1. Lektion: Mit Phyton und Thonny vertraut machen - REPL

Über den Kurs Teil 1

Dieser Kurs ist für Programmieranfänger gedacht. Er bietet aber keine oberflächliche Übersicht, sondern soll den Teilnehmern ermöglichen eigene Programme zu schreiben und sich selbstständig weitere Eigenschaften von Phyton/Microphyton zu erarbeiten. Dazu ist es erforderlich selbst zu programmieren. Nur vom Zuschauen kann man keine Programmiersprache lernen. Deshalb wird zu jedem Thema eine Übung angeboten, die es den Teilnehmern ermöglicht sich mit dem Thema vertraut zu machen. Es ist sicherlich sehr hilfreich, wenn man zwischen den Kursabenden selbständig die Themen wiederholt und eigene Varianten ausprobiert.

Der erste Teil befasst sich mit der Sprache Microphyton. Die Inhalte sind weitgehend hardwareunabhängig und gelten überwiegend auch für das große Phyton auf dem PC.

Im zweiten Teil werden die Themen des ersten Teils vertieft und die Nutzung der integrierten und externer Hardware erarbeitet werden. Hier werden wir auch die WLAN-Fähigkeiten testen. Deshalb kommt der Raspberry Pi Pico W zum Einsatz.

Python / Micropython Übersicht

https://python.plainenglish.io/python-and-computer-programming-an-in-depth-introduction-for-beginners-702010f64a12

"Bei Python ist die unterste Sprosse der Leiter, wie bei BASIC, sehr nah am Boden.
Aber anders als bei BASIC ist die oberste Sprosse in den Wolken.
Man kann auch in Python riesige Stücke professioneller Software schreiben."

Ebon Upton in Make 5/23

Hauptmerkmale von Python

Werfen wir einen Blick auf einige der Eigenschaften von Python, die es zu einer so vielseitigen und weit verbreiteten Programmiersprache machen:

Lesbarkeit

Python ist bekannt für seine klare und lesbare Syntax, die dem Englischen sehr ähnlich ist.

Leicht zu erlernen

Die gute Lesbarkeit von Python macht es Anfängern relativ leicht, die Sprache zu erlernen und zu verstehen, was der Code bewirkt.

Vielseitigkeit

Python ist nicht auf eine bestimmte Art von Tätigkeit beschränkt, sondern kann in vielen Bereichen eingesetzt werden. Ganz gleich, ob Sie sich für Webentwicklung, Aufgabenautomatisierung oder Data Science interessieren, Python hat die richtigen Werkzeuge, um Ihnen dabei zu helfen.

Umfangreiche Bibliotheksunterstützung

Python wird mit einer umfangreichen Standardbibliothek geliefert, die vorgefertigten Code für verschiedene Aufgaben enthält und Ihnen Zeit und Mühe erspart. Darüber hinaus hat die lebhafte Python-Gemeinschaft Tausende von Paketen von Drittanbietern entwickelt, die die Funktionalität von Python noch erweitern.

Plattformunabhängigkeit

Das Tolle an der Sprache ist, dass Sie Ihren Code einmal schreiben und ihn auf jedem Betriebssystem ausführen können. Diese Eigenschaft macht Python zu einer guten Wahl, wenn Sie auf einem Computer mit mehreren Betriebssystemen arbeiten.

Interpretierte Sprache

Python ist eine interpretierte Sprache, was bedeutet, dass der Code Zeile für Zeile ausgeführt wird. Dies kann die Fehlersuche erleichtern, da Sie kleine Codeschnipsel testen können, ohne das gesamte Programm kompilieren zu müssen.

Freier und offener Quellcode

Es handelt sich auch um eine Open-Source-Sprache, was bedeutet, dass ihr Quellcode frei verfügbar ist und weitergegeben und verändert werden kann. Dies hat zu einer großen Gemeinschaft von Entwicklern geführt, die zu ihrer Entwicklung beitragen und ein großes Ökosystem von Python-Bibliotheken geschaffen haben.

