Konzepte h¨oherer Programmiersprachen (Entwurf) - WSI ...

36 3.1 imperativ
3.1 Das imperative Paradigma
” Im Anfang war das Wort“, beginnt das Johannes-Evangelium, und der Informatiker
fügt scherzhaft hinzu: aber es war noch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Bits be-
”
schränkt“. Grundgedanke der sogenannten von-Neumann-Maschinen14 ist in der Tat
der in Worte gegliederte Speicher, wobei jedes Wort entweder Programmbefehle oder
Daten aufnehmen kann; es gibt dabei prinzipiell keine Möglichkeit, Programme und
Daten auseinanderzuhalten. Die elementaren Fähigkeiten der Maschine beschränken
sich im wesentlichen darauf, ein Wort aus dem Speicher zu holen und entweder als Befehl
(lat. imperare = befehlen) auszuführen oder damit gewisse Manipulationen vorzunehmen;
ein durch arithmetisch/logische Operationen modifiziertes Wort kann dann
in den Speicher zurückgeschrieben werden. Programme, die diesem Paradigma folgen,
schreiben dem Rechner recht detailliert vor, in welcher Weise der Speicher sukzessive
modifiziert werden soll; man spricht deshalb auch von imperativen Programmiersprachen.
Die Abstraktion von der nackten von-Neumann-Maschine besteht hier
darin, daß den im Prinzip typenlosen Worten Typen aufgedrückt werden und daß
man einerseits die Gruppierung mehrerer Worte zu einem zusammengesetzten Datenelement
ermöglicht (Datenabstraktion), andererseits aber auch die Zusammensetzung
mehrerer primitiver von-Neumann-Operationen zu einer komplexen Operation
anbietet (Steuerabstraktion, manchmal auch Kontrollabstraktion genannt).
Die Charakteristika des imperativen Programmierparadigmas sind also (Justice u. a.
1994):
• Wort-für-Wort–Verarbeitung auf einem in kleine Einheiten gegliederten Speicher,
• Programmieren durch Veränderung des Speicherzustands mit Hilfe von Wertzuweisungen,
• maschinenorientierte Daten- und Programmstrukturen, relativ dicht an den
Möglichkeiten der von-Neumann-Maschine.
Prominente Vertreter dieses Paradigmas sind FORTRAN, Pascal, C etc. Ghezzi und
Jazayeri (1998) bezeichnen dieses als das ” prozedurale“ Paradigma.
Es erübrigt sich, hier Beispiele anzubringen, da bei jedem sicherlich eine Vertrautheit
mit imperativen Programmiersprachen vorausgesetzt werden kann.
3.2 Das funktionale Paradigma
Eine andere Möglichkeit, Informationsprozesse zu definieren, ist der Begriff der berechenbaren
Funktion im Sinne des λ-Kalküls von A. Church. Im Sinne von Wegner
(1995) müßte man Programmiersprachen, die auf diesem Paradigma beruhen, als deklarativ
bezeichnen, weil hier nur Funktionen deklariert werden, ohne dabei Handlungsabläufe
im Rechner vorzuschreiben. Funktionale Sprachen sind sind etwas später
14 Es ist inzwischen weithin anerkannt, daß nicht nur von Neumann, sondern mehrere Leute gleichzeitig,
damals diese Idee hatten, s. etwa Metropolis u. a. (1980).
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