Niklaus Wirth: Prinzipien der Programmiersprachen und PASCAL

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Niklaus Wirth Prinzipien der Programmiersprachen
und PASCAL

• Seminar Geschichte der Informatik
• Christoph Grün

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Überblick

• Leben und Arbeit Nikolaus Wirths in der USA und
  der Schweiz
• Übersicht über Generationen von
  Programmiersprachen
• Wirths Verdienste an höheren Programmiersprachen

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Nikolaus Wirth

• Geboren 1934 in Winterthur in der Schweiz
• Interesse an Technik, insbesondere
  Modellflugzeugen
• Gymnasium
• Interesse an Elektronik, Funkfernsteuerungen im
  Modellbau

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• 1954-58 Studium der Elektrotechnik an der ETH
  Zürich, Diplom 1959
• 1959-60 Assistenzstelle Universität Quebec in
  Kanada
• 1960-63 Doktorand an der Universität Berkeley als
  Stipendiat
• Mitarbeit in einer Gruppe an dem Bau erster
  Compiler

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ALGOL 60 Report

• Erste mathematisch klare und eindeutige
  Definition von Programmiernotation
• 13 Wissenschaftler aus aller Welt, darunter der
  Holländer v. Wiingaarden
• Idee von mehr Ordnung in Programmiersprachen,
  Aufbau von wenigen, allgemeingültigen Konzepten
• Dissertationsthema Generalized Algol

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• 1963-67 Assistant Professor for Computer Science
  an der Stanford University
• Weitere Arbeiten in Richtung seiner Doktorarbeit
• Mitarbeit im Komitee für ALGOL 68
• 1967-68 Urlaubssemester an der Universität Zürich

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Rückkehr in die Schweiz

• Seit 1968 Professor für Computerwissenschaften an
  der ETH Zürich
• 1970 entwickelt er PASCAL
• 1980 Informatik eigenständiger Studiengang auf
  Druck der Industrie

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• 1976-77 Urlaubssemester bei Firma Xerox in Palo
  Alto
• Bau von unabhängigen Arbeitsplatzrechnern
• In der Schweiz Bau eines eigenen Rechners
• Schaffung weiterer Programmiersprachen

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• 1984 Turing Award
• 1988 IEEE Computer Society, Computer Pioneer
  Award
• 1989 IBM Europe Science and Technology Prize 1988
  
• 1992 Member, Swiss Academy of Engineering
• 1994 Foreign Associate, US Academy of Engieering
• 1996 Orden Pour le merite
• 1999 ACM SIGSOFT, Outstanding Research Award in
  Software Engineering
• 1999 Leonardo da Vinci Medal. Societe Europeenne
  pour la Formation des Ingenieurs (SEFI)
• Zahlreiche Ehrendoktorate

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Generationen von Programmiersprachen

1. Maschinensprache
2. Assembler
3. Höhere Sprachenproblemorientierte Sprachen
   (Fortran, Basic, Pascal)objektorientierte
   Sprachen (Prolog, Lisp, C) oder
   lösungsorientierte (SQL)

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Maschinensprache 0000 0101 0001 0001 0000
1000 0001 0010 ... 0010 0010 0010 0001 0010
0001 0100 0000 0011 0000 0001 0000
z.B. Pascal r15 r28 .... r0r1r1r2
Assembler CON 5 STR R1 CON 8 STR R2 ... LD R2 LD
R1 LD R1 MUL ADD STR R0
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(No Transcript)
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Maschinensprache 0000 0101 0001 0001 0000
1000 0001 0010 ... 0010 0010 0010 0001 0010
0001 0100 0000 0011 0000 0001 0000
z.B. Pascal r15 r28 .... r0r1r1r2
Assembler CON 5 STR R1 CON 8 STR R2 ... LD R2 LD
R1 LD R1 MUL ADD STR R0
Assembler
Compiler/Interpreter
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Arten von Übersetzern

• Interpreter
• Zeilenweise, immer neu übersetzte Ausführung des
  Programms
• Compiler
• Übersetzung in Selbstausführende Datei, die
  immer im Maschinencode vorliegt

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Höhere Programmiersprachen

• FORTRAN Formula Translator
• 1954 für wissenschaftliche Rechnungen eingeführt
• keine genaue Grammatik
• verwirrend durch GOTO-Sprünge und Zeilennummern

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• COBOL
• 1960 von John Backus vorgestellt
• Verarbeitung von Daten, Texten und Buchungen
• Textlastig
• Ebenfalls keine strukturierte Programmierung
• Millenium Bug

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• ALGOL 60
• Urahn der prozeduralen Programmiersprachen
• Einheitliche Notation zur Formulierung von
  Algorithmen
• klar strukturierte Syntax, Konzept von SchleIFen
  und Blöcken

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• IF a lt 0 THEN UV ELSE IF a b lt 17 THEN U/V
  ELSE IF k ltgt y THEN V/U ELSE 0
• a SIN(omega t)
• IF q THEN n-1 ELSE n
• BEGIN
• FILE F (KINDREMOTE)
• EBCDIC ARRAY E 011
• REPLACE E BY HELLO WORLD!
• WHILE TRUE DO
• BEGIN
• WRITE (F,,E)
• END
• END.

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• PASCAL
• Übernahme elementarer Konzepte ALGOLS
• Strenge Syntax
• Eigene Datentypen, Mengen und Verbundtypen
• Zeiger zur dynamischen Variablenerzeugung
• Stapelmaschine mit lokalen Variablen
• Vollwertige Stringroutinen
• Ausgefeiltes Blockkonzept

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• Pascal weiter
• Gute Lesbarkeit - Lehrsprache
• Sehr erfolgreich mit etlichen Ablegern
• Heute noch zu finden in Borland Delphi als
  Objekt-Pascal
• Nachteile Mangelnde Modularisierung zur
  Erstellung größerer Projekte

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• Modula 2
• 1982 von Wirth vorgestellt
• Neue Sprache mit Modulkonzept
• (information hiding)
• und getrennter Übersetzung von Modulen
• Genaue Schnittstellendefinitionen
• Wenig erfolgreich wegen Erweiterung Turbo Pascals
  durch Units

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• Oberon
• 1986 von Wirth vorgestellt
• Teil des Oberon-Betriebssystems
• Einführung von Typerweiterung alsobjektorientiert
  er Ansatz
• Nutzung in der Lehre

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Ordnung in die Programmierung

• Von der Idee über die Programmiersprache zum
  Rechner
• Vom Rechner über die Programmiersprache zum
  Verständnis der Idee

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• Heute sehe ich mit Schrecken, wie viele
  Studenten bei uns Elektrotechnik studieren, die
  noch nie etwas selbst gebastelt haben. Genauso
  ist es in der Informatik Viele haben noch nie
  selber ein Programm geschrieben.

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit