Diese 11 Begriffe muss jeder Programmierer kennen

Wenn du anfängst Programmieren zu lernen, kommt es schnell vor, dass du auf die verschiedensten Fachbegriffe triffst.

Variablen? Operatoren? If/Else? Häää?

Es ist vollkommen in Ordnung, sich nichts darunter vorstellen zu können, wenn Du Anfänger bist.

Ich möchte dir daher nachfolgend die 11 wichtigsten Programmier-Begriffe zeigen, die du kennen solltest. Außerdem, werde ich kurz erklären wie diese Grundlagen-Werkzeuge der Programmierung funktionieren. Dazu gibt es ein Beispiel mit der Programmiersprache Scratch. Scratch ist eine visuelle Sprache und bestens für zum Aufstocken unseres Grundlagenwissens geeignet.

Hinweis: Wenn du die folgenden Begriffe erstmal verstanden hat, ist der Wechsel zu jeder textbasierten Sprache, wie Javascript, Python, PHP usw. relativ einfach.

Hier ein kleiner Ausschnitt wie die Programmierumgebung von Scratch aussieht:

Programmieroberfläche von Scratch

1. Programmiersprache

Computer und Programme werden programmiert mit einer Programmiersprache. Es gibt viele verschiedene Sprachen und Arten von Sprachen (z.B. Python, PHP, Java, JavaScript uvm.).

Die Programmiersprache ist das Werkzeug, welches zum Programmieren benutzt wird.

2. Quelltext, Quellcode, Source-Code

Wenn du programmierst, schreibt du Programme in Dateien. Theoretisch kann man das gesamte Programm in eine Datei schreiben, aber das wäre unübersichtlich.

Also unterteilt man das Programm in mehrere Stücke. So speicherst du ein Stück Programm in einer Datei ab. Diese Dateien sind eigentlich ganz normale Textdateien. Wir Programmierer nennen diese Quelltext,  Quellcode oder Source-Code.

In diesen Dateien steht das Programm in der von dir benutzten Programmiersprache.

3. Compiler / Interpreter

Deinen gespeicherten Quelltext versteht dein Computer noch nicht. Also muss er diesen in seine Sprache übersetzen. Dies wird erledigt entweder von einem Compiler oder einem Interpreter.

Wie die sich unterscheiden erfährst du noch früh genug. Wichtig für dich ist, dass es Programme gibt die deinen Quelltext für den Computer übersetzen.

4. Funktion / Anweisung/ Befehl

Ein Befehl ist eine Anweisung an den Computer.

Der Computer bzw. die Bibliothek, die du verwendest weiß, wie man diesen Befehl abarbeitet. Schreibt man mehrere Befehle untereinander weg, erhält man die sogenannte Befehlsfolge.

Das bedeutet eigentlich nur, dass Befehle von oben nach unten, nacheinander abgearbeitet werden. Wenn man viele Befehle immer wieder benutzen muss, kann man neue Befehle schreiben, die aus den Befehlen bestehen.

An der Stelle zeige ich dir ein Bild, damit Du verstehst, was ich meine.

Du hast einen kleinen Roboter, den du per Programm steuerst. Das ganz sieht folgendermaßen aus:

Einzelbefehle und Befehlsfolge

Dort siehst du die 4 Befehle, die diesen Roboter steuern.

  1. Warte 1 Sekunde: Das Programm wird eine Sekunde warten. Der Roboter bewegt sich nicht.
  2. Drehe dich (im Uhrzeigersinn) um 90 Grad: Der Roboter dreht sich um 90 Grad (immer rechts)
  3. Drehe dich (gegen den Uhrzeigersinn) um 90 Grad: Der Roboter dreht sich um 90 Grad (immer links)
  4. Gehe 50er Schritt: Der Roboter „bewegt“ sich in Blickrichtung um 50 Grad

Dein Computer weiß durch das Programm, wie diese Befehle abzuarbeiten sind. Mit der Programmiersprache (hier Scratch) kannst du diese Befehle kombinieren und nacheinander abarbeiten lassen. Schaue dir folgendes Bild an. Du siehst einmal die Einzelbefehle und dazu dann die Befehle, wie sie nacheinander abgearbeitet werden sollen. Stell dir mal vor wie sich der Roboter bewegen würde, indem du die Befehle Schritt für Schritt durchgehst. Siehe folgendes Bild:

Das schöne ist, dass du mehrere Befehle zusammenfassen kannst zu neuen Befehlen und dann nur noch diese neuen Befehle ausführen musst. Lass uns mal einen neuen Befehl – geheRechts bauen, in Scratch sieht das so aus:

Neuer Befehl geheRechts

Wir würden einen neuen Befehl schreiben und diesen zum Beispiel 4 Mal aufrufen. Damit würde sich der Roboter 4 Mal im Kreis drehen. Falls du das nachher mal ausprobieren willst, den Link für das Scratchprojekt erhälst du nachher nochmal.

