1.Einführung

Was ist Programmieren?

Was ist Programmieren? „Programmieren bezeichnet die Tätigkeit, Computerprogramme zu erstellen.“ Ein Computerprogramm wird in einer sogenannten Programmiersprache verfasst bzw. codiert (wir benutzen dafür Python), welche wie gesprochene Sprachen bestimmten Regeln folgen. Diese formalen Regeln, einzelnen Befehlen und Ausdrücke aus denen Python aufgebaut ist, wird als Syntax bezeichnet. Ein Programm besteht also aus einer Abfolge von Anweisungen, verfasst in einer Programmiersprache. Programme dienen dazu bestimmte Aufgaben zu bearbeiten, Funktionen zu erfüllen oder Probleme zu lösen. Eine Abfolge von Anweisungen, also eine Verarbeitungsvorschrift, die aus einer endlichen Folge von eindeutig ausführbaren Anweisungen besteht, mit der man eine Vielzahl gleichartiger Aufgaben lösen kann wird als Algorithmus bezeichnet. So lassen sich mit Hilfe von Algorithmen, (ausgedrückt in vielen einzelnen Befehlen der Programmiersprache) komplexe Probleme lösen. Ein Beispiel dafür ist der Smith Watermann Algorithmus. Dabei wird das Problem in viele Unterprobleme aufgeteilt, die nacheinander gelöst werden und als Zwischenergebnisse gespeichert werden. Diese Art der algorithmische Lösung eines (Optimierungs-) Problems wird als „dynamic programming“ bezeichnet. Stellt aber nur eine Art der algorithmischen Programmierung dar.

Eine interpretierte Programmiersprache

Ein Programm wird zwar nach den Regeln der Syntax verfasst, der Computer kann aber erstmal nichts mit diesem Programm anfangen. Das Problem, das Programm besteht aus gewöhnlichem Text (Ziffern, Buchstaben und anderen Zeichen). Der Computer arbeitet jedoch mit Informationen, die im Binärcode codiert werden, die sogenannte Maschinensprache. Bei dieser wird jede einzelne Information als ein Bit dargestellt. Damit der Computer also ein Programm ausführen kann, muss die Programmiersprache in die Maschinensprache übersetzt werden. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten, die Kompilation oder die Interpretation. Bei der Kompilation wird erst nach Verfassen des Codes, die Programmiersprache in Computersprache übersetzt. Erst dann erhält man ein ausführbares Programm. Bei der Interpretation durch einen Interpreter, findet die Übersetzung in den Binärcode während der Ausführung statt. Bei Python wird ein Interpreter verwendet, darum handelt es sich um eine interpretierte Programmiersprache. Diese Beziehungen sind noch mal übersichtlich in der Präsentationsfolie Seite 16 zu sehen (s. unten). Beide Methoden haben Vor- und Nachteileile.

Kommunikationsdiagramm zwischen Computer und Mensch