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Prozedurale Programmierung

Einfach erklärt: Prozedurale Programmierung

Wenn du dir vorstellst, wie ein Rezept in einem Kochbuch geschrieben ist, hast du schon eine gute Vorstellung davon, wie prozedurale Programmierung funktioniert. Du folgst einer Reihe von Schritten, von oben nach unten, und erledigst dabei jede Anweisung der Reihe nach, bis du fertig bist. Genau so funktioniert die prozedurale Programmierung: Sie stellt dir Programme wie eine Abfolge von Aufgaben dar, die das Programm ausführen soll.

Was ist prozedurale Programmierung?

Prozedurale Programmierung zerlegt ein Problem oder eine Aufgabe in kleinere Einzelteile, sogenannte Prozeduren (manchmal auch Funktionen genannt). Diese Prozeduren enthalten Befehle, die eine bestimmte Aktion ausführen, z. B. etwas berechnen oder Daten anzeigen. Du kannst Prozeduren immer wieder verwenden – so wie ein Koch in vielen Rezepten denselben Handgriff benutzt, zum Beispiel „Teig kneten“.

Warum ist prozedurale Programmierung wichtig?

Stell dir vor, du baust ein Haus. Würdest du alles von Grund auf neu machen? Wahrscheinlich nicht. Du würdest nach einem Bauplan arbeiten, in dem genau beschrieben ist, wie alles Schritt für Schritt gebaut wird. Genau das macht die prozedurale Programmierung – sie hilft, komplexe Aufgaben in planbare Schritte zu unterteilen.

Mit prozeduraler Programmierung wird es einfacher, Programme zu schreiben, zu verstehen und zu verbessern.

Die Grundlagen der prozeduralen Programmierung

Hier sind die Grundbausteine, die du kennen solltest:

  1. Anweisungen:
    • Das sind Befehle, die das Programm hintereinander ausführt, zum Beispiel „Nimm zwei Zahlen und addiere sie zusammen.“
  2. Prozeduren (oder Funktionen):
    • Eine Prozedur ist wie ein Mini-Rezept innerhalb des Programms. Sie beschreibt einen Vorgang, der ausgeführt werden soll.
    • Beispiel: „Rechne den Durchschnitt aus.“
  3. Variablen:
    • Variablen speichern Daten, die das Programm benutzt, z. B. eine Zahl, einen Namen oder ein Ergebnis.
    • Beispiel: „Speichere die Zahl 5 in der Variable x.“
  4. Kontrollstrukturen:
    • Das sind Anweisungen, die entscheiden, in welcher Reihenfolge der Code ausgeführt wird.
      • Beispiel: „Wenn…dann“ (if) – „Wenn der Kuchen fertig ist, nimm ihn aus dem Ofen.“
      • Schleifen – „Wiederhole Schritt 5, bis der Teig glatt ist.“

Ein einfaches Beispiel: Kochen in der Programmierung

Stell dir vor, du möchtest Nudeln kochen. Die Schritte lauten:

  1. Wasser in einen Topf füllen.
  2. Wasser zum Kochen bringen.
  3. Nudeln ins Wasser geben.
  4. Warten, bis die Nudeln weich sind.
  5. Nudeln abgießen.

Wenn du diese Schritte in einem Computerprogramm schreiben würdest, könnte es so aussehen:


def nudeln_kochen():
    print("Wasser in den Topf füllen")
    print("Wasser zum Kochen bringen")
    print("Nudeln ins Wasser geben")
    print("Warten, bis die Nudeln weich sind")
    print("Nudeln abgießen")

# Die Prozedur ausführen
nudeln_kochen()

Hier passiert Folgendes:

  • Die Prozedur nudeln_kochen() beschreibt den gesamten Ablauf.
  • Das Programm ruft dann die Prozedur auf, um die Aufgabe zu erledigen.

