Wie man ein Programm erstellt

Seit einiger Zeit fasziniert dich die Welt des Computing und du denkst ernsthaft darüber nach, einen entscheidenden Schritt für das zu tun, was dein Wunsch ist: Programmieren lernen. Die Idee für den Aufbau einer Anwendung fasziniert nun: Die Würfel sind gefallen und die Entscheidung getroffen, aber du bist immer noch ein wenig zögerlich, weil du nicht die geringste Ahnung hast, wie man ein Programm erstellt.

Ob du es glaubst oder nicht: du bist zum richtigen Zeit am richtigen Ort! Ich werde dir alle Informationen, die du benötigst um in der Welt der Programmierung zurecht zu kommen, mitgeben.
Bevor du aber weitermachst, will ich eine Prämisse machen: die Welt der Programmierung ist Grenzenlos, es gibt Tausende von verschiedenen Szenarien und Ansätze und sie alle anzugehen wäre fast unmöglich. Ich will dich jedoch nicht entmutigen, denn in diesem Handbuch findest du alles, was du wissen musst um die ersten Schritte zu unternehmen.

Was ist ein Programm

Come creare un programma

Bevor wir zum Kern der Sache kommen, möchte ich dir einige theoretische Informationen geben, die dich besser auf die zukünftigen Schritte in dieser Anleitung vorbereiten: in der Praxis ist ein Computerprogramm eine Einheit, die Daten verarbeiten kann und Vorgänge automatisiert. Beispielsweise gibt es Programme, die Texte verarbeiten können (z. B. Word), Berechnungen durchführen (z. B. den Windows-Rechner), im Internet surfen (wie Browser) können, usw.

Ein Programm, je nach Aufgabe, für die es ausgelegt ist, kann mehr oder weniger einfach sein: nur um ein Beispiel zu geben, auch Betriebssysteme sind konzipiert damit der Benutzer mit dem „physischen Teil“ eines Prozessors durch einer Software Interagieren kann.

Der Betrieb eines Programms basiert fast immer auf einen sehr genauen Mechanismus, der Algorithmus genannt wird. Das sind Schritte die der Prozessor ergreifen muss um Daten in „Eingang“ zu verarbeiten und sie dann im „Ausgang“ wieder gibt.

Im Rahmen des Programms werden die obigen Schritte in Form von Anweisungen oder Erklärungen ausgedrückt, über eine Programmiersprache eben. Der komplette Teil eines Programms wird Flow of control genannt und ist das was die eigentliche Aufgabe liest und ausführt.

Phasen der Erstellung eines Programms

Jetzt, wo du eine klare Definition eines Programms hast, ist es an der Zeit dir zu zeigen, wie es sich im Laufe der Zeit entwickelt. Es mag dir seltsam erscheinen, aber selbst ein Programm hat einen realen Lebenszyklus, der in mindestens vier Phasen strukturiert ist: Entwurf, Implementierung, Test, Freigabe und Aktualisierung. Im Folgenden findest du Details zu jeder Phase dieses Lebenszyklus.

Entwurf

Der Entwurf eines Programms ist die erste Phase seines Lebenszyklus sowie der wichtigste: Es ist hier, dass die Ziele des Programms, die Art der Daten die er hat um diese zu Verwalten und auszuführen. Wenn ich  mir ein Programm wie ein Haus vorzustellen soll, ist die Design-Phase die, in dem der Architekt (oder Architekten-Team) das Design auf dem Papier zeichnet und Form, Größe und Struktur vorgibt.

Die Designphase wird in der Regel durch Ingenieure behandelt: Jemand befasst sich mit der Art der Daten die verarbeitet werden müssen, jemand anderes erarbeitet den Algorythmus für diese Daten und, warum nicht, jemand der sich um die Grafik des Programms kümmert.

All diese „Ideen“, die derzeit rein abstrakt sind, werden üblicherweise auf Diagrammen oder Graphen dargestellt, die durch konventionelle Standards entwickelt wurden und müssen durch die Figur des Chefingenieurs genehmigt werden. In dieser Phase wird auch die Programmiersprache gewählt, die zur Entwicklung der Software verwendet werden soll. Sobald die Genehmigung eingegangen ist, wird das gesamte Material an die Programmierer weitergegeben, die sich um die Implementierungsphase kümmern.

Implementierung

Creare un programma - Implementazione

Die Implementierungsphase ist diejenige, in der tatsächlich das eigentliche Programm zum Leben erwacht: darin beteiligen sich ein oder mehrere Programmierer (in letzterem Fall wird das Team von einem Chefprogrammierer koordiniert) mit der Aufgabe in einen oder mehreren Files den Algorythmus zu schreiben und es mit dem Flow of Control einzubinden.

