Einführung in die Programmierung (252-0027) [Herbst 2020]

1 Satz: Einführung in grundlegende Konzepte der modernen Programmierung. Vermittlung der Fähigkeit, Programme von höchster Qualität zu entwickeln. Einführung in Prinzipien des Software Engineering mit objekt-orientiertem Ansatz. 

N Sätze: Viele Menschen können Programme schreiben. Die Ziele der Vorlesung "Einführung in die Programmierung" gehen aber darüber hinaus: sie lehrt die fundamentalen Konzepte und Fertigkeiten, die nötig sind, um professionelle Programme zu erstellen. Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung beherrschen Studenten die fundamentalen Kontrollstrukturen, Datenstrukturen, die Verfahren zur Problemlösung und Mechanismen von Programmiersprachen, die die moderne Programmierung auszeichnen. Sie kennen die Grundregeln für die Produktion von Software in hoher Qualität. Sie haben die nötigen Vorkenntnisse für weiterführende Vorlesungen, die das Programmieren in spezialisierten Anwendungsgebieten vorstellen.

Inhalt: Grundlagen der objekt-orientierten Programmierung. Objekte und Klassen. Vor- und Nachbedingungen, Invarianten. Elementare Kontrollstrukturen. Zuweisungen und Referenzierung. Elementare Datenstrukturen und Algorithmen. Rekursion. Vererbung und Interfaces. Collections und generische Typen.  Grundkonzepte aus Software Engineering wie dem Softwareprozess, Spezifikation und Dokumentation, Reuse und Quality Assurance.

Die Vorlesungen finden statt

• Dienstags 10:15 – 12:00 und
  
• Freitags 8:15 – 10:00

im ML D 28. (Zusätzlich am 17.9. und 24.9. von 14:15 -- 15:00, aber nicht am wird bekannt gegeben.)

Bis auf weiteres wird die Pause in der Mitte verkürzt.

Die Übungen finden statt

• Donnerstags, 7:45 – 9:30  (nur für Studierende Interdisziplinäre Naturwissenschaften) und
• Freitags, 16:15 – 18  (online, in Bubbles)
  

Die Vorlesung im D28 wird übertragen  und aufgezeichnet.

Die Vorlesung stellt Konzepte vor.  Aber Programmieren erfordert Übung. Daher bieten wir Übungsgruppen an. Der/die Assistent/in Ihrer Übungsgruppe ist Ihr erster Anlaufpunkt für Fragen zur Vorlesung. Haben Sie jedoch ernstere Probleme oder/und wissen nicht, wie weiter, dann können Sie sich per E-Mail an die folgende Adresse wenden: . Sie können auch auf diese Weise einen Termin mit dem Dozenten vereinbaren (eine Sprechstunde findet nur nach Bedarf statt).

Hauptassistent der Vorlesung: Felix Wolf

Die Vorlesung benutzt die Programmiersprache Java (Version 11) und die Übungen (wie auch die Prüfung) verwenden Eclipse als Entwicklungsumgebung (IDE). Als Betriebssystem können Sie Windows, MacOS oder Linux verwenden. Es gibt an der ETH Computerräume für Studierende, oder Sie können Ihren eigenen Computer verwenden. Das external pageProjekt Neptuncall_made bietet Studierenden mobile Rechner zu günstigen Konditionen an. (Sie müssen eingeschrieben sein, um dort bestellen zu können.)  In den ersten Wochen des Semesters bieten wir Hilfe bei der Installation der Arbeitsumgebung auf MacOS, Linux und Windows an (Sprechstunden, 1:1 Meetings, Übungsgruppen).

1) Installation der Arbeitsumgebung

Hier ist die DownloadAnleitung (PDF, 103 KB)vertical_align_bottom für die Installation der Arbeitsumgebung.  Sie können die Arbeitsumgebung gerne vor Beginn des Semesters installieren.  

2) E.Tutorials des Departements Informatik

Das Departement Informatik bietet diverse Module für individualisierten Informatik Grundlagen Unterricht an. Der Inhalt dieser Module wird nicht in der Vorlesung vorausgesetzt.  Wenn Sie noch nie programmierten und vor Beginn des Semesters noch Zeit haben, dann können Sie das Modul "Programmiergrundlagen Java 1" der E.Tutorials bearbeiten. Das Tutorial erklärt auch, wie Sie Java und Eclipse installieren aber bitte folgen Sie der Anleitung oben.  Für die Tutorials brauchen Sie nur eine EMail Adresse (ein Benutzerkonto der ETH Zürich ist nicht erforderlich).

3) Weiteres Lernmaterial

Wenn Sie noch nie programmierten (oder nur einfache Java/C/C++ Programme ohne Klassen gesehen haben) und vor Beginn des Semesters noch Zeit haben, dann können Sie hier  (folgt)  eine langsame Einführung finden. Bitte installieren Sie Java wie unter (1) beschrieben.

Auch der Inhalt dieses Moduls wird nicht in der Vorlesung vorausgesetzt.

4) Prüfungsvorbereitung

Hier finden Sie weiteres Übungsmaterial, welches von verschiedenen Übungsgruppenleitern zur Verfügung gestellt wurde. Sie können es für die Prüfungsvorbereitung nützen, aber es wird nicht erwartet, dass Sie das Material bearbeitet haben.  Die Aufgabensammlung des VIS enthält frühere Prüfungen (tlw. mit Lösungen).

Lehrbücher:

Es gibt eine grosse Anzahl von Lehrbüchern die Java als Programmiersprache verwenden. Sie können auf solche Bücher zugreifen, wenn Sie z.B. ein Thema nachbearbeiten oder vertiefen wollen.  Auch die Java Tutorials (siehe unten) sind evtl. hilfreich.  Die Vorlesung orientiert sich an zwei Lehrbüchern,  aber es steht Ihnen frei, andere Bücher zu konsultieren. Wir verwenden Java (Version 11). Ein Buch, das auf Java (Version 8) basiert, sollte gehen, nicht aber eines, das auf Java (Version 7) oder älteren Versionen basiert. 

S. Reges und M. Stepp, "Building Java Programs",  Pearson.  5. Auflage (2019) [nicht in Europa erhältlich]  aber die 4. Auflage (2016) geht auch. Einige Beispiele aus der Vorlesung finden Sie auch in diesem Buch. Die Informatik Bibilothek hat Exemplare.

R. Sedgewick und K. Wayne, "Einführung in die Programmierung mit Java", 2011, Pearson Higher Education, ISBN 978-3-86894-0476-3. Deutsche Übersetzung, auch auf Englisch (neuere Ausgabe!) erhältlich.  Enthält viele interessante Beispiele von Programmen die Anwendungsprobleme lösen. Auch in der Informatik Bibliothek vorhanden.

Dokumentation:

Sie finden auf dem Web die vollständige external pageSpezifikationcall_made der Programmiersprache Java. Diese ist allerdings auf Englisch. Es gibt diese auch in Buchform, aber vermutlich finden Sie die Online-Version praktischer.

Die external pageJava Web Seiten von Oraclecall_made enthalten Tutorials, API Dokumentation und vieles mehr, auch für frühere Versionen von Java.