Formalisierung

Formalisierung, auch Formalisierung genannt, bezeichnet den Prozess, informelles Wissen, Beschreibungen oder Modelle in eine formale Repräsentation mit expliziter Syntax und Semantik zu überführen. Ziel ist es, Mehrdeutigkeiten zu beseitigen, klare Regeln festzulegen und eine rigorose Analyse, Verifikation sowie Automatisierung zu ermöglichen.

In Wissenschaft und Technik findet Formalisierung breite Anwendung. In der Mathematik, Logik und Informatik dient sie dazu, Begriffe und Theoreme präzise zu definieren. Typische Mittel sind formale Sprachen, logische Systeme (z. B. Prädikatenlogik), und mathematische Strukturen wie Mengen, Funktionen und Relationen. Praktische Werkzeuge sind formale Spezifikationssprachen wie Z, VDM, Alloy oder TLA+. In der Softwaretechnik wird Formalisierung genutzt, um Anforderungen, Architekturen oder Programme eindeutig zu beschreiben, und in der Verifikation durch Model Checking oder Theorem Proving zu prüfen.

Der Typus des Formalisierungsprozesses umfasst üblicherweise die Auswahl einer geeigneten Sprache, die Festlegung von Syntax und Semantik, die Formulierung der informellen Konzepte als Axiome, Theoreme oder Modelle sowie die Überprüfung auf Konsistenz und, soweit möglich, Vollständigkeit. Vorteile liegen in präziser Kommunikation, Nachweisbarkeit von Korrektheit und Unterstützung von automatisiertem Beweis- oder Testprozessen. Nachteile können Abstraktions- und Komplexitätsgewinn sein, der Verlust kontextueller oder intuitiver Inhalte sowie der Bedarf an spezialisierter Fachkenntnis.

Historisch gehört Formalisierung zu den Grundzügen der formalen Wissenschaften und der Entwicklung der Logik im 19. und 20. Jahrhundert. Sie bleibt ein zentrales Instrument in Forschung, Softwareentwicklung und linguistischen Modellen, um Theorien und Systeme zuverlässig zu beschreiben und zu prüfen.