2.3. Einführung in die Programmierung

Ein Programm ist eine Zusammenstellung von Anweisungen, die den Computer auffordern verschiedenste Dinge zu tun. Dieser Abschnitt gibt ihnen einen Überblick über die beiden wesentlichen Methoden diese Anweisungen oder Befehle, wie man diese Anweisungen üblicherweise nennt, zu geben. Die eine Methode nutzt einen Interpreter, die andere einen Compiler. Da menschliche Sprachen für einen Computer nicht unmissverständlich sind, werden diese Befehle in einer Sprache geschrieben die speziell für diesen Zweck gedacht ist.

2.3.1. Interpreter

Mit einem Interpreter ist die Sprache vielmehr eine Umgebung, in der Sie ein Kommando an der Kommandozeile eingeben welches dann von der Umgebung ausgeführt wird. Für kompliziertere Programme können Sie die Befehle in eine Datei schreiben und den Interpreter dazu bringen diese Datei zu laden und die enthaltenen Befehle auszuführen. Falls etwas schief geht werden viele Interpreter Sie an einen Debugger weiterleiten.

Der Vorteil hierbei ist, das Sie das Ergebnis ihres Befehls direkt sehen und Fehler sofort korrigiert werden können. Der größte Nachteil bei dieser Methode entsteht, wenn Sie ihr Programm mit jemandem teilen wollen. Diese Person muss den selben Interpreter nutzen wie Sie es tun und Sie muss wissen wie dieser zu bedienen ist. Zudem werden Benutzer es nicht begrüßen sich in einem Debugger wiederzufinden, wenn Sie einmal die falsche Taste drücken! Bei einem Blick auf die Leistungsfähigkeit brauchen Interpreter oftmals viel Speicher und erzeugen den Code nicht so effizient wie Compiler.

Meiner Meinung nach sind interpretierte Sprachen der beste Anfang, wenn Sie bisher noch nicht programmiert haben. Diese Art von Umgebung findet man typischerweise bei Sprachen wie Lisp, Smalltalk, Perl und Basic. Man könnte auch sagen, dass die UNIX® Shell (sh, csh) für sich bereits einen Interpreter darstellt und viele Leute schreiben tatsächlich Shell Scripten um sich bei einigen Haushaltsaufgaben auf ihren Maschinen helfen zu lassen. Tatsächlich war es ein wesentlicher Teil der originalen UNIX® Philosophie eine große Zahl an kleinen Hilfsprogrammen zur Verfügung zu stellen, welche mittels eines Shellskripts miteinander kombiniert werden um bestimmte Aufgaben zu übernehmen.

2.3.2. Für FreeBSD verfügbare Interpreter

Im folgenden eine Liste der über die FreeBSD Ports-Sammlung verfügbaren Interpreter einschließlich einer kurzen Erörterung der populären interpretierten Sprachen.

Anleitungen wie man Anwendungen aus der Ports-Sammlung erhält und installiert können Sie dem Kapitel Benutzen der Ports-Sammlung aus dem FreeBSD Handbuch entnehmen.

BASIC

Kurz für Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code. Entwickelt in den 50er Jahren um Studenten in Programmierung zu unterrichten, wurde BASIC in den 80er Jahren mit jedem anständigen Personal Computer ausgeliefert und war für viele Programmierer die erste Programmiersprache. BASIC ist auch die Grundlage für Visual Basic.

Der Bywater Basic Interpreter findet sich in der Ports-Sammlung unter lang/bwbasic und Phil Cockroft's Basic Interpreter (auch bekannt als Rabbit Basic) findet sich unter lang/pbasic.

Lisp

Diese Sprache wurde in den späten 50er Jahren als Alternative zu den, zu dieser Zeit populären, zahlenverarbeitenden Sprachen entwickelt. Anstelle auf Zahlen basiert Lisp auf Listen; tatsächlich ist der Name Lisp eine Kurzform für List Processing (Listen abarbeiten). Sehr populär fü AI (Artificial Intelligence/ künstliche Intelligez) (Fach-) Kreisen.

Lisp ist eine extrem kraftvolle und durchdachte Sprache, kann aber auch recht groß und unhandlich sein.

Zahlreiche Ausformungen von Lisp, die auf UNIX® Systemen laufen sind über die Ports-Sammlung verfügbar. GNU Common Lisp befindet sich in lang/gcl. CLISP von Bruno Haible und Michael Stoll ist in lang/clisp zu finden. Für CMUCL, welches auch einen hoch-optimierten Compiler enthält, oder einfachere Ausformungen wie SLisp, das die meisten gängigen Lisp Konstrukte in wenigen hundert Zeilen C Code enthält sind in lang/cmucl und lang/slisp ebenfalls enthalten.

Perl

Unter Systemadministratoren zum Schreiben von Skripten sehr beliebt; wird häufig auch auf World Wide Web Servern verwendet, um CGI-Skripte zu schreiben.

Perl ist in der Ports-Sammlung unter lang/perl5.8 für alle FreeBSD-Versionen verfügbar, und wird im Basissystem von 4.x als /usr/bin/perl installiert.

Scheme

Ein Dialekt von Lisp, der kompakter und sauberer als Common Lisp ist. Dieser Dialekt ist an Universitäten sehr beliebt, da er zum einen für den Unterricht im Grundstudium einfach genug ist, und zum anderen ein ausreichend hohes Abstraktionsniveau für den Einsatz in der Forschung bietet.

