Rechenparadigmen

Rechenparadigmen, auch Programmierparadigmen genannt, bezeichnen grundlegende Ansätze zur Beschreibung von Berechnungen und zur Strukturierung von Programmen. Sie beschreiben, wie Aufgaben in Berechnungen modelliert, gesteuert und implementiert werden. Grundsätzlich unterscheiden sie zwischen Imperativ- und Deklarativparadigmen. Imperative Paradigmen legen den Ablauf einer Berechnung als Abfolge von Befehlen fest, die den Programmzustand verändern. Dazu gehören prozedurale Programmierung und objektorientierte Programmierung. Deklarative Paradigmen beschreiben das gewünschte Ergebnis, nicht den konkreten Ablauf; der Interpreter oder Compiler ermittelt die Ausführung. Wichtige deklarative Paradigmen sind funktionale Programmierung (basierend auf Lambda-Kalkül) und logische Programmierung (Prolog). Datenfluss- und regelbasierte Ansätze bilden weitere deklarative Strömungen.

Historisch leitete die Entwicklung unterschiedliche Modelle an: das imperative Paradigma breitete sich mit der klassischen Maschinenausführung aus; funktionale Programmierung wurde durch die theoretischen Grundlagen des Lambda-Kalküls geprägt; logische Programmierung wuchs aus der Bedeutung der Logik; objektorientierte Programmierung entstand aus Ansätzen wie Simula und verbreitete sich in Sprachen wie Java, C++, Python.

Viele moderne Sprachen unterstützen mehrere Paradigmen und erlauben Mischformen, wodurch Entwickler flexibel unterschiedliche Stile kombinieren können. Paradigmen beeinflussen Softwaredesign, Wartbarkeit, Parallelität und Verifikation. In Forschung und Praxis wird weiter an der formalen Analyse, Verifikation und an hybriden Ansätzen gearbeitet.