ADA: Eine Einführung in die Programmiersprache der Softwaretechnik

352 Pages·1992·21.174 MB·German

by  Manfred Nagl (auth.)

Manfred Nagl
ADA
Eine Einfiihrung in die
Programmiersprache der Softwaretechnik
~ __ Informatikliteratur zur Programmierung __- -.,
Pascal - Lehrbuch fur das strukturierte Programmieren
von D. Cooper und M. Clancy
Einfuhrung in die Programmiersprache Modula 2
von H. Pudlatz
Einfuhrung in die Programmiersprache C++
von F. Bause und W. Tolle
Einfuhrung in die Programmiersprache COBOL
von W.-M. Kahler
Programmieren in PL / I - Eine moderne Einfuhrung
von E. Sturm
ADA - Eine Einfiihrung in die
Programmiersprache der Softwaretechnik
von M. Nagl
Die WissensreprCisentationssprache OPS 5
von R. Krickhahn und B. Radig
Prolog - Eine methodische Einfiihrung
von R. Cordes, R. Kruse, H. Langendorfer und H. Rust
JSP - Einfuhrung in die Methode des
Jackson Structured Programming
von K. Kilberth
Modulare Reg~lprogrammierung
von S. Bocionek
Logische und Funktionale Programmierung
von U. Furbach
'--__ Vieweg ________________- ---'
MANFRED NAGL
Eine Einfiihrung in die
Programmiersprache der Softwaretechnik
4./ verbesserte Auflage
I I
Vleweg
1. Auflage 1982
Nachdruck 1983
2., neubearbeitete und erweiterte Auflage 1988
Diese Auflagen sind erschienen unter dem Titel
"EinfOhrung in die Programmiersprache Ada"
3., verbesserte Auflage 1991
4., verbesserte Auflage 1992
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© Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig /Wiesbaden, 1992
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Umschlag: Schrimpf + Partner, Wiesbaden
Gedruckt auf saurefreiem Papier
ISBN-13:978-3-528-33347-8 e-ISBN-13:978-3-322-83230-6
DOl: 10.1007/978-3-322-83230-6
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Vorwort zur 1. Auflage
Dieses Buch ist nicht fiir jemanden gedacht, der einen Ada-Ubersetzer schreiben will. Es steht hier eher die
methodische Verwendung der Sprache im Vordergrund als die Abgrenzung erlaubter von nichterlaubten (syntak
tischen) Konstruktionen. 'frotzdem solI beim Nachschlagen wegen einer Unklarheit beziiglich Ada hier eine
priizise Antwort auffindbar sein. Dieses Buch ist auch niehl als Fin./iihrung in das systematische Programmieren
fUr Alif'anger gedacht. Statt dessen wendet es sich an Personen, die bereits eine gewisse Erfahrung im Program
mieren mit mindestens einer hOheren Programmiersprache haben. Dies kann auch FORTRAN oder COBOL
sein. Fiir diesen Personenkreis sollte die nachfolgende Ausarbeitung sowohl als Thxtbuch fiir Programmierkurse
(auch wenn diese mangels eines verfiigbaren Obersetzers vielerorts noch als 'frockenkurs abgehalten werden
miissen) als auch zum Selbststudium geeignet sein. Die Kenntnis einer neueren hoheren Programmiersprache,
wie etwa PASCAL, ist zwar nicht Voraussetzung fiir das Lesen, doch erleichtert sie den Einstieg.
Ada entstand aufgrund einer Initiative des Verteidigrmgsministeriums der USA, das seine Ausgaben fiir Soft
ware in den Griff zu bekommen versuchte (1975 etwa 3,5 Milliarden $). Ein gro6er Teil dieser Ausgaben ging in
den Bereich der sogenannten eingebetteten Systeme (z.B. Bordcomputer eines Flugzeugs), der sich durch Ef
fazienzvorgaben (Speicherplatz, Laufzeit), Hardwareniihe (z.B. durch Einsatz nichtstandardmiiSiger Ein-/A us
gabe) und Notwendigkeit von Konzepten fiir RealzeitanforderungenlNebenliiufigkeit auszeichnet. Insbeson
dere durch Unterstiitzung der Zuverliissigkeit, Portabilitiit und Wartungsfreundlichkeit von Software sollte eine
RedukJion der Kosten erzielt werden. Das Ergebnis der Initiative ist eine universelle hOhere Program
miersprache, die sich fiir einen breiten Einsatz eignet, nicht nur auf dem Gebiet der eingebetteten Systeme.
