Einführung in die Programmierung mit Java: Begleitunterlagen zu dem Onlinekurs
Von Lukas Fässler, Barbara Scheuner und David Sichau
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Über dieses E-Book
Dieser 2018 mit dem KITE-Award ausgezeichnete Kurs ist geeignet für die Programmiereinführung an Gymnasien, Berufsschulen Fachhochschulen sowie für Studierende aller Fächer auf Universitätsstufe. Es werden keine Vorkenntnisse vorausgesetzt.
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Buchvorschau
Einführung in die Programmierung mit Java - Lukas Fässler
Inhaltsverzeichnis
Wie soll dieses Buch verwendet werden?
0 Programme erstellen in Java
Theorieteil
0.1 Modulübersicht
0.2 Schreiben von Computerprogrammen
0.2.1 Computerprogramme bestehen aus Daten und Instruktionen
0.2.2 Programme müssen übersetzt werden
0.3 Anweisung
0.4 Kommentare
1 Variablen und Datentypen
Theorieteil
1.1 Modulübersicht
1.2 Darstellen von Zahlen und Zeichen im Computer
1.2.1 Binäres System
1.2.2 Darstellung von Zahlen im binären System
1.2.3 Darstellung von Zeichen im binären System
1.3 Datentypen
1.4 Variablen und Konstanten
1.4.1 Deklaration
1.4.2 Initialisierung und Wertzuweisung
1.4.3 Konstanten
1.5 Operatoren und Ausdrücke
1.5.1 Operatoren (Teil I)
1.5.2 Ausdrücke
1.5.3 Weitere Arithmetische Operatoren
1.6 Der Datentyp String
1.7 Ein- und Ausgabe von Daten
1.7.1 Ausgabe in die Konsole
1.7.2 Eingabe über die Tastatur
Selbstständiger Teil
1.8 Bremsweg-Berechnung
1.8.1 Einführung
1.8.2 Aufgabenstellung und Programmanforderungen
1.9 Zinseszins-Berechnung
1.9.1 Einführung
1.9.2 Aufgabenstellung und Programmanforderungen
1.9.3 Erweiterung
1.10 Geldautomat
1.10.1 Einführung
1.10.2 Aufgabenstellung
1.10.3 Zwischenschritte
1.10.4 Erweiterungen
2 Kontrollstrukturen und Logik
Theorieteil
2.1 Modulübersicht
2.1.1 Anweisungen und Blöcke
2.2 Operatoren (Teil II)
2.2.1 Relationale Operatoren
2.2.2 Logische Operatoren
2.3 Verzweigungen
2.3.1 Einseitige Verzweigung: bedingte Programmausführung
2.3.2 Zweiseitige Verzweigung
2.3.3 Mehrstufige Verzweigungen
2.3.4 Fallauswahl (Switch)
2.4 Schleifen (Loops)
2.4.1 for-Schleife
2.4.2 while-Schleife
2.4.3 do-while Schleife
2.4.4 Geschachtelte Schleifen
Selbstständiger Teil
2.5 Notendurchschnitt
2.5.1 Aufgabenstellung
2.5.2 Programmanforderungen
2.5.3 Zwischenschritte
2.6 Zinseszins mit Schleifen
2.6.1 Einführung
2.6.2 Aufgabenstellung und Programmanforderungen
2.6.3 Zwischenschritte
2.7 Zahlen raten
2.7.1 Aufgabenstellung
2.7.2 Programmanforderungen
2.7.3 Zwischenschritte
2.7.4 Erweiterungen
2.8 Pokern
2.8.1 Einführung
2.8.2 Ausgangssituation und Programmanforderungen
2.8.3 Zwischenschritte
2.8.4 Erweiterungen
3 Arrays
Theorieteil
3.1 Modulübersicht
3.2 Eindimensionale Arrays
3.2.1 Arrays deklarieren
3.2.2 Arrays erzeugen
3.2.3 Arrays initialisieren
3.2.4 Auf Array-Elemente zugreifen
3.2.5 Array-Durchlauf mit Schleifen
3.2.6 Länge eines Arrays bestimmen
3.3 Zwei- und mehrdimensionale Arrays
3.3.1 Initialisieren und Erzeugen eines zweidimensionalen Arrays
