Modellierungssprachen und Formalismen (WS 2021/22) - tele-TASK

Die Modellierung gehört zu den Kernaufgaben der Informatik. Sie stellt eine wesentliche Arbeitsmethode dar, die in allen Gebieten des Faches breite Anwendung findet. Probleme, seien sie das Verstehen oder Gestalten von Systemen, Lösen von Aufgaben oder Strukturieren von Informationen, werden häufig als Ganzes oder in Teilaspekten modelliert. Bei einer solchen Modellierung eines Problems zeigt es sich, ob und wie dieses Problem verstanden wurde. Somit führt die Modellierung häufig zu einem besseren Verständnis desselben, was wiederum die Voraussetzung für eine adäquate Lösung des Problems ist.

Die Modellierung ist somit ein essentieller Schritt zum Verstehen eines Problems. Sie ermöglicht das Kommunizieren über das Problem und liefert ein gedankliches Hilfsmittel zum Gestalten, Bewerten oder Kritisieren einer geplanten Lösung oder der Anforderungen an eine Lösung. Modelle ermöglichen die Durchführung von Experimenten, die am Original häufig nicht durchgeführt werden können, und das Aufstellen und Prüfen von Hypothesen über beobachtete oder postulierte Phänomene in Bezug auf das Problem.

Die bei der Modellierung gewonnenen Einblicke liefern darüber hinaus meist auch den Schlüssel für einen systematischen Entwurf einer Lösung. Deswegen hat es sich als sinnvoll erwiesen, Probleme zu modellieren, bevor man versucht sie oder Teile von ihnen durch den Entwurf von Software, Algorithmen, Daten und/oder Hardware zu lösen bzw. zu implementieren.

Als Mittel für die Modellierung steht ein breites Spektrum von Sprachen und Formalismen zur Verfügung, die es erlauben sowohl Strukturen als auch das Verhalten zu spezifizieren. Neben sehr allgemeinen Modellierungssprachen und Formalismen existieren für unterschiedliche Arten von Problemen und Aufgaben teilweise spezifische Ansätze, so dass in den verschiedenen Gebieten der Informatik unterschiedliche Modellierungssprachen und Formalismen eingesetzt werden. Blickt man über den Tellerrand der Informatik hinaus, ist die anzutreffende Vielfalt noch größer. Der überwältigenden Mehrheit dieser Modellierungssprachen und Formalismen liegen allerdings wenige fundamentale Modellierungssprachen und Formalismen zugrunde, auf die wir uns hier in dieser Veranstaltung beschränken wollen.