Inhalt

Am Ende der Vorlesung Einführung in die Praktische Informatik sollen die Studenten in der Lage sein, Programme mit einfacher bis mittlerer Komplexität eigenständig zu entwickeln. Hierfür werden Kompetenzen aus den drei folgenden Bereichen vermittelt: Systematische Softwareentwicklung, die Programmiersprache C und die Funktionsweise eines Rechners. Aus dem Bereich der Systematischen Softwareentwicklung werden wir die wesentlichen Schritte des Software Life Cycles behandeln und Arbeitstechniken wie Struktogramme und die Methode der Schrittweisen Verfeinerung kennen lernen.

Der Hauptteil der Lehrveranstaltung besteht in der Vermittlung der Sprachkonzepte der Programmiersprache C. Dazu gehören die von C angebotenen Datentypen, Kontrollstrukturen, Funktionen, die Möglichkeit der getrennten Übersetzung sowie dynamische Datenstrukturen. Zu allen Sprachkonstrukten wird auch erklärt, wie diese von CPU und Arbeitsspeicher abgearbeitet werden.

Durchführung

Da das Programmieren eine inhärent praktische Tätigkeit ist, sind die Übungen integraler Bestandteil der gesamten Lehrveranstaltung und dienen der Vertiefung des behandelten Stoffs. Um dafür genügend Zeit zu haben, werden einige Vorlesungen durch betreute Übungen ersetzt. Der entsprechende Zeitplan ist am Ende dieser Webseite zu finden.

Der wesentliche Zweck der Übungen ist das selbstständige Einüben des Stoffs. Daher beinhalten die betreuten Übungen keinen Frontalunterricht sowie keine Wiederholungen des Vorlesungsstoffs. Vielmehr wird den Studenten die Gelegenheit gegeben, selbst zu programmieren und sich dabei die Voraussetzungen für spätere Aufgaben anzueignen. Während dieser betreuten Übungen haben die Studenten die Möglichkeit, die Assistenten um Rat zu fragen oder kleinere Hilfen zu erbitten. Die Übungen werden weder eingesammelt noch benotet. Während der Übungen besteht Gelegenheit, die eigenen Ergebnisse durch die die Kommilitonen und Assistenten beurteilen und ggf. verbessern zu lassen.

Für eine möglichst effiziente Nutzung der betreuten Übungen, sollte jeder Student folgenden Ratschlag im eigenen Interesse befolgen: Die betreuten Übungszeiten sind einfach zu kurz, um alle Aufgaben in dieser Zeit zu lösen. Um mit dem Stoff schritthalten zu können, sollten sie daher soweit wie möglich zu Hause vorbereitet und gelöst werden. Dies beinhaltet insbesondere die Bearbeitung der Übungsteile Stoffwiederholung, Quiz und Fehlersuche. Ebenso sollten die in den Anwendungen selbst zu entwickelnden Programme möglichst weit vorbereitet werden, wozu die Auseinandersetztung mit der Aufgabenstellung und die Entwicklung der Struktogramme bzw. Schrittweisen Verfeinerungen gehört. Ferner sei jeder daran erinnert, dass das Abschreiben und/oder Kopieren von Lösungen anderer weder einen Lerneffekt noch eine Verbesserung der Note bringt.

Voraussetzungen

Abiturwissen, gesunder Menschenverstand und die Bereitschaft zum Lernen.

Ziele

Diese Lehrveranstaltung hat folgende Ziele:

1. Das Beherrschen der Systematischen Softwareentwicklung
2. Das Erlernen der wichtigsten Konstrukte der Programmiersprache C
3. Das selbstständige Lösen von Aufgaben mit kleinem und mittlerem Schwierigkeitsgrad
4. Eine relativ klare Vorstellung von der Art und Weise, wie ein Programm in einem Rechner abgearbeitet wird

Prüfung

Diese Lehrveranstaltung wird mit einer 60minütigen Klausur abgeschlossen. Der Termin wird vom Studienbüro bekanntgegeben.

