Termipankki
  1. A
    1. Abstraktio
    2. Alias
    3. Alustaminen
    4. Ankkatyypitys
    5. Argumentti
    6. Arvo
    7. Asetuslippu
    8. Avainsana
  2. B
    1. Binääriluku
    2. Binääritiedosto
    3. Bitti
    4. Bittinegaatio
    5. Bittioperaatio
  3. C
    1. C-funktio
    2. C-kirjasto
    3. C-muuttuja
  4. E
    1. Ehtolause
    2. Ehtorakenne
    3. Esikääntäjä
    4. Esikääntäjädirektiivi
    5. Esittely
    6. Etumerkitön
  5. H
    1. Heksadesimaali
  6. I
    1. Iteroitava
  7. K
    1. Kirjasto
    2. Kokonaisluku
    3. Kommentti
    4. Komplementti
    5. Konekieli
    6. Koodilohko
    7. Käskykanta
    8. Kääntäjä
  8. L
    1. Lause
    2. Liukuluku
    3. Looginen operaatio
  9. M
    1. Makro
    2. Merkki
    3. Merkkijono
    4. Metodi
    5. Muisti
    6. Muuntumaton
    7. main-funktio
  10. O
    1. Objekti
    2. Ohjausrakenne
    3. Optimointi
    4. Osoitin
    5. Otsikkotiedosto
    6. Otsikkotiedot
  11. P
    1. Paikanpidin
    2. Paluuarvo
    3. Parametri
    4. Poikkeus
    5. Prototyyppi
    6. Python-for
    7. Python-format
    8. Python-funktio
    9. Python-import
    10. Python-konsoli
    11. Python-lista
    12. Python-muuttuja
    13. Python-pääohjelma
    14. Python-tulkki
    15. Pääfunktio
    16. printf
  12. R
    1. Resurssi
  13. S
    1. Staattinen tyypitys
    2. Syntaksi
  14. T
    1. Taulukko
    2. Tavu
    3. Terminaali
    4. Tietorakenne
    5. Tyyppi
    6. Tyyppimuunnos
  15. V
    1. Varoitusviesti
    2. Virheviesti
  16. W
    1. while
Ratkaistu: / tehtävää

Keskeytykset

Osaamistavoitteet: Keskeytyksen idea, erilaisia keskeytyksiä ja niiden käyttö sulautetussa laitteessa.
Tietokoneessa keskeytys on sisäinen tai ulkoinen signaali CPU:lle, joka saa sen nimensämukaisesti keskeyttämään ajettavana olevan ohjelman suorituksen. Keskusyksikkö tallentaa tilansa ja siirtyy suorittamaan keskeytyksen käsittelyrutiinia. Kun käsittelijä on suoritettu, keskusyksikkö lataa tallennetun tilansa takaisin ja jatkaa ajossa olleen ohjelman suorittamista juuri siitä tilasta mihin jäätiin. Keskeytyksen etuna on se, että koska signaalit oheislaitteelta tai -komponentilta voivat tulla milloin vain (ts. asynkronisesti), keskusyksikön ei tarvite käyttää aikaansa kyselemään oheislaitteen tilaa.
Kuvassa alla ATmelin ATtiny2313-mikrokontrollerin pinnijärjestys, jossa punaisella merkittynä kaksi ulkoista laitteistokeskeytys-pinniä. Näihin pinneihin voisimme kytkeä jonkun oheislaitteen keskeytyslinjan ja näin vastaanottaa sen lähettämät keskeytyssignaalit. Keskeytyksiä varten mikrokontrollereissa on yleensä omat pinnit, jotka on kytketty fyysisesti piirin keskeytysten hallintalogiikkaan. (Hox! Sarjaliikennepinnit RXD ja TXD.)
"Ulkoiset keskeytyspinnit"
Keskeytyksiä on kahta tyyppiä. Keskeytys voi olla joko laitteistopohjainen (keskusyksikön sisäinen oma tai oheislaiteelta tuleva) tai ohjelmallinen. Laitteistokeskeytyksen aiheuttaa tyypillisesti jokin asynkroninen (riippumaton ohjelmien ajoituksesta) tapahtuma keskusyksikön sisällä tai oheislaitteessa. Keskeytys voi siis tapahtua CPU:ssa ajettavan ohjelman näkökulmasta millä hetkellä tahansa. Laitteistokeskeytyksiä tuottavat keskusyksikössä esim. nollalla jakaminen (virhetilanne) tai oheislaitteista mm. kiintolevy, I/O-liitynnät, näppäimistö, hiiri, jne, kertovat että olisi uutta dataa. Ohjelmallinen keskeytys aikaansaadaan erityisellä konekielen keskeytyskäskyllä, esim. INT-käsky Intelin x86 -prosessoreissa. Ohjelmistokeskeytys laukaisee keskusyksikössä keskeytyssignaalin, joka käsitellään käyttöjärjestelmässä samoin kuten muutkin keskeytyssignaalit ja sitten suoritetaan sille määritelty käsittelijäfunktio.
Keskeytyksillä on prioriteetti. Korkeamman prioriteetin keskeytys suoritetaan ensin, jos vaikkapa useita eri keskeytyksiä ilmenee samaan aikaan tai kun toista ollaan suorittamassa. Tällöin korkeamman prioriteetin keskeytys keskeyttää alemman prioriteetin käsittelyrutiniin suorituksen ja suorittaa omansa ensin. Yleensä RESET-pinnistä tulevalla laitteistokeskeytyksellä on kaikkein korkein prioriteetti. Seuraavaksi tulevat laitteistokeskeytykset, koska ne ovat tyypillisesti aikakriittisiä, esimerkiksi kovalevyltä tulevat keskeytykset. Sitten tulevat ohjelmistokeskeytykset, joille ohjelmoija voi asettaa prioriteetin. Ohjelmistokeskeytyksiä siis hallitaan ohjelmoijan määrittämällä tavalla ja nekin voivat ajaa toistensa yli.
Keskeytyksen käsittelyrutiini (engl. handler) on melkein kuin funktio, mutta sitä ei koskaan kutsuta itse ajettavasta ohjelmasta. Tämä on tärkeää siksi, että ennen keskeytyksen käsittelijän suorittamista täytyy prosessorin tila tallentaa, ja kutsumalla käsittelijää funktiona ei tätä tallennusta tehtäisi. Rutiini ei myöskään palauta mitään arvoa, mutta siinä voidaan käsitellä globaaleja muuttujia tai rekistereitä. C-kielessä toki käsittelijä toteutetaan funktiona ja RTOS:lle kerrotaan että tämä funktio on nyt käsittelijä.
Käsittelyrutiinit ovat aikakriittisiä kahdesta syystä: ne keskeyttävät ajossa olevan ohjelman ja ne voivat ajaa toistensa yli. Tällöin koko ohjelman suoritus on helppoa (virheellisesti) blokata korkean prioriteetin keskeytyksen käsittelijällä, jonka suoritus kestää pitkään. TI RTOS määrittelee, että laitteistokeskeytys saisi kestää max 5 mikrosekuntia ja ohjelmistokeskeytys luokkaa 100 mikrosekuntia. Eli käytännössä vain vähän koodia voidaan suorittaa käsittelijässä. Tästä syystä käsittelijät usein vain muuttavat rekisterien tai globaalien tilamuuttujien arvoja, esimerkiksi kertoakseen, että oheislaitteelta olisi tulossa uutta dataa. Reagointi käsittelijän muuttuneeseen tilaan tehdään sitten ajettavassa ohjelmassa, esimerkiksi if-lauseella tarkistetaan tilamuuttujan arvo. Noh, tästä lisää Tilakoneet-luentomateriaalissa..

