ADA

Zielsetzung dieses Kapitels ist es — nach einem kurzen Überblick über die Geschichte der Entwicklung von Ada — die Verflechtung dieser Programmiersprache mit dem Gedankengut der Softwaretechnik (des Software-Engineering) aufzuzeigen. Nach Einführung einiger wichtiger Begriffe aus der Softwaretechnik, nämlich Programme, Maschinen, Software-Lebenszyklus und Gütekriterien für Programme, gehen wir auf die Hilfsmittel zur Erstellung von Software mit Ada ein, nämlich auf Ada-Programmiersysteme, die Ada-Programmentwicklungs-Umgebung und schließlich auf die Softwaretechnik-Umgebung, alles Vorhaben, deren Realisierung im Zusammenhang mit der Sprache Ada angegangen wurde. Die Verflechtung von Ada mit der Softwaretechnik erzielen neben Sprachkonstrukten, die Ada hierfür selbst anbietet, die Compiler-Validierung, das APSE-Projekt und das STARS-Projekt. Diese Projekte werden in diesem Kapitel erläutert. Ada ist die erste Programmiersprache, bei deren Entwicklung diese Verflechtung mit der Softwaretechnik eine bedeutsame Rolle gespielt hat.

Das Ziel dieses Kapitels ist die Erläuterung der für Ada wichtigen Syntaxbegriffe, wie die verwendete Syntaxnotation und die lexikalischen Einheiten der Sprache, und die Diskussion der für Ada üblichen Quellprogramm-Schreibweise. Diese Begriffe sind Ada-spezifisch, und sie sind Grundlage für die folgenden Kapitel.

Dieses Kapitel beschreibt die Objekte, die für das Programmieren im Kleinen, d.h. für die Implementierung einzelner Moduln benötigt werden. Das sind neben der Zuweisung die mittlerweile schon klassischen Strukturen für die Ablaufkontrolle (Kontrollstrukturen), nämlich Anweisungsfolge, bedingte Anweisung (if), Auswahlanweisung (case), Schleifen (for, while), Sprunganweisung und Unterprogrammaufruf. Ferner werden die Deklarationen von Unterprogrammen besprochen. In dieser Hinsicht sind neuere Programmiersprachen der Algol-/Pascal-Familie sehr ähnlich. Sie unterscheiden sich höchstens durch die konkrete Syntax, d.h. in der Ausformulierung dieser strukturell und inhaltlich ähnlichen Sachverhalte. Die einzige Abweichung von diesem “Standard” bildet die Ausnahmebehandlung, die in Abschnitt 3.9 erläutert wird. Wir besprechen in diesem Kapitel alle Anweisungen, die Ada für die sequentielle Ablaufkontrolle zur Verfügung stellt. Der nebenläufigen Programmierung widmen wir ein eigenes Kapitel.

Ein Programm für eine Maschine führt bei seiner Ausführung zu Zustandsübergängen der ausführenden Maschine, d.h. von Anweisung zu Anweisung ändern sich die Objekte im Datenspeicher der Maschine. Um dies in einem Programm bequem formulieren zu können, sind neben den Konstrukten zur Ablaufkontrolle umfassende Konstrukte und Konzepte zur Datenstrukturierung nötig. Erstere haben wir im letzten Kapitel erläutert, letztere besprechen wir detailliert hier.

Für die Abwicklung großer Softwareprojekte sind Methoden, Werkzeuge und Organisationsformen der Softwaretechnik nötig. Diese orientieren sich an einer Einteilung der Aktivitäten in Phasen. Erinnern wir uns an die Grundbegriffe: Nach der Problemanalyse folgt der Entwurf. Grundlage hierfür ist das Ergebnis der Problemanalyse, die Anforderungsdefinition. Während des Entwurfs wird ein Modell des Gesamtsystems erstellt. Hierzu ist dieses in überschaubare Einheiten mit festgelegter Aufgabe (Moduln) zu zerlegen, und deren Querbezüge sind festzulegen. Dabei stellt jeder Modul nach außen bestimmte Ressourcen zur Verfügung (Export). Diese werden später durch die Implementierung des Moduls realisiert, allerdings im allgemeinen unter Verwendung der Ressourcen anderer Moduln (Import). Das Ergebnis dieser Phase des Software-Lebenszyklus ist die Spezifikation, die insbesondere die Architektur des zu erstellenden Softwaresystems festlegt.

Prozeßeinheiten (Taskeinheiten) sind nach Unterprogrammen und Paketen die letzte Form von Programmeinheiten, die es in Ada gibt. Prozeßeinheiten sind nicht nur ihrem Aussehen nach den Paketen ähnlich. In den meisten Fällen können wir bei den Aussagen des letzten Kapitels über Pakete das Wort “Paket” durch das Wort Prozeß- oder Taskeinheit ersetzen. Sie bleiben auch dann noch richtig.

Dieses Kapitel behandelt die Beziehungen der Ada-Maschine zu ihrer Umgebung. Dabei ist Umgebung in zwei verschiedenen Bedeutungen gemeint: Zum einen steht Umgebung für Außenwelt, zu der die in diesem Kapitel zu besprechende Ein-/Ausgabe die Verbindung herstellt. Zum anderen ist mit Umgebung die Basismaschine gemeint, auf der die Ada-Maschine läuft. In beiden Fällen ergeben sich Abhängigkeiten von der Basismaschine, die in einem Ada-Programm soweit wie möglich zu vermeiden sind. Aufgrund des Hauptanwendungsbereichs von Ada, nämlich eingebettete Systeme, ist diese Maschinenabhängigkeit in einigen Situationen aber unvermeidlich.