DVG1 - Datenformate1 Datenformate. DVG1 - Datenformate2 Speicherhierarchie Prozessor, Register, CPU sehr schnell, sehr teuer, sehr klein 1 ns, 1 $/Byte,

DVG1 - Datenformate 1

Datenformate


SpeicherhierarchieProzessor, Register, CPU

sehr schnell, sehr teuer, sehr klein

1 ns, 1 $/Byte, 1kByte

Hauptspeicher, RAM

schnell, mäßig teuer, mäßig groß

60 ns, 10-3 $/Byte, 1 GByte

Externe Speicher, Platten, Bänder

langsam, billig, riesig

10 ms...1 min, 10-9 $/Byte, 100 GByte...1 PByte


Kleinste Speichereinheit: 1bitja - nein

wahr - falsch

0 - 1

Strom fließt - Strom fließt nicht

Ladung gespeichert - Ladung nicht gespeichert

größere Mengen:

1 kbit = 1024 bit ~ 103 bit

1 Mbit = 1024 kbit = 1048576 bit ~ 106 bit

1 Gbit = 1024 Mbit = 1073741824 bit ~ 109 bit

1 Tbit = 1024 Gbit = 1099511627776 bit ~ 1012 bit

1 Pbit = 1024 Tbit = 1125899906842624 bit ~ 1015 bit

.......


drei bit werden zu einer Oktalziffer zusammengefaßt

000...111

0...7

Zahlen, die mit einer „0“ beginnen werden als Oktalzahlen interpretiert.

vier bit werden zu einer Hexadezimalziffer zusammengefaßt

0000 ... 1111

0 ... F

Zahlen, die mit „0x“ beginnen werden als Hexadezimalzahlen interpretiert.

8 bit = 1 Byte

00000000 ... 11111111

0 ... 255

Analog bit gibt es kByte, MByte, GByte, TByte, Pbyte ...

Byte: 0x00 ... 0xFF


Primitive Datentypen Allgemeine Form:

typ name = wert;

z.B.:

int i = 12; Variable „name“ mit dem Typ „typ“ wird direkt im Speicher angelegt

und mit dem Wert „wert“ initialisiert. Wird

typ name;

benutzt, werden die Standardwerte zur Initialisierung benutzt. Standardwert ist immer „alle bits 0“. Zu jedem primitiven Datentyp gibt es einen „Wrapper Typ“ (Umschlag

Typ). Mit dieser kann man Objekte von dem Typ mit „new“ erzeugen.


boolean Logischer Wahrheitswert Ergebnis logischer Operationen mögliche Werte: false, true Standardwert: false Wrapper Typ: Boolean


char Ein Zeichen des Unicodes mögliche Werte: 0000 ... FFFF. Konstanten, die mit „\u“ werden als

Unicode-Zeichen in Hexadezimaldarstellung interpretiert.

z.B.:

´0´ = 48 = \u0030

Á´ = 65 = \u0041

á´ = 97 = \u0061 enthält alle Zeichen aller Sprachen, z.B. griechisch, kyrillisch,

arabisch, chinesisch (?) .... Programmtexte können alle Unicode-Zeichen benutzen. Es kann z.B.

eine Variable µ definiert werden. Standardwert: \u0000 Wrapper Typ: Char


byte, short, int, long Verschieden lange ganze Zahlen Länge: byte 8 bit; short 16 bit; int 32 bit; long 64 bit mögliche Werte: alle ganzen Zahlen zwischen

-2l-1 und 2l-1-1, l = Länge des Typs interne Darstellung: im „zweier-Komplement“, d.h.

0x00 ... 0x7F entspricht den positiven Zahlen

0x80 ... 0xFF entspricht den negativen Zahlen, wert = wert - 256

0 ... 127 -128 -127 ... -1

0x00 ... 0x7F 0x80 0x81 ... 0xFF long-Konstanten enden mit „L“, z.B. 321L Standardwert: 0 Wrapper Typ: Byte, Short, Integer, Long


float, double Gleitkommazahlen, werden im IEEE 754 Format gespeichert Länge: float 32 bit; double 64 bit 1.4 10-45 < |float| < 3.4 10+38

4.9 10-324 < |double| < 1.7 10+308

zusätzlich +0, -0, +unendlich, -unendlich, keineZahl (NaN) alle Operationen sind zulässig und liefern definierte Resultatez.B:1/+0 = +unendlich1/-0 = -unendlich+0/+0 = NaN float-Konstanten enden mit „f“, z.B. -1.234e23f double-Konstanten enden mit „d“, z.B. 1.234567e-243d Standardwert: 0.0f , 0.0d Wrapper Typ: Float, Double


void void ist der Rückgabewert von Funktionen, die keinen Wert

zurückgeben. Wrapper Typ: Void


Zusammenfassung

Typ Größe Minimum Maximum Wrapper Typboolean 1 bit - Booleanchar 16 bit Unicode 0 Unicode 216-1 Charbyte 8 bit -128 127 Byteshort 16 bit -215 215-1 Shortint 32 bit -231 231-1 Integerlong 64 bit -263 263-1 Longfloat 32 bit IEEE 754 IEEE 754 Floatdouble 64 bit IEEE 754 IEEE 754 Doublevoid - - - Void


