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20231026/string-ops-12.s deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
.file "string-ops-12.c"
.text
.section .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
.LC0:
.string "%d\n"
.LC1:
.string "Anton"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB11:
.cfi_startproc
pushq %rbx
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 3, -16
subq $16, %rsp ; #include <stdio.h>
.cfi_def_cfa_offset 32 ; #include <string.h>
movl $-1, %esi ;
leaq .LC0(%rip), %rbx ; int main (void)
movq %rbx, %rdi ; {
movl $0, %eax ; char *zacharias = "Zacha";
call printf@PLT ; char *anton = "Anton";
movl $1, %esi ; char *toni = "Toni";
movq %rbx, %rdi ;
movl $0, %eax ; printf ("%d\n", strcmp (anton, zacharias));
call printf@PLT ; printf ("%d\n", strcmp (zacharias, anton));
movl $0, %esi ; printf ("%d\n", strcmp (anton, anton));
movq %rbx, %rdi ;
movl $0, %eax ; char buffer[] = "Huber ";
call printf@PLT ; strcat (buffer, toni);
movl $1700951368, 9(%rsp) ; printf ("%s\n", buffer);
movl $2126437, 12(%rsp) ; printf ("%s\n", anton);
leaq 9(%rsp), %rbx ;
movq %rbx, %rdi ; return 0;
call strlen@PLT ; }
addq %rbx, %rax
movl $1768845140, (%rax)
movb $0, 4(%rax)
movq %rbx, %rdi
call puts@PLT
leaq .LC1(%rip), %rdi
call puts@PLT
movl $0, %eax
addq $16, %rsp
.cfi_def_cfa_offset 16
popq %rbx
.cfi_def_cfa_offset 8
ret
.cfi_endproc
.LFE11:
.size main, .-main
.ident "GCC: (Debian 12.2.0-14) 12.2.0"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
20231026/string-ops-13.c deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main (void)
{
char *zacharias = "Zacha";
char *anton = "Anton";
char *toni = "Antonius, genannt Toni";
printf ("%d\n", strcmp (anton, zacharias));
printf ("%d\n", strcmp (zacharias, anton));
printf ("%d\n", strcmp (anton, anton));
char buffer[13] = "Huber ";
strncat (buffer, toni, 13);
printf ("%s\n", buffer);
printf ("%s\n", anton);
return 0;
}
20231026/string-ops-14.c deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main (void)
{
char *zacharias = "Zacha";
char *anton = "Anton";
char *toni = "Antonius, genannt Toni";
printf ("%d\n", strcmp (anton, zacharias));
printf ("%d\n", strcmp (zacharias, anton));
printf ("%d\n", strcmp (anton, anton));
char buffer[14] = "Huber ";
strncat (buffer, toni, 13);
printf ("%s\n", buffer);
printf ("%s\n", anton);
return 0;
}
20231102/bc-01.txt deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> bc
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
obase=13
6 * 9
42
obase=A
6 * 9
54
obase=13
6 * 9
42
obase=1+1+1+1+1+1+1+1+1+1
6 * 9
54
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102>
20231102/bc-02.txt deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> bc
bc 1.07.1
Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006, 2008, 2012-2017 Free Software Foundation, Inc.
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type `warranty'.
obase=16
42
2A
ibase=16
B747 + A380
15AC7
obase=10
5 + 5
A
A + A
14
18 + 18
30
ibase=1+1+1+1+1+1+1+1+1+1
obase=10
5 + 5
10
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102>
20231102/gtk-01.txt deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -Wall -O gtk-01.c -o gtk-01
gtk-01.c:1:10: fatal error: gtk/gtk.h: Datei oder Verzeichnis nicht gefunden
1 | #include <gtk/gtk.h>
| ^~~~~~~~~~~
compilation terminated.
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> locate gtk/gtk.h
/usr/include/gtk-2.0/gtk/gtk.h
/usr/include/gtk-3.0/gtk/gtk.h
/usr/include/gtk-4.0/gtk/gtk.h
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -Wall -I /usr/include/gtk-4.0 -O gtk-01.c -o gtk-01
In file included from /usr/include/gtk-4.0/gtk/gtk.h:30,
from gtk-01.c:1:
/usr/include/gtk-4.0/gtk/css/gtkcss.h:30:10: fatal error: glib.h: Datei oder Verzeichnis nicht gefunden
30 | #include <glib.h>
| ^~~~~~~~
compilation terminated.
