Programmiersprachen

C++

"C++ wurde entworfen, um die Fähigkeiten von Simula bei der Organisation von Programmen mit der Geschwindigkeit und Flexibilität von C bei der Systemprogrammierung zu verbinden." ^{[Stroustrup, 1994]}

Eigenschaften von C++:

• Datenabstraktion
• objektorientiert, inklusive Mehrfacherbung
• unterstützt Generizität
• Überladen von Operatoren
• Ausnahmebehandlung
• typsicher
• unterstützung verschiedener Paradigmen und Denkarten
• für systemnahe Programmierung (Was man nicht will, muß man auch nicht bezahlen.)
• Linken mit anderen Sprachen wie FORTRAN, Pascal, u.a.
• auf verschiedenen Plattformen (wie Mikrocontrollerbaugruppe, PC, Workstation, Großrechner, Supercomputer)
• echtes Inlining (keine Seiteneffekte wie mit C-Präprozessor Makros oder der FORTRAN-Methode

Nachteile von C++:

• unfreundlicher Syntax von C wurde beibehalten
• komplex und umfangreich
• Standardisierung noch nicht abgeschlossen

FORTRAN

"... Geschätzter Leser - das waren noch Gräser! Die Stühle war'n höher,    die Straßen breiter, der Donner war lauter,    der Himmel weiter, die Bäume war'n größer,    die Lehrer gescheiter! Und noch ein Pfund Butter,    liebe Leute, war drei- bis viermal schwerer    als heute! Kein Mensch wird's bestreiten - das waren noch Zeiten! ..."   Kleine Epistel / Erich Kästner

Neben Cobol & Algol eine Sprache der ersten Stunde. FORTRAN hat heutzutage hauptsächlich wegen seiner mathematischen Stärken noch Bedeutung. Weiters weil viele Anwender sich nicht mehr auf eine andere Sprache umstellen wollen.

Letzteres ist auch für die weite Verbreitung von FORTRAN 77, statt des neueren Standards FORTRAN 90, der Grund. FORTRAN 77 besitzt keinerlei Wertparameterübergabe. Rekursive Algorithmen können deshalb nicht (direkt) programmiert werden. Wie man Rekursivität auflösen kann, siehe ^{[AlgoDat2, 1996]} .

Eigenschaften von FORTRAN:

• auf allen interessanten Plattformen verfügbar
• effiziente Optimierung von Vektoren- und Matrizenberechnungen (zw. +15% und 30x gegenüber C/C++, da überlappende Arrays nicht vorkommen. (Genauer gesagt, der Compiler weiß aufgrund der Syntax ob dies der Fall ist, und kann hier vorab eingreifen.) Dieser wirklich beeindruckende Vorteil wird auf Vektorrechnern wie Crays durch parallele Vektoroperationen erreicht. ^{[Stroustrup, 1994]} )

Nachteile von FORTRAN:

• kaum Strukturierungsmöglichkeiten und Organisationsmechanismen
• keinerlei Entgegenkommen zu Entwurfskonzepten

Alternativen

Arraydeklarationen in FORTRAN (andere Schreibweisen)

Statt	REAL, DIMENSION (2,5) :: mat
geht auch	REAL mat DIMENSION mat(2,5)
oder einfach	REAL mat(2,5)

Hinweise

Matrizenmultiplikation

Die Multiplikation zweier Matrizen ist eine fundamentale Operation der numerischen Linearen Algebra. Falls eine effiziente Implementierung der Matrizenmultiplikation gelingt, ist auch z.B. die effiziente Lösung linearer Gleichungenssysteme (auf Basis der LU-Zerlegung) durch den Einsatz dieser Softwarekomponente problemlos möglich.

Multiplikation von quardratischer Matrizen

Die Annahme quadratischer Matrizen wurde nur getroffen, um die Algorithmusdarstellung übersichtlicher zu gestalten.

Definition versus Deklaration

Definition: Speicher wird angelegt bzw. bei Funktionen ist hier der Code definiert.

Deklaration: teilt bloß das Aussehen mit, um die richtige Verwendung sicherzustellen. Es muß deshalb irgendwo eine Definition dazu geben. Diese kann aber auch in einem anderen Modul sein.

Transponieren

Aus einer gegebenen n x m-Matrix A läßt sich durch Spiegelung der Elemente an der Hauptdiagonalen (gebildet durch die Elemente a₁₁, a₂₂, a₂₂, ...) die sog. transponierte m x n-Matrix A^T bilden.