Egal, ob Erwachsene oder Kinder – wer mit der Programmierung beginnt, muss sich zunächst mit den Grundbegriffen beschäftigen. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die wichtigsten dieser Begriffe.
Inhalt
Was ist Programmierung?
Im Wesentlichen ist Programmierung der Prozess, bei dem eine Person Anweisungen schreibt, die von einem Computer ausgeführt werden kann. Diese Anweisungen werden als Code bezeichnet und können in einer Vielzahl von Programmiersprachen geschrieben werden.
Warum ist es wichtig, die Grundbegriffe der Programmierung zu kennen?
Um Software, Betriebssysteme oder sogar Roboter zu programmieren, ist es ratsam sich zunächst einmal die Grundbegriffe der Programmierung anzueignen. Zu Beginn des Lernens kann Programmierung etwas sehr Abstraktes sein, wenn man jedoch die grundlegenden Konzepte und Begriffe verstanden hat, bekommt man ein besseres Gefühl für das Coden und die Funktionsweise von Technologie im Allgemeinen.
Wichtige Grundbegriffe der Programmierung
Es gibt eine Vielzahl von wichtigen Begriffen in der Programmierung. Im folgenden Abschnitt werden 10 der wichtigsten Begriffe erklärt:
Programmiersprachen
Programmiersprachen sind sogenannte kodierte Sprachen. Sie werden verwendet, um Anweisungen für Computer zu schreiben. Es existieren über 350 verschiedene Programmiersprachen auf der Welt, die sich sich durch ihren Syntax, ihre Semantik und ihre speziellen Einsatzgebiete unterscheiden. Zu den bekanntesten Programmiersprachen zählen Python, Java, JavaScript und C. Für Kinder und Einsteiger*innen bieten sich blockbasierte Programmiersprachen wie Scratch und MakeCode an.
Code / Source-Code / Quellcode /Quelltext
In der Programmierung nennt man den Text einer Programmiersprache, der für Menschen lesbar ist, Quellcode, Quelltext oder auch Source-Code. Mithilfe eines Texteditors ist es möglich Anweisungen zu verfassen, die eine Maschine bzw. Software umsetzen und ausführen kann. Manche Programmiersprachen verstehen den verfassten Code direkt, bei anderen Sprachen ist es notwendig, den Code zunächst mithilfe eines Compilers in Maschinensprache zu übersetzen.
Compiler / Kompilierer
Programme, die in höheren Programmiersprachen, wie etwa C# oder Java geschrieben sind, benötigen einen Compiler, um den geschriebenen Programmcode in Maschinencode zu übersetzen, damit der Computer die Anweisungen verstehen und ausführen kann. Der Compiler fungiert gewissermaßen als Dolmetscher zwischen Entwickler*in und Computer.
Dabei erfolgt der Prozess des Kompilierens in der Regel in den folgenden Schritten:
- Wahl des passenden Compilers für die Programmiersprache
- Überprüfung des Syntax (Satzbau)
- Analyse und Optimierung des Codes
- Generierung des Ausgabecodes, der von Computern verarbeitet und ausgeführt werden kann.
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Algorithmus
Einfach erklärt ist ein Algorithmus eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Lösung eines Problems. Man kann sich einen Algorithmus wie ein Kochrezept vorstellen, das detaillierte Anweisungen enthält, um Schritt-für-Schritt ein Gericht zuzubereiten. In der Programmierung können Algorithmen unter anderem dafür genutzt werden, eine Suchmaschine zu erstellen oder eine Sortierfunktion für Daten zu implementieren.
Schleifen
In der Programmierung bezeichnet eine Schleife eine Anweisung, die es ermöglicht, einen vordefinierten Codeblock mehrmals auszuführen. Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Arten von Schleifen: die „while”-Schleife und die „for”-Schleife.
Die „for“-Schleife benutzt man, wenn man schon vorher weiß, wie oft man den Befehl ausführen möchte. Die „while“-Schleife wird benutzt, wenn man erst während der Ausführung erkennen kann, wie oft man ihn ausführen muss.
