Grundlagen der Datenverarbeitung und Softwareentwicklung

Grundlegende Begriffe der Datenverarbeitung

Daten

Elemente, die als Einheiten in die Verarbeitung innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage eingehen (z. B. Eingabedaten, Ausgabedaten).

Auftrag (Job/Task)

Alle Aufträge, die für spezielle Aufgaben an den Computer gerichtet sind.

EDV-Anwendung

Eine Reihe von miteinander verknüpften Programmen.

System

Eine Gruppe von miteinander verbundenen Elementen, die einem bestimmten Zweck dienen.

Informatik-System

Ein Satz von Komponenten (Elementen), die Informationen verarbeiten können.

Assembly Language (Assemblersprache)

Die Assemblersprache ist eine symbolische Sprache, die als Ersatz für die Maschinensprache dient. Sie wird übersetzt und basiert auf Mnemotechnik.

Sie erfordert ein breites Wissen über die Struktur und die innere Funktionsweise des Computers sowie einen geschickten Umgang mit numerischen Codes (im Allgemeinen binär und hexadezimal).

Vorteile (Pro)

• Programme laufen schneller ab als Programme in einer Hochsprache (High-Level-Sprache).
• Nimmt weniger Speicherplatz in Anspruch.
• Ermöglicht die Arbeit mit Peripheriegeräten und die Entwicklung von Treibern.
• Der Quellcode wird direkt in Maschinencode übersetzt (assembliert).

Nachteile (Kontra)

• Erzeugt Programme, die viel länger sind als jene, die in einer Hochsprache erstellt wurden.
• Programme sind nicht portabel (funktionieren nur für einen bestimmten Prozessor).
• Ist am schwierigsten zu schreiben und zu debuggen.
• Macht Korrekturen und Änderungen schwierig.

High-Level-Sprachen (Hochsprachen)

Hochsprachen sind näher an der Sprache der Programmierer.

Vorteile

• Sie sind unabhängig von der Prozessorstruktur und der Anwendung oder dem Programm.
• Ein High-Level-Programm erfordert nicht viel Wissen über das Innenleben des Computers.
• Die Entwicklung, das Debugging und die Wartung von Anwendungen, die in einer Hochsprache erstellt wurden, sind einfacher.

Nachteile

Programme, die in einer Hochsprache erstellt wurden, müssen in die Maschinensprache übersetzt werden, die die CPU versteht. Daher wird ein spezieller Übersetzer für jede Maschine benötigt.

Übersetzer können drei Arten sein:

• Compiler
• Assembler
• Interpreter (Dolmetscher)

Der Software-Lebenszyklus

Die Entwicklung jeder Anwendung basiert auf dem Konzept des Lebenszyklus. Dieser stellt eine Reihe von Schritten und Phasen dar, die der Reihe nach und ordnungsgemäß befolgt werden müssen:

1. Analyse

   In dieser Phase wird festgelegt, welches Produkt entwickelt werden soll. Es ist erforderlich, die Prozesse und Datenstrukturen zu spezifizieren. Es muss eine Kommunikation zwischen dem Analysten und der Software gewährleistet sein, damit der Analyst alle Bedürfnisse und Zwänge bei der Entwicklung der Anwendung kennt.

   Bei Unklarheiten oder fehlenden Informationen kann es notwendig sein, Lücken zu schließen oder Prototypen zu erstellen. Manchmal ist eine Überarbeitung der Benutzeranforderungen erforderlich.

   Die durchführende Person ist ein Analytiker oder Berater. Es gibt zwei Hauptansätze: Das Design einer Anwendung von Grund auf (von 0) oder die Parametrierung einer bestehenden Anwendung.

2. Design (Entwurf)

   Die optimale Lösung wird detailliert und so genau wie möglich entworfen. Dabei werden zwei Arten von Ressourcen berücksichtigt:

   1. Materielle Ressourcen des Systems (Art von Computer, Peripherie, Kommunikation, etc.)
   2. Logische Ressourcen (Betriebssystem, Compiler, Datenbanken, etc.)

   Um Lösungen zu entwerfen, müssen oft Algorithmen, Flussdiagramme, Diagramme, Entscheidungstabellen oder Pseudocode-Notationen erstellt werden, welche die Lösung für das Problem darstellen. Die Design-Phase endet mit einem Spezifikationsdokument (Dokumentation, die die gesamte Lösung enthält).

3. Codierung/Implementierungsvorbereitung (Konsolidierung)

   Dies ist die Phase, in der der in der Planungsphase angenommene Ansatz in eine bestimmte Programmiersprache übersetzt wird. Sie basiert vollständig auf der Spezifikation.

   In diesem Stadium der Codierung erfolgen auch das Debugging und die Überprüfung des Programms.

4. Betrieb / Implementierung

   Die Software wird in der Betriebsumgebung oder dem physischen System implementiert oder installiert, wo sie normal funktionieren und ihre Funktion zeigen soll. Diese Phase umfasst:

   1. Installation.
   2. Konfiguration (Setting).
   3. Globales Testen des anerkannten Programms.
   4. Umstellung der Systeminformationen auf das neue System.
   5. Phase des bisherigen Systems (Parallelbetrieb oder Abschaltung).

   Die Endbenutzer müssen in das neue System und die neue Anwendung eingewiesen werden.

5. Wartung (Pflege)

   Diese Phase schließt den Lebenszyklus ab. Notwendige Korrekturen werden vorgenommen, um Fehler und Schwachstellen der entwickelten und erworbenen Produkte zu beheben.

   Diese Maßnahmen können zur Wiederaufnahme des Lebenszyklus führen. Die für die Wartung aufgewendete Zeit ist höher oder niedriger, je nachdem, wie korrekt die Entwicklung war und wie gut sie dokumentiert ist.