Keskeytysten käyttö

Seuraavaksi käymme esimerkinomaisesti läpi useita tapoja, joilla RTOS:ssa voidaan käyttää keskeytyksiä. Esittelemme sekä ulkoisia laitteistokeskeytyksiä (pinnin ja oheislaite) sekä sisäisen laitteistokeskeytyksen (UART-sarjaliikenne).

Pinni-keskeytys

Aiemmalla kappaleessa esittelime pinnin tilan muutokseen reagoivan keskeytyksen. Palataanpa asiaan..
...
// Pinnin asetusmuuttuja
PIN_Config buttonConfig[] = {
   Board_BUTTON0  | PIN_INPUT_EN | PIN_PULLUP | PIN_IRQ_NEGEDGE,
   PIN_TERMINATE 
};
...
// Pinnin keskeytyksen käsittelijä
void buttonFxn(PIN_Handle handle, PIN_Id pinId) {
   ...
}

Int main() {
   ...
   // Kerrotaan RTOS:lle että pinnin buttonHandle keskeytyksen käsittelijä on buttonFxn
   if (PIN_registerIntCb(buttonHandle, &buttonFxn) != 0) {
      System_abort("Error registering button callback function");
   }
   ...
}
Huomataan Pin_Config-rakenteessa pinnille asetettu vakio PIN_IRQ_NEGEDGE, joka itseasiassa määrittelee että pinni voi aiheuttaa keskeytyksen! Tässä keskeytys tapahtuu, kun pinnin tila muuttuu HIGH (käyttöjännite) -> LOW (maataso), ts. laskevalla reunalla, ja siitä lähtee signaali MCU:lle.
Pinnille voimme asettaa keskeytyksen myös nousevalla reunalla, eli kun tila muuttuu LOW -> HIGH, vakiolla PIN_IRQ_POSEDGE tai molemmille reunoille PIN_IRQ_BOTHEDGES. Se, millaisen keskeytyksen oheislaite antaa, on määritelty sen datakirjassa.
Keskeytyssignaalille kerromme sen käsittelijän funktiokutsussa PIN_registerIntCb (Pin Interrupt Callback), eli nyt buttonFxn, jonne toteutamme ohjelma- ja keskeytyskohtaisen toiminnallisuuden.

Sarjaliikenne-keskeytys

Viime luennoilla kävimme läpi tavan lukea sarjaporttidataa UART_read-funktiolla niin, että taski jäi jumiin odottamaan dataa saapuvaksi (engl. blocking) . Tämä ei kuitenkaan ole paras tapa odottaa dataa UART-piiriltä, koska nyt.. taskimme jäi jumiin odottelemaan.. Tässä sarjaliikenne UART:n kautta on CPU:lle varsin hidas operaatio, joten ei ole syytä jumittaa taskia viemään resursseja muilta taskeilta.
Nyt voimme asettaa sarjaliikenteen toimimaan ei-blokkaavalla tavalla käyttäen keskeytyksiä. UART:n asetusparametrejä siis muutetaan keskeytysmoodiin ja laaditaan käsittelijäfunktio.
...
uint8_t rxBuf[10];   // Vastaanottopuskuri
...
static void uartFxn(UArg arg0, UArg arg1) {
   UART_Handle handle;
   UART_Params params;

   UART_Params_init(&params);
   params.baudRate      = 9600;
   params.readMode      = UART_MODE_CALLBACK; // Keskeytyspohjainen vastaanotto!
   params.readCallback  = &uart_receive; // Käsittelijäfunktio!
   params.readDataMode  = UART_DATA_TEXT;
   params.writeDataMode = UART_DATA_TEXT;

    // Otetaan UART käyttöön ohjelmassa	
   handle = UART_open(Board_UART, &params);
   if (handle == NULL) {
      System_abort("Error opening the UART");
   }

   // Käynnistetään odotus, odotamme kunnes tulossa on yksi merkki dataa
   UART_read(handle, rxBuf, 1);

   while(1) {
      // ikuinen looppi
   }
}

// Käsittelijäfunktio
static void uart_receive(UART_Handle handle, void *rxBuf, size_t len) {

   // Nyt meillä on siis haluttu määrä merkkejä käytettävissä
   // rxBuf-taulukossa, pituus len, jota voimme käsitellä halutusti
   // Tässä ne annetaan argumentiksi toiselle funktiolle (esimerkin vuoksi)
   tehdaan_jotain_nopeasti(rxBuf,len);

   // Käsittelijän viimeisenä asiana siirrytään odottamaan uutta keskeytystä..
   UART_read(handle, rxBuf, len);
}

Int main() {
   ...
   Board_initUART();	
   ...
   BIOS_start();
  
   return 0;
}
Erona aiempaan tässä on readMode-parametrin asetus params.readMode=UART_MODE_CALLBACK, joka muuttaa kirjaston toimintaa oleellisesti. Tässä nyt asetamme vastaanottoon callback-funktion uart_receive, jota kutsutaan kun dataa on saatavilla. Funktion määrittelyssä sen parametrien, taulukon rxBuf ja vastaanotettujen merkkien määrä len, kautta pääsemme käsiksi vastaanotettuun dataan.
Kirjaston sisäisesti tähän toiminnallisuuteen liittyy myös asioita, jota ei käsitellä tällä kurssilla, kuten säikeistys. Meille riittää tieto, että uart_receive-funktio suoritetaan kun sarjaliikennedataa on saatavilla.

Oheislaitteiden keskeytykset

Esimerkkinä oheislaitteen aiheuttamasta ulkoisesta keskeytyksestä käytämme SensorTagiin integroitua varsin monipuolista MPU9250-sensoria. Sensoriin on integroitu asentoanturi (gyro), kiihtyvyysanturi, magnetometri. Sensoria voidaan käyttää myös kompassina. Keskeytyksen avulla sensori voisi meille kertoa, että uutta dataa on saatavilla.
SensorTag:ssa on valmiiksi asetettu ulkoinen keskeytyslinja Board_MPU_INT MPU9250-anturille (asetettu tiedostossa CC2650STK.h). Tämän otamme käyttöön ihan samoin kuin yllämainitun I/O-pinni -keskeytyksen, mutta nyt opimme lisäksi kontrolloimaan milloin keskeytyksiä tapahtuu, uusien funktioiden avulla.
// Pinnien asetus
static PIN_Config MpuPinTable[] = {
    Board_MPU_INT    | PIN_INPUT_EN | PIN_PULLDOWN | PIN_IRQ_DIS | PIN_HYSTERESIS, // TAI-operaatio
    PIN_TERMINATE
};
...
// Taskifunktio
Void sensorTask(UArg arg0, UArg arg1) {
   ...
   // Taskin alussa sallitaan nousevan reunan keskeytys pinniltä Board_MPU_INT
   PIN_setInterrupt(hMpuPin, PIN_ID(Board_MPU_INT) | PIN_IRQ_POSEDGE); // Hox! TAI-operaatio
   ...
   // Taskin lopuksi kielletään pinnin Board_MPU_INT keskeytykset vakiolla  PIN_IRQ_DIS
   PIN_setInterrupt(hMpuPin, PIN_ID(Board_MPU_INT) | PIN_IRQ_DIS); // Hox! PIN_IRQ_DIS
}

