Zusammenfassung zum Problemlösen mit Algorithmen
In den vergangenen Unterrichtseinheiten haben wir einen kleinen Einblick in die Programmierung gewonnen. Es ging darum, einen virtuellen Roboter mithilfe von Anweisungen über den Bildschirm zu steuern. Dabei sollte er bestimmte Probleme lösen. Eine solche Folge von Anweisungen, geschrieben in einer Programmiersprache stellt ein Computerprogramm dar. An dieser Stelle soll das Erreichte noch einmal kurz zusammengefasst und systematisiert werden.
Vorgehensweise beim Erstellen eines Computerprogranms
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In der nebenstehenden Grafik ist noch einmal die schrittweise Vorgehensweise bei der Erstellung eines Computerprogramms dargestellt. Den Ausgangspunkt stellt die verbale Beschreibung eines zu lösenden Problems dar. Über die Algorithmierung (Finden eines Lösungsverfahrens) führt der Weg weiter über die Umsetzung des Algorithmus mittels einer Programmiersprache bis hin zu der Ausführung des Programms im Prozessor. Vorher muss das Programm durch einen Interpreter oder Compiler in Maschinensprache übersetzt werden. |
Bausteine von Algorithmen
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Die Formulierung von Algorithmen zur erfolgreichen Lösung von Problemen erfordert nur einige wenige so genannte algorithmische Grundstrukturen. Diese sind in der nebenstehenden Abbildung noch einmal systematisiert dargestellt. |
Hierzu noch zwei Bemerkungen:
- Anweisungen wurden von uns immer nur in der Form von Methodenaufrufen verwendet. Dies konnten sowohl vorgegebene Methoden (z. B. Hinlegen) wie auch selbstdefinierte Methoden (z.B. EineReiheLegen) sein. Die Zuweisung von Werten wurde von uns nicht eingesetzt, da sich dies bei unseren Programmbeispielen nicht anbot. Hier geht es darum, ähnlich wie in der Mathematik, einer Variable oder einer Konstante einen Wert zur weiteren Verwendung im Programm zuzuweisen (z.B. Rechteckbreite := 5 oder Pi = 3.14).
- Auch die Wiederholung mit Endbedingung wurde von uns nicht verwendet. Sie unterscheidet sich von der Wiederholung mit Anfangsbedingung dadurch, dass die zu prüfende Bedingung am Ende der Wiederholungsanweisung steht. In den allermeisten Fällen ist es egal welche von diesen beiden Möglichkeiten verwendet wird. Deshalb haben wir uns der Einfachheit halber auf die Wiederholung mit Anfangsbedingung beschränkt. Es gibt jedoch einige wenige Fälle, wo die Wiederholung mit Endbedingung eingesetzt werden muss. Der Unterschied zur Wiederholung mit Anfangsbedingung ist der, dass hier die zu wiederholende Sequenz mindestens einmal durchlaufen werden muss, da die Gültigkeit der Bedingung erst am Ende geprüft wird. Bei der Wiederholung mit Anfangsbedingung kann die zu wiederholende Sequenz jedoch auch gar nicht abgearbeitet werden, sollte die zu prüfende Bedingung schon von Beginn an den Wert falsch besitzen.
Eine Übersicht über die Grundbausteine der Algorithmen bestehend aus einem Struktogramm und einer kurzen Beschreibung können Sie sich hier herunterladen: Zusammenfassung_alg_Grundstrukturen.pdf
