Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

edeutet wiederum, exakte Prognosen über das betrachtete Programm stellen zu können. Die wichtigsten
Prognosen sind Wirkung des Programms und sein Betriebsmittelbedarf (Zeit und Speicher). Wir werden uns
daher intensiv mit Programmbeweisen, d.h. dem exakten Nachweis, daß eine Vermutung über die Wirkung
eines Programms auch tatsächlich eintritt, befassen und die Korrektheit von Abschätzungen über das Laufzeitverhalten
nachweisen. Die beiden Themen erfordern von Ihnen mehr als die Freude am Basteln. Durch
die neuen Betrachtungsweisen können Sie jedoch über das Konstruieren hinauswachsen zum Entdecker der
notwendigen Zusammenhänge in einem Programm, und damit eröffnet sich Ihnen die neue Dimension der
Ästethik von Programmen. Ich wünsche Ihnen viel Erfolg auf dem steilen Weg zu den Gipfeln, die Ihnen statt
weite Aussichten tiefe Einsichten bieten werden.
Lehrziel
Das Lehrziel des Zyklus “Grundzüge der Informatik I - IV” ist die Einführung in die Fachsystematik und die
Vermittlung der fundamentalen Methoden und Fakten der Informatik. In der Lehrveranstaltung “Grundzüge
der Informatik I” steht die Vermittlung der elementaren Entwurfs- und Programmierfertigkeiten im Vordergrund
(siehe Studienordnung Informatik),
Lehrinhalte
Der Lehrinhalt des Grundstudiums ist in der Studienordnung, die mehr als zehn Jahre alt ist, beschrieben:
Im Zentrum des Grundstudiums der Informatik stehen die Begriffe Algorithmus, Programm und
Rechner. Deshalb werden Elemente der Rechnerarchitektur, des Schaltwerkentwurfs, des Übersetzerbaus,
der Programmiersprachen, der Betriebssysteme und der Datenstrukturen behandelt.
Anhand von Problemstellungen aus diesen Bereichen werden wichtige Eigenschaften von Algorithmen
(Laufzeitverhalten, Korrektheit, u.ä.) abgeleitet. Algorithmen werden auf Rechenanlagen
in problem- und maschinenorientierten Sprachen implementiert. Weiterhin soll ein Verständnis
der technologischen Gegebenheiten für die Rechenanlagen vorbereitet werden. Am Abschluß des
Informatikanteils stehen mathematische Modellbildungen für Rechner und eine Präzisierung des
Algorithmusbegriffs.
Die Informatik ist als Studiengang erst 30 Jahre alt und entwickelt sich noch immer stürmisch weiter. Daher
ist es verständlich, daß auch die Studieninhalte weiterentwickelt werden. Die stärkste für das Grundstudium
relevante Änderung ist der Übergang vom EVA-Prinzip (Eingabe, Verarbeitung, Ausgabe) zum Prinzip der
Objektorientierung. Die Anpassung an das neue Paradigma wurde in den vergangenen Vorlesungen bereits
vorbereitet [Hoffmann, 1990], wurde aber erst im Wintersemester 1991/92 radikal durchgeführt. In diesem
Semester steht der Begriff des Objekts im Zentrum. Algorithmen und Programme sind dabei wichtige Teilaspekte.
Seinen Niederschlag fand dieser Wechsel in dem Übergang von Pascal (ohne Objekte) zu Eiffel
[Meyer, 1988]. In Eiffel sind die objektorientierten Sprachkonzepte einfacher und genereller als in neueren
Versionen von Pascal und Modula enthalten. Das eigentliche Lehrziel der Studienordnung, die Grundlagen für
den Entwurf komplexer Systeme und deren Realisierung auf Rechner(-netze)n aufzubauen, bleibt erhalten,
wird aber durch diesen Wechsel wesentlich leichter erreicht.
In der Lehrveranstaltung “Grundzüge der Informatik I” liegt ein Schwerpunkt
• auf dem Entwurf von Systemen bescheidenen Umfangs,
• auf der Realisierung des Entwurfs in einer problemorientierten Sprache (Eiffel als exemplarischer Repräsentant
problemorientierter Sprachen) und
• auf der Analyse der Qualität des Entwurfs (Strukturierung) und der Realisierung (Zuverlässigkeit, Effizienz).