Kapitel 8

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374 8 Software-Engineering und DV-Organisation ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯-⎯⎯⎯ 8.2 Hilfsmittel für den Entwurf von Algorithmen Ist ein Software-Projekt soweit detailliert beschrieben, dass mit der Programmierung begonnen werden kann, so stellt sich noch das Problem des Entwurfs und der Darstellung von Algorithmen. Auch dazu stehen eine Anzahl von Hilfsmitteln zur Verfügung. Einige sollen hier kurz behandelt werden: Pseudocode, Ablauf- oder Flussdiagramme, Struktogramme und Entscheidungstabellen. Teilweise kann auch hier auf die in Kapitel 8.1 erläuterten Methoden sowie auf Automaten (siehe Kapitel 9.1) zurückgegriffen werden. 8.2.1 Pseudo-Code Unter einem Pseudo-Code versteht man eine reduzierte und in einer dem Problem angepassten Weise formalisierte, jedoch der natürlichen Sprache ähnliche Kunstsprache. Algorithmen lassen sich damit prägnanter und verständlicher formulieren. Um dies zu demonstrieren, wird der als „binäres Suchen“ bekannte Algorithmus zur Suche eines Eintrages in einer geordneten Datei zunächst in natürlicher Sprache und anschließend mit Hilfe eines Pseudo-Codes formuliert: Beispiel: Binäres Suchen im Klartext und als Pseudo-Code Gegeben sei eine Datei mit n Elementen, die nach einem Ordnungskriterium (z.B. lexikographisch, oder bei numerischen Werten, der Größe nach) geordnet sind. Für ein bestimmtes, vorgegebenes Element x ist nun der die Position von x in der Datei kennzeichnende Index zu ermitteln. Dazu wird die Datei in eine untere und eine obere Hälfte unterteilt. Nun wird durch Vergleich von x mit demjenigen Element, das gerade die Grenze zwischen den beiden Hälfte bildet, festgestellt, ob es mit diesem Element übereinstimmt, oder ob es in der oberen oder in der unteren Hälfte liegen müsste, sofern es überhaupt in der Datei enthalten ist. Man halbiert nun auf diese Art den Suchbereich, in dem x jeweils vermutet wird, immer weiter, bis entweder x gefunden wurde, oder bis der Suchbereich kein Element mehr enthält. In diesem Fall ist x in der untersuchten Datei nicht enthalten. Diese Beschreibung des Algorithmus in natürlicher Sprache ist nicht so weit gehend formalisiert, dass eine Übertragung in ein Programm ohne weiteres möglich wäre. Insbesondere wäre eine automatische Programm-Generierung mit Hilfe eines Software-Werkzeugs derzeit noch undurchführbar. Unter Verwendung eines einfachen Pseudo-Codes lässt sich der Algorithmus jedoch in eine kompakte und dennoch leicht lesbare Form bringen: SETZE untergr auf 1 SETZE obergr auf n SOLANGE untergr
8 Software-Engineering und DV-Organisation 375 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯-⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ keine Programmiersprache beherrscht, diesen in Pseudo-Code formulierten Algorithmus verstehen können. Die Blockstruktur wird – wie allgemein üblich – augenfällig durch Einrücken kenntlich gemacht. Als weitere Abstraktionen von der natürlichen Sprache sind in dem obigen Pseudo-Code noch mathematische Formeln sowie kursiv gedruckte, abkürzende Namen eingeführt worden. Es sind dies untergr für die untere Grenze des betrachteten Intervalls, obergr für die obere Grenze, n für die Anzahl der Elemente der Datei, x für das gesuchte Element und der Index k, der die Elemente durchnummeriert. 8.2.2 Ablauf- oder Flussdiagramme Mit Hilfe von Ablaufdiagrammen oder Flussdiagrammen, deren Symbole beispielsweise in DIN 66001 und DIN 66262 normiert sind, lassen sich dynamische Vorgänge auf übersichtliche Weise grafisch darstellen. Die dazu verwendeten Symbole sind direkt aus der erweiterten D-Struktur (siehe Kapitel 6.1.3) abgeleitet: Grenzstelle (z.B. Start oder Modul-Ende) Verbindungsstelle Eingabe oder Ausgabe Anweisung, Aktion Unterprogrammaufruf ja Bedingung nein Verzweigung Bedingung Mehrfachverzweigung (Auswahl) mit gemeinsamer Bedingung und Auswahlbedingungen A i A 1 A 2 A 3 . . . A n Abbildung 8.2.1: Zusammenstellung der wichtigsten in Flussdiagrammen verwendeten Symbole.
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