c1b9b2597231dba7f2d033fc1cdfa7f5deb36271 to 2024ws · Peter Gerwinski / hp

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		double a;
		printf ("Bitte eine Zahl eingeben: ");
		scanf ("%d", &a);
		a = 2 * a;
		printf ("Das Doppelte ist: %lf\n", a);
		return 0;
		}

20181008/calculate-5.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		long long int a;
		printf ("Bitte eine Zahl eingeben: ");
		scanf ("%lf", &a);
		a = 2 * a;
		printf ("Das Doppelte ist: %lf\n", a);
		return 0;
		}

20181008/gitlab.png

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20181008/hello-1.s

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Original line number	Diff line number	Diff line
		.file "hello-1.c"
		.section .rodata.str1.1,"aMS",@progbits,1
		.LC0:
		.string "Hello, world!"
		.text
		.globl main
		.type main, @function
		main:
		.LFB11:
		.cfi_startproc #include <stdio.h>
		subq $8, %rsp
		.cfi_def_cfa_offset 16 int main (void)
		leaq .LC0(%rip), %rdi {
		call puts@PLT printf ("Hello, world!\n");
		movl $0, %eax return 0;
		addq $8, %rsp }
		.cfi_def_cfa_offset 8
		ret
		.cfi_endproc
		.LFE11:
		.size main, .-main
		.ident "GCC: (Debian 6.3.0-18+deb9u1) 6.3.0 20170516"
		.section .note.GNU-stack,"",@progbits

20181008/hello-gtk.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);
		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
		GtkWidget *vbox = gtk_box_new (GTK_ORIENTATION_VERTICAL, 5);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), vbox);
		gtk_container_set_border_width (GTK_CONTAINER (vbox), 10);
		GtkWidget *label = gtk_label_new ("Hello, world!");
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (vbox), label);
		GtkWidget *button = gtk_button_new_with_label ("Quit");
		g_signal_connect (button, "clicked", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (vbox), button);
		gtk_widget_show (button);
		gtk_widget_show (label);
		gtk_widget_show (vbox);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181008/hello-opengl.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <GL/gl.h>
		#include <GL/glu.h>
		#include <GL/glut.h>

		void draw (void)
		{
		glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT \| GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
		glColor3f (1.0, 1.0, 0.0);
		glRasterPos2f (-0.65, -0.1);
		char *hello = "Hello, world!";
		while (*hello)
		glutBitmapCharacter (GLUT_BITMAP_HELVETICA_18, *hello++);
		glFlush ();
		glutSwapBuffers ();
		}

		void timer_handler (int data)
		{
		exit (0);
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		glutInit (&argc, argv);
		glutInitDisplayMode (GLUT_RGBA \| GLUT_DOUBLE \| GLUT_DEPTH);
		glutInitWindowSize (320, 200);
		glutCreateWindow ("Hello");
		glutDisplayFunc (draw);
		glutTimerFunc (5000, timer_handler, 0);
		glutMainLoop ();
		return 0;
		}

20181008/hp-20181008-fig1.pdf

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20181008/hp-20181008-fig1.tex

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Original line number	Diff line number	Diff line
		\documentclass{article}
		\input tmp.inputs
		\pagestyle{empty}
		\begin{document}
		\psscalebox{0.8}{%
		\begin{pspicture}(-5,0)(12,12)
		\small
		\psset{unit=0.5cm}
		\psline[arrows=<->](-1,0)(-1,22)
		\rput(-1.3,0){\makebox(0,0)[br]{\textbf{gegenständlich}}}
		\rput(-1.3,22){\makebox(0,0)[tr]{\textbf{abstrakt}}}
		\rput(-1.3,2){\makebox(0,0)[r]{Elektromagnetismus, Halbleiter}}
		\rput(-1.3,4){\makebox(0,0)[r]{Elektronische Bauelemente}}
		\rput(-1.3,6){\makebox(0,0)[r]{Logik-Schaltkreise}}
		\rput(-1.3,8){\makebox(0,0)[r]{Prozessoren}}
		\rput(-1.3,9){\makebox(0,0)[r]{Maschinensprache}}
		\rput(-1.3,10){\makebox(0,0)[r]{Assembler}}
		\rput(-1.3,11){\makebox(0,0)[r]{Ein-/Ausgabe}}
		\rput(-1.3,12.35){\makebox(0,0)[r]{\textbf{hardwarenahe Programmierung} (z.\,B.\ in C)}}
		\rput(-1.3,14){\makebox(0,0)[r]{\shortstack[r]{abstrahierende Programmierung\\(z.\,B.\ in C++, Java)}}}
		% \rput(-1.3,15){\makebox(0,0)[r]{Programmierung}}
		\rput(-1.3,16){\makebox(0,0)[r]{Algorithmen, Datenstrukturen, Software-Entwurf}}
		\rput(-1.3,17){\makebox(0,0)[r]{Requirements Engineering}}
		\rput(-1.3,18){\makebox(0,0)[r]{formale Sprachen, Berechenbarkeit}}
		\rput(-1.3,19){\makebox(0,0)[r]{mathematische Strukturen}}
		\rput(-1.3,20){\makebox(0,0)[r]{mathematische Beweise}}
		\rput(2.1,0.5){\makebox(0,0)[l]{Physik}}
		\rput(4.1,4){\makebox(0,0)[l]{Elektrotechnik}}
		\rput(6.1,8){\makebox(0,0)[l]{Rechnertechnik}}
		\rput(8.1,12.35){\makebox(0,0)[l]{angewandte Informatik}}
		\rput(10.1,16){\makebox(0,0)[l]{\shortstack[l]{Softwaretechnik und\\theoretische Informatik}}}
		\rput(12.1,21){\makebox(0,0)[l]{Mathematik}}
		\psset{linewidth=0.001,linestyle=none,fillstyle=gradient,gradmidpoint=1.0,gradlines=1000}
		\definecolor{RGBwhite}{rgb}{1.0,1.0,1.0}
		\definecolor{RGBblue}{rgb}{0.0,0.0,1.0}
		\definecolor{RGBred}{rgb}{1.0,0.0,0.0}
		\definecolor{RGBgreen}{rgb}{0.0,1.0,0.0}
		\definecolor{RGByellow}{rgb}{1.0,1.0,0.0}
		\definecolor{RGBorange}{rgb}{1.0,0.7,0.0}
		\definecolor{RGBgrey}{rgb}{0.7,0.7,0.7}
		\rput(0,2){\psframe[gradbegin=RGBwhite,gradend=RGBblue](2,2)}
		\rput(0,0){\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=RGBblue](2,2.01)}
		\rput(2,6){\psframe[gradbegin=RGBwhite,gradend=RGBred](2,2)}
		\rput(2,2){\psframe[gradbegin=RGBred,gradend=RGBwhite](2,2)}
		\rput(2,3.99){\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=RGBred](2,2.02)}
		\rput(4,10){\psframe[gradbegin=RGBwhite,gradend=RGBgreen](2,2)}
		\rput(4,6){\psframe[gradbegin=RGBgreen,gradend=RGBwhite](2,2)}
		\rput(4,7.99){\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=RGBgreen](2,2.02)}
		\rput(6,14){\psframe[gradbegin=RGBwhite,gradend=RGByellow](2,2)}
		\rput(6,10){\psframe[gradbegin=RGByellow,gradend=RGBwhite](2,2)}
		\rput(6,11.99){\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=RGByellow](2,2.02)}
		\rput(8,18){\psframe[gradbegin=RGBwhite,gradend=RGBorange](2,2)}
		\rput(8,14){\psframe[gradbegin=RGBorange,gradend=RGBwhite](2,2)}
		\rput(8,15.99){\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=RGBorange](2,2.02)}
		\rput(10,18){\psframe[gradbegin=RGBgrey,gradend=RGBwhite](2,2)}
		\rput(10,19.99){\psframe[fillstyle=solid,fillcolor=RGBgrey](2,2.01)}
		\end{pspicture}
		}

		\end{document}

20181008/hp-20181008.pdf

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20181008/hp-musterloesung-20181008.pdf

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20181008/hp-uebung-20181008.pdf

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20181008/if-4.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int a = 100; int b = 0; if (b != 0) printf ("%d / %d = %d\n", a, b, a / b); else printf ("Bitte nicht durch 0 dividieren!\n"); return 0;
		}

20181015/gitlab.png

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757 B

20181015/hp-20181015.pdf

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20181015/hp-musterloesung-20181015.tex

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Original line number	Diff line number	Diff line
		% hp-musterloesung-20181015.pdf - Solutions to the Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
		% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018 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: Fibonacci-Zahlen, fehlerhaftes Programm, "Hello, world!"

		\documentclass[a4paper]{article}

		\usepackage{pgscript}

		\begin{document}

		\thispagestyle{empty}

		\section*{Hardwarenahe Programmierung\\
		Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 15.\ Oktober 2018}

		\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.

		\solution

		Zwei verschiedene richtige Lösungen finden Sie in den Dateien
		\gitfile{hp}{20181015}{loesung-1-1.c} und \gitfile{hp}{20181015}{loesung-1-2.c}.

		Die Lösung in \gitfile{hp}{20181015}{loesung-1-2.c}
		speichert alle berechneten Zahlen in einem Array,
		die in \gitfile{hp}{20181015}{loesung-1-1.c} hingegen
		speichert immer nur maximal drei Zahlen gleichzeitig.
		Sofern nicht alle berechneten Zahlen später noch benötigt werden,
		ist daher \gitfile{hp}{20181015}{loesung-1-1.c} zu bevorzugen.