Das ist auch schon alles was man zu Befehlen erstmal wissen muss. Bei Programmiersprachen wie Javascript kommen noch ein paar Details dazu, die man beachten muss, aber das ist dann nur noch Fleißarbeit. Wichtig ist zu verstehen wie Befehle abgearbeitet werden.

Zusammenfassung von Befehlen:

Fassen wir kurz das Gelernte zusammen. Wenn du programmierst gibt du deinem Computer Befehle und Anweisungen. Ein Quelltext besteht somit aus vielen Anweisungen/Befehlen. Diese Liste an Anweisungen/Befehlen kann man auch zu Funktionen zusammenfassen. Somit muss man immer wiederkehrenden Listen von Anweisungen nicht doppelt im Quelltext behalten.

5. Variablen

Stell dir vor, dein Roboter müsste nach ein paar gefahrenen Schritten, alleine wieder an den Ursprungspunkt zurückkehren. Da ist ein bisschen schwierig, wenn er sich nicht merken kann, welche Schritte er bereits gefahren ist. Oder der Roboter müsste 3 Bälle aufsammeln und diese dann in ein Lager bringen.

Irgendwie muss er sich bestimmte Informationen merken können. Dafür gibt es Variablen. Sobald man eine Variable definiert (also „erfindet“), kann man da Werte drin speichern und auslesen. Das ist wie, wenn man sich ein Notizblock nimmt und sich dort Informationen notiert und diese später liest.

Schau dir das Bild an, dann sollte es klarer werden:

Variablen

Zusammenfassung zu Variablen:

Eine Variable kann sich Werte wie Zahlen oder Wörter merken. Immer wenn du dir eine Zahl oder ein Wort merken musst, benutzt du eine Variable.

Eine Variable braucht man, da man den Platz für den Wert zunächst reservieren muss. Stell dir das vor wie einen Merkzettel oder einen Platzhalter. Wenn du dir etwas merken willst, nimmst du einen neuen Merkzettel und schreibst da deine Zahl oder dein Wort auf.

6. Typ / Variablentyp

Wie schon erwähnt können Variablen, Zahlen oder Wörter speichern.

Da haben wir auch schon den Typ. Entweder kann eine Variable vom Typ Zahl sein oder vom Typ Wort.

Wenn du in deinem Programm schreibst, dass du dir etwas merken willst, also eine Variable brauchst, musst du im Programm aufschreiben, von welchem Typ diese ist. Quasi: Ich brauche eine Variable die eine Zahl abspeichern kann.

Es gibt viele unterschiedliche Typen in Programmiersprachen und man kann sogar eigene Variablentypen erstellen.

7. Operator / Operation

Eine Operation ist eine bestimmte Art von Anweisung. Wenn man mit einem Operator arbeitet ist dies bereits eine sog. Operation.

Wenn ich von Operationen spreche, meine ich Rechenoperationen oder logischen Operationen. Das bedeutet im Klartext, dass Programme in der Lage sind Rechenaufgaben zu lösen

Sie können z.B. „Größer als/Kleiner als Vergleiche“ durchführen und Verknüpfungen wie UND/ODER Operationen auswerten.

Wofür brauche ich das?

Lass uns ein Beispiel durchgehen. Du hast gesehen, dass es den Befehl gibt, um sich 50 Pixel zu bewegen. Das wäre für den Roboter dann ein Schritt.

Möchte man hier nun mehrere Schritte gehen, müsste man den Befehl öfter aufrufen. Oder man rechnet 5*50 Und gibt diesen Wert in den Befehl ein. Und so bewegt sich der Roboter gleich um mehrere Schritte, in dem man den Wert einfach multipliziert.

Operationen und Operatoren

Es gibt viele andere Operatoren, im Bild werden dir ein paar der wichtigsten gezeigt. Diese Operationen funktionieren alle nach dem gleichen Schema.

Zusammenfassung Operatoren:

Immer wenn du etwas mit zwei oder mehr Variablen machst, spricht man von eine Operation. Zum Beispiel kannst du mit Zahlen rechnen, dann spricht man von einer Rechenoperation.

Addierst du zwei Variablen benutzt du ein Plus-Zeichen „+“. Das Zeichen ist der Operator. Dieser zeigt an welche Operation durchgeführt werden muss. Beispiele für Operatoren sind: + – = * / und noch viele mehr!

8. Eingabe und Ausgabe

Hiermit ist alles gemeint wie du (also der Mensch/Computerbenutzer) mit dem Computerprogramm interagiert. Eingaben sind alles was an Daten in den Computer hineingehen, z.B. Tastatureingaben, Mausbewegung, Joystickknopf drücken.

