Softwareentwicklung 1

339.160

Mössenböck

Mo 8:30-10:00

HS 1

Beginn: 07.10.2024

Die Vorlesung findet in Präsenz statt. Wer aus irgendeinem Grund eine Vorlesungsstunde versäumt hat, kann sich die Aufzeichnung aus einem früheren Semester ansehen. Es wird allerdings dringend empfohlen, die Vorlesungsstunde zu besuchen, da hier der aktuelle Stoff gebracht wird und auch Fragen gestellt werden können.

Für Studienanfänger*innen, die noch nie programmiert haben und daher mehr Fragen zum Vorlesungsstoff bzw. zu den Übungen haben, gibt es ein freiwilliges Tutorium: Softwareentwicklung 1, für das man sich über Kusss anmelden kann. Das Tutorium findet jeden Donnerstag von 17:15 bis 18:45 statt. Man kann dort ausführliche Fragen stellen und bekommt weitere Beispiele erklärt. Wer genügend oft am Tutorium teilnimmt, erhält 2 ECTS, die in den Freien Lehrveranstaltungen verwendet werden können. Wer teilnehmen möchte, möge sich bitte rasch anmelden.

Für Studierende von Mechatronik, Maschinenbau und ELIT wird am 29.11.2024 von 16:00 bis 17:30 ein verpflichtender Zoom-Crashkurs in "Python" angeboten. Die dort vermittelten Kenntnisse ergänzen den Stoff von Softwareentwicklung 1 und sind für die angegebenen Studien essentiell.
- Folien und andere Unterlagen zum Crashkurs.
- Zoom-Link, Meeting ID: 984 1863 5885, Kennwort: sw1.python

Ziele

Diese Vorlesung ist eine Einführung in die Programmierung. Sie behandelt grundlegende Konzepte der imperativen und objektorientierten Programmierung, schult das algorithmische Denken, erläutert Programmentwicklungstechniken und geht auch auf Fragen des Programmierstils und der Dokumentation ein. Als Programmiersprache wird Java verwendet. Die gelehrten Konzepte lassen sich aber auch leicht auf andere Sprachen wie C, Pascal oder Python übertragen.

Inhalt

Grundlagen
Grundbegriffe, Algorithmen, Ablaufdiagramme, Struktogramme, Grammatiken
Einfache Programme
Grundsymbole von Java, Deklarationen und Zahlentypen, Kommentare, Zuweisungen, Arithmetische Ausdrücke, Ein/Ausgabe, Grundstruktur von Java-Programmen
Verzweigungen
If-Anweisung und Vergleiche, Zusammengesetzte Vergleiche, Datentyp boolean, Switch-Anweisung, Bedingte Ausdrücke
Schleifen
While-Schleife, Do-While-Schleife, For-Schleife, Abbruch von Schleifen, Vergleich der Schleifenarten
Arrays
Eindimensionale Arrays, Foreach-Schleife, Mehrdimensionale Arrays, Beispiele
Zeichen
Datentyp char, Beispiel
Strings
Datentyp String, Beispiele
Methoden
Methoden und Parameter, Funktionen, Lokalität, Sichtbarkeit, Lebensdauer von Variablen, Überladen von Methoden, Beispiele
Rekursion
Prinzip, Beispiele: GGT, Binäres Suchen, Türme von Hanoi
Klassen
Klassen und Objekte, Beispiele, Klassen und Arrays
Objektorientierung
Methoden, Konstruktoren, static, Beispiele für Klassen, Vererbung, Dynamische Bindung, Klasse Object, final, Abstrakte Klassen, Interfaces
Pakete
Idee, Export und Import, Pakete und Verzeichnisse, Sichtbarkeitsattribute, Beispielpakete aus der Java-Bibliothek
Dynamische Datenstrukturen
Objekte und Referenzen, Unsortierte Liste, Sortierte Liste, Bäume
Ausnahmebehandlung
Prinzip, Try-Anweisung, Arten von Ausnahmen, Implementierung von Ausnahmen, Suche nach passender Catch-Klausel, Spezifikation von Ausnahmen im Methodenkopf
Dokumentationskommentare
Enumerationen
Motivation, Einfache Enumerationen, Enumerationstypen als Klassen
Schrittweise Verfeinerung
Prinzip, Beispiele: Wortzählung, Stichwortverzeichnis
Threads
Grundlagen, Klasse Thread, Interface Runnable, Weitere Thread-Operationen, Synchronisation von Threads, Deadlocks
Programmierstil
Namensgebung, Strukturierung, Lesbarkeit, Kommentierung, Effizienz

