Variablen und Datentypen

Programmieren Klasse 7
  • Wie lässt sich „Variablen und Datentypen“ mit einem Modell erklären?
  • Welche Eingaben, Zustände und Sonderfälle muss das Programm eindeutig behandeln?
  • Wie kann ich meine Lösung testen und verständlich dokumentieren?

Primitive Datentypen, Variablen und Arrays

In Abhängigkeit davon, welcher Datentyp verwendet wird, werden vorhandene Daten unterschiedlich interpretiert. Folgende Möglichkeiten gibt es, um Werte zu repräsentieren.

Hinweis: Zwar werden hier die Datentypen der Programmiersprache Java verwendet, jedoch sind diese zu großen Teilen mit den Datentypen anderer Programmiersprachen identisch.

Ganzzahlige Datentypen

byte

Dieser Datentyp kann ganze Zahlen von \(-128\) bis \(127\) speichern \((8 \;\text{bit})\).

short

Eine beliebige ganze Zahl von \(-32.768\) bis \(32.767\) passt in ein short \((16 \;\text{bit})\).

int

Der Standard-Zahlentyp umfasst ganze Zahlen von \(-2.147.483.648\) bis \(2.147.483.647\) \((32 \;\text{bit})\). Für die meisten Berechnungen ist dieser Raum ausreichend, wenn man jedoch beispielsweise die Weltbevölkerung angeben will, oder etwa die Aufrufe des Videos "Gangnam-Style" auf YouTube zählen möchte, reicht der Datentyp Integer nicht aus.

long

Für Spezialfälle gibt es noch das long. Mit \(-9.223.372.036.854.775.808\) bis \(9.223.372.036.854.775.807\) \((64 \;\text{bit})\) sollte dieser Wert sogar ausreichen, um die Staatsverschuldung der gesamten westlichen Welt abzuspeichern.

Java verwendet standardmäßig int, daher müssen wir Zahlen, die über den Bereich von int hinausgehen, mit einem l oder L markieren, dazu nachher noch ein Beispiel.

Wer mit langen Zahlen arbeitet, kann, wenn er Java 7 oder eine höhere Version verwendet, Unterstriche in Zahlen verwenden: \(1000000000 = 1\_000\_000\_000\), das erhöht oftmals die Lesbarkeit.

Datentypen zur Speicherung von Gleitkommazahlen

Für Gleitkommazahlen gilt allgemein, je größer die gespeicherte Zahl, desto ungenauer der Wert.

float

Ein float kann Gleitkommazahlen abspeichern, jedoch hat auch ein float nur begrenzt Speicherplatz, worunter die Genauigkeit leidet \((32\;\text{bit})\). Da standardmäßig double verwendet wird, müssen float-Zahlen mit einem f oder F markiert werden.

double

Für Rechnungen mit Gleitkommazahlen empfehlen wir daher die Verwendung des double Datentyps. Er bietet doppelt so viel Platz wie ein float und ist normalerweise mehr als ausreichend \((64\; \text{bit})\). Double ist der Standardtyp für Gleitkommazahlen.

Boolsche Werte

boolean

Dieser Datentyp kann lediglich die Werte true (wahr) und false (unwahr) annehmen.

Zeichen

char

Für einzelne Zeichen verwendet man den Typ char. Hier stehen \(16\;\text{bit}\) zur Verfügung, das macht \(65.536\) Zeichen. Um einen Char zuzuweisen, packt man ihn in einfache Anführungszeichen 'S' oder verwendet den Dezimalwert, z.B. \(83\). Weitere Möglichkeiten einen char zuzuweisen sind Hexadezimalwerte wie 0x0053 oder Unicode: \u0053.

Zeichenketten

String

Wenn mit ganzen Zeichenketten gearbeitet werden soll, so kann man auf den String-Datentyp zurückgreifen. Eigentlich ist String kein primitiver Datentyp, jedoch handelt es sich hierbei um eine Ausnahme (Strings sind im Prinzip Arrays, also Listen von Chars). Strings werden in doppelte Anführungszeichen gesetzt: "Das ist ein String!". Außerdem können Strings eine beliebige Länge aufweisen.

