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Ein Leitprogramm in Informatik der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen zur Einführung in die Programmierung in JAVA.
Art: Skripte
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Lass dir nichts Wichtiges entgehen!
RWTH Aachen Lehrstuhl für Informatik IX Lehr- und Forschungsgebiet Computerunterstütztes Lernen und Wissensstrukturierung Prof. Dr. U. Schroeder
Gymnasien und Gesamtschulen, Oberstufe Stufe 11
Autorin Christina Roeckerath Betreuer Prof. Dr. U. Schroeder
Fassung vom 11.01.
Übersicht In diesem Kapitel wird erklärt, wie ein Programm entsteht. Du wirst lernen, wie man aus einem Text ein Programm machen kann. Du wirst in diesem Kapitel noch nicht lernen, selbst ein Programm zu schreiben. Zunächst geht es nur darum aus einem vorgegebenen Text ein Programm zu machen, was man auf dem Computer laufen lassen kann.
Lernziel
Nachdem du dieses Kapitel durchgearbeitet hast, kannst du einen vorgegebenen (Programm-) Text in ein Programm umwandeln und dieses Programm am Computer starten.
Aufgabe1 - Übungsaufgaben am Computer -
Wir kommen direkt zur Sache. Führe die nächsten Arbeitaufträge aus! Wenn du unsicher bist, was mit einigen der Anweisungen gemeint sein könnte, dann hilft dir die Abbildung 1 vielleicht weiter.
public class Mein_erstes_Programm {
public static void main (String [] arguments){ System.out.print("Hallo Welt"); }
}
Theorie
Was hast du in der Aufgabe oben gemacht?
Du hast, vielleicht das erste Mal, ein Programm geschrieben. Dazu hast du einen vorgegebenen Text, den Quelltext deines Programms, mit Hilfe des JavaEditors geschrieben und gespeichert. Diesen Teil des Programmierens nennt man editieren. Deshalb nennt man Programme,
Compilieren! (^) Javaprogramm ausführen!
Javaquellcode speichern!
Schreibe hier den Javaquelltext hin!
Abbildung 1 - JavaEditor
Aufgabe 3 - Übungsaufgabe im Heft und Sicherungsphase
Siehe dir die Punkte an, die in der Abbildung durch die Pfeile bezeichnet sind. Beantworte folgende Fragen zu den einzelnen Punkten.
1 (a) Zu welchem Programm gehört dieses Fenster?
(b) Wie nennt man solche Programme?
(c) Was kann man mit ihnen machen?
2 (a) Was schreibt man hier hinein?
(b) Wie nennt man das Schreiben davon?
3 (a) Wie nennt man das, was der Computer macht, wenn du diesen Knopf drückst?
(b) Was bedeutet das?
(c) Warum schreibt man ein Quellprogramm nicht so, dass der Computer es direkt verstehen kann?
4 (a) Wie nennt man das, was der Computer macht, wenn du diesen Knopf drückst?
(b) Was bedeutet das?
Vergleiche deine Lösungen mit den Musterlösungen am Ende des Kapitels!
Theorie
Bis hierhin haben wir erstmal nur gelernt, wie man ein vorgegebenes Programm editiert, compiliert und ausführt. Aber was macht das Programm Mein_erstes_Programm.java?
b) Welcher Teil des Computers führt die Befehle in dieser Sprache wirklich aus?
c) In welcher Form liegen die Befehle in dieser Sprache vor?
d) Nenne ein paar Beispiele dafür, was die einzelnen Befehle bewirken!
e) Ist es möglich ein Programm direkt in dieser Sprache zu schreiben?
f) Wie nennt man die Menge aller Befehle eines Prozessors?
g) Bei welchen Prozessoren hat man eher viele und bei welchen eher wenige Befehle?
Aufgabe 3
1 (a) JavaEditor (b) Entwicklungsumgebung (c) Editieren, Speichern, Compilieren, Ausführen 2 (a) Quellcode des Programms (b) Editieren 3 (a) Compilieren (b) Übersetzten eines Quelltextes in einer höheren Programmiersprache in Anweisungen, die der Computer versteht
(c) Ein Computer versteht nur sehr einfache und sehr wenige Anweisungen. Wenn man mit diesen wenigen Anweisungen ein größeres Programm schreiben müsste, bräuchte man sehr lange und der Quelltext würde sehr unübersichtlich werden 4 (a) Ausführen (b) Der Computer tut das, was ihm durch den Quelltext aufgetragen wird.
