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COBOL
COBOL ist eine Programmiersprache, die in der Frühzeit der Computerentwicklung, Ende der 1950er-Jahre, entstand und bis heute verwendet wird.[2] Der Stil dieser Programmiersprache ist stark an die natürliche Sprache angelehnt und dient vor allem der Programmierung kaufmännischer Anwendungen. Die Abkürzung COBOL steht für „Common Business Oriented Language“.[3] GeschichteCOBOL entstand aus dem dringenden Wunsch, eine hardwareunabhängige, standardisierte, problemorientierte Sprache für die Erstellung von Programmen für den betriebswirtschaftlichen Bereich anwenden zu können. Die Programmierung kaufmännischer Anwendungen unterscheidet sich von technisch-wissenschaftlichen Anwendungen vor allem durch die Handhabung großer Datenmengen statt der Ausführung umfangreicher Berechnungen. Nachdem die Programmierung technisch-wissenschaftlicher Anwendungen durch FORTRAN bereits sehr vereinfacht worden war, sollte die neue Programmiersprache kaufmännische Problemstellungen, insbesondere die Handhabung großer Datenmengen und deren Ein- und Ausgabe stärker unterstützen – wozu bis dahin weitgehend Assemblersprachen verwendet wurden. Eine vom amerikanischen Verteidigungsministerium eingesetzte Arbeitsgruppe entwickelte einen Standard aus der Verbindung der damaligen Programmiersprachen FLOW-MATIC von Sperry Univac (Remington-Rand), Commercial Translator (COMTRAN) von IBM und FACT von Minneapolis-Honeywell. Namentlich beteiligt hieran war Grace M. Hopper, die bereits FLOW-MATIC sowie den ersten Compiler (A-0) entwickelt hatte.[4][5] Das Ergebnis wurde 1960 als COBOL-60 von CODASYL verabschiedet, in der Folgezeit weiterentwickelt und von nationalen und internationalen Normierungsinstituten (ANSI, ISO) standardisiert. COBOL fand schnell den Weg in die zivile Nutzung als eine der ersten kommerziell eingesetzten kompilierbaren Programmiersprachen und ist bis heute eine der am weitesten verbreiteten für kaufmännische Anwendungen. 2020 entstand in den USA noch einmal Nachfrage nach COBOL-Entwicklern, als im Zuge der Corona-Pandemie die Arbeitslosenzahlen sprunghaft anstiegen, aber die Verwaltungssysteme der Arbeitslosenversicherung im US-Bundesstaat New Jersey der Nachfrage nicht mehr gewachsen waren.[3][6] SprachsyntaxUrsprünglich wurde COBOL nur in Großbuchstaben geschrieben, da nur Lochkarten und Zeilendrucker ohne Kleinbuchstaben zur Verfügung standen. Auch heute wird nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung unterschieden. COBOL ist somit case insensitive.
Ein COBOL-Programm ist in Teile ( Die vier
In der Hieran sieht man die strikte Trennung von Datendeklaration und prozeduralen Anweisungen, durch die sich COBOL auszeichnet. Im Prozedurteil kann man nur Variablen benutzen, die vorher im Datenteil deklariert worden sind. Auch das Aussehen von formatierten Ausgaben wird nicht im Prozedurteil, sondern im Datenteil durch die KodierungDas traditionelle Kodierschema bei COBOL entspricht der Lochkarte mit ihren 80 Spalten, d. h. Schreibstellen. Dabei waren die ersten 6 Stellen für die Zeilennummerierungen reserviert. Spalte 7 wurde zur Kennzeichnung einer Kommentar- oder einer Fortsetzungszeile beziehungsweise einer, die nur für das Debugging übersetzt werden soll, reserviert. Spalte 8 bis 11 (Area A) beinhaltete die Namen von Divisions, Sections und Paragraphs. Die 12. bis 72. Spalte (Area B) beherbergten alles übrige, zum Beispiel Anweisungen (statements). Spalte 73 bis 80 waren für sonstige Markierungen wie z. B. den Namen des Programms oder Quelltext-Elementen vorgesehen. Die Standards ab 2002 kennen neben dem fixen Zeilenformat, das die Einteilung in Area A und Area B aufhebt, ein ganz freies Format, das in den Spalten 1 bis 255 alles erlaubt. Die Sonderrolle der Spalte 7 entfällt, da Kommentare mit Ein fast minimales COBOL-Programm: Identification Division.