Scheme ist in der Ports-Sammlung in Form des Elk Scheme Interpreters als lang/elk verfügbar. Den MIT Scheme Interpreter findet man unter lang/mit-scheme, und den SCM Scheme Interpreter unter lang/scm.

Icon

Icon ist eine Hochsprache mit ausgereiften Möglichkeiten zur Verarbeitung von Zeichenketten und Strukturen. Die unter FreeBSD verfügbare Version von Icon steht in der Ports-Sammlung unter lang/icon zur Verfügung.

Logo

Logo ist eine leicht zu erlernende Programmiersprache, welche in vielen Kursen als einführende Programmiersprache gewählt wird. Sie ist ein ideales Arbeitswerkzeug beim Unterricht mit jungen Menschen, da mit ihr die Erstellung komplizierter geometrischer Oberflächen selbst für kleine Kinder einfach ist.

Die für FreeBSD aktuellste, verfügbare Version findet man in der Ports-Sammlung unter lang/logo.

Python

Python ist eine objektorientierte, interpretierte Programmiersprache. Die Verfechter von Python argumentieren, daß sie eine der besten Programmiersprachen für Programmieranfänger sei, da sie einfach zu erlernen ist, und anderen populären interpretierten Programmiersprachen, welche zur Entwicklung großer und komplexer Anwendungen verwendet werden, in nichts nachsteht (Perl und Tcl sind zwei solcher bekannten Programmiersprachen).

Die aktuellste Version von Python ist in der Ports-Sammlung unter lang/python verfügbar.

Ruby

Ruby ist eine interpretierte und rein objektorientierte Programmiersprache. Sie wurde wegen ihrer leicht verständlichen Syntax, ihrer Flexibilität und der Möglichkeit, große und komplexe Programme einfach zu entwickeln und zu pflegen, populär.

Ruby ist in der Ports-Sammlung unter lang/ruby18 verfügbar.

Tcl und Tk

Tcl ist eine einbettbare, interpretierte Programmiersprache, welche aufgrund ihrer Portierbarkeit auf viele unterschiedliche Plattformen eine weite Verbreitung erfahren hat. Sie kann sowohl für die schnelle Entwicklung kleinerer Prototypen, als auch (in Verbindung mit Tk, einem GUI Toolkit) vollwertiger, ausgereifter Programme verwendet werden.

Es sind mehrere Versionen von Tcl als Ports für FreeBSD verfügbar. Die aktuellste Version, Tcl 8.5, ist unter lang/tcl85 verfügbar.

2.3.3. Compiler

Compiler sind eher anders. Zuerst schreibt man seinen Code unter Verwendung eines Editors in eine Datei (oder mehrere Dateien). Anschließend ruft man den Compiler auf um zu sehen, ob dieser das Programm annimmt. Wenn das Programm nicht kompiliert werden konnte, muß man die Zähne zusammenbeissen und wieder zum Editor zurückkehren; falls das Programm kompiliert und eine ausführbare Anwendung erzeugt wurde, kann man diese über eine Eingabeaufforderung oder über einen Debugger aufrufen um zu sehen, ob sie auch funktioniert. [1]

Offensichtlich ist diese Art der Programmierung nicht so direkt wie die Verwendung eines Interpreters. Jedoch sind auf diese Weise viele Dinge möglich, die mit einem Interpreter nur sehr schwer oder überhaupt nicht realisierbar wären, wie z.B. das Schreiben von Code, der sehr eng mit dem Betriebsystem zusammen arbeitet—oder das Schreiben eines eigenen Betriebsystems selbst! Des weiteren ist so das Erzeugen von sehr effizientem Code möglich, da sich der Compiler für die Optimierung Zeit nehmen kann, was bei einem Interpreter inakzeptabel wäre. Ferner ist das Verbreiten von Programmen, welche für einen Compiler geschrieben wurden, einfacher als welche, die für einen Interpreter geschrieben wurden—man muss in ersterem Fall nur die ausführbare Datei verbreiten, vorausgesetzt, daß das gleiche Betriebssystem verwendet wird.

Programmiersprachen, die kompiliert werden, sind unter anderem Pascal, C und C++. C und C++ sind eher unbarmherzige Programmiersprachen und daher eher für erfahrene Programmierer gedacht; Pascal auf der anderen Seite wurde zu Ausbildungszwecken entworfen, und stellt daher eine einsteigerfreundliche Programmiersprache dar. FreeBSD beinhaltet im Basissystem keine Unterstützung für Pascal, stellt jedoch über die Ports-Sammlung den Free Pascal Compiler unter lang/fpc zur Verfügung.

Da der editier-kompilier-ausführ-debug-Kreislauf unter Verwendung mehrerer Programme eher mühsam ist haben viele Hersteller von Compilern integrierte Entwicklungsumgebungen (Integrated Development Environment; auch kurz IDE) entwickelt. FreeBSD bietet zwar im Basissystem keine IDE an, stellt jedoch über die Ports-Sammlung IDEs wie devel/kdevelop oder Emacs zur Verfügung, wobei letztere weit verbreitet ist. Die Verwendung von Emacs als IDE wird unter Abschnitt 2.7, „Emacs als Entwicklungsumgebung verwenden“ diskutiert.



[1] Wenn die Anwendung über eine Eingabeaufforderung gestartet wird könnte bei Auftreten eines Programmfehlers dieses abgebrochen und ein Speicherabbild erzeugt werden.

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