// Käsittelijafunktio
Void MpuIntFxn(PIN_Handle handle, PIN_Id pinId) {
      tee_jotain();
}

int main(void) {
   ...
   // Otetaan käyttöön pinnin ym. MpuPin
   hMpuPin = PIN_open(&MpuPinState, MpuPinTable);
   if (hMpuPin == NULL) {
      System_abort("Pin open failed!");
   }

   // Asetetaan sen keskeytyksen käsittelijäfunktio
   PIN_registerIntCb(hMpuPin, &MpuIntFxn);
   ...
}
Puretaanpas tämä esimerkki. Ensin pinnin Board_MPU_INT alustuksessa käytämme vakiota PIN_IRQ_DIS kertomaan että pinnin keskeytys on pois päältä (disabled).
Main-funktiossa asetamme keskeytykselle käsittelijäfunktion PIN_registerIntCb, joka on tässä esimerkissä MpuIntFxn. Nyt, joka kerta kun keskeytys tulee, suoritetaan tämä funktio. Funktiossa itsessään sitten suoritamme erittäin nopeaa koodia, joka tekee mahdollisimman vähän! Tämä siksi, kun todellakin keskeytämme muun ohjelman suorituksen..
Nyt tosin alustuksessa asetimme keskeytyksen pois päältä, joten käytämme taskissa funktiota PIN_setInterrupt asettamaan keskeytyksen ensin päälle taskin suorituksen ajaksi. Vakiolla PIN_IRQ_POSEDGE keskeytys aiheutuu pinnin nousevalla reunalla. Tyypillisesti keskeytys kannattaa laittaa päälle viimeisellä mahdollisella hetkellä koodissa. Esimerkiksi keskeytystä ''ei pidä laittaa päälle ennenkuin sensori on alustettu.
Esimerkissä on vielä keskeytyksen asetus pois päälle samalla PIN_setInterruptfunktiolla, tällöin vakio on sama kuin alustuksessa, eli PIN_IRQ_DIS.

Ajastimet

RTOS:n tarjoaa meille myös ajastimen Clock-kirjastossa, jolla voimme toteuttaa ajastettua tapahtumia, ts. keskeytyksiä tietyin väliajoin. Esimerkiksi voisimme ajastimen avulla kerran sekunnissa kommunikoida oheislaitteen kanssa tai vilkuttaa lediä.
Clock-kirjaston esimerkki kertoo meille enemmän kuin tuhat sanaa.
...
#include <ti/sysbios/knl/Clock.h>
...

// Kellokeskeytyksen käsittelijä
Void clkFxn(UArg arg0) {

   // Tässä esimerkkinä vain, älkää tehkö näin koska todella hidas operaatio!
   sprintf(str,"System time: %.5fs\n", (double)Clock_getTicks() / 100000.0);
   System_printf(str);
   System_flush();
}

int main(void) {

   // RTOS:n kellomuuttujat
   Clock_Handle clkHandle;
   Clock_Params clkParams;

   Board_initGeneral();

   // Alustetaan kello halutusti
   Clock_Params_init(&clkParams);
   clkParams.period = 1000000 / Clock_tickPeriod;
   clkParams.startFlag = TRUE;

   // Luodaan kello
   clkHandle = Clock_create((Clock_FuncPtr)clkFxn, 1000000 / Clock_tickPeriod, &clkParams, NULL);
   if (clkHandle == NULL) {
      System_abort("Clock create failed");
   }

   BIOS_start();

   return(0);
}
Jälleen kerran meillä on käytössä tietorakenne, tässä Clock_Params. Sen jäseneen period asetamme halutun ajan tikityksinä, ts. kellojaksoina. Muistellaan aiempaa materiaalia, jossa kerrottiin että yksi tikitys vastaan meidän ajassa noin 10 mikrosekuntia.
Asetamme periodiksi tässä 100000, jolla asetuksella saadaan aikaan ajastinkeskeytys NOIN yhden sekunnin välein. Tässä noin-epätarkkuus johtuu siitä, että Clock-kirjaston kello on toteutettu ohjelmallisesti ja siten sen keskeytykset ovat ohjelmistokeskeytyksiä. Ajettuamme ohjelmaa, voidaan esimerkiksi debug-logista nähdä, että kellon laskenta heittelee muutamia kymmeniä mikrosekunteja suuntaan taikka toiseen. Noh, tämä on riittävä tarkkuus meille ihmisille..
Rakenteen startFlag-jäsenellä voidaan asettaa kello käyntiin heti Clock_create-kutsusta (startFlag=TRUE) tai erikseen käynnistettäväksi Clock_start-kutsulla (startFlag=FALSE). Kello pysäytetään Clock_stop-kutsulla. Näissä kutsuissa tarvitaan parametriksi kellon kahva, joten se on syytä esitellä globaalina muuttujana.
Clock_create-kutsussa on myös meille uutta. Kutsun ensimmäinen parametri on meidän keskeytyksen käsittelyrutiini, eli tässä funktio clkFxn. Funktion ideana on osoittaa miten ohjelmistolla toteutettu kello toimii. Tässä muistetaan, että tulostus konsoli-ikkunaan, on todella hidas operaatio (MCU:n mielestä), joten tässä rikomme kirkkaasti sääntöä, ettei keskeytyksen käsittelijarutiinin suoritusajan pitäisi olla kovin pitkä. Tulostusoperaatiot (varsinkin oheislaitteelle, kuten LCD-näyttö) ovat aivan aivan aivan liian hitaita ajettaviksi keskeytysrutiineissa! Oikeampi tapa tehdä sama asia olisi tallettaa kellonaika merkkijonoja globaaliin muuttujaan ja luoda erikseen taski, joka tulostaa sen konsoli-ikkunaan / LCD-näytölle, kun tilamuuttujan arvo kertoo, että kellonaika on päivitetty keskeytyksen käsittelijässä.
Clock_create-kutsun toinen parametri, timeout (tässä 1s), kertoo ajastimelle kuinka monta tikitystä se odottaa ennen keskeytyksen ensimmäistä laukaisua. Tässä ideana on, että voidaan myös toteuttaa ajastimia, jotka odottavat annettuun arvoon vain kerran ja laukaisevat sitten keskeytyksen. Näissä kelloissa Clock_params-rakenteen period-jäsen asetetaan nollaksi ja tähän timeout-argumenttiin tulee haluttu aika.
Clock-kirjaston kaksi erityyppistä kelloa.
"RTOS:n kaksi erilaista kelloa"
Kirjastolla voidaan luoda ohjelmaamme useita yhtäaikaisia kelloja, tarvitsee vain esitellä kahva per kello sekä asetusparametrit ja luoda kellot jokainen Clock_create-kutsulla. Huomatkaa taas, että johtuen laitteen resursseista kellojakin voi luoda liian monta. Tässä hyvä tapa voisi olla tehdä yksi kellokeskeytys pienimmälle aikavälille ja laskea käsittelijässä laskurimuuttujan avulla isompia aikavälejä!
Lisäksi, kirjasto esittelee meille jo tutun Clock_tickPeriod-muuttujan, joka kertoo kuinka monta mikrosekuntia yksi tikitys on. Clock_getTicks-kutsulla saadaan selville ohjelman käynnistyksestä kulunut aika tikityksinä.

