Programovanie

Ing. Daniel Hládek PhD.

daniel.hladek@tuke.sk

BN32 L610

Cieľ predmetu

  • Aby ste sa sami naučili programovať v jazyku C
  • a riešiť jednoduché problémy.

Čo sa naučíte

  • Vstupno-výstupné operácie

  • Operácie s pamäťou

Organizačné pokyny

https://student.kemt.fei.tuke.sk/predmety/pvjc

Odporúčania

Pravidelná práca počas semestra je veľmi dôležitá.

Nebojte sa opýtať

Pomôžem Vám

Nebojte sa do toho pustiť

  • Je v poriadku, keď niečo neviete.
  • Nie je v poriadku, keď nič nespravíte.

Nebojte sa!

Dá sa to.

Prečo je dôležité vedieť programovať

  • algoritmizácia problému
  • znalosť syntaxe programovacieho jazyka
  • znalosť prostriedkov, ktoré máme k dispozícii

Musím byť programátor? Nie, ale…

Prvky v sieťovej infraštruktúre sú programovateľné

  • router
  • switch
  • firewall
  • server

Programovateľné prvky v sieťovej infraštruktúre

  • Komunikujú pomocou vstupno-výstupných operácií.
  • Používajú dohodnutý spôsob komunikácie.
  • Vykonávajú algoritmy a spracúvajú dáta.

Pre návrh siete potrebujete

  • algoritmizácia problému
  • znalosť syntaxe (konfiguračných súborov)
  • znalosť prostriedkov, ktoré máme k dispozícii

Modulárne programovanie

Prečo programovať modulárne?

  • Lepšia čitateľnosť: Súbor so zdrojovým kódom môže mať veľa riadkov a je ťažké sa v ňom orientovať
  • Ľahší návrh: Každý modul môžeme navrhnúť osobitne.
  • Ľahšie testovanie: Moduly môžu byť testované osobitne.

Prečo programovať modulárne?

  • Znovupoužiteľnosť: Niektoré moduly môžeme použiť v iných projektoch
  • Zapuzdrenie: Oddelenie rozhrania a implementácie: pre "používateľa" je viditeľné iba rozhranie (deklarácie funkcií), ale nevidí ich definíciu.

Modulárne programovanie v praxi

Umožňuje vytvoriť extrémne zložité projekty.

Author: NASA and various Wikimedia editors including Colds7ream

Ako programovať modulárne

  • Program sa bude skladať z viacerých samostatných modulov.
  • Na rôznych moduloch môžu pracovať rôzni ľudia.
  • Jeden modul je v jednom súbore a skladá sa z viacerých fukcií.
  • Štandardná knižnica sa skladá z viacerých modulov
  • Moduly sa skladajú z viacerých funkcií

Funkcia

  • Funkcia môže slúžiť ako "najmenšia funkčná jednotka"
  • Množina funkcií tvorí jeden modul.
  • Využijeme, že je možné oddeliť deklaráciu a definíciu funkcie.

Deklarácia a definícia funkcie

Deklarácia

Hovorí o mene funkcie, návratovej hodnote a o argumentoch.

void pozdrav();

Definícia

Hovorí o tom čo funkcia robí

void pozdrav() {
    printf("Ahoj svet\n");
}

Využitie existujúcej funkcie

  1. Preprocesor pripojí deklaráciu funkcie - hlavičkový súbor
  2. Ak to je potrebné, kompilátor skompiluje definíciu funkcie
  3. Linker pripojí telo funkcie - pomocu prepínača pri zostavení
program.c
#include <math.h> 
#include <stdio.h> // Príkazy pre preprocesor
int main(){
    float res = pow(4.5,2.0);
    return 0;
}

Zostavenie programu

gcc program.c -lm -o program

Proces zostavenia programu

  1. Preprocesor - vyhodnotí direktívy preprocesora
  2. Kompilátor - skompiluje zdrojové kódy
  3. Linker - poskladá skompilované zdrojové kódy a knižnice a vytvorí spustiteľný súbor.

Proces zostavenia programu

build

Tvorba vlastného modulu

Pomocou preprocesora oddelíme deklaráciu a definíciu do osobitného súboru.

Definície

matik.h

float pow(float arg);
float plus(float a,float b);

Zabránenie viacnásobnému pripojeniu

Hlavičkový súbor by mal byť preprocesorom pripojený práve raz.

Zabezpečíme to pomocou makra preprocesora. 

#ifndef _MATIK_H
#define _MATIK_H

float pow(float arg);
float plus(float a,float b);

#endif

Definícia modulu

matik.c

#include "matik.h"

float pow(float arg){
    return arg * arg;
}
float plus(float a,float b);
    return a + b;
}

Použitie vlastného modulu

main.c

#include "matik.h" // Vyhladava v aktualnom adresari
#include <stdio.h> // Vyhladava v systmovom adresari

int main(){
    float a = 3.5;
    printf("Mocnina %f je %f\n",a,pow(a));
    return 0;
}

Zostavenie pomocou gcc

Pre každý zdrojový súbor: Preprocesor a kompilátor

gcc -c matik.c -o matik.o
gcc -c main.c -o main.o

Pripojí všetky hlavičkové súbory a vytvorí .o súbor. Vytvorenie .o súboru aktivujeme prepínačom -c.

Zostavenie pomocou gcc

Pre všetky objektové súbory: Linker

gcc main.o matik.o -o matik

Zoberie všetky .o súbory a vytvorí spustiteľný súbor.

Automatické zostavenie

Zostavenie pomocou make

Pre každý .c súbor definujeme pravidlo pre vytvorenie objektového súboru.

Definujeme pravidlo pre spojenie všetkých objektových súborov.

Pravidlo Makefile

vysledok: predpoklady
    postup ako z predpokladov spravím výsledok

Súbor Makefile

all: matik

matik.o: matik.c
    gcc -c matik.c -o matik.o

main.o: main.c
    gcc -c main.c -o main.o

matik: main.o matik.o
    gcc main.o matik.o -o matik

Zhrnutie

  • Vďaka modulom vieme urobiť "lepší" program.
  • Vieme využívať prácu iných ľudí vo forme knižnice.
  • Všetky funkcie v jazyku C sa nachádzajú v nejakej knižnici.
  • štandardná knižnica je vždy k dispozícii.
Reload?