Grundlagen der Programmiersprachen

Dieses Buch behandelt Grundlagen von Programmiersprachen, deren Verknüpfung mit realen Rechenmaschinen und - exemplarisch - Algorithmen. Das Ziel des Buches ist es, eine solide Basis für das Studium der Informatik zu legen. Es ist ins besondere für Studenten im Grundstudium des Studienganges Informatik gedacht. Ein Programm ist nur dann brauchbar, wenn es das gestellte Problem korrekt löst, und dies darüber hinaus mit der gewünschten Effizienz tut. Aussagen über die Korrektheit und Effizienz eines Programms sind nur dann möglich, wenn die verwendete Programmiersprache exakt definiert ist, d.h., wenn die Menge der Pro gramme (Syntax) und deren Bedeutung (Semantik) festliegen. Die Definition von Syntax und Semantik nimmt daher in diesem Buch einen wichtigen Platz ein. For male Definitionen werden erst dann lebendig, wenn sie auf einem guten intuitiven Verständnis aufbauen, und wenn sie zu Folgerungen in der Form von Sätzen führen. Daher enthält dieses Buch eine große Anzahl von Beispielen, Sätzen und Aufgaben. Die Grundlagen der Programmiersprachen werden eingeführt anhand einer spezifischen Programmiersprache, PROSA genannt (PROgrammiersprache SAar brücken). PROSA ist der Programmiersprache Pascal sehr ähnlich, weicht aber in einigen Punkten (z.B. dynamische Felder, geschachtelte Verbunde) aus didaktischen Gründen ab. Die Abweichungen dienen zum einen der Vereinfachung, und zum an deren der lllustration einiger Konzepte, die Pascal nicht kennt. Die Benutzung von Pascal in einem begleitenden Programmierpraktikum stellt aber keinerlei Problem dar.

Klappentext

Dieses Buch behandelt Grundlagen von Programmiersprachen, deren Verknüpfung mit realen Rechenmaschinen und - exemplarisch - Algorithmen. Das Ziel des Buches ist es, eine solide Basis für das Studium der Informatik zu legen. Es ist ins­ besondere für Studenten im Grundstudium des Studienganges Informatik gedacht. Ein Programm ist nur dann brauchbar, wenn es das gestellte Problem korrekt löst, und dies darüber hinaus mit der gewünschten Effizienz tut. Aussagen über die Korrektheit und Effizienz eines Programms sind nur dann möglich, wenn die verwendete Programmiersprache exakt definiert ist, d.h., wenn die Menge der Pro­ gramme (Syntax) und deren Bedeutung (Semantik) festliegen. Die Definition von Syntax und Semantik nimmt daher in diesem Buch einen wichtigen Platz ein. For­ male Definitionen werden erst dann lebendig, wenn sie auf einem guten intuitiven Verständnis aufbauen, und wenn sie zu Folgerungen in der Form von Sätzen führen. Daher enthält dieses Buch eine große Anzahl von Beispielen, Sätzen und Aufgaben. Die Grundlagen der Programmiersprachen werden eingeführt anhand einer spezifischen Programmiersprache, PROSA genannt (PROgrammiersprache SAar­ brücken). PROSA ist der Programmiersprache Pascal sehr ähnlich, weicht aber in einigen Punkten (z.B. dynamische Felder, geschachtelte Verbunde) aus didaktischen Gründen ab. Die Abweichungen dienen zum einen der Vereinfachung, und zum an­ deren der lllustration einiger Konzepte, die Pascal nicht kennt. Die Benutzung von Pascal in einem begleitenden Programmierpraktikum stellt aber keinerlei Problem dar.

Inhalt
I Die formalen Grundlagen.- 1.1 Relationen.- 1.2 Funktionen.- 1.3 Zeichen und Worte.- 1.4 Formale Sprachen und kontextfreie Grammatiken.- 1.5 Rekursive Definition von Funktionen.- 1.6 Attributierte Grammatiken.- 1.7 Mathematische Maschinen.- II Ausdrücke.- 2.1 Vollständig geklammerte Ausdrücke.- 2.2 Unvollständig geklammerte Ausdrücke mit Prioritäten.- III PROSA, eine einfache Programmiersprache.- 3.1 Syntax, Kontextbedingungen und Semantik.- 3.2 Objekte und Typen.- 3.3 Ein PROSA-Programm.- 3.4 Die PROSA-Maschine.- 3.5 Der Deklarationsteil.- 3.6 Das Programm.- 3.7 Der Anweisungsteil.- 3.8 Zusammenfassung.- 3.9 Korrektheitsbeweise.- 3.10 Laufzeit und Termination.- 3.11 Weitere Beispiele.- IV Datenstrukturen.- 4.1 Felder.- 4.2 Verbunde und Zeiger.- 4.3 Die erweiterte Syntax und Semantik von PROSA.- V Übersetzung von PROSA nach RESA, Teil 1.- 5.1 Die Rechenanlage RESA.- 5.2 Die Symboltabelle in Übersetzern.- 5.3 Die Übersetzung von primitivem PROSA nach RESA.- 5.4 Elimination von Konstanten- und Verbundbezeichnungen.- 5.5 Zurückführung des Datentyps bool auf den Datentyp int.- 5.6 Darstellung von Verbunden und Zeigern durch Felder.- 5.7 Mehrdimensionale Felder.- 5.8 Übersetzung von Ausdrücken in primitive Ausdrücke.- VI Prozeduren.- 6.1 Einführung.- 6.2 Vertiefung und weitere Beispiele.- 6.3 Die Syntax von PROSA mit Prozeduren.- 6.4 Die Semantik von PROSA mit Prozeduren.- VII Übersetzung von PROSA nach RESA, Teil 2.- 7.1 Die Speicherorganisation.- 7.2 Speicherzugriff.- 7.3 Die Erzeugung des RESA-Programms.- VIII Spracherweiterungen.- 8.1 Ein Modulkonzept.- 8.2 Polymorphismus.- 8.3 Verallgemeinerte Kontrollstrukturen.- 8.4 Parallelismus.- Ergänzende und weiterführende Literatur.- Schlagwortverzeichnis.- Verzeichnis der Notationen.- Verzeichnis derwichtigsten Nichtterminale.