Was ist ein Programm? – Tutorial zu Python

Mit Python wollen Sie programmieren und wir wollen es in diesem Video einigen grundlegenden Begriffen widmen, die im Rahmen von Programmierung von Bedeutung sind. Genauer genommen, was ist eigentlich ein Programm? Denn so ganz trivial ist das nicht. Das ist einmal eine Abfolge von Anweisungen die irgendwelche Probleme lösen. Und wird genau festgelegt auf welche Art und Weise so ein Problem zu lösen ist. Wenn man das für einen Computer machen möchte, dann muss man diese Anweisungen nach den Regeln einer bestimmten Programmiersprache erstellen, beispielsweise eben Python. Und so eine Programmiersprache, diese Anweisungen bestehen aus sogenannten Deklaration, das sind Einführungen oder auch Definition von Dingen und Instruktionen, also Dinge die aktiv etwas tun. Ein Programm ist auch Teil dessen, was man als Software bezeichnet. Es gibt die Hardware, grob gesagt, das was man anfassen kann und die Software. Die Software besteht aus Programmen, auf der einen Seite oder auch Daten auf der anderen Seite. Diese Unterscheidung ist etwas künstlich, aber sie wird traditionell vorgenommen. Ein Programm liegt dabei meist auf dem Datenträger eines Computers vor und zwar als eine sogenannte ausführbare Programmdatei. Das heißt, dieser Unterschied zwischen reinen Daten und Programmen besteht im Grunde nur darin, was ist ausführbar, direkt und was wird verwendet. Dabei kann man diese Anweisung die ein Programm auszeichnen nach dem sogenannten EVA-Prinzip unterscheiden. Es gibt Anweisungen die für die Eingabe von Daten zuständig, sind solche für die Verarbeitung und solche, die für die Ausgabe zuständig sind. Und es gibt eigentlich kein vernünftiges Programm, was nicht alle drei Bestandteile dieses Prinzips beinhalten muss. Man muss etwas eingeben können, um dem Computer irgendwelche Anweisungen zu geben, was er zu tun hat. Diese sollten verändert werden. Es sollte also irgendein Prozess stattfinden, damit etwas Sinnvolles passiert, das die Verarbeitung und Sie wollen es natürlich auch mitbekommen, was passiert ist und das heißt, Sie brauchen auch eine Ausgabe. Man kann grob sagen okay, irgendwelche Prozesse, die immer automatisch laufen, die haben keine Eingabe möglicherweise, aber irgendwann wurde festgelegt was sie tun sollen. Nun wird ein Computer sogenannten Maschinencode ausführen. Das ist für den Computer übersetzter Code, der von einem Computer auch verstanden werden kann. Sie werden möglicherweise Bits und Bytes als Begriff erkennen oder 01 oder so etwas, binär Zustände ein Computer arbeitet in der Regel binär. Der Maschinencode enthält konkrete Befehle aus dem Sprachschatz eines Prozessors. Jeder Prozessor hat seinen eigenen Code, den er versteht. Und das Programm wird dann als Abfolge von diesen Maschinen beziehungsweise Prozessorbefehlen verarbeitet und das bedeutet, das Programm wird ausgeführt. Nun hatten wir von Maschinencode gesprochen, aber wenn Sie selbst ein Programm schreiben, werden Sie in der Regel keinen Maschinencode schreiben, sondern in einer höheren Programmiersprache, sogenannten Quellcode oder Quelltext erzeugen. Eine höhere Programmiersprache wie beispielsweise Python. Und das ist ein Code, der der englischen Sprache angelehnt ist, lesbar ist für Menschen und damit auch leichter erstellt werden kann. Aber damit dieser Quellcode, dieser lesbare Quellcode, für Menschen lesbarer Quellcode für einen Computer verständlich wird, muss er in Maschinencode übersetzt werden. Und diesen Übersetzungsvorgang nennt man entweder Kompilierung oder Interpretation. Beides übersetzt Quellcode, Kompilierung aux bloc, Interpretation während der Ausführung des Programms zeilenweise oder anweisungsweise. In jedem Fall wird zur Kompilierung, also der Übersetzung ein sogenannter Assembler, Compiler oder Interpreter benötigt. Und dieser macht eben ganz konkret diese Übersetzung der Anweisungen einer Programmiersprache wie Python, in Maschinencode für den gerade zugrundeliegenden Prozessor. Fassen wir zusammen: Ein Programm ist eine Folge von Anweisungen, die Sie in einer höheren Programmiersprache schreiben und die dann irgendwann so übersetzt werden, dass Sie auf einem Computer ausgeführt werden können.