Reservierte Schlüsselwörter

Einige Wörter, wie z.B. class, int oder public sind fester Bestandteil von Java, es sind reservierte Schlüsselwörter, die nicht als Variablennamen verwendet werden dürfen.

Sichtbarkeit von Variablen:

Variablen sind nur in dem Block sichtbar, in dem sie deklariert wurden:

Arrays

Die dritte Zahl ist: 0

Erklärung von Serlo Education e. V., lizenziert unter CC BY-SA 4.0 – Original bei Serlo, CC BY-SA 4.0, übernommen am 2026-09-03.

Schlau Fassung

Variablen und Datentypen Variablen benennen gespeicherte Werte. Datentypen legen fest, welche Werte und Operationen sinnvoll sind, etwa Zahl, Text oder Wahrheitswert.

Variablen und Datentypen ist in der Informatik kein isolierter Merksatz. Entscheidend ist, welche Daten oder Zustände am Anfang vorliegen, nach welcher Regel sie verarbeitet werden und wie sich das Ergebnis überprüfen lässt. Die Zeichenfolge '12' wird an '3' zu '123' angehängt, während die Zahlen 12 und 3 zu 15 addiert werden.

Beim Bearbeiten trennst du deshalb Beobachtung und Vermutung: Zuerst beschreibst du, was tatsächlich eingegeben, gespeichert, übertragen oder ausgegeben wird. Danach begründest du mit Fachbegriffen, warum der Ablauf so funktioniert.

Drei Bausteine, die du sicher können musst

Baustein 1Variable

Ein Name verweist auf einen veränderlichen Wert.

Baustein 2Kontrollstruktur

Sequenz, Auswahl und Wiederholung steuern den Ablauf.

Baustein 3Funktion

Ein benannter Teil löst eine klar begrenzte Aufgabe.

Vom Problem über den Algorithmus zum getesteten Programm
Vom Problem über den Algorithmus zum getesteten Programm

Ausgearbeitetes Beispiel

Ausgangslage: Die Zeichenfolge '12' wird an '3' zu '123' angehängt, während die Zahlen 12 und 3 zu 15 addiert werden.

  1. Modell festlegen: Benenne Eingaben, gespeicherte Werte und die gewünschte Ausgabe.
  2. Regel anwenden: Formuliere die Verarbeitung so genau, dass eine andere Person jeden Schritt wiederholen kann.
  3. Ergebnis prüfen: Vergleiche die beobachtete Wirkung mit einer vorher notierten Erwartung und untersuche mindestens einen Randfall.

Begründung: Variablen benennen gespeicherte Werte. Datentypen legen fest, welche Werte und Operationen sinnvoll sind, etwa Zahl, Text oder Wahrheitswert. Dadurch wird nicht nur das Ergebnis, sondern auch sein Zustandekommen nachvollziehbar.

So gehst du informatisch vor

1VerstehenZiel, Eingaben, Ausgaben und Grenzen als prüfbare Anforderungen notieren.
2StrukturierenDaten, Sequenzen, Bedingungen, Schleifen und Funktionen passend ordnen.
3TestenNormalfall, Randfall und Fehlereingabe mit erwarteter Ausgabe vergleichen.
MerksatzVariablen benennen gespeicherte Werte. Datentypen legen fest, welche Werte und Operationen sinnvoll sind, etwa Zahl, Text oder Wahrheitswert.
Typischer DenkfehlerDirekt Code zu schreiben spart selten Zeit. Ungeklärte Eingaben und Sonderfälle tauchen später als schwer auffindbare Programmfehler wieder auf.

Fachbegriffe in eigenen Worten

Variable
Ein Name verweist auf einen veränderlichen Wert.
Kontrollstruktur
Sequenz, Auswahl und Wiederholung steuern den Ablauf.
Funktion
Ein benannter Teil löst eine klar begrenzte Aufgabe.