		Wichtig in \gitfile{hp}{20181015}{loesung-1-1.c} ist, daß \lstinline{f0 + f1} berechnet wird,
		\emph{bevor\/} \lstinline{f0} oder \lstinline{f1} ein neuer Wert zugewiesen wird.
		Dies ist nur möglich, weil das Programm
		eine zusätzliche Variable (hier: \lstinline{f2}) verwendet.

		\exercise{Fehlerhaftes Programm}

		Wir betrachten das folgende C-Programm
		(Datei: \gitfile{hp}{20181015}{aufgabe-2.c}):
		\begin{lstlisting}
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int i = 10; i = 0; i - 1)
		printf ("%d\n", i);
		return 0;
		}
		\end{lstlisting}

		\begin{itemize}
		\item[(a)]
		Was bewirkt dieses Programm und warum?
		\item[(b)]
		Ändern Sie das Programm so, daß es einen "`Countdown"' von 10 bis 0 ausgibt.
		\end{itemize}

		\solution

		\begin{itemize}
		\item[(a)]
		\textbf{Was bewirkt dieses Programm und warum?}

		Dieses Programm bewirkt nichts.
		Die \lstinline{for}-Schleife wird nicht ausgeführt.

		Begründung: Die \lstinline{for}-Bedingung ist eine Zuweisung
		des Werts \lstinline{0} an die Variable \lstinline{i}.
		Neben dem Seiteneffekt der Zuweisung liefert der Ausdruck
		einen Wert zurück, nämlich den zugewiesenen Wert
		\lstinline{0}. Dieser wird von \lstinline{for} als eine
		Bedingung mit dem konstanten Wert "`falsch"' interpretiert.

		(Hinweis: Ohne diese Begründung ist die Aufgabe nur zu einem
		kleinen Teil gelöst.)

		Darüberhinaus ist die Zähl-Anwendung unwirksam: Sie berechnet
		den Wert \lstinline{i - 1} und vergißt ihn wieder, ohne ihn
		einer Variablen (z.\,B.\ \lstinline{i}) zuzuweisen.

		\clearpage
		\item[(b)]
		\textbf{Ändern Sie das Programm so, daß es einen "`Countdown"' von 10 bis 0 ausgibt.}

		Datei \gitfile{hp}{20181015}{loesung-2.c}:
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int i = 10; i >= 0; i--)
		printf ("%d\n", i);
		return 0;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{itemize}

		\exercise{Hello, world!}

		Unter \url{https://gitlab.cvh-server.de/pgerwinski/hp/tree/master/20181015}
		finden Sie (unter anderem)\\
		die Programme \gitfile{hp}{20181015}{test-1.c},
		\gitfile{hp}{20181015}{test-2.c} und \gitfile{hp}{20181015}{test-3.c}.

		Was bewirken diese Programme, und warum verhalten sie sich so?

		\solution

		\begin{itemize}
		\item
		\gitfile{hp}{20181015}{test-1.c}

		Hinter \lstinline{return} steht ein Ausdruck mit dem
		Komma-Operator. Dieser bewirkt, daß der Wert vor dem Komma
		berechnet und ignoriert und danach der Wert nach dem Komma
		zurückgegeben wird.

		In diesem Fall wird vor dem Komma der Wert des
		\lstinline{printf()}-Aufrufs berechnet und ignoriert.
		Als Seiteneffekt gibt das Programm die Zeile
		\lstinline[style=terminal]{Hello, world!} aus.
		Anschließend wird der Wert \lstinline{0} an \lstinline{return}
		übergeben und daher \lstinline{return 0} ausgeführt.

		\item
		\gitfile{hp}{20181015}{test-2.c}

		Das Programm gibt die Zeile
		\lstinline[style=terminal]{Die Antwort lautet: 42} aus.

		Die \lstinline{if}-Bedingung ist eine Zuweisung \lstinline{b = 42},
		die den zugewiesenen Wert \lstinline{42} zurückgibt.
		Weil dieser Wert ungleich Null ist, interpretiert
		\lstinline{if} ihn als Wahrheitswert "`wahr"', führt also den
		\lstinline{if}-Zweig aus und überspringt den
		\lstinline{else}-Zweig.

		\item
		\gitfile{hp}{20181015}{test-3.c}

		Das Programm stürzt mit einer Fehlermeldung
		"`Speicherzugriffsfehler"' oder "`Schutzverletzung"' ab.

		Der Funktionsaufruf \lstinline{printf (42)} übergibt den
		Zahlenwert \lstinline{42} als String, also als einen Zeiger
		auf \lstinline{char}-Variable, an die Funktion
		\lstinline{printf()}. Diese versucht, auf den Speicher ab
		Adresse 42 zuzugreifen, wofür aber das Programm keine
		Zugriffsrechte hat. Das Betriebssystem beendet daraufhin das
		Programm mit der o.\,a.\ Fehlermeldung.

		Der String \lstinline{"Die Antwort lautet: "} wird nicht
		ausgegeben, weil Schreiboperationen aus Effizienzgründen
		erst nach einer abgeschlossenen Zeile (\lstinline{"\n"})
		durchgeführt werden.
		\end{itemize}

		\end{document}

20181015/hp-uebung-20181015.pdf

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20181015/main-return-1.txt

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+0 −18

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		printf ("Hello, world!\n");
		return 137;
		}
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181015> gcc -Wall -O functions-6.c -o functions-6
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181015> ./functions-6
		Hello, world!
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181015> echo $?
		137
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181015> if ./functions-4; then echo "Jawohl!"; else echo "Schade."; fi
		3 + 7 = 10
		Jawohl!
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181015> if ./functions-6; then echo "Jawohl!"; else echo "Schade."; fi
		Hello, world!
		Schade.

20181015/operators-3.c

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+0 −8

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int a = 3;
		printf ("Hello, world!\n"), a = 42;
		printf ("%d\n", a), return 0;
		}

20181015/operators-4.c

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+0 −8

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int i = 0, j = 20; i < 10; i++, j++)
		printf ("%d %d\n", i, j);
		return 0;
		}

20181015/operators-5.c

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+0 −8

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int i = 0, j = 20; i < 10, j < 30; i++, j++)
		printf ("%d %d\n", i, j);
		return 0;
		}

20181015/operators-6.c

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+0 −8

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int i = 0, j = 20; i < 10, j < 35; i++, j++)
		printf ("%d %d\n", i, j);
		return 0;
		}

20181022/aufgabe-3.c

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+0 −18

Original line number	Diff line number	Diff line
		year = ORIGINYEAR; /* = 1980 */

		while (days > 365)
		{
		if (IsLeapYear (year))
		{
		if (days > 366)
		{
		days -= 366;
		year += 1;
		}
		}
		else
		{
		days -= 365;
		year += 1;
		}
		}

20181022/hp-musterloesung-20181022.pdf

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−59.6 KiB

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20181022/hp-uebung-20181022.pdf

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−41.1 KiB

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20181022/loesung-1.c

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+0 −18

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char buffer[100];
		scanf ("%s", buffer);
		for (int i = 0; buffer[i]; i++)
		if (buffer[i] >= 'A' && buffer[i] <= 'M')
		buffer[i] += 13;
		else if (buffer[i] >= 'M' && buffer[i] <= 'Z')
		buffer[i] -= 13;
		else if (buffer[i] >= 'a' && buffer[i] <= 'm')
		buffer[i] += 13;
		else if (buffer[i] >= 'm' && buffer[i] <= 'z')
		buffer[i] -= 13;
		printf ("%s\n", buffer);
		return 0;
		}

20181022/pointer-4.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		void calc_answer (int a, int b)
		{
		*a = 42;
		*b = 137;
		}

		int main (void)
		{
		int answer1, answer2;
		calc_answer (&answer1, &answer2);
		printf ("The answers are %d and %d.\n", answer1, answer2);
		return 0;
		}

20181022/pointer-5.c

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+0 −14

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int calc_answer (void)
		{
		return 42, 137;
		}

		int main (void)
		{
		int answer1, answer2;
		answer1, answer2 = calc_answer ();
		printf ("The answers are %d and %d.\n", answer1, answer2);
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-1.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int a = 0; a < 1000000; a++)
		{
		if ((a * 1117) % 65535 == 137)
		{
		for (int t = 2; t < 1000000; t++)
		{
		if (a % t == 0)
		{
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		a = 2000000;
		break;
		}
		else
		continue;
		}
		}
		}
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-2.c

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+0 −23

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int a = 0; a < 1000000; a++)
		{
		if ((a * 1117) % 65535 == 137)
		{
		for (int t = 2; t < 1000000; t++)
		{
		if (a % t == 0)
		{
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		break;
		}
		}
		break;
		}
		}
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-3.c

deleted100644 → 0

+0 −23

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int a = 0; 1; a++)
		{
		if ((a * 1117) % 65535 == 137)
		{
		for (int t = 2; 1; t++)
		{
		if (a % t == 0)
		{
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		goto found;
		}
		}
		}
		}
		found:
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-4.c

deleted100644 → 0

+0 −19

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		for (int a = 0; 1; a++)
		{
		if ((a * 1117) % 65535 == 137)
		{
		int t = 2;
		while (a % t != 0)
		t++;
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		break;
		}
		}
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-5.c

deleted100644 → 0

+0 −21

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int a = 0;
		while ((a * 1117) % 65535 != 137)
		{
		a++;
		if ((a * 1117) % 65535 == 137)
		{
		int t = 2;
		while (a % t != 0)
		t++;
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		break;
		}
		}
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-6.c

deleted100644 → 0

+0 −15

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int a = 0;
		while ((a * 1117) % 65535 != 137)
		a++;
		int t = 2;
		while (a % t != 0)
		t++;
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181022/structured-programming-7.c

