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WARUM PROGRAMMIEREN?

 

 

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dass ein Computer nichts anderes ist, als eine intelligente Zusammenschaltung von elektronischen Bauelementen,  vor allem von miniaturisierten Transistoren, Widerständen und Kondensatoren. Erst die Programme geben ihm ein eigenes intelligentes Verhalten und machen aus ihm ein brauchbares Gerät. Computer können ganz unterschiedliche Erscheinungsformen haben. Zentrales Element ist aber immer ein Prozessor, der das Hirn des Computers darstellt.

   
 
Arduino
  
Raspberry Pi
  
Smartphone
  
PC/MAC/LINUX

 

  Wie bei Neugeborenen sind die Fähigkeiten durch die Prozesserkonstruktion bereits vorhanden, allerdings müssen sie noch mit konkreten Verhalten gefüllt werden. Dazu werden Computer mit Programmen angeleitet, was sie bei äusseren Einflüssen, zum Beipiel bei bestimmten Eingaben über eine Tastatur oder beim Vorliegen bestimmter Sensorwerten tun und welche Ausgaben sie abgeben. Das EVA-Modell stellt dies bildhaft dar:

Damit der Computer funktioniert, muss er mit elektrischem Strom versorgt werden. Die Stromversorgung kann durch einen Netzanschluss oder mit Batterien erfolgen. Schaltest du den Computer mit dem Einschaltknopf an, so geschieht vorerst rein gar nichts, ausser dass er versucht, von irgend einer Quelle ein Programm zu laden und auszuführen. Das Programm ist eine Anweisung, quasi ein Rezept, das den Bauteilen mitteilt, was sie tun müssen.

Das erste Programm, dass der Computer beim Einschalten ausführt, nennt man Betriebssystem, beispielsweise OSX,  Windows oder Linux. Nach dem Starten des Betriebssystems kann der Computer auch deine eigenen Programme ausführen, vorausgesetzt du hast sie in irgendeiner ihm bekannten Programmiersprache geschrieben. Die meisten Computer kennen mehrere Programmiersprachen, für die Ausbildung bekannt sind Logo, Scratch, Java, C oder C++ (C-plus-plus),  Pascal und Python.

 

 

 

1-1
Didaktische Hinweise:

Es muss klar werden, dass ein Computer ein Zusammenwirken von Hardware- und Software ist.  Software ist aber nichts anderes als eine Sammlung von Programmen, die von Programmierern ausgedacht und erstellt wurden. Das Wort Algorithmus wird hier noch vermieden.

Mehr als noch vor einigen Jahren beschäftigen sich viele junge Menschen mit der Programmierung der Arduino (in C/C++) oder Raspberry Pi (in Python) Microcomputer. Dieser Hype sollte als Motivation zum Erlernen des Programmieren herangezogen werden.

Im ganzen Lehrgang sollte auch immer wieder betont werden, dass es nicht um das Erlernen einer bestimmten Programmiersprache (Java, Python, usw.)  auf einer bestimmten Plattform (Lern-Roboter,  Handy-Programmierung)  geht, sondern um allgemeine Konzepte, die nachhaltig sind und auf irgendeine Umgebung übertragen werden können.