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Programmierlogik

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Algorithmus

Nach dem arabischen Mathematiker Al Chwarismi (ca. 820 n. Chr.) gebildetes Wort für Rechenanweisung.
Der Algorithmus nennt die Folge von Schritten, die benötigt werden, um Aufgaben über logische oder mathematische Probleme zu lösen.
Ein Algorithmus ist also ein allgemeines und eindeutiges Verfahren zur Lösung gleichartiger Probleme. Er besteht aus elementaren Anweisungen, die nach einerendlichen Zahl von Schritten das gewünschte Ergebnis ermitteln.

Drei wichtige Grundgedanken:

 

Ein Algorithmus ist ein System von Grundoperationen

Eine endliche Folge von eindeutig bestimmten Anweisungen zur Lösung von Aufgaben einer Aufgabenklasse. Für die Folge der Grundoperationen sind zwei Fälle möglich:

Algorithmen sollen so formuliert sein, dass sie

 

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Darstellungsmittel für Algorithmen

 

 

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Darstellungstechniken

 

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Programmablaufplan (PAP)

Hilfsmittel zur grafischen Zerlegung eines Problems in Arbeitsschritte, die der Computerlogik entsprechen. Er zeigt in grafischer Form alle Operationen, die das Programm durchführen soll, sowie alle Programmverzweigungen.
Der PAP mag dem Laien als die verständlichste Darstellung eines logischen Ablaufs erscheinen. Dies trifft jedoch nur auf relativ kurze Abläufe zu. Je umfangreicher und stärker vernetzt die Abläufe dargestellt werden, desto undurchsichtiger wird ein Ablaufplan und um so schwieriger wird es, nachträglich Änderungen vorzunehmen.

Symbole des PAP:

abgerundetes Rechteck stelle Anfang und Ende darstellt Anfang und Ende dar
Rechteck ist ein Verarbeitungsschrittstellt einen Verarbeitungsschritt dar
Raute stellt eine Programmverzweigung darstellt Programmverzweigung dar
Recheck mit Abschnitt rechts und links verweisst auf ein Unterprogrammweißt auf Unterprogramm hin
Pfeil stellt die Verbindung der einzelnen Schritte darstellt die Reihenfolge (Verbindung) der einzelnen Schritte dar
Kreis stellt Ablaufunterbrechung darstellt Ablaufunterbrechung wegen z. B. Platzmangel dar

Beispiel ProgrammablaufplanBild anklicken

 

 

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Struktogramme

Diese Darstellungsform, entwickelt von J. Nassi und B. Shneiderman, befolgt die wesentlichen Grundsätze der strukturierten Programmierung. Daher auch der Name Struktogramm oder auch Nasi-Shneiderman-Diagramm.
Es gibt keine Ablauflinien in Form von Verbindungslinien für den Programmablauf. Bei der Entwicklung kann das Problem erst als ein einziger Strukturblock dargestellt werden, der dann schrittweise in immer detailliertere weitere Strukturblöcke unterteilt wird.

Darstellungsform ist ein Rechteck. Es kann jede beliebige Operation beschrieben werden.

Werden mehrere Verarbeitungsschritte innerhalb eines Programms öfters benötigt, können sie unter anderem Namen zu einem Block zusammengefasst und jederzeit von anderen Stellen des Struktogramms aufgerufen werden.

Struktogramm

Um eine Verzweigung darzustellen, wird in dem mittleren oberen Beriech die zu prüfende Bedingung geschrieben. Der linke Bereich sellt den Ja-Zweig dar, der rechte den Nein-Zweig. Unter diesen Zweigen kann wieder jeder beliebe Strukturblock erscheinen.

Struktogramm Verzweigung

 

Strukturbausteine für Schleifen (Wiederholungen)

kopfgesteuert Schleife:
Die zu wiederholenden Anweisungen werden ausgeführt, wenn die Bedingung im Schleifenkopf wahr ist. Diese Bedingung wird bereits vor dem ersten Eintritt in den Schleifenrumpf geprüft, so dass dieser möglicherweise ie durchlaufen wird. Ist die Bedingung falsch, wird mit der auf die Schleife folgenden Anweisung fortgefahren.
Die Schleifenbedingung heißt hier Eintrittsbedingung.

kopfgesteuerte Schleife

 

fußgesteuerte Schleife:
Der Schleifenrumpf einer fußgesteuerten Schleife wird auf jeden Fall einmaldurchlaufen. Er wird im folgenden immer dann durchlaufen, wenn die Bedingung im falsch ist. Ist die Bedingung im Schleifenfuß wahr, wird die auf die Schleife folgende Anweisung durchgeführt.
Die Schleifenbedingung heißt hier Abbruchbedingung.

fussgesteuerte Schleife

 

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Daten und Datentypen

Als Daten bezeichnet man Informationen, die vom Computern verarbeitet werden können.
Je nach dem, ob die Verarbeitung den Inhalt der Informationen verändert oder nicht, unterscheidet man zwischen Variablen und Konstanten.

Bezüglich ihrer Eigenschaften werden Daten in Datentypen klassifiziert.
Ein Datentyp legt dann fest

 

Datentyp
einfacher Datentypstrukturierter Datentyp
IntegerTabelle
RealSatz (Record)
CharacterDatei
AufzählungstypenListe
BooleanBaum
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Einfache Datentypen

Die bisher beschriebenen Datentypen sind nicht weiter unterteilbar Einheiten. Für diese Datentypen ist eine Ordnung definiert, d. h. die Daten eines Datentyps sind untereinander vergleichbar ( = < >). Daher nennt man sie auch skalare Datentypen

Fasst man mehrere skalare Daten (möglicherweise unterschiedlichen Datentyps) zu einer Einheit zusammen, die unter einem Namen angesprochen werden kann, so spricht man von strukturierten Datentypen.

 

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Strukturierte Datentypen

 

Tabellen

Eine Tabelle (Array) fasstmehrere Daten gleichen Typs zu einem Datenfeld zusammen. Die einzelnen Bestandteile dieses Datenfeldes heißen Tabellenelemente. Ein bestimmtes Tabellenelement kann über einen Index angesprochen werden. Die Indexvariable muss ein skalarer Datentyp sein.

Es gilt:

1-dimensionale Tabelle

     

 

2-dimensionale Tabelle

     
     
     

 

Sätze (Record)

Ein Record faßt Daten verschiedenen Typs zu einer Einheit zusammen. Ein Satz wird durch die Aufzählung seiner Bestandteile definiert, wobei jeder einzelne Bestandteil einen Namen erhält. Über diese Namen erfolgt der Zugriff auf die einzelnen Felder eines Satzes.

Da der Satzaufbau während der Verarbeitung nicht geändert werden kann, liegt wie bei der Tabelle ein statishcer Strukturtyp vor.

 

Datei

Eine Datei (File) ist eine Zusammenfassung von mehreren Datensätzen zu einer Einheit unter einem eigenen Namen. In der EDV sind Dateien meist auf speziellen Medien gespeichert.

In Dateien kann man lesen, auf Dateien kann man schreiben.

Bei der Dateiverarbeitung kann festgelegt werden, wo die Datei zu Ende ist. Vor der Verarbeitung muß eine Datei geöffnet werden, nach der Verarbeitung muss sie geschlossen werden.

 

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Dateiorganisationsformen

 

 

 

Quellen:
InBit, Paderborn

IT-Ausbildung, Band3
Entwickeln und Bereitstellen von Anwendungssystemen, Medien-Institut Bremen


© Petra Budde