Grundlagen der Informatik I “Programmierung”

Um Programmieren zu können, ist natürlich die exakte Kenntnis des formalen Systems, also der Programmiersprache
notwendig. Manchen von Ihnen sind z.B. Syntaxdiagramme aus der Schule bekannt. Von der
syntaktischen Strukturbeschreibung werden wir ausgehen und die Wirkung (Semantik) der einzelnen Komponenten
der Programmiersprache ebenso exakt beschreiben. Dafür werden wir eine funktionale Sprache verwenden.
Da wir hier eine Sprache durch eine andere erklären, haben wir einen Ebenenwechsel. Die Sprache,
die eine andere Sprache (bei uns Eiffel) beschreibt, wird daher Metasprache genannt. (Vorwarnung: Die beiden
Sprachen verwenden zum Teil das gleiche Vokabular, sind aber durch die Art des Drucks stets unterscheidbar.)
Obwohl die Sprache Eiffel auch viele Konzepte beinhaltet, die bereits in Pascal, Basic und noch einfacheren
Sprachen vorhanden sind, gibt es nur wenige Gründe, die Entwicklung der exakten Beschreibung einer
Programmiersprache im Rahmen einer Vorlesung der historischen Entwicklung der Programmiersprachen
anzugleichen. Wir beginnen daher (erstmalig in diesem Semester) mit Klassen und Objekten und dem modularen
Aufbau von Systemen auf der Basis bereits existierender Module. Wir ergänzen dies dann durch
konventionellere Konzepte wie Prozeduren und algorithmische Strukturen und gehen schließlich ein wenig
auf die Auswertung von Formeln und Ausdrücken sowie andere Details der Sprache ein, die für den eigentlichen
Entwurf von geringer Bedeutung und eigentlich nur für das konkrete Ausprogrammieren von Details
wichtig sind (, was in der Vorlesung im Hintergrund stehen soll). Die Strukturierung von Klassen über das
Vererbungskonzept bildet dann den krönenden Abschluß dieser Vorlesung
Exakte Kenntnis einer Programmiersprache ist notwendig, aber in keiner Weise hinreichend für die Programmentwicklung.
Notwendig ist die Fähigkeit des Programmierens. Leider gibt es kein allgemeines Verfahren, wie
man programmiert. Daher kann das Programmieren auch nicht vermittelt werden. Die Programmierfähigkeit
muß erworben werden! Analog zum Lernen einer Fremdsprache reicht Zuhören nicht aus. Sie müssen sprechen
und andere müssen zuhören, um Fehler zu korrigieren. Sprachunterricht bietet Vokabel, Grammatik, Redewendungen
und erfordert Training, Training, Training. Analog ist beim Erwerb der Programmierfähigkeit
das Programmieren (Sprechen) unbedingt notwendig, aber wiederum nicht hinreichend! Damit Ihre Fähigkeit
verbessert wird, müssen Sie Ihre Programme einer konstruktiven Kritik aussetzen: Code Review.
Es wird immer wieder gefordert, es soll doch gezeigt werden, wie man programmiert. Das ist aus theoretischen
Gründen grundsätzlich unmöglich! Der Wunsch nach einem festen Verfahren, das immer wieder angewendet
werden kann, ist aber auch eine unsinnige Forderung. Angenommen es gäbe ein Verfahren, wie Programme
aus einer Problemstellung heraus entwickelt werden können, dann wäre dieses Programmsyntheseverfahren
schon längst ein Programm und Programmieren somit wegrationalisiert (Ein Traum der KI!). Zum Erlernen
der Programmierfähigkeit können wir also nur an Beispielen üben - kritisieren, üben - kritisieren, üben -
kritisieren usw. Jeder Schritt in disem Zyklus erweitert Ihr individuelles Regelsystem!
Um Frustrationen auszuschließen: Sind Sie bei der Entwicklung eines Programms über den Aufwand verzweifelt,
so können Sie sich trösten: Durch die neuen Erfahrungen wird die nächste Entwicklung sicher leichter!
Grob formuliert: Ihr Aufwand für eine Neuentwicklung ähnlichen Schwierigkeitsgrades ist etwa reziprok zu der
Anzahl Ihrer bisher erfolgreich abgeschlossenen Entwicklungen. Wenn Sie sich die Kurve y=k/x ins Gedächtnis
rufen, dann sind nur die Werte x