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> locate glib.h
/home/peter/bo/2012ws/rtech/material/usbstick/fdos/source/command/command/suppl/msglib.h
/usr/include/jpeglib.h
/usr/include/dbus-1.0/dbus/dbus-glib.h
/usr/include/glib-2.0/glib.h
/usr/include/harfbuzz/hb-glib.h
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -Wall -I /usr/include/gtk-4.0 -I /usr/include/glib-2.0 -O gtk-01.c -o gtk-01
In file included from /usr/include/glib-2.0/glib/galloca.h:34,
from /usr/include/glib-2.0/glib.h:32,
from /usr/include/gtk-4.0/gtk/css/gtkcss.h:30,
from /usr/include/gtk-4.0/gtk/gtk.h:30,
from gtk-01.c:1:
/usr/include/glib-2.0/glib/gtypes.h:34:10: fatal error: glibconfig.h: Datei oder Verzeichnis nicht gefunden
34 | #include <glibconfig.h>
| ^~~~~~~~~~~~~~
compilation terminated.
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> pkg-config --cflags --libs gtk4
-I/usr/include/gtk-4.0 -I/usr/include/pango-1.0 -I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/glib-2.0/include -I/usr/include/harfbuzz -I/usr/include/freetype2 -I/usr/include/libpng16 -I/usr/include/libmount -I/usr/include/blkid -I/usr/include/fribidi -I/usr/include/cairo -I/usr/include/pixman-1 -I/usr/include/gdk-pixbuf-2.0 -I/usr/include/x86_64-linux-gnu -I/usr/include/graphene-1.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/graphene-1.0/include -mfpmath=sse -msse -msse2 -pthread -lgtk-4 -lpangocairo-1.0 -lpango-1.0 -lharfbuzz -lgdk_pixbuf-2.0 -lcairo-gobject -lcairo -lgraphene-1.0 -lgio-2.0 -lgobject-2.0 -lglib-2.0
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -Wall -O -I/usr/include/gtk-4.0 -I/usr/include/pango-1.0 -I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/glib-2.0/include -I/usr/include/harfbuzz -I/usr/include/freetype2 -I/usr/include/libpng16 -I/usr/include/libmount -I/usr/include/blkid -I/usr/include/fribidi -I/usr/include/cairo -I/usr/include/pixman-1 -I/usr/include/gdk-pixbuf-2.0 -I/usr/include/x86_64-linux-gnu -I/usr/include/graphene-1.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/graphene-1.0/include -mfpmath=sse -msse -msse2 -pthread -lgtk-4 -lpangocairo-1.0 -lpango-1.0 -lharfbuzz -lgdk_pixbuf-2.0 -lcairo-gobject -lcairo -lgraphene-1.0 -lgio-2.0 -lgobject-2.0 -lglib-2.0 gtk-01.c -o gtk-01
/usr/bin/ld: /tmp/cc6S8nDW.o: in function `activate':
gtk-01.c:(.text+0x7): undefined reference to `gtk_application_window_new'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0xf): undefined reference to `gtk_window_get_type'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x1d): undefined reference to `g_type_check_instance_cast'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x2c): undefined reference to `gtk_window_set_title'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x37): undefined reference to `g_type_check_instance_cast'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x3f): undefined reference to `gtk_window_present'
/usr/bin/ld: /tmp/cc6S8nDW.o: in function `main':
gtk-01.c:(.text+0x60): undefined reference to `gtk_application_new'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x8a): undefined reference to `g_signal_connect_data'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x8f): undefined reference to `g_application_get_type'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0x9a): undefined reference to `g_type_check_instance_cast'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0xa7): undefined reference to `g_application_run'
/usr/bin/ld: gtk-01.c:(.text+0xb1): undefined reference to `g_object_unref'
collect2: error: ld returned 1 exit status
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -Wall -O gtk-01.c -I/usr/include/gtk-4.0 -I/usr/include/pango-1.0 -I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/glib-2.0/include -I/usr/include/harfbuzz -I/usr/include/freetype2 -I/usr/include/libpng16 -I/usr/include/libmount -I/usr/include/blkid -I/usr/include/fribidi -I/usr/include/cairo -I/usr/include/pixman-1 -I/usr/include/gdk-pixbuf-2.0 -I/usr/include/x86_64-linux-gnu -I/usr/include/graphene-1.0 -I/usr/lib/x86_64-linux-gnu/graphene-1.0/include -mfpmath=sse -msse -msse2 -pthread -lgtk-4 -lpangocairo-1.0 -lpango-1.0 -lharfbuzz -lgdk_pixbuf-2.0 -lcairo-gobject -lcairo -lgraphene-1.0 -lgio-2.0 -lgobject-2.0 -lglib-2.0 -o gtk-01
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102>
20231102/hp-20231102.txt deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
"Output"
~~~~~~~~
AND
10101100 A
& 11111011 Bit gezielt löschen & B "Maske"
-------- ---
10101000 A, außer dort, wo B Nullen hat
Dort sind es Nullen.