Ada bietet fiir Kontroll-und Datenstrukturen vielfilltige Konstrukte an. Ada eignet sich wegen des Paketkon
zepts, der Hilfsmittel zur getrennten Obersetzung und der generb:hen Programmeinheiten insbesondere auch
fiir das Programmieren "gro6er" Probleme, die von einer Programmierermannschaft und nicht von einem ein
zelnen Programmierer bearbeitet werden. Hier ist die Beachtung der Erkenntnisse des Software-Engineering,
insbesondere beziiglich der Programmiermethodik, unerliiSlich. Wir haben deshalb in Kapitel1 die wichtigsten
Grundbegriffe aus diesem Bereich zusammengetragen. Aber auch wiihrend der restlichen Ausarbeitung wurde
stets versucht, die methodische Sicht bei der Erorterung der Ada-Sprachelemente zu betonen.
Ada ist kein Forschungsergebnis, sondem das Resultat eines Entwieklungsprozesses, der offentlieh und unter
gro6er Anteilnahme der Offentlichkeit (aus Industrie, Verwaltung und Universitiiten) ablief. Insoweit faSt Ada
eherbisher Bekanntes zusammen und repriisentiert den Stand der Thchnik auf dem Programmiersprachensek
tor, als neue, bahnbrechende Wege zu gehen. Aus dieser Offentlichkeit ist bereits jetzt, vor uem Gro6einsatz
dieser Sprache, ein Erfolg der Ada-Untemehmung erkenntlich: Mit der Diskussion iiber Ada wurde auch stets
iiber Konzepte in Programmiersprachen diskutiert und damit zur Verbreitung und Erweiterung von Kenntnis
iiber Programmiersprachen beigetragen.
Biicher iiber Programmierung fallen hauptsiichlich in zwei Kategorien. Die eine Kategorie enthiilt Ein
fiihrungen in die Programmierung, heute meist mit dem Zusatz methodisch oder systematisch. Urn dieser Ziel
setzung gerecht zu werden, sollten hierbei aIle Gesichtspunkte des Programmierens angesprochen werden, ins
besondere die Verifikation, die Effizienzanalyse und die Programmiermethodik. Eine solche Darstellung ist
jedoch einerseits weitgehend programmiersprachenunabhiingig und andererseits nur fiir "kleine" Probleme
machbar. Man sollte sich dabei einer einfachen aber sauberen Programmiersprache bedienen, wie etwa PAS
CAL oder ELAN. Ein Buch iiber Ada mllS schon wegen des Umfangs der Sprache, die ja auch weniger fiir die
Ausbildung als fiir den Einsatz in gro6em MaSstab erfunden wurde, in die zweite Kategorie von Biichem fallen,
niimlich in die der Fin./iihrungen in eine bestimmte Programmiersprache. Hier darf dann auch einige Kenntnis
iiber die Programmierung vorausgesetzt werden. Wir haben bei der Erliiuterung von Ada versucht, die sinnvolle
und methodische Verwendung dieser Sprachkonstrukte in den Vordergrund zu riicken und nicht nur die Details
zu sehen, wie das eine oder andere hinzuschreiben ist.
Jede Programmiersprache, insbesondere abe~ eine so umfangreiche wie Ada, ist stark rekursiv. Man weill
nicht, wo mit der Erliiuterung begonnen werden solI, da die einzelnen Konstrukte direkt oder indirekt gegen
seitig voneinander abhiingen. Dadurch wird in vielen Fallen Wiederholung erzwungen. Wir haben versucht, aus
dieser Not eine 1\Jgend zu machen. So wurden die komplizierten Sprachelemente im allgemeinen stets zuerst in
einfacher Form erliiutert, die allgemeine Verwendung und das dahinterstehende Konzept wurde spater nach
getragen. Eine Einfiihrung in eine Programmiersprache sollte sich in ihrem Aufbau nicht am Sprachreport
ItI
orientieren. Bei diesem ist es eine Zielsetzung, diese obige Rekursivitiit sichtbar werden zu lassen, wiihrend es
hier aus didaktischen Griinden Zielsetzung ist, diese zuniichst zu verbergen.
