Inhalt. n Algorithmus. n Euklidscher Algorithmus. n Sortieren. n Programmiersprachen. n Entwicklungsschritte eines Programms.

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1 Inhalt Algorithmus Euklidscher Algorithmus Sortieren Programmiersprachen Entwicklungsschritte eines Programms Algorithmen 1

2 Algorithmus Eindeutige Beschreibung eines allgemeinen Verfahrens unter Verwendung ausführbarer elementarer (Verarbeitungs-)Schritte Verfahren zur Problemlösung, das sich auf einem Computer implementieren lässt Die Lösung eines komplexen Problems wird auf die Lösung von (oft sehr vielen) einfacheren Problemen zurückgeführt. Algorithmen 2

3 Euklidscher Algorithmus (ca. 300 v. Chr.) Gesucht: Größter gemeinsamer Teiler (ggt) zweier natürlicher Zahlen p und q Algorithmus: 1. Dividiere ganzzahlig p durch q; Ergebnis: Rest r zwischen 0 und q Wenn r = 0, dann gilt: ggt = q; Suche beendet. sonst benenne um: bisheriges q in p; bisheriges r in q 3. Wiederhole Schritt 1. und 2. bis r = 0 ist. also als "Pseudo-Code": r = p modulo q solange r ungleich 0 p = q q = r r = p modulo q Gib aus: ggt ist q Algorithmen 3

4 Euklidscher Algorithmus (Beispiel) Schritt p q r Anfang ggt=18 Algorithmen 4

5 Algorithmus: Sortieren von Namen Ausgangssituation: Unsortierte Namensliste Meier Albert Voigt Siebert Schulze Friedrich Niemann Heinrich Algorithmus: Suche Kleinsten: Albert auf Platz 2 Setze Kleinsten an Stelle 1 und den von Stelle 1 auf den alten Platz vom Kleinsten: Albert Meier Voigt Siebert Schulze Friedrich Niemann Heinrich Wiederhole diese beiden Schritte für den unsortierten Teil der Liste Albert Friedrich Voigt Siebert Schulze Meier Niemann Heinrich insgesamt (n-1)-mal Albert Friedrich Heinrich Siebert Schulze Meier Niemann Voigt Albert Friedrich Heinrich Meier Schulze Siebert Niemann Voigt Albert Friedrich Heinrich Meier Niemann Siebert Schulze Voigt Albert Friedrich Heinrich Meier Niemann Schulze Siebert Voigt Albert Friedrich Heinrich Meier Niemann Schulze Siebert Voigt Algorithmen 5

6 Struktogramm Sequenz (Folge) ja Bedingung nein Alternative (Verzweigung) Zyklus-Spezifikation Zyklus (Schleife) Algorithmen 6

7 Sortieren von Namen (SelectionSort) LIES (z); für i von 1 bis z Lies (name[i]); für j von 1 bis (z-1) min = name[j]; pos = j; für i von (j+1) bis z ja name[i] < min? nein min = name[i]; pos = i; name[pos] = name[j]; name[j] = min; für i von 1 bis z SCHREIBE (name[i]); Algorithmen 7

8 Programmiersprachen: Klassifikation Maschinensprachen prozessorabhängige Codierung von Befehlen, Adressen und Daten als Bitmuster Maschinenorientierte Programmiersprachen (Assembler-Sprachen) prozessorabhängige mnemonische Codierung von Befehlen, Adressen und Daten; ein Assembler-Befehl ergibt einen Maschinenbefehl Problemorientierte Programmiersprachen den zu bearbeitenden (z.b. nummerischen, kommerziellen, technischen,...) Problemen angepasste Formulierung von Programmen eine Anweisung ergibt viele Maschinenbefehle portabel, da prozessorunabhängig Algorithmen 8

9 Programmiersprachen: Beispiele Prozedurale Programmiersprachen: ALGOL (ALGOrithmic Language) FORTRAN (FORmula TRANslator) COBOL (COmmon Business Oriented Language) PASCAL C Funktionale Programmiersprachen: LISP, Haskell Scala, F# Logische Programmiersprachen: PROLOG Algorithmen 9

10 Programmiersprachen: Beispiele Objektorientierte Programmiersprachen: SMALLTALK EIFFEL C++ Java C# Skriptsprachen: Perl (Practical Extraction and Report Language) Python PHP (Hypertext Preprocessor, Personal Home Page Tools) Javascript Ruby Algorithmen 10

11 Entwicklungsschritte eines Programms Spezifikation der Aufgabenstellung Entwicklung des Algorithmus Datenentwurf Eingabedaten, Ausgabedaten, Zwischenwerte / Konstanten, Variablen Datentypen (Wertebereiche, Genauigkeit,...) / Datenstrukturen Entwurf der Programmstruktur vom Allgemeinen zum Konkreten Zerlegung in Teilprogramme Eingabe - Verarbeitung - Ausgabe Algorithmen 11

12 Entwicklungsschritte eines Programms Implementierung Formulierung in einer Programmiersprache Eingabe Übersetzung Test Dokumentation, Übergabe Algorithmen 12