Reaaliaikakello

RTOS tarjoaa myös reaaliaikakello-kirjaston Seconds, joka pyörii meidän ihmisten ajassa. Ainoa varjopuoli tässä on, että meidän pitää itse alustaa kello kääntämällä viisarit haluttuun aikaan, ennen sen käyttöönottoa.
Luotamme jälleen esimerkin voimaan.
...
#include <ti/sysbios/hal/Seconds.h>
...

Void clkFxn(UArg arg0) {

   time_t nyt = time(NULL);
   struct tm *aika = localtime(&nyt);
   System_printf("Kello on %02d:%02d:%02d\n", aika->tm_hour+3, aika->tm_min, aika->tm_sec);
   System_flush();
}

Int main() {
   ...
   // Asetetaan reaaliaikakellon aloitusaika
   Seconds_set(1475578882); // Jännempi argumentti..
   
   BIOS_Start();
   
   return 0;
}
Huomataan ensin main-funktiossa kutsu Seconds_set, jolla kello asetetaan haluttuun aikaan. Nyt homma menee mielenkiintoiseksi (noo.. jonkun mielestä ihan varmasti!)
Nimittäin, kellonaika annetaan Unix-aikana, eli kuluneina sekunteina sitten 1. tammikuuta 1970 00:00:00 UTC, joka ilmaistaan 32-bittisenä kokonaislukuna. Avuksemme netistä löytyy useita sivustoja, jotka tarjoavat tämän luvun meille, esimerkiksi Epoch converter (Kurssin henkilökunta ei ole missään kaupallisessa suhteessa mainittuun sivustoon). Josta selviää, että esimerkissä yllä käytetty luku 1475578882 vastaa kellonaikaa 4. lokakuuta 2016 11:01:22 GMT.
Nyt funktiossa clkFxn on myös uusia asioita, kun käytämme time.h-standardikirjastoa. Itseasiassa tässä RTOS tarjoaa oman time-standardikirjaston toteutuksen, joka alustuu sekin samalla Seconds_set()-kutsulla. Kirjasto tarjoaa käyttöömme funktion time(NULL), jolla voimme kysyä kuluneen reaaliajan 32-bittisenä kokonaislukuna. Lisäksi time-kirjasto tarjoaa joukon funktioita, joilla tämä kokonaisluku voidaan muuntaa luettavampaan muotoon. Yllä käytämme localtime-kutsua, jolla täytämme struct tm-rakenteen, josta saamme irti mm. tunnit, minuutit ja sekunnit tulostusta varten. Huomatkaa osoitinesitys rakenteelle.
Yllä joudumme vielä asettamaan aikavyöhykkeen varsin typerästi tm_hour+3, mutta tämä ratkaisu menettelee meille.
Hox! Seconds-kirjasto ei ole käytettävissä CCS Cloud-ohjelmointiympäristön kautta.

