System-Programmierung in Unix: Tei 1: Werkzuge

ISBN-13: 9783519024705 / Niemiecki / Miękka / 1984 / 315 str.

Axel-Tobias Schreiner

Opis

Das vorliegende Buch ist der erste von zwei Banden, die zusammen eine Ausarbei tung der Software Vorlesungen bilden, die ich jeweils im zweiten Studienjahr im Ne benfach Informatik an der Universitat Ulm anbiete. Die Vorlesungen fuhren in ma schinennahe Programmierung ein. Dabei bedeutet maschinennahe Programmie rung eigentlich nur zum Teil die Beherrschung aller Bestandteile einer spezifischen Maschine. Viel wichtiger erscheint mir, dass daruber hinaus auch das Betriebssy stem, in unserem Fall also UNIX, l als Teil der gegebenen Maschine betrachtet wer den muss. Ich spreche deshalb lieber von systemnaher Programmierung. Im ersten Band werden die Werkzeuge vorgestellt, mit denen man typischerweise systemnahe Programmierung betreibt. Im zweiten Band wird dann mit diesen Werk zeugen der Umgang mit einem Betriebssystem erprobt. Beide Bande zusammen il lustrieren den Unterbau, auf dem die sogenannte problemorientierte Programmie rung erfolgt. Dem angehenden Software-Ingenieur soll in diesen Vorlesungen auch ein Gefuhl fur die Machbarkeit und Effizienz seiner problemorientierten Programme vermittelt werden. Der Leser sollte eine hohere Programmiersprache, zum Beispiel Pascal, einfache Datenstrukturen und problemorientierte Programmierung bereits einigermassen be herrschen. Die Programmbeispiele beziehen sich ohne ausfuhrliche Erklarungen auf Algorithmen, die ublicherweise in einer Vorlesung uber problemorientierte Program mierung und Datenstrukturen besprochen werden."

