Informatik 2: Eine Einführende Übersicht

ISBN-13: 9783540555674 / Niemiecki / Miękka / 1992 / 372 str.

Friedrich L. Bauer; Gerhard Goos; F. L. Bauer

Opis

Informatik. Eine einfuhrende Ubersicht hat sich als Standardwerk fur das Studium der Informatik bewahrt. Der vorliegende zweite Teil steht unter dem Leitgedanken "Strukturen," der das Grundthema "Algorithmen" des ersten Teils erganzt. Zunachst werden Programmstrukturen und Datenstrukturen einschliesslich der Techniken ihrer Implementierung behandelt. Sodann werden formale (Sprach-)Systeme, die zur Beschreibung solcher Strukturen dienen, auf relationentheoretischer Grundlage dargestellt. Ein weiteres Kapitel behandelt die Formalisierung der Syntax und der Semantik algorithmischer Sprachen, mit einem Abschnitt uber abstrakte Datentypen. Den Abschluss bilden die Anhange "Korrespondenzen und Funktionen," "Datenendgerate" und "Zur Geschichte der Informatik" sowie Syntaxdiagramme fur die ALGOL 68- und die PASCAL-Notation, die im Buch verwendet werden."

Spis treści

Vorbemerkung.- 5. Blockstruktur und dynamische Speicherverteilung.- 5.1 Blöcke und Speicherverteilung.- 5.1.1 Blockstruktur.- 5.1.2 Pulsierende Speicherverteilung.- 5.1.3 Wortorganisierte Speicher.- 5.1.4 Relative Adressierung.- 5.1.5 Felder mit dynamisch errechneten Indexgrenzen.- 5.1.6 Abschließende Bemerkungen.- 5.2 Prozeduren und Blockstruktur.- 5.2.1 Einbeziehung von Prozeduren in die Blockstruktur.- 5.2.2 Ergänzung des Blockstrukturbaums durch Aufrufpfeile.- 5.2.3 Dynamischer Blockstrukturbaum.- 5.2.4 Statische und dynamische Verweisketten.- 5.2.5 Dynamische Speicherverteilung im Falle des Vorkommens von Prozeduren.- 6. Hintergrundspeicher und Verkehr mit der Außenwelt, Datenstrukturen, Speicherorganisation.- 6.1 Technische Charakteristika von Hintergrundspeichern und E/A-Geräten.- 6.1.1 Speicher mit direktem Zugriff.- 6.1.2 Speicher mit indirektem Zugriff.- 6.1.3 Transport-und Übertragungseinheiten.- 6.2 Funktionelle Beschreibung von Hintergrundspeichern und E/A-Geräten.- 6.2.1 Lochkarten und Lochkartenstöße, Lochstreifen/Nicht wiederverwendbare Medien.- 6.2.2 Magnetbandspeicher mit Blöcken wechselnden Umfangs / Wiederverwendbare Medien mit sequentiellem Zugriff auf Blöcke wechselnden Umfangs.- 6.2.3 Magnetband-und Scheibenspeicher mit fester Blockeinteilung / Wiederverwendbare Medien mit sequentiellem Zugriff auf fest eingeteilte Blöcke, organisierte Speicher.- 6.2.4 Magnetplattenspeicher/Wiederverwendbare Medien mit rotierendem Zugriff.- 6.3 Einführung neuer Rechenstrukturen.- 6.3.1 Teilstrukturen.- 6.3.2 Operative Anreicherung.- 6.3.3 Paar-und Tupelbildung.- 6.3.4 Variantenbildung.- 6.3.5 Rekursive Definition von Rechenstrukturen: Rekursive Datenstrukturen.- 6.3.5.1 Stapel.