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+0 −18

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int N = 65535;
		int p = 1117;
		int q = 137;
		int a = 0;
		while ((a * p) % N != q)
		a++;
		int t = 2;
		while (a % t != 0)
		t++;
		printf ("Found something:\n");
		printf ("a = %d\nt = %d\n", a, t);
		printf ("Bye.\n");
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-1.c

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+0 −9

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char h[] = "Hello!\n";
		h[1] = 'a';
		printf ("%s", h);
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-10.c

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+0 −9

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char *h = "Hello!\n";
		while (*h)
		printf ("%c", (*h)++);
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-2.c

deleted100644 → 0

+0 −9

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char *h = "Hello!\n";
		h[1] = 'a';
		printf ("%s", h);
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-6.c

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+0 −8

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char h[] = "Hello!\n";
		printf ("%c\n", *h);
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-7.c

deleted100644 → 0

+0 −9

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char h[] = "Hello!\n";
		while (*h)
		printf ("%c", *h++);
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-8.c

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+0 −9

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char h[] = "Hello!\n";
		while (*h)
		printf ("%c", (*h)++);
		return 0;
		}

20181029/array-vs-pointer-9.c

deleted100644 → 0

+0 −9

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char h[] = "Hello!\n";
		while (*h)
		printf ("%c", *h + 1);
		return 0;
		}

20181029/ascii-1.c

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+0 −7

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		printf ("Der Buchstabe lautet: %c\n", 1117);
		return 0;
		}

20181029/ascii-2.c

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+0 −8

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		printf ("Der Buchstabe lautet: %c\n", 1117);
		printf ("Die Zahl lautet: %d\n", ']');
		return 0;
		}

20181029/ascii-3.c

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+0 −10

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		printf ("Der Buchstabe lautet: %c\n", 1117);
		printf ("Die Zahl lautet: %d\n", ']');
		printf ("Der Buchstabe als Hexadezimalzahl lautet: %x\n", 1117);
		printf ("Die Zahl in hexadezimal lautet: %x\n", ']');
		return 0;
		}

20181029/hp-musterloesung-20181029.pdf

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20181029/hp-musterloesung-20181029.tex

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Original line number	Diff line number	Diff line
		% hp-musterloesung-20181029.pdf - Solutions to the Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
		% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018 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)
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		%
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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.
		%
		% 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: Strings, Primzahlen, Datum-Bibliothek

		\documentclass[a4paper]{article}

		\usepackage{pgscript}

		\begin{document}

		\section*{Hardwarenahe Programmierung\\
		Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 29.\ Oktober 2018}

		\exercise{Strings}

		Strings werden in der Programmiersprache C
		durch Zeiger auf \lstinline{char}-Variable realisiert.

		Wir betrachten die folgende Funktion (Datei: \gitfile{hp}{20181029}{aufgabe-1.c}):
		\begin{center}
		\begin{minipage}{8cm}
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		int fun_1 (char s1, char s2)
		{
		int result = 1;
		for (int i = 0; s1[i] && s2[i]; i++)
		if (s1[i] != s2[i])
		result = 0;
		return result;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{minipage}%
		\end{center}
		\begin{itemize}
		\item[(a)]
		Was bewirkt die Funktion? % \points{3}
		\item[(b)]
		Welchen Sinn hat die Bedingung "`\lstinline{s1[i] && s2[i]}"'
		in der \lstinline{for}-Schleife? % \points{2}
		\item[(c)]
		Was würde sich ändern, wenn die Bedingung "`\lstinline{s1[i] && s2[i]}"'
		in der \lstinline{for}-Schleife\\
		zu "`\lstinline{s1[i]}"' verkürzt würde? % \points{3}
		% \item[(d)]
		% Von welcher Ordnung (Landau-Symbol) ist die Funktion \lstinline{fun_1()}
		% hinsichtlich der Anzahl ihrer Zugriffe auf die Zeichen in den Strings
		% -- und warum? % \points{2}
		\item[(d)]
		Schreiben Sie eine eigene Funktion,
		die dieselbe Aufgabe erledigt wie \lstinline{fun_1()}, nur effizienter.
		% und geben Sie die Ordnung (Landau-Symbol) der von Ihnen geschriebenen Funktion an. % \points{5}
		\end{itemize}

		\solution

		\begin{itemize}
		\item[(a)]
		\textbf{Was bewirkt die Funktion?}

		Sie vergleicht zwei Strings miteinander bis zur Länge des kürzeren Strings
		und gibt bei Gleichheit 1 zurück, ansonsten 0.

		Mit anderen Worten:
		Die Funktion prüft, ob zwei Strings bis zur Länge des kürzeren übereinstimmen,
		und gibt bei Gleichheit 1 zurück, ansonsten 0.

		Die Funktion prüft insbesondere \textbf{nicht} zwei Strings auf Gleichheit,
		und sie ist \textbf{nicht} funktionsgleich zur
		Standard-Bibliotheksfunktion \lstinline{strcmp()}.

		\item[(b)]
		\textbf{Welchen Sinn hat die Bedingung "`\lstinline{s1[i] && s2[i]}"'
		in der \lstinline{for}-Schleife?}

		Die Bedingung prüft, ob \emph{bei einem der beiden Strings\/}
		die Ende-Markierung (Null-Symbol) erreicht ist.
		Falls ja, wird die Schleife beendet.

		\item[(c)]
		\textbf{Was würde sich ändern, wenn die Bedingung "`\lstinline{s1[i] && s2[i]}"'
		in der \lstinline{for}-Schleife\\
		zu "`\lstinline{s1[i]}"' verkürzt würde?}

		In diesem Fall würde nur für \lstinline{s1} geprüft,
		ob das Ende erreicht ist.
		Wenn \lstinline{s1} länger ist als \lstinline{s2},
		würde \lstinline{s2} über sein Ende hinaus ausgelesen.
		Dies kann zu Lesezugriffen auf Speicher außerhalb des Programms
		und damit zu einem Absturz führen
		("`Speicherzugriffsfehler"', "`Schutzverletzung"').

		\item[(d)]
		\textbf{Schreiben Sie eine eigene Funktion,
		die dieselbe Aufgabe erledigt wie \lstinline{fun_1()}, nur effizienter.}

		Die Effizienz läßt sich steigern, indem man die Schleife abbricht,
		sobald das Ergebnis feststeht.
		Es folgen drei Möglichkeiten, dies zu realisieren.
		\end{itemize}

		\begin{center}
		\begin{minipage}[t]{8cm}
		Erweiterung der Schleifenbedingung:

		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		int fun_2 (char s1, char s2)
		{
		int result = 1;
		for (int i = 0; s1[i] && s2[i] && result; i++)
		if (s1[i] != s2[i])
		result = 0;
		return result;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{minipage}%
		\begin{minipage}[t]{6cm}
		Verwendung von \lstinline{return}:

		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		int fun_3 (char s1, char s2)
		{
		for (int i = 0; s1[i] && s2[i]; i++)
		if (s1[i] != s2[i])
		return 0;
		return 1;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{minipage}
		\end{center}
		\vspace*{-1cm}\goodbreak

		\begin{center}
		\begin{minipage}{9cm}
		Die nebenstehende Lösung unter Verwendung von \lstinline{break}
		ist zwar ebenfalls richtig, aber länger und weniger übersichtlich
		als die beiden anderen Lösungen.

		\smallskip

		Die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-1.c} enthält ein Testprogramm
		für alle o.\,a.\ Lösungen.
		Das Programm testet nur die offensichtlichsten Fälle;
		für den Einsatz der Funktionen in einer Produktivumgebung
		wären weitaus umfassendere Tests erforderlich.

		\smallskip

		Das Testprogramm enthält String-Zuweisungen wie z.\,B.\
		\lstinline{s2 = "Apfel"}.
		Dies funktioniert, weil wir damit einen Zeiger (\lstinline{char *s2})
		auf einen neuen Speicherbereich (\lstinline{"Apfel"}) zeigen lassen.
		Eine entsprechende Zuweisung zwischen Arrays
		(\lstinline{char s3[] = "Birne"; s3 = "Pfirsich";)}
		funktioniert \emph{nicht}.

		\end{minipage}\hspace*{1cm}%
		\begin{minipage}{6cm}
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		int fun_4 (char s1, char s2)
		{
		int result = 1;
		for (int i = 0; s1[i] && s2[i]; i++)
		if (s1[i] != s2[i])
		{
		result = 0;
		break;
		}
		return result;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{minipage}
		\end{center}

		\exercise{Fehlerhaftes Programm: Primzahlen}

		\begin{minipage}[t]{5.5cm}
		Das nebenstehende Primzahlsuchprogramm (Datei: \gitfile{hp}{20181029}{aufgabe-2.c})
		soll Zahlen ausgeben, die genau zwei Teiler haben, ist aber fehlerhaft.

