Einleitung

ein typisches Projekt besteht aus:

• Datenbank: SQL
• Verarbeitung: Java
• Oberfläche: HTML
• Client-Code: Java-Script

und das ist noch nicht die ganze Wahrheit:

nenne weitere Sprachen, die üblicherweise in einem solchen Projekt vorkommen

• wird benutzt, um Ideen festzuhalten/zu transportieren (Wort, Satz, Text, Kontext)
• wird beschrieben durch
  • Lexik
  • Syntax
  • Semantik
  • Pragmatik
• natürliche Sprachen / formale Sprachen

• Hierarchien (baumartige Strukturen)
  • zusammengesetzte (arithmetische, logische) Ausdrücke
  • zusammengesetzte Anweisungen (Blöcke)
  • Klassen, Module
• Typen beschreiben Daten
• Namen stehen für Werte, Wiederverwendung
• Flexibilität durch Parameter (Unterprogramme, Polymorphie)

• imperativ

  Programm ist Folge von Befehlen (= Zuständsänderungen)

• deklarativ (Programm ist Spezifikation)
  • funktional (Gleichungssystem)
  • logisch (logische Formel über Termen)
  • Constraint (log. F. über anderen Bereichen)

• objektorientiert (klassen- oder prototyp-basiert)

• nebenläufig (nichtdeterministisch, explizite Prozesse)

• (hoch) parallel (deterministisch, implizit)

Arbeitsweise:     Methoden, Konzepte, Paradigmen

• isoliert beschreiben
• an Beispielen in (bekannten und unbekannten) Sprachen wiedererkennen

Ziel:

• verbessert die Organisation des vorhandenen Wissens
• gestattet die Beurteilung und das Erlernen neuer Sprachen
• hilft bei Entwurf eigener (anwendungsspezifischer) Sprachen

• Grundlagen der Informatik, der Programmierung:

  strukturierte (imperative) Programmierung

• Softwaretechnik 1/2:

  objektorientierte Modellierung und Programmierung, funktionale Programmierung und OO-Entwurfsmuster

• Compilerbau: Implementierung von Syntax und Semantik

Sprachen für bestimmte Anwendungen, mit bestimmten Paradigmen:

• Datenbanken, Computergrafik, künstliche Intelligenz, Web-Programmierung, parallele/nebenläufige Programmierung

• Vorlesung

• Übungen (alle in Z423)

  Übungsgruppe wählen: https://autotool.imn.htwk-leipzig.de/shib/cgi-bin/Super.cgi

• Prüfungszulassung: regelmäßiges und erfolgreiches Bearbeiten von Übungsaufgaben
• Klausur: 120 min, ohne Hilfsmittel

• http://www.imn.htwk-leipzig.de/~waldmann/edu/ws13/pps/folien/main/
• Robert W. Sebesta: Concepts of Programming Languages, Addison-Wesley 2004, ...

Zum Vergleich/als Hintergrund:

• Abelson, Sussman, Sussman: Structure and Interpretation of Computer Programs, MIT Press 1984 http://mitpress.mit.edu/sicp/
• Turbak, Gifford: Design Concepts of Programming Languages, MIT Press 2008 http://mitpress.mit.edu/catalog/item/default.asp?ttype=2&tid=11656

(nach Sebesta: Concepts of Programming Languages)

• Methoden: (3) Beschreibung von Syntax und Semantik
• Konzepte:
  • (5) Namen, Bindungen, Sichtbarkeiten
  • (6) Typen von Daten, Typen von Bezeichnern
  • (7) Ausdrücke und Zuweisungen, (8) Anweisungen und Ablaufsteuerung,(9) Unterprogramme
• Paradigmen:
  • (12) Objektorientierung ( (11) Abstrakte Datentypen )
  • (15) Funktionale Programmierung

1. Anwendungsgebiete von Programmiersprachen, wesentliche Vertreter

zu Skriptsprachen: finde die Anzahl der "*.java"-Dateien unter $HOME/workspace, die den Bezeichner String enthalten. (Benutze eine Pipe aus drei Unix-Kommandos.)

Lösungen:

find workspace/ -name "*.java" | xargs grep -l String       | wc -l
find workspace/ -name "*.java"   -exec grep -l String {} \; | wc -l

2. Maschinenmodelle (Bsp: Register, Turing, Stack, Funktion)

funktionales Programmieren in Haskell (http://www.haskell.org/)

ghci
:set +t
length $ takeWhile (== '0') $ reverse $ show $ product [ 1 .. 100 ]

Kellermaschine in PostScript.

42 42 scale 7 9 translate .07 setlinewidth .5 setgray/c{arc clip fill
setgray}def 1 0 0 42 1 0 c 0 1 1{0 3 3 90 270 arc 0 0 6 0 -3 3 90 270
arcn 270 90 c -2 2 4{-6 moveto 0 12 rlineto}for -5 2 5{-3 exch moveto
9 0 rlineto}for stroke 0 0 3 1 1 0 c 180 rotate initclip}for showpage

Mit gv oder kghostview ansehen (Options: watch file). Mit Editor Quelltext ändern. Finden Sie den Autor dieses Programms!

(Lösung: John Tromp, siehe auch http://www.iwriteiam.nl/SigProgPS.html)

3. http://99-bottles-of-beer.net/ (top rated ...)

Java:

javac Foo.java # erzeugt Bytecode (Foo.class)
java Foo       # führt Bytecode aus (JVM)

Einzelheiten der Übersetzung:

javap -c Foo   # druckt Bytecode

C:

gcc -c bar.c   # erzeugt Objekt(Maschinen)code (bar.o)
gcc -o bar bar.o # linkt (lädt) Objektcode (Resultat: bar)
./bar         # führt gelinktes Programm aus

Einzelheiten:

gcc -S bar.c # erzeugt Assemblercode (bar.s)

Aufgaben:

• geschachtelte arithmetische Ausdrücke in Java und C: vergleiche Bytecode mit Assemblercode
• vergleiche Assemblercode für Intel und Sparc (einloggen auf kain, dann gcc wie oben)

gcc für Java (gcj):

gcj -c Foo.java # erzeugt Objektcode
gcj -o Foo Foo.o --main=Foo # linken, wie oben

• Assemblercode ansehen, vergleichen

  gcj -S Foo.java # erzeugt Assemblercode (Foo.s)
  

• Kompatibilität des Bytecodes ausprobieren zwischen Sun-Java und GCJ (beide Richtungen)

  gcj -C Foo.java # erzeugt Class-File (Foo.class)