172 POLYTECHNISCHE SCHULE | BERUFLICHE BILDUNG | ALLGEMEINBILDUNG Programmieren lernen mit C# Stückler Schultyp: 1100; 4100 E E-Book Leichter Einstieg ins objektorientierte Programmieren C# ist eine moderne, objektorientierte Programmiersprache für Microsofts .NET-Plattform. Dementsprechend lassen sich einfach und benutzerfreundlich Web- oder Desktop-Anwendungen erstellen. Dieses Buch gibt einen einfachen und gut strukturierten Einstieg in die Programmiersprache C#. Dabei verliert sich das Buch nicht in Details, sondern legt viel Wert auf das Grundverständnis der relevanten Strukturen, sodass das Wissen auch auf andere Programmiersprachen anwendbar ist. Von den Grundlagen der Entwicklungsumgebung über Algorithmen und Strukturen sowie Klassen bis hin zu grafischen Anwendungen werden alle wichtigen Aspekte der Programmierung auf klare Art und Weise vermittelt. Umfangreiche Code-Beispiele mit Erklärungen und Kommentaren erleichtern das Erlernen des Programmierens. INFORMATIK > Angewandte Informatik Blick ins Buch Titel E-Book E-Book Solo Programmieren lernen mit C# 220682€ 25,30 – E Programmausführung Das Betriebssystem lädt alle Programme vor der Ausführung von einem Datenträger in den Hauptspeicher. Ein Programm in Ausführung wird als Prozess bezeichnet. Damit auch alle Programme ablaufen, aktiviert das Betriebssystem zyklisch jeden Prozess für eine kurze Zeit (Zeitscheiben-Prinzip). Jeder Prozess verwaltet dabei seine eigenen Daten. Für den Datenaustausch zwischen Prozessen sind aufwendige Mechanismen notwendig. Es besteht die Gefahr, dass Prozesse sich gegenseitig blockieren, was als Deadlock bezeichnet wird. Die Abarbeitung der CPU-Befehle im Programm des Prozesses erfolgt über einen eigenen Zyklus. Im 1. Schritt wird ein CPU-Befehl aus dem Hauptspeicher in die CPU geladen, im 2. Schritt erkannt und im 3. Schritt ausgeführt. Im Anschluss aktiviert die CPU im 4. Schritt den nächsten CPU-Befehl, und ein neuer Zyklus startet. 2 2.) Daten } CPU-Befehl 1 CPU-Befehl 2 ... 1.) 4.) 3.) CPU Hauptspeicher 1.Prozess 2. Prozess } 1.) CPU-Befehl holen 2.) CPU-Befehl erkennen 3.) CPU-Befehl ausführen 4.) Nächster CPU-Befehl Hardware Anwendungsprogramme Betriebssystem Software Benutzer Programmieren lernen mit C# 5 Kapitel 1: Grundlagen Der Takt gibt die Zeit an, in der sich der Zustand in einer Computerkomponente ändern kann. Der Takt synchronisiert alle verbundenen Komponenten. Er ist die Zeitbasis und bringt alle Teile in Einklang. Die Einheit des Taktes ist das Hertz. 1 Hertz (Hz) = 1 Änderung pro Sekunde Viele CPUs arbeiten mit Takten zwischen 1 GHz (1.000.000.000 Hz) und 5 GHz. Das macht Computer so schnell und leistungsstark. Menschen benötigen bis zu Sekunden für das Erfassen von Änderungen. Jedoch besitzt der Mensch eine viel komplexere und leistungsstärkere Vernetzung seiner Zellen und ist Computern bei Denkvorgängen weit überlegen. Analoge Signale haben eine unendliche Menge an verschiedenen Werten, die zu jedem Zeitpunkt zugeordnet sind. Der Zeitpunkt als auch der Wert können als Kommazahl mit beliebig vielen Stellen angegeben werden. Digitale Signale können nur zu bestimmten Zeiten (Takt) einen neuen Wert annehmen, der aus einer definierten Menge von Werten sein muss. Diese Menge besteht aus Stufen mit gleichen Abständen. Der Zeitpunkt als auch der Wert werden nur in ganzen Zahlen angegeben. Dadurch geht Genauigkeit verloren, jedoch kompensieren kleine Stufenabstände und die Größe der Zahlen dies auf ein unbedeutendes Minimum. Analoge Signale müssen für Computer in digitale Signale umgewandelt werden, was für geeignete Hardware kein