Wolffried Stucky - Böcker

Die Methode der schrittweisen Verfeinerung führte uns auf der Daten­ seite zu den strukturierten Datentypen und auf der Algorithmenseite zu den Prozeduren. Durch Parameterlisten werden Prozeduren zu einem flexiblen, wiederverwendbaren Konstrukt. Eine Prozedur läßt sich also, sofern sie nur allgemein genug geschrieben ist, in mehreren Pro­ grammen verwenden. Wiederverwendbarkeit von Prozeduren erfordert, daß keine Verände­ rung oder Verwendung globaler Größen vorkommt, daß alle Parame­ tertypen bekannt sind und daß die Prozeduren im verwendenden Programm neu übersetzt werden. Sowohl vom Schreiber der Prozedur als auch von ihrem Verwender wird also Programmierdisziplin gefordert, da eine Prozedur nicht immer unabhängig von ihrer Umgebung ist. Diese Schwächen werden durch Module beseitigt, die noch die wertvolle Eigenschaft mitbringen, die Zerlegbarkeit (Modularisierung) des Programms in einzelne, von­ einander unabhängige Teile zu unterstützen. Stellen wir uns vor, es soll ein größeres Softwareprojekt mit mehreren Mitarbeitern durchgeführt werden. Mit dem gegenwärtigen Kenntnis­ stand würde man wie folgt vorgehen: 232 Kapitel 6 • Zu Beginn eines Softwareprojekts erfolgt die Festlegung der wichtigsten Datenstrukturen, • dann werden die Teilprobleme getrennt bearbeitet (d.h. die Struk­ turen werden auf unterschiedliche Weise manipuliert).

Das Gebiet der Datenbanksysteme durchläuft in den letzten Jahren eine geradezu stürmische Phase der Entwicklung, so daß es sicher­ lich nicht unproblematisch ist, zum gegenwärtigen Zeitpunkt ein Buch über Datenbanksysteme zu schreiben. Andererseits hat das Ge­ biet inzwischen einen solchen Umfang angenommen - und zugleich ha­ ben sich einige Konzepte ausreichend durchgesetzt -, daß für den­ jenigen, der sich mit dem Gebiet etwas ausführlicher befassen will, dringend eine systematische, auf das Wesentliche beschränkte Ein­ führung benötigt wird. Dieser Versuch wird mit dem vorliegenden Buch unternommen. Wir sind uns darüber im klaren, daß die Stoffauswahl und Tiefe der Behandlung der einzelnen Fragen beim Umfang eines solchen Buches etwas willkürlichen Charakter haben muß. Ziel war es, die wesent­ lichen, weithin anerkannten Konzepte herauszuarbeiten, dabei aber zugleich einen überblick über den Kernbereich des Gesamtgebietes zu geben; einige der jüngsten, noch unsicheren Entwicklungen sind nur angedeutet, Randentwicklungen oder sehr in die Zukunft reichen­ de Ideen konnten nicht vorgestellt werden. Entsprechend dem Wissensstand auf dem Gebiet konnten auch in die­ sem Buch nicht alle Fragen in gleicher Tiefe behandelt werden. Während einige Probleme sehr genau untersucht und verstanden und mit formalen Methoden beschreibbar und analysierbar sind, müssen andere Problemkreise mehr verbal und intuitiv diskutiert werden. Wir haben uns jedoch bemüht, soweit als möglich gängige, aber un­ scharfe Konzepte exakt zu definieren. Das Buch ist in sich abgeschlossen und setzt keine besonderen Ma­ thematik- oder Informatikkenntnisse voraus.

Ein zentraler Begriff der Informatik ist der Begriff des Algorithmus. Wir haben bereits in Band I dieses Grundkurses die Programmiersprache Modula-2 kennengelernt, die wir zum Schreiben von Programmen und damit - mehr oder weniger intuitiv - zur formalen Beschreibung von Algorithmen benutzt haben. In diesem Kapitel soll der Begriff des Algorithmus näher beleuchtet werden. Wir werden ihn hier nicht präzise definieren, denn es gibt eine Viel­ zahl gleichberechtigter, formaler Möglichkeiten, dies zu tun (s. Band IV dieses Grundkurses), aber wir werden uns mit dem Entwurf, den Darstellungsmög­ lichkeiten und wichtigen Eigenschaften von Algorithmen beschäftigen. Ganz allgemein dienen Algorithmen dazu, durch zielgerichtetes Handeln Probleme zu lösen. Ein Algorithmus legt in exakter, unmißverständlicher Weise fest, wie man für ein vorgelegtes Problem zu einer Lösung des Problems kommt, und wir beschreiben dies durch die folgende, vage Charakterisierung (eine genauere Beschreibung der Eigenschaften von Algorithmen folgt später): Ein Algorithmus ist ein exaktes Verfahren zur Lösung eines Problems. 2.1.1 Beobachtungen zu Algorithmen Mit einer Vielzahl von Algorithmen wird jeder bereits frühzeitig in seinem Leben - unabhängig von der Informatik - konfrontiert. Als Beispiele für Prob­ leme, die algorithmisch lösbar sind, kann man nennen: Binden eines Schnürsenkels oder einer Krawatte, Multiplikation zweier natür­ licher Zahlen, Bedienung eines Fahrkartenautomaten, Auswechseln von Zündkerzen, etc.