Semantik

Ich mochte mit zwei Behauptungen beginnen: Die formale Semantik gehOrt zu den wichtigen Themen der Informatik. Ein wichtiges Thema der Informatik ist die formale Semantik. Anhand dieser beiden Behauptungen mochte ich Ihnen, lieber Leser, den Gegenstand dieses Buches erkIaren: man sagt, daB die beiden Satze unterschiedliche Syntax, aber gleiche Semantik haben. Unter der Syntax eines Satzes versteht man seinen auBeren Aufbau, zum Beispiel als Folge Subjekt Pradikat-Objekt. Vom rein satzbautechnischen Standpunkt aus besteht etwa zwischen den beiden Satzen: Die formale Semantik ist ein Thema der Informatik. Das neue Buch begleitet eine Vorlesung des Studiengangs. 1 kein wesentlicher Unterschied. Der Inhalt, die Bedeutung oder eben die Semantik eines Satzes umfaBt die Bedeutung der Worter, aus denen er besteht. Sie ist jedoch mehr als nur deren Summe. In der Tat gehen zeitliche (z.B.: formal bedeutet heutzutage etwas anderes als vor 1000 Jahren), kontextuelle (z.B.: die Phrase Das neue Buch ist nur aus dem textuellen Zusammenhang heraus zu verstehen) und andere Aspekte, eventuell auch subjektive, in die Semantik eines Satzes ein. Die 'untersuchbare' Bedeutung ist daher stets eine Abstraktion vieler verschiedener Facetten ihrer Gesamtheit. Bei sehr genauer Untersuchung zeigen sich sogar zwischen den beiden Satzen zu Beginn dieser Uberlegungen unterschiedliche semantische Nuancen. Der erste legt starker als der zweite die Idee nahe, daB es eine wohldefinierte Menge von wichtigen Themen der Informatik gibt. Nur wenn Von diesem Unterschied abstrahiert wird, sind die Bedeutungen der beiden Satze gleich.

Autorentext

Prof. Dr. Eike Best lehrt Theoretische Informatik an der Universität Hildesheim. Er hat in Karlsruhe studiert, in Newcastle (England) promoviert und sich in Bonn für Informatik habilitiert. Seine Forschungsinteressen konzentrieren sich auf das Gebiet Semantik und Verifikation paralleler und verteilter Systeme.

Klappentext

Dieses Lehrbuch richtet sich an Studenten und ambitionierte Praktiker, die sich für die Theorie der Programmierung bzw. die Semantik von Programmiersprachen interessieren und dabei auch neuere Konzepte kennenlernen wollen.Der Datenfluß einer imperativen und nichtdeterministischen Programmiersprache und der Kontrollfluß einer variablenfreien Sprache werden zunächst getrennt beschrieben und dann zu einer einheitlichen Semantik für parallele Programme zusammengefügt. Besonderes Augenmerk liegt auf dem Studium der mathematischen Beziehungen zwischen verschiedenen semantischen Ansätzen. Das Buch ist vollständig mit leicht verständlichen Beweisen und praktische relevanten Beispielen versehen und enthält neben größeren Fallstudien auch Übungsaufgaben mit Musterlösungen sowie eine breite Literaturauswahl.

Inhalt
1 Einleitung.- 1.1 Übersicht.- 1.2 Inhalt.- 1.3 Historisches zur Semantik sequentieller Programme.- 1.4 Historisches zur Semantik paralleler Programme.- 1.5 Literaturangaben.- 2 Mathematische Grundlagen.- 2.1 Logik, Gleichheit und Mengen.- 2.2 Relationen, Funktionen und Operationen.- 2.3 Halbordnungen.- 2.4 Verbände.- 2.5 Boolesche Algebren, Teilmengen und Prädikate.- 2.6 Variablen, Zustände und Ausdrücke.- 2.7 Graphen.- 2.8 Folgen.- 2.9 Literaturangaben.- 2.10 Übungsaufgaben.- 3 Semantik sequentieller Programme.- 3.1 Sequentielle nichtdeterministische Programme.- 3.2 Operationale und relationale Semantik.- 3.3 Beweisregeln.- 3.4 Die wp -Semantik.- 3.5 Bemerkungen zum Entwurf von Programmen.- 3.6 Literaturangaben.- 3.7 Übungsaufgaben.- 4 Von sequentiellen zu parallelen Systemen.- 4.1 Zur operationalen Semantik paralleler Programme.- 4.2 Atomare Aktionen und Kontrollfluß.- 4.3 Kontrollfluß und Datenfluß.- 4.4 Literaturangaben.- 4.5 Übungsaufgaben.- 5 Kontrollprogramme und Petrinetze.- 5.1 Kontrollprogramme und ihr Verhalten.- 5.2 Petrinetze und ihr Verhalten.- 5.3 Netzsemantik von Top-Level-Kontrollprogrammen.- 5.4 Zur Benutzung von Kontrollprogrammen und Netzen.- 5.5 Literaturangaben.- 5.6 Übungsaufgaben.- 6 Operationale Semantik und Fairness.- 6.1 Sequentielle Programme mit atomaren Aktionen.- 6.2 Operationale Semantik.- 6.3 Eine Hierarchie von Fairnessbegriffen.- 6.4 Literaturangaben.- 6.5 Übungsaufgaben.- 7 Programme mit globalem Speicher.- 7.1 Syntax und Motivation.- 7.2 Operationale Semantik.- 7.3 Ergänzende Bemerkungen.- 7.4 Algorithmen zum wechselseitigen Ausschluß.- 7.5 Das Owicki / Griessche Beweissystem.- 7.6 Beispiele und Fallstudien.- 7.7 Literaturangaben.- 7.8 Übungsaufgaben.- 8 Kommunizierende Programme.- 8.1 Syntax und Beispiele.- 8.2Operationale Semantik.- 8.3 Ergänzende Bemerkungen.- 8.4 Ein Mengenpartitionsprogramm.- 8.5 Ein Beweissystem.- 8.6 Beispiele und Fallstudien.- 8.7 Literaturangaben.- 8.8 Übungsaufgaben.- A Beweise und Lösungen.- Bibliographie.- Index der Definitionen.