Struktogramm

Einführung

Struktogramme wurden 1972/73 von Isaac Nassi und Ben Shneiderman entwickelt. Daher sind sie auch unter dem Namen Nassi-Shneiderman-Diagramm bekannt.

Ein Struktogramm ist ein Diagrammtyp zur Darstellung von Programmentwürfen. Das Struktogramm zerlegt ein Gesamtproblem, das man mit einem Algorithmus lösen will, in immer kleinere Teilprobleme – bis schließlich nur noch elementare Grundstrukturen wie Befehle und Kontrollstrukturen zur Lösung des Problems übrig bleiben. Diese werden dann durch ein Struktogramm oder einen Programmablaufplan wie z.B. ein Aktivitätendiagramm der UML visualisiert.

Somit ist ein Struktogramm Teil der Entwurfsphase des Softwareentwicklungsprozesses. Allerdings werden In der Softwareentwicklung Struktorgramme selten eingesetzt. Dort werden vorrangig erweiterte Programmablaufpläne (Aktivitätsdiagramme der UML) verwendet.

Im Informatik-Unterricht werden Struktogramme verwendet, um den Aufbau von Algorithmen zu veranschaulichen. Die Erstellung von Struktogrammen aufgrund von Beschreibungen betrieblicher Anforderungen, die wegen wiederkehrender gleicher Vorgehensweise automatisiert werden können, ist immer noch Bestandteil vieler schulischer Abschlussprüfungen.

Beispiel

Folgendes Struktogramm beschreibt einen simplen Algorithmus, der eine Zahl in eine textbasierte Note umwandelt. Das Diagramm beginnt mit einem Titel (btnZensur). Dann folgt die Deklaration der benötigten Variablen. Es folgen zwei Befehle zur Bildschirmaus- und Eingabe in zwei Strukturblöcken. Dann folgt eine Mehrfachverzweigung. Je nachdem welchen Wert die Variable angenommen hat, wird ein Strukturblock ausgewählt. Es folgt ein abschließender Strukturblock mit der Ausgabe des Ergebnisses. Dieser Algorithmus wurde allgemeingültig formuliert; also unabhängig von einer bestimmten Programmiersprache. Jeder Befehl befindet sich exklusiv in einem eigenen Strukturblock.

Quelle (http://de.wikipedia.org/wiki/Nassi-Shneiderman-Diagramm)

Syntax

Der Aufbau eines Struktograms wird in der DIN 66261definiert. Folgende Darstellungen wurden aus http://de.wikipedia.org/wiki/Nassi-Shneiderman-Diagramm entnommen.

Strukturblock

Die mehrfach Auswahl ist besonders bei mehr als drei abzuprüfenden Bedingungen geeignet. Der Wert von „Variable“ kann wieder im Sinne booleschen Algebra geprüft werden und der entsprechend zutreffende „Fall“ mit dem zugehörigen Anweisungsblock wird durchlaufen. Eine Fallauswahl kann stets in eine verschachtelte Auswahl umgewandelt werden.

Verschachtelte Auswahl

Alle Varianten der Verzweigung lassen sich auch verschachtelt modellieren.

Schleifen

Prinzipiell werden folgende Schleifentypen unterschieden:

• Die kopfgesteuerte oder vorprüfende Schleife, bei der die Schleifenbedingung geprüft wird, bevor der Schleifenrumpf durchlaufen wird (meist mit WHILE).

  • Die Zählschleife, eine Sonderform der kopfgesteuerten Schleife (meist als FOR implementiert).

    • Die Mengenschleife, eine Sonderform der Zählschleife (meist als FOR-EACH „für jedes Element der Menge“ implementiert).

• Die fußgesteuerte oder nachprüfende Schleife, bei der nach dem Durchlauf des Schleifenrumpfes die Schleifenbedingung überprüft wird (meist als DO...WHILE = „ausführen...solange“ Konstrukt).

Kopfgesteuerte Schleifen

Bei der Zählschleife ist die Anzahl der Durchläufe festgelegt. Als Bedingung im Sinne der booleschen Algebra muss eine Zählvariable angegeben und mit einem Startwert initialisiert werden. Ebenso muss ein Endwert und die (Zähl-)Schrittweite angegeben werden. Nach jedem Durchlauf des Schleifenkörpers (Anweisungsblock 1) wird die Zählvariable um die Schrittweite erhöht (bzw. bei negativer Schrittweite reduziert ) und mit dem Endwert verglichen. Ist der Endwert überschritten bzw. unterschritten, wird die Schleife verlassen.

Fußgesteuerte Schleife