Informatik Klasse 10 - Grundlagen der Programmierung in Python

Lernkarteikarten mit Fachbegriffen und Definitionen zu den Kapiteln 1.1 bis 1.9 des Informatik-Skripts (Klasse 10, Herr Rau): Grundbegriffe der Programmierung, JupyterLab, Variablen, Datentypen, Ein-/Ausgabe, Verzweigungen und While-Schleifen.

Prozesskette der Programmausführung

Der Ablauf von der Implementierung des Quelltextes über die Kompilierung in Bytecode und die Interpretation in Computerbefehle bis zur Ausführung und Ausgabe durch den Computer.

Implementierung

Das Beschreiben von Anweisungen bzw. das Erstellen des Quelltextes (Programmcodes) in einer für Menschen verständlichen Programmiersprache.

Quelltext

Der vom Programmierer in einer verständlichen Programmiersprache erstellte Programmcode.

Kompilierung

Die Übersetzung des Quelltextes bzw. der Programmzeilen mithilfe eines Compilers in eine maschinenlesbare Sprache (Bytecode bzw. Computersprache).

Bytecode

Die maschinennahe Zwischensprache (Computersprache), in die der Quelltext kompiliert wird.

Interpretieren

Die Übersetzung des Bytecodes bzw. der Robotersprache durch das Betriebssystem in direkt ausführbare Befehle für den Computer.

Ausführen

Das tatsächliche Befolgen der direkten Computerbefehle durch den Rechner mit anschließender Ausgabe der Ergebnisse.

Programmierumgebung

Eine Software (wie beispielsweise JupyterLab), die neben einer Eingabemöglichkeit für Quelltext auch Zusatzfunktionen wie Werkzeuge zur Fehleranalyse bereitstellt.

Anaconda

Eine Plattform, die mehrere Entwicklungsumgebungen für die Programmiersprache Python zur Verfügung stellt.

JupyterLab

Eine webbasierte Programmierumgebung, die auf JupyterNotebook basiert und im Gegensatz zu diesem das Zusammenfassen mehrerer Programme in einer Projektarchitektur erlaubt.

Imperative Programmiersprache

Eine befehlsorientierte Programmiersprache wie Python, bei der ein Programm aus einer Abfolge von Anweisungen besteht, die sich auf Daten im Arbeitsspeicher beziehen.

Literal

Ein konkreter, fester Wert in einer Programmiersprache, wie beispielsweise eine Zahl, ein Wahrheitswert oder eine Zeichenkette.

Konstante

Ein Platzhalter für Daten, dessen zugewiesener Wert während des Programmablaufs nicht verändert werden kann.

Variable

Ein benannter Platzhalter für Daten, die sich während der Programmausführung ändern können.

Deklaration

Das Festlegen eines Datentyps für eine Variable, wodurch ihr Wertebereich sowie die zulässigen Operationen definiert und Speicherplatz reserviert werden.

Wertzuweisung

Die Bindung eines neuen Wertes an eine Variable mithilfe des Zuweisungsoperators $=$.

Initialisierung

Die allererste Zuweisung eines Wertes an eine neu erstellte Variable.

Bezeichner

Der Name einer Variablen in Python, der nur aus Buchstaben, Ziffern und dem Unterstrich bestehen darf, nicht mit einer Ziffer beginnen darf und kein reserviertes Schlüsselwort sein darf.

Schlüsselwort

Ein für die Programmiersprache reserviertes Wort (z. B. print, if, else, for), das eine vordefinierte Bedeutung besitzt und nicht als Bezeichner genutzt werden darf.

Datentyp BOOLEAN

Ein einfacher Datentyp, der ausschließlich die beiden Wahrheitswerte true (wahr) und false (falsch) speichert.

Logischer Operator ^

Der boolesche Operator für das exklusive ODER (entweder ODER), der genau dann true liefert, wenn die beiden Operanden unterschiedliche Wahrheitswerte haben.