		\smallskip

		Korrigieren Sie das Programm derart, daß ein Programm entsteht,
		welches alle Primzahlen kleiner 100 ausgibt.% \points 5
		\end{minipage}\hfill
		\begin{minipage}[t]{9cm}
		\vspace*{-0.5cm}
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int n, i, divisors;
		for (n = 0; n < 100; n++)
		divisors = 0;
		for (i = 0; i < n; i++)
		if (n % i == 0)
		divisors++;
		if (divisors = 2)
		printf ("%d ist eine Primzahl.\n", n);
		return 0;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{minipage}

		\solution

		Beim Compilieren des Beispiel-Programms mit
		\lstinline[style=cmd]{gcc -Wall} erhalten wir die folgende Warnung:
		\begin{lstlisting}[style=terminal]
		aufgabe-2.c:11:5: warning: suggest parentheses around assignment
		used as truth value [-Wparentheses]
		\end{lstlisting}
		Beim Ausführen gibt das Programm die folgende (falsche) Behauptung aus:
		\begin{lstlisting}[style=terminal]
		100 ist eine Primzahl.
		\end{lstlisting}

		Einen ersten Hinweis auf den Fehler im Programm liefert die Warnung.
		Die Bedingung \lstinline{if (divisors = 2)} in Zeile 11
		steht \emph{nicht\/} für einen Vergleich
		der Variablen \lstinline{divisors} mit der Zahl 2,
		sondern für eine Zuweisung der Zahl 2 an die Variable \lstinline{divisors}.
		Neben dem \emph{Seiteneffekt\/} der Zuweisung gibt \lstinline{divisors = 2}
		den Wert \lstinline{2} zurück.
		Als Bedingung interpretiert, hat \lstinline{2} den Wahrheitswert "`wahr"' ("`true"');
		die \lstinline{printf()}-Anweisung wird daher in jedem Fall ausgeführt.

		Korrektur dieses Fehlers: \lstinline{if (divisors == 2)}
		-- siehe die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-2-1.c}.

		\bigskip

		Nach der Korrektur dieses Fehlers compiliert das Programm ohne Warnung,
		gibt aber beim Ausführen die folgende Fehlermeldung aus:
		\begin{lstlisting}[style=terminal]
		Gleitkomma-Ausnahme
		\end{lstlisting}
		(Bemerkung: Bei ausgeschalteter Optimierung
		-- \lstinline[style=cmd]{gcc} ohne \lstinline[style=cmd]{-O} --
		kommt diese Fehlermeldung bereits beim ersten Versuch, das Programm auszuführen.
		Der Grund für dieses Verhalten ist, daß bei eingeschalteter Optimierung
		irrelevante Teile des Programms entfernt und gar nicht ausgeführt werden,
		so daß der Fehler nicht zum Tragen kommt.
		In diesem Fall wurde die Berechnung von \lstinline{divisors} komplett wegoptimiert,
		da der Wert dieser Variablen nirgendwo abgefragt,
		sondern durch die Zuweisung \lstinline{if (divisors = 2)}
		sofort wieder überschrieben wurde.)

		Die Fehlermeldung "`\lstinline[style=terminal]{Gleitkomma-Ausnahme}"'
		ist insofern irreführend, als daß hier gar keine Gleitkommazahlen im Spiel sind;
		andererseits deutet sie auf einen Rechenfehler hin, was auch tatsächlich zutrifft.
		Durch Untersuchen aller Rechenoperationen
		-- z.\,B.\ durch das Einfügen zusätzlicher \lstinline{printf()} --
		finden wir den Fehler in Zeile 9:
		Die Modulo-Operation \lstinline{n % i} ist eine Division,
		die dann fehlschlägt, wenn der Divisor \lstinline{i} den Wert 0 hat.
		Die Fehlerursache ist die bei 0 beginnende \lstinline{for}-Schleife in Zeile 8:
		\lstinline{for (i = 0; i < n; i++)}.

		Korrektur dieses Fehlers: Beginn der Schleife mit \lstinline{i = 1}
		statt \lstinline{i = 0} -- siehe die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-2-2.c}.

		\bigskip

		Nach der Korrektur dieses Fehlers gibt das Programm überhaupt nichts mehr aus.

		Durch Untersuchen des Verhaltens des Programms
		-- z.\,B.\ durch das Einfügen zusätzlicher \lstinline{printf()} --
		stellen wir fest, daß die Zeilen 8 bis 12 des Programms nur einmal ausgeführt werden
		und nicht, wie die \lstinline{for}-Schleife in Zeile 6 vermuten ließe, 100mal.
		Der Grund dafür ist, daß sich die \lstinline{for}-Schleife
		nur auf die unmittelbar folgende Anweisung \lstinline{divisors = 0} bezieht.
		Nur diese Zuweisung wird 100mal ausgeführt;
		alles andere befindet sich außerhalb der \lstinline{for}-Schleife.
		(Die Einrückung hat in C keine inhaltliche Bedeutung,
		sondern dient nur zur Verdeutlichung der Struktur des Programms.
		In diesem Fall entsprach die tatsächliche Struktur nicht der beabsichtigten.)

		Korrektur dieses Fehlers:
		geschweifte Klammern um den Inhalt der äußeren \lstinline{for}-Schleife
		-- siehe die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-2-3.c}.

		\bigskip

		Nach der Korrektur dieses Fehlers gibt das Programm folgendes aus:
		\begin{lstlisting}[style=terminal]
		4 ist eine Primzahl.
		9 ist eine Primzahl.
		25 ist eine Primzahl.
		49 ist eine Primzahl.
		\end{lstlisting}
		Diese Zahlen sind keine Primzahlen (mit zwei Teilern),
		sondern sie haben drei Teiler.
		Demnach findet das Programm einen Teiler zu wenig.
		(Um diesen Fehler zu finden, kann man sich zu jeder Zahl
		die gefundene Anzahl der Teiler \lstinline{divisors} ausgeben lassen.)

		Der nicht gefundene Teiler ist jeweils die Zahl selbst.
		Dies kommt daher, daß die Schleife
		\lstinline{for (i = 1; i < n; i++)} nur bis \lstinline{n - 1} geht,
		also keine Division durch \lstinline{n} stattfindet.

		Korrektur dieses Fehlers: Schleifenbedingung \lstinline{i <= n}
		statt \lstinline{i < n}
		-- siehe die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-2-4.c}.

		\bigskip

		Nach der Korrektur dieses Fehlers verhält sich das Programm korrekt.

		Die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-2-4.c} enthält somit das korrigierte Programm.

		\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}

		\solution

		Die Datei \gitfile{hp}{20181029}{loesung-3.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-2018ws.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}

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20181029/loesung-3.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#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;
		}

20181105/ascii-1.c

deleted100644 → 0

+0 −15

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char a = 0;
		printf ("%d\n", a);
		printf ("%c\n", a);
		a = 72;
		printf ("%d\n", a);
		printf ("%c\n", a);
		a = 'a';
		printf ("%d\n", a);
		printf ("%c\n", a);
		return 0;
		}

20181105/ascii-2.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		int a = 0;
		printf ("%d\n", a);
		printf ("%c\n", a);
		a = 72;
		printf ("%d\n", a);
		printf ("%c\n", a);
		a = 'a';
		printf ("%d\n", a);
		printf ("%c\n", a);
		return 0;
		}

20181105/hello-4.c

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		extern int schreib_doch_mal (const char *__restrict __format, ...);

		int main (void)
		{
		schreib_doch_mal ("Hello, world!\n");
		return 0;
		}

20181105/hello-5.c

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		#include <library-1.h>

		int main (void)
		{
		schreib_doch_mal ("Hello, world!\n");
		return 0;
		}

20181105/hello-6.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include "library-1.h"

		int main (void)
		{
		schreib_doch_mal ("Hello, world!\n");
		return 0;
		}

20181105/hello-7.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include "library-2.h"

		int main (void)
		{
		schreib_doch_mal ("Hello, world!\n");
		return 0;
		}

20181105/hp-20181105.pdf

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		% hp-20181105.pdf - Lecture Slides on Low-Level Programming
		% Copyright (C) 2012, 2013, 2015, 2016, 2017, 2018 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: String-Operationen, Bibliotheken

		\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{5.\ November 2018}

		\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.git}}}
		\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
		\begin{itemize}
		% \item[2.1] Hello, world!
		\vspace*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		\item[2.10] Zeiger
		\item[2.11] Arrays und Strings
		\item[2.12] Strukturen
		\color{medgreen}
		\item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
		\item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
		\color{red}
		\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*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		% \item[3.4] Projekt organisieren: make
		\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}

		\setcounter{section}{1}
		\section{Einführung in C}

		\setcounter{subsection}{12}
		\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}

		\subsection{Parameter des Hauptprogramms}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{onlyenv}<1-2>
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#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{onlyenv}
		\begin{onlyenv}<3>
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#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{onlyenv}
		\begin{onlyenv}<4>
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#include <stdio.h>

		int main (int argc, char **argv)
		{
		printf ("argc = %d\n", argc);
		int i = 0;
		while (*argv)
		printf ("argv[%d] = \"%s\"\n",
		i++, *argv++);
		return 0;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{onlyenv}
		\begin{onlyenv}<5->
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#include <stdio.h>

		int main (int argc, char **argv)
		{
		printf ("argc = %d\n", argc);
		int i = 0;
		while (*argv)
		{
		printf ("argv[%d] = \"%s\"\n", i, *argv);
		i++;
		argv++;
		}
		return 0;
		}
		\end{lstlisting}
		\end{onlyenv}
		\vss
		}

		\pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{argc}: Anzahl der Parameter
		\item
		\lstinline{argv}: Array von Strings\\
		(= Zeiger auf Zeiger auf \lstinline{char}s)\\
		mit den Parametern
		\item
		Parameter Nr.\ 0:\\
		Name des Programms selbst,\\
		wie es aufgerufen wurde
		\pause
		\item
		letzter Eintrag im Array:\\
		\lstinline{NULL}-Zeiger\\
		(als Ende-Markierung)
		\end{itemize}
		\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.git}}}
		\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
		\begin{itemize}
		% \item[2.1] Hello, world!
		\vspace*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		\item[2.10] Zeiger
		\item[2.11] Arrays und Strings
		\item[2.12] Strukturen
		\color{medgreen}
		\item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
		\item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
		\color{red}
		\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*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		% \item[3.4] Projekt organisieren: make
		\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}

