Programmieren für Einsteiger: Teil 1

Von Dr. Veikko Krypzcyk und Olena Bochkor

Dieser shortcut liefert eine Einführung in die Softwareentwicklung, wobei der Fokus auf der eigentlichen Programmierung liegt. In diesem ersten Teil geht es um die Basics: Es werden Variablen, Datentypen, Ablaufstrukturen und Algorithmen erklärt. Außerdem erhält der Leser einen Überblick über die objektorientierte Programmentwicklung mitsamt den Klassen, Objekten, Methoden etc., die man als Grundlage zur Programmierung benötigt.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: entwickler.press
• Erscheinungsdatum: 23. Nov. 2015
• ISBN: 9783868025675

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GmbH

1 Grundlagen der Programmierung

Dem Anfänger fällt es oft schwer, den Einstieg in die Programmierung oder besser in den gesamten Prozess der Softwareentwicklung zu finden. Fragen nach der Wahl der richtigen Programmiersprache oder welche Entwicklungsumgebung am besten geeignet ist, sind zu beantworten. In diesem shortcut präsentieren wir einen umfassenden Einführungskurs in die Softwareentwicklung und legen dabei den Schwerpunkt auf die eigentliche Programmierung, also die Implementierung. Wir richten uns damit explizit an Anfänger, die noch keine umfassenden Kenntnisse in der Programmierung (Implementierung) von Software gesammelt haben. Zu unserer Zielgruppe gehören also zum Beispiel Studierende der Informatik am Anfang ihres Studiums oder angrenzender Disziplinen, die praktische Kenntnisse in der Programmentwicklung erwerben möchten. Auch der interessierte Autodidakt findet hier einen kompakten Einstieg. Der Fokus der Abhandlungen liegt eindeutig auf der Implementierung. Bei der Betrachtung dieser technischen Disziplin wird dabei nicht vernachlässigt, dass die eigentliche Programmierung lediglich einen Teilschritt des gesamten Entwicklungszyklus (Abb. 1.1) darstellt. Wir werden an den geeigneten Stellen darauf hinweisen und Quellen zum tieferen Einstieg nennen.

Abbildung 1.1: Der Entwicklungszyklus einer Software umfasst mehrere Phasen; unser Fokus ist die Implementierung

Programmierung

Das Ziel eines jeden Softwareentwicklungsprozesses ist die Bereitstellung von Programmen. Dabei spielt es vom Grundsatz zunächst keine Rolle, auf welchem System ein solches Computerprogramm laufen soll. Neben den klassischen Programmen für den Desktop spielen heute Anwendungen für die so genannten mobilen Endgeräte (Smartphone, Tablet) zunehmend eine Rolle. Zur Entwicklung von Computerprogrammen bedient man sich einer Programmiersprache. Ausgangspunkt ist stets ein Problem der realen Welt. Beispielsweise sollen Berechnungen durchgeführt werden, oder die Daten der Kunden sind systematisch zu verwalten. Auch Computerspiele fallen in diese Kategorie. Das Problem muss analysiert und damit einer Lösung zugänglich gemacht werden. Dafür werden Algorithmen verwendet. Ein Algorithmus wird wie folgt definiert [1]: „Ein Algorithmus ist eine detaillierte und explizite Vorschrift zur schrittweisen Lösung des Problems". Es gelten folgende Eigenschaften:

Die Ausführung des Algorithmus erfolgt in einzelnen Schritten

Jeder Schritt umfasst lediglich eine einfache Grundaktion

Zu jedem Zeitpunkt muss klar sein, welcher Schritt als Nächstes auszuführen ist

Danach wird die Problemstellung in einer Programmiersprache verfasst. Man spricht auch vom Quellcode (Quellprogramm, Sourcecode). Programmiersprachen sind mehr oder weniger an den Bedürfnissen der Problemstellung ausgerichtet und erlauben damit eine problemorientierte Formulierung der Lösung. Von der Technik des Computers wird weitgehend abstrahiert. Der Computer selbst versteht lediglich die Maschinensprache (eine Folge von 0 und 1). Zwischen Quellprogramm und Maschinenprogramm findet die Übersetzung statt. Dieser Vorgang wird durch den Compiler erledigt. Letztendlich kann der gesamte Vorgang des Programmierens auch in Analogie zum Kommunikationsprozess zwischen Menschen aufgefasst werden. Beispielsweise erklärt man als Erwachsener eine recht komplexe Situation der realen Welt kindgerecht, lediglich unter Zuhilfenahme des kindlichen Wortschatzes (Abb. 1.2).

Abbildung 1.2: Mensch-Maschine-Kommunikation über eine Programmiersprache [2]

Der Übersetzer (Compiler) bestimmt also, für welche Zielsysteme (Hard- und Software) das Programm erstellt wird. Er ist dabei u. a. auf das Betriebssystem und den Prozessor abgestimmt (Abb. 1.3).

Abbildung 1.3: Prinzip der Übersetzung von Programmen [2]

Welche Sprache?

Diese Frage kann man nur bedingt beantworten. Gleich vorweg: Es gibt keine ideale – für alle Zwecke geeignete – Programmiersprache. Grundsätzlich können die