Datentyp INTEGER (INT)

Ein Datentyp zur Verarbeitung ganzzahliger Werte ohne Begrenzung des Zahlenbereichs in Python, mit einem Basisspeicherbedarf von mindestens $28\,\text{Byte}$.

Ganzzahlige Division (//)

Ein arithmetischer Operator in Python, der den Quotienten zweier Zahlen berechnet und dabei Nachkommastellen bzw. den Rest abschneidet.

Modulo-Operator (%)

Ein Rechenoperator, der den Rest einer ganzzahligen Division ermittelt.

Datentyp FLOAT

Ein Datentyp für Gleitkommazahlen mit einer Genauigkeit von bis zu 15 Stellen, einem Wertebereich von $10^{-324}$ bis $10^{308}$ und einem Speicherbedarf von $24\,\text{Byte}$.

Datentyp STRING

Ein Datentyp für Zeichenketten mit einem Speicherbedarf von mindestens $50\,\text{Byte}$, der für jedes Zeichen um ein Byte wächst.

Konkatenation (+)

Das Aneinanderhängen zweier Zeichenketten (Strings) mithilfe des Plus-Operators.

Type-Casting

Die explizite Umwandlung eines Wertes von einem Datentyp in einen anderen unter Verwendung von Funktionen wie int(), float() oder str().

Funktion type()

Eine Python-Funktion, die den aktuellen Datentyp einer übergebenen Variable oder eines Werts ermittelt und zurückgibt.

Funktion print()

Eine Konsolenfunktion zur Bildschirmausgabe von Werten, die übergebene Argumente vor der Anzeige automatisch in Zeichenketten umwandelt.

Funktion input()

Eine Konsolenfunktion, die den Programmablauf anhält, eine Tastatureingabe des Benutzers entgegennimmt und diese grundsätzlich als Datentyp String zurückliefert.

Sequenz

Eine lineare Programmstruktur, bei der die Anweisungen streng schrittweise in der geschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Struktogramm einer Verzweigung mit Alternative

Die grafische Darstellung einer Verzweigung in einem Nassi-Shneiderman-Diagramm mit einer Bedingung und zwei getrennten Ästen für den Wahr- und Falsch-Fall.

Verzweigung (If-Else-Anweisung)

Eine Kontrollstruktur, die anhand einer booleschen Bedingung entscheidet, welcher von mehreren Anweisungsblöcken abgearbeitet wird.

Anweisungsblock

Eine zusammengehörende Folge von Programmzeilen, die in Python durch eine einheitliche Einrückung von vier Leerzeichen markiert wird.

Schlüsselwort elif

Eine Abkürzung für else if in Python, mit der im Rahmen einer Verzweigung weitere Bedingungen geprüft werden können, falls vorherige Bedingungen nicht zutrafen.

Verschachteln von Verzweigungen

Das Einfügen einer oder mehrerer Verzweigungen innerhalb des Anweisungsblocks einer bereits bestehenden Verzweigung.

Struktogramm einer kopfgesteuerten Schleife

Die grafische Darstellung einer While-Schleife, bei der die Eingangsbedingung oben steht und der darunterliegende Anweisungsblock eingerahmt wiederholt wird.

Kopfgesteuerte Schleife (While-Schleife)

Eine Kontrollstruktur zur Wiederholung von Anweisungen, bei der die Bedingung stets vor Beginn eines jeden Schleifendurchlaufs geprüft wird.

Endlosschleife

Eine Schleife, deren Abbruchbedingung niemals eintritt bzw. deren Schleifenbedingung stets true bleibt, wodurch sie ohne äußeren Abbruch endlos weiterläuft.

Unmögliche Schleife

Eine Schleife, deren Eingangsbedingung bereits vor dem ersten Durchlauf false ist, sodass ihr Anweisungsblock überhaupt nicht ausgeführt wird.