Ein einfiihrendes Buch iiber eine Programmiersprache ist kein geeigneter Platz, sich kritisch mit einer
Programmiersprache auseinanderzusetzen. Wir haben deshalb an einigen Stellen bewuBt auf Randbemerkun
gen verzichtet. Die Akzeptanz einer Programmiersprache hiingt nieht von ihren "technischen" Eigenschaften
ab, sondern auch von dem Vorhandensein verstiindlicher Einfiihrungen und Nachschlagewerke. Wir hoffen, ZU
diesem Gesichtspunkt der Pragmatik von Ada einen klein en Beitrag geleistet zu haben.
Nun eine Ubersicht: Kapitell beschiiftigt sich nach einer kurzen Darstellung der Entwicklungsgeschiehte von
Ada mit einigen Grundbegriffen der Softwaretechnik.
In Kapitel2 wird die Notation der Syntax erliiutert, und die Grundsymbole der Sprache werden aufgefUhrt.
Kapitel3 ist den Elementen des Programmierens im Kleinen gewidmet und dabei hauptsiichlich den Struk
turen zur Ablaufkontrolle. Dazu zahlen insbesondere die schon klassischen Kontrollstrukturen if- , case-,
while-und for-Anweisung, die Funktionen und Prozeduren und die Spriinge. Nicht klassisch ist hier lediglich
die Ausnahmebehandlung. Datenstrukturen werden hier nur andeutungsweise angesprochen, urn kleine Pro
gramme oder Programmstiicke formulieren zu konnen. Die 1extein-/ausgabe wird jedoch bereits hier abgehan
delt.
Kapitel 4 erliiutert die Datenstrukturierung, die in neuen Programmiersprachen umfangreicher ist als die
Ablaufstrukturierung. Hierzu zahlen die Aufzahlungstypen, die Felder und Verbunde, die in Ada in speziellen
Formen als Felder mit unspezifizierten Grenzen und Verbunde mit Diskriminanten auftreten konnen. Erst dann
folgt das 'I)'pkonzept mit der Erkliirung der Begriffe Typ, Untertyp, abgeleiteter'I)'p. Den numerischen Typen,
niimlich den ganzzahligen und den reellen Datentypen, ist hier in Ada mehr Aufmerksamkeit geschenkt worden
als in anderen Programmiersprachen insoweit, als sich der Programmierer (iiber die Definition neuer numeri
scher Typen) unabhiingig von den vordefinierten numerischen 'I)'pen machen kann. Ein ausfiihrlicher Abschnitt
iiber Zeiger und Haldenobjekte und ihre Verwendung in der Listenverarbeitung schlieBt das Kapitel abo
Wiihrend Kapitel 3 und 4 eher die konventionellen Sprachelemente enthiilt, die hauptsiichlich dem
Programmieren im Kleinen, d.h. der Implementierung einzelner Moduln dienen, bietet das Kapitel 5, teilweise
auch 6, Elemente fUr das Programmieren im GroBen, die wiihrend des Entwurfs bzw. wiihrend der Wartung gro
Ber Software-Systeme benotigt werden. Hierzu zahlen hauptsiichlich das Paketkonzept, das Konzept der
Generizitiit, der privaten 'I)'pen und die Hilfsmittel zur getrennten Ubersetzung, niimlich Bibliothekseinheiten
und Untereinheiten. Da sich hinter letzterem mehr verbirgt als nur Hilfen fUr die textuelle Aufteilung des
Programms, haben wir in einem sehr ausfUhrlichen Abschnitt versucht, den Bezug zu Modulkonzepten hera us
zuarbeiten.
KapiteI 6 dient der Erkliirung der nebenliiufigen Programmierung. Nach Einfiihrung der hierfiir vor
gesehenen Programmeinheit (der Thsk), der automatischen Aktivierung und der normalen Beendigung, foIgt
das Rendezvous-Konzept als Konstrukt zur Synchronisation und zum gegenseitigen AusschluB. Der niichste
Abschnitt widmet sieh der nichtdeterministischen Auswahl zwischen verschiedenen Interaktionswiinschen auf
der Seite der akzeptierenden Thsk. Verzogerung, Unterbrechung, Ausnahmebehandlung, normale und anomale
Thskbeendigung schlieBen sieh an, sowie Ada-Spezielles wie Thsktypen und Entryfamilien. Ein groBeres
Beispiel schlieBt das KapiteI abo
Das letzte Kapitel erliiutert die Beziehungen zur Umwelt. Hierzu zahlt die Ein-/Ausgabe mit ihrer Un
terscheidung zwischen internen und externen Dateien, die neben Ein-/A usgaberoutinen auch die Dateiverwal
tung mit enthiilt. Schlie.Blich gibt es noch vielfaltige Moglichkeiten der Angabe von Darstellungen auf der Basis
maschine.