OR
10101100 A
| 00000010 Bit gezielt setzen & B "Maske"
-------- ---
10101110 A, außer dort, wo B Einsen hat
Dort sind es Einsen.
XOR
10101100 A
^ 00000010 Bit gezielt umklappen & B "Maske"
-------- ---
10101110 A, außer dort, wo B Einsen hat
Dort wird A umgeklappt.
00000010
^ 00001000
--------
00001010
"Input"
~~~~~~~
AND
10101100
& 00000100
--------
00000100 <-- ungleich 0: Bit war gesetzt
Achtung: Das Ergebnis ist nicht gleich 1!
(sondern: gleich 4)
20231102/hp-musterloesung-20231102.pdf deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
File deleted
20231102/hp-musterloesung-20231102.tex deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
% hp-musterloesung-20231102.pdf - Solutions to the Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021, 2022, 2023 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: Zahlensysteme, Ausgabe von Hexadezimalzahlen, Einfügen in Strings
\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage{pgscript}
\renewcommand{\breath}{\bigskip}
\begin{document}
\section*{Hardwarenahe Programmierung\\
Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 2.\ November 2023}
\exercise{Zahlensysteme}
Wandeln Sie ohne Hilfsmittel
\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
\begin{itemize}
\item
nach Dezimal:
\begin{itemize}
\item[(a)]
0010\,0000$_2$
\item[(b)]
42$_{16}$
\item[(c)]
17$_8$
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
\begin{itemize}
\item
nach Hexadezimal:
\begin{itemize}
\item[(d)]
0010\,0000$_2$
\item[(e)]
42$_{10}$
\item[(f)]
192.168.20.254$_{256}$
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{minipage}\hfill
\begin{minipage}[t]{0.3\textwidth}
\begin{itemize}
\item
nach Binär:
\begin{itemize}
\item[(g)]
750$_8$
\item[(h)]
42$_{10}$
\item[(i)]
AFFE$_{16}$
\end{itemize}
\end{itemize}
\end{minipage}
\medskip
Berechnen Sie ohne Hilfsmittel:
\begin{itemize}
\item[(j)]
750$_8$ \& 666$_8$
\item[(k)]
A380$_{16}$ + B747$_{16}$
\item[(l)]
AFFE$_{16} >> 1$
\end{itemize}
Die tiefgestellte Zahl steht für die Basis des Zahlensystems.
Jede Teilaufgabe zählt 1 Punkt. \addtocounter{points}{12}
(In der Klausur sind Hilfsmittel zugelassen,
daher ist dies \emph{keine\/} typische Klausuraufgabe.)
\solution
Wandeln Sie ohne Hilfsmittel
\begin{itemize}
\item
nach Dezimal:
\begin{itemize}
\item[(a)]
$0010\,0000_2 = 32_{10}$
Eine Eins mit fünf Nullen dahinter steht binär für $2^5 = 32$:\\
mit $1$ anfangen und fünfmal verdoppeln.
\item[(b)]
$42_{16} = 4 \cdot 16 + 2 \cdot 1 = 64 + 2 = 66$
\item[(c)]
$17_8 = 1 \cdot 8 + 7 \cdot 1 = 8 + 7 = 15$
\end{itemize}
Umwandlung von und nach Dezimal ist immer rechenaufwendig.
Umwandlungen zwischen Binär, Oktal und Hexadezimal gehen ziffernweise
und sind daher wesentlich einfacher.
\item
nach Hexadezimal:
\begin{itemize}
\item[(d)]
$0010\,0000_2 = 20_{16}$
Umwandlung von Binär nach Hexadezimal geht ziffernweise:\\
Vier Binärziffern werden zu einer Hex-Ziffer.