Program-ID. HALLOPGM.
Procedure Division.
Display "Hallo Welt!".
STOP RUN.
Datendeklarationen… erfolgen in der Data Division
Zur Deklaration von Variablen bietet COBOL zahlreiche Klauseln, deren wichtigsten die Stufennummer, die PICTURE-Klausel und die USAGE-Klausel sind.
Die Stufennummer 77 kennzeichnet eine freistehende Variable. Die Stufennummer 01 kann ebenfalls eine freistehende Variable bezeichnen, leitet aber normalerweise die Deklaration einer Gruppe ein – was in anderen Sprachen als Record (Pascal u. ä.) oder struct (C++, C u. ä.) bezeichnet wird. Die Stufennummern 02 bis 49 kennzeichnen dann dieser Gruppe untergeordnete Datendeklarationen, die selber auch wieder Gruppen sein können. Eine Datendeklaration, die keine untergeordneten Datendeklarationen (d. h. mit höheren Stufennummern) hat, wird in COBOL als elementar (elementary item) bezeichnet, anderenfalls ist es eine Gruppen-Variable (group item). Derartige Datendeklarationen kann man abstrakt als Baum darstellen; mit den Gruppen als Knoten und den elementary items als Blättern – denen über die PIC-Klausel Datenformate zugeordnet sind. Mit der speziellen Stufennummer 66 kann man ganzen Speicherbereichen einen anderen Namen geben, mit 88 einen Bedingungsnamen definieren, der wie ein boolescher Ausdruck in zum Beispiel einer IF-Anweisung verwandt werden kann. Die Stufennummern werden üblicherweise zweistellig geschrieben. Aus den Lochkartenzeiten stammt die Gewohnheit, die Stufennummern in einer Gruppendefinition nicht fortlaufend, sondern in Schritten von 5 oder 10 zu vergeben, weil man dann Zwischenstufen einfügen konnte, ohne gleich einen ganzen Kartenstapel neu lochen zu müssen. Das folgende Beispiel beschreibt das Layout der traditionellen 80-stelligen COBOL-Programmzeile: 01 Cobol-Zeile USAGE DISPLAY.
05 Zeilennummer PIC 9(6).
05 Indikator PIC X.
88 Ist-Kommentar VALUES '*' '/'.
88 Ist-Fortsetzungszeile VALUE '-'.
88 Ist-Debuggingzeile VALUE 'D' 'd'.
05 Bereich-A-und-B.
10 Bereich-A PIC X(4).
10 Bereich-B PIC X(61).
05 Zeilen-Endekennung PIC X(8).
Die Definition eines Wertebereiches sieht als Beispiel so aus: 01 Wertebereich PIC 99V99 USAGE COMPUTATIONAL.
88 Einerwerte Value 1 thru 9.
88 Zehnerwerte Value 10 thru 19.
88 Zwanzigerwerte Value 20 thru 29.
Äußere Erscheinung und interne Repräsentation werden im Wesentlichen durch die Klauseln Mit Angaben hinter Die Formatierung für sichtbare Ausgaben wird durch die Datendeklaration bestimmt, nicht durch prozedurale Anweisungen wie in Sprachen wie Pascal oder C. Weitere der insgesamt etwa 60 möglichen Klauseln einer Datendeklaration möge man in einem COBOL-Handbuch nachschlagen.