Spis treści

1 Rechnerarchitekturen.- 1.1 Architektur im Großen.- 1.2 Architektur im Kleinen.- 1.3 Typische Maschinen.- 1.3.1 0-Adreß-Maschine.- 1.3.2 1-Adreß-Maschine.- 1.3.3 2-Adreß-Maschine.- 1.3.4 Registermaschine.- 1.3.5 3-Adreß-Maschine.- 1.4 Adressierung.- 1.4.1 Direkte Adressen.- 1.4.2 Indirekte Adressen.- 1.4.3 Indexadressen.- 1.4.4 Relative Adressen.- 1.4.5 Stack-Adressen.- 1.5 Sprungbefehle.- 1.6 Werkzeuge zur Programmierung.- 2 Assembler-Programmierung.- 2.1 Aufgaben eines Assemblers.- 2.2 Euklid’s Algorithmus.- 2.3 Quellformat.- 2.4 Assembler-Anweisungen.- 2.5 Algebraische Formeln.- 2.6 Vektorrechnung.- 2.7 Kontrollstrukturen.- 2.7.1 Sprungbefehle und Condition Codes.- 2.7.2 Einfache Kontrollstrukturen.- 2.7.3 Kompliziertere Bedingungen.- 2.8 Unterprogramme.- 2.9 Funktionsweise eines Assemblers.- 2.10 Ausblick.- 3 Programmierung mit Makros.- 3.1 Begriffe und Einsatzgebiete.- 3.2 Definition von Konstanten.- 3.3 Funktionsweise eines Makroprozessors.- 3.4 Standards und Makrobüchereien.- 3.5 Ersatz von Befehlen.- 3.6 Schnittstellen.- 3.7 Makros als Variablen.- 3.8 Spracherweiterungen.- 3.9 Kontrollstrukturen.- 3.9.1 Definition.- 3.9.2 Anwendungsbeispiel.- 3.9.3 Implementierung.- 3.10 Ausblick.- 4 Die Programmiersprache C.- 4.1 Entwicklungsgeschichte.- 4.2 Das Prinzip der L-Werte.- 4.3 Ein erstes Beispiel.- 4.4 Übersetzuna und Ausführuna.- 4.5 Quellformat.- 4.6 Programmstruktur.- 4.6.1 Vereinbarungen.- 4.6.2 Funktinnen.- 4.6.3 Der gute Ton.- 4.7 Ein- und Ausgabe.- 4.7.1 Ausgabe — ”printf”.- 4.7.2 Eingabe ” ”scanf”.- 4.8 Parameterübergabe.- 4.9 Euklid’s Alaorithmus.- 4.9.1 Skalare ”int” Variablen.- 4.9.2 Steuerzeichen.- 4.9.3 Einfache Anweisungen.- 4.9.4 Einfache Kontrollstrukturen.- 4.10 Operatoren.- 4.11 Funktionen.- 4.12 Maximum einer Liste von Zahlen.- 4.12.1 Vektoren, konventionell betrachtet.- 4.12.2 Der C Preprozessor.- 4.12.3 Die ”for” Schleife.- 4.12.4 Ein Vektor als Parameter.- 4.12.5 Initialisierung von Variablen.- 4.12.6 Inkrement- und Dekrementoperatoren.- 4.13 Ausblick.- 5 Vektoren, Zeichenketten und Zeiger.- 5.1 Begriffe.- 5.2 Deklaratoren.- 5.3 Ein primitiver Textspeicher.- 5.4 Der Datentyp ”char”.- 5.5 Die Speicherklassen ”register” und ”auto”.- 5.6 7eicheneinaabe.- 5.7 Zeichen sind Integer-Werte.- 5.8 Das Resultat einer Zuweisung.- 5.9 Logische Verknüpfungen.- 5.10 Zeigerwerte und Zeichenketten.- 5.11 Einfache Zeigeroperationen.- 5.12 Zeichenfunktionen.- 5.13 Zeiger als Parameter.- 5.14 Arithmetik mit Zeigern.- 5.15 Operationen mit Zeichenketten.- 5.16 Parameter im Hauptprogramm.- 5.16.1 Das Kommando ”echo”.- 5.16.2 Die Verarbeitung von Optionen.- 5.16.3 Beliebig viele Optionen.- 5.16.4 Ein Makro mit Parameter.- 5.16.5 Optionen und Texte gemischt.- 5.17 Umwandlungen : Zeiger sind keine Integer.- 5.18 Mehrdimensionale Vektoren.- 6 Modulare Programmierung.- 6.1 Problemstellung.- 6.2 Das Hauptprogramm.- 6.3 Externe Vereinbarungen.- 6.4 Sortieralgorithmen.- 6.4.1 Der ”bubble sort” Algorithmus.- 6.4.2 Der ”quick sort” Algorithmus.- 6.5 Ein Datenmodul für Zahlen.- 6.5.1 Eigene Datentypen — ”typedef”.- 6.5.2 Die Speicherklasse ”static”.- 6.5.3 Restliche Überlegungen.- 6.5.4 Gleitkommaoperationen.- 6.5.5 Bedingte Übersetzung.- 6.6 Ein Datenmodul für Worte.- 6.7 Dynamische Speicherverwaltung.- 6.8 Programmanagement.- 6.8.1 Quellen verwalten — ”make”.- 6.8.2 Der Büchereimanager ”ar”.- 6.8.3 ”make” für Fortgeschrittene.- 6.8.4 ”make” und Büchereien.- 7 Strukturen, Varianten und Bit-Felder.- 7.1 Begriff und Zweck.- 7.2 Sprachliche Konzepte.- 7.2.1 Strukturen.