Grundlagen der Programmierung und Datenmodelle

1. Grundlagen der Programmierung

Level-Einstufung von Programmiersprachen

LOW LEVEL: Sprachen, die der Maschinensprache ähneln und hardwarenah sind.

HIGH LEVEL: Sprachen, die der menschlichen Sprache ähneln.

Generationen von Programmiersprachen

• 1. Generation (1. G): Maschinensprache (Machine Language)
• 2. Generation (2. G): Assembler
• 3. Generation (3. G): Hochsprachen (Fortran, Pascal, C, C#, COBOL)
• 4. Generation (4. G): Sprachen für bestimmte Zwecke (Web, PHP, Java, HTML)

Definitionen

PROGRAMM: Eine Reihe von Anweisungen oder Befehlen, basierend auf einer Programmiersprache, die der Computer interpretiert, um eine bestimmte Funktion auszuführen oder ein Problem zu lösen.

PROGRAMMIERSPRACHE: Sie sind Werkzeuge, die es uns ermöglichen, Software und Programme zu erstellen. Eine Programmiersprache ist eine künstliche Sprache, die verwendet wird, um eine Folge von Anweisungen zu definieren, die von einem Computer interpretiert und ausgeführt werden können.

ALGORITHMUS: Eine endliche, geordnete und wohldefinierte Menge von Anweisungen oder Regeln, die nacheinander ausgeführt werden, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen.

COMPILER: Ein Computerprogramm, das ein in einer Programmiersprache geschriebenes Programm in eine andere Programmiersprache (typischerweise Maschinensprache) übersetzt und ein entsprechendes Programm erzeugt, das die Maschine interpretieren kann.

MASCHINENSPRACHE: Das direkt interpretierbare Codierungssystem für eine Mikroschaltung, z. B. einen Computer-Mikroprozessor oder Mikrocontroller einer Steuerung (SPS). Diese Sprache besteht aus einer Reihe von Anweisungen, die die von der Maschine auszuführenden Aktionen festlegen.

2. Datenmodelle und Beziehungen

Das Hierarchische Datenmodell

Ein Datenmodell, bei dem die Datenstruktur baumartig organisiert ist. Das Framework verwendet eine Eltern-Kind-Beziehung: Jeder Elternteil kann viele Kinder haben, aber jedes Kind hat nur einen Vater.

Das Netzwerk-Modell

Ein Datenbankmodell, das Beziehungen als eine flexible Möglichkeit zur Darstellung seiner Objekte versteht.

Es ermöglicht jedem Datensatz, mehrere Kinder und mehrere Eltern-Datensätze zu haben, wodurch eine Gitterstruktur entsteht.

Das Entity-Relationship-Modell (ERM)

Das Entity-Relationship-Modell (ERM), auch bekannt als ER-Diagramm, ist ein 1976 von Peter Chen vorgeschlagenes Modellierungswerkzeug für Datenbanken. Es dient dazu, die Objekte der Datenbank (Entitäten) zu beschreiben, ihre Attribute festzulegen und die Beziehungen zwischen ihnen darzustellen. (Die Entität entspricht dem Konzept der Klasse; jedes Tupel stellt ein Objekt in der objektorientierten Programmierung dar.)

Kardinalität der Beziehungen

Gegeben sei eine Menge binärer Beziehungen zwischen den Mengen A und B. Die Kardinalitäten können wie folgt unterschieden werden:

Eins-zu-Eins (1:1)

Eine Entität A ist mit genau einer Entität B verbunden, und umgekehrt.

Eins-zu-Viele (1:N)

Eine Entität A ist mit Null (0) oder vielen Entitäten in B verknüpft, aber eine Entität B ist nur mit einer einzigen Entität A verbunden.

Viele-zu-Eins (N:1)

Eine Entität A ist mit einer einzigen Entität B verbunden, aber eine Entität in B kann mit Null (0) oder vielen Entitäten in A verbunden sein.

Viele-zu-Viele (N:M)

Eine Entität in A kann mit Null (0) oder vielen Entitäten in B verbunden sein, und umgekehrt (Vice Versa).