# Programmieren1 at Hochschule Aalen

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Abstrahierend

Formale Sprachen

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Determinismus

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Finitheit (Statisch & Dynamisch)

Terminierung

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Was ist eine Programmiersprache

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Zeichen

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Zeichenvorrat

Wort

Determiniertheit

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Was bedeutet Programmiersprache

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Sprache und Grammatik in der Informatik

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Programmieren1

Abstrahierend

1. Löst Klasse von Problemen, nicht nur ein Problem
2. Man braucht z.B. keinen Algorithmus dafür ein einziges Mal 2+2 auszurechnen.
• Hat man allerdings jetzt einen Algorithmus, der mir X + Y für beliebige Zahlen ausrechnen kann, ist er abstrahierend!

Programmieren1

Formale Sprachen

● Syntax von künstlichen Sprachen = formale Sprache über einem Alphabet.

● Formale Sprache (Informatik) = Sprache L + konstruktive Definitionsvorschrift

● Konstruktive Definitionsvorschrift

▪ = Grammatik, die die Sprache L erzeugt. ODER

▪ = Maschine die die Sprache L erkennt.

Programmieren1

Determinismus

1. Deterministisch
• Wenn zu jedem Zeitpunkt seiner Ausführung maximal eine Möglichkeit der Fortsetzung existiert
• Z.B. X + Y, da ist gegeben, dass er erst die erste zahl nimmt, dann die zweite, die addiert und das Ergebnis ausspuckt, gibt keine Variation
2. Nichtdeterministisch
• Ein Algorithmus hat an mindestens einer Stelle zwei oder Mehr Möglichkeiten der Fortsetzung bestehen und die nach Belieben ausgewählt werden kann
• Z.B. beim Navi, 1000 verschiedene Routen gibt es zu einem Punkt zu kommen
• Werden meistens angewendet, wenn exakter Lösungsweg zu hohe Komplexität besitzt

Programmieren1

Finitheit (Statisch & Dynamisch)

1. Statische Finitheit
• Algorithmus ist von endlicher Länge
• D.h. der source code muss irgendwann ein Ende haben, darf nicht unendlich lang sein. Es muss eine vordefinierte Anzahl an Schritten/Regeln geben
2. Dynamische Finitheit
• Die während der Abarbeitung des Algorithmus entstehenden Datenstrukturen und Zwischenergebnisse belegen nur endlich viel Platz

Programmieren1

Terminierung
1. Terminierend
• Algorithmus liefert Ergebnis nach bestimmter Zahl von Schritten und dann aufhört. (Im Prinzip egal wie viele Anzahl an Arbeitsschritten, aber der muss halt irgendwann „aufhören“ zu rechnen.
2. Nichtterminierend
• Algorithmus der für immer laufen kann
• Z.B. Qualitätskontrolle am Laufband, der soll ja auch nicht nach X teilen aufhören zu arbeiten, sondern weiterlaufen bis man den Strom abstellt

Programmieren1

Was ist eine Programmiersprache

• Eine Programmiersprache ist eine „künstliche“ Sprache.
• Künstliche Sprachen werden anhand fester Regeln (Syntax, Grammatik) aufgebaut.
• Künstliche Sprachen besitzen ein festes (erweiterbares) endliches Grundvokabular.
• Wörter und Sätze besitzen eine wohldefinierte Bedeutung (Semantik).

• Ein Programm muss zuallererst syntaktisch korrekt sein.
• Wird durch den sog. Compiler oder den Interpreter überprüft.
• → Compiler wandelt (übersetzt) Programm-Code in Maschinen-Code. – Maschinen-Code enthält dann die Semantik, also z.B. die Berechnungsvorschrift – Bei syntaktischen Fehlern bricht Compiler ab → es wird kein Maschinen-Code erzeugt.

Programmieren1

Zeichen

Elemente eines Zeichenvorrats.

Programmieren1

Zeichenvorrat

endliche Menge unterscheidbarer, in bestimmtem Kontext nicht weiter zerlegbare Objekte (z.B. Buchstaben, Bilder, Symbole, Töne)

Programmieren1

Wort

endlichen Folge von Terminalen und Nichtterminalen

Programmieren1

Determiniertheit

1. Determiniert
• Bei Wiederholung eines Algorithmus mit gleichen Eingabewerten und Startbedingungen liefert dieser immer das gleiche Ergebnis
• Z.b. 1+1 ist immer 2
2. Nichtdeterminiert
• Mit selben eingabewerten und Startbedingungen können unterschiedliche Ergebnisse berechnet werden
• Z.B.“Spuck mir eine zufällige Zahl aus, durch die 1000 teilbar ist“
1. Kann 2 sein, 5, 10, …

Programmieren1

Was bedeutet Programmiersprache

Der Rechner muss also Syntax einer Programmiersprache und Semantik eines Programms verstehen!

Der Programmierer muss ebenfalls Syntax einer Programmiersprache verstehen und syntaktisch und semantisch richtig anwenden, um eine Algorithmus zu schreiben, der von einem Rechner richtig abgearbeitet werden kann!

Programmieren1

Sprache und Grammatik in der Informatik

● In der Informatik ...

▪ kann ein Algorithmus als Übergangsfunktion definiert werden, der zur Ausführung noch eine Maschine benötigt.

● Rechner setzen Algorithmen durch schrittweise Abarbeitung von Programmen um.

● Programme sind in einer Programmiersprache verfasst.

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