Jedes Kapitel endet mit Ubungsaufgaben, die der Leser zur Vertiefung seiner Ada-Kenntnisse benutzen
kann. Ein umfangreiches Literaturverzeichnis soIl Hinweise zum weiteren Studium geben. Die vordefinierten
Pragmas und die vordefinierten Ausnahmen sind in Form zweier Anhiinge am Ende zusammengestellt. Die vor
definierten Attnbute werden in den entsprechenden Buchabschnitten erliiutert. Dem leichten Nachschlagen
schlieBlich dient ein Anhang, der die gesamte Grammatik enthiilt, sowie ein ausfiihrliches Register.
Ich mOchte dieses Vorwort mit einer Dan1csagung an aile diejenigen abschlieBen, die zu der Gestalt dieses
Buches in seiner jetzigen Form durch Kritik, Anregungen und Hilfe beigetragen haben. Hier sind Herr Dr. H.
Hummel und Dr. PlOdereder, Miinchen, sowie Herr Kollege J. Perl Oetzt Main:/i) zu nennen. Zu besonderem
Dank wegen sehr intensiver Mitarbeit bin ich jedoch Herrn Kollegen J. Ebert und den Herren Dr. G. Engels und
Dr. W. Schiifer (aile friiher in Osnabriick), sowie Herrn Dr. R. Gall, Erlangen, verpflichtet. SchIieBlich gilt mein
Dank auch Frau K. Guss fUr die groBe Geduld und Sorgfalt beim Schreiben dieses Manuskripts, sowie dem
Vieweg-Verlag fUr das Anfertigen der Zeichnungen. Fiir Fehler und Miingel ist der Autor allein verantwortlich.
VII
Es kann auch kein Compiler dafiir zur Rechenschaft gewgen werden, die (hoffentlich nicht zu zahlreichen) Syn
taxfehler nicht erkannt zu haben.
Osnabriick, im Juni 1982 Manfred Nag[
Vorwort zur 2. Autlage
Seit dem Erscheinen der ersten Auflage dieses Buches hat sich ,iniges geiind,rt: Ada ist seit 1983 standar
disiert worden, Ada-Veranstaltungen finden heute nicht mehr nur als Thockenkurse statt, weil in den letzten
Jahren effizientere und preiswertere Ada-Compiler vediigbar wurden, in der Industrie gibt es mehr und mehr
Software-Projekte, die in Ada implementiert werden, und die Initiativen und Aktivitiiten urn Ada herum, die
man in den USA als 'Ada Culture' bezeiehnet, haben sich verstiirkt und ausgeweitet (Validierungsprozedur,
Ada-Software-Entwicklungsumgebung, STARS-Projekt usw.). Ferner, was nieht gering geschlitzt werden dad,
hat ein Arbeitskreis eine deutsche Ada-Thrminologie erarbeitet, die in dieser 2. Auflage iibernommen wurde.
Ada ist fiir die Erstellung gro8er Softwaresysteme gedacht, wo die Erkenntnisse, Konzepte und Methoden
der Softwaretechnik eingesetzt werden sollten. Ada bietet hiediir vielerlei Konstrukte an. Dies betrifft ins
besondere die Konstrukte fiir das Programmieren im Gro8en, die insbesondere die Wartung vereinfachen, sich
aber ebenfalls auf die lebenszyklusbegieitenden Bereiche Qualitiitssicherung, Projektmanagement und
Dokumentation giinstig auswirken. Man kann Ada deshalb ohne Ubertreibung als di, Softwaretechnik-Program
miersprache bezeichnen!
Ein Buch iiber Ada sollte diesen Zusammenhang deutlich werden lassen. Nach Kenntnis des Autors war die
1. Auflage dieses Buches das erste Buch, das diesen Zusammenhang herausgearbeitet hat. Diese Vedlechtung
mit der Softwaretechnik wurde in der 2. Auflage noch einmal betriichtlich verstiirkt (insbesondere durch Kap. 1
und Kap. 5). Edahrungen des Autors mit Ada-Vorlesungen und Industrieseminaren bestiitigen, daB bei diesem
didaktischen Ansatz der gedankliche Hintergrund der Ada-Konzepte vermittelt werden kann, d.h. sich die Er
orterung nicht nur auf die Aufziihlung der Sprachkonstrukte beschriinkt.
