Programmieren mit Modula-2 Grundkurs Angewandte Informatik I

Von N. Wirth, dem Autor von Modula-2, stammt der Ausspruch: „Programmieren“ im Sinne von Wirth bedeutet also das Entwickeln von Algorithmen und geeigneten Datenstrukturen. Dabei ist — kurz ausgedrückt — ein Algorithmus ein systematisches Problemlösungsverfahren. Der Weg vom Problem zum Algorithmus und zum Programm ist ein Spezialfall einer generellen Aufgabenstellung der Informatik (und nicht nur dieser):

Finde zu gegebenen Problemen eine Lösung.

Allgemeiner: Gib zu einer Problemklasse einen Lösungsweg an.

Die Beschreibung einer Programmiersprache geschieht auf der Basis eines Alphabets (Zeichenvorrat) durch die Syntax und die Semantik. Als Alphabet werden die üblichen Zeichen (Buchstaben ohne Umlaute, Ziffern, Satzzeichen, Leerzeichen, ...) verwendet.

Die schrittweise Verfeinerung der Daten (das Prinzip der Datenabstraktion) wurde durch Einführung der strukturierten Datentypen in Modula-2 verwirklicht. Die schrittweise Verfeinerung des Algorithmus’ führt in natürlicher Weise über mehrere Teilalgorithmen erst in der letzten Stufe zu den bisher bekannten Elementaranweisungen wie z.B. Zuweisung oder Schleifenanweisung. Die Teilalgorithmen, die logisch eine Einheit bilden, sollen nun auch syntaktisch zusammengefaßt werden. Das ist eine Aufgabe von Prozeduren und Funktionen.

In unserem Telefonbuchbeispiel hatten wir für jede Stadt eine Liste von beliebig vielen Teilnehmern anlegen wollen. Dieses Problem wollen wir jetzt näher betrachten.

Die Methode der schrittweisen Verfeinerung führte uns auf der Datenseite zu den strukturierten Datentypen und auf der Algorithmenseite zu den Prozeduren. Durch Parameterlisten werden Prozeduren zu einem flexiblen, wiederverwendbaren Konstrukt. Eine Prozedur läßt sich also, sofern sie nur allgemein genug geschrieben ist, in mehreren Programmen verwenden.

Im Kern der Programmiersprache Modula-2 kommen keine Befehle für Ein- und Ausgabe oder für andere elementare Operationen vor, deren Implementation sich mehr oder weniger direkt mit der Hardware des Rechners, der Betriebssoftware oder der Peripherie auseinanderzusetzen hätte. Dies ist einer der vielen Gründe für die gute Standardisierbarkeit dieser Programmiersprache. Allerdings wäre es zum einen vermessen zu behaupten, man käme ohne derartige Operationen aus, denn dann könnte man lediglich ein paar Deklarationen vornehmen und Programmstrukturen beschreiben; zum anderen wäre es nicht besonders sinnvoll, keine Empfehlungen für diese Operationen — d.h. deren Syntax und Semantik — vorzugeben, denn dann müßte jedes Modula-Programm völlig umgeschrieben werden, wenn es von einem Compiler zum anderen oder von einem Rechner zum anderen portiert werden soll, und jeder Programmierer müßte beim Wechsel des Compilers bzw. Rechners diese neuen Operationen erst kennenlernen. Wirth hat bei der Entwicklung von Modula-2 bereits die nach seiner Ansicht wichtigsten Konstanten, Typen, Variablen und Operationen beschrieben, die in externen Modulen zur Verfügung gestellt werden sollten. Im Lauf der Zeit haben sich einige der vorgeschlagenen Teile bewährt, andere wurden abgeändert, optimiert und ergänzt.