- 6.3.5.2 Beblätterte Binärbäume.- 6.3.5.3 Bezeichnete Binärbäume.- 6.3.5.4 Allgemeine beblätterte Bäume.- 6.3.5.5 Algorithmen auf rekursiven Datenstrukturen.- 6.3.6 Terme und Diagramme.- 6.3.6.1 Aufbau und Auswertung von Termen.- 6.3.6.2 Kantorovic-Bäume und Gabelbilder.- 6.3.6.3 Terme und Schachteldiagramme.- 6.3.6.4 Benutzung des Assoziativgesetzes.- 6.4 Datenorganisation: Listen und Zeiger.- 6.4.1 Listen.- 6.4.1.1 Referenzen.- 6.4.1.2 Unendliche Listen.- 6.4.2 Organisierte Speicher.- 6.4.2.1 Errechnete Variablenbezeichnungen.- 6.4.2.2 Der Übergang von zusammengesetzten Objekten zu organisierten Speichern.- 6.4.2.3 Gleichbesetzungs-Tabu, Seiteneffekte.- 6.4.3 Zeiger.- 6.4.3.1 Zeigergeflechte.- 6.4.3.2 Deklaration einer Zeigersorte.- 6.4.3.3 Schaffung von Variablen und Zeigern.- 6.4.3.4 Gleichheit von Zeigern.- 6.4.4 Geflechtbildende Variabelensätze.- 6.5 Zeiger-Implementierungen organisierter Speicher.- 6.5.1 Implementierung von Stapeln.- 6.5.1.1 Stapel als Einweg-Listen.- 6.5.1.2 Verkettung zweier Einweg-Listen.- 6.5.1.3 Prozeduren des Moduls KELLER.- 6.5.2 Implementierung von Sequenzen.- 6.5.2.1 Sequenzen als lineare Zweiweg-Listen.- 6.5.2.2 Kopieren von linearen Zweiweg-Listen.- 6.5.2.3 Prozeduren mit Sequenz-Variablen.- 6.5.3 Implementierung von beblätterten Bäumen.- 6.5.3.1 Beblätterte Binärbäume als Listen mit Varianten Zeigern.- 6.5.3.2 Allgemeine beblätterte Bäume als Listen mit Varianten Zeigern.- 6.6 Implementierung organisierter Speicher mittels linearer Speicher.- 6.6.1 Gestreute Speicherung.- 6.6.2 Sequentielle Speicherung.- 7. Formale Sprachen.- 7.1 Relationen und formale Systeme.- 7.1.1 Dyadische Relationen und gerichtete Graphen.- 7.1.1.1 Mengeneigenschaft der Relationen.- 7.1.1.2 Das Produkt zweier Relationen.- 7.1.1.3 Die konverse Relation.- 7.1.1.4 Maximale und größte, minimale und kleinste Elemente.- 7.1.1.5 Reflexivität.- 7.1.1.6 Transitivität.- 7.1.1.7 Hüllen.- 7.1.1.8 Äquivalenzklassen.- 7.1.2 Noethersche und konfluente Relationen.- 7.1.2.1 Wege.- 7.1.2.2 Noethersche Relationen und Graphen.- 7.1.2.3 Hüllen einer Noetherschen Relation.- 7.1.2.4 Irreduzible Elemente, terminierende Wege.- 7.1.2.5 Der nichtdeterministische Ersetzungsalgorithmus.- 7.1.2.6 Konfluente Relationen, eindeutige Normalformen.- 7.1.2.7 Church-Rosser-Eigenschaft.- 7.1.3 Formale Sprachen-allgemeine Begriffe.- 7.2 Formale Sprachen über Zeichenfolgen.- 7.2.1 Kompatible Ersetzungssysteme.- 7.2.2 Semi-Thue-Systeme.- 7.2.3 Semi-Thue-Algorithmen.- 7.2.4 Chomsky-Sprachen und-Grammatiken.- 7.2.4.1 Kontext-sensitive Chomsky-Grammatiken.- 7.2.4.2 Kontextfreie Chomsky-Grammatiken.- 7.2.4.3 Reguläre Grammatiken.- 7.2.4.4 Endliche Grammatiken.- 7.2.5 Backus-Notation und erweiterte Backus-Notation.- 7.2.5.1 Varianten.- 7.2.5.2 Syntax-Diagramme.