Schleifen sind ein gutes Mittel, um Code einfacher und effizienter zu gestalten, man muss aber bei der Benutzung aufpassen, dass die Schleifen nicht unendlich oft ausgeführt werden und auch keine Bedingungen verwendet werden, die zu komplex sind.
Variablen
Variablen bezeichnen eine Speicherstelle in einem Programm, in der Werte und andere Daten gespeichert werden. Man kann sie als Behälter betrachten, der bestimmte Ausprägungen von diesen Werten und Daten enthält. Variablen sind ein wichtiges Konzept der Programmierung, da sie es ermöglichen, Informationen während der Programmausführung zu speichern und zu manipulieren.
Variablen können beim Coden ganz unterschiedliche Datentypen annehmen, unter anderem:
- Ganzzahlen(integers)
- Gleitkommazahlen (floats)
- Zeichenketten (strings)
- Boolesche Werte (booleans)
Funktionen
Als Funktion bezeichnet man eine Zusammenstellung von Anweisungen, die in einem Programm ausgeführt werden können. Mithilfe von Funktionen ist es möglich, Teile des Codes wiederzuverwenden, ohne den Code komplett neu schreiben zu müssen.
Funktionen sind bei der Programmierung wichtig, um effizienter zu arbeiten, da der Code kürzer und einfacher geschrieben werden kann. Durch eine schlanke Struktur ist es viel einfacher, Fehler im Quelltext zu identifizieren und zu korrigieren.
Operatoren
Wörter und Symbole, die beim Coden verwendet werden, um Berechnungen und Aktionen durchzuführen, nennt man Operatoren. Einfach gesagt sind Operatoren wie Werkzeuge, die dafür genutzt werden, um Daten zu manipulieren. Es gibt viele unterschiedliche Arten von Operatoren, im Allgemeinen kann man sie aber in 3 Kategorien unterteilen:
| Arithmetische Operatoren | „+“ für Addition „-“ für Subtraktion „*“ für Multiplikation „/“ für Division |
| Vergleichsoperatoren | „==“ für Gleichheit „!=“ für Ungleichheit „>“ für Größer als „<“ für Kleiner als „>=“ für Größer gleich „<=“ für Kleiner gleich |
| Logische Operatoren | „und“ gibt „wahr“ zurück, wenn beide Bedingungen erfüllt sind „oder“ gibt „wahr“ zurück, wenn mindestens eine der Bedingungen erfüllt ist „nicht“ gibt das Gegenteil der Bedingung zurück |
Array
Ein Array ist eine Sammlung von Elementen. Arrays werden genutzt, um große Datenmengen abzuspeichern. Man kann sich ein Array wie ein Regal mit verschiedenen Schubladen vorstellen. Durch die Nummerierung dieser Schubladen ist man in der Lage abgelegte Daten wiederzufinden.
Beispielsweise hat man die Möglichkeit, ein Regal (Array) mit dem Namen „Farben“ anzulegen. Die Schubladen (Daten) werden nach den einzelnen Farben benannt, etwa in Schublade 0 grün, in Schublade 1 gelb und in Schublade 2 blau.
Arrays werden besonders häufig bei der Speicherung, der Sortierung und der Durchsuchung von Daten eingesetzt, sowie bei der Programmierung von Schleifen.
Objekte
Objekte sind eine Möglichkeit, Daten und Funktionen zu organisieren. Als Objekt bezeichnet man eine Instanz einer Klasse, die bestimmte Attribute und Methoden vorweisen können. Eine Methode ist eine Aktion, die das Objekt ausführen kann, ein Attribut eine Eigenschaft, die das Objekt beschreibt.
Ein Beispiel für die Erstellung eines Objekts ist die Erstellung der Klasse „Autos“. Die Klasse wird durch Attribute wie Größe, Farbe und Marke beschrieben und kann gewisse Methoden, wie Starten oder Beschleunigen ausführen.