Gemeinsame Eigenschaften der primitiven Datentypen: belegen einen feste Speichermenge,

1bit (boolean)

1 Byte (byte)

2 Byte (char, short)

4 Byte (int, float)

8 Byte (long, double) Variable von primitiven Typen werden direkt im Speicher angelegt

z.B. bewirkt die Anweisung

double x = 1.0d;

die Reservierung von 8Byte Speicher und

die Initialisierung mit dem Wert 1.0d


Bezeichner bestehen aus

– Buchstaben (a-z, A-Z, Unicode)– Ziffern (0-9)– Sonderzeichen (´_´ und ´$´)

beginnen nie mit einer Ziffer z.B.:

– zulässig sind• abcd123• xy$05• märz_23

– nicht zulässig sind• 123xy• märz-23


Gültigkeit von Bezeichnern Variable bekommen in der Anweisung Speicherplatz zugewiesen, in

der sie vereinbart werden. Der Platz den Variable belegen wird am Ende des Blockes

freigegeben, in dem sie vereinbart wurden. Z.B.:

float f (float x)

{

int i=3;

i=i+1;

float x0 = 0;

x=x+x0;

return Math.abs(x);

}

i ist in dem ganzen Block bekannt, x0 nur in der zweiten Hälfte


float f (float x)

{

int i=0;

while (i<10)

{

float y=i*3.14159f;

System.out.println(i+“*pi=“+y);

i=i+1;

}

}

i ist im ganzen Block bekannt

y ist nur in dem inneren Block bekannt


Literale Festkommaliteral

– enthält nur Ziffern und < 231 ==> int z.B. 12345– enthält nur Ziffern und >=231 oder endet mit l oder L ==> long z.B.

12345L– beginnt mit 0x oder 0X ==> hexadezimale Darstellung– beginnt mit 0 ==> oktale Darstellung

Gleitkommaliteral– enthält Ziffern, einen ´.´ oder ein é´ oder É´ ==> float

z.B.: 3.14159, 3.3333e-1, 2345E22– wenn ein ´d´ oder ´D´ angehängt wird ==> double

z.B.: 3.14159d, 3.3333e-1D, 2345E22d logisches Literal

– true und false


Alphanumerische Literale– ein Zeichen in Hochkomma eingeschlossen– Unicodezeichen mit

• \ddd (octal), führende Nullen können entfallen• \udddd (hexadzimal)

z.B: Á´ = ´\101´ = ´\u0041´ ; ´ ´ = ´\40´ = ´\u0020´– besondere Zeichen

Zeilenschaltung \n (\u000A)Tabulaturzeichen \t (\u0009)Rückschritt \b (\u0008)Wagenrücklauf \r (\u000D)Seitenvorschub \f (\u000C)Apostroph/Hochkomma \´ (\u0027)Anführungszeichen \“ (\u0022)Umgekehrter Schrägstrich \\ (\u005C)


Zeichenkettenliteral– Beliebige Folge von Zeichen, die in Anführungszeichen

eingeschlossen sind.

Z.B.:

“Hello, world!“

“\u0048\u0065\u006C\u006c\u006f\u002c\u0020\u0057\u006f\u0072\u006C\u0064\u0021“

“\110\145\154\154\157\54\40\127\157\162\154\144\41“


Typumwandlungen Implizit immer in „größere“ Typen, d.h

– byte ==> int– char ==> int– short ==> int– int ==> long– float ==> double– byte, char, short, int, long ==> float, double

byte und short werden vor der Verarbeitung immer nach int konvertiert

Explizite Umwandlung durch „casting“ : (typ)ausdruck– z.B.:

short s;

byte b = (byte)s;– Umwandlung kann mit Informationsverlusten verbunden sein !