Ada gehort zur Familie der imperativen und prozeduralen Programmiersprachen und liegt damit auf der
Linie der ''klassisch,n'' Programmiersprach,n (FOKfRAN - Algol 60 - PUI - Algol 68 - Pascal). In Ada sind
Ideen einer Reihe anderer neuerer Programmiersprachen eingeflossen (Modula, Alphard, CLU, US, Mesa
etc.). Diese Sprachlinie zeiehnet sieh durch das Bestreben nach Sicherheit (durch viele Compilezeit-Priifungen)
und Effizienz (insbesondere fiir den erzeugten Code) aus. Diese Ausrichtung ist ganz im Sinne der oben an
gedeuteten Vedlechtung mit der Softwaretechnik.
Thotz dieser eher konservativen Ausrichtung von Ada hat der Sprachllorschlag nicht nur Zustimmung hervor
gerufen (vgl. Literatur in Abschnitt 3). Dabei richtet sich die Kritik weniger gegen den Ansatz der Sprache an
sieh, sondern eher gegen einzelne Sprachkonstrukte, insbesondere jedoch gegen den Gesamtumfang der
Sprache. Auf diese Kritik wird in der folgenden Darstellung nicht im einzelnen eingegangen. Obwohl sich der
Autor in etlichen Punkten dieser Kritik anschlie8en kann, so teilt er doch die Uberzeugung, daB Ada fiir den
profession ellen Bereich das beste ist, was an Programmiersprachen z.Zt. zur Vediigung steht und fiir den
niichsten iiberschaubaren Zeitraum zur Vediigung stehen wird.
Neben dieser eher konservativen Ausrichtung von Ada haben in den letzten Jahren einige Program
miersprachen in der wissenschaftlichen Diskussion Bedeutung erlangt oder eine Renaissance edahren, die
vollig anderen SoftwareersteUungs-Paradigmen folgen, und die wir in diesem Buch nicht erliiutern. Es sind dies,
urn nur die wichtigsten aufzuziihlen: Programmieren ist Logik (logisChe Programmiersprachen), Programmieren
ist Erstellen loser Einheiten mit Vererbung und Botschaftsaustausch (objektorientierte Sprachen), Program
mieren ist Zusammenbau. von Funktionen (funktionale Spnichen), Programmieren ist Spezifizieren
(Spezifikationssprachen, 1tansformationssprachen), Programmieren ist Zusammenstellen von Fakten und
Regeln (KI-Sprachen) u.s. w. Diese Paradigmen konnen eines Thges fiir die tiigliche praktische Arbeit des Soft
ware-Ingenieurs gr08e Bedeutung erlangen. Dies ist jedoch eher fiir einen liingedristigen Zeitpunkt der Fall.
Eine verstiindliche Ada-EinJUhrung zu schreiben, ist niehl einfach. Dies hat zum einen mit der Vedlechtung
mit der Softwaretechnik zu tun, da nicht bei jedem Leser Basiswissen iiber diesen Bereich vorausgesetzt werden
kann. Zum anderen redet man bei der Erliiuterung von Ada, wegen des zusammenfassenden Charakters dieser
Sprache, implizit auch immer iiber Konzepte von (klassischen) Programmiersprachen. Ein Blick in das In-
VIII
haltsverzeichnis so manchen Buches iiber Programmiersprachenkonzepte (vgl. Literaturabschnitt 4) bestlitigt
dies. Dort findet man niimlich oft die Kapiteleinteilung des Ada-Sprachreports wieder. Letztlich erfordert das
bereits im Vorwort der 1. Auflage diskutierte Rekursivitlitsproblem von Programmiersprachen und der Urnfang
von Ada eine sorgfaltige didaktische Ausarbeitung. Jede Ada-Einfiihrung, die aile diese Probleme verschleiert
und den Eindruck erweckt, als sei Ada eine Sprache fiir Anfanger oder im Handumdrehen zu vermitteln, ist die
Zeit nicht wert, mit der man sich mit ihr beschiiftigt.
