FRIEDRICH-SCHILLER- UNIVERSITÄT JENA JENAER SCHRIFTEN ZUR MATHEMATIK UND INFORMATIK Eingang: 22.08.2017 Math/Inf/02/2017 Als Manuskript gedruckt Wolfram Amme, Thomas S. Heinze (Hrsg.) Programmiersprachen und Grundlagen der Programmierung 19. Kolloquium, KPS 2017 Weimar, 25.–27. September 2017 Tagungsband Wolfram Amme, Thomas S. Heinze (Hrsg.) Programmiersprachen und Grundlagen der Programmierung 19. Kolloquium, KPS 2017 Weimar, 25.–27. September 2017 Tagungsband Wolfram Amme Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Informatik Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena [email protected] Thomas S. Heinze Friedrich-Schiller-Universität Jena, Institut für Informatik Ernst-Abbe-Platz 2, 07743 Jena [email protected] Bericht Math/Inf/02/2017 Jenaer Schriften zur Mathematik und Informatik Friedrich-Schiller-Universität Jena Vorwort Das 19. Kolloquium Programmiersprachen und Grundlagen der Programmie- rung (KPS 2017) setzt eine Reihe von Arbeitstagungen fort, die ursprünglich von den Forschungsgruppen der Professoren Friedrich L. Bauer (TU München), Klaus Indermark (RWTH Aachen) und Hans Langmaack (CAU Kiel) ins Leben gerufen wurde. Das erste Kolloquium fand 1980 in Tannenfelde im Naturpark Aukrug in der Nähe von Neumünster in Schleswig-Holstein statt. Die Tagungen finden seitdem in etwa zweijährlichem Rhythmus statt. Aus den ursprünglich drei Arbeitsgruppen sind in der Zwischenzeit weitere Forschungsgruppen in ganz Deutschland und darüber hinaus hervorgegangen. Heute präsentiert sich das Kollo- quium als offenes Forum für alle interessierten deutschsprachigen Wissenschaftler und bietet einen zwanglosen Rahmen zum Austausch neuer Ideen und Ergebnisse aus den Bereichen Entwurf und Implementierung von Programmiersprachen sowie Grundlagen und Methodik des Programmierens. Die inzwischen 37-jährige Tradition wird sichtbar in der Liste der bisherigen Tagungsorte und Veranstalter: 2015 Pörtschach am Wörthersee TU Wien 2013 Lutherstadt Wittenberg Uni Halle-Wittenberg 2011 Schloss Raesfeld Uni Münster 2009 Maria Taferl TU Wien 2007 Timmendorfer Strand Uni Lübeck 2005 Fischbachau LMU München 2004 Freiburg-Munzingen Uni Freiburg 2001 Rurberg in der Eifel RWTH Aachen 1999 Kirchhundem-Heinsberg FernUni Hagen 1997 Avendorf auf Fehmarn Uni Kiel 1995 Alt-Reichenau Uni Passau 1993 Garmisch-Partenkirchen UniBw München 1992 Rothenberge bei Steinfurt Uni Münster 1989 Hirschegg Uni Augsburg 1987 Midlum auf Föhr Uni Kiel 1985 Passau Uni Passau 1982 Altenahr RWTH Aachen 1980 Tannenfelde im Naturpark Aukrug Uni Kiel Das 19. Kolloquium Programmiersprachen und Grundlagen der Program- mierung wird vom Fachbereich Programmiersprachen und Übersetzerbau am Institut für Informatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena organisiert. Wir freuen uns darauf, 30 Teilnehmer vom 25. bis 27. September 2017 in Weimar begrüßen zu dürfen, darunter Prof. Dr. Dr. h.c. Hans Langmaack, einen der Gründungsväter der Veranstaltungsreihe, und Prof. Dr. Dr. h.c. Gerhard Goos mit einem Beitrag zur Geschichte der deutschsprachigen Informatik im Bereich Programmiersprachen und Übersetzerbau. Der vorliegende Tagungsband ist als Bericht Math/Inf/02/2017 in den Jenaer Schriften zur Mathematik und Informatik der Fakultät für Mathematik und In- formatik der Friedrich-Schiller-Universität Jena erschienen. Die darin enthaltenen 22 Beiträge zeigen, zum Teil in Form von Kurzzusammenfassungen, die Breite der wissenschaftlichen Forschung zu Programmiersprachen und Grundlagen der Programmierung im deutschsprachigen Raum. Unser ausdrücklicher Dank gilt allen Autoren für ihre Beträge, ohne die dieser Tagungsband natürlich nicht mög- lich wäre. Unser Dank gilt darüber hinaus Cornelia Müsse, der Sekretärin unserer Arbeitsgruppe, sowie den Mitarbeitern des Hauses Dorint Am Goethepark für die gute Unterstützung bei der Planung und Vorbereitung dieses Treffens. Wir freuen uns auf interessante und spannende Vorträge und möchten allen Teilnehmern fruchtbare Diskussionen und vielfältige Anregungen für die eigenen Forschungsarbeiten, das Kennenlernen von Kollegen und das Wiedersehen von guten Bekannten, das Anbahnen neuer und die Vertiefung bestehender Koope- rationen, sowie nicht zuletzt einen angenehmen und hoffentlich stimulierenden Aufenthalt in der Kulturstadt Weimar wünschen. Jena, August 2017 Wolfram Amme Thomas S. Heinze Inhaltsverzeichnis Gerhard Goos Geschichte der deutschsprachigen Informatik Programmiersprachen und Übersetzerbau ..............................................1 Michael Kruse DeLICM – Undoing SSA Transformations for Polly ................ 12 Benedikt Nordhoff Security Through Safety ........................................ 13 Sandra Dylus und Jan Christiansen Modelling Haskell Programs with Free Monads ..................... 