Lopuksi

Sulautettuna laitteena SensorTag on varsin tehokas, ja RTOS abstrahoi meiltä monia asioita. Esimerkiksi Arduinoissa, tai laitteissa joissa ei ole käyttöjärjestelmää, sarjaliikenteen odottelu olisi katastrofaalisen hidasta laitteen toiminnan kannalta. Jos näissä laitteissa toteutetaan sarjaliikenne ilman keskeytystä, joudutaan kyselemään koodissa sarjaporttirekisteriltä tasaisin väliajoin, että onko uutta dataa, joka hidastaa muun ohjelman toimintaa. Noh, Arduinoissa laitteen suunnittelun päämäärä onkin ollut helppo ohjelmoitavuus.
Sulautetuissa laitteissa ajastettuja tapahtumia toteuttaa MCU:hun integroitu laskuripiiri (tuttu Digitaalitekniikan kursseilta), joka laskee jokaisella systeemin kellonjaksolla yhden numeron eteenpäin, kunnes törmää ohjelmallisesti asetettuun maksimiarvoon ja aloittaa jälleen laskennan nollasta. Kaikki muut aika-arvot voidaan johtaa tästä arvosta, kun tiedetään systeemin kellotaajuus (megahertsejä).
RTOS abstrahoi tämänkin toiminnan ja (meidän tarpeisiin) keskeytysten käytön varsin yksinkertaiseksi käsittelijän kirjoittamiseksi funktiona. Emme edes välttämättä tiedä, toimiiko kirjasto keskeytyspohjaisesti vai onko kyseessä vain ohjelmafunktio. Tätä varten on syytä lukea kyseisen kirjaston dokumentaatiosta mistä on kyse. Muutoin saatamme tietämättämme toteuuttaa liian raskaan käsittelijän keskeytykselle.
?
Abstraktiolla tarkoitetaan sitä kun raa'an konekielen käskyt "piilotetaan" korkeamman tason ohjelmointikielen käskyjen alle. Abstraktiotasosta riippuu miten laajaa tämä piilotus on - mitä korkeampi taso, sitä vaikeampi on suoraan sanoa miten monimutkaiseksi koodirakennelma muuttuu kun se kääntyy konekielelle. Esim. Pythonin abstraktiotaso on huomattavasti korkeampi kuin C:n (itse asiassa Python on tehty C:llä...).
Alias on esikääntäjävaiheessa käsiteltävä korvaus, jolla tietty merkkijono koodissa korvataan toisella. Toiminta vastaa siis tekstieditorin replace-toimintoa. Aliaksia määritellään #define-direktiivillä. Esim #define PI 3.1416
Muuttujan alustamisella tarkoitetaan sitä, kun sille asetetaan koodissa jokin alkuarvo. Hyvin yleinen esimerkki tästä on lukumuuttujien alustaminen nollaan. Alustus voidaan tehdä muuttujan esittelyn yhteydessä: int laskuri = 0; tai erikseen. Jos muuttujia ei alusteta, niiden sisältönä on mitä ikinä muistipaikkaan on aiemmin jäänyt.
Pythonin käyttämää tapaa käsitellä arvojen tyyppiä kutsutaan dynaamiseksi tyypitykseksi eli ankkatyypitykseksi. Nimitys perehtyy lauselmaan "Jos se ui kuin ankka, kävelee kuin ankka ja ääntelee kuin ankka, se on ankka." Toisin sanoen arvon kelvollisuus määritellään sen ominaisuuksien perusteella. Tämä eroaa staattisesta tyypityksestä, jossa arvon kelvollisuus määritellään sen tyypin perusteella.
Argumentti on funktiokutsussa käytettävä arvo, joka välitetään kutsuttavalle funktiolle. Funktion sisällä argumentit sijoitetaan parametreiksi kutsuttuihin muuttujiin. Esimerkiksi printf("%c", merkki); -lauseessa argumentteja ovat "%c"-tulostusmäärittely sekä merkki-muuttujan sisältö.
Alkeiskurssilla arvo-termiä käytettiin kaikista ohjelman käsittelemistä arvoista, oli kyse sitten muuttujista, lauseiden tuloksista tai mistä tahansa. Arvo on siis käytännössä tietokoneen muistissa olevaa dataa, johon muuttujat voivat viitata. C:ssä muuttujan ja sen arvon suhde on Pythonia tiiviimpi, koska muuttuja vastaa suoraan sitä muistialuetta johon arvo on talletettu.
Asetuslippuja käytetään kun suoritetaan ohjelmia komentoriviltä. Ne ohjaavat ohjelman toimintaa. Asetuslippu kirjoitetaan yleensä joko yhdellä viivalla ja sitä seuraavalla kirjaimella (esim. -o) tai kahdella viivalla ja kokonaisella sanalla (tai sanoilla, sanojen välissä viiva) (esim. --system. Jotkut liput ovat ns. boolean lippuja eli ne ovat vain päällä tai pois, toisille annetaan lisäksi parametri. Parametri on tyypillisesti lipun perässä joko välilyönnillä tai =-merkillä erotettuna (esim. -o hemuli.exe).
Avainsanat ovat ohjelmointikielessä kielen käyttöön valittuja sanoja, joilla on erityinen merkitys. Hyvät tekstieditorit tyypillisesti merkitsevät avainsanat muista nimistä eroavalla tavalla (esim. lihavointi). Avainsanat ovat yleensä suojattuja, eli samannimistä muuttujaa ei voi luoda. Yleisiä avainsanoja ovat esim ohjausrakenteisiin kuuluvat if ja else. Avainsanat ovat siis osa ohjelmointikielen kielioppia.
Binääriluku on luku, joka muodostuu biteistä, eli arvoista 0 ja 1. Tämä tekee siitä 2-kantaisen lukujärjestelmän. Binäärilukujen tulkintaa voit tutkailla lukujärjestelmiä käsittelevässä lisämateriaalissa.
Binääritiedosto on tiedosto, joka sisältää konekielisiä käskyjä binäärinä. Ne on tarkoitettu ainoastaan tietokoneen luettavaksi, ja tyypillisesti jos niitä avaa vahingossa esim. tekstieditorilla tuloksena on merkkisotkua editorin yrittäessä tulkita tiedoston sisältämiä bittejä merkeiksi. Useimmat tekstieditorit myös varoittavat asiasta erikseen.
Bitti on pienin informaation yksikkö, joka voi saada arvot 0 ja 1. Tietokoneen sisällä kaikki tapahtuu bitteinä. Tyypillisesti muistissa on bittijonoja, jotka muodostuvat useista biteistä.
Bittinegaatio on operaatio jossa bittijonon bitit käännetään siten, että nollat muutetaan ykkösiksi ja ykköset nolliksi. Operaattori on ~
Bittioperaatiot ovat oma operaatioluokkansa joiden yhteispiirre on se, että niissä käsitellään bittijonojen yksittäisiä bittejä. Kääntöoperaatiossa yhden jonon bitit käännetään nollista ykkösiksi ja toisin päin. Osa operaatioista suoritetaan kahden bittijonon välillä siten, että jonoissa samassa kohdassa olevat bitit vaikuttavat toisiinsa. Näitä ovat and (&), or (|) sekä xor (^). Lopuksi on vielä siirto-operaatiot (<< ja >>), joissa yhden bittijonon bittejä siirretään oikealle tai vasemmalle N askelta.
C:n funktiot ovat Pythonin funktioita staattisempia. Funktiolla voi olla vain yksi paluuarvo, jonka tyyppi määritellään funktion määrittelyssä. Samoin määritellään kaikkien parametrien tyypit. Funktiota kutsuttaessa argumenttien arvot sijoitetaan parametreille varattuihin muistipaikkoihin, joten funktio käsittelee eri arvoja kuin sitä kutsuva koodi.
Ulkopuolinen koodi sijaitsee C:ssä kirjastoissa (library), josta niitä voidaan ottaa käyttöön #include-direktiivillä. C:ssä on mukana sisäiset kirjastot sekä lisäksi voidaan käyttää ulkoisia kirjastoja - ne täytyy kuitenkin koodissa käyttöönoton lisäksi kertoa kääntäjälle käännösvaiheessa. Tyypillisesti kirjasto koostuu c-kooditiedostosta sekä otsikkotiedostosta (.h), joka kertoo mitä funktioita kirjastossa on.