Survival Guide

Erfolgreiche Überlebensstrategien älterer Semester.

• Skript
• Lehrveranstaltungstarif
• Das Spiel der Handsimulation
• Katastrophen: Motivation für gutes Programmieren
• Speicherbildchen zum Ausfüllen
• Framework für Windows
• Hinweise für Windows-Benutzer
• Berechnung der Standardabweichung
• Sortierte Listen (standard)
• Sortierte Listen Wirth: standard, leicht modifiziert.
• Sortierte (L-K-R) Bäume: standard, leicht modifiziert.
• Prioritäten der Operatoren
• Probeklausur

• Anleitung zum richtigen Gebrauch der Übungsaufgaben
• Das Spiel der Handsimulation
• Arbeiten in einer virtuellen Linux Box

Aufgaben und Musterlösungen

1. Grundlagen: von der Hardware zum Programmieren
Musterlösung 1
2. Erste Kontakte mit dem PC
Musterlösung 2
3. Mein erstes Programm: Fläche eines Rechtecks
Musterlösung 3
4. Klassifikation von Dreiecken
Musterlösung 4
5. Abstrakte Programmierung
Musterlösung 5
6. Arbeiten mit Syntaxdiagrammen
Musterlösung 6
7. Angemessenes Formatieren von C-Programmen
Musterlösung 7
8. Datentyp int
Musterlösung 8
9. Logische Ausdrücke
Musterlösung 9
10. Fallunterscheidungen
Musterlösung 10
11. Schleifen
Musterlösung 11
12. Der Datentyp char
Musterlösung 12
13. Der Datentyp double
Musterlösung 13
14. Eindimensionale Arrays
Musterlösung 14
15. Einfaches Sortieren, Suchen und Finden
Musterlösung 15
16. Gemischte Datentypen
Musterlösung 16
17. Der gcc Compiler
Musterlösung 17
18. Ausdrücke
Musterlösung 18
19. Programmieren eigener Funktionen
Musterlösung 19
20. Zeiger und Zeigervariablen
Musterlösung 20
21. Funktionen mit Zeigern und Arrays als Parameter
Musterlösung 21
22. Rekursive Funktionsaufrufe
Musterlösung 22
23. Mehrdimensionale Arrays
Musterlösung 23
24. Zeichenketten
Musterlösung 24
25. Kommandozeilenargumente
Musterlösung 25
26. Der Datentyp struct
Musterlösung 26
27. Definition eigener Datentypen
Musterlösung 27
28. Module und getrenntes Übersetzen
Musterlösung 28
29. Dynamische Speicherverwaltung: malloc() und free()
Musterlösung 29
30. Kopieren von Dateien
Musterlösung 30
31. Entwicklung eines einfachen Kellerspeiches (Stacks)
Musterlösung 31
32. Einfach verkettete, sortierte Liste
Musterlösung 32
33. Binäre Bäume
Musterlösung 33
Alle Aufgaben mit Lösungen
 

• Das vorlesungsbegleitende Skript, ISBN 978-3-00-042684-1; auch in der Bibliothek erhältlich.
• Programmieren in C. ANSI C (2. A.) Brian W. Kernighan und Dennis M. Ritchie, Hanser Fachbuch ISBN: 3446154973. Dieses Buch beschreibt anhand vieler Beispiele die Programmiersprache C. Die präsentierten Beispiele sind aus dem "täglichen" Leben und leicht nachvollziehbar.
• Algorithmen und Datenstrukturen, Niklaus Wirth, ISBN: 3519022508. Niklaus Wirth gibt einen sehr guten Überblick über wichtige Algorithmen und Datenstrukturen. Diese Darstellung schließt vor allem dynamische Datenstrukturen (z.B. Listen) ein.
• Go To C-Programmierung, Guido Krüger, ISBN-13: 978-3827326119. Dieses Buch bietet eine leicht verständliche Einführung in die Programmiersprache C und deren wichtigsten Konzepte. Empfehlenswert und über online-Buchdienste erhältlich.