Grundlagen der Programmierung in C: Konzepte und Definitionen

Grundlagen der Programmierung

Programm

Ein Programm ist eine Reihe von Anweisungen, die den Computer in einer bestimmten Sprache steuern.

Computer

Ein Computer ist eine elektronische Maschine.

Byte

Ein Byte ist die Menge an Informationen, die ein Computer verwendet, um ein Zeichen darzustellen. Ein Byte ist eine Zeichenfolge von 8 Bit.

Maschinencode

Maschinencode ist die binäre Codierung einer Reihe von Anweisungen.

Assemblersprache

Die Assemblersprache ist eine Sprache, die mnemonische Codes verwendet, um die auszuführenden Hardware-Operationen zu beschreiben.

Mnemonischer Code

Ein mnemonischer Code ist ein leicht zu merkendes Wort, das eine vom Prozessor auszuführende Aufgabe darstellt.

Hochsprache

Eine Hochsprache verwendet eine Terminologie, die der menschlichen Sprache nahekommt.

Compiler

Ein Compiler ist ein Programm, das ein in einer Hochsprache geschriebenes Programm in Maschinensprache übersetzt.

Linker

Ein Linker ist ein Programm, das die benötigten Bibliotheksfunktionen der verwendeten Sprache in unser Programm einbindet.

Interpreter

Ein Interpreter nimmt die Übersetzung und gleichzeitige Ausführung jeder Anweisung des Programms vor.

Merkmale und Entwicklung in C

Merkmale der Programmiersprache C

• Strukturierte Programmierung
• Vielfalt an Operatoren und Datentypen
• Leichte Erlernbarkeit

Entwicklungsschritte eines C-Programms

1. Programm bearbeiten
2. Kompilieren
3. Ausführen
4. Debuggen

Kompilieren

Kompilieren bedeutet, das Quellprogramm in Maschinensprache zu übersetzen und anschließend mit den notwendigen Funktionen zu verknüpfen.

Zeichenmerkmale in C

• Buchstaben
• Ziffern
• Leerzeichen
• Sonderzeichen
• Satzzeichen
• Escape-Sequenzen

Datentypen und Variablen in C

Datentypen in C

Es gibt primitive und abgeleitete Datentypen.

• Primitive Typen (vom Compiler definiert):
  • Ganzzahltypen: char, short, int, long, enum
  • Gleitkommatypen: float, double
• Abgeleitete Typen

Aufzählungstyp (enum)

Ein Aufzählungstyp (enum) ist eine Liste von Werten, die von einer Variable dieses Typs angenommen werden können.

Typedef

Typedef ermöglicht die Definition von Synonymen für primitive und abgeleitete Datentypen.

Konstante

Eine Konstante ist ein Wert, der vom Compiler während der Programmausführung nicht geändert werden kann.

Kommentare in C

• Mehrzeilig: /* Kommentar */
• Einzeilig: // Kommentar

Programmausführung und Datenfluss

Programmausführung: Aufgaben und Fluss

Die Aufgaben bei der Ausführung eines Programms umfassen:

• Dateneingabe
• Verarbeitung
• Ausgabe

Datenfluss im Programm

Ursprung → Datenfluss vom Quellcode → Programm → Datenfluss zum Ziel → Ziel

Fluss (Stream)

Ein Fluss (Stream) ist eine Datenstruktur, die als Vermittler zwischen dem Programm und der Informationsquelle dient.

Standard-Ein-/Ausgabe (stdin, stdout)

• stdin (Standardeingabe): Der Datenfluss von der Quelle (z.B. Tastatur).
• stdout (Standardausgabe): Der Datenfluss zum Ziel (z.B. Bildschirm).

Systembefehl: Bildschirm löschen

system("cls");: Befehl zum Löschen des Bildschirms (unter Windows).

Funktionen und Designprinzipien

Funktion

Eine Funktion ist eine Reihe von Befehlen, die eine bestimmte Aufgabe erfüllen.

Beispiel: Währungsumrechnung in C

float umrechnung(float cordobas) {
    float dollar;
    dollar = cordobas / 21.0308;
    printf("\nDie Umrechnung in US-Dollar ist: U$%.2f", dollar);
    return dollar; // Rückgabe des umgerechneten Wertes
}

Top-Down-Design

Top-Down-Design ist die Zerlegung komplexer Probleme in einfachere, handhabbare Teilprobleme.

Variablen-Geltungsbereiche und Anweisungen

Geltungsbereich einer Variable

Der Geltungsbereich einer Variable ist der Teil eines Programms, in dem auf diese Variable zugegriffen werden kann.

Globale Variable

Eine globale Variable wird außerhalb eines Blocks in einem Programm deklariert. Sie existiert und behält ihren Wert vom Anfang bis zum Ende der Programmausführung.

Lokale (Automatische) Variable

Eine lokale (automatische) Variable wird innerhalb eines Blocks deklariert. Auf sie kann nur innerhalb dieses Blocks und in darin verschachtelten Blöcken zugegriffen werden.

Anweisung (Statement)

Eine Anweisung (Statement) ist eine Sequenz von Ausdrücken, die eine oder mehrere Operationen ausführt.