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Aktuelle Version vom 13. Juli 2018, 12:58 Uhr
Befehle, Programme und Bauanleitungen
In beinahe allen Lebensbereichen kommen sie vor und ohne sie würde unsere Welt ganz anders funktionieren: Die Rede ist von Computern. Dabei sind nicht nur Computer im herkömmlichen Sinne wie zum Beispiel Notebooks gemeint – auch Smartphones,Tablets und Roboter sind Computer. Und selbst in vielen Alltagsgegenständen sind heutzutage Computer verbaut, zum Beispiel in Waschmaschinen, Autos oder Münzautomaten. Diese kleinen Computer werden immer leistungsfähiger und übernehmen immer schwierigere Aufgaben im Alltag.
Selbst denken können sie aber nicht wirklich. Der Mensch entscheidet, wie diese Computer auf ihre Umgebung reagieren. Dazu brauchen sie ganz genaue Befehle. Damit sind schriftliche Anweisungen in Form von Computerprogrammen gemeint. Programmieren bedeutet also, dem Computer Anweisungen zu geben.
Um eine Aufgabe oder ein Problem zu lösen, braucht es in den meisten Fällen mehr als einen Befehl. Diese Befehle werden in einem Programm zusammengefasst. Wenn der Computer ein Programm ausführt, dann arbeitet er alle Befehle in diesem Programm nacheinander ab. Mit einem Programm wird definiert, wie ein Computer ein bestimmtes Problem löst.
Gut zu wissen!
Die Begriffe Befehl, Anweisung und Instruktion meinen dasselbe. Programmieren wird häufig auch als Coding bezeichnet.
Übung 1: Computer spielen
Zur pdf-Datei: Datei:Einfach programmieren uebung1.pdf
Eine genaue Anleitung, also eine eindeutig festgelegte Abfolge von Befehlen zur
schrittweisen Lösung eines Problems, nennt man auch Algorithmus.
Wird die Anleitung richtig befolgt, dann führt sie auch zum erwünschten Ergebnis. Algorithmen
findet man nicht nur in der Welt der Programmierung, sondern auch im
Alltag. Dazu zählen beispielsweise exakt formulierte Kochrezepte, Bau- oder Bedienungsanleitungen.
Hast du schon mal ein Möbelstück zusammengebaut? Dann hast
du dabei, ohne es zu wissen, einen Algorithmus ausgeführt.
Der Algorithmus, um eine Tür zu öffnen, könnte zum Beispiel folgendermaßen aussehen:
1. zur Tür gehen
2. Hand auf die Türklinke legen
3. Türklinke nach unten drücken
4. Tür heranziehen
Überlege!
Auf welche Probleme könnte ein Roboter stoßen, der diesen Algorithmus zum Öffnen einer Tür ausführt?
Übung 2: Befolge die Anleitung!
Zur pdf-Datei: Datei:Einfach programmieren uebung2.pdf
Einfach programmieren (mit dem BBC micro:bit)!
Sprachen für Mensch und Maschine
Um mit anderen Menschen kommunizieren zu können, ist es hilfreich, wenn man dieselbe Sprache spricht. Computer verstehen natürliche Sprachen, wie wir sie sprechen (und du sie gerade liest) in der Regel nicht. Computer verstehen Maschinensprache. Ein Computer kann nur zwischen den zwei Zuständen Strom ein und Strom aus unterscheiden. Diese beiden Zustände werden durch die Zahlen 1 und 0 dargestellt. Damit ein Befehl elektronisch verarbeitet werden kann, darf dieser nur aus Nullen und Einsen bestehen.
Wie kann nun dem Computer mitgeteilt werden, welche Aufgaben zu erledigen sind?
Dafür gibt es Programmiersprachen!
Programmiersprachen sind künstliche Sprachen zur Verständigung zwischen Mensch und Computer. Sie verwenden Wörter und Zeichen von existierenden Sprachen und sind daher für den Menschen leicht zu erlernen.
Es gibt verschiedene Arten von Programmiersprachen, die für unterschiedliche Einsatzgebiete geeignet sind. Alle Programme, die in einer bestimmten Programmiersprache erstellt worden sind, werden solange weiterverarbeitet, bis nur noch eine Abfolge von 0 und 1, also ein Programm in Maschinensprache, übrigbleibt.
Die Wörter, also die Befehle einer Programmiersprache, sind ganz genau festgelegt. Es
steht nur ein bestimmter Befehlsvorrat zur Verfügung. Das bedeutet, dass du nur jene
Befehle verwenden darfst, die im Wörterbuch für die jeweilige Programmiersprache
stehen. Als Programmierer oder Programmiererin musst du dir überlegen, wie du deine
Wünsche mit den vorhandenen Befehlen ausdrücken kannst. Das erfordert manchmal
ganz schön viel Kreativität!
Zudem sind für jede Programmiersprache bestimmte Regeln definiert, welche dir sagen, wie ein korrekter Satz in der Programmiersprache aussehen muss. Diese Regeln werden unter dem Begriff Syntax zusammengefasst. Auch natürliche Sprachen, beispielsweise Deutsch oder Englisch, haben ihre eigene Syntax oder Grammatik.
Wenn du lernst zu programmieren, dann kannst du nicht mehr nur die fertigen Programme, die andere geschrieben haben, benutzen. Du kannst selbst kreativ werden und Spiele oder Programme programmieren, die genau auf deine Bedürfnisse und Anforderungen abgestimmt sind!
Übung 3: Programmiere und zeichne!
Zur pdf-Datei: Datei:Einfach programmieren uebung3.pdf
Übung 4: Programmiersprache(n) verstehen!
Zur pdf-Datei: Datei:Einfach programmieren uebung4.pdf