3.3.2 Werte ins zweidimensionale Array ein- und auslesen
3.3.3 Mehrdimensionale Arrays
3.4 Zeichenketten (Strings) als Arrays
Selbstständiger Teil
3.5 Bowling
3.5.1 Einführung
3.5.2 Aufgabenstellung
3.5.3 Zwischenschritte
3.5.4 Erweiterungen
3.6 Tic Tac Toe
3.6.1 Einführung
3.6.2 Aufgabenstellung
3.6.3 Zwischenschritte
3.6.4 Erweiterungen
3.7 Such- und Sortieralgorithmen
3.7.1 Einführung
3.7.2 Suchalgorithmen
3.7.3 Erweiterungen
3.7.4 Sortieralgorithmen
4 Methoden und Funktionen
Theorieteil
4.1 Modulübersicht
4.2 Methoden
4.2.1 Methoden ohne Rückgabewert (Prozeduren)
4.2.2 Methoden mit Rückgabewert (Funktionen)
4.2.3 Methoden mit Parametern
4.3 Methoden aus der Klasse Math
4.4 Überladen von Methoden
4.5 Gültigkeitsbereiche von Variablen
4.6 Rekursion
4.6.1 Beispiel 1: Fakultät
4.6.2 Beispiel 2: Fibonacci
4.7 Fehlerbehandlung mit Exceptions
4.7.1 Werfen einer Exception
Selbstständiger Teil
4.8 Erweiterungen Pandemie-Simulation
4.8.1 Einführung
4.8.2 Setzen der Startbedingungen
4.8.3 Erweiterungen
5 Objekte
Theorieteil
5.1 Modulübersicht
5.2 Klassen und Objekte
5.2.1 Klassen
5.2.2 Objektvariablen und Methoden
5.2.3 Erstellen von Objekten unter Verwendung einer Klasse
Selbstständiger Teil
5.3 Hotel-Verwaltung
5.3.1 Aufgabenstellung
5.3.2 Zwischenschritte
5.3.3 Erweiterungen
Wie soll dieses Buch verwendet
werden?
Das vorliegende Buch enthält alle Begleitunterlagen zum Onlinekurs Programmiergrundlagen mit Java. Für den kostenlosen Kurs können Sie sich über folgende URL registrieren und einschreiben:
https://et.ethz.ch
Der Kurs besteht aus folgenden 6 Modulen:
Programme erstellen in Java
Variablen und Datentypen
Kontrollstrukturen
Arrays
Methoden
Objekte
Jedes Modul dauert abhängig von Ihrem Vorwissen 4 bis 8 Arbeitsstunden. Die Materialien in diesem Buch und auf der Webseite begleiten Sie von der Einführung der Begriffe und Konzepte, über deren Verwendung in einfachen Programmier-Beispielen bis hin zur selbstständigen Anwendung der Programmier-Konzepte in kleinen Programmier-Projekten.
Jedes Modul ist in folgenden 4 Phasen organisiert:
SEE: Kurze Einführung in die wichtigsten Begriffe und Programmier-Konzepte des Moduls.
TRY: Computerbasierte Einführung an einfachen Programmier-Beispielen direkt in einer Programmierumgebung. Angeleitet werden Sie dabei von einem elektronischen Tutorial (E.Tutorial®).
DO: Selbstständige Umsetzung kleiner Programmier-Projekte. Verknüpfung der neuen Programmier-Konzepte mit den bereits bekannten.
EXPLAIN: Diskussion der individuellen Resultate aus Phase 3 mit Fokus auf die neuen Konzepte aus Phase 1.
Dieses Buch enthält alle Begleitmaterialien für die Phasen 1 und 3.
Das Unterrichtskonzept dieses Kurses wurde 2018 an der ETH Zürich mit dem KITE-Award (Key Innovation in Teaching at ETH) ausgezeichent.
Danksagung
Wir danken Dennis Komm und Jens Maue für das Korrekturlesen.
Programmieren mit Java Modul 0
Programme erstellen in Java
Theorieteil
Autoren:
Lukas Fässler, Barbara Scheuner
Begriffe
Theorieteil