Aufgaben

  1. StartBegriffe sichern: Erkläre „Variablen und Datentypen“ in mindestens vier Sätzen und verwende zwei Begriffe aus dem Glossar.
    MusterlösungVariablen benennen gespeicherte Werte. Datentypen legen fest, welche Werte und Operationen sinnvoll sind, etwa Zahl, Text oder Wahrheitswert. Die Zeichenfolge '12' wird an '3' zu '123' angehängt, während die Zahlen 12 und 3 zu 15 addiert werden. Eine vollständige Antwort benennt zusätzlich Eingabe oder Ausgangszustand, Verarbeitung und überprüfbares Ergebnis.
  2. OrdnenModell bilden: Zerlege das Beispiel der Seite in Ausgangslage, Regel, Ergebnis und Test.
    MusterlösungAusgangslage: die im Beispiel genannten Daten oder Geräte. Regel: der beschriebene Verarbeitungsschritt. Ergebnis: die sichtbare Wirkung. Test: ein normaler Fall und ein bewusst veränderter Randfall.
  3. AnwendenSelbst lösen: Formuliere für einen Punkte-Rechner Eingaben, Ausgabe, zwei Regeln und drei Testfälle.
    MusterlösungZum Beispiel: Punkte und Maximalpunktzahl als Zahlen; Ausgabe Prozentwert; Maximalpunktzahl muss positiv sein; Punkte liegen zwischen 0 und Maximum. Tests: normaler Wert, 0 Punkte, ungültiger Wert über Maximum.
  4. FehlersucheDiagnose: Verändere im Beispiel genau eine Voraussetzung. Sage vorher, welche Wirkung du erwartest, und begründe sie.
    LösungshinweisEine gute Lösung benennt die veränderte Voraussetzung, den betroffenen Verarbeitungsschritt und eine beobachtbare Ausgabe. Mehrere Dinge gleichzeitig zu ändern erlaubt keine eindeutige Ursache.
  5. TransferNeuer Zusammenhang: Finde ein zweites Beispiel aus Schule oder Alltag und erkläre Gemeinsamkeit sowie Unterschied.
    LösungshinweisNutze dieselben Fachbegriffe, aber übertrage sie auf andere Daten, Geräte oder Regeln. Der Unterschied muss fachlich relevant sein und darf nicht nur den Namen betreffen.
  6. ProfiVertiefung: Zerlege ein längeres Programm in drei Funktionen und begründe jede Schnittstelle.
    LösungshinweisJede Funktion sollte eine klar benennbare Aufgabe besitzen und ihr Ergebnis zurückgeben, statt fremde Zustände versteckt zu verändern.

Weiterführende Aufgaben

Mini-ProjektEntwickelt einen kleinen Alltagshelfer. Erstellt Anforderungsliste, Pseudocode, Testtabelle und anschließend eine funktionsfähige Umsetzung.

Abgabe in fünf Teilen

  1. Ziel: Ein Satz, der messbar sagt, was funktionieren soll.
  2. Plan: Skizze, Ablaufplan, Tabelle oder Pseudocode.
  3. Produkt: Programm, Modell, Untersuchung oder dokumentierter Versuch.
  4. Tests: Normalfall, Randfall und mindestens ein absichtlich provozierter Fehler.
  5. Reflexion: Gefundener Fehler, vorgenommene Verbesserung und nächster sinnvoller Schritt.
Bewertungsraster für Partnerfeedback
  • Fachlich richtig und mit passenden Begriffen erklärt
  • Plan und Ergebnis stimmen sichtbar überein
  • Tests sind reproduzierbar dokumentiert
  • Quellen, Bilder und fremde Hilfen sind angegeben

Material & Links

Informatik 7 - Arbeitsheft mit Lösungen
Arbeitsblatt
Druckfertige SchlauStart-Aufgaben zu allen Themen der Klassenstufe.
SchlauStart · Eigenmaterial

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