Programmierung - Grundlegende Programmierkonzepte in textbasierten Sprachen anwenden - M - Kompetenzraster Informatik 7

Programmierung - Grundlegende Programmierkonzepte in textbasierten Sprachen anwenden - M - Kompetenzraster Informatik 7

Grundlagen der Programmierung Programmiersprachen Variablen und Datentypen Kontrollstrukturen Funktionen und Prozeduren

Einleitung

In diesem aiMOOC beschäftigen wir uns mit den grundlegenden Programmierkonzepten in textbasierten Sprachen. Programmieren ist wie das Erlernen einer neuen Sprache, es ermöglicht uns, mit Computern zu kommunizieren und ihnen Anweisungen zu geben, um Aufgaben zu erfüllen oder Probleme zu lösen. Textbasierte Programmiersprachen verwenden Wörter und Symbole, um diese Anweisungen zu formulieren. Dazu gehören Konzepte wie Variablen, Datentypen, Kontrollstrukturen, Funktionen und mehr. Ziel dieses Kurses ist es, ein grundlegendes Verständnis dieser Konzepte zu entwickeln und zu lernen, wie man sie in verschiedenen Programmiersprachen anwendet.

Grundlagen der Programmierung

Was ist Programmierung?

Programmierung ist der Prozess der Erstellung eines Sets von Anweisungen, das einem Computer sagt, was er tun soll. Programmiersprachen ermöglichen es uns, mit dem Computer in einer verständlichen Weise zu kommunizieren. Es gibt viele verschiedene Programmiersprachen, jede mit ihrer eigenen Syntax und Anwendungsbereich, wie Python, Java, und C++.

Textbasierte Programmiersprachen

Textbasierte Programmiersprachen nutzen geschriebenen Text, um Befehle und Anweisungen zu formulieren. Diese Sprachen haben eine spezifische Syntax, die eingehalten werden muss, damit der Computer die Anweisungen verstehen und ausführen kann. Beispiele für textbasierte Programmiersprachen sind Python, JavaScript, und C#.

Variablen und Datentypen

1. Variablen: Variablen sind Speicherorte, die Daten speichern, welche während der Programmausführung verwendet werden. Sie haben einen Namen und einen Wert.
2. Datentypen: Datentypen bestimmen die Art der Daten, die eine Variable halten kann, wie Ganzzahlen (Integer), Fließkommazahlen (Float), oder Zeichenketten (String).

Kontrollstrukturen

1. If-Anweisungen: Ermöglichen Entscheidungen basierend auf Bedingungen.
2. Schleifen: Wiederholen von Anweisungen, bis eine Bedingung erfüllt ist. Es gibt verschiedene Arten von Schleifen, wie for-Schleifen und while-Schleifen.

Funktionen

Funktionen sind wiederverwendbare Codeblöcke, die eine spezifische Aufgabe ausführen. Sie können Eingabeparameter enthalten und Werte zurückgeben. Funktionen helfen dabei, Code sauber und modular zu gestalten.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was ist eine Variable? (Ein Speicherort, der Daten speichert) (!Eine spezifische Art von Funktion) (!Ein Fehler im Code) (!Ein Datentyp)

Welcher Datentyp wird für Ganzzahlen verwendet? (Integer) (!Float) (!String) (!Boolean)

Was bewirkt eine if-Anweisung? (Es ermöglicht Entscheidungen basierend auf Bedingungen) (!Es wiederholt Anweisungen) (!Es deklariert eine Variable) (!Es kommentiert den Code)

Welche Schleife wird für eine bestimmte Anzahl von Durchläufen verwendet? (for-Schleife) (!while-Schleife) (!do-while-Schleife) (!Es gibt keine spezifische Schleife dafür)

Was ist der Zweck einer Funktion in der Programmierung? (Sie führt eine spezifische Aufgabe aus und kann wiederverwendet werden) (!Sie speichert Daten) (!Sie wird nur einmal verwendet und dann gelöscht) (!Sie erzeugt Zufallszahlen)

Offene Aufgaben

In diesem Abschnitt findest Du Aufgaben, die Dich anregen sollen, selbst aktiv zu werden. Diese Aufgaben sind nach Schwierigkeitsgrad sortiert.

Leicht

1. Variablen: Erstelle ein einfaches Programm, das eine Variable deklariert und ihr einen Wert zuweist. Gib diesen Wert dann in der Konsole aus.
2. If-Anweisungen: Schreibe ein Programm, das überprüft, ob eine Zahl größer als 10 ist. Wenn ja, soll eine entsprechende Nachricht ausgegeben werden.
3. For-Schleifen: Nutze eine for-Schleife, um die Zahlen von 1 bis 10 in der Konsole auszugeben.

Standard

1. Funktionen: Schreibe eine Funktion, die zwei Zahlen als Argumente annimmt, sie addiert und das Ergebnis zurückgibt.
2. Arrays: Erstelle ein Array mit fünf verschiedenen Namen und verwende eine Schleife, um diese Namen in der Konsole auszugeben.
3. Switch-Anweisungen: Implementiere eine switch-Anweisung, die basierend auf einem übergebenen Wert unterschiedliche Nachrichten ausgibt.

Schwer

1. Objektorientierte Programmierung: Erstelle eine einfache Klasse für ein Auto, die Attribute wie Marke, Modell und Baujahr enthält. Implementiere eine Methode, die Informationen über das Auto ausgibt.
2. Rekursion: Schreibe eine rekursive Funktion, die die Fakultät einer Zahl berechnet.
3. Dateioperationen: Erstelle ein Programm, das eine Datei liest und die Anzahl der Wörter in dieser Datei zählt.

Lernkontrolle

Erkenne und wende grundlegende Programmierkonzepte an

1. Beschreibe den Unterschied zwischen lokalen und globalen Variablen in einem Programm.
2. Erkläre, wie eine while-Schleife funktioniert und gib ein Beispiel, in dem sie nützlich sein könnte.
3. Unterscheide zwischen statischen und dynamischen Datentypen mit Beispielen.
4. Diskutiere den Nutzen von Funktionen in der Programmierung und wie sie die Lesbarkeit und Wartbarkeit des Codes verbessern.
5. Entwickle ein kleines Programm, das die Konzepte der Vererbung und Polymorphie in der objektorientierten Programmierung demonstriert.

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