14.05.2021
Programmierparadigmen und Compilerbau
Kapitel 1 Programmiersprachen
a. Theorie: Turingmaschine
b. Praxis: Von-Neumann-Architektur
c. Klassifikation von Programmierparadigmen
Kapitel 2 Syntax und Semantik
a. Syntax und Semantik definieren eine Programmiersprache
b. Syntax Haskell (vereinfacht)
c. Elementare Datentypen
d. Auswertungsreihenfolge
Kapitel 3 Rekursion
a. Rekursion und Linear rekursive Funktionen
b. Baum rekursive Funktionen
c. Komplexität und Beispiele
Kapitel 4 Datentypen
a. Listen und Listenoperationen
b. Erweitere Listenoperationen (map, filter, foldr/l
Kapitel 5 Grundlagen der Typentheorie
a. Typenbrechnung
b. Beispiele der Typenberechnung
Kapitel 6 λ -Ausdrücke und List Comprehension
a. Freie und Gebundene Variablen
b. List Comprehension
Kapitel 7 Interpreter Entwurfsmuster
a. Interpreter Entwurfmuster
, 1. Programmiersprachen
a. Theorie: Turingmaschine
1. Lese an aktueller Position Zeichen c vom Band.
2. Führe in Abhängigkeit von Zeichen c und Zi Übergang aus:
- Schreibe (neues) Zeichen
- Bewege Kopf nach links oder rechts
- Überführe Steuerung in neuen Zustan
3. Wiederhole, bis Endzustand erreicht worden ist.
b. Praxis: Von- Neumann- Architektur
Möglichkeiten zur Programmierung:
• - Maschinensprachen (Assembler)
• + hardwarnah
• + kompakt/effizient, aber:
• - schwer lesbar
•
• - Hochsprachen
• + einfach lesbar
• - erfordern Übersetzung
Erklärung:
Übernimmt Prinzipien der Turingmaschine -> der Speicher M entspricht ungefähr das Band. Danach
haben wir den Prozessor, der aus einer Instruktionseinheit (IU = Instruction Unit) besteht und ein
Rechenwerk (ALU = Arthmetic and logic Unit).
Prozess: Aus dem Speicher M werden Befehle gelesen und an der Instruktionseinheit weitergeleitet.
In der Instruktionseinheit werden die Befehle übersetzt und an das Rechenwerk weitergeschickt. Das
Rechenwerk besteht aus mehreren Registern, die gefüllt werden können. Es werden dann Daten vom
Speicher M in dem Register des Rechenwerks eingeführt, wodurch dann Operationen durchgeführt
werden können. (Bsp. Es werden aus dem Speicher die Zahlen A und B rausgenommen und an das
ALU weitergeschickt, was diese dann z.b addiert und ausgibt.)
(Gute Erklärung: (https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-einfuhrung-772))
, c. Klassifikation über Programmierparadigmen
2. Syntax und Semantik
a. Syntax und Semantik definieren eine Programmiersprache
Syntax und Semantik definieren eine Programmiersprache.
Syntax: Welche Zeichenfolge sind gültige Programme?
(Grammatik und Regeln = Korrektheit im Sinne der Grammatik)
Semantik: Welche Bedeutung hat ein (gültiges) Programm?
(Bedeutung = Funktion der Programmiersprache)
1. Semantiken
Verschiedene Typen der Semantik
• Denotationale Semantik (Mathematisch formalisierte Beschreibung) -> Haskell macht
alles in funktionen.