Mehrfach auftretende Daten (in COBOL ‚Tabellen‘ genannt, siehe Feld (Datentyp)) werden durch die 05 PRODUKT OCCURS 100. 10 PRODUKTNR PICTURE 999. 10 PRODUKTNAME PICTURE X(30). 10 PREIS PICTURE 999V99 OCCURS 5 INDEXED BY IND_KUNDENGRUPPE. Die Occurs-Klausel ist sowohl je Datengruppe als auch für Elementarfelder möglich. Die Adressierung der jeweiligen Dimension kann alternativ durch die Index-Methode (Zusatz
Die Maschinenbefehle zur Berechnung des Abstands der durch Index/Subscript adressierten Dimension zum Anfang der Tabelle {z. B. (PNR-1)*Länge(Datengruppe PRODUKT)} werden in beiden Versionen automatisch dem eigentlichen COBOL-Befehl (MOVE, IF usw.) vorangestellt und ausgeführt. In mehrdimensionalen Tabellen (siehe Beispiel) können beide Adressierungsmethoden gemischt angewendet werden. Mit dem Zusatz Prozedurale AnweisungenIn der Die Procedure Division besteht aus einer oder mehreren Prozeduren. Eine Prozedur ist entweder
Eine solche Prozedur enthält die Anweisungen des COBOL-Programms (Statements). Prozeduren können mit der COBOL-Anweisung Mittels COBOL unterstützt seit dem Standard 1974 (VS COBOL II) die strukturierte Programmierung; seither ist die Verwendung von ‚GOTO‘ zwar noch möglich, aber verpönt. In der professionellen Programmierung herrschen hausinterne Programmierstandards, welche in der Mehrzahl festlegen, dass Prozeduren ausschließlich aus einer Section bestehen. COBOL wurde mit einer an der englischen Sprache angelehnten Syntax entworfen, um ‚selbst-dokumentierend‘ und auch für Nicht-Programmierer im Wesentlichen leicht lesbar zu sein. Alle Anweisungen beginnen mit einem in den ‚COBOL-Schlüsselwörtern‘ reservierten Verb (wie in Einfache CodeschnipselZur Darstellung der Syntax wird einfache C-Syntax zu Hilfe genommen.
IF/ELSE und EVALUATEIF und ELSE funktionieren so, wie man es erwartet. Das End-If wurde erst mit dem COBOL85-Standard eingeführt. Im COBOL74-Standard wurde die IF-Anweisung noch durch einen Punkt beendet, was eine leicht zu übersehende Fehlerquelle darstellen konnte. COBOL85-Syntax: If Nenner > 0
Compute Zahl = Zaehler / Nenner
End-Compute
Else
Display "Nenner sollte > 0 sein!"
Move 0 To Zahl
End-If
COBOL68-Syntax: If Nenner > 0
Compute Zahl = Zaehler / Nenner
Else
Display "Nenner sollte > 0 sein!"
Move 0 To Zahl.
EVALUATE macht die mehrfache Fallunterscheidung, womit jede Form von CASE oder Switch (wie in C), Folgen von IF/ELSIF/ELSIF/END-IF bis hin zu vollständigen Entscheidungstabellen dargestellt werden kann. Die Anweisung EVALUATE wurde erstmals in COBOL85 integriert, COBOL-Versionen vor der 85-Version kennen kein EVALUATE, so dass dort mehrfache Fallunterscheidungen über – teils schwierig zu lesende – IF-Konstrukte abgebildet werden mussten. Evaluate True
When Nenner > 0
Compute Zahl = Zaehler / Nenner
When Nenner < 0
Compute Zahl = Zaehler / Nenner * -1
When Other
Display "Nenner sollte nicht 0 sein!"
Move 0 To Zaehler
End-Evaluate
Eine COBOL-Spezialität sind die sogenannten Conditional Statements, das sind COBOL-Anweisungen mit einer Bedingungs-Klausel: COBOL85-Syntax: Read Eingabesatz
At End
Display "Dateiende erreicht" Eingabe-Zaehler "gelesen!"
Set Ende-der-Verarbeitung To True
Not At End
Add 1 to Eingabe-Zaehler
End-read
SchleifenEine C-Schleife wie „ Perform Varying i From 0 By 1
Until i >= 10
...