Problem darstellt. Ein Betriebssystem besteht aus Programmen, mit deren Hilfe die Bedienung und der Betrieb der Hardware möglich wird. Benutzer können auf die Hardware nur über Anwendungsprogramme oder Programme des Betriebssystems zugreifen. Anwendungsprogramme sind zum Beispiel Microsoft Word oder Adobe Photoshop. Ein Betriebssystem stellt auch Programme wie den Windows Explorer oder MacOS Finder zur Verwaltung von Dateien zur Verfügung. Die Hauptaufgabe eines Betriebssystems ist die Abarbeitung aller gestarteten Programme, wobei keine spürbaren Verzögerungen entstehen sollen. Es wird beim Einschalten des Computers geladen, und bleibt danach aktiv. Einfache Systeme wie Mikrocontroller haben meist kein Betriebssystem, da nur ein Programm installiert ist. Wert Zeit analoges Signal Wert Zeit digitales Signal 1 2 3 4 { { { { Takt Takt Takt Takt 4 Programmieren lernen mit C# In Fehlerfall muss die Variablendeklaration nur in einen Block davor verschoben werden. L 6.1 Variablenungültigkeit: Das Verwenden einer Variablen vor der Deklaration ist nicht möglich { a = 1; // nicht möglich! { int a = 2; } } Das Problem ist einfach zu lösen. L 6.2 Variablenungültigkeit: Lösung { int a = 1; // Lösung { a = 2; } } Verzweigung Eine Verzweigung bietet die Möglichkeit anhand einer Bedingung Anweisungen auszuführen oder zu überspringen. In den Anweisungen einer Verzweigung können weitere Kontrollstrukturen, wie Verzweigungen oder Schleifen vorkommen. Einfache Verzweigung if (Bedingung) Anweisung; Wenn die Bedingung erfüllt ist, so wird die Anweisung ausgeführt, sonst wird sie übersprungen. Die Bedingung liefert immer einen Wahrheitswert, der das Resultat aus Vergleichsoperatoren oder logischer Operatoren ist. Die Anweisung kann durch einen Block ersetzt werden. In diesem Fall sind alle Anweisungen im Block von der Bedingung abhängig. L 6.3 Beispiele für einfache Verzweigungen: Bedingte Ausgaben if (a >= 0) Console.WriteLine("a ist positiv"); // Der Text wird nur ausgegeben // wenn a größer gleich 0 ist if (a >= 0 && b >= 0) { // Block mit if verbunden Console.WriteLine("a ist positiv"); Console.WriteLine("b ist auch positiv"); } 2 Programmieren lernen mit C# 45 Kapitel 6: Kontrollstrukturen LERNEN 6Kontrollstrukturen In der Praxis reicht es nicht aus Anweisungen hintereinander in einer Sequenz auszuführen. Oft ist es notwendig, dass ein Programm Sprünge in den Anweisungen durchführt. Hierfür existieren die Kontrollstrukturen, Verzweigungen und Schleifen. Verzweigungen überspringen Anweisungen und Schleifen springen im Programm Anweisungen zurück, wobei Bedingungen die Sprünge steuern. Eine Schleife erzeugt mit ihren Anweisungen eine Wiederholung. Anweisung 1; Sequenz Verzweigung Schleife Anweisung 2; Anweisung 3; ... Kontrollstrukturen regeln den Ablauf der Anweisungen im Programm. Sie bilden die Grundlage für die Umsetzung von Algorithmen. Block Ein Block ist eine Gruppe von Anweisungen, die mehrere Anweisungen zu einer Einheit verbindet. Dies wird bei Verzweigungen und Schleifen angewandt, um mehrere Anweisungen zu überspringen oder zu wiederholen. Im Block laufen die Anweisungen hintereinander ab (Sequenz). Die Anweisungen eines Blockes sind in geschwungene Klammern ({}) zu schreiben. { Anweisung 1; Anweisung 2; Sequenz … } Variablen, die im Block deklariert, haben ihre Gültigkeit nur in diesem und in den inkludierten Blöcken. Außerhalb des Blockes werden sie ungültig und sind nicht mehr verwendbar. Die Entwicklungsumgebung Visual Studio zeigt solche Fehler sofort an. 1 44 Programmieren lernen mit C#
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