Programmier-Intro
Stell dir vor, du möchtest einem Roboter beibringen, eine Aufgabe zu erledigen – etwa eine Tasse Tee zu kochen oder ein Spiel zu spielen. Der Roboter versteht allerdings keine menschliche Sprache, sondern benötigt präzise, schrittweise Anweisungen in einer speziellen Sprache: einer Programmiersprache.
Jedes Computerprogramm, von deiner Lieblings-App bis hin zur Steuerung eines Mars-Rovers, basiert auf klar definierten Anweisungen, die einer bestimmten Logik und Struktur folgen. Damit Programme nicht nur einfache Befehle ausführen, sondern komplexe Aufgaben bewältigen können, brauchen sie Steuerstrukturen – also Regeln, wann und wie Anweisungen ausgeführt werden.
In dieser Lernsequenz wirst du herausfinden, wie Programmiersprachen aufgebaut sind, welche Grundstrukturen sie bieten und warum sie so mächtig sind. Denn wenn du verstehst, wie Code funktioniert, hast du nicht nur die Kontrolle über den Computer – du kannst ihm beibringen, für dich zu denken!
Warum Programmieren lernen?
In unserer digitalisierten Welt spielen Computer eine zentrale Rolle – von der Steuerung unseres Smartphones bis hin zu komplexen industriellen Prozessen. Doch Computer handeln nicht eigenständig, sondern führen Programme aus, die ihnen sagen, was sie tun sollen. Diese Programme bestehen aus genau definierten Anweisungen, die nach festen Regeln in einer Programmiersprache geschrieben sind. Wer diese Regeln versteht und anwendet, kann Computer steuern, automatisierte Abläufe entwickeln und innovative Lösungen schaffen.
Computer arbeiten nach einem klar definierten Prinzip: Sie verarbeiten Eingaben, führen Berechnungen oder logische Operationen durch und geben anschließend ein Ergebnis aus. Dabei folgen sie strikten Regeln, die durch die jeweilige Programmiersprache festgelegt sind.
Jedes Programm besteht aus einer Abfolge von Anweisungen, die in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden. Damit diese korrekt interpretiert werden können, müssen sie einer festgelegten Syntax entsprechen – vergleichbar mit der Grammatik in einer menschlichen Sprache. Ein kleiner Fehler in der Struktur kann bereits dazu führen, dass das gesamte Programm nicht funktioniert.
Die einfachste Form eines Programms besteht aus aufeinanderfolgenden Anweisungen, die genau in der Reihenfolge ausgeführt werden, in der sie aufgeschrieben wurden. Dies entspricht einer Liste von Arbeitsschritten, die nacheinander abgearbeitet werden.
In folgendem Bild wird ein sequenzieller Ablauf dargestellt, bei dem Anweisungen Schritt für Schritt in einer festen Reihenfolge ausgeführt werden. Das Programm gibt eine einfache Anleitung zum Nudeln kochen aus, wobei jede Zeile der Reihe nach abgearbeitet wird – es gibt keine Bedingungen oder Schleifen, sondern nur eine lineare Abfolge von Befehlen.
In vielen Situationen muss ein Programm unterschiedliche Wege einschlagen können – zum Beispiel, um je nach Eingabe eine andere Aktion auszuführen. Dies geschieht durch Bedingungen, die bestimmte Kriterien prüfen und das weitere Vorgehen des Programms entsprechend steuern.
Hier prüft das Programm, ob die Variable wetter den Wert "regen" hat. Falls ja, gibt es eine passende Empfehlung aus, andernfalls wird eine alternative Nachricht angezeigt. Durch solche Bedingungen kann ein Programm flexibel auf verschiedene Situationen reagieren.
Viele Abläufe in Programmen wiederholen sich. Anstatt dieselben Anweisungen mehrfach zu schreiben, werden Schleifen genutzt, um eine Aktion automatisch mehrfach auszuführen, solange eine bestimmte Bedingung erfüllt ist. Dadurch lassen sich umfangreiche Aufgaben mit minimalem Aufwand bewältigen.
Hier startet das Programm bei 1 und erhöht die Zahl schrittweise, bis es 5 erreicht. Die while-Schleife sorgt dafür, dass die Anweisung wiederholt wird, solange die Bedingung zahl <= 5 erfüllt ist. Dadurch lassen sich sich wiederholende Aufgaben effizient automatisieren.
In größeren Programmen kann es schnell unübersichtlich werden, wenn zu viele Anweisungen hintereinander geschrieben werden. Deshalb bieten Programmiersprachen die Möglichkeit, bestimmte Abläufe in Funktionen zusammenzufassen. Diese helfen dabei, den Code übersichtlicher zu gestalten und ermöglichen die Wiederverwendung von einmal geschriebenen Anweisungen.
Hier wird die Funktion begruessung() definiert, die einen Namen als Eingabe nimmt und eine Begrüßung ausgibt. Statt den Begrüßungscode mehrfach zu schreiben, kann die Funktion einfach mit unterschiedlichen Namen aufgerufen werden. So bleibt der Code übersichtlich und leicht wiederverwendbar.
Diese Grundprinzipien der Programmierung bilden die Basis jeder modernen Softwareentwicklung – egal, ob es sich um einfache Skripte oder komplexe Anwendungen handelt. Wer versteht, wie Programme aufgebaut sind und wie sie gesteuert werden, kann nicht nur eigene Anwendungen entwickeln, sondern auch bestehende digitale Systeme besser analysieren und optimieren.
Grundlagen des Programmierens Quiz
Übungskurs mit Erklärvideos und Aufgaben zum Programmieren mit Robot Karol: DGB: Computational Thinking V - Robot Karol I
Eine genauere Beschreibung zu allen Dingen, die am Anfang vom Programmieren wichtig sind: Der Einstiegsratgeber zum Programmieren lernen