End-Perform
COBOL heuteDas Haupteinsatzgebiet der Programmiersprache COBOL ist die betriebswirtschaftliche Datenverarbeitung. Wenn EDV-Programme in eine Benutzerschnittstelle, einen Verarbeitungsteil und einen Datenhaltungsteil strukturiert werden, liegt der Einsatzschwerpunkt von COBOL-Programmen im Verarbeitungsteil. In modernerer Terminologie entspricht COBOL dem Backend. Insbesondere auf PCs, aber auch auf anderen Systemen können als Benutzerschnittstelle eine Vielzahl von Möglichkeiten zum Einsatz kommen. Neben den Standard-COBOL-Anweisungen Sofern die Anwendungsarchitektur in mehrere Schichten getrennt ist, kann die Präsentationsschicht auch auf den Client verlagert werden. Dies erlaubt den Zugriff auf COBOL-Anwendungen über grafische Frontends. Client und Server müssen dazu ein Kommunikationsprotokoll unterstützen. Musste ein solches ursprünglich manuell entwickelt werden, so stellten später die Architekturmuster der SOA entsprechende Standards bereit. Der Datenhaltungsteil kann mit COBOL-Mitteln oder mit einem Datenbankanschluss realisiert werden. Für den Zugriff auf relationale Datenbanken stellt COBOL embedded SQL (EXEC SQL) zur Verfügung. Auch kann man Vorratsprozeduren in COBOL programmieren. COBOL ist in der Wirtschaft, insb. bei Banken und Versicherungen[7][8], und der Verwaltung, z. B. bei den Finanzbehörden, weit verbreitet. Aufgrund der historisch gewachsenen Anzahl an COBOL-Programmen ist es für die Unternehmen sehr schwer und sehr teuer, diese zu pflegen und zu ersetzen. Mangelnde Dokumentation ist hier jedoch als Hauptgrund zu nennen (Softwarekrise), nicht jedoch die Unersetzlichkeit von COBOL. Einer Umfrage aus dem Jahr 2022 in 49 Ländern zufolge wird der Bestand an produktiv genutztem COBOL-Code auf rund 800 Milliarden Zeilen geschätzt.[9] Einige der Neuerungen in COBOL der letzten Jahrzehnte – in Klammern der Standard, der dies einführte:
Entwicklung und StandardisierungEin Ausschuss des oben erwähnten CODASYL erarbeitete im Jahr 1959 einige Grundsätze, legte den Namen COBOL fest und veröffentlichte im April 1960 seinen Abschlussbericht mit den ersten Spezifikationen der Programmiersprache, die als COBOL-60 in die Geschichte eingingen. Im Rahmen von CODASYL gab es dann ständig einen Ausschuss, teilweise mit Unterausschüssen, der bzw. die sich mit der Weiterentwicklung von COBOL befassten und im Lauf der Jahrzehnte verschiedene Namen und verschiedene Status innerhalb von CODASYL hatten. Entwicklung durch CODASYLCOBOL-60 zeigte die Praktikabilität der angestrebten gemeinsamen Programmiersprache. COBOL-61 war nur teilweise kompatibel mit der Vorgängerversion, wurde aber weitgehend in zahlreichen Compilern implementiert. CODASYL hat sich dann darauf verpflichtet, die Sprache von da aus evolutionär weiterzuentwickeln, statt revolutionäre Änderungen vorzunehmen. Mit COBOL-61 EXTENDED kamen u. a. die SORT-Möglichkeiten und der REPORT WRITER hinzu. COBOL, EDITION 1965 fügte u. a. interne Tabellen und Optionen für Dateibearbeitung hinzu. Weitere Dokumente zur Entwicklung sind die CODASYL COBOL JOURNAL OF DEVELOPMENT der Jahre 1968, 1969, 1970, 1973, 1976, 1978, 1981 und 1984. Erweiterungen durch X/Open, die Open GroupIm Rahmen der Bemühungen um einen Standard für das Betriebssystem Unix durch die Industrievereinigung X/Open, die Open Group, wurden dafür auch Spezifikationen für COBOL vereinbart, deren jüngste von 1991 aus den höchsten Stufen der vorgeschriebenen Module von COBOL-85 besteht, mit der Erweiterung von 1989 durch die „Intrinsic Functions“, aber ohne Report-Writer, Segmentierung und Debugging, dafür aber mit eigenen Erweiterungen für Interaktion mit Bildschirmformularen (SCREEN SECTION und ACCEPT/DISPLAY), gemeinsamen Zugriff auf Dateien mit Sperren auf Dateien und Sätze, sowie Internationalisierung mit z. B. Doppelbyte-Zeichensätzen. Standardisierung durch ANSIIm Jahr 1960 wurde, angeregt durch den Industrieverband „Computer and Business Equipment Manufacturers Association“, im Rahmen der US-amerikanischen Standardisierungsorganisation (ASA) ein „Committee on Computers and Information Processing“ mit der Nummer X3 geschaffen, welches dann einen Unterausschuss X3.4 für Programmiersprachen einrichtete, der wiederum einen Unterausschuss