Die Verflechtung mit der Softwaretechnik bzw. die Diskussion iiber Programmiersprachenkonzepte
bereichert an sich die Denkwelt jedes Lesers und hat damit Auswirkungen auf seine tligliche Arbeit auch dann,
wenn er in der niichsten Zeit keine Chance hat, Ada fiir ein konkretes Projekt einzusetzen. Dies gilt iibrigens
auch fiir die oben angedeuteten anderen Softwareerstellungs-Paradigmen. Eine Beschiiftigung mit diesen
Paradigmen bringt nicht nur Bereicherung, da sie in andere Denkwelten einfiihrt, sondem sie laBt auch die Kon
zepte von Ada in einem deutlicheren Licht erscheinen.
Wenn fiir Ada als Programmiersprache 7I!ilsprachenbi/dung verboten ist, d.h. jeder Compiler Ada voll
"verstehen" konnen muB, so gilt dies nicht notwendigerweisefiir die Lehre. So ist der Pascal-leil von Ada allein
durch Kap. 3 und 4 beschrieben, wobei noch einige Abschnitte wegfallen (etwa 3.9, 4.7 und 4.8) und einige sich
vereinfachen. In diesem Sinne ist Ada auch fiir die Anfangerausbildung einsetzbar. 1st man nur an sequentieller
Programmierung interessiert (z.B. iibliche mathematisch-technische Anwendungen, betriebswirtschaftliche
Anwendungen, Systemprogrammierung ohne Nebenliiufigkeit), so kommt noch Kap. 5 hinzu. Fiir numerische
Anwendungen ist dariiber hinaus ein detailliertes Studium der Abschnitte 3.7 und 3.8 notig. Nur wenn man sich
mit nebenliiufiger und hardwarenaher Programmierung gleichzeitig beschiiftigt, ist ein Studium der gesamten
Sprache (bis auf die numerischen Datentypen) notig.
Ich mochte dieses Vorwort mit einem Dank an aile diejenigen abschlieBen, die zu der 2. Auf1age des Buches
beigetragen haben. Hier ist zuniichst Herr Dr. C. Lewerentz zu nennen, der das Thxtsystem geschrieben hat, mit
dem dieses Manuskript neu erstellt wurde, und der bei Auftreten von Schwierigkeiten seines Pilotsystems nie die
Geduld mit den Bedienem und seinem Produkt verlor. Insbesondere m6chte ich mich bei Frau G. Holmann, Os
nabriick, bedanken, die trotz des Urnfangs des Manuskripts, der Schwierigkeiten mit dem Thxtsystem und der
mehrmaligen Verbesserungen stets mit Engagement, Sorgfalt und unglaublicher Geduld dieses Manuskript
nicht nur geschrieben, sondem auch in eine druckreife Form gebracht hat. SchlieBlich bin ich Herrn Dr. Jackel,
Koblenz, und Herrn Heimann, insbesondere aber den Herren A. Schiirr und B. Westfechtel fiir das kritische
Durcharbeiten des Manuskripts und der vielen sich daraus ergebenden Verbesserungsvorschliige dankbar.
Aachen, im September 1987 Manfred Nag!
Vorwort zur 3. und 4. Auflage
Der Inhalt der dritten und vierten Auflage ist nahezu identisch mit dem der zweiten. Es wurde lediglich je
weils das Literaturverzeichnis aktualisiert.
Wie bereits im Vorwort zur zweiten Auflage festgestellt, steht eine breite Anwendung von Ada in der Indus
trie bzw. in Hochschulen zur Zeit noch aus. Das Buch hat somit, neben einer Grundlage der Schulung fiir Ada
Programmierer, seine Bedeutung in erster Linie darin, die Konzepte modemer k1assischer Sprachen vor
zufiihren, die in Ada sauberer als sonst definiert sind.
Der Titel des Buches wurde geiindert, urn die Verflechtung mit der Softwaretechnik zum Ausdruck zu brin
gen. Dies war bereits ein Anliegen der ersten Auf1age und wurde durch die Oberarbeitung der zweiten Auf1age
noch deutlicher. Fiir das in Kap. 5 imgesprochene Modulkonzept ist inzwischen eine urnfangreiche Ausarbeitung
entstanden /5. Na 90/. Da diese groBtenteils programmiersprachenunabhiingig ist, wurde daraufverzichtet, Kap.
5 auszuweiten.
Die sich abzeichnenden Anderungen von Ada im Zusammenhang mit dem 9X-Standard werden in der
niichsten Auflage beriicksichtigt.
