1.1  Was ist Python?

Python ‌ist eine Programmiersprache, die so gestaltet wurde, dass sie leicht zu erlernen ist und besonders gut lesbare Programmtexte ermöglicht. Ihre Entwicklung wurde 1989 von Guido van Rossum‌ am Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) in Amsterdam begonnen und wird nun durch die nichtkommerzielle Organisation »Python Software Foundation‌« (PSF‌, http://www.python.org/psf) koordiniert. Das Logo der Programmiersprache ist eine stilisierte Schlange. Dennoch leitet sich der Name nicht von diesem Schuppenkriechtier ab, sondern soll an die britische Comedy-Gruppe Monty Python erinnern.

Ein Python-Programm – man bezeichnet es als Skript – wird von einem Interpreter ausgeführt und läuft auf den gängigen Systemplattformen (Unix, Windows, Mac OS). Ein Programm, das auf Ihrem Raspberry Pi funktioniert, läuft in der Regel auch auf einem Windows-Rechner. Python ist kostenlos und kompatibel mit der GNU General Public License (GPL).

Python ist objektorientiert, unterstützt aber auch andere Programmierparadigmen (z.B. funktionale und imperative Programmierung). Python ist eine universelle Programmiersprache mit vielen Einsatzmöglichkeiten. Es wird in der Wissenschaft und Technik verwendet (z.B. im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt), aber auch für visuell-kreative Projekte (z.B. bei Disney zur Entwicklung von Computerspielen). Python hat gegenüber älteren Programmiersprachen drei Vorteile:

• Python ist leicht zu erlernen und hat eine niedrige »Eingangsschwelle«. Ohne theoretische Vorkenntnisse kann man sofort die ersten Programme schreiben. Im interaktiven Modus kann man einzelne Befehle eingeben und ihre Wirkung beobachten. Es gibt nur wenige Schlüsselwörter, die man lernen muss. Gewohnte Schreibweisen aus der Mathematik können verwendet werden, z.B. mehrfache Vergleiche wie 0 < a < 10.

• Python-Programme sind kurz und gut verständlich. Computerprogramme werden von Maschinen ausgeführt, aber sie werden für Menschen geschrieben. Software wird meist im Team entwickelt. Programmtext muss für jedermann gut lesbar sein, damit er verändert, erweitert und verbessert werden kann. Der berühmte amerikanische Informatiker Donald Knuth hat deshalb schon vor drei Jahrzehnten vorgeschlagen, Programme als Literatur zu betrachten, so wie Romane und Theaterstücke. Nicht nur Korrektheit und Effizienz, auch die Lesbarkeit ist ein Qualitätsmerkmal.

• Programme können mit Python nachweislich in kürzerer Zeit entwickelt werden als mit anderen Programmiersprachen. Das macht Python nicht nur für die Software-Industrie interessant; auch Universitäten verwenden immer häufiger Python, weil so weniger Zeit für den Lehrstoff benötigt wird.

1.2  IDLE‌

Zur Standardinstallation von Python gehört eine integrierte Entwicklungsumgebung namens Idle. Der Name erinnert an den englischen Schauspieler, Autor und Komponisten Eric Idle, ein Mitglied der Comedy-Gruppe Monty Python.

Idle ist nicht (mehr) in der Standarddistribution von Raspberry Pi OS enthalten. Sie können es aber in wenigen Schritten installieren:

• Klicken Sie oben links auf den Startbutton mit der Himbeere, dann auf Einstellungen und dann auf Add/Remove Software (Software hinzufügen oder entfernen). Es erscheint ein Fenster wie in Abbildung 1.1.

• Geben Sie oben links als Suchbegriff Idle ein und drücken Sie Enter. Es erscheint eine Liste von Software-Angeboten.

• Rollen Sie etwas herunter und wählen Sie eine Idle-Version, indem Sie die Checkbox vor dem Eintrag anklicken.

• Klicken Sie unten rechts auf OK.

• Zur Sicherheit müssen Sie im Authentifizierungsfenster Ihr Passwort eingeben.

• Dann wird IDLE installiert.

Klicken Sie oben links auf den Startbutton mit der Himbeere und öffnen Sie das Untermenü Entwicklung. Sie sehen, dass das Menü einen neuen Eintrag enthält, z.B.: Idle (using Python 3.11). Wenn Sie diesen Eintrag anklicken, öffnet sich die Entwicklungsumgebung. Beachten Sie, dass die Python-Version von Ihrem Raspberry-Pi-Modell abhängt. Auf dem kleinen RPi Zero kann eine ältere Version installiert sein als auf dem RPi 5.

IDLE besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten:

• Die IDLE-Shell‌. Wenn Sie IDLE starten, öffnet sich zuerst das IDLE-Shell-Fenster. Die Shell ist eine Anwendung, mit der Sie direkt mit dem Python-Interpreter kommunizieren können: Sie können auf der Kommandozeile einzelne Python-Anweisungen eingeben und ausführen lassen. Ein Python-Programm, das eine Bildschirmausgabe liefert, gibt diese in einem Shell-Fenster aus.

• Der Programmeditor. Das ist eine Art Textverarbeitungsprogramm zum Schreiben von Programmen. Sie starten den Programmeditor vom Shell-Fenster aus (File|New File).

• Der Debugger. Er dient dazu, den Lauf eines Programms zu kontrollieren und zu überwachen, um logische Fehler zu finden.

Neben IDLE gibt es natürlich noch viele andere Entwicklungsumgebungen für Python. Auf dem RPi sind standardmäßig noch Geany und Thonny installiert.