Operationen mit Festkommazahlen Unäre Operatoren

– Negation „-“– Bit-Komplement „~“

• bitweises ersetzen der 0 durch 1 und umgekehrt – Inkrement „++“

• j = ++i <==> i=i+1; j=i; (Präinkrement)• j = i++ <==> j=i; i=i+1; (Postinkrement)

– Dekrement „--“• j = --i <==> i=i-1; j=i; (Prädekrement)• j = i-- <==> j=i; i=i-1; (Postdekrement)


i -i ~i ++i --i1 -1 -2 2 00 0 -1 1 -1

-1 1 0 0 -2255 -255 -256 256 254

-255 255 254 -254 -2562147483647 -2147483647 -2147483648 -2147483648 2147483646

-2147483648 -2147483648 2147483647 -2147483647 2147483647


Binäre Operatoren– Addition „+“– Subtraktion „-“– Multiplikation „*“– Division „/“ mit Rundung zur Null– Modulo „%“

• a%b = a - (a/b)*b– bitweise Verschiebung nach links „<<“

• a << b, die Binärdarstellung von a wird um (b%L) Stellen nach links verschoben, rechts wird mit „0“ aufgefüllt. L ist die Länge von a (byte 8, char und short 16, int 32, long 64)

– bitweise Verschiebung nach rechts unter Berücksichtigung des Vorzeichens „>>“

• a >> b, die Binärdarstellung von a wird um (b%L) Stellen nach rechts verschoben, dabei wird von links mit dem ersten bit aufgefüllt


– bitweise Verschiebung nach rechts ohne Berücksichtigung des Vorzeichens „>>>“

• a >>> b, die Binärdarstellung von a wird um (b%L) Stellen nach rechts verschoben, dabei wird von links mit „0“ aufgefüllt

– logische Operatoren• bitweises logisches „und“ : „&“• bitweises logisches „oder“ : „|“• bitweises logisches „exklusives oder“ : „^“

– Vergleichoperatoren „>“, „<“, „>=“, „<=“, „==“, „!=“• ergeben immer boolsche Werte


i j i+j i<<j i>>j i>>>j i&j i|j i^j1 2 3 4 0 0 0 3 30 2 2 0 0 0 0 2 2

-1 2 1 -4 -1 1073741823 2 -1 -3255 2 257 1020 63 63 2 255 253

-255 2 -253 -1020 -64 1073741760 0 -253 -253256 2 258 1024 64 64 0 258 258

-256 2 -254 -1024 -64 1073741760 0 -254 -2541 4 5 16 0 0 0 5 50 4 4 0 0 0 0 4 4

-1 4 3 -16 -1 268435455 4 -1 -5255 4 259 4080 15 15 4 255 251

-255 4 -251 -4080 -16 268435440 0 -251 -251256 4 260 4096 16 16 0 260 260

-256 4 -252 -4096 -16 268435440 0 -252 -252


Ternärer Operator „?:“– boolausdr ? ausdruck1 : ausdruck2 ;

• boolausdr == true ==> ausdruck1• boolausdr == false ==> ausdruck2

Zuweisungsoperatoren– Zuweisung „=“– kombinierte Zuweisung „op=“ , wobei op ein beliebiger binärer

Operator ist. i op= j ist äquivalent zu i = i op j. z.B.:• i += 1 <==> i = i+1 <==> i++• i <<= 4 <==> i = i << 4

– Zuweisungsoperatoren besitzen den Wert, der zugewiesen wird. Daher können sie in Ausdrücken wiederverwendet werden. Z.B.:

• i = 1 + (j=3*5) *7; ==> j=15; i=106;• i = (j = 999); ==> j=999; i=999;


Operationen mit Gleitkommazahlen Folgende Operatoren arbeiten bei Gleitkommazahlen analog zu

Festkommazahlen:– Unäre Operatoren : „-“, „++“, „--“– Binäre Operatoren : „+“, „-“, „*“, „/“, „%“, „>“, „<“, „>=“, „<=“, „==“, „!=“– ternärer Operator : „?:“– Zuweisungsoperatoren : „=“, „op=“


Operationen mit Zeichenketten Verkettung „+“

– string1 + string2 ergibt die Zeichenkette, die aus Aneinanderhängen der Zeichenketten string1 und string2 entsteht. Z.B.:

• “Hallo, “ + “World!“ ergibt “Hallo, World!“


Operationen mit boolschen Werten Operatoren mit unverkürzter Auswertung

– und „&“, oder „|“, exklusives oder „^“– Die Ausdrücke werden ausgewertet auch wenn das Ergebnis

schon sicher ist. Z.B• b=(i > j) | f(j) ; Wenn i>j ist, müßte f(j) nicht aufgerufen werden

um b zu bestimmen. Wird aber doch aufgerufen. Operatoren mit verkürzter Auswertung

– und „&&“, oder „||“– Die Ausdrücke werden nur soweit ausgewertet, bis das Ergebnis

des Ausdruckes bekannt ist.


Reihenfolge von Operatoren15 . [] ()

14 - ++ -- ! ~ instanceof

13 * / %

12 + -

11 << >> >>>

10 < > <= >=

9 == !=

8 &

7 ^

6 |

5 &&

4 ||

3 ?:

2 = op=

1 ,

• Die Operationen werden der Priorität nach abgearbeitet.• Bei gleicher Priorität werden die Operatoren von links nach rechts abgearbeitet.• Zuweisungsoperatoren werden von rechts nach links abgearbeitet.

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