Termine

Datum	Thema
Mo 07.10.	Grundlagen
Mo 14.10.	Einfache Programme
Mo 21.10.	Verzweigungen, Schleifen
Mo 28.10.	Arrays, Zeichen, Strings
Mo 04.11.	Methoden
Mo 11.11.	Rekursion, Klassen
Mo 18.11.	Objektorientierung I
Mo 25.11.	Objektorientierung II, Pakete
Mo 02.12.	Dynamische Datenstrukturen
Mo 09.12.	Ausnahmebehandlung, javadoc
Mo 16.12.	Enumerationen, Schrittweise Verfeinerung
Mo 13.01.	Threads
Mo 20.01.	Programmierstil
Mo 27.01.	Klausur

Downloads

Die Folien dieser Vorlesung können von der Moodle-Seite dieser Lehrveranstaltung heruntergeladen werden.

Die Vorlesung wird nicht aufgezeichnet. Es stehen Aufzeichnungen aus früheren Semestern zur Verfügung, aber es wird dringend geraten, die Vorlesung zu besuchen, da hier der aktuelle Stoff vorgetragen wird und auch Fragen gestellt werden können.

Self Assessments

Programmieren lernt man so wie Klavierspielen nur durch Üben. Natürlich gibt es dazu die Übungs-Lehrveranstaltung, aber es ist definitiv hilfreich, wenn man noch ein wenig darüber hinaus übt und sein Wissen und Können überprüft. Zu diesem Zweck wurden die folgenden "Self Assessments" entwickelt: kleine Fragen und Beispiele mit Musterlösungen zu allen Kapiteln der Vorlesung. Sie können die Self Assessments herunterladen und selbständig durcharbeiten.

Download: hier

Die Aufgaben bestehen aus Fragen, mit denen Sie kontrollieren können, ob Sie den Stoff der Vorlesung verstanden haben, sowie aus kleinen Programmierbeispielen (mit Musterlösungen), etwa in der Größe, wie sie dann auch in der Klausur am Semesterende vorkommen. Die Klausur wird großteils aus diesen Self-Assessments zusammengestellt. Wenn Sie die Aufgaben also durchgespielt haben, sind Sie bestens auf die Klausur vorbereitet. Außerdem regen die Aufgaben zu Fragen an, die Sie dann gezielt in der Vorlesungs- oder Übungsstunde stellen können.

Viel Spaß mit den Aufgaben!

Literatur

Hanspeter Mössenböck: Sprechen Sie Java? 5. Auflage, dpunkt-Verlag, 2014.
Das Buch wurde für diese Vorlesung geschrieben und deckt ihren Inhalt vollständig ab. Wer den Stoff der Vorlesung nochmals nachlesen möchte, ist mit diesem Buch gut bedient. Es enthält auch zahlreiche Beispiele mit Musterlösungen.
Reinhard Schiedermeier: Programmieren mit Java. Pearson, 2010.
Reinhard Schiedermeier: Programmieren mit Java II. Pearson, 2013.
Diese beiden Bücher sind ebenfalls eine sehr gute Einführung in alle Aspekte von Java. Sie sind etwas umfangreicher als das Buch von Mössenböck und decken auch einige Aspekte ab, die über eine Einführung hinausgehen und daher in der Vorlesung nicht behandelt werden.
Ken Arnold, James Gosling: The Java Programming Language. Pearson, 2005.
Dieses Buch ist das Standard-Buch über die Sprache Java. Es wurde von den Java-Designern selbst geschrieben. Allerdings geht es weit über den Umfang dieser Einführungsvorlesung hinaus. Es stellt z.B. Java gleich als objektorientierte Sprache vor und geht überhaupt nicht auf Konzepte der allgemeinen Programmierung ein.