Aufgabe 4 Die Ausgabe am Bildschirm wird durch die folgende Programmzeile bewirkt: System.out.print(“Hallo Welt“); Ersetzt man “Hallo Welt“ durch einen anderen Text, z.B. “Dieses ist mein erstes Programm“, dann wird dieser Text, beim Ausführen des Programms, am Bildschirm ausgegeben.
b) Der Prozessor
c) Die Befehle liegen in Binärcode vor. Dh. es sind Folgen von 0en und 1en.
d) Arithmetische Operationen: Führen Berechnungen durch Speicheroperationen: Übertragen Daten zwischen Prozessorregistern und Speicher Vergleichesoperationen: Vergleich von Werten Steueroperationen: Verzweigungen, die den Ablauf des Programms beeinflussen
e) Dieses ist sehr schwer. Es handelt sich um eine für den Menschen kaum lesbare Sprache, die allenfalls von Experten mit einem so
Übersicht Das Programm Mein_erstes_Programm.java aus Kapitel 1 hatte einen sehr einfachen Quelltext. Bevor man kompliziertere Java-Quelltexte verstehen bzw. selber schreiben kann, muss man wissen, wie sie grundsätzlich aufgebaut sind. Sie bestehen aus einer Vielzahl von Komponenten, wovon einige immer vorkommen müssen und einige nicht. Wir wollen uns die einzelnen Komponenten ansehen und ihre Bedeutung kennenlernen.
Lernziel
In diesem Kapitel wirst du lernen, wie Java Quelltexte aufgebaut sind. Du lernst also welche Bestandteile zu einem Javaprogramm gehören und welche Funktion sie haben?
Theorie
Anhand des Programms Kreisumfang soll der grundsätzliche Aufbau von Javaprogramen veranschaulicht werden. Es ist nicht nötig, dass du dieses Programm verstehst.
Dateiname: Kreisumfang.java
Deklarationen
Anweisungen
Methoden
public class Kreisumfang { //Ausgabe der Ueberschrift static void ueberschrift(){ System.out.println("\n KREISUMFANG \n"); } //Berechnung des Umfangs static double umfang( double r){ return r * 2.0 * 3.14159; } public static void main (String[] arg) { double r; double u; ueberschrift(); System.out.println(" r | Kreisumfang "); for (r=1; r<=9; r++){ u = umfang(r); System.out.print(" "); System.out.print(r); System.out.print(" | "); System.out.println(u); } } }
Hauptprogramm
Kommentare
Methoden- aufruf
Aufgabe 1 - Programmaufbau
public class Rechnung {
//Ausgabe der Ueberschrift static void ueberschrift(){ System.out.println("\n Irgendeine Rechnung \n"); } // Dieses Programm gibt das Ergebnis von x+y aus public static void main (String[] arg) { int x; int y;
ueberschrift();
x = 100 + 4 * 3 / 4; y = 12345;
System.out.println(x + y); }
}
Wenn du den Theorieteil gut verstanden hast, kannst du versuchen, diese Aufgabe zu lösen. Versuche dabei, so wenig wie möglich im Theorieteil nachzusehen.
a) Beschrifte das Programm wie oben mit den folgenden Begriffen: Kommentare , Hauptprogramm, Anweisungen, Methode, Methodenaufruf, Deklarationen
b) Was sind hier die Variablen?
c) Unter welchem Namen muss das Programm gespeichert werden?
d) Wie heißt das Hauptprogramm?
e) Wo steht der Quellcode des Hauptprogramms?
f) Wird die Variable y im Hauptprogramm oder in der Methode deklariert?
g) Was macht der Computer beim Compilieren und Ausführen mit den Kommentaren?
h) Was darf bei Anweisungen und Deklarationen nie fehlen?
i) Womit beginnen Kommentare?
j) Wozu dienen Methoden?
k) Wie kann man den Quelltext einer Methode ausführen?
l) Wozu braucht man Variablen?
m) Wozu braucht man Deklarationen?
n) Wozu braucht man Anweisungen?
Lernkontrolle
Bevor du die Lernkontrolle machst, solltest du die fettgedruckten Begriffe aus dem Theorieteil kennen und verstanden haben. Du solltest auch den Aufbau eines Java-Programms kennen. Wenn das der Fall ist, dann kannst du bei unserem Tutor den Kapiteltest machen. Wenn du ihn bestehst, darfst du das nächste Kapitel oder das Additum bearbeiten.
Additum
Diese Aufgabe kannst du mit einem Partner bearbeiten.
In diesem Kapitel kamen zwei Programme vor Rechnung.java und Kreisumfang.java
Wir haben uns ausschließlich mit dem Aufbau und den Komponenten
