10.3.1 Anweisung und Sequenz

Programmiersprachen

Einem Computer muss beigebracht werden, was er tun soll. Dafür gibt es verschiedene Programmiersprachen.

Ein Computer kennt nur zwei Zustände: 1 (elektrischer Strom an) und 0 (elektrischer Strom aus). Ein Wort aus unserer Sprache muss erst binär codiert werden, bevor ein Computer dieses Wort speichern und verarbeiten kann. Im ASCII-Code wird beispielsweise das Wort "Hallo" wie folgt notiert:

"Hallo" = 01001000 01100001 01101100 01101100 01101111

Auch Anweisungen, die ein Computer ausführen soll, müssen binär codiert werden. Ein binäres Programm sieht beispielsweise wie folgt aus:

0110001101110010011001010110000101110100011001010100001101100001011011100111011001100001011100
1100101000001100110011000000110000001011000010000000110011001100000011000000101001001110110010
0000001000000000101001100010011000010110001101101011011001110111001001101111011101010110111001
1001000010100000100111011011000110100101100111011010000111010001110011011000010110110001101101
0110111101101110001001110010100100111011000010100000101001110011011101000111001001101111011010
1101100101001010000010011101100100011000010111001001101011011100110110110001100001011101000110
0101011000100110110001110101011001010010011100101001001110110000101001110011011101000111001001
1011110110101101100101010101110110010101101001011001110110100001110100001010000011000100110101
0010100100111011000010100110011001101001011011000110110000101000001001110111000001101111011101
1101100100011001010111001001100010011011000111010101100101001001110010100100111011000010100111
0001011101010110000101100100001010000011011000110000001011000010000000111000001100000010110000
1000000011000100110011001100000010110000100000001101100011000000101100001000000011001000110001
0011000000101100001000000011001000110100001100000010110000100000001101100011000000101100001000
000011001000110000001100000010100100111011

Ein Computer kann ein solches Programm leicht ausführen, denn seine Hardware ist so gebaut, dass diese binäre Folge abgearbeitet wird. Unser Gehirn ist völlig anders gebaut. Für unser Gehirn ist eine solche binäre Folge bedeutungslos. Wir denken in größeren Strukturen.

Um die Programmierung von Computern deutlich zu erleichtern, wurden Hochsprachen entwickelt, bei denen mit englischen Worten und einfachen Zeichen ein Programm geschrieben wird. Mit folgendem Programm in der Hochsprache JavaScript kann man eine Zeichenfläche anlegen und darin einen Kreis zeichnen:

setup = function() {
  var zeichenflaeche = createCanvas(400, 400);
  frameRate(30);
};

draw = function() {
  background("#33ccff");
  fill("#ffff00");
  stroke("#ffcc00");
  strokeWeight(5);
  ellipse(90, 120, 120, 120);
};

Die verwendeten Worte haben einen Bezug zu dem, was der Computer tun oder darstellen soll. Damit kann man sich den Ablauf eines Programms vorstellen. Der Computer erzeugt dann aus diesen für den Menschen vorstellbaren Anweisungen automatisch die binäre Folge aus 1 und 0, welche der Computer dann verarbeiten kann.

Die Entwicklung von Hochsprachen war noch nicht das Ende der Vereinfachungen. Speziell für Programmieranfänger*innen wurde eine Methode entwickelt, mit welcher Anweisungen als grafische Blöcke dargestellt werden. Beispielsweise kann man mit folgenden Blöcken eine Zeichenfläche anlegen und darin einen Kreis zeichnen lassen:

Der große Vorteil der Block-Programmierung ist, dass man sich auf die Logik des Programms konzentrieren kann. Der Block-Editor kennt die Programmier-Anweisungen, welche den Blöcken zugeordnet sind und sorgt dafür, dass das auszuführende Programm fehlerfrei getippt wird.

Anweisung

Anweisungen kennt man aus dem täglichen Leben. Eltern, Lehrkräfte, Trainer*innen,... alle wollen einem sagen, was man zu tun hat. Das wird erst besser, wenn man volljährig ist. Aber auch dann gibt es Vorgesetzte, Behörden,... von denen man Anweisungen bekommt. Eine Anweisung beschreibt etwas, was ausgeführt werden soll:

Beispiel: "Bring den Müll raus"

Bevor man eine solche Anweisung ausführen kann, muss man die Bedeutung der Worte kennen:

  • "Müll" ist das, was man nicht mehr braucht und nicht aufheben möchte. Er befindet sich meistens in speziellen Behältern, den Mülleimern.
  • "rausbringen" bedeutet, dass draussen irgendwo eine geeignete Mülltonne für die richtige Sorte Müll sein müsste, in die der Müllbeutel geworfen wird.

Eine Anweisung ist ein einzelner Block, mit dem man dem Computer mitteilt, was er tun soll.

Beispiele:

Sequenz

Viele Vorgänge in unserer Lebenswirklichkeit erfordern mehrere einzelne Schritte. Angenommen, man möchte zum Frühstück ein hartgekochtes Ei essen. Im Internet findet man folgende Anleitung, die aus einer Sequenz (Aneinanderreihung) von Anweisungen besteht:

  • Bringe Wasser zum Kochen
  • Lege das rohe Ei vorsichtig mit Hilfe eines Esslöffels in das kochende Wasser
  • Lass das Ei 10 Minuten im kochenden Wasser kochen
  • Lass dann solange kaltes Wasser über das Ei fließen, bis dessen Temperatur angenehm ist.

Eine Sequenz ist eine Folge von Blöcken, mit denen man dem Computer mitteilt, was er tun soll.

Beispiel:

Übung

Um einem Computer beizubringen, was er machen soll, verwendet man Anweisungen, bei denen genau festgelegt ist, was der Computer jeweils machen soll. Je komplexer eine Vorgang ist, desto mehr Anweisungen benötigt man, um diesen zu beschreiben. Man benötigt auch immer mehr Wissen, um bei den einzelnen Anweisungen zu verstehen, was man tun soll. Mehrere aufeinander folgende Anweisungen werden Sequenz genannt.

In der folgenden Übung soll eine Figur mit Hilfe von Sequenzen den Weg aus einem Labyrinth finden:

Löse die Level 1 und 2. Unter LV 1 und LV 2 findest du Lösungsvorschläge, die du aber bitte erst anklickst, wenn du die Aufgabe selbst gelöst hast.

In einem neuen Fenster starten: Labyrinth