Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

jedoch trügerisch, diese Vorkenntnisse mit der Berufsqualifikation eines Informatikers gleichzusetzen. Das Erlernen
einer konkreten Programmiersprache ist einer der unbedeutendsten Aspekte des Informatikstudiums. 1
Viel bedeutender ist das Erlernen neuer Denkweisen und systematischer Vorgehensweisen. Das Informatikstudium
soll Sie darauf vorbereiten, sehr komplexe Informationssysteme für fremde Anwender zu entwerfen
wie zum Beispiel die Steuerungsprogramme für ein Verkehrsflugzeug. Dabei stehen ganz andere Fragen im
Vordergrund als bei der Programmierung von kleinen Programmen (in der Größenordnung von 500 bis 5000
Zeilen Programmtext) für einen PC, den nur Sie selbst benutzen.
Schon wegen der Größe der Aufgabenstellung müssen solche Systeme in Projekten entwickelt werden, in denen
mehrere Mitarbeiter verschiedene Teilkomponenten erstellen, die später dann richtig zusammenpassen müssen.
Niemand wird mehr in der Lage sein, alle Details des Gesamtprogramms zu überschauen. Aus diesem Grunde
ist es wichtig, daß sich alle Beteiligten an gewisse – gemeinsam vereinbarte – Rahmenbedingungen halten und
allzu geniale Tricks vermeiden.
Ihre zukünftige Aufgabe wird daher zum großen Teil gestalterischer Natur sein. Sie müssen komplexe Informationssysteme
entwerfen und die für die Realisierung notwendigen Werkzeuge (wie z.B. spezialisierte Programmiersprachen)
entwickeln. Durch Ihr Informatikstudium sollen Sie in die Lage versetzt werden, qualitativ
hochwertige Systeme zu entwickeln. Was das bedeutet, kann man am besten an einer Reihe von Forderungen
festmachen, die an Softwareprodukte gestellt werden:
1. Wichtigstes Qualitätskriterium ist die Korrektheit, also die Fähigkeit eines Programms, seine Aufgaben
exakt zu erfüllen. Es mag vielleicht noch erträglich sein, daß ein Programmfehler auf Ihrem PC
die Löschung der gesamten Harddisk auslöst. Auf keinen Fall aber darf es vorkommen, daß kleine Vorzeichenfehler
in einem unbedeutenden Unterprogramm eines Flugzeugsteuerungsprogramms mitten im
Flug plötzlich einen Umkehrschub auslöst. Wenn die Sicherung der Korrektheit von Programmen nicht
oberste Priorität hat, können kleine Nachlässigkeiten bereits katastrophale Folgen haben.
Um Korrektheit sicherzustellen, muß man natürlich eine genaue Formulierung der Anforderungen und
Spezifikationen erstellen und dann nachweisen, daß diese auch erfüllt werden. In der Praxis ist dies nur
schwer zu erreichen, da zu wenige Leute darin geschult sind, Systemanforderungen exakt zu formulieren
und die Korrektheit zu verifizieren.
2. Robustheit, d.h. die Fähigkeit eines Programms, auch unter außergewöhnlichen Bedingungen zu funktionieren,
ist ebenfalls sehr wichtig. Hierdurch wird z.B. vermieden, daß Fehlbedienungen durch ungeübte
Anwender zu katastrophalen Ereignissen führen können.
3. Ein Softwareprodukt ist eigentlich niemals fertig, da sich im Laufe der Zeit die Ansprüche der Benutzer
wandeln können. Deshalb sollten Programme erweiterbar sein, d.h. so geschrieben sein, daß sie leicht
an geänderte Anforderungen angepaßt werden können. Dies ist bei kleinen Programmen normalerweise
keine Schwierigkeit, wohl aber bei großen Softwaresystemen, die oft zusammenbrechen, wenn man nur
eine kleine Komponente austauscht. Die Erfahrung zeigt, daß die einfach strukturierte Programme, die
dezentral aufgebaut sind (also aus vielen unabhängigen Komponenten bestehen), erheblich leichter zu
erweitern sind, als eng verzahnte, auf Effizienz getrimmte Programme.
4. In vielen verschiedenen Softwaresystemen werden Sie Elemente vorfinden, die immer nach dem gleichen
Muster gebaut sind. So gibt es zum Beispiel unzählige Sortierprogramme in den verschiedensten Anwendungsprogrammen,
die aber jedes Mal von Grund auf neu programmiert wurden. Viel sinnvoller wäre es,
Programme so zu entwickeln, daß sie ganz, oder zumindest zum Teil für neue Anwendungen wiederverwendet
werden können. Das ist nicht nur effizienter und spart Entwicklungskosten, sondern verbessert
auch die Zuverlässigkeit, da Fehler bei der Programmierung von Routineprogrammen vermieden werden
können.
1 Wenn Sie die Denkformen der Informatik erst einmal erfaßt haben, werden Sie eine neue Programmiersprache in 2–3 Tagen
erlernen können.