Vorteile der prozeduralen Programmierung

  • Einfach und logisch: Programme folgen derselben Logik wie Menschen, die eine Aufgabe Schritt für Schritt erledigen.
  • Wiederverwendbare Bausteine: Einmal geschriebene Funktionen/Prozeduren können immer wieder verwendet werden.
  • Übersichtlichkeit: Der Code wird leichter lesbar und verständlich, besonders bei kleinen bis mittelgroßen Projekten.

Ein weiteres Beispiel: Taschenrechner

Stell dir vor, du möchtest ein Programm schreiben, das zwei Zahlen addiert. Du kannst eine Prozedur erstellen, die dies tut. So könnte das in Python aussehen:


def addiere_zahlen(a, b):
    ergebnis = a + b
    print(f"Die Summe von {a} und {b} ist {ergebnis}")

# Die Prozedur verwenden
addiere_zahlen(3, 5)
addiere_zahlen(10, 20)

Was macht dieses Programm?

  • Es erstellt eine Prozedur namens addiere_zahlen, die zwei Zahlen entgegen nimmt (z. B. 3 und 5).
  • Die Prozedur rechnet die Summe aus und zeigt das Ergebnis an.
  • Du kannst die Prozedur immer wieder mit anderen Zahlen aufrufen.

Wie denkt der Computer?

Ein Computer denkt sehr linear, wie ein Mensch, der Anweisungen befolgt. Prozedurale Programmierung ist also so etwas wie das Sprechen der Muttersprache des Computers:

  1. Mach dies.
  2. Dann mach das.
  3. Überprüfe: Ist das Ergebnis okay? Wenn ja, geh weiter.

Du erzählst dem Computer buchstäblich Schritt für Schritt, was er tun soll.

Kontrollstrukturen: Bedingte Anweisungen

In der Welt der Programmierung musst du oft Dinge überprüfen. Zum Beispiel: „Wenn etwas wahr ist, tue dies, ansonsten tue etwas anderes.“ Stell dir vor, du möchtest ein Programm schreiben, das überprüft, ob jemand alt genug ist, um Auto zu fahren:


def pruefe_fahrerlaubnis(alter):
    if alter >= 18:
        print("Du bist alt genug, um Auto zu fahren!")
    else:
        print("Du bist noch nicht alt genug, um Auto zu fahren.")

# Die Prozedur verwenden
pruefe_fahrerlaubnis(20)
pruefe_fahrerlaubnis(16)

Was passiert hier?

  • Die Funktion überprüft das Alter.
  • Wenn das Alter mindestens 18 ist, zeigt das Programm die Nachricht: „Du bist alt genug…“.
  • Andernfalls wird die Nachricht „Du bist noch nicht alt genug…“ angezeigt.

Prozedurale Sprachen

Einige Programmiersprachen wurden speziell für die prozedurale Programmierung entwickelt. Beispiele sind:

  1. C: Eine der ältesten und bekanntesten Programmiersprachen.
  2. Pascal: Oft für Bildungszwecke verwendet, da sie leicht zu verstehen ist.
  3. BASIC: Eine einfache Sprache, die speziell für Anfänger entwickelt wurde.
  4. Fortran: Bekannt für wissenschaftliche Berechnungen.

Zusammenfassung

Die prozedurale Programmierung ist – einfach gesagt – wie eine Liste von Anweisungen, die der Computer sequenziell ausführt. Sie ist leicht zu verstehen, denn sie funktioniert ähnlich wie Anleitungen oder Rezepte im Alltag.

Wichtige Punkte:

  1. Man teilt große Aufgaben in kleinere Schritte auf (Prozeduren).
  2. Der Code wird Schritt für Schritt abgearbeitet.
  3. Es ist eine grundlegende Methode, die viele Programmiersprachen wie C oder Python unterstützen.

Wenn du die obigen Beispiele anschaust, bemerkst du bald, dass prozedurale Programmierung keine Magie ist. Es ist einfach eine clevere Art, Anweisungen zu geben, damit der Computer sie versteht!t.