• Operationalle Semantik (Festlegung durch Referenz)
• Transformationsbasiere Semantik (Syntaktischer Zucker = Wenn eine
Programmiersprache einen gewissen Sprachumfang hat und man diesen erweitert)
2. Ausführung von Programmen via
a. Compiler (z.B Haskell, C)
b. Interpreter (z.B Python
3.in Mischformen (z.B Just-In-Time-Compiler oder ghci)
Programmierparadigmen und Compilerbau
Kapitel 1 Programmiersprachen
a. Theorie: Turingmaschine
b. Praxis: Von-Neumann-Architektur
c. Klassifikation von Programmierparadigmen
Kapitel 2 Syntax und Semantik
a. Syntax und Semantik definieren eine Programmiersprache
b. Syntax Haskell (vereinfacht)
c. Elementare Datentypen
d. Auswertungsreihenfolge
Kapitel 3 Rekursion
a. Rekursion und Linear rekursive Funktionen
b. Baum rekursive Funktionen
c. Komplexität und Beispiele
Kapitel 4 Datentypen
a. Listen und Listenoperationen
b. Erweitere Listenoperationen (map, filter, foldr/l
Kapitel 5 Grundlagen der Typentheorie
a. Typenbrechnung
b. Beispiele der Typenberechnung
Kapitel 6 λ -Ausdrücke und List Comprehension
a. Freie und Gebundene Variablen
b. List Comprehension
Kapitel 7 Interpreter Entwurfsmuster
a. Interpreter Entwurfmuster
, 1. Programmiersprachen
a. Theorie: Turingmaschine
1. Lese an aktueller Position Zeichen c vom Band.
2. Führe in Abhängigkeit von Zeichen c und Zi Übergang aus:
- Schreibe (neues) Zeichen
- Bewege Kopf nach links oder rechts
- Überführe Steuerung in neuen Zustan
3. Wiederhole, bis Endzustand erreicht worden ist.
b. Praxis: Von- Neumann- Architektur
Möglichkeiten zur Programmierung:
• - Maschinensprachen (Assembler)
• + hardwarnah
• + kompakt/effizient, aber:
• - schwer lesbar
•
• - Hochsprachen
• + einfach lesbar
• - erfordern Übersetzung
Erklärung:
Übernimmt Prinzipien der Turingmaschine -> der Speicher M entspricht ungefähr das Band. Danach
haben wir den Prozessor, der aus einer Instruktionseinheit (IU = Instruction Unit) besteht und ein
Rechenwerk (ALU = Arthmetic and logic Unit).
Prozess: Aus dem Speicher M werden Befehle gelesen und an der Instruktionseinheit weitergeleitet.
In der Instruktionseinheit werden die Befehle übersetzt und an das Rechenwerk weitergeschickt. Das
Rechenwerk besteht aus mehreren Registern, die gefüllt werden können. Es werden dann Daten vom
Speicher M in dem Register des Rechenwerks eingeführt, wodurch dann Operationen durchgeführt
werden können. (Bsp. Es werden aus dem Speicher die Zahlen A und B rausgenommen und an das
ALU weitergeschickt, was diese dann z.b addiert und ausgibt.)
(Gute Erklärung: (https://studyflix.de/informatik/von-neumann-rechner-einfuhrung-772))
, c. Klassifikation über Programmierparadigmen
2. Syntax und Semantik
a. Syntax und Semantik definieren eine Programmiersprache
Syntax und Semantik definieren eine Programmiersprache.
Syntax: Welche Zeichenfolge sind gültige Programme?
(Grammatik und Regeln = Korrektheit im Sinne der Grammatik)
Semantik: Welche Bedeutung hat ein (gültiges) Programm?
(Bedeutung = Funktion der Programmiersprache)
1. Semantiken
Verschiedene Typen der Semantik
• Denotationale Semantik (Mathematisch formalisierte Beschreibung) -> Haskell macht
alles in funktionen.
• Operationalle Semantik (Festlegung durch Referenz)
• Transformationsbasiere Semantik (Syntaktischer Zucker = Wenn eine
Programmiersprache einen gewissen Sprachumfang hat und man diesen erweitert)
2. Ausführung von Programmen via
a. Compiler (z.B Haskell, C)
b. Interpreter (z.B Python
3.in Mischformen (z.B Just-In-Time-Compiler oder ghci)
