Willkommen zu Python!
Dieses Kapitel hilft Ihnen bei den ersten Schritten im Umgang mit einer der erfolgreichsten und faszinierendsten Programmiersprachen unserer Zeit. Python ist erfolgreich, weil es in praktisch allen Wissensbereichen eingesetzt wird: Naturwissenschaft, Technik, Mathematik, Musik und Kunst. Viele Menschen finden Python faszinierend, weil das Programmieren mit Python das Denken beflügelt. Mit Python können Sie digitale Modelle entwickeln und Problemlösungen elegant und verständlich formulieren.
Nach einer kurzen Einführung in einige wichtige Grundbegriffe der Informatik erfahren Sie, wie man Python installiert. Sie arbeiten praktisch an der Tastatur, probieren Anweisungen aus und lernen dabei, was Ausdrücke, Zuweisungen und Variablen sind.
1.1 Die Programmiersprache Python
Im Unterschied zu »natürlichen« Sprachen wie Deutsch oder Englisch, die sich über Jahrhunderte entwickelt haben, sind Programmiersprachen »künstliche« Sprachen. Sie wurden von Fachleuten designt und sind speziell auf die Formulierung von Algorithmen zugeschnitten.
Die ersten höheren Programmiersprachen (z.B. Fortran und Lisp) wurden in den 1950er Jahren entwickelt. Heute (27. Januar 2022) listet Wikipedia 374 Programmiersprachen auf.
Die erste Python-Version wurde 1991 von dem niederländischen Informatiker Guido van Rossum veröffentlicht. Der Name der Sprache soll an die englische Comedy-Gruppe Monty Python erinnern. Seit 2001 wird Python von der Python Software Foundation (PSF) gepflegt, kontrolliert und verbreitet (www.python.org).
Viele digitale Produkte, die Sie aus dem Alltag kennen, basieren auf Python, z.B. Google Maps, YouTube und Instagram. Im PYPL-Index (Popularity of Programming Language Index) wird die Beliebtheit einer Programmiersprache danach gemessen, wie oft bei Google nach einem Sprach-Tutorial gesucht wird. Demnach ist Python (im Jahre 2022) mit Abstand die populärste Programmiersprache.
Warum ist Python unter Programmierern so beliebt?
- Mit Python kann man sehr kurze Programmtexte schreiben. Das verbessert die Verständlichkeit eines Programms, erleichtert die Fehlersuche und verkürzt die Entwicklungszeit.
- Python ist leicht zu lernen, da vertraute Schreibweisen verwendet werden, die man z.B. schon aus der Mathematik kennt.
- Python unterstützt unterschiedliche Programmierstile (»Paradigmen«).
- Zu Python gibt es viele frei verfügbare Erweiterungen (sogenannteModule) für spezielle Anwendungsbereiche wie etwa Grafik, Astronomie, Mathematik, Spracherkennung, Quantencomputer und künstliche Intelligenz.
1.2 Was ist ein Algorithmus?
In der Informatik versteht man unter einem Algorithmus einepräzise Anleitung zur Lösung einer Aufgabe. Ein Algorithmus besteht aus einer Folge von einzelnenAnweisungen, die so genau und eindeutig formuliert sind, dass sie auch von einem völlig Unkundigen rein mechanisch ausgeführt werden können. Algorithmen, die man aus dem Alltag kennt, sind z.B.
- ein Kochrezept,
- eine Anleitung zum Zusammenbau eines Regals,
- eine Gebrauchsanweisung.
Ein Computerprogramm ist ein Algorithmus, der in einer Programmiersprache geschrieben worden ist und von einem Computer »verstanden« und ausgeführt werden kann.
1.3 Syntax und Semantik
Eine Programmiersprache ist – wie jede Sprache – durch Syntax und Semantik definiert. DieSyntax legt fest, welche Folgen von Zeichen ein gültiger Programmtext in der jeweiligen Sprache sind.
Zum Beispiel ist
print['Hallo']
kein gültiger Python-Programmtext, weil die Python-Syntax vorschreibt, dass nach dem Wortprint eine runde Klammer folgen muss.
Dagegen ist die Zeichenfolge
print('Hallo')
ein syntaktisch korrektes Python-Programm. Die Syntax sagt aber nichts darüber aus, welcheWirkung dieses Mini-Programm hat. Die Bedeutung eines Programmtextes wird in derSemantik definiert. Bei diesem Beispiel besagt die Seman
