Module, Klassen, Verträge

Dr. rer. nat. Karlheinz Hug ist Professor für Informatik, Softwaretechnik und Betriebssysteme am Fachbereich Elektrotechnik und Maschinenbau der Fachhochschule Reutlingen.

Dieses Lehrbuch will den Leser nicht nur in das Programmieren im Kleinen, in Algorithmen und Datenstrukturen, sondern auch in objekt- und komponentenorientierte Softwaretechniken einführen, um ihn auf das systematische Konstruieren professioneller Software vorzubereiten. Software erscheint als Architektur - als strukturierte Ansammlung von Komponenten, die über definierte Schnittstellen interagieren. Der Autor entwickelt die Lehrinhalte anhand aufeinander aufbauender Beispielkomponenten, wobei er Software-Qualitätsmerkmale wie Wartbarkeit und Wiederverwendbarkeit behandelt. Der Leser lernt nach dem Ansatz des schrittweisen Öffnens von Black Boxes zunächst, Komponenten zu benutzen, bevor er sie implementiert und erweitert. Die Methode des Spezifizierens und Programmierens durch Vertrag setzt der Autor konsequent ein, um zu zeigen, wie man zuverlässige, korrekte Software entwickeln kann. Neben grafischen Notationen dient die objekt- und komponentenorientierte Programmiersprache Component Pascal dazu, die softwaretechnischen Konzepte zu vermitteln. Das Buch bietet Grundlagen, ohne Spezialkenntnisse vorauszusetzen; es richtet sich vor allem an Einsteiger in die Informatik.

Software-Komponenten mit Qualität entwickeln - Basiswissen für Informatik-Einsteiger

Dieses Lehrbuch will den Leser nicht nur in das Programmieren im Kleinen, in Algorithmen und Datenstrukturen, sondern auch in objekt- und komponentenorientierte Softwaretechniken einführen, um ihn auf das systematische Konstruieren professioneller Software vorzubereiten. Software erscheint als Architektur - als strukturierte Ansammlung von Komponenten, die über definierte Schnittstellen interagieren. Der Autor entwickelt die Lehrinhalte anhand aufeinander aufbauender Beispielkomponenten, wobei er Software-Qualitätsmerkmale wie Wartbarkeit und Wiederverwendbarkeit behandelt. Der Leser lernt nach dem Ansatz des schrittweisen Öffnens von Black Boxes zunächst, Komponenten zu benutzen, bevor er sie implementiert und erweitert. Die Methode des Spezifizierens und Programmierens durch Vertrag setzt der Autor konsequent ein, um zu zeigen, wie man zuverlässige, korrekte Software entwickeln kann. Neben grafischen Notationen dient die objekt- und komponentenorientierte Programmiersprache Component Pascal dazu, die softwaretechnischen Konzepte zu vermitteln. Das Buch bietet Grundlagen, ohne Spezialkenntnisse vorauszusetzen; es richtet sich vor allem an Einsteiger in die Informatik.

1 Einführung.- 1.1 Ein Kaffeeautomat.- 1.2 Modul und Dienst.- 1.3 Schnittstelle und Implementation.- 1.4 Benutzer, Kunde, Lieferant.- 1.5 Zusammenfassung.- 1.6 Literaturhinweise.- 1.7 Übungen.- 2 Spezifizieren.- 2.1 Exemplar und Typ.- 2.2 Benutzung angebotener Dienste.- 2.3 Syntax und Semantik.- 2.4 Spezifikation durch Vertrag.- 2.5 Mehrere Kaffeeautomaten.- 2.6 Zusammenfassung.- 2.7 Literaturhinweise.- 2.8 Übungen.- 3 Softwareentwicklung.- 3.1 Fünf Ebenen.- 3.2 Softwarequalitätsmerkmale.- 3.3 Zusammenfassung.- 3.4 Literaturhinweise.- 4 Programmiersprachen.- 4.1 Grundbegriffe.- 4.2 Rechner.- 4.3 Klassifikation von Implementationssprachen.- 4.4 Entwickler und Maschine.- 4.5 Die erweiterte Backus-Naur-Form.- 4.6 Syntax der Spezifikationssprache Cleo.- 4.7 Die Implementationssprache Component Pascal.- 4.8 Programm, Ablauf, Prozess.- 4.9 Fehlerarten und Sicherheit.- 4.10 Zusammenfassung.- 4.11 Literaturhinweise.- 4.12 Übungen.- 5 Die Entwicklungsumgebung BlackBox.- 5.1 Module, Subsysteme, Komponenten.- 5.2 Dateiorganisation.- 5.3 Werkzeuge.- 5.4 Programmentwicklung.- 5.5 Getrennt übersetzen - dynamisch laden.- 5.6 Zusammenfassung.- 5.7 Literaturhinweise.- 6 Vom Spezifizieren zum Implementieren.- 6.1 Von Cleo zu Component Pascal - Schritt 1.- 6.2 Von Gleo zu Component Pascal - Schritt 2.- 6.3 Von Cleo zu Component Pascal - Schritt 3.- 6.4 Schnittstelle und Implementation.- 6.5 Zusammenfassung.- 6.6 Literaturhinweise.- 6.7 Übungen.- 7 Ein- und Ausgabe.- 7.1 Kaffeeautomat als Kommandomodul.- 7.2 Kaffeeautomat mit einfacher Ein-/Ausgabe.- 7.3 Kaffeeautomat mit Dialogbox.- 7.4 Kaffeeautomat mit bewachter Dialogbox.- 7.5 Kaffeeautomat mit meldender Dialogbox.- 7.6 Zusammenfassung.- 7.7 Literaturhinweise.- 7.8 Übungen.- 8 Strukturiertes und modularesProgrammieren.- 8.1 Zeichen sammeln.- 8.2 Zeichen zählen.- 8.3 Zusammenfassung.- 8.4 Literaturhinweise.- 8.5 Übungen.- 9 Objektorientiertes Programmieren.- 9.1 Tassen.- 9.2 Mengen.- 9.3 Vom Modul zur Klasse.- 9.4 Von der Spezifikation zur Implementation.- 9.5 Von der abstrakten Datenstruktur zum abstrakten Datentyp.- 9.6 Zusammenfassung.- 9.7 Literaturhinweise.- 9.8 Übungen.- 10 Statische Klassenstrukturen.- 10.1 Fahrscheinautomaten.- 10.2 Erweiterung von Klassen.- 10.3 Wörter sammeln, Rechtschreibung prüfen.- 10.4 Zusammenfassung.- 10.5 Literaturhinweise.- 10.6 Übungen.- 11 Dynamische Objektstrukturen.- 11.1 Prüfling, Testmodul und Testwerkzeug.- 11.2 Testwerkzeugmodul.- 11.3 Mengenklasse für Zeichenketten.- 11.4 Zusammenfassung.- 11.5 Literaturhinweise.- 11.6 Übungen.- 12 Vom Entwerfen zum Testen.- 12.1 Polymorphe Mengenklasse für geordnete Elemente.- 12.2 Entwurfsmuster.- 12.3 Zusammenfassung.- 12.4 Literaturhinweise.- 12.5 Übungen.- A Component Pascal Language Report.- B Literaturverzeichnis.- C Sachwortverzeichnis.