		\subsection{String-Operationen}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\begin{lstlisting}
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char name[100];

		printf ("Ihr Name: ");
		fgets (name, 100, stdin);
		printf ("Hallo, %s!\n", name);

		return 0;
		}
		\end{lstlisting}
		\vspace*{-4.5cm}\strut\hfill
		\begin{minipage}{6cm}
		Probleme mit \lstinline{scanf ("%s", name)}:
		\begin{itemize}
		\item
		Leerzeichen beendet Eingabe
		\item
		keine Prüfung der Puffergröße
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\end{frame}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#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}
		\vss
		}

		\pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{strlen()} gibt die\\
		Länge eines Strings zurück.
		\item
		Es enthält eine Schleife.
		\pause
		\item
		Typ des Rückgabewerts:\\
		\lstinline{size_t} = ganze Zahl\\
		von der Größe eines Zeigers
		\item
		in \lstinline{printf()}: \lstinline{%zd} (\emph{si\textbf{z}e})
		\pause
		\bigskip
		\item
		Zeiger erhöhen:\\
		String vorne abschneiden
		\pause
		\item
		\lstinline{0}-Symbol (= Ende-Markierung)\\
		in den String schreiben:\\
		String hinten abschneiden
		\pause
		\item
		\textbf{Der für den String reservierte Speicherplatz bleibt derselbe!}
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\end{frame}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#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}
		\vss
		}

		\pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{strcmp()}: Strings vergleichen
		\item
		alphabetisch nach ASCII\\
		(Groß- $<$ Kleinbuchstaben,\\
		ohne Umlaute usw.)
		\item
		Rückgabewert:\\
		$-1$, wenn linker String kleiner,\\
		$+1$, wenn rechter String kleiner,\\
		$0$, wenn beide Strings gleich
		\pause
		\bigskip
		\item
		\lstinline{strcat()}: String anhängen\\
		(\emph{con\textbf{cat}enate})
		\pause
		\item
		\textbf{Ob der Speicherplatz reicht, wird nicht geprüft!}
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\end{frame}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#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}
		\vss
		}

		\pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{sprintf()}: in einen\\
		String schreiben
		\pause
		\item
		\textbf{Ob der Speicherplatz reicht, wird nicht geprüft!}
		\pause
		\vspace{4\bigskipamount}
		\item
		\lstinline{strstr()}: String in String suchen
		\item
		Rückgabewert: Zeiger auf den gefundenen String
		\item
		Index berechnen:\\
		Zeiger $-$ Zeiger $=$ Zahl\\
		von der Größe eines Zeigers
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\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}

		\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}
		\begin{itemize}
		% \item[2.1] Hello, world!
		\vspace*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		\item[2.10] Zeiger
		\item[2.11] Arrays und Strings
		\item[2.12] Strukturen
		\item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
		\item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
		\color{medgreen}
		\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*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		% \item[3.4] Projekt organisieren: make
		\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}

		\end{document}

20181105/hp-musterloesung-20181105.pdf

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20181105/library-1.h

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Original line number	Diff line number	Diff line
		extern int schreib_doch_mal (const char *__restrict __format, ...);

20181105/library-2.h

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Original line number	Diff line number	Diff line
		extern int schreib_doch_mal (char *s);

20181105/screnshot-library-1.txt

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Original line number	Diff line number	Diff line
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181105> cat hello-6.c
		#include "library-1.h"

		int main (void)
		{
		schreib_doch_mal ("Hello, world!\n");
		return 0;
		}
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181105> cat library-1.h
		extern int schreib_doch_mal (const char *__restrict __format, ...);
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181105> cat library-1.c
		#include <stdio.h>

		void schreib_doch_mal (char *s)
		{
		printf ("%s", s);
		}
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181105> gcc -Wall -O hello-6.c library-1.c -o hello-6
		cassini/home/peter/bo/2018ws/hp/20181105> ./hello-6
		Hello, world!

20181105/string-ops-4.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>
		#include <string.h>

		int main (void)
		{
		char *test1 = "Dies ist ein Test.";
		char *test2 = "Dies ist ein Test.";
		if (test1 == test2)
		printf ("Die Strings sind gleich.\n");
		else
		printf ("Die Strings sind verschieden.\n");
		return 0;
		}

20181105/string-ops-5.c

deleted100644 → 0

+0 −13

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>
		#include <string.h>

		int main (void)
		{
		char test1[] = "Dies ist ein Test.";
		char test2[] = "Dies ist ein Test.";
		if (test1 == test2)
		printf ("Die Strings sind gleich.\n");
		else
		printf ("Die Strings sind verschieden.\n");
		return 0;
		}

20181105/string-ops-6.c

deleted100644 → 0

+0 −13

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>
		#include <string.h>

		int main (void)
		{
		char test1[] = "Dies ist ein Test.";
		char test2[] = "Dies ist ein Test.";
		if (strcmp (test1, test2) == 0)
		printf ("Die Strings sind gleich.\n");
		else
		printf ("Die Strings sind verschieden.\n");
		return 0;
		}

20181105/string-ops-7.c

deleted100644 → 0

+0 −13

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <stdio.h>
		#include <string.h>

		int main (void)
		{
		char test1[] = "Dies ist ein Test.";
		char test2[] = "Dies ist ein Test.";
		if (!strcmp (test1, test2))
		printf ("Die Strings sind gleich.\n");
		else
		printf ("Die Strings sind verschieden.\n");
		return 0;
		}

20181112/gtk-10.c

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Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;

		double x = 10;
		double y = 200;
		double vx = 20;
		double vy = -60;
		double g = 9.81;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_rectangle (c, x + vx * t, y + vy * t + 0.5 * g * t * t, 10, 10);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += 0.05;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-11.c

deleted100644 → 0

+0 −57

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;
		double dt = 0.05;

		double x = 10;
		double y = 200;
		double vx = 20;
		double vy = -60;
		double g = 9.81;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_rectangle (c, x, y, 10, 10);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += dt;
		x += vx * dt;
		y += vy * dt;
		vy += g * dt;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-12.c

deleted100644 → 0

+0 −63

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;
		double dt = 0.05;

		double x = 10;
		double y = 200;
		double vx = 20;
		double vy = -60;
		double g = 9.81;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_rectangle (c, x, y, 10, 10);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += dt;
		x += vx * dt;
		y += vy * dt;
		vy += g * dt;
		if (y >= HEIGHT)
		vy = -vy;
		if (x >= WIDTH)
		vx = -vx;
		if (x <= 0)
		vx = -vx;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-13.c

deleted100644 → 0

+0 −65

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;
		double dt = 0.2;

		int r = 5;

		double x = 10;
		double y = 200;
		double vx = 20;
		double vy = -60;
		double g = 9.81;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_arc (c, x, y, r, 0, 2 * G_PI);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += dt;
		x += vx * dt;
		y += vy * dt;
		vy += g * dt;
		if (y + r >= HEIGHT)
		vy = -vy * 0.9;
		if (x + r >= WIDTH)
		vx = -vx * 0.9;
		if (x - r <= 0)
		vx = -vx * 0.9;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-4a.c

deleted100644 → 0

+0 −18

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-6c.c

deleted100644 → 0

+0 −48

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA red = { 1.0, 0.0, 0.0, 0.8 };
		GdkRGBA yellow = { 1.0, 1.0, 0.0, 0.6 };
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 0.4 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &red);
		cairo_rectangle (c, 10, 10, 60, 40);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &yellow);
		cairo_arc (c, 65, 50, 30, 0, 2 * G_PI);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_move_to (c, 10, 70);
		cairo_line_to (c, 70, 70);
		cairo_line_to (c, 40, 18);
		cairo_close_path (c);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);
		g_signal_connect (drawing_area, "clicked", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-6e.c

deleted100644 → 0

+0 −48

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA red = { 1.0, 0.0, 0.0, 0.8 };
		GdkRGBA yellow = { 1.0, 1.0, 0.0, 0.6 };
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 0.4 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &red);
		cairo_rectangle (c, 10, 10, 60, 40);
		cairo_stroke (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &yellow);
		cairo_arc (c, 65, 50, 30, 0, 2 * G_PI);
		cairo_stroke (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_move_to (c, 10, 70);
		cairo_line_to (c, 70, 70);
		cairo_line_to (c, 40, 18);
		cairo_close_path (c);
		cairo_stroke (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-7.c

deleted100644 → 0

+0 −68

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA red = { 1.0, 0.0, 0.0, 0.8 };
		GdkRGBA yellow = { 1.0, 1.0, 0.0, 0.6 };
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 0.4 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &red);
		cairo_rectangle (c, 10 + 40 * t, 10 + 30 * t, 60, 40);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &yellow);
		cairo_arc (c, 65, 50, 30, 0, 2 * G_PI);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_move_to (c, 10, 70);
		cairo_line_to (c, 70, 70);
		cairo_line_to (c, 40, 18);
		cairo_close_path (c);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += 0.05;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);
		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *vbox = gtk_box_new (GTK_ORIENTATION_VERTICAL, 5);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), vbox);

		GtkWidget *button = gtk_button_new_with_label ("Quit");
		g_signal_connect (button, "clicked", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (vbox), button);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (vbox), drawing_area);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_widget_show (button);
		gtk_widget_show (vbox);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-7a.c

deleted100644 → 0

+0 −60

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA red = { 1.0, 0.0, 0.0, 0.8 };
		GdkRGBA yellow = { 1.0, 1.0, 0.0, 0.6 };
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 0.4 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &red);
		cairo_rectangle (c, 10 + 40 * t, 10 + 30 * t, 60, 40);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &yellow);
		cairo_arc (c, 65, 50, 30, 0, 2 * G_PI);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_move_to (c, 10, 70);
		cairo_line_to (c, 70, 70);
		cairo_line_to (c, 40, 18);
		cairo_close_path (c);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += 0.05;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-7b.c

deleted100644 → 0

+0 −61

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		t += 0.05;

