Manfred Broy

Softwareentwicklung erfordert – ausgehend von informellen Problemstellungen – Spezifikationen unter Festlegung der Daten- und Rechenstrukturen, Implementierungen und die Verifikation der Korrektheit. Zur Bewältigung dieser Aufgaben hat die Informatik eine Reihe grundlegender Ansätze und Methoden entwickelt, die in zwei Bänden in einem einheitlichen Rahmen zusammengefasst und an Beispielen erläutert werden. Der erste Band widmet sich der Spezifikationen von Daten- und Rechenstrukturen, der Spezifikation und Implementierung sowie dem Nachweis der Korrektheit funktionaler, prozeduraler und objektorientierter Programme. Der zweite Band dieses umfassenden und zugleich grundlagenorientierten Werkes behandelt softwareintensive Systeme und ihre Darstellung durch Zustandsmaschinen, nebenläufige Programme mit gemeinsamen Variablen, Datenflussprogramme, Schnittstellspezifikation, Zeitfluss, Architektur verteilter Systeme, Prozessmodellierung, Verfeinerung und spezifische Formalismen wie CSP, TLAund prädikative Spezifikation. Dies schließt unter anderem auch Themen wie Korrektheitsbeweise in Hinblick auf Sicherheit und Lebendigkeit sowie schrittweise Verfeinerung ein. Insbesondere werden im Buch die Grundlagen für eine wissenschaftlich abgesicherte Entwicklung von Programmen gelegt.

Das Buch führt in die Grundlagen der Softwaretechnik ein. Dabei liegt sein Fokus auf der systematischen und modellbasierten Software- und Systementwicklung aber auch auf dem Einsatz agiler Methoden. Die Autoren legen besonderen Wert auf die gleichwertige Behandlung praktischer Aspekte und zugrundeliegender Theorien, was das Buch als Fach- und Lehrbuch gleichermaßen geeignet macht. Die Softwaretechnik wird im Rahmen eines systematischen Frameworks umfassend beschrieben. Ausgewählte und aufeinander abgestimmte Konzepte und Methoden werden durchgängig und integriert dargestellt. Die AutorenProf. Dr. Dr. h.c. Manfred Broy war Inhaber des Lehrstuhls für Software & Systems Engineering an der Technischen Universität München. Seine Schwerpunkte in Forschung und Lehre waren und sind die Entwicklung sicherheitskritischer eingebetteter Systeme, mobile und kontextadaptive Softwaresysteme, und Entwicklungsmethoden für leistungsfähige, industriell einsetzbare Softwaresysteme. In zahlreichen Industriekooperationen konnte die Arbeiten des Lehrstuhls angewendet und evaluiert werden. Für seine Arbeit wurde Manfred Broy vielfach ausgezeichnet. Prof. Dr. Marco Kuhrmann vertritt den Lehrstuhl Software Engineering I an der Universität Passau. Seine Schwerpunkte in Forschung und Lehre sind die Methodik des Software Engineering mit dem Fokus auf agile/hybride Software- und Produktentwicklung sowie das Prozess- und Qualitätsmanagement. Er ist einer der Entwickler des V-Modell® XT, dessen Anpassung und Einführung in Organisationen und Projekten er bereits vielfach begleitet hat.

Eignen Sie sich mit Hilfe dieses Buchs die wichtigsten Grundlagen der Programm- und Systementwicklung an Geht man beim Entwickeln von Programmen von einer informellen Problemstellung aus, erfordert das:a) die Spezifikation des Programms unter Festlegung der Daten- und Rechenstrukturen.b) die Implementierung.c) die Verifikation der Korrektheit. Um diese Aufgaben zu bewältigen, hat die Informatik eine Reihe grundlegender Ansätze und Methoden entwickelt, welche in Manfred Broy und Alexander Malkis Buch „Logische und Methodische Grundlagen der Programm- und Systementwicklung“ übersichtlich zusammengefasst und an praktischen Beispielen erläutert werden. Um was geht es im Detail? In ihrem Buch über System- und Programmentwicklung behandeln die Autoren im Kern folgende Themen:· Algebraische Spezifikationen von Daten- und Rechenstrukturen sowie die Fähigkeit, daraus Eigenschaften abzuleiten· Die Spezifikation und Implementierung· Den Nachweis der Korrektheit für funktionale, prozedurale und objektorientierte ProgrammeDies schließt unter anderem auch Themen wie Korrektheits- und Terminierungsbeweise, Design-by-Contract und schrittweise Verfeinerung ein. Mit ihrem Buch „Logische und Methodische Grundlagen der Programm- und Systementwicklung“ gelingt es Broy und Malkis, die wichtigsten Grundlagen für eine wissenschaftlich abgesicherte Entwicklung von Programmen zu vermitteln. Das Werk richtet sich deshalb an Studierende aus der Informatik und an Praktiker des Software-Engineering mit Interesse an Grundlagen und Methodik. Inhalte des Buchs über Programmentwicklung in der Übersicht· Einführung indie Grundlagen der Softwareentwicklung· Rechen- und Datenstrukturen· Algebraische Datenmodellierung· Funktionale Programmierung· Anweisungsorientierte, sequenzielle Programmierung· Referenzen, Zeiger und organisierter Speicher· Verfeinerung· Grundlagen der Objektorientierung· Ausblick: parallel ablaufende, verteilte, kooperierende Systeme

