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Erstellen einfacher Programme

2. Algorithmen (0)


Einführung

Computersysteme dienen dazu, aus Anfangsinformationen (Eingabedaten) nach einem bestimmten Verfahren (Verarbeitung) Endprodukte oder Ergebnisse (Ausgabedaten) zu berechnen.
Man nennt das auch das Prinzip E-V-A.

Die Kontrolle hierbei obliegt uns, d.h.

WIR müssen einer Maschine die nötigen Anweisungen geben.
WIR müssen mitteilen, was mit welchen Daten wann zu tun ist.
WIR müssen schließlich angeben, wie das Problem zu lösen ist.

Dies kann interaktiv z.B. mittels einer Standardsoftware direkt am Bildschirm geschehen oder durch Aufschreiben des Lösungsverfahrens in einer Form, die den Computer die richtigen Lösungsschritte zur rechten Zeit ausführen lässt.

Diese Beschreibung, wie eine Aufgabe auszuführen ist, nennt man Algorithmus. Der Algorithmusbegriff ist keine Besonderheit der Informatik. Es gibt es einerseits alle möglichen Alltags-Algorithmen, andererseits berühmte Algorithmen, die schon sehr lange, teils schon vor Christi Geburt bekannt sind.

Alltagsalgorithmen unterscheiden sich von den Algorithmen der Informatik dadurch, dass sie oft nicht völlig präzise sind. In der Informatik werden nur solche Vorschriften zur Erzeugung bestimmter Ausgabedaten aus gegebenen Eingabedaten als Algorithmus betrachtet, für die nachfolgende Punkte gelten:


  • Die Beschreibung jedes Schrittes ist eindeutig. Sie darf nicht auslegungsfähig sein.
    Nur deswegen kann ein Prozessor, der die Bedeutung des Algorithmus nicht versteht, diesen Algorithmus trotzdem korrekt ausführen!!


  • Die Beschreibung jedes Schrittes muss für den Prozessor ausführbar sein.
    Eine Anweisung wie "Teile durch meine Lieblingszahl" ist dies z.B. nicht.


  • Die Beschreibung selbst muss endlich sein.
    Die Vorschrift darf nicht unendlich viele Schritte benötigen, um die Ausgabendaten zu berechnen. Man sagt: Sie muss terminiert sein.

Die typischen Algorithmen der Informatik sind also
eindeutig, ausführbar, endlich, terminiert.

Die Informatik untersucht, für welche Probleme Algorithmen mit diesen vier Eigenschaften existieren. Für diese Probleme versucht sie, Algorithmen zu finden und zu beschreiben. Sie beschränkt sich damit auf Probleme, für die solche Algorithmen existieren.
Bemerkung: Algorithmen für Betriebssysteme sind nicht terminiert; sie sollen ja gerade ohne Unterlass laufen.

Entwickeln eines Algorithmus

Am Anfang steht die Aufgabe, das Problem.
Das Lösen eines (informatischen) Problems läuft in getrennten Phasen ab:

  1. Problemanalyse oder Spezifikation
  2. Lösungsentwurf
  3. Programmierung
  4. Erprobung und Installation
  5. Wartung und Pflege

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Autor: Jürgen Dehmer
Letzte Änderung: 08. Januar 2002