		GdkRGBA red = { 1.0, 0.0, 0.0, 0.8 };
		GdkRGBA yellow = { 1.0, 1.0, 0.0, 0.6 };
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 0.4 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &red);
		cairo_rectangle (c, 10 + 40 * t, 10 + 30 * t, 60, 40);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &yellow);
		cairo_arc (c, 65, 50, 30, 0, 2 * G_PI);
		cairo_fill (c);

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_move_to (c, 10, 70);
		cairo_line_to (c, 70, 70);
		cairo_line_to (c, 40, 18);
		cairo_close_path (c);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-8.c

deleted100644 → 0

+0 −50

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;

		double vx = 40;
		double vy = 30;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_rectangle (c, 10 + vx * t, 10 + vy * t, 10, 10);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += 0.05;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/gtk-9.c

deleted100644 → 0

+0 −53

Original line number	Diff line number	Diff line
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;

		double x = 10;
		double y = 10;
		double vx = 40;
		double vy = 30;
		double g = 9.81;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_rectangle (c, x + vx * t, y + vy * t - 0.5 * g * t * t, 10, 10);
		cairo_fill (c);

		return FALSE; /* TRUE to stop other handlers from being invoked for the event.
		FALSE to propagate the event further. */
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += 0.05;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);
		g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);

		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);

		gtk_main ();
		return 0;
		}

20181112/hp-20181112.tex

deleted100644 → 0

+0 −330

Original line number	Diff line number	Diff line
		% hp-20181112.pdf - Lecture Slides on Low-Level Programming
		% Copyright (C) 2012, 2013, 2015, 2016, 2017, 2018 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
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		% any later version.
		%
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		% but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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		% You should have received a copy of the GNU General Public License
		% along with this document. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
		%
		% You should have received a copy of the Creative Commons
		% Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License along with this
		% document. If not, see <http://creativecommons.org/licenses/>.

		% README: Einführung: Bibliotheken, Differentialgleichungen

		\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{12.\ November 2018}

		\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.git}}}
		\item[\textbf{2}] \textbf{Einführung in C}
		\begin{itemize}
		% \item[2.1] Hello, world!
		\vspace*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		\item[2.13] Dateien und Fehlerbehandlung
		\item[2.14] Parameter des Hauptprogramms
		\color{medgreen}
		\item[2.15] String-Operationen
		\end{itemize}
		\item[\textbf{3}] \textbf{Bibliotheken}
		\begin{itemize}
		\color{medgreen}
		\item[3.1] Der Präprozessor
		\item[3.2] Bibliotheken einbinden
		\color{orange}
		\item[3.3] Bibliotheken verwenden
		\vspace*{-0.1cm}
		\item[\dots]
		% \item[3.4] Projekt organisieren: make
		\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}

		\setcounter{section}{1}
		\section{Einführung in C}

		\setcounter{subsection}{14}
		\subsection{String-Operationen}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\begin{lstlisting}
		#include <stdio.h>

		int main (void)
		{
		char name[100];

		printf ("Ihr Name: ");
		fgets (name, 100, stdin);
		printf ("Hallo, %s!\n", name);

		return 0;
		}
		\end{lstlisting}
		\vspace*{-4.5cm}\strut\hfill
		\begin{minipage}{6cm}
		Probleme mit \lstinline{scanf ("%s", name)}:
		\begin{itemize}
		\item
		Leerzeichen beendet Eingabe
		\item
		keine Prüfung der Puffergröße
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\end{frame}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#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}
		\vss
		}

		% \pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{strlen()} gibt die\\
		Länge eines Strings zurück.
		\item
		Es enthält eine Schleife.
		% \pause
		\item
		Typ des Rückgabewerts:\\
		\lstinline{size_t} = ganze Zahl\\
		von der Größe eines Zeigers
		\item
		in \lstinline{printf()}: \lstinline{%zd} (\emph{si\textbf{z}e})
		% \pause
		\bigskip
		\item
		Zeiger erhöhen:\\
		String vorne abschneiden
		% \pause
		\item
		\lstinline{0}-Symbol (= Ende-Markierung)\\
		in den String schreiben:\\
		String hinten abschneiden
		% \pause
		\item
		\textbf{Der für den String reservierte Speicherplatz bleibt derselbe!}
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\end{frame}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#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}
		\vss
		}

		% \pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{strcmp()}: Strings vergleichen
		\item
		alphabetisch nach ASCII\\
		(Groß- $<$ Kleinbuchstaben,\\
		ohne Umlaute usw.)
		\item
		Rückgabewert:\\
		$-1$, wenn linker String kleiner,\\
		$+1$, wenn rechter String kleiner,\\
		$0$, wenn beide Strings gleich
		% \pause
		\bigskip
		\item
		\lstinline{strcat()}: String anhängen\\
		(\emph{con\textbf{cat}enate})
		% \pause
		\item
		\textbf{Ob der Speicherplatz reicht, wird nicht geprüft!}
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\end{frame}

		\begin{frame}[fragile]

		\showsubsection

		\vspace*{-1.4\medskipamount}
		\vbox to 0pt{%
		\begin{lstlisting}[gobble=6]
		#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}
		\vss
		}

		% \pause
		\strut\hfill
		\begin{minipage}{5.5cm}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline{sprintf()}: in einen\\
		String schreiben
		% \pause
		\item
		\textbf{Ob der Speicherplatz reicht, wird nicht geprüft!}
		% \pause
		\vspace{4\bigskipamount}
		\item
		\lstinline{strstr()}: String in String suchen
		\item
		Rückgabewert: Zeiger auf den gefundenen String
		\item
		Index berechnen:\\
		Zeiger $-$ Zeiger $=$ Zahl\\
		von der Größe eines Zeigers
		\end{itemize}
		\end{minipage}

		\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}

		\end{document}

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		% modify it either under the terms of the Creative Commons
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		% GNU General Public License as published by the Free Software
		% Foundation, either version 3 of the License, or (at your option)
		% any later version.
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		% 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.
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		% along with this document. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
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		% 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: Text-Grafik-Bibliothek, Datum-Bibliothek, Kondensator

		\documentclass[a4paper]{article}

		\usepackage{pgscript}
		\usepackage{gnuplot-lua-tikz}

		\begin{document}

		\section*{Hardwarenahe Programmierung\\
		Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 12.\ November 2018}

		\exercise{Text-Grafik-Bibliothek}

		Schreiben Sie eine Bibliothek für "`Text-Grafik"' mit folgenden Funktionen:\vspace*{-\medskipamount}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline\|void clear (char c)\|\\
		Bildschirm auf Zeichen \lstinline\|c\| löschen,\\
		also komplett mit diesem Zeichen (z.\,B.: Leerzeichen) füllen
		\item
		\lstinline\|void put_point (int x, int y, char c)\|\\
		Punkt setzen (z.\,B.\ einen Stern (\lstinline{*}) an die Stelle $(x,y)$ "`malen"')
		\item
		\lstinline\|char get_point (int x, int y)\|\\
		Punkt lesen
		% \item
		% \lstinline\|void fill (int x, int y, char c, char o)\|\\
		% Fläche in der "`Farbe"' \lstinline\|o\|,
		% die den Punkt \lstinline\|(x, y)\| enthält,
		% mit der "`Farbe"' \lstinline\|c\| ausmalen
		\item
		\lstinline\|void display (void)\|\\
		das Gezeichnete auf dem Bildschirm ausgeben
		\end{itemize}

		Hinweise:\vspace*{-\medskipamount}
		\begin{itemize}
		\item
		Eine C-Bibliothek besteht aus (mindestens)
		einer \file{.h}-Datei und einer \file{.c}-Datei.
		\item
		Verwenden Sie ein Array als "`Bildschirm"'.

		Vor dem Aufruf der Funktion \lstinline\|display()\| ist nichts zu sehen;\\
		alle Grafikoperationen erfolgen auf dem Array.
		\item
		Verwenden Sie Präprozessor-Konstante,
		z.\,B.\ \lstinline{WIDTH} und \lstinline{HEIGHT},\\
		um Höhe und Breite des "`Bildschirms"' festzulegen:
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#define WIDTH 72
		#define HEIGHT 24
		\end{lstlisting}
		\item
		Schreiben Sie zusätzlich ein Test-Programm,
		das alle Funktionen der Bibliothek benutzt,\\
		um ein hübsches Bild (z.\,B.\ ein stilisiertes Gesicht -- "`Smiley"')
		auszugeben.
		\end{itemize}

		\solution

		Siehe die Dateien \gitfile{hp}{20181112}{textgraph.c} und \gitfile{hp}{20181112}{textgraph.h} (Bibliothek)
		sowie \gitfile{20181112}{test-textgraph.c} (Test-Programm).

		Diese Lösung erfüllt zusätzlich die Aufgabe,
		bei fehlerhafter Benutzung (Koordinaten außerhalb des Zeichenbereichs)
		eine sinnvolle Fehlermeldung auszugeben,
		anstatt unkontrolliert Speicher zu überschreiben und abzustürzen.

		Das Schlüsselwort \lstinline{static}
		bei der Deklaration der Funktion \lstinline{check_coordinates()}
		bedeutet, daß diese Funktion nur lokal (d.\,h.\ innerhalb der Bibliothek)
		verwendet und insbesondere nicht nach außen
		(d.\,h.\ für die Benutzung durch das Hauptprogramm) exportiert wird.
		Dies dient dazu, nicht unnötig Bezeichner zu reservieren
		(Vermeidung von "`Namensraumverschmutzung"').