Die Anweisungen werden in eine oder mehreren einfachen Textdateien geschrieben, die nötigenfalls in einen bestimmten Editor oder eine ganze integrierte Entwicklungsumgebung (eines sogenannten IDE) eingeschlossen sind: Diese Elemente liefern dem Programmierer nützliche Werkzeuge zur Vereinfachung der Arbeit, zum Beispiel die Möglichkeit, die Anweisungen automatisch zu vervollständigen, Variablen vorzuschlagen oder sogar Code-Stücke zu definieren, die mit präzisen Tastaturkombinationen abgerufen werden können.

Die Menge der Dateien, die die in der Programmiersprache geschriebenen Anweisungen enthalten, wird Quellcode genannt. Während der Implementierung werden die „intermediären“ Teile des Quellcodes kompiliert, um in Maschinensprache „übersetzt“ und ausgeführt zu werden: Auf diese Weise kann der Programmierer die Güte seiner Arbeit testen und überprüfen, dass sich das Programm korrekt verhält.

Sobald Sie den gesamten Quellcode erstellt haben, wird er kompiliert, um durch das Betriebssystem zu laufen und so zu einem echten Programm (wie Sie es auf Ihrem Computer gewohnt sind) zu werden. Nach dieser Fase kann das Programm auch in einer Testfase gebracht werden bevor es dann der öffentlichkeit preisgegeben wird.

Testing

Come creare un programma - Testing

Die Testphase kann in mancher Hinsicht als die „unterhaltsamste“ Phase eines Programmlebenszyklus angesehen werden: Tatsächlich haben die entsprechenden Teamfiguren (die sogenannten Tester) die Aufgabe, freiwillig Fehlfunktionen zu verursachen oder Kritische Bedingungen, die nicht im Programm verwaltet werden, um die Fehler (dh. Programmierfehler) aufzudecken und den Entwicklern zu ermöglichen, diese zu beheben.

Die Testkategorien, zu denen man ein Programm einreichen kann, sind sehr zahlreich und können mehrere Aspekte testen: Auch wenn es dir seltsam vorkommt, ist die Testphase für die Qualität eines Programms extrem wichtig, da man hier irgendwelche Fehler, die aus den vorherigen Phasen resultieren, behebn kann. Wenn du daran interessiert bist, mehr zu lernen, verweise ich auf die erschöpfende Stimme der Wikipedia, die sich ausführlich mit diesem Thema befasst.

In einigen Fällen kann das Softwarehaus entscheiden, den Endbenutzern, für die das Programm bestimmt ist, „Hilfe“ zu fragen und eine unvollständige Version zu Testzwecken freizugeben: In diesem Fall heißt es Alphaversion oder Betaversion der Software. Der Endbenutzer wird aufgefordert, das Programm zu testen und alle Probleme, die beim Hersteller aufgetreten sind, zu melden: Im Jargon wird dieses Verfahren als Feedback bezeichnet.

Am Ende der Testphase können zwei Dinge passieren: Wenn das Programm Probleme hat, werden sie dem Entwicklungsteam gemeldet, das für die Lösung verantwortlich ist, indem es den Quellcode ändert und aktualisiert. Wenn das Programm jedoch keine Probleme aufweist, erhält es das OK für die Release-Phase.

Release/Aktualisierungsfase

Die Freigabephase eines Programms ist diejenige, in der das Programm kostenlos an die Öffentlichkeit verteilt oder zum Kauf bereitgestellt wird, wenn die Software für den Betrieb vor dem Erwerb einer Lizenz ausgelegt ist.

Für Marktbedürfnisse oder für die einfache Entwicklung der Zeit kann das Softwarehaus entscheiden, dem Programm neue Funktionen hinzuzufügen, seine grafische Erscheinung zu ändern oder seine Dynamik ganz oder teilweise zu ändern: in diesem Fall wird eine neue Version des Programm erstellt und durchläuft den gesamten Lebenszyklus nochmals.

Wenn der aktualisierte Quellcode die Testphase besteht, wird er veröffentlicht oder als Aktualisierung der ursprünglichen Software auf den Markt gebracht.

Ein Programm beendet seinen Lebenszyklus, wenn das Unternehmen dahinter aufhört, es zu aktualisieren und es sich selbst zu überlassen: Sobald die Entwicklung unterbrochen wird, heißt es, dass das Programm nicht mehr unterstützt wird.

Programmiersprachen

Wie ich bereits erwähnt habe, ist die Programmiersprache der Satz von syntaktischen und logischen Regeln, die zum Strukturieren der Anweisungen innerhalb des Quellcodes eines Programms verwendet werden.

Der Endbenutzer der Software, das heißt, diejenigen, die es jeden Tag verwenden, könne keine Ahnung haben mit welcher Sprache ein Programm geschrieben ist, doch es ist wichtig zu wissen, dass nicht alle Sprachen gleich sind: einige sind besser geeignet um Programme zu bauen, die von der Kommandozeile aus funktionieren, andere sind besser für die Verwaltung von grafischen Oberflächen, während andere ausschließlich für Berechnungen, Spiele und vieles mehr gedacht sind.