Software Engineering hat das ingenieurmäßige Entwickeln umfangreicher Softwaresysteme zum Ziel. Kritische Größen sind Kosten, Termine und Qualität. Neben unterschiedlichen Themengebieten der Softwaretechnik umfasst das Software Engineering aber insbesondere auch Themen der Projektplanung, der Projektorganisation und der Projektdurchführung, also das Management und die Organisation von Softwareprojekten. Dieses Fachbuch führt in die grundlegenden Aufgaben und Zusammenhänge der Organisation und des Managements von Softwareprojekten ein. Es richtet sich an Praktiker, Berufseinsteiger und Studierende der Informatik und behandelt die folgenden Themen:- Grundlagen zu Softwareprojekten und deren OrganisationVorgehensmodelle im Software Engineering- Unternehmens- und ProjektorganisationProjektdefinition, Aufwandsschätzung, Angebots- und Vertragswesen- Projektmanagement- und QS-Verfahren- Techniken der Planung, Kontrolle und Steuerung von Softwareprojekten- Metriken, Messung und Reifegradmodelle für SoftwareprojekteMit zahlreichen Übungen werden die Inhalte vertieft und in einen praktisch anwendbaren Kontext gestellt.

Leitlinie dieser Einfuhrung in die Informatik ist die Frage, welche Vorgehensweisen einem Problem informatische Kontur verleihen und welche Techniken zur Verfugung stehen, um Informatiksysteme analysieren oder entwerfen zu koennen. Modelle enstehen in der Zusammenschau unterschiedlicher Ansichten eines Systems, die durch pragnante Diagramme beschrieben werden: Entity-Relationship-, Systemstruktur-, Zustandsubergangs- und Sequenzdiagramme. Inharenter Bestandteil dieser grafischen Beschreibungstechniken ist die Charakterisierung der zugrundeliegenden Daten (z. B. in funktionaler Programmierung). Die Autoren verwenden in Ihrem Werk AutoFOCUS zum Diagramm-orientierten Systementwurf, zur Konsistenzprufung und zur Simulation. Sie gehen den Fragen nach, wie sich Diagramme in formale Spezifikationen ubertragen lassen, woher eine Systementwicklung ihre Argumente nimmt, nach welchen Methoden verifiziert wird und wie interaktive Theorembeweiser, wie z. B. Isabelle/HOL, arbeiten.

This book presents a fundamental mathematical and logical approach to soft­ ware and systems engineering. Considering the large number of books de­ scribing mathematical approaches to program development, it is important to explain what we consider to be the specific contribution of our book, to identify our goals, and to characterize our intended target audience. Most books dealing with the mathematics and logics of programming and system development are mainly devoted to programming in the small. This is in contrast to our book where the emphasis is on modular system development with the help of component specifications with precisely identified interfaces and refinement concepts. Our book aims at systems development carried out in a systematic way, based on a clear mathematical theory. We do not claim that this book presents a full-blown engineering method. In fact, this is certainly not a book for the application-driven software engi­ neer looking for a practical method for system development in an industrial context. It is much rather a book for the computer scientist and the scientifi­ cally interested engineer who looks for basic principles of system development and, moreover, its mathematical foundations. It is also a book for method builders interested in a proper mathematical foundation on which they can build a practical development method and industrial-strength support tools.

Leitlinie dieser Einfuhrung in die Informatik ist die Frage, welche Vorgehensweisen einem Problem informatische Kontur verleihen und welche Techniken zur Verfugung stehen, um Informatiksysteme analysieren oder entwerfen zu koennen. Modelle enstehen in der Zusammenschau unterschiedlicher Ansichten eines Systems, die durch pragnante Diagramme beschrieben werden: Entity-Relationship-, Systemstruktur-, Zustandsubergangs- und Sequenzdiagramme. Inharenter Bestandteil dieser grafischen Beschreibungstechniken ist die Charakterisierung der zugrundeliegenden Daten (z. B. in funktionaler Programmierung). Die Autoren verwenden in Ihrem Werk AutoFOCUS zum Diagramm-orientierten Systementwurf, zur Konsistenzprufung und zur Simulation. Sie gehen den Fragen nach, wie sich Diagramme in formale Spezifikationen ubertragen lassen, woher eine Systementwicklung ihre Argumente nimmt, nach welchen Methoden verifiziert wird und wie interaktive Theorembeweiser, wie z. B. Isabelle/HOL, arbeiten.