		Man beachte die Verwendung einfacher Anführungszeichen (Apostrophe)
		bei der Angabe von \lstinline{char}-Kon"-stanten (\lstinline{'*'})
		im Gegensatz zur Verwendung doppelter Anführungszeichen
		bei der Angabe von String-Konstanten
		(String = Array von \lstinline{char}s, abgeschlossen mit Null-Symbol).
		Um das einfache Anführungszeichen selbst als \lstinline{char}-Konstante anzugeben,
		ist ein vorangestellter Backslash erforderlich: \lstinline{'\''} ("`Escape-Sequenz"').
		Entsprechendes gilt für die Verwendung doppelter Anführungszeichen
		innerhalb von String-Konstanten:
		\lstinline{printf ("Your name is: \"%s\"", name);}

		\clearpage

		\exercise{Datum-Bibliothek}

		Zerlegen Sie die Datum-Bibliothek aus der Übungsaufgabe 3 vom 29.\,10.\,2018
		in eine \file{.c}- und eine \file{.h}-Datei.

		Hinweis: Schreiben Sie auch hierfür zusätzlich ein Test-Programm.

		\solution

		Die Dateien \gitfile{hp}{20181112}{dates.c} und \gitfile{hp}{20181112}{dates.h} enthalten die Bibliothek,
		die Datei \gitfile{hp}{20181112}{test-dates.c} ein Programm zum Testen der Bibliothek.

		\exercise{Kondensator}

		Ein Kondensator der Kapazität $C = 100\,\mu{\rm F}$
		ist auf die Spannung $U = 5\,{\rm V}$ aufgeladen
		und wird über einen Widerstand $R = 33\,{\rm k}\Omega$ entladen.
		\begin{enumerate}[(a)]
		\item
		Stellen Sie den zeitlichen Spannungsverlauf in einer Tabelle dar.
		\item
		Wie lange dauert es, bis die Spannung unter $0.1\,{\rm V}$ gefallen ist?
		\item
		Vergleichen Sie die berechneten Werte mit der exakten theoretischen Entladekurve:
		\begin{math}
		U(t) = U_0 \cdot e^{-\frac{t}{RC}}
		\end{math}
		\end{enumerate}

		Hinweise:
		\begin{itemize}
		\item
		Für die Simulation zerlegen wir den Entladevorgang in kurze Zeitintervalle $dt$.
		Innerhalb jedes Zeitintervalls betrachten wir den Strom $I$ als konstant
		und berechnen, wieviel Ladung $Q$ innerhalb des Zeitintervalls
		aus dem Kondensator herausfließt.
		Aus der neuen Ladung berechnen wir die Spannung am Ende des Zeitintervalls.
		\item
		Für den Vergleich mit der exakten theoretischen Entladekurve
		benötigen Sie die Exponentialfunktion \lstinline{exp()}.
		Diese finden Sie in der Mathematik-Bibliothek:
		\lstinline{#include <math.h>} im Quelltext,
		beim \lstinline[style=cmd]{gcc}-Aufruf \lstinline[style=cmd]{-lm} mit angeben.
		\item
		$Q = C \cdot U$,\quad $U = R \cdot I$,\quad $I = \frac{dQ}{dt}$
		\end{itemize}

		\solution

		In dem Programm \gitfile{hp}{20181112}{loesung-3.c}
		arbeiten wir, dem ersten Hinweis folgend,
		mit einem Zeitintervall von \lstinline{dt = 0.01}.
		Mit dieser Schrittweite lassen wir uns eine Tabelle ausgeben,
		die jeweils die Zeit, die durch die Simulation berechnete Spannung
		und die Spannung $U_0 \cdot e^{-\frac{t}{RC}}$
		gemäß der theoretischen Entladekurve ausgibt.

		Wir simulieren, wie die Ladung $Q = C \cdot U$ des Kondensators
		im Laufe der Zeit abfließt.
		Dazu berechnen wir in jedem Zeitschritt zunächst den Strom $I = U / R$,
		der aus dem Kondensator fließt.
		Dieser Strom bewirkt, daß innerhalb des Zeitintervalls $dt$
		die Ladung $dQ = I \cdot dt$ aus dem Kondensator abfließt.
		Am Ende des Zeitintervalls berechnen wir die zur neuen Ladung $Q$
		gehörende neue Spannung $U = Q / C$.

		Für eine einfache Ausgabe der Tabelle
		verwenden wir dreimal die Formatspezifikation \lstinline{%10.3lf}.
		Damit schreiben wir jeweils eine \emph{lange Fließkommazahl\/} (\lstinline{%lf})
		rechtsbündig in ein Feld der Breite 10 und lassen uns 3 Nachkommastellen ausgeben.

		Wir compilieren das Programm mit:
		\lstinline[style=cmd]{gcc -Wall -O loesung-3.c -lm -o loesung-3}\\
		(Man beachte das \lstinline[style=cmd]{-lm}\hspace{1pt}
		für das Einbinden der Mathematik-Bibliothek.)

		Der Tabelle entnehmen wir dann, daß die Spannung bei etwa $t = 12.91\,{\rm s}$
		den Wert $0.1\,{\rm V}$ unterschreitet.

		Ebenfalls der Tabelle können wir entnehmen,
		daß die durch die Simulation berechnete Spannung
		mit der Spannung $U_0 \cdot e^{-\frac{t}{RC}}$
		gemäß der theoretischen Entladekurve
		bis auf wenige Prozent übereinstimmt.
		Dies ist für viele praktische Anwendungen ausreichend,
		wenn auch nicht für Präzisionsmessungen.

		\goodbreak

		Wenn Sie die Ausgabe des Programms, z.\,B.\ mit
		\lstinline{./loesung-3 > loesung-3.dat},
		in einer Datei \gitfile{hp}{20181112}{loesung-3.dat} speichern,
		können Sie sich die beiden Kurven graphisch darstellen lassen,
		z.\,B.\ mit \file{gnuplot} und dem folgenden Befehl:\,
		\lstinline[style=cmd]{plot "loesung-3.dat" using 1:2 with lines title "Simulation",}
		\lstinline[style=cmd]{"loesung-3.dat" using 1:3 with lines title "Theorie"}

		\begin{center}
		\input{loesung-3.tikz}
		\end{center}

		Der Unterschied zwischen der simulierten und der theoretischen Entladungskurve
		ist mit bloßem Auge nicht sichtbar.

		\end{document}

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		% README: Text-Grafik-Bibliothek, Datum-Bibliothek, Kondensator

		\documentclass[a4paper]{article}

		\usepackage{pgscript}

		\begin{document}

		\thispagestyle{empty}

		\section*{Hardwarenahe Programmierung\\
		Übungsaufgaben -- 12.\ November 2018}

		% Diese Übung enthält Punkteangaben wie in einer Klausur.
		% Um zu "`bestehen"', müssen Sie innerhalb von 80 Minuten
		% unter Verwendung ausschließlich zugelassener Hilfsmittel
		% 14 Punkte (von insgesamt \totalpoints) erreichen.

		\exercise{Text-Grafik-Bibliothek}

		Schreiben Sie eine Bibliothek für "`Text-Grafik"' mit folgenden Funktionen:\vspace*{-\medskipamount}
		\begin{itemize}
		\item
		\lstinline\|void clear (char c)\|\\
		Bildschirm auf Zeichen \lstinline\|c\| löschen,\\
		also komplett mit diesem Zeichen (z.\,B.: Leerzeichen) füllen
		\item
		\lstinline\|void put_point (int x, int y, char c)\|\\
		Punkt setzen (z.\,B.\ einen Stern (\lstinline{*}) an die Stelle $(x,y)$ "`malen"')
		\item
		\lstinline\|char get_point (int x, int y)\|\\
		Punkt lesen
		% \item
		% \lstinline\|void fill (int x, int y, char c, char o)\|\\
		% Fläche in der "`Farbe"' \lstinline\|o\|,
		% die den Punkt \lstinline\|(x, y)\| enthält,
		% mit der "`Farbe"' \lstinline\|c\| ausmalen
		\item
		\lstinline\|void display (void)\|\\
		das Gezeichnete auf dem Bildschirm ausgeben
		\end{itemize}

		Hinweise:\vspace*{-\medskipamount}
		\begin{itemize}
		\item
		Eine C-Bibliothek besteht aus (mindestens)
		einer \file{.h}-Datei und einer \file{.c}-Datei.
		\item
		Verwenden Sie ein Array als "`Bildschirm"'.

		Vor dem Aufruf der Funktion \lstinline\|display()\| ist nichts zu sehen;\\
		alle Grafikoperationen erfolgen auf dem Array.
		\item
		Verwenden Sie Präprozessor-Konstante,
		z.\,B.\ \lstinline{WIDTH} und \lstinline{HEIGHT},\\
		um Höhe und Breite des "`Bildschirms"' festzulegen:
		\begin{lstlisting}[gobble=8]
		#define WIDTH 72
		#define HEIGHT 24
		\end{lstlisting}
		\item
		Schreiben Sie zusätzlich ein Test-Programm,
		das alle Funktionen der Bibliothek benutzt,\\
		um ein hübsches Bild (z.\,B.\ ein stilisiertes Gesicht -- "`Smiley"')
		auszugeben.
		\end{itemize}

		\exercise{Datum-Bibliothek}

		Zerlegen Sie die Datum-Bibliothek aus der Übungsaufgabe 3 vom 29.\,10.\,2018
		in eine \file{.c}- und eine \file{.h}-Datei.

