Programmieren

In der digitalen Welt wird es für viele Tätigkeitsfelder immer bedeutender, dass Menschen in der Lage sind mit Maschinen zu kommunizieren. Programmieren muss heutzutage neben Lesen, Schreiben und Rechnen eine Grundfertigkeit des Menschen darstellen. Um dem Computer mitzuteilen, was er für uns tun soll, müssen wir dessen spezifische Regeln erlernen. Die Kunst des Programmierens ist in unserer digitalen Informationsgesellschaft eine Schlüsseldisziplin.

Die Kreativität besteht darin, für eine Maschine eine Art Handlungsanweisung zu erstellen, um eine spezielle Aufgabe auszuführen. Das Ergebnis ist die Software in Form eines Quellcodes in einer Programmiersprache. Programmieren ist deutlich mehr als das Eintippen von einzelnen Codezeilen. Ein zentraler Aspekt beim Programmieren ist es, korrekten und sinnvoll strukturierten Code zu schreiben.

Wie funktioniert Programmieren?

Die Grundbestandteile eines Computerprogramms sind Datentypen und Aktionen. Ein Datentyp definiert eine Wertemenge, aus der eine Variable einen Wert annehmen kann. Beispiele sind ganze Zahlen wie 42 oder -324, Kommazahlen wie 3.14, oder die beiden Wahrheitswerte true (wahr) oder false (falsch). Mit diesen Datentypen legen wir Variablen mit einem frei wählbaren Namen an. Zum Rechnen mit den Variablen benötigen wir Operationen, wie die vier Grundrechenarten oder die booleschen Operatoren. Eine boolesche Operation ist beispielsweise die UND-Verknüpfung, bei der eine Aussage wahr ist, falls die beiden mit UND verbunden Teilaussagen wahr sind.

Neben den elementaren Datentypen existieren in Programmiersprachen strukturierte Datentypen, die sich aus diesen zusammensetzen. Ein Beispiel dafür ist ein sogenanntes Array oder Feld. Ein Array ist eine Zusammenfassung von mehreren Variablen des gleichen Typs unter einem gemeinsamen Namen. Felder sind nützlich, um beispielsweise eine große Anzahl von Messwerte zu verarbeiten. In diesem Fall wäre es umständlich für jeden Datenwert eine eigene Variable mit Namen zu definieren.

Jedes Computerprogramm besteht aus einer gewissen Anzahl von eindeutig ausführbaren Aktionen. Eine Aktion ist beispielsweise die Wertzuweisung an eine Variable, die Ein- und Ausgabe von Zahlenwerten oder das Einlesen bzw. Schreiben von Dateien. Mit Hilfe von sogenannten Kontrollstrukturen steuern sie den Ablauf des Programms:
  • Bedingte Verzweigung: Wenn Q, dann führe A aus, andernfalls B.
  • Beschränkte Iterationen: Führe A genau N-mal aus.
  • Bedingte Iterationen: Wiederhole A solange bis Q gilt bzw. solange Q gilt, führe A aus.
Mit diesen Kontrollstrukturen können wir vom linearen Ablauf des Programms abweichen und Verzweigungen oder Schleifen in Form von Wiederholungen ausführen. Ein Programm kann viele Kontrollstrukturen enthalten, die teilweise miteinander verschachtelt sind. Jeder komplexe Algorithmus zum Steuern eines autonomen Autos oder zum Auswerten großer Datenmengen, besteht am Ende aus Datentypen und vielen Aktionen. Die Kunst ist diese Anweisungen so aufzuschreiben, dass genau das gegebene Problem löst.

Zehn Gründe warum Sie Programmieren lernen sollten

  1. Die heutige Arbeitswelt ist durch eine starke Zunahme von programmierbaren Systemen geprägt, die oftmals nur durch Programmierkenntnisse effizient bedienbar sind.
  2. Für viele Wissensarbeiter gehört es heute zu einer Schlüsselqualifikation oft wiederholende Aufgabenstellungen mit Hilfe von Computerprogrammen zu automatisieren.
  3. Eine qualifizierte Programmiergrundausbildung ist für viele Mitarbeiter heute unerlässlich, um beim Planen, Konzeption und Entwicklung von modernen Produkten und Dienstleistungen mitzuwirken.
  4. Die Software gewinnt gegenüber der Hardware, sodass die Wertschöpfung in Unternehmen durch die Kombination von Hardware mit zusätzlichen digitalen Serviceleistungen auf Basis von Daten und Algorithmen zu sichern ist.
  5. In der digitalen Welt wird es für viele Tätigkeitsfelder immer bedeutender sein, dass Menschen in der Lage sind mit Maschinen zu kommunizieren.
  6. Die Maschinensprachen werden in Zukunft wichtiger als die gesprochenen Sprachen, da sich die Kommunikation zwischen Menschen deutlich einfacher automatisieren lässt.
  7. Die Analyse von Daten mit Computerprogrammen ist eine Tätigkeit, die für Ingenieure, Naturwissenschaftler, Mediziner, Psychologen und Soziologen immer bedeutender wird.
  8. Im Zeitalter der Digitalisierung ist digitales Grundwissen für viele Berufszweige von Relevanz, um neuartige Konzepte und Technologien kompetent zu vermitteln (Lehrer), zu berichten (Journalisten), zu beurteilen (Politiker) oder zu entscheiden (Manager).
  9. Programmierkenntnisse und Algorithmen sind zentrales Grundlagenwissen für das maschinelle Lernen, das heute im Zentrum der digitalen Wirtschaft steht.
  10. Programmieren macht Spaß.


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