Grundlagen der Programmierparadigmen

Imperative Programmiersprache

Imperative Sprachen basieren auf Befehlen oder Aufträgen an den Computer, etwas zu tun, zu organisieren oder Werte in bestimmten Teilen des Speichers zu ändern. Die Ausführung dieser Befehle erfolgt in den meisten Fällen der Reihe nach; das heißt, ein Befehl wird erst gelesen, wenn der vorherige ausgeführt wurde. Zur Verwendung dieser Programme kann man zwischen domänenspezifischen und domänenübergreifenden Sprachen unterscheiden.

Objektorientierte Programmierung (OOP)

OOP kann als eine Technik oder Art der Programmierung definiert werden, die Objekte als wesentlichen Baustein nutzt. Die objektorientierte Programmierung versucht, die reale Welt durch Objekte zu simulieren, die Eigenschaften und Funktionen enthalten. Objektorientierte Sprachen werden oft als Sprachen der fünften Generation klassifiziert.

Wie der Name schon sagt, basiert objektorientierte Programmierung auf der Idee eines Objekts, das eine Kombination aus lokalen Variablen, Methoden und Verfahren darstellt, die zusammen eine Einheit bilden.

Kapselung

Der Begriff Kapselung beschreibt die Kombination von Datenstrukturen und Methoden, die durch das Objekt manipuliert werden. Der Aufruf eines Objekts erfolgt durch die Übergabe eines „Hinweises“ auf dieses Objekt.

Visuelle Programmierung

Visuelle Programmierung bezieht sich auf die Softwareentwicklung, bei der grafische Notationen und interaktive Komponenten verwendet werden, um Programme zu definieren und zu komponieren. Sie wird gemeinhin als die Verwendung von visuellen Ausdrucksformen (wie Grafiken, Animationen oder Symbolen) definiert.

Diese können genutzt werden, um die Syntax neuer visueller Programmiersprachen zu führen, neue Paradigmen wie die Programmplanung durch Demonstration zu ermöglichen oder grafische Darstellungen des Verhaltens oder der Struktur eines Programms zu erstellen.

Das Ziel der visuellen Programmierung ist es, das Verständnis für Programme zu verbessern und die Programmierung selbst zu vereinfachen. Ferner soll sie Endverbrauchern ermöglichen, eigene Programme zu bauen, die andernfalls von professionellen Programmierern geschrieben werden müssten.

Strukturierte Programmierung

Strukturierte Programmierung ist besonders nützlich, wenn Korrekturen oder Änderungen nach Beendigung eines Programms oder einer Anwendung vorgenommen werden müssen. Es ist wesentlich leichter, die Kodierung eines strukturierten Programms zu verstehen, da sie in verschiedene Abschnitte unterteilt ist.

Strukturierte Programmierung ist eine Softwareentwicklungsmethodik, die auf schrittweiser Verfeinerung basiert: Eine zentrale Aufgabe wird als Ganzes betrachtet und in einfachere, weniger komplexe Segmente unterteilt. Nach Abschluss aller Segmente ist es erforderlich, die Arbeit der Programmierer zu vereinheitlichen. Bei korrekter Anwendung sollte diese Integration einfach sein. Die grafische Darstellung der strukturierten Programmierung erfolgt durch Flussdiagramme, die das Programm mit seinen Inputs, Prozessen und Produkten darstellen.

Assembler

Der Assembler war der erste Versuch, die Maschinensprache durch eine für Menschen verständlichere Sprache zu ersetzen. Zu Beginn der 1950er Jahre wurden zur Erleichterung der Arbeit von Programmierern mnemonische Codes für Operationen und symbolische Adressen entwickelt.

• Mnemonische Codes: Alphabetische Symbole für die Maschinensprache.
• Source-Programm: Das vom Programmierer geschriebene Programm in Assembler-Anweisungen.
• Objektprogramm: Das vom Assembler in Maschinencode konvertierte Programm.

Der Computer verwendet weiterhin die Maschinensprache zur Datenverarbeitung, aber die Assembler-Programme wandeln die Anweisungen des Entwicklers in den entsprechenden Maschinencode um.

C-Programmiersprache

C ist eine moderne Allzwecksprache, die Merkmale einer Hochsprache (strukturierte Programmierung, Datentypen, Rekursion etc.) mit typischen Merkmalen von Low-Level-Sprachen verbindet. Diese Qualität erlaubt es dem Programmierer, strukturierte Programmierung für Low-Level-Aufgaben zu nutzen und einen schnellen, effizienten ausführbaren Code zu erhalten.

Aufgrund der besonderen Eigenschaften der unteren Ebene betrachten viele C als eine „Medium-Level“-Sprache. Zudem ist C eine kleine und prägnante Sprache. Die Kosten für eine solch mächtige Sprache sind, dass sie nicht besonders leicht zu erlernen ist. Eine sichere und zuverlässige Programmierung erfordert eine tiefgehende Kenntnis der Sprache.