C:n muuttujat ovat staattisesti tyypitettyjä, eli niiden tyyppi kiinnitetään esittelyn yhteydessä. Lisäksi C:ssä muuttuja on sidottu sille varattuun muistialueeseeen. Muuttuja ei voi myöskään muuttaa tyyppiään jälkikäteen.
Ehtolause on yksittäisen ehdon määrittelevä rivi koodissa, jota seuraa aaltosulkeilla merkitty koodilohko, joka määrittää miten ehdon toteutuessa tulee toimia. Varsinaisia ehtolauseita ovat if-lauseet, joka voi esiintyä myös else-avainsanan kanssa else if. Toisiinsa liitetyt ehtolauseet muodostavat ehtorakenteita.
Ehtorakenne on yhdestä tai useammasta toisiinsa liitetystä ehtolauseesta muodostuva rakenne, joka haarauttaa ohjelman suoritusta. Useimmissa ehtorakenteissa on vähintään kaksi haaraa: if ja else. Näiden välissä voi olla myös N kpl else if-lauseilla aloitettuja haaroja. On myös mahdollista, että ehtorakenteessa on pelkkä if-lause. Ehtorakenteessa kussakin haarassa on suoritettavaa koodia, joka kuvaa miten ohjelman tulee ehdon määrittelemässä tilanteessa toimia. Jokainen haara on oma koodilohkonsa, joka merkitään siis aaltosulkeilla.
Esikääntäjä on värkki joka käy koodin läpi suorittaen kaikki esikääntäjädirektiivit ennen varsinaista kääntämistä. Näihin kuuluvat mm. include-lauseet joilla koodiin lisätään siihen liitetyt kirjastot sekä define-lauseet joilla voidaan määritellä vakioita ja makroja.
Esikääntäjädirektiivit ovat ohjeita, jotka on tarkoitettu esikääntäjälle. Ne puretaan koodista pois ennen varsinaista kääntämistä. Esikääntäjädirektiivit alkavat #-merkillä. Yleisin näistä on include, joka vastaa Pythonin importia. Toinen yleinen on define, jolla tällä kurssilla määritetään vakioita.
Muuttujan esittely tarkoittaa sitä kun muuttujan olemassaolosta kerrotaan ensimmäistä kertaa. Tällöin määritetään muuttujan tyyppi ja nimi, esim. int luku;. Kun muuttuja esitellään, sille varataan paikka muistista, mutta muistiin ei vielä kirjoiteta mitään - muuttujassa on siis muistiin jäänyt arvo. Tästä syystä muuttujat on usein myös hyvä alustaa esittelyn yhteydessä.
Etumerkitön kokonaislukumuuttuja on kokonaisluku jonka kaikki arvot ovat positiivisia. Koska etumerkille ei tarvitse varata bittiä, etumerkittömällä kokonaisluvulla voidaan esittää itseisarvoltaan 2x suurempi luku kuin etumerkillisellä. Etumerkitön kokonaisluku määritetään lisäämällä kokonaislukumuuttujan esittelyyn unsigned-avainsana: unsigned int laskuri;
Heksadesimaaliluvut ovat 16-kantaisia lukuja, joita käytetään erityisesti muistiosoitteiden sekä muistin bittisisällön esittämiseen. Heksadesimaaliluvun edessä on tyypillisesti 0x, ja numeroiden lisäksi käytössä ovat kirjaimet A-F jotka vastaavat numeroja 10-15. Heksadesimaalilukuja käytetään koska yksi numero vastaa aina tasan neljää bittiä, joten muunnokset binääriin ja takaisin ovat helppoja.
Iteroitava objekti on sellainen, jonka voi antaa silmukalle läpikäytäväksi (Pythonissa for-silmukalle). Tähän joukkoon kuuluvat yleisimpinä listat, merkkijonot ja generaattorit. C:ssä ei ole silmukkaa, joka vastaisi Pythonin for-silmukan toimintaa, joten taulukoiden yms. läpikäynti tehdään indeksiä kasvattavilla silmukoilla.
Kirjasto on tyypillisesti yhteen rajattuun tarkoitukseen tehty työkalupakki, joka yleensä sisältää nipun funktioita. Kirjastot otetaan käyttöön include-esikääntäjädirektiivillä. Jos kirjasto ei kuulu C:n sisäänrakennettuihin, sen käyttöönotto täytyy myös kertoa kääntäjälle.
Kokonaisluvut itsessään ovat tuttuja varmaan tässä vaiheessa, mutta C:ssä niitä on monenlaisia. Kokonaisluvuille nimittäin määritellään kuinka monella bitillä ne esitetään sekä se, onko luvussa etumerkkiä. Koska tietyllä bittimäärällä voidaan esittää vain rajallinen määrä eri lukuja (2 ^ n), etumerkillisissä luvuissa maksimiarvo on yhden bitin verran pienempi (2 ^ (n - 1)). Pienin kokonaisluku on 8-bittinen.
Kommentti on kooditiedostossa olevaa tekstiä, joka ohitetaan kun koodia suoritetaan. Kussakin kielessä on oma tapansa sille miten rivi merkitään kommentiksi. Pythonissa se on #-merkki, C:ssä //. Lisäksi C:ssä voi merkitä useita rivejä kommenteiksi kerralla - kommentti aloitetaan tällöin /*-merkkiparilla ja päätetään */-merkkiparilla. Kaikki näiden välissä tulkitaan kommentiksi.
Komplementti on negatiivisten lukujen esitystapa, jossa luvun etumerkki muutetaan kääntämällä sen kaikki bitit. Kahden komplementissa, jota tällä kurssilla käytetään, käännön jälkeen lisätään tulokseen 1. Tarkempaa tietoa löydät lukujärjestelmiä käsittelevästä oheismateriaalista.
Konekieli muodostuu käskyistä jotka laitteen prosessori ymmärtää. Konekieltä kutsutaan yleensä Assemblyksi ja se on alin taso jolla ihmisen on mielekästä antaa ohjeita tietokoneelle. Konekieltä käytetään tällä kurssilla loppuossa, joten siihen ei johdatuskurssia suorittavien tarvitse perehtyä.
Koodilohko on joukko koodirivejä, jotka kuuluvat jollain tavalla yhteen eli ne ovat samassa kontekstissa. Esimerkiksi ehtorakenteessa kunkin ehdon alla on oma koodilohkonsa. Samoin funktion sisältö on oma koodilohkonsa. Koodilohkot voivat sisältää muita koodilohkoja. Pythonissa koodilohkot erotetaan toisistaan sisennyksellä; C:ssä koodilohkon alku ja loppu merkitään aaltosulkeilla {}
Käskykanta määrittää mitä käskyjä laitteen prosessori osaa. Nämä käskyt muodostavat prosessoriarkkitehtuurin konekielen.
Kääntäjä on ohjelma, joka kääntää C-kielisen koodin konekieliseksi binääritiedostoksi, jonka tietokoneen prosessori osaa suorittaa. Kääntäjä myös tutkii koodin ja ilmoittaa siinä olevista virheistä sekä antaa varoituksia potentiaalisista ongelmista koodissa. Kääntäjän toimintaa voi ohjata lukuisilla asetuslipuilla.
Lause on ohjelmointikielessä nimitys yksittäiselle suoritettavalle asialle, joka on yleensä yksi koodirivi.
Liukuluku (engl. floating point number, lyh. float) on tietokoneiden käyttämä desimaaliluvun approksimaatio. Tietokoneet eivät arkkitehtuurinsa vuoksi pysty käsittelemään oikeita desimaalilukuja, joten niiden tilalla käytetään liukulukuja. Liukuluvut saattavat aiheuttaa pyöristysvirheitä - tämä on hyvä pitää mielessä niitä käyttäessä. C:ssä liukulukuja on yleensä kahta eri tarkkuutta: float ja double, joista jälkimmäisessä on nimensä mukaisesti 2 kertaa enemmän bittejä.
Looginen operaatio viittaa Boolen algebran operaatiohin, joissa käsitellään totuusarvoja. Tyypillisiä loogisia operaatioita ovat ehtolauseista tutut and, not ja or. C:ssä tunnetaan myös bittikohtaiset loogiset operaatiot jotka toimivat samalla logiikalla, mutta vaikuttavat jokaiseen bittiin erikseen.
Makro on alias, jolla määritetään tietty avainsana korvattavaksi koodinpätkällä. Hyvin käytettynä tällä voidaan joissain tilanteissa saada aikaan parempaa luettavuutta, mutta helposti käy toisin. Makroilla ei kannata tämän kurssin puitteissa leikkiä, kunhan tietää mistä on kyse jos niihin joskus törmää.