\item[(e)]
$\rm 42_{10} = 32_{10} + 10_{10} = 20_{16} + A_{16} = 2A_{16}$
\item[(f)]
$\rm 192.168.20.254_{256} = C0\,A8\,14\,FE_{16}$
Umwandlung von der Basis 256 nach Hexadezimal geht ziffernweise:\\
Eine 256er-Ziffer wird zu zwei Hex-Ziffern.
Da die 256er-Ziffern dezimal angegeben sind,
müssen wir viermal Dezimal nach Hexadezimal umwandeln.
Hierfür bieten sich unterschiedliche Wege an.
$\rm 192_{10} = 128_{10} + 64_{10} = 1100\,0000_{2} = C0_{16}$
$\rm 168_{10} = 10_{10} \cdot 16_{10} + 8_{10} = A_{16} \cdot 10_{16} + 8_{16} = A8_{16}$
$20_{10} = 16_{10} + 4_{10} = 10_{16} + 4_{16} = 14$
$\rm 254_{10} = 255_{10} - 1_{10} = FF_{16} - 1_{16} = FE_{16}$
\end{itemize}
\item
nach Binär:
\begin{itemize}
\item[(g)]
$750_8 = 111\,101\,000_2$
Umwandlung von Oktal nach Binär geht ziffernweise:\\
Eine Oktalziffer wird zu drei Binärziffern.
\item[(h)]
$\rm 42_{10} = 2A_{16}$ (siehe oben) $= 0010\,1010_{16}$
Umwandlung von Hexadezimal nach Binär geht ziffernweise:\\
Eine Hex-Ziffer wird zu vier Binärziffern.
\item[(i)]
$\rm AFFE_{16} = 1010\,1111\,1111\,1110_2$
Umwandlung von Hexadezimal nach Binär geht ziffernweise:\\
Eine Hex-Ziffer wird zu vier Binärziffern.
\end{itemize}
\end{itemize}
\medskip
Berechnen Sie ohne Hilfsmittel:
\begin{itemize}
\item[(j)]
$750_8\,\&\,666_8
= 111\,101\,000_2\,\&\,110\,110\,110_2
= 110\,100\,000_2
= 640_8$
Binäre Und-Operationen lassen sich am leichtesten
in binärer Schreibweise durchführen.
Umwandlung zwischen Oktal und Binär geht ziffernweise:
Eine Oktalziffer wird zu drei Binärziffern und umgekehrt.
Mit etwas Übung funktionieren diese Operationen
auch direkt mit Oktalzahlen im Kopf.
\item[(k)]
$\rm\phantom{+}A380_{16}$\\
$\rm+\kern2ptB747_{16}$\\[-\medskipamount]
\rule{1.4cm}{0.5pt}\\
$\rm 15AC7_{16}$
\begin{picture}(0,0)
\put(-1.4,0.35){\mbox{\scriptsize\bf 1}}
\end{picture}
Mit Hexadezimalzahlen (und Binär- und Oktal- und sonstigen Zahlen)
kann man genau wie mit Dezimalzahlen schriftlich rechnen.
Man muß nur daran denken, daß der "`Zehner"'-Überlauf nicht bei
$10_{10}$ stattfindet, sondern erst bei $10_{16} = 16_{10}$
(hier: $\rm 8_{16} + 4_{16} = C_{16}$ und
$\rm 3_{16} + 7_{16} = A_{16}$, aber
$\rm A_{16} + B_{16} = 10_{10} + 11_{10}
= 21_{10} = 16_{10} + 5_{10} = 10_{16} + 5_{16} = 15_{16}$).
\item[(l)]
$\rm AFFE_{16} >> 1
= 1010\,1111\,1111\,1110_2 >> 1
= 0101\,0111\,1111\,1111_2
= 57FF_{16}$
Bit-Verschiebungen lassen sich am leichtesten
in binärer Schreibweise durchführen.
Umwandlung zwischen Hexadezimal und Binär geht ziffernweise:
Eine Hex-Ziffer wird zu vier Binärziffern und umgekehrt.
Mit etwas Übung funktionieren diese Operationen
auch direkt mit Hexadezimalzahlen im Kopf.
\end{itemize}
\exercise{Ausgabe von Hexadezimalzahlen}
Schreiben Sie eine Funktion \lstinline{void print_hex (uint32_t x)},
die eine gegebene vorzeichenlose 32-Bit-Ganzzahl \lstinline{x}
als Hexadezimalzahl ausgibt.
