Plankalkül

Der Plankalkül ist eine von Konrad Zuse in den Jahren 1942 bis 1945 entwickelte Programmiersprache und war die erste höhere Programmiersprache der Welt.

Beschreibung

Der Plankalkül umfasst unter anderem Zuweisungen, Funktionsaufrufe, bedingte Anweisungen, Schleifen, Gleitkommaarithmetik, Felder, zusammengesetzte Datentypen und andere besondere Merkmale wie zielgerichtete Ausführung.

Die Notation der Programme erfolgte ursprünglich zweidimensional: Für Indizes und Typangaben waren gesonderte Zeilen vorgesehen. Für eine spätere Implementierung in den 1990er Jahren wurde eine lineare Umschrift entwickelt.

Das folgende Beispiel zeigt ein Programm (in linearer Umschrift), welches die Berechnung des Maximums dreier Variablen in der Funktion max3 implementiert:

P1 max3 (V0[:8.0],V1[:8.0],V2[:8.0]) → R0[:8.0]
max(V0[:8.0],V1[:8.0]) → Z1[:8.0]
max(Z1[:8.0],V2[:8.0]) → R0[:8.0]
END
P2 max (V0[:8.0],V1[:8.0]) → R0[:8.0]
V0[:8.0] → Z1[:8.0]
(Z1[:8.0] < V1[:8.0]) → V1[:8.0] → Z1[:8.0]
Z1[:8.0] → R0[:8.0]
END

Geschichte

Konrad Zuse nutzte bei der Entwicklung des Plankalküls die Arbeiten zum Lambda-Kalkül von Alonzo Church und Stephen Kleene aus den 1930er Jahren. Er wollte die Sprache auf einem Nachfolgemodell seiner Z3-Rechenanlage einsetzen, aber durch die Ereignisse des Zweiten Weltkriegs kam es nicht mehr dazu.

Literaturhinweise finden sich zwar schon Ende der 1940er Jahre, aber erst 1972 wurde die Sprache erstmals komplett veröffentlicht. Im Rahmen einer Dissertation wurde der Plankalkül 1975 von J. Hohmann beschrieben und implementiert. Ende der 1990er Jahre folgten unabhängige alternative Implementierungen (1998 und zwei Jahre später eine weitere an der Freien Universität Berlin), inklusive eines Syntax-Editors.

Dem Plankalkül kommt im Bereich der Programmiersprachen vor allem historische Bedeutung zu. Praktisch verwendet wurde die Sprache nicht.

Literatur

• Konrad Zuse: Über den allgemeinen Plankalkül als Mittel zur Formulierung schematisch-kombinativer Aufgaben. Arch. Math. 1, pp. 441–449, 1948/49.
• Konrad Zuse: Der Plankalkül. Gesellschaft für Mathematik und Datenverarbeitung. Nr. 63, BMBW – GMD – 63, 1972.
• Joachim Hohmann: Der Plankalkül im Vergleich mit algorithmischen Sprachen. Darmstadt, 1979, ISBN 978-3-87820-028-4.
• Wolfgang Giloi: Konrad Zuses Plankalkül als Vorläufer moderner Programmiermodelle Konrad-Zuse-Zentrum für Informationstechnik Berlin. Berlin 1990. (Technical report TR 90-13)
• Jürgen Alex: Grundzüge des Plankalküls, in: Drsb.: Zur Entstehung des Computers – Von Alfred Tarski zu Konrad Zuse [ … ] – Tertium non datur, VDI-Verlag Düsseldorf 2007, SS. 215 bis 233.

• Donald E. Knuth und Luis Trabb Pardo: Zuse's Plancalculus in The Early Development of Programming Languages. COMPUTER SCIENCE DEPARTMENT School of Humanities and Sciences, STANFORD UNIVERSITY 1976, Seiten 8–17.

Weblinks

• Implementierung des Plankalküls an der FU Berlin (Memento vom 21. November 2022 im Internet Archive; PDF)
• Eine Implementierung des Plankalküls in Ruby mit Beispielanwendungen