Merkki on nimensä mukaisesti yksi merkki. Merkki voidaan tulkita ASCII-merkkinä mutta sitä voidaan käyttää koodissa myös kokonaislukuna, koska se on pienin esitettävissä oleva kokonaisluku. Merkin koko on 1 tavu. Merkki merkitään yksinkertaisilla lainausmerkeillä, esim. 'c'.
Pythonissa kaikki teksti käsiteltiin merkkijonoissa, eikä siinä esim. ollut erillistä muuttujatyyppiä yksittäiselle merkille. C:ssä puolestaan ei ole varsinaista merkkijonomuuttujatyyppiä lainkaan - on ainoastaan merkeistä koostuvia taulukoita, joille on oma määrittelytapansa. Näillä taulukoilla on ennaltamäärätty pituus. "Merkkijonon" voi määritellä C:ssä char elain[5] = "aasi"; jossa numero kertoo merkkitaulukon koon ja on merkkien määrä + 1, koska lopetusmerkki '\0' lisätään tässä alustustavassa automaattisesti loppuun.
Metodi on funktio, joka on osa objektia eli objektin ominaisuus, jolla objekti usein muuttaa omaa tilaansa. Metodia kutsuttaessa käsiteltävä objekti tulee kutsun eteen: arvosanat.sort().
Kaikki suoritettavien ohjelmien käsittelemä data on tietokoneen muistissa ajon aikana. Tietokoneen muisti muodostuu muistipaikoista, joilla on muistiosoite sekä sisältö. Kaikki muistipaikat ovat saman kokoisia - jos talletettava tietomäärä on tätä suurempi, varataan useampi (peräkkäinen) muistipaikka.
Pythonissa objektit eroteltiin muuntuviin ja muuntumattomiin. Muuntumaton arvo oli sellainen, jonka sisältö ei voi muuttua - kaikki operaatiot jotka näennäisesti muuttavat arvoa tosiasiassa luovat siitä uuden kopion, joka yleensä sijaitsee uudessa muistipaikassa. Esimerkiksi merkkijonot olivat tyypillinen muuntumaton tyyppi Pythonissa. C:ssä tätä erottelua ei tarvita, koska muuttujien ja muistipaikkojen suhde on tiiviimpi - sama muuttuja osoittaa koko ohjelman suorituksen ajan tiettyyn muistipaikkaan.
Objekti, joskus myös olio, on Pythonissa yleistä terminologiaa. Kutsuimme objekteja pääasiassa arvoiksi alkeiskurssilla, mutta Pythonissa kaikkea voi käsitellä objekteina - tämä tarkoittaa, että mihin tahansa voidaan viitata muuttujilla (esim. funktion voi sijoittaa muuttujaan). Objekti-termiä käytetään tyypillisesti oliopohjaisissa kielissä (kuten Python). C ei kuulu tähän joukkoon.
Ohjausrakenne on yleisnimitys koodirakenteille, jotka hallitsevat jollain tavalla ohjelman suorituksen kulkua. Näihin rakenteisiin lukeutuvat ehtorakenteet sekä toistorakenteet. Myös poikkeusten käsittely voidaan lukea tähän joukkoon.
Koodin optimointi tarkoittaa sitä, että sen suorituskykyä parannetaan tyypillisesti joko vähentämällä aikaa, joka sen suoritukseen kuluu tai vähentämällä muistin käyttöä. Optimoinnista on hyvin tärkeää ymmärtää, että sitä ei koskaan kannata tehdä jos ei ole pakko - optimointia siis tehdään vasta kun koodi oikeasti toimii hitaasti tai kuluttaa liikaa muistia. Optimointia ei myöskään kannata tehdä sokkona - koodista tulee ensin tunnistaa mitkä ovat sen pullonkaulat eli ne osat jotka tuhlaavat eniten resursseja.
Osoitin (pointer) on C:ssä erityinen muuttujatyyppi. Osoitinmuuttuja sisältää muistiosoitteen, josta varsinainen arvo löytyy - ne toimivat siis tietyllä tapaa kuin Pythonin muuttujat. Muuttuja määritellään osoittimeksi lisäämällä tyypin perään * esittelyrivillä, esim. int* luku_os luo luku_os-muuttujan, joka on osoitin int-tyyppiseen arvoon. Osoittimen osoittaman muistialueen sisällön voi hakea käyttöön merkinnällä *luku_os ja vastaavasti jonkin muuttujan muistipaikan osoitteen saa merkinnällä &luku. Osoittimille on omistettu kokonainen materiaali (4).
Otsikkotiedosto on .h-päätteellä merkitty tiedosto, joka sisältää otsikkotiedot (funktioiden prototyypit, tietotyyppien määrittelyt yms) saman nimiselle .c-tiedostolle.
Otsikkotiedot ovat C-koodissa ja erityisesti kirjastojen yhteydessä eräänlainen muotti koodista. Tyypillisen otsikkotieto on funktion prototyyppi, jolla kerrotaan mitä funktio palauttaa ja mitä argumentteja sille annetaan. Rivi on sama kuin funktion varsinainen määrittely. Muita otsikkotietoja ovat mm. tietotyyppien ja vakioiden määrittelyt. Otsikkotiedot voivat sijaita kooditiedoston alussa, mutta erityisesti kirjastojen osalta ne ovat yleensä erillisessä .h-tiedostossa.
Paikanpidin on merkkijonojen muotoilussa käytetty termi, jolla esitetään kohta merkkijonossa, johon sijoitetaan esim. muuttujan arvo ohjelman suorituksen aikana. Pythonissa format-metodia käytettäessä paikanpitimiä merkittiin aaltosulkeilla (esim. {:.2f}). C:ssä käytetään %-merkkiä jota seuraa paikanpitimen määrittely, josta erityisen tärkeä osa on muuttujatyypin määrittely. Esimerkiksi "%c" ottaa vastaan char-tyyppisen muuttujan.
Paluuarvo on nimitys arvolle tai arvoille jotka funktio palauttaa kun sen suoritus päättyy. C:ssä funktioilla voi olla vain yksi paluuarvo, Pythonissa niitä voi olla useita. Koodia lukiessa paluuarvoa voi käsitellä päässään siten, että funktiokutsun paikalle sijoitetaan funktion paluuarvo sen jälkeen kun funktio on suoritettu.
Parametri on funktion määrittelyssä nimetty muuttuja. Parametreihin sijoitetaan funktion saamat argumentit. Parametri on siis nimitys jota käytetään kun puhutaan arvojen siirtymisestä funktion näkökulmasta. Tätä erottelua ei aina tehdä, vaan joskus puhutaan pelkästään argumenteista.
Poikkeus on ohjelmointikielessä määritelty virhetilanne. Poikkeuksella on tyyppi (esim. TypeError), jota voi käyttää poikkeuksen käsittelyssä ohjelman sisällä sekä myös apuna virhetilanteen ratkaisussa. Tyypillisesti poikkeukseen liitetään myös viesti, joka kertoo mistä ongelmassa on kyse.
Prototyyppi määrittelee funktion paluuarvon tyypin, nimen sekä kaikki argumentit ennen funktion varsinaista esittelyä. Kunkin funktion prototyypin tulisi löytyä joko kooditiedoston alusta tai erillisestä otsikkotiedostosta (.h). Prototyypin määrittely on kopio funktion varsinaisesti määrittelyrivistä.
Pythonin for-silmukka vastaa toiminnaltaan useimmissa kielissä olevaa foreach-silmukkaa. Se käy läpi sekvenssin -esim. listan - jäsen kerrallaan, ottaen kulloinkin käsittelyssä olevan jäsenen talteen silmukkamuuttujaan. Silmukka loppuu, kun iteroitava sekvenssi päättyy.
Merkkijonojen format-metodi on Pythonissa tehokas tapa sisällyttää muuttujien arvoja tulostettavaan tai tallennettavaan tekstiin. Merkkijonoon määritetään paikanpitimiä (esim: {:.2f}) joihin sijoitetaan format-metodin argumentit.
Python-funktiolla voi olla valinnaisia parametreja, joilla on asetettu oletusarvo. Argumenttien arvot siirtyvät parametreihin viittauksen kautta, joten funktion sisällä käsitellyt arvot ovat samoja kuin sen ulkopuolella käsitellyt - niillä on vain eri nimet. Python-funktiolla voi olla useita paluuarvoja.