(Der Datentyp \lstinline{uint32_t} ist mit \lstinline{#include <stdint.h>} verfügbar.)
Verwenden Sie dafür \emph{nicht\/} \lstinline{printf()} mit
der Formatspezifikation \lstinline{%x} als fertige Lösung,
sondern programmieren Sie die nötige Ausgabe selbst.
(Für Tests ist \lstinline{%x} hingegen erlaubt und sicherlich nützlich.)
Die Verwendung von \lstinline{printf()}
mit anderen Formatspezifikationen wie z.\,B.\ \lstinline{%d}
oder \lstinline{%c} oder \lstinline{%s} ist hingegen zulässig.
\points{8}
(Hinweis für die Klausur: Abgabe auf Datenträger ist erlaubt und erwünscht,
aber nicht zwingend.)
\solution
Um die Ziffern von \lstinline{x} zur Basis 16 zu isolieren,
berechnen wir \lstinline{x % 16} (modulo 16 = Rest bei Division durch 16)
und dividieren anschließend \lstinline{x} durch 16,
solange bis \lstinline{x} den Wert 0 erreicht.
Wenn wir die auf diese Weise ermittelten Ziffern direkt ausgeben,
sind sie \emph{Little-Endian}, erscheinen also in umgekehrter Reihenfolge.
Die Datei \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-1.c} setzt diesen Zwischenschritt um.
Die Ausgabe der Ziffern erfolgt in \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-1.c}
über \lstinline{printf ("%d")}
für die Ziffern 0 bis 9. Für die darüberliegenden Ziffern
wird der Buchstabe \lstinline{a} um die Ziffer abzüglich 10 inkrementiert
und der erhaltene Wert mit \lstinline{printf ("%c")} als Zeichen ausgegeben.
Um die umgekehrte Reihenfolge zu beheben,
speichern wir die Ziffern von \lstinline{x}
in einem Array \lstinline{digits[]} zwischen
und geben sie anschließend in einer zweiten Schleife
in umgekehrter Reihenfolge aus (siehe \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-2.c}).
Da wir wissen, daß \lstinline{x} eine 32-Bit-Zahl ist
und daher höchstens 8 Hexadezimalziffern haben kann,
ist 8 eine sinnvolle Länge für das Ziffern-Array \lstinline{digits[8]}.
Nun sind die Ziffern in der richtigen Reihenfolge,
aber wir erhalten zusätzlich zu den eigentlichen Ziffern führende Nullen.
Da in der Aufgabenstellung nicht von führenden Nullen die Rede war,
sind diese nicht verboten; \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-2.c} ist daher
eine richtige Lösung der Aufgabe.
\breath
Wenn wir die führenden Nullen vermeiden wollen,
können wir die \lstinline{for}-Schleifen durch \lstinline{while}-Schleifen ersetzen.
Die erste Schleife zählt hoch, solange \lstinline{x} ungleich 0 ist;
die zweite zählt von dem erreichten Wert aus wieder herunter
-- siehe \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-3.c}.
Da wir wissen, daß die Zahl \lstinline{x} höchstens 32 Bit,
also höchstens 8 Hexadezimalziffern hat,
wissen wir, daß \lstinline{i} höchstens den Wert 8 erreichen kann,
das Array also nicht überlaufen wird.
Man beachte, daß der Array-Index nach der ersten Schleife "`um einen zu hoch"' ist.
In der zweiten Schleife muß daher \emph{zuerst\/} der Index dekrementiert werden.
Erst danach darf ein Zugriff auf \lstinline{digit[i]} erfolgen.
\breath
Alternativ können wir auch mitschreiben,
ob bereits eine Ziffer ungleich Null ausgegeben wurde,
und andernfalls die Ausgabe von Null-Ziffern unterdrücken
-- siehe \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-4.c}.
\breath
Weitere Möglichkeiten ergeben sich, wenn man bedenkt,
daß eine Hexadezimalziffer genau einer Gruppe von vier Binärziffern entspricht.
Eine Bitverschiebung um 4 nach rechts
ist daher dasselbe wie eine Division durch 16,
und eine Und-Verknüpfung mit 15$_{10}$ = f$_{16}$ = 1111$_2$
ist dasselbe wie die Operation Modulo 16.
Die Datei \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-5.c} ist eine in dieser Weise abgewandelte Variante
von \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-3.c}.
