}\\
(siehe die Dokumentation zu \lstinline{printf()})
\item[Aufgabe 2:] Fibonacci-Zahlen berechnen
1.\ Zahl: 0\\
2.\ Zahl: 1\\
nächste Zahl = Summe der beiden vorherigen
\item[Aufgabe 3:] Schaltjahr ermitteln
Jahreszahl erfragen\\
Wenn die Zahl durch 4 teilbar ist, ist es ein Schaltjahr.\\
Wenn die Zahl durch 100 teilbar ist, ist es kein Schaltjahr.\\
Wenn die Zahl durch 400 teilbar ist,\\ist es doch wieder ein Schaltjahr.
\end{description}
\end{frame}
\end{document}
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% hp-uebung-20161010.pdf - Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
% Copyright (C) 2013, 2015, 2016 Peter Gerwinski
%
% This document is free software: you can redistribute it and/or
% modify it either under the terms of the Creative Commons
% Attribution-ShareAlike 3.0 License, or under the terms of the
% GNU General Public License as published by the Free Software
% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
% any later version.
%
% This document is distributed in the hope that it will be useful,
% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
% MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
% GNU General Public License for more details.
%
% You should have received a copy of the GNU General Public License
% along with this document. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
%
% You should have received a copy of the Creative Commons
% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.
\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage{pgscript}
\usepackage{pdftricks}
\begin{psinputs}
\usepackage{pgscript}
\definecolor{PracticallyWhite}{rgb}{0.99 0.99 0.99}
\end{psinputs}
\newcounter{exercise}
\newcommand{\exercise}[1]{\addtocounter{exercise}{1}\subsection*{Aufgabe \arabic{exercise}: #1}}
\begin{document}
\thispagestyle{empty}
\section*{Hardwarenahe Programmierung / Angewandte Informatik\\
Übungsaufgaben -- 10.\ Oktober 2016}
\exercise{Multiplikationstabelle}
Geben Sie mit Hilfe einer Schleife ein "`Einmaleins"' aus.\\
Dabei sollen die Faktoren und Ergebnisse rechtsbündig untereinander stehen:
\begin{lstlisting}[style=terminal]
1 * 7 = 7
2 * 7 = 14
...
10 * 7 = 70
\end{lstlisting}
Hinweis: Verwenden Sie Formatspezifikationen wie z.\,B.\ \lstinline{%3d}\\
(siehe dazu die Dokumentation zu \lstinline{printf()},
z.\,B.\ \,\lstinline[style=cmd]{man 3 printf}\,)
\exercise{Fibonacci-Zahlen}
Die Folge der Fibonacci-Zahlen ist definiert durch:
\begin{quote}
1.\ Zahl: 0\\
2.\ Zahl: 1\\
nächste Zahl = Summe der beiden vorherigen
\end{quote}
Schreiben Sie ein Programm, das die ersten 50 Fibonacci-Zahlen ausgibt.
\exercise{Schaltjahr ermitteln}
Schreiben Sie ein Programm, das eine Jahreszahl erfragt
und ausgibt, ob es sich um ein Schaltjahr handelt.
\begin{itemize}
\item Wenn die Jahreszahl durch 4 teilbar ist, ist das Jahr zunächst einmal ein Schaltjahr.
\item Ausnahme: Wenn die Jahreszahl durch 100 teilbar ist, ist das Jahr kein Schaltjahr.
\item Ausnahme von der Ausnahme: Wenn die Jahreszahl durch 400 teilbar ist,\\
ist das Jahr doch wieder ein Schaltjahr.
\end{itemize}
\exercise{Hello, world!}
Unter \url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/cpp/tree/master/20161010}
finden Sie (unter anderem)\\
die Programme \file{test-1.c} bis \file{test-5.c}.
\begin{itemize}
\item
Was bewirken diese Programme?
\item
Begründen Sie jeweils, warum sich das Programm
in der beschriebenen Weise verhält.
\end{itemize}
Formulieren Sie Ihre Beschreibungen und Begründungen so,
daß jemand, der Ihre Klausur korrigiert,
allein anhand Ihrer Texte erkennen kann,
daß Sie die Zusammenhänge verstanden haben.
\end{document}
20161010/pgscript.sty 0 → 120000
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../common/pgscript.sty
\ No newline at end of file
common/pgslides.sty
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......@@ -207,6 +207,11 @@
\def\showsectionnonumber{\hbox{\Large\color{structure}\bf
\vtop{\secname}\par}\bigskip}
\newcommand{\nosectionnonumber}[1]{\gdef\nosectionnonumbername{#1}}
\def\shownosectionnonumber{\hbox{\Large\color{structure}\bf
\vtop{\nosectionnonumbername}\par}\bigskip}
\def\showsection{\hbox{\Large\color{structure}\bf
\vtop{\hbox{\arabic{section}}}\kern1em%
\vtop{\secname}\par}\bigskip}
......
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