Ich stelle Ihnen unten eine Liste (sehr begrenzt, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es Hunderte gibt) der am weitesten verbreiteten und bekannten Programmiersprachen zur Verfügung.

  • Java – ist eine extrem bekannte objektorientierte Programmiersprache, die sich für eine große Anzahl von Anwendungen eignet. Seine Stärke liegt in seiner Flexibilität: Java-Programme können einfach ausgeführt werden, indem zusätzliche Software (Java Runtime Environment oder JRE) von jedem Desktop-Betriebssystem installiert wird. Eine Sache könnte dich auch überraschen: Ein großer Teil des Android-Betriebssystems ist in Java geschrieben.
  • C – eine weitere sehr bekannte Sprache. C ist eine Programmiersprache, die aus dem Jahr 1972 stammt, prozedural ist und in praktisch jedem Szenario anwendbar ist. Es ist nicht eine objektorientierte Sprache (obwohl sein Nachfolger, C ++, es ist) und das macht es etwas schwieriger als Java, aber dieser Aspekt macht es anpassungsfähig an eine Vielzahl von praktischen Anwendungen. Es genügt zu sagen, dass sowohl der Linux-Kernel als auch der von Android vollständig in C geschrieben sind.
  • C # – trotz der syntaktischen Ähnlichkeiten mit C, ist es stattdessen spezifisch für die grafische Oberfläche von Windows, die relativen Programme und die auf dem .NET-Framework basierenden Anwendungen gedacht. Obwohl es im Besitz von Microsoft ist, wurde C # im Jahr 2014 Open Source.
  • Visual Basic – es ist eine andere Programmiersprache von Microsoft, die zum Erstellen von Software mit einer grafischen Benutzeroberfläche und für Windows-Betriebssysteme verwendet wird. Bis heute wurde Visual Basic in das .NET-Framework integriert.
  • Delphi – Pascals Nachfolger: diese Programmiersprache wird hauptsächlich für die Entwicklung von Verwaltungssoftware für die Verwaltung großer Datenmengen eingesetzt, die jedoch keine komplexen grafischen Schnittstellen benötigen.
  • Objective C / Swift – mit diesen Programmiersprachen werden Apps für die Betriebssysteme Apple macOS, iOS, watchOS und tvOS erstellt.
  • R – ist eine Programmiersprache, die zur Verarbeitung komplexer Daten, hauptsächlich für statistische Berechnungen oder für grafische Rechenoperationen verwendet wird.
  • MATLAB – eine weitere Programmiersprache, die sich der mathematischen Berechnung widmet, wird in der Verwaltung von Matrizenoperationen verwendet.
  • Assembly – ist eine Low-Level-Programmiersprache, die dem tatsächlichen Maschinencode nahe kommt (was der Prozessor „verstehen“ kann). Es wird normalerweise für das Design von Controllern und Gerätetreibern verwendet.

Hier ein kurzer Code in C++, der einen keinen und einfachen Taschenrechner erstellt. Er ist nicht für den globalen Markt gedacht, daher muss er nicht die gesamten Fasen durchqueren die ich dir vorhin erklärt habe.

Um ihn zu benutzen, muss man Visaul Studio herunterladen. Den code in Windows Note kopieren und speichere es unter den namen calc.c und lasse es auf den Desktop.

Öffne nun den Eingabeaufforderer für Entwickler im Visual Studio Ordner im Start Menü. Sobald es sich öffnet, schreibe diese zwei Kommandos:

cd %USERPROFILE%\Desktop und cl calc.c, beide gefolgt von einem Enter Kommando.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> //comunica al compilatore le librerie da usare
int main(void){ //il metodo principale, la vera e propria calcolatrice
char scelta; int t1,t2; //dichiarazione delle variabili
printf("Inserisci il primo termine dell'operazione: ");
scanf("%d", &t1);
printf("Inserisci il secondo termine dell'operazione: ");
scanf("%d", &t2); 
printf("Quale operazione vuoi eseguire? Digita\n + per addizione\n - per sottrazione\n * per prodotto\n : per divisione\nOperazione: ");
scanf("%c",&scelta);
scelta = getchar(); //richieste e scansioni dei comandi da tastiera
switch(scelta){ //ciclo che si occupa di eseguire i calcoli veri e propri
case '+': t1 = t1 + t2;
 break;
case '-': t1 = t1 - t2;
 break;
case '*': t1 = t1 * t2;
 break;
case ':': t1 = t1 / t2;
 break;}
printf("Il risultato dell'operazione è: %d\n",t1); //il risultato viene mostrato a video
system("PAUSE"); //si attende la pressione di un tasto per la terminazione del programma
return(0); //il programma termina senza errori
}
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