Mit dieser Methode kann man nicht nur auf die jeweils unterste Ziffer,
sondern auf alle Ziffern direkt zugreifen.
Damit ist kein Array als zusätzlicher Speicher mehr nötig.
Die Datei \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-6.c} setzt dies auf einfache Weise um.
Sie gibt wieder führende Nullen mit aus,
ist aber trotzdem eine weitere richtige Lösung der Aufgabe.
Die führenden Nullen ließen sich auf die gleiche Weise vermeiden
wie in \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-2-4.c}.
Die Bitverschiebungsmethode hat den Vorteil,
daß kein zusätzliches Array benötigt wird.
Auch wird die als Parameter übergebene Zahl \lstinline{x} nicht verändert,
was bei größeren Zahlen, die über Zeiger übergeben werden, von Vorteil sein kann.
Demgegenüber steht der Nachteil,
daß diese Methode nur für eine ganze Anzahl von Bits funktioniert,
also für Basen, die Zweierpotenzen sind (z.\,B.\ 2, 8, 16, 256).
Für alle anderen Basen (z.\,B.\ 10) eignet sich nur die Methode
mit Division und Modulo-Operation.
\exercise{Einfügen in Strings}
Wir betrachten das folgende Programm (\gitfile{hp}{2023ws/20231102}{aufgabe-3.c}):
% \begin{lstlisting}[style=numbered]
\begin{lstlisting}
#include <stdio.h>
#include <string.h>
void insert_into_string (char src, char *target, int pos)
{
int len = strlen (target);
for (int i = pos; i < len; i++)
target[i+1] = target[i];
target[pos] = src;
}
int main (void)
{
char test[100] = "Hochshule Bochum";
insert_into_string ('c', test, 5);
printf ("%s\n", test);
return 0;
}
\end{lstlisting}
Die Ausgabe des Programms lautet:
\lstinline[style=terminal]{Hochschhhhhhhhhhh}
\begin{enumerate}[\quad(a)]
\item
Erklären Sie, wie die Ausgabe zustandekommt.
\points{3}
% \workspace{12}
\item
Schreiben Sie die Funktion \lstinline|insert_into_string()| so um,
daß sie den Buchstaben \lstinline{src} an der Stelle \lstinline{pos}
in den String \lstinline{target} einfügt.\par
Die Ausgabe des Programms müßte dann
\lstinline[style=terminal]{Hochschule Bochum} lauten.
\points{2}
% \workspace{13}
\item
Was kann passieren, wenn Sie die Zeile
\lstinline{char test[100] = "Hochshule Bochum";}\\
durch
\lstinline{char test[] = "Hochshule Bochum";} ersetzen?
Begründen Sie Ihre Antwort.
\points{2}
% \workspace{10}
\item
Was kann passieren, wenn Sie die Zeile
\lstinline{char test[100] = "Hochshule Bochum";}\\
durch
\lstinline{char *test = "Hochshule Bochum";} ersetzen?
Begründen Sie Ihre Antwort.
\points{2}
% \workspace{10}
% \item
% Schreiben Sie eine Funktion
% \lstinline{void insert_into_string_sorted (char src, char *target)},
% die voraussetzt, daß der String \lstinline{target} alphabetisch sortiert ist
% und den Buchstaben \lstinline{src} an der alphabetisch richtigen Stelle
% einfügt. Diese Funktion darf die bereits vorhandene Funktion
% \lstinline|insert_into_string()| aufrufen.\\
% \points{4}\par
% Zum Testen eignen sich die folgenden Zeilen im Hauptprogramm:
% \begin{lstlisting}[gobble=8]
% char test[100] = "";
% insert_into_string_sorted ('c', test);
% insert_into_string_sorted ('a', test);
% insert_into_string_sorted ('d', test);
% insert_into_string_sorted ('b', test);
% \end{lstlisting}
% Danach sollte \lstinline{test[]} die Zeichenfolge \lstinline{"abcd"} enthalten.
% \workspace{14}
% \item
% Wie schnell (Landau-Symbol in Abhängigkeit von der Länge $n$ des Strings)
% arbeitet Ihre Funktion
% \lstinline{void insert_into_string_sorted (char src, char *target)}
% und warum?