18 M. Anton Ertl The Intended Meaning of Undefined Behaviour in C Programs ....... 20 Christian Berg und Wolf Zimmermann Eigenschaften typischer Muster auf geordneten Attributgrammatiken .. 29 Martin Plümicke Structural type inference in Java-like languages .................... 45 Thomas M. Prinz, Linda Gräfe, Jan Plötner und Anja Vetterlein Statische Analysen von Online-Befragungen mit der Programmiersprache liQuid ...................................... 59 Jan C. Dageförde und Herbert Kuchen Muli: Constraint-Programmierung in Java auf symbolischer JVM .... 71 Marc Roßner und Michael Fothe Zur Berechnung der softwaretechnischen Komplexität von einfachen objektorientierten Programmen .................................. 72 Christian Heinlein Flexibler Abbruch von Anweisungen in MOSTflexiPL ............... 80 M. Ali Rostami und H. Martin Bücker An Online Scripting Language for Teaching Combinatorial Scientific Computing .................................................... 83 Ke Liu, Sven Loeffler und Petra Hofstedt Hypertree Decomposition for Constraint Programming in Parallel .... 86 Joachim Giesen, Julien Klaus und Sören Laue Vectorizing Mathematical Expressions ............................. 90 Sebastian Kenter Hyperedge Replacement Grammars for Lock-sensitive Analysis of Parallel Programs .............................................. 96 Thomas S. Heinze, Anders Møller und Fabio Strocco Varianten der modularen Typableitung für Dart .................... 102 Benjamin Saul und Wolf Zimmermann Abstrakte Interpretation auf domänenspezifischen Sprachen für graphbasierte Optimierungsprobleme .............................. 112 Andreas Stadelmeier und Martin Plümicke JavaTX ...................................................... 124 Sven Loeffler, Ke Liu und Petra Hofstedt Transformations of CSPs to Regular CSPs ........................ 127 Marcus Frenkel und Friedrich Steimann Robust Projectional Editing ..................................... 130 Andreas Fuchs Unit Testing von Datenbank-getriebenen Java Enterprise Edition Anwendungen ................................................. 133 Thomas Rupprecht, Jan H. Boockmann, David H. White und Gerald Lüttgen DSI: Automated Detection of Dynamic Data Structures in C Programs and Binary Code ...................................... 134 Geschichte der deutschsprachigen Informatik Programmiersprachen und Übersetzerbau Gerhard Goos Fakultät für Informatik KIT 7. August 2017 Zusammenfassung Zusammenfassung: Kurzdarstellung wichtiger Entdeckungen, Entwicklungen und Erfindungen der deutschsprachigen Informatik im Bereich Programmiersprachen und Übersetzerbau. 1 Der Beginn Den Beginn der modernen Informatik im deutshsprachigen Raum bilden die Unentscheid- barkeitssätze von Kurt Gödel, (Gödel, 1931), also ein Ergebnis der Logik. Den praktischen Beginn der modernen Informatik im deutschsprachigen Raum mar- kieren die Arbeiten von Konrad Zuseab 1936. Dazu zählt seine Entscheidung das Binär- system zu benutzen, vor allem aber die Verwendung der binären Gleitkommadarstellung für die Verarbeitung von Zahlen in der Relaismaschine Z1. Zwar waren halblogarithmi- sche Zahldarstellungen der Formm � 60e bereits den Sumerern vor 4700 Jahren bekannt und die Mathematiker und Naturwissenschaftler benutzen seit langem dezimalm � 10e. e Aber die Zahldarstellung im Binärsystemm � 2 mit normalisiertemm � 1,m 1m2 ... war neu. Auch, daß die führende Zifferm 0 � 1 wie auch im heutigen Standard (IEEE 754, 2008) nicht explizit gespeichert wird,findet sich bereits bei Zuse. Die allgemeine Entwicklung von Rechenanlagen übernahm die Gleitkommaarithmetik erst in den 50er Jahren. Die IBM 704 war 1954 der erste weit verbreitete Rechner mit Gleitkommaope- rationen in Hardware. Zuvor arbeitete man mit Festkommaarithmetik, bei der die Lage des Dezimalkommas mühsam getrennt festgelegt wurde. Beim Umgang mit Geld ist die Art der dezimalen Rundung gesetzlich festgeschrieben und mit binärer Arithmetik nicht einfach nachvollziehbar. Die zweite große Leistung Konrad Zuses im Bereich Programmiersprachen war die Erfindung des Plankalküls 1944/45, der ersten höheren Programmiersprache, (Zuse, 1972; Bauer und Wössner, 1972). Zwar wurde dies erst 1972 veröffentlicht und die zweidi- mensionale Scchreibweise fand bisher keine Nachahmer. Aber es handelt sich um die erste goto-freie Programmiersprache mit Datentypen, die sich anderswo erst im Laufe der60er 1 2 Gerhard Goos b + c ) a : ( ) d × e × f ) ( - ( + g Abbildung 1: Rutishausers Klammergebirge Jahre etablierten. Konrad Zuse war übrigens auch ein begnadeter Maler, wie viele Bilder z. B. aus seiner Zeit in Hopferau/Allgäu am Ende des zweiten Weltkriegs zeigen. [] 2 Die 50er Jahre (Wilkesetal.,1951)hatten 1951 das erste Programmierhandbuchfür das Programmieren in Maschinensprache auf der EDVAC veröffentlicht. Zugleich begann die Suche