Vorlesungen über Informatik Berechenbarkeit, formale Sprachen, Spezifikationen

Dieses Lehrbuch baut auf den Themen "Grundlagen und funktionales Programmieren" und "Objektorientiertes Programmieren und Algorithmen" der ersten beiden Bände auf und vermittelt wesentliche Fundamente aus der theoretischen Informatik wie Grundlagen der Berechenbarkeits- und Komplexitätstheorie, formale Sprachen und Automaten. Danach werden Transformation von Programmen und die Spezifikationstechnik einführend behandelt. Der Verfasser stellt den Zusammenhang zwischen der Algorithmenentwicklung und der Theorie her. Er zeigt, wie man durch Transformation Programme gleichen Inhalts unterschiedlich formulieren kann. Anhand der Z-Notation und der Technik der Statecharts wird erörtert, wie man Systemaufgaben analysiert und spezifiziert.

13 Berechenbarkeit.- 13.1 Der Algorithmusbegriff und die CHuxcxsche These.- 13.2 loop-, while-und goto-Algorithmen.- 13.3 Turingmaschinen.- 13.4 Primitiv undµ-rekursive Funktionen.- 13.5 Das Postsche Korrespondenzproblem.- 13.6 Anmerkungen und Verweise.- 14 Komplexitätstheorie.- 14.1 Klassifikation.- 14.2 Beispielprobleme.- 14.3 Die KlasseNP.- 14.4 Weitere Komplexitätsklassen.- 14.5 Anmerkungen und Verweise.- 15 Formale Sprachen.- 15.1 Reguläre Sprachen und endliche Automaten.- 15.2 Kontextfreie Sprachen.- 15.3 Kontextsensitive Sprachen.- 15.4 Anmerkungen und Verweise.- 16 Programmtransformationen.- 16.1 Transformationsschemata.- 16.2 Elementare Transformationsregeln.- 16.3 Entrekursivierung.- 16.4 Transformation in rechtsrekursive Form.- 16.5 Beispiele.- 16.6 Anmerkungen und Verweise.- 17 Spezifikationstechniken: Die Z Notation.- 17.1 Spezifikation und Systementwicklung.- 17.2 Grundbegriffe der Z Notation.- 17.3 Datenstrukturen.- 17.4 Verfeinerung.- 17.5 Beispiel Fertigungszelle.- 17.6 Anmerkungen und Verweise.- 18 Ablaufspezifikationen, Synchronisierung und Kommunikation.- 18.1 Grundbegriffe vonStatecharts.- 18.2 Spezifikation einer digitalen Armbanduhr.- 18.3 Konstruktionsprinzipien.- 18.4 Synchrone und asynchrone Kommunikation.- 18.5 Kanäle.- 18.6 Anmerkungen und Verweise.- Programmverzeichnis.- Stichwortverzeichnis.