% \points{1}
% \workspace{10}
% \item
% Beschreiben Sie -- in Worten oder als C-Quelltext --, wie man die Funktion\\
% \lstinline{void insert_into_string_sorted (char src, char *target)}
% so gestalten kann,\\
% daß sie in $\mathcal{O}(\log n)$ arbeitet.
% \points{3}
% \workspace{35}
\end{enumerate}
\solution
\begin{enumerate}[\quad(a)]
\item
\textbf{Erklären Sie, wie die Ausgabe zustandekommt.}
In der Schleife wird \emph{zuerst\/} der nächste Buchstabe \lstinline{target[i + 1]}
gleich dem aktuellen gesetzt
und \emph{danach\/} der Zähler \lstinline{i} erhöht.
Dadurch wird im nächsten Schleifendurchlauf der bereits verschobene Buchstabe
noch weiter geschoben und letztlich alle Buchstaben in \lstinline{target[]}
durch den an der Stelle \lstinline{pos} ersetzt.
\item
\textbf{Schreiben Sie die Funktion \lstinline|insert_into_string()| so um,
daß sie den Buchstben \lstinline{src} an der Stelle \lstinline{pos}
in den String \lstinline{target} einfügt.}\par
\textbf{Die Ausgabe des Programms müßte dann
\lstinline[style=terminal]{Hochschule Bochum} lauten.}
Um im String "`Platz zu schaffen"', muß man von hinten beginnen,
also die Schleife umdrehen\\
(siehe: \gitfile{hp}{2023ws/20231102}{loesung-3.c}):
\begin{lstlisting}{gobble=8}
for (int i = len; i >= pos; i--)
target[i + 1] = target[i];
\end{lstlisting}
\item
\textbf{Was kann passieren, wenn Sie die Zeile
\lstinline{char test[100] = "Hochshule Bochum";}\\
durch
\lstinline{char test[] = "Hochshule Bochum";}
ersetzen und warum?}
Die Schreibweise \lstinline{test[]} bedeutet,
daß der Compiler selbst zählt, wieviel Speicherplatz der String benötigt,
un dann genau die richtige Menge Speicher reserviert
(anstatt, wie wir es manuell getan haben, pauschal Platz für 100 Zeichen).
Wenn wir nun in den String ein zusätzliches Zeichen einfügen,
ist dafür kein Speicherplatz reserviert worden,
und wir \textbf{überschreiben} dann Speicher, an dem sich andere Variable befinden,
was zu einem \textbf{Absturz} führen kann.
Da wir hier nur ein einziges Zeichen schreiben,
wird dieser Fehler nicht sofort auffallen.
Dies ist schlimmer, als wenn das Programm direkt beim ersten Test abstürzt,
denn dadurch entsteht bei uns der Eindruck, es sei in Ordnung.
Wenn danach der Fehler in einer Produktivumgebung auftritt,
kann dadurch Schaden entstehen -- je nach Einsatzgebiet der Software
u.\,U.\ erheblicher Vermögens-, Sach- und/oder Personenschaden
(z.\,B.\ Absturz eines Raumflugkörpers).
\item
\textbf{Was kann passieren, wenn Sie
\lstinline{char test[100] = "Hochshule Bochum";}\\
durch
\lstinline{char *test = "Hochshule Bochum";}
ersetzen und warum?}
In diesem Fall wird der Speicher für den eigentlichen String
in einem unbenannten, \textbf{nicht schreibbaren} Teil des Speichers reserviert.
Unser Versuch, dorthin ein zusätzliches Zeichen zu schreiben,
fürt dann normalerweise zu einem \textbf{Absturz}.
In manchen Systemen (Betriebssystem, Compiler, \dots)
ist der Speicherbereich tatsächlich sehr wohl schreibbar.
In diesem Fall tritt der Absturz nicht immer und nicht immer sofort auf --
genau wie in Aufgabenteil (c).
\end{enumerate}
\end{document}
20231102/hp-uebung-20231102.pdf deleted 100644 → 0
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20231102/inttypes-03.txt deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
2^14 ist nicht "2 hoch 14", sondern "2 xor-verknüpft mit 14".
Wie rechnet man das aus?