Aachen, im Oktober 1990 bzw. Oktober 1991 Manfred Nag!
IX
INHALT
1. ADA UNO SOFfWARETECHNIK 1
1.1 Ziele und Geschichte der Entwicklung von Ada 1
1.2 Programme, Programmiersprachen und Maschinen 4
1.3 Softwaretechnik und Phasen der Software-Entwicklung 6
1.4 Giitekriterien von Programmsystemen/Ziele der Software-Entwicklung 10
1.5 Ubliche Hilfsmittel der Software-Erstellung/Ada-Validierung 13
1.6 Ada-Programmentwicklungs-Umgebung 17
1.7 Das STARS-Projekt 20
Aufgaben zu Kap. 1 24
2. GRUNOBEGRIFFE 25
2.1 Syntaxnotation, Zeichen und lexikalische Einheiten 25
2.2 Bezeichner, Zahlen und Zeichenketten 28
2.3 Quellprogramm-Notation, Pragmas 32
Aufgaben zu Kap. 2 34
3. OBJEJcrE FUR DAS PROGRAMMIEREN 1M KLElNEN 36
3.1 Einfache Objekt-und Typdeklarationen 37
3.2 Ausdriicke, Wertzuweisungen und Anweisungsfolgen 41
3.3 Bedingte Anweisungen, Auswahlanweisungen (if, case) 44
3.4 zahlschleifen, Schleifen mit Bedingungen (for, while) 47
3.5 Ineinanderschachtelung von Kontrollstrukturen und saubere Spriinge 51
3.6 Blockstruktur, Giiltigkeit, Sichtbarkeit 58
3.7 Funktionen und Operatoren 63
3.8 Prozeduren 71
3.9 Ausnahmebehandlung bei Blocken und Prozeduren 79
3.10 Thxt-Ein-/Ausgabe 86
Aufgaben zu Kap. 3 98
4. DATENSTRUKTURIERUNG DETAIlliERT 102
4.1 Basisdatentypen BOOLEAN, CHARACTER und allgemeine
Aufzahlungstypen 103
4.2 Feldtypen mit spezifizierten Grenzen 108
4.3 Feldtypen mit unspezifizierten Grenzen und der Datentyp STRING 116
4.4 Einfache Verbunde 122
4.5 Verbunde mit Diskriminanten, variante Verbunde 127
4.6 Das 'JYpkonzept von Ada, Untertypen, abgeleitete 'JYpen 135
4.7 Ganzzahlige Datentypen 145
4.8 'JYpen numerisch-reeller Zahlen: Gleitpunkttypen, Festpunkttypen 149
x
4.9 Ausdriicke 158
4.10 Zeigertypen und Haldenobjekte, Listenverarbeitung 163
Aufgaben zu Kap. 4 177
5. PROGRAMMIEREN 1M GROSSEN 182
5.1 Generische Unterprogramme und der generische Mechanismus 183
5.2 Pakete, die Ada-Notation fUr Moduln 189
5.3 Programmstruktur, Giiltigkeit, Sichtbarkeit 200
5.4 Getrennte Ubersetzung 206
5.5 Ein Modulkonzept und seine Umsetzung in Ada 218
5.6 Ein Beispiel 240
Aufgaben zu Kap. 5 247
6. NEBENLAUFIGE PROGRAMMSYSTEME 249
6.1 ProzeBeinheiten als Programmeinheiten fUr nebenlliufige
Programmierung 250
6.2 Das Rendezvous-Konzept 256
6.3 Nichtdeterministische Auswahl zwischen Alternativen 261
6.4 Verzogerung, Unterbrechung, Ausnahmebehandlung, Beendigung 268
6.5 ProzeBtypen, Entry-Familien, Implementierungsaspekte 275
6.6 Ein Beispiel 279
Aufgaben zu Kap. 6 287
7. EIN-IA USGABE UND BASISMASCHINENABHANGIGKEIT 289
7.1 Ein-/Ausgabe und Dateiverwaltung 290
7.2 Angaben zur Darstellung auf der Basismaschine 301
Aufgaben zu Kap. 7 311
LITERATUR 312
ANHANGE 318
Ada-Wortsymbole 318
Vordefinierte Pragmas 319
In der Sprache vordefinierte Ausnahmen u. zugehorige Laufzeitpriifungen 321
Ada-Grammatik 323
STICHWORTVERZEICHNIS 331