• Name des Programmautors, Datum der Erstellung und Titel
• Beschreibung des Problems
• Modellbildung und Spezifikation
• Entwicklung des Lösungsalgorithmus
• Formulierung der Algorithmen in normierter Entwurfssprache
• Programmausdruck
• Programmlauf
• Diskussion
• Überlegungen zur Korrektheit und zur Effizienz
• Benutzte Literatur

Problemanalyse und Entwicklung des Algorithmus: Zentraler Teil der Programmentwicklung ist der Programmentwurf und nicht - wie es manchem Anfänger scheinen mag - die Programmierung bzw. Codierung in einer Programmiersprache.

Software-Engineering: Angesichts der steigenden Software-Kosten geht man immer mehr dazu über, die Programmentwicklung und dabei besonders den Programmentwurf industriell und ingenieurmäßig vorzunehmen: Software-Engineering lautet die darauf verweisende Begriffsbildung. Auf einige der im Rahmen des Software-Engineering eingesetzten Programmiertechniken sowie Entwurfsprinzipien gehen wir nachfolgend ein.

Entwurfstechniken und -prinzipien

• Die Modularisierung von Software berücksichtigt, daß ein in kleine Teile bzw. Module gegliedertes Problem bzw. Programm einfacher zu bearbeiten ist. "Klein" heißt, daß ein Modul nur eine maximale Anzahl von Anweisungen umfassen darf. Ein Modul ist ein Programmteil mit einem Eingang und einem Ausgang und kann selbständig übersetzt und ausgeführt werden. Module verkehren nur über Schnittstellen miteinander, über die Werte (Parameter genannt) vom rufenden an das aufgerufene Modul übergeben werden; ein Modul darf als Black Box nichts vom Innenleben eines anderen Moduls wissen.
• Die Normierung von Programmabläufen als Vereinheitlichung durch eine standardisierte Ablaufsteuerung wird bei der Entwicklung komplexer kommerzieller Software-Pakete vorgenommen, an der zumeist mehrere Mitarbeiter beteiligt sind. Oftmals hat jedes Softwarehaus seine eigenen Normen.
• Die Jackson-Methode geht bei der Programmentwicklung von der exakten Analyse der Datenstrukturen aus, um dann die entsprechenden Programm- bzw. Ablaufstrukturen zu entwerfen. Denn in der kommerziellen DV sind die Daten zumeist bis in die Details vorgegeben, während die Abläufe den Daten gemäß formuliert werden müssen. Anders ausgedrückt: Die Datenstruktur prägt die Programmstruktur.
• Dem Top-Down-Entwurf als Von-oben-nach-unten-Entwurf entspricht die Technik der schrittweisen Verfeinerung: Vom Gesamtproblem ausgehend bildet man Teilprobleme, um diese dann schrittweise weiter zu unterteilen und zu verfeinern bis hin zum lauffähigen Programm. Der Top-Down-Entwurf führt immer zu einem hierarchisch gegliederten Programmaufbau. Es besteht jedoch die Gefahr, daß erst in einer relativ tiefen Ebene bemerkt wird, daß die Realisierung unmöglich ist. Der Entwurf muß dann völlig neu begonnen werden.
• Der Bottom-Up-Entwurf als Gegenstück zum Top-Down-Entwurf geht als Von-unten-nach-oben-Entwurf von den oft verwendeten Teilproblemen der untersten Ebene aus, um sukzessive solche Teilprobleme zu integrieren. Hier besteht die Gefahr, daß zum Schluß die Lösung nicht zum Problem passt. Beide Entwurfsprinzipien werden in der Praxis zumeist kombiniert angewendet. Man versucht beim Top-Down-Entwurf schon möglichst bald die Probleme bei der endgütigen Realisierung zu erkennen und diese dann Bottom-Up zu lösen.
• Die Unterprogrammtechnik wird in folgenden Fällen genutzt:
  1. Ein Ablauf wird mehrfach benötigt.
  2. Das Programm wird in seiner Struktur zu unübersichtlich.
  3. Mehrere Personen kooperieren und liefern Unterprogramme ab.
  4. Menügesteuerter Dialog (Menütechnik).

  Der Begriff des Unterprogramms (Funktion, Prozedur) entspricht dabei in etwa dem des Moduls. Die bekannteste Schnittstelle ist der Unterprogrammaufruf mit Parameterübergabe.

• Der strukturierte Entwurf beinhaltet, daß ein Programm unabhängig von seiner Größe nur aus den vier (später erklärten) grundlegenden Programmstrukturen aufgebaut sein darf:
  • Folgestrukturen
  • Auswahlstrukturen
  • Wiederholungsstrukturen
  • Unterprogrammstrukturen

  Dabei soll auf unbedingtes Verzweigen aus einer Struktur heraus verzichtet werden. Jede Programmstruktur bildet einen Strukturblock. Blöcke sind entweder

  • hintereinander angeordnet oder
  • vollständig eingeschachtelt.

  Die teilweise Einschachtelung (Überlappung) ist nicht zulässig. Sogenannte blockorientierie Sprachen wie Pascal, Modula-2 oder C unterstützen das Prinzip des strukturierten Entwurfs weit mehr als die unstrukturierten Sprachen wie BASIC.

Die oben nur stichwortartig dargestellten Prinzipien dürfen nicht getrennt betrachtet werden; unter dem Informatik-Sammelbegriff strukturierte Programmierung faßt man sie zu einem heute allgemein anerkannten Vorgehen zusammen. Die tragenden Prinzipien sind:

1. Top-Down-Entwurf mit der schrittweisen Verfeinerung.
2. Strukturierter Entwurf mit der Blockbildung.

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