Binär rechnen:
14 = 15 - 1 = 1111 - 0001 = 1110
(dezimal) (binär)
2 = 10
(dezimal) (binär)
0010
^ 1110
----
1100
Alternative: 2^14 ist dasselbe wie 14^2
1110
^ 0010 <-- dieses eine Bit umklappen, die anderen beibehalten
----
1100
20231102/libraries-01.txt deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> ar rs libanswer.a answer.o
ar: creating libanswer.a
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> ls -l libanswer.a
-rw-r--r-- 1 peter peter 1232 2. Nov 14:45 libanswer.a
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -Wall -O philosophy.c -lanswer -o philosophy /usr/bin/ld: cannot find -lanswer: Datei oder Verzeichnis nicht gefunden
collect2: error: ld returned 1 exit status
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> gcc -L . -Wall -O philosophy.c -lanswer -o philosophy
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102> ./philosophy
The answer is 23.
cassini/home/peter/bo/2023ws/hp/20231102>
20231102/number-systems-01.c deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int number[] = { 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10 }; // Achtung: Oktalzahlen!
for (int i = 0; i < 10; i++)
printf ("%d\n", number[i]);
return 0;
}
20231102/number-systems-02.c deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
#include <stdio.h>
int main (void)
{
int number[] = { 023, 025, 027, // Achtung: Oktalzahlen!
033, 035, 037,
123, 125, 127,
133, 135, 137 };
for (int i = 0; i < 12; i++)
printf ("%d\n", number[i]);
return 0;
}
20231109/blink-9.s deleted 100644 → 0
View file @ a93e5bdd
.file "blink-9.c"
__SP_H__ = 0x3e
__SP_L__ = 0x3d
__SREG__ = 0x3f
__tmp_reg__ = 0
__zero_reg__ = 1
.text
.global __vector_1
.type __vector_1, @function
__vector_1:
push r1
push r0
in r0,__SREG__
push r0 ; #include <avr/io.h>
clr __zero_reg__ ; #include <avr/interrupt.h>
push r24 ; #include <stdint.h>
/* prologue: Signal */ ;
/* frame size = 0 */ ; #define F_CPU 16000000l
/* stack size = 4 */ ; #include <util/delay.h>
.L__stack_usage = 4 ;
ldi r24,lo8(1) ; uint8_t key_pressed = 0;
sts key_pressed,r24 ;
/* epilogue start */ ; ISR (INT0_vect) /* PD2 */
pop r24 ; {
pop r0 ; key_pressed = 1;
out __SREG__,r0 ; }
pop r0 ;
pop r1 ; int main (void)
reti ; {
.size __vector_1, .-__vector_1 ; cli ();
.section .text.startup,"ax",@progbits ; EICRA = 1 << ISC00 | 1 << ISC01; /* INT0: steigende Flanke */
.global main ; EIMSK = 1 << INT0; /* INT0 einschalten */
.type main, @function ; sei ();
main: ; DDRD = 0xfb; /* binär: 1111 1011 */
/* prologue: function */ ; PORTD = 0x44; /* binär: 0100 0100 */
/* frame size = 0 */ ; while (1)
/* stack size = 0 */ ; {
.L__stack_usage = 0 ; while (!key_pressed)
/* #APP */ ; ; /* just wait */
; 17 "blink-9.c" 1 ; PORTD ^= 0x40;
cli ; _delay_ms (1); /* Wartezeit zum Entprellen */
; 0 "" 2 ; key_pressed = 0;
/* #NOAPP */ ; }
ldi r24,lo8(3) ; return 0;
sts 105,r24 ; }
ldi r24,lo8(1)
out 0x1d,r24
/* #APP */
; 20 "blink-9.c" 1
sei
; 0 "" 2
/* #NOAPP */
ldi r24,lo8(-5)
out 0xa,r24
ldi r24,lo8(68)
out 0xb,r24
ldi r25,lo8(64)
.L4:
lds r24,key_pressed
cpse r24,__zero_reg__
rjmp .L7
.L6:
rjmp .L6
.L7:
in r24,0xb
eor r24,r25
out 0xb,r24
ldi r30,lo8(3999)
ldi r31,hi8(3999)
1: sbiw r30,1
brne 1b
rjmp .
nop
sts key_pressed,__zero_reg__
rjmp .L4
.size main, .-main
.global key_pressed
.section .bss
.type key_pressed, @object
.size key_pressed, 1
key_pressed:
.zero 1
.ident "GCC: (GNU) 5.4.0"
.global __do_clear_bss
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20231109/pull-down-widerstand.png deleted 100644 → 0
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20231109/pull-up-widerstaende-1.png deleted 100644 → 0
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20231109/pull-up-widerstaende-1.png

85.8 KiB

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