Der vorliegende Übungsband enthält Aufgaben zu einer viersemestrigen Vorlesung "Einführung in die Informatik". Er ist eng abgestimmt auf die zweibändige Informatik-Einführung von M. Broy - das Gelernte kann so von der Theorie in die Praxis umgesetzt werden. Neben Aufgaben, die alle wichtigen Themengebiete der Einführung abdecken, werden vertiefende und weiterführende Aufgaben angeboten. Darüber hinaus umfaßt das Buch Programmieraufgaben in den funktionalen bzw. objektorientierten Sprachen Gofer und Java sowie der Assemblersprache MI, ergänzt durch kurze Einführungen in diese modernen Programmiersprachen.

This book presents a fundamental mathematical and logical approach to soft­ ware and systems engineering. Considering the large number of books de­ scribing mathematical approaches to program development, it is important to explain what we consider to be the specific contribution of our book, to identify our goals, and to characterize our intended target audience. Most books dealing with the mathematics and logics of programming and system development are mainly devoted to programming in the small. This is in contrast to our book where the emphasis is on modular system development with the help of component specifications with precisely identified interfaces and refinement concepts. Our book aims at systems development carried out in a systematic way, based on a clear mathematical theory. We do not claim that this book presents a full-blown engineering method. In fact, this is certainly not a book for the application-driven software engi­ neer looking for a practical method for system development in an industrial context. It is much rather a book for the computer scientist and the scientifi­ cally interested engineer who looks for basic principles of system development and, moreover, its mathematical foundations. It is also a book for method builders interested in a proper mathematical foundation on which they can build a practical development method and industrial-strength support tools.

Diese in der Neuauflage zweibändige Einführung behandelt die fundamentalen Modelle, Formalismen und sprachlichen Konstruktionen sowie die wichtigsten Anwendungsgebiete und technischen Konzeptionen der Informatik. Die Darstellung zeichnet sich durch saubere formale Fundierung und begriffliche Klarheit aus. Der vorliegende Band 2 faßt die in der 1. Auflage getrennt erschienenen Teile III und IV zusammen. Teil III behandelt Grundbegriffe und Beschreibungstechniken für verteilte informationsverarbeitende Systeme sowie systemnahe Programmierung und Betriebssysteme. Teil IV geht auf die wesentlichen Inhalte der Theoretischen Informatik ein bis hin zur Objektorientierung und stellt mit einem abschließenden Ausblick auf Anwendungen der Informatik den Bezug zu aktuellen Fragen her.

Diese Einführung in die Informatik behandelt die fundamentalen Modelle, Formalismen und sprachlichen Konstruktionen sowie die wichtigsten Anwendungsgebiete und technischen Konzeptionen der Informatik. Die Darstellung zeichnet sich durch saubere, formale Fundierung und begriffliche Klarheit aus. Der erste Teil stellt das gesamte Gebiet der problemnahen Programmierung vor, von Algorithmenbegriffen über Techniken der funktionalen und der prozeduralen Programmierung und Datenstrukturen zur Programmiermethodik. Der zweite behandelt die technische Informationsverarbeitung, von der Binärcodierung über digitale Schaltungen und Rechnerarchitekturen bis hin zu maschinennaher Programmierung.

Dieser dritte Teil der vierteiligen Einführung in die Informatik behandelt verteilte informationsverarbeitende Systeme und systemnahe Programmierung. Nach den Grundbegriffen verteilter Systeme und den zugrundeliegenden mathematischen Modellen werden elementare Beschreibungstechniken für Systeme, z. B. Petri-Netze und die Hoare'sche Notation für kommunizierende, sequentielle Programme, vorgestellt sowie die Programmierung parallel ablaufender Programme. Weiter werden typische Aspekte der systemnahen Programmierung wie Aufbau und Wirkungsweise von Betriebssystemen besprochen sowie die syntaktischen und semantischen Aspekte der Implementierung von Programmiersprachen. Dabei werden für eine einfache funktionale Sprache beispielhaft ein Übersetzer und ein Interpretierer angegeben.

Die Informatik hat sich zu einer wissenschaftlichen Disziplin entwickelt, die in vielfältiger Weise Methoden und Techniken für die Modellierung, Darstellung und Implementierung informationsverarbeitender Systeme bereitstellt. Diese grundlegende Einführung in die Informatik behandelt die fundamentalen Modelle, Formalismen und sprachlichen Konstruktionen sowie die wichtigsten Anwendungsgebiete und technischen Konzeptionen der Informatik. Dabei wird auf eine saubere, formale Fundierung und begriffliche Klarheit Wert gelegt. In diesem ersten von vier Bänden wird das gesamte Gebiet der problemnahen Programmierung dargestellt: Algorithmenbegriff, Techniken der funktionalen und der prozeduralen Programmierung, Datenstrukturen und ihre Darstellung in Programmiersprachen sowie Programmiermethodik.