X3.4.4 für COBOL einrichtete. Im Dezember 1962 wurden Hersteller und andere Interessierte zur Mitarbeit an der Standardisierung eingeladen, wobei dann festgelegt wurde, dass die Standardisierung auf den Publikationen des CODASYL fußen sollten. Der erste Standard wurde am 23. August 1968 als USA Standard COBOL 1968 verabschiedet und als Dokument X3.23-1968 veröffentlicht. Der Ausschuss X3.4.4 wurde dann zum Technischen Komitee X3J4, wie er auch heute noch heißt, und machte sich an die Arbeit, den nächsten Standard zu entwickeln, der dann am 10. Mai 1974 als American National Standard COBOL 1974 verabschiedet und dann im Dokument ANS X3.23-1974 veröffentlicht wurde. Der nächste Standard wurde im April 1985 von X3J4 verabschiedet und im September vom zuständigen Entscheidungsgremium der inzwischen ANSI heißenden Organisation angenommen und dann als ANS X3.23-1985 veröffentlicht. COBOL-85 führte mit Begrenzern wie END-IF und END-PERFORM erstmals die Möglichkeit ein, in COBOL beliebig geschachtelte Entscheidungs- (IF, EVALUATE) und Wiederholungsanweisungen (PERFORM) zu schreiben und damit die sogenannte strukturierte Programmierung in COBOL zu praktizieren. Zu COBOL-85 wurde später ein Zusatz mit eingebauten (intrinsic) Funktionen und ein weiterer mit Korrekturen zum Standard veröffentlicht. Ein neuer Standard wurde 2002 verabschiedet. Wesentliche Änderungen darin sind die Übernahme der Erweiterungen durch X/Open, die explizite Unterstützung von internationalen Zeichensätzen einschließlich Unicode, die objektorientierte Programmierung sowie bedingte Kompilierung, neben zahlreichen anderen Erweiterungen und Präzisierungen. Nach dem Ende von CODASYL hat das Komitee J4 auch die Verantwortung nicht nur für die Standardisierung, sondern auch für die Entwicklung übernommen. Der nächste Standard wurde für das Jahr 2010 vorbereitet und wurde 2014 veröffentlicht. Internationale Standardisierung bei ISODas Komitee X3J4 (früher X3.4.4) hat von Anfang an eng mit verschiedenen internationalen Gremien zusammengearbeitet. Dementsprechend stimmte ANS COBOL X3.23-1968 mit der ISO-Empfehlung für COBOL überein. In der ISO ist das Technical Committee ISO/TC 97, Computers and Information Processing zuständig, dessen Sekretariat vom ANSI gestellt wird. ISO hat zu COBOL eine Empfehlung (Recommendation) R-1989:1972 sowie Standards ISO 1989:1978 und ISO 1989:1985 verabschiedet und dabei die Vorgabe des US-Standardisierungsgremiums übernommen. 2002 wurde ein weiterer Standard umgekehrt zuerst als ISO/IEC 1989:2002 veröffentlicht und dann von den nationalen Standardorganisationen übernommen. Dieser wurde 2014 als ISO/IEC 1989:2014 erweitert. Der aktuelle Standard wurde im Januar 2023 als ISO/IEC 1989:2023 veröffentlicht. Module und standardkonforme ImplementierungenCOBOL-68, COBOL-74 und COBOL-85 ordneten die verschiedenen Features der Sprache einem Modul mit jeweils einem bis drei „Levels“ zu, woraus dann minimale und volle Implementierungen des Standards als Kombination von bestimmten Levels der jeweiligen Module definiert wurden. Eine mit COBOL-2002 konforme Implementierung muss den gesamten Sprachumfang implementieren. COBOL-CompilerFür Computer der Klassen „Großrechner“ und „Mittlere Datentechnik“ boten und bieten deren jeweilige Hersteller – IBM, Unisys, Siemens, Fujitsu-Siemens, HP, Bull u. a. – auf ihre proprietären Betriebssysteme zugeschnittene COBOL-Compiler an, z. T. verschiedene Compiler, die beispielsweise verschiedenen Standards entsprechen. Für Betriebssysteme, die aus der UNIX- bzw. MS-DOS-Tradition entstanden sind, gibt es COBOL-Compiler von verschiedenen Software-Herstellern. Mit GnuCOBOL existiert eine quelloffene Implementierung der Programmiersprache.[10] COBOL-GeneratorenEs gibt Codegeneratoren, die COBOL-Programme bzw. Teile davon generieren und so die Entwicklungsarbeit erleichtern. Dazu gehören zum Beispiel SWT01 und SWT/VDA des Herstellers FSP, CA Gen (ehemals Cool:Gen) von CA Technologies, sowie die Generatorsysteme ADSplus und SCORE von Delta Software Technology. Literatur
WeblinksWiktionary: COBOL – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: COBOL – Sammlung von Bildern
Einzelnachweise
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