Syntax in der Informatik

Syntaktische Regeln betreffen die Form und Struktur von Ausdrücken in einer Sprache und können unabhängig von der Bedeutung dieser Ausdrücke festgelegt und überprüft werden. Es geht in der Syntax nur darum, welche Ausdrücke korrekt formuliert sind und nicht um ihre Korrektheit als Aussage. Syntaktische Regeln können für Wörter, Sätze und ganze Texte gültig sein.

Computer sind Maschinen zur automatischen Verarbeitung von Informationen. Die Anweisungen dazu kommen vom Menschen. Natürliche und von Menschen gesprochene Sprachen sind nicht nur zu komplex, sondern auch zu unpräzise für die Formulierung dieser Anweisungen. Der Computer versteht nur Instruktionen, die präzise auf seine Fähigkeiten zur Informationsverarbeitung abgestimmt sind. Die Anforderungen von Mensch und Maschine an eine Sprache sind also wesentlich verschieden. Nachdem der Mensch immer noch intelligenter ist als die Maschinen, muss er sich in der Formulierung seiner Befehle an Computer anpassen und entsprechende Programmiersprachen verwenden. Für diese wird eine Syntax festgelegt, die korrekt formulierte Programme von allen anderen abgrenzt. Üblicherweise überprüft ein Compiler zuerst die Syntax und bricht die Verarbeitung bei einem Fehler ab.

Eine formale Sprache wird aus einer endlichen nichtleeren Menge von Zeichen gebildet, die man als Alphabet bezeichnet. Der Begriff ist in dieser Bedeutung umfassender als im umgangssprachlichen Gebrauch. In diesem strengeren Sinn sind auch alle chinesischen Schriftzeichen ein Alphabet genau wie das lateinische, auch, wenn es tausende solche Schriftzeichen gibt. Aus diesen Zeichen werden endliche Sequenzen geformt, die die Gesamtheit aller Wörter über diesem Alphabet darstellen. Auch die leere Folge ist ein zulässiges Wort. Eine formale Sprache über diesem Alphabet ist dann eine beliebige Teilmenge aller dieser möglichen Sequenzen. Die Syntax der formalen Sprache besteht aus Regeln endlichen Umfangs, die diese Teilmenge definieren. Auch der Begriff der Wörter ist umfassender als in der üblichen Bedeutung. Auch sehr lange Zeichenketten wie ein ganzes Programm kann in diesem Sinn ein Wort einer formalen Sprache sein. Das Leerzeichen zwischen zwei Wörtern im engeren Sinn ist einfach ein Zeichen eines Alphabets im weiteren Sinn.

Die Semantik befasst sich mit dem Inhalt von Aussagen, also deren Interpretation. Die Syntax ist üblicherweise

einfacher zu überprüfen, was auch grundsätzlich vor der Beschäftigung mit der Semantik einer Aussage vorhanden ist. Streng genommen besitzt eine syntaktisch inkorrekt formulierte Zeichenkette nämlich gar keine Semantik oder Bedeutung. Das lässt sich formal einfach so bestimmen. Ein Vergleich mit natürlichen Sprachen legt aber nahe, dass oft einer zumindest einigen Regeln der Syntax folgende Zeichenkette durchaus mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Aussage zugeordnet werden kann.

In der Informatik sind die Auszeichnungssprachen für das Internet wie HTML ein Beispiel dafür. Webbrowser sind so gebaut, dass sie auch teilweise syntaktisch falschen Programmcode darstellen können. Diese Darstellung ist möglicherweise nicht vollständig, wird aber als wesentlich besser angesehen als eine Fehlermeldung. Auf diese Weise können Nutzer auch schlecht programmierte Webseiten besuchen und zumindest teilweise nutzen. Es wäre unvernünftig, eine ganze Webseite einer nicht korrekt geschlossenen Klammer wegen durch nur eine Fehlermeldung zu ersetzen.

Sie können wie formale Sprachen behandelt werden, was allerdings eine sehr komplexe Syntax zur Folge hätte. In der Praxis sind die Schwerpunkte verschieden gesetzt. Im Gegensatz zu den formalen Sprachen sind die Wörter im engeren Sinn für eine natürliche Sprache vorgegeben. Mit ihrer Bildung, Zusammensetzung und Abwandlung befassen sich andere Teilgebiete der Linguistik. Für die Festlegung der syntaktischen Regeln muss nur die Einteilung der Wörter in Funktionsgruppen bekannt sein. Die Hauptaufgabe der Syntax einer natürlichen Sprache ist die Beschreibung der Bildung von Sätzen aus Wörtern. Diese Regelmäßigkeiten sind in die Formung von Satzgliedern und Teilsätzen gegliedert. Lesen Sie hier alles zu Linguistik

Formale Sprachen verwendet man in der Logik und im Zusammenhang mit Programmiersprachen , wobei Verbindungen zwischen diesen Gebieten über die theoretische Informatik bestehen. Die syntaktischen Regeln für die korrekte Formulierung von Ausdrücken können dabei selbst in einer natürlichen Sprache formuliert oder als formale Grammatik vorgegeben sein. Als Beispiel lässt sich die Programmiersprache C anführen. Ihr Alphabet besteht aus den zulässigen Zeichen und den Schlüsselwörtern, bei denen es sich um Zeichenketten mit einer besonderen Bedeutung handelt.

Diese Schlüsselwörter können beispielsweise nicht als Variablennamen verwendet werden. Die Wörter dieser formalen Sprache sind alle zulässigen Programme in der Sprache C. Gerade für Programmiersprachen werden die Syntax und die Semantik oft gemeinsam aufgebaut. Dann lässt sich die Bedeutung eines Ausdrucks aus der Bedeutung seiner Teile und die Art der Zusammensetzung herleiten. Für die Zwecke der Programmierung ist es von

Interesse, die Syntax so einfach und gut verwendbar wie möglich zu beschreiben. Ein Typ dieser Beschreibungen verwendet Syntaxdiagramme, die alle möglichen Abläufe zur Formung korrekter Ausdrücke grafisch darstellen.

Alternativ dazu kann man auf Ersetzungsregeln zurückgreifen. Man beginnt für alle Ausdrücke mit einer einfachen und kurzen Zeichenkette, die vorgegeben ist. Dann steht eine Reihe von Regeln zur Auswahl, die alle nach einer Anwendung zu einem neuen und korrekt gebildeten Ausdruck führen. Diese Regeln geben an, welche Zeichen sich in einer Kette auf welche Weise durch andere ersetzen lassen. Diese Regeln lassen sich dann mehrmals anwenden, bis der beabsichtigte Ausdruck formuliert ist.