- 7.2.2 Operationen mit Strukturen.- 7.2.3 Bit-Felder.- 7.2.4 Varianten.- 7.3 Datenerfassung mit Masken.- 7.3.1 Terminal-Operationen — ”mask/crt.c”.- 7.3.2 Problemstellung — ”mask/mask.h”.- 7.3.3 Initialisierung — ”mask/schirm.c”.- 7.3.4 Traversierung zur Ausgabe — ”mask/put.c”.- 7.3.5 Traversierung zur Eingabe — ”mask/get.c”.- 7.4 Verarbeitung von Formeln.- 7.4.1 Problemstellung.- 7.4.2 Definitionen — ”calc/calc.h”.- 7.4.3 Hauptprogramm — ”calc/calc.c”.- 7.4.4 Eingabe — ”calc/getsym.c”.- 7.4.5 Syntaxanalyse — ”calc/ausdruck.c”.- 7.4.6 Ausgabe — ”calc/infix.c”.- 7.4.7 Bewertung — ”calc/eval.c”.- 7.5 Ausblick.- Anhang A Computer-Arithmetik.- A.1 Übersicht.- A.2 Natürliche Zahlen.- A.2.1 Addition.- A.2.2 Basisumwandlungen.- A.3 Zahlen mit Vorzeichen.- A.4 Komplementdarstellungen.- A.5 Basis-1-Komplement.- A.5.1 Umwandlunaen und Umkehr des Vorzeichens.- A.5.2 Addition.- A.6 Basiskomplement.- A.6.1 Addition.- A.6.2 Umkehr des Vorzeichens und Umwandlungen.- A.6.3 Beispiele.- A.7 Andere Darstellungen.- A.7.1 Basiskomplement mit umgekehrtem Vorzeichen.- A.7.2 Dezimal codierte Darstellung.- Anhang B Details zum ”nad” Prozessor.- B.1 Übersicht.- B.2 Aufruf des ”nad” Systems.- B.3 Quellformat.- B.4 Assembler-Anweisungen.- B.5 Allgemein verfügbare Befehle.- B.6 0-Adreß-Maschine.- B.7 1-Adreß-Maschine.- B.8 2-Adreß-Maschine.- B.9 3-Adreß-Maschine.- B.10 Reaistermaschine.- B.11 Adressen.- B.12 Arithmetische Ausdrücke.- Anhang C Details zum ”tec” Prozessor.- C.1 Übersicht.- C.2 Sprachdefinitionen.- C.2.1 Allgemeine Regeln.- C.2.2 Regeln zur Traversierung.- C.2.3 Bäume.- C.3 Aufruf des ”tec” Systems.- C.4 Beispiele.- Anhang D Details zum ”m4” Prozessor.- D.1 Übersicht.- D.2 Strings, Makros und Argumente.- D.3 Makrodefinitionen.- D.4 Bedingungen.- D.5 Arithmetische Operationen.- D.6 String-Operationen.- D.7 Dateioperationen.- D.8 Zusammenfassung.- Anhang E C Sprachbeschreibung.- E.1 Quellformat.- E.1.1 Zeilen, Worte und Kommentare.- E.1.2 Reservierte Worte.- E.1.3 Namen.- E.2 Preprozessor.- E.2.1 Textersatz.- E.2.2 Einfügen von Dateien.- E.2.3 Bedingte Ubersetzung.- E.2.4 Zeilennumerierung.- E.3 Skalare Datentypen und Konstanten.- E.3.1 Ganzzahlige Werte — ”int”, ”short” und ”Iong”.- E.3.2 Werte ohne Vorzeichen — ”unsianed”.- E.3.3 Zeichen — ”char”.- E.3.4 Gleitkommawerte — ”float” und ”double”.- E.3.5 Aufzählungen — ”enum”.- E.3.6 Prozeduren — ”void”.- E.3.7 Zeiger.- E.4 Umwandlungen.- E.4.1 Integer-Werte.- E.4.2 Werte ohne Vorzeichen.- E.4.3 Gleitkommawerte.- E.4.4 Zeiger.- E.4.5 Parameterübergabe.- E.5 Datenstrukturen.- E.5.1 Vektoren.- E.5.2 Zeichenketten und Konstanten.- E.5.3 Strukturen — ”struct”.- E.5.4 Bit-Felder.- E.5.5 Varianten — ”union”.- E.6 Ausdrücke.- E.6.1 Objekt und L-Wert.- E.6.2 Operanden.- E.6.3 Unitäre Operatoren.- E.6.4 Binäre Operatoren.- E.6.5 Auswahl.- E.6.6 Zuweisungen.- E.6.7 Liste.- E.6.8 Konstante Ausdrücke.- E.7 Anweisungen.- E.7.1 Einfache Anweisungen.- E.7.2 Selektionen.- E.7.3 Schleifen.- E.8 Vereinbarungen.- E.8.1 Deklaration und Definition.- E.8.2 Speicherklassen und Lebensdauer.- E.8.3 Daten.- E.8.4 Typen.- E.8.5 Funktionen.- E.8.6 Geltungsbereich.- E.8.7 Deklaratoren.- E.8.8 Typangaben.- E.8.9 Initialisierung.- E.9 Implementierungsunterschiede.- E.9.1 Skalare Datentypen.- E.9.2 Externe Namen.- E.9.3 Reihenfolge von Definitionen.- E.9.4 Reihenfolge von Bewertungen.- E.9.5 Portabilität.- E.10 Syntax in Kürze.- E.11 Querverweise.- Bemerkungen zur Literatur.- 1. Assembler-Programmierung.- 2. Makroprozessoren.- 3. C Lehrbücher.- 4. C Sprachbeschreibungen.- 5. UNIX.- Quellen.