Pythonin import-lauseella otettiin käyttöön moduuleja/kirjastoja - joko Pythonin mukana tulevia, muualta ladattuja tai itsekirjoitettuja. Pythonin import-lauseelle erityistä on, että oletuksena tuotuihin funktioihin ym. päästään käsiksi moduulin nimen kautta (esim. math.sin. C:ssä importia vastaa include, ja se tuo nimet suoraan ohjelman omaan nimiavaruuteen.
Interaktiivinen Python-tulkki tai Python-konsoli on ohjelma, johon voi kirjoittaa Python-koodirivejä. Nimitys "interaktiivinen" tulee siitä, että koodirivi suoritetaan välittömästi sen syöttämisen jälkeen, ja ohjelma näyttää käyttäjälle koodirivin tuottaman paluuarvon (esim. matemaattisen operaation tuloksen).
Pythonin lista osoittautui Ohjelmoinnin alkeissa hyvin tehokkaaksi työkaluksi. Se on järjestetty kokoelma arvoja. Listan monikäyttöisyys johtuu siitä, että sen koko on dynaaminen (eli suorituksen aikana muuttuva) minkä lisäksi se voi sisältää mitä tahansa arvoja - myös sekaisin. Samassa listassa voi siis olla useita erityyppisiä arvoja. Listat voivat tietenkin sisältää myös listoja tai muita tietorakenteita jne.
Kuten Ohjelmoinnin alkeissa opittiin, Python-muuttuja on viittaus arvoon, eli yhteys muuttujan nimen ja tietokoneen muistissa olevan arvon välillä. Python-muuttujilla ei ole tyyppiä, mutta arvoilla on. Arvon kelpaavuus kokeillaan koodia suorittaessa tilannekohtaisesti. Tässä suhteessa ne siis eroavat toiminnaltaan C:n muuttujista, ja niiden toiminta muistuttaa usein enemmän C:n osoittimia.
Pythonissa pääohjelma on se osa koodia, joka suoritetaan kun ohjelma käynnistetään. Pääohjelma sijaitsee tyypillisesti koodin lopussa, ja useimmiten if __name__ == "__main__":-lauseen alla. C:ssä ei ole varsinaista pääohjelmaa, siinä suoritus aloitetaan oletuksena main-nimisestä funktiosta.
Python-tulkki on ohjelma, joka muuttaa Python-koodin tietokoneelle annettaviksi ohjeiksi. Se vastaa niin kooditiedostojen kuin myös interaktiiviseen Python-tulkkiin kirjoitettujen komentojen suorittamisesta. Tällä kurssilla sanalla tulkki viitataan kuitenkin useimmiten nimenomaan interaktiiviseen Python-tulkkiin.
Pääfunktio on C:ssä ohjelman aloituspiste ja se korvaa Pythonista tutun pääohjelman. Oletuksena pääfunktion nimi on main ja se määritellään yksinkertaisimmillaan int main().
Resurssi viittaa laitteiston käytössä olevaan prosessoritehoon, muistiin, oheislaitteet jne. Se käsittää siis kaikki rajoitteet sille millaista ohjelmakoodia voidaan ajaa sekä sen, mitä ohjelmakoodilla voidaan tehdä. Tietokoneilla resurssit ovat ohjelmointiopiskelijan näkökulmasta aika rajattomat, mutta sulautetuilla järjestelmillä rajat voivat hyvinkin tulla vastaan.
C käyttää staattista tyypitystä. Se tarkoittaa sitä, että muuttujien tyypit määritellään kun ne luodaan ja muuttujaan ei voida sijoittaa erityyppistä arvoa. Lisäksi arvon kelvollisuus määritellään koodia suorittaessa sen tyypin perusteella (tai oikeastaan tämä tehdään jo käännösvaiheessa). Pythonissa taas käytetään dynaamista eli ankkatyypistystä.
Syntaksi (engl. syntax) on koodin kielioppi. Esimerkiksi Pythonin syntaksi määrittää, millainen teksti on tulkittavissa Python-koodiksi. Jos teksti ei noudata koodin syntaksia, sitä ei voida suorittaa tai C:n tapauksessa kääntää. Syntaksi antaa myös koodaajalle tietoa siitä, missä muodossa halutunlainen ohje tulee antaa.
Taulukko (array) on ohjelmointikielissä yleinen tietorakenne, joka sisältää useita (yleensä) samantyyppisiä arvoja. C:n taulukot ovat staattisia - niiden koko tulee määritellä taulukon esittelyn yhteydessä - ja taulukossa voi olla vain samantyyppisiä muuttujia (myös tyyppi määritellään esittelyssä).
Yhden muistipaikan koko on yksi tavu (byte) - tyypillisesti 8 bittiä. Tavu on siis pienin yksikkö joka voidaan osoittaa tietokoneen muistista. Muuttujien tyyppien varaamat muistialueet lasketaan tavuissa.
Terminaali, komentokehote ja komentorivi ovat eri nimiä käyttöjärjestelmän tekstipohjaiselle käyttöikkunalle. Windowsissa komentoriville pääsee kun kirjoittaa suorita...-ikkunaan cmd. Komentorivillä annetaan tekstikomentoja käyttöjärjestelmälle. Tällä kurssilla pääasiassa siirrytään cd-komennolla hakemistosta toiseen ja käytetään kääntäjää kooditiedostojen kääntämiseen sekä suoritetaan käännettyjä koodeja.
Tietorakenne on yleisnimitys kokoelmille jotka sisältävät useita arvoja. Pythonissa näitä olivat mm. lista, monikko ja sanakirja. C:ssä taas yleisimmät tietorakenteet ovat taulukot (array) ja tietueet (struct).
Tietokoneen muistissa oleva data on pelkästään bittejä, mutta muuttujilla on tyyppi. Tyyppi kertoo millä tavalla muistissa olevat bitit pitää tulkita. Se kertoo myös kuinka suuresta määrästä bittejä muuttujan arvo muodostuu. Tyyppejä ovat esim int, float ja char.
Tyyppimuunnos on operaatio jossa muuttuja muutetaan toisentyyppiseksi. Alkeiskurssilla tätä tehtiin pääasiassa int- ja float-funktioilla. C:ssä tyyppimuunnos merkitään hieman toisin: liukuluku = (float) kokonaisluku. Huomioitavaa on myös, että operaation tulos voidaan tallentaa ainoastaan muuttujaan jonka tyyppi on kohdetyyppiä (esimerkissä float). Pythonissa nähdyt luku = int(luku)-temput eivät siis onnistu.
Varoitusviesti on ilmoitus siitä, että ohjelman suorituksessa tai - erityisesti tällä kurssilla - sen kääntämisessä kohdattiin jotain epäilyttävää, joka saattaa johtaa virhetilanteisiin, mutta ei suoraan estä ohjelman käyttöä. Yleisesti ottaen kaikki varoitukset on syytä korjata ohjelman toiminnan vakauttamiseksi.
Virheviestiksi kutsutaan tietokoneen antamaa virheilmoitusta joko koodia kääntäessä tai ohjelmaa suorittaessa. Virheviesti tyypillisesti sisältää tietoa kohdatusta ongelmasta ja sen sijainnista.
C:ssä main-funktio on ohjelman suorituksen aloituspiste kun ohjelma käynnistetään. Ohjelman komentoriviargumentit tulevat main-funktiolle (mutta niitä ei ole pakko vastaanottaa), ja sen palautusarvon tyyppi on int. Lyhimmillään main-funktion voi siis määritellä: int main().
C:ssä yksi tulostustapa on printf-funktio, joka muistuttaa pääasiassa Pythonin print-funktiota. Sille annetaan tulostettava merkkijono, sekä lisäksi merkkijonoon sijoitettavat arvot mikäli on käytetty paikanpitimiä. Toisin kuin Pythonin print, printf ei automaattisesti lisää rivinvaihtoa, joten loppuun on yleensä syytä lisätä \n.
Silmukoista while pohjautuu toistoon ehdon tarkastelun kautta - silmukan sisällä olevaa koodilohkoa suoritetaan niin kauan kuin silmukalle annettu ehto on tosi. Ehto määritetään samalla tavalla kuin ehtolauseissa, esim: while (summa < 21).