Algorithmus
Ein Algorithmus ist eine Folge von Anweisungen
zur Lösung eines Problems.
Folgende Bedingungen müssen erfüllt sein:
- Allgemeingültigkeit (Die Anweisungen
besitzen Gültigkeit für die Lösung einer ganzen Problemklasse, nicht nur
für ein Einzelproblem)
- Ausführbarkeit (Die Anweisungen müssen
verständlich formuliert sein für den Befehlsempfänger (Mensch oder
Maschine) und für diesen ausführbar sein.
- Eindeutigkeit (An jeder Stelle muss der
Ablauf der Anweisungen eindeutig sein)
- Endlichkeit (Die Beschreibung der
Anweisungsfolge muss in einem endlichen Text möglich sein.)
- Terminiertheit (Nach endlich vielen
Schritten liefert die Anweisungsfolge eine Lösung des gestellten Problems.)
Mit einem Computer sind nur solche Probleme lösbar,
zu denen ein Algorithmus vorhanden ist. Ein Algorithmus, der in einer für den
Computer verständlichen Sprache formuliert ist, ist ein Programm.
Computerprogramm
Ein Computerprogramm ist die Umsetzung eines
Algorithmus in eine Form, die von einem Computer verarbeitet werden kann. Dieser
Prozess wird als Implementierung bezeichnet.
Der Begriff Programm wird für den in
einer Programmiersprache verfassten Source (Quelltext) und auch für den von
einem Computer ausführbaren Maschinencode verwendet.
Struktogramm
Bei umfangreichen Programmen mit vielen
Programmverzweigungen erweist sich ein Struktogramm als vorteilhaft. Es ist übersichtlicher.
Beispiel: Lösen einer Quadratischen Gleichung
Quelle: www.pohlig.de
Der Prozessor eines Computers
kann nur Maschinenbefehle lesen (bestehend aus Binärcode 0/1). Programme, die
nicht in Maschinensprache geschrieben sind, müssen erst in diese übersetzt
werden.
Die Aufgabe des Übersetzens übernehmen eigens dafür entwickelte Programme,
Interpreter oder Compiler genannt.
| Interpreter |
Interpreter übersetzen
(interpretieren) die Programme zeilenweise. Das Programm kann deshalb
zur Laufzeit geändert werden. Die Befehle werden Zeile für Zeile in
Maschinensprache übersetzt und vom Prozessor ausgeführt. Bei jedem
Neustart des Programms muss dieses auch wieder neu interpretiert
werden. Aus diesem Grund können keine Optimierungen vorgenommen
werden, und die Programme laufen langsamer ab.
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| Compiler |
Ein Compiler übersetzt
einen Programmtext vollständig in Maschinensprache und legt diesen in
einer eigenständigen Programm-Datei ab. Während der Compilierung
optimiert der Compiler die Programmgröße und -geschwindigkeit. Beim
Neustart wird vom Prozessor direkt die Programmdatei abgearbeitet.
Dadurch laufen compilierte Programme 10 bis 20 mal schneller ab als zu
interpretierende Programme.
Beispiele für Compiler-Sprachen:
PASCAL, DELPHI, C++
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