		Hinweis: Schreiben Sie auch hierfür zusätzlich ein Test-Programm.

		\exercise{Kondensator}

		Ein Kondensator der Kapazität $C = 100\,\mu{\rm F}$
		ist auf die Spannung $U = 5\,{\rm V}$ aufgeladen
		und wird über einen Widerstand $R = 33\,{\rm k}\Omega$ entladen.
		\begin{enumerate}[(a)]
		\item
		Stellen Sie den zeitlichen Spannungsverlauf in einer Tabelle dar.
		\item
		Wie lange dauert es, bis die Spannung unter $0.1\,{\rm V}$ gefallen ist?
		\item
		Vergleichen Sie die berechneten Werte mit der exakten theoretischen Entladekurve:
		\begin{math}
		U(t) = U_0 \cdot e^{-\frac{t}{RC}}
		\end{math}
		\end{enumerate}

		Hinweise:
		\begin{itemize}
		\item
		Für die Simulation zerlegen wir den Entladevorgang in kurze Zeitintervalle $dt$.
		Innerhalb jedes Zeitintervalls betrachten wir den Strom $I$ als konstant
		und berechnen, wieviel Ladung $Q$ innerhalb des Zeitintervalls
		aus dem Kondensator herausfließt.
		Aus der neuen Ladung berechnen wir die Spannung am Ende des Zeitintervalls.
		\item
		Für den Vergleich mit der exakten theoretischen Entladekurve
		benötigen Sie die Exponentialfunktion \lstinline{exp()}.
		Diese finden Sie in der Mathematik-Bibliothek:
		\lstinline{#include <math.h>} im Quelltext,
		beim \lstinline[style=cmd]{gcc}-Aufruf \lstinline[style=cmd]{-lm} mit angeben.
		\item
		$Q = C \cdot U$,\quad $U = R \cdot I$,\quad $I = \frac{dQ}{dt}$
		\end{itemize}

		\end{document}

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		README: Differentialgleichung für gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung

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		#include <stdio.h>

		#define VIER (2 + 2)

		int main (void)
		{
		printf ("3 * 4 = %d\n", 3 * VIER);
		return 0;
		}

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		% hp-musterloesung-20181119.pdf - Solutions to the Exercises on Low-Level Programming / Applied Computer Sciences
		% Copyright (C) 2013, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019 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
		% 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
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		% You should have received a copy of the GNU General Public License
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		% README: Arrays mit Zahlen, hüpfender Ball

		\documentclass[a4paper]{article}

		\usepackage{pgscript}
		\usepackage{gnuplot-lua-tikz}

		\begin{document}

		\section*{Hardwarenahe Programmierung\\
		Musterlösung zu den Übungsaufgaben -- 19.\ November 2018}

		\exercise{Arrays mit Zahlen}

		\begin{minipage}[t]{0.5\textwidth}
		Wir betrachten das folgende Programm\\
		(Datei: \gitfile{hp}{20181119}{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]{0.5\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 und warum?
		%
		% 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 und warum?
		\points{2}
		\item
		Was kann passieren, wenn Sie das Hauptprogramm wie folgt abändern
		(\gitfile{hp}{20181119}{aufgabe-1d.c}) und warum?
		\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 und warum?}

		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}{20181119}{aufgabe-1d.c}) und warum?}

		\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{Fehlerhaftes Programm: Hüpfender Ball}

		Das auf der nächsten Seite abgedruckte GTK+-Programm
		(Datei: \gitfile{hp}{20181119}{aufgabe-2.c}) soll einen
		hüpfenden Ball darstellen, ist jedoch fehlerhaft.

		\begin{enumerate}[\quad(a)]
		\item
		Warum sieht man lediglich ein leeres Fenster?
		Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben?
		\points{3}
		\item
		Nach der Fehlerbehebung in Aufgabenteil (a)
		zeigt das Programm einen unbeweglichen Ball.
		Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben, und warum?
		\points{2}
		\item
		Erklären Sie das merkwürdige Hüpfverhalten des Balls.
		Wie kommt es zustande?
		Was an diesem Verhalten ist korrekt, und was ist fehlerhaft? \points{5}
		\item
		Welche Befehle muß man in welcher Weise ändern,
		um ein realistischeres Hüpf-Verhalten zu bekommen? \points{2}
		\end{enumerate}

		Hinweis: Das Hinzuziehen von Beispiel-Programmen aus der Vorlesung
		ist ausdrücklich erlaubt -- auch in der Klausur.

		Allgemeiner Hinweis:
		Wenn Sie die Übungsaufgaben zu dieser Lehrveranstaltung
		als PDF-Datei betrachten und darin auf die Dateinamen klicken,
		können Sie die Beispiel-Programme direkt herunterladen.
		Dadurch vermeiden Sie Übertragungsfehler.

		\solution

		\begin{enumerate}[\quad(a)]
		\item
		\textbf{Warum sieht man lediglich ein leeres Fenster?
		Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben?}

		Die für das Zeichnen zuständige Callback-Funktion wurde zwar geschrieben,
		aber nicht installiert.
		Um dies zu beheben, ergänze man den folgenden Befehl im Hauptprogramm:

		\lstinline{g_signal_connect (drawing_area, "draw", G_CALLBACK (draw), NULL);}

		Dies erkennt man sehr schnell durch Vergleich mit dem Beispiel-Programm
		\gitfile{hp}{20181112}{gtk-13.c}.

		\item
		\textbf{Nach der Fehlerbehebung in Aufgabenteil (a)
		zeigt das Programm einen unbeweglichen Ball.
		Welchen Befehl muß man ergänzen, um diesen Fehler zu beheben, und warum?}

		Die Timer-Callback-Funktion wurde zwar geschrieben, aber nicht installiert.
		Um dies zu beheben, ergänze man den folgenden Befehl im Hauptprogramm:

		\lstinline{g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, drawing_area);}

		Auch dies erkennt man sehr schnell durch Vergleich mit dem Beispiel-Programm
		\gitfile{hp}{20181112}{gtk-13.c}.

		\item
		\textbf{Erklären Sie das merkwürdige Hüpfverhalten des Balls.
		Wie kommt es zustande?
		Was an diesem Verhalten ist korrekt, und was ist fehlerhaft?}

		Die Geschwindigkeit in $y$-Richtung wächst immer weiter.
		Der Grund dafür ist, daß die $y$-Komponente der Geschwindigkeit
		nicht auf physikalisch sinnvolle Weise berechnet wird.
		In der dafür zuständigen Zeile
		\lstinline{vy = 0.5 * g * (t * t);}
		wird stattdessen der Weg in $y$-Richtung bei einer gleichmäßig
		beschleunigten Bewegung berechnet und als Geschwindigkeit verwendet.

		\item
		\textbf{Welche Befehle muß man in welcher Weise ändern,
		um ein realistischeres Hüpf-Verhalten zu bekommen?}

		Da der Ball am Boden abprallen soll, ist es \emph{nicht\/} sinnvoll,
		die $y$-Komponente der Geschwindigkeit über die bekannte physikalische
		Formel $v_y = -g\cdot t$ für die Geschwindigkeit in einer
		gleichmäßig beschleunigten Bewegung zu berechnen.

		Stattdessen ist es sinnvoll, die \emph{Geschwindigkeitsänderung\/}
		innerhalb des Zeitintervalls \lstinline{dt}
		zur Geschwindigkeitskomponente zu addieren:
		\lstinline{vy += g * dt;}

		Auch dies erkennt man sehr schnell durch Vergleich mit dem Beispiel-Programm
		\gitfile{hp}{20181112}{gtk-13.c}.
		\end{enumerate}

		\clearpage

		\vbox to \textheight{\vspace*{-0.5cm}\begin{lstlisting}
		#include <gtk/gtk.h>

		#define WIDTH 320
		#define HEIGHT 240

		double t = 0.0;
		double dt = 0.2;

		int r = 5;

		double x = 10;
		double y = 200;
		double vx = 20;
		double vy = -60;
		double g = 9.81;

		gboolean draw (GtkWidget widget, cairo_t c, gpointer data)
		{
		GdkRGBA blue = { 0.0, 0.5, 1.0, 1.0 };

		gdk_cairo_set_source_rgba (c, &blue);
		cairo_arc (c, x, y, r, 0, 2 * G_PI);
		cairo_fill (c);

		return FALSE;
		}

		gboolean timer (GtkWidget *widget)
		{
		t += dt;
		x += vx * dt;
		y += vy * dt;
		vx = vx;
		vy = 0.5 * g * (t * t);
		if (y + r >= HEIGHT)
		vy = -vy * 0.9;
		if (x + r >= WIDTH)
		vx = -vx * 0.9;
		if (x - r <= 0)
		vx = -vx * 0.9;
		gtk_widget_queue_draw_area (widget, 0, 0, WIDTH, HEIGHT);
		g_timeout_add (50, (GSourceFunc) timer, widget);
		return FALSE;
		}

		int main (int argc, char **argv)
		{
		gtk_init (&argc, &argv);

		GtkWidget *window = gtk_window_new (GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
		gtk_widget_show (window);
		gtk_window_set_title (GTK_WINDOW (window), "Hello");
		g_signal_connect (window, "destroy", G_CALLBACK (gtk_main_quit), NULL);

		GtkWidget *drawing_area = gtk_drawing_area_new ();
		gtk_widget_show (drawing_area);
		gtk_container_add (GTK_CONTAINER (window), drawing_area);
		gtk_widget_set_size_request (drawing_area, WIDTH, HEIGHT);

		gtk_main ();
		return 0;
		}
		\end{lstlisting}\vss}

		\end{document}