Wie entsteht ein Programm?

Am Anfang steht natürlich die Idee für ein neues Programm. Da das fertige Programm ein konkretes Problem lösen soll, muss zunächst untersucht werden, ob dieses Problem in der Praxis genügend Menschen quält. Denn schließlich soll das Programm später auch verkauft werden.

Im zweiten Schritt werden alle nötigen Eigenschaften der Software zusammengetragen. Es wird auch nach Produkten, die sich bereits auf dem Markt befinden geforscht. Es liegt also eine Liste aller benötigten Funktionen und aller nötigen Technologien vor. Nun muss geprüft werden, ob alle Informationen die nötig sind bereits vorhanden sind, z.B. durch frühere Projekte. Sollte dies nicht der Fall sein, muss zunächst nach den nötigen Informationen gesucht werden. Dies sind in der Regel Spezifikationen oder Dokumentationen von Software- und Hardware-Herstellern oder anderen Organisationen, die wichtige Standarts entwurfen haben. Um in ein Programm einen Standart einzubauen, z.B. die Unterstützung des PDF-Formates oder eines anderen Dateiformates, muss erst die entsprechende Dokumentation her. Kann diese Informationen nicht gefunden werden, dann kann das Projekt nicht umgesetzt werden. Oder ist der Aufwand zu groß, müssen Lizenzgebühren entrichtet werden, um die Technologie zu nutzen (Software Patente), dann kann das Projekt in dieser Phase noch ein Vorzeitiges Ende finden.

Nun werden Überlegungen angestellt, wie die benötigten Funktionen möglichst logisch und übersichtlich angeordnet werden können, die Programmoberfläche entsteht. Meist zunächst nur im Kopf. Es muss klar sein, wie der Benutzer das Programm später bedienen soll, sonst kann erst gar nicht mit dem Programmieren angefangen werden. Hier muss also ein konkretes Konzept her, wie der Benutzer sein Problem mit Hilfe des Programms lösen können soll. Die eigentliche Grafische Oberfläche kann dann auch nach und nach während der Programmierung entstehen, je nach Bedarf und Fortschritt des Projekts entsteht meist zunächst das Hauptformular und später die einzelnen Dialogfenster. Meist in der Reihenfolge, in der der Benutzer später auch mit dem Programm arbeiten wird entstehen die einzelnen Teile der Programmoberfläche am Computer and werden meist auch gleichzeitig mit Leben gefüllt, sprich es wird der nötige Programmcode geschrieben.

Den Programmcode kann man sich nun als Folge von Elementaren Anweisungen an den Computer vorstellen. Eine Anweisung kann z.B. eine Mathematische Berechnung durchführen oder irgendwelchen Datenstrukturen Werte zuweisen. Als Programmierer steht man nun vor der Aufgabe, das Gesamtproblem Schrittweise in immer kleinere Teilprobleme aufzulösen. Z.B. Posterprogramm: Wird unterteilt in: Bild laden, Einstellungen entgegennehmen, Vorschau anzeigen, Bild drucken. Dann wird "Bild laden" wieder unterteilt in: Dateiname entgegen nehmen, Dateityp ermitteln, Entsprechende Funktion zum Öffnen dieses Dateitypen aufrufen. Dann wird die "Funktion zum Öffnen" wieder unterteilt in: Prüfen, ob die Datei gültig ist, Informationen nach Dateiformat-Spezifikation lesen und Information im Programm-internen Format im Speicher ablegen. So wird dass Problem also in immer kleinere Teilprobleme unterteilt, bis man irgendwann bei den Elementaren Befehlen angekommen ist, die von der Programmiersprache bereitgestellt werden. Der "Compiler", also das Programm in welches man das Programm eintippt unterteilt diese Befehle dann in noch kleinere Probleme, welche dann direkt von der CPU des Computers verstanden werden können. Und auch die CPU unterteilt die Probleme weiter, allerdings auf Hardware-Ebene, bis das Problem irgendwann auf die Funktionen der Logischen Gatter "Nicht" und "Oder" zurückgeführt wird. Aus 0 mach 1, aus 1 mach 0 bzw. aus zwei Nullen mach 0, aus allem anderen mach 1. Dies sind die 2 Logischen Operationen auf die der Prozessor letztendlich alles reduziert. Aber es geht noch weiter, in den Gattern wird das Problem weiter aufgeteilt und von mehreren Transistoren gelöst. Diese wiederum bestehen aus 3 Halbleiter-Schichten mit Störstellen. Man nehme also Silizium, aus dem alle Steine zum großen Teil bestehen, baue Störstellen ein und dann kommt so etwas phantastisches wie unsere heutigen Computer heraus! Um das Ganze noch zum Ende zu führen: die Silizium-Kristalle bestehen natürlich aus Atomen, also dem Atomkern mit Protonen und Neutronen und den Elektronen in der Atomhülle. Diese wiederrum bestehen aus den Quarks. Also im Endeffekt doch nur alles Quark mit dem Programmieren?

Um zusammenzufassen: Ein Problem wird genommen und in immer kleinere Teilprobleme unterteilt, bis die Programm zu Elementar sind, dass der Computer Sie alleine lösen kann. Aber bis zu diesem Punkt muss der Mensch dem Computer auf die Sprünge helfen und dies ist die Aufgabe des Programmierers...