Mit der Ausgabe sieht es genau andersrum aus, hier geht es darum welche Informationen du vom Computer erhältst. Hiermit sind gemeint Bildschirmausgaben, Daten in Form von Dateien oder sogar Druckausgaben.

Jede Programmiersprache behandelt die Eingaben und Ausgaben etwas anders, aber im Prinzip gibt es in jeder Programmiersprache diese Eingaben und Ausgaben zu behandeln. Letztendlich bestimmt der Programmierer, was mit den Eingaben passieren soll und wie die Ausgabe auszusehen hat.

Tastatureingabe

9. Entscheidungen

Bei der Tastatureingabe gibt es bereits eine programmbasierte Entscheidung nach dem WENN …. DANN-Muster.

Wenn etwas passiert ist, dann tue etwas. Im Fall der Tastatureingabe ist das „WENN“, das Drücken der Leertaste. „DANN“ gehe einen 50er-Schritt.

Entscheidung
Diese Entscheidungen können allerdings noch erweitert werden. Zum Beispiel kann man Zahlenvergleiche eingeben oder andere Dinge überprüfen. Man gibt also eine Bedingung ein und wenn diese erfüllt, also WAHR ist, dann sollen bestimmte Befehle ausgeführt werden. Hier können fast alle Operatoren verwendet werden, die einen WAHR oder FALSCH – Wert zurückliefern, z.B. bei Vergleichen.

10. Schleifen

Stell dir vor, du hast einen Befehl geschrieben in dem dein Roboter nach Bällen suchen soll.

Du möchtest, dass dein Roboter SOLANGE nach Bällen sucht bis er mehr als 3 gefunden hat. Er muss also den Befehl sucheBälle wiederholen.

Mit einer Schleife kann man dies erreichen und diese ist auch nicht so schwierig zu verstehen, denn sie ist ähnlich zu Entscheidung.

Schleifen bzw. Wiederholungen

Es funktioniert in etwa so: WIEDERHOLE sucheBälle SOLANGE BIS gesammelteBälle > 3. Von diesen Schleifen gibt es verschiedene Arten, diese unterscheiden sich eigentlich nur in der Art wann die Bedingung ausgewertet wird. Wichtig ist hier jedoch, dass man versteht, dass die Befehle innerhalb der Schleife wiederholt werden solange eine Bedingung erfüllt ist.

11. Debugger

Du hast ja bereits von den hilfreichen Programmen wie dem Compiler gehört. Der Debugger ist ein praktischer Helfer, aber leider unter Programmieranfängern total unbekannt.

Während der Compiler für dich deinen Quelltext übersetzt, hilft dir der Debugger beim Finden von Fehlern!

Was heißt Debugger eigentlich?

Einen Programmierfehler oder ein Programmabsturz, nennt man unter Programmierern einen Bug.

Der „Bug“ kommt aus dem englischen und heißt auf deutsch Käfer. Das „De“ vor Debugger bedeutet das Umgekehrte, zu deutsch übersetzt ist ein Debugger ein Entkäferer.

Wie macht ein Debugger das?

Mit einem Debugger kannst du dein Programm anhalten und er zeigt dir an welcher Stelle im Quelltext dein Programm gerade steht. Dann kannst du in Ruhe alle Variablenwerte angucken und den Fehler finden.

Fazit

Das war eine kurze Beschreibung der wichtigsten Grundelemente einer modernen Programmiersprache. Es gibt noch ein paar Elemente mehr, die dir Arbeit abnehmen oder dich mit der Arbeit unterstützen, aber die Grundwerkzeuge hast du nun schon mal kennengelernt.

Nur durch das Kennen dieser Elemente wirst du noch lange nicht programmieren können, dafür musst du definitiv erstmal damit arbeiten. Sie finden sich in jeder Programmiersprache wieder und wenn du die Funktionsweise erstmal verstanden hast, kannst du richtig schnell auf andere Programmiersprachen wechseln.

Die Grundelemente der Programmierung sind einfach zu verstehen. Der Knackpunkt bei diesen Grundelementen ist, wie man diese kombinieren muss.

Je nachdem welche Aufgaben oder welches Feature man lösen/programmieren will muss man diese Elemente miteinander verwenden. Die nächste Schwierigkeit ist dann wie man mit dessen Hilfe nun tatsächlich seine Programmidee umsetzt. Dies würde allerdings den Rahmen dieser Erklärung sprengen.

Wie geht es weiter?

Für den Anfang solltest du mit diesen Begriffen erstmal zurecht kommen. In unserem LerneProgrammieren-Anfängerkurs lernst Du darüberhinaus alle Grundlagen der Programmierung. hier fangen wir komplett ohne Vorwissen an. Schau doch mal rein.

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  • 11. August 2019
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