Zeitreihenanalyse natürlicher Systeme mit neuronalen Netzen und ...

2.3 Implementierung
2.3.1 C++
Das Gerüst des Data-Stream-Networks wurde komplett in C++ programmiert. Alle selbst entwickelten
Algorithmen und alle aus fremden C-Bibliotheken entnommenen Algorithmen wurden in eigenständige
C++-Klassen eingebunden. Der objektorientierte Ansatz dieser Programmiersprache erfordert eine
gewisse Zeit des Umdenkens, die sich aber auszahlt. C++ besitzt eine hohe Abstraktionsebene und
ermöglicht bessere Kapselung von Daten und Prozeduren. Auch wird die Vererbung zur Verfügung
gestellt, wodurch in hierarchischer Struktur und somit übersichtlich programmiert werden kann. C++
kann so erweitert werden 9 , daß eine an ein spezielles Problem angepaßte Programmiersprache entsteht.
In dem Programmpaket DSN wurde intensiv von dieser Möglichkeit Gebrauch gemacht 10 .
Der Hauptgrund für die Wahl von C++ ist aber deren allgemeine Verfügbarkeit und Standardisierung,
wodurch die Entwicklung einer Software, die auf verschiedenen Betriebssystemen läuft, ermöglicht
wird. Ein weiterer Vorteil ist die Verfügbarkeit von umfangreichen Bibliotheken von Algorithmen und
Tools in C bzw. C++.
2.3.2 Tcl/Tk
Die Tool Command Language (Tcl) ist eine sehr leistungsfähige Interpretersprache, die von Prof. John
Ousterhout 11 an der University of California at Berkeley ab 1988 entwickelt wurde. Der Kern dieser
Sprache ist die String- und Listenverarbeitung. Alle Variablentypen sind letztendlich Strings, die
entsprechend interpretiert werden (z.B. als float oder int) 12 . Auch Programmcode kann in Variablen
abgelegt und interpretiert werden, so daß ein laufendes Programm um neuen Code erweitert werden
kann. Diese Möglichkeit wird bei der Programmierung der Makros im DSN ausgenutzt. (Weitere
Informationen zu Tcl in [3] und [4])
Die wichtigste Erweiterung von Tcl ist das Tool Kit (Tk), das den entscheidenden Ausschlag für die
Verwendung dieser Sprache gab. Durch das Tk wird der Tcl-Interpreter um umfangreiche Befehle zur
grafischen Oberflächenprogrammierung erweitert. Mit sehr einfach aufgebautem Programmcode lassen
sich Fenster mit vielen verschiedenen Arten von Widgets 13 erzeugen und damit interaktive Dialogboxen
aufbauen. Durch die Kombination von Tcl und Tk ist es möglich, vollständige interaktive Anwendungen
zu erstellen ohne andere Programmiersprachen zu verwenden.
9 abgesehen von grammatikalischen Erweiterungen
10 Es wurden als erstes z.B. Tools zur Verwaltung von dynamischen Vektoren und Matrizen entwickelt. Darauf aufbauend
entstanden abstraktere Objekte wie Zeitreihen und Fourierspektren.
11 http://www.sunlabs.com/~ouster/
12 Die neuste Version von Tcl (8.0) verwaltet zur Beschleunigung des Interpreters intern die numerischen Variablen binär.
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