- 7.2.5.3 Replikationsstern.- 7.2.5.4 Verallgemeinerte Syntax-Diagramme.- 7.2.5.5 Adjunktion und Elimination von Hilfszeichen.- 7.2.6 Reguläre Ausdrücke.- 7.2.7 Substitution von Grammatiken.- 7.3 Strukturgraph und Strukturbaum eines Ersetzungswegs.- 7.3.1 Bipartite Graphen.- 7.3.2 Strukturgraphen und Strukturbäume.- 7.3.3 Konstruktion des Strukturgraphen.- 7.3.4 Eindeutigkeit.- 7.3.5 Ein Eindeutigkeitskriterium.- 7.3.6 Die Strukturgrammatik einer Grammatik.- 7.4 Das Zerteilungsproblem.- 7.4.1 Sackgassen.- 7.4.1.1 Abschneiden von Sackgassen.- 7.4.1.2 Kontext-sensitive Grammatiken mit konfluenter Ersetzungsrelation.- 7.4.1.3 Sackgassen in regulären Grammatiken.- 7.4.2 Sequentielle Zerteilungsverfahren für reguläre Grammatiken.- 7.4.2.1 Zustands-Übergänge.- 7.4.2.2 Der Äquivalenzsatz von KupLEENE.- 7.4.2.3 Endliche Automaten.- 7.4.3 Sequentielle Zerteilungsverfahren für kontextfreie Grammatiken.- 7.4.3.1 Kellerzustands-Übergänge.- 7.4.3.2 Keller-Automaten.- 7.4.3.3 LR(k)-Grammatiken.- 7.4.4 Sequentielle zielbezogene Zerteilungsverfahren.- 7.4.4.1 Konverse Zustandsübergänge.- 7.4.4.2 LL(k)-Grammatiken.- 7.4.5 Verfahren des rekursiven Abstiegs.- 7.5 Berechenbarkeit und Entscheidbarkeit.- 8. Syntaktische und semantische Definition algorithmischer Sprachen.- 8.1 Syntax algorithmischer Sprachen.- 8.1.1 Syntaktische Beschreibung zusammengesetzter Objekte.- 8.1.2 Syntaktische Beschreibung von Kantorovic-Bäumen.- 8.2 Operative Semantik.- 8.2.1 Aufbau und Berechnung von Formeln.- 8.2.2 Partielle Definiertheit.- 8.2.3 Nicht-strikte Operationen.- 8.2.4 Nichtdeterminismus.- 8.2.5 Semantik der Parameterübergabe bei Rechenvorschriften.- 8.2.6 Operative Semantik der Rekursion.- 8.2.7 Reduktionsmaschinen.- 8.3 Zustandssemantik.- 8.3.1 Zustandskalkül nach MCCARTHY.- 8.3.2 Zusicherungskalkül nach FLOYD, HOARE UNDDIJKSTRA.- 8.3.2.1 Das Zuweisungsaxiom.- 8.3.2.2 Das Zusammensetzungsaxiom.- 8.3.2.3 Die Fallunterscheidungs-Axiome.- 8.3.2.4 Das Wiederholungs-Axiom.- 8.3.2.5 Allgemeine Regeln.- 8.3.2.6 Verifikation von Programmen.- 8.3.2.7 Sprünge und Schleifeninvarianten.- 8.4 Mathematische Semantik.- 8.4.1 Fixpunkttheorie.- 8.4.1.1 Fixpunkttheorie der Rekursion.- 8.4.1.2 Fixpunkttheorie im wp-Kalkül.- 8.4.1.3 Rekursive Definition der Semantik einer algorithmischen Sprache.- 8.4.2 Abstrakte (Daten-)Typen.- 8.4.2.1 Der Signaturgraph.- 8.4.2.2 Die Termalgebra eines abstrakten Typs.- 8.4.2.3 Rechenstrukturen als endlich erzeugte Modelle eines abstrakten Typs.- 8.4.2.4 Beispiele polymorpher Typen.- 8.4.3 Abstrakte Typen und die Charakterisierung primitiver Rechenstrukturen.- 8.4.4 Abstrakte Typen und die Charakterisierung der Syntax und Semantik von Programmiersprachen.- Ergônzende Literatur.- Namen- und Sachverzeichnis.