Dynamischer Typ

Python ist dynamisch typisiert, d. h. Sie müssen den Datentyp einer Variablen nicht angeben, wenn Sie sie erstellen. Der Python-Interpreter schlussfolgert den Typ, wodurch der Code flexibler und leichter zu ändern ist.

Quelle: https://codegirljs.medium.com/how-to-learn-python-from-scratch-in-2023-an-expert-guide-ae95ef601528

Python ist einfach:

Hello World in C:

#include <stdio.h>
int main() {
   printf("Hello, World!");
   return 0;
}

Hello World in C++:

#include <iostream>
int main() {
    std::cout << "Hello World!";
    return 0;
}

Hello World in Java:

class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!"); 
    }
}

hello World in Python:

print('Hello, world!')

• Interpreter / Scriptsprache
• Objektorientiert
  • man muss aber nicht OOP programmieren
  • OOP-Notation findet man ständig
  • Alles ist ein Objekt
  • Identität eines Objekts mit id() ermitteln.
    • Einige Beispiele:

>>> id(1)
3
>>> id(42)
85
>>> id(print)
268776720
>>>

• Python ist aktuell Version 3.12
• Micropython basiert auf Python 3.4 und Teilen aus 3.5, seit 1.18 wurden immer mehr Funktionen aus den neueren Python Versionen übernommen (1.21 -> 3.10).
• Micropython aktuell Version 1.21
• M5Stack-Firmware basiert auf Micropython 1.12

Pythonisch

• Style Guide for Python Code (PEP8)
  • Python Enhancement Proposals = Vorschläge zur Verbesserung von Python
    • https://peps.python.org/pep-0008/
    • https://dashing-account-ee9.notion.site/PEP-8-deutsch-76118c4408714653be2a3750ed5bcf5b?pvs=4

Informationsquellen

Bei der Informationssuche ist zu beachten, dass Micropython auf Python 3 beruht. Im Netz kursieren aber auch noch Anleitungen für Python2. Diese können funktionieren, müssen aber nicht. Weiterhin sind viele Anleitungen für die neueren Python Versionen (3.10, 3.11) zu finden. Diese funktionieren meist auch nicht, weil sie Eigenschaften behandeln, die in Micropython noch nicht implementiert sind (switch, f-String). Micropython basiert auf Python 3.4 und Teilen von 3.5.

• Bücher
  • https://openbook.rheinwerk-verlag.de/python/
• Internet
  • https://docs.micropython.org/
  • https://jobtensor.com/Tutorial/Python/de/Einführung
  • https://www.python-lernen.de
  • https://www.python-kurs.eu/
  • https://lernenpython.com//
  • https://realpython.com/
  • https://www.w3schools.com/python/
  • https://www.programiz.com/python-programming
  • https://bhave.sh/

Kurs im Internet:

• https://user.phil.hhu.de/~seyffarth/classes/python2020/
  • Ein Kurs der Uni Düsseldorf zu Python mit Videos. Dieser Kurs ist von 2020, also während Corona entstanden wohl um die Studenten weiter unterrichten zu können.

Micropython installieren

Micropython kann von https://micropython.org/download/ herunter geladen werden.
Dort kann man die geeignete Version heraus suchen und downloaden.

Beim Raspberry Pi Pico W wird das .uf2 File vom PC auf den Pico hochgeladen.

Beim ESP32 kann das aufspielen des Micropython mit Thonny erfolgen.
Zum installieren von Micropython auf dem ESP32-Board muss beim Hochladen die Boot-Taste gedrückt gehalten werden.

Ein Update des Micropython kann bei beiden Geräten mit Thonny erfolgen.

Thonny

• Was ist Thonny
  • Programme für Phyton schreiben:
    • Editor
      • Windows Editor
      • notepad++
      • Sublime Text
      • Atom
    • IDE
      • Mu Editor
      • µPyCraft IDE
      • Thonny
      • PyCharm
    • Visual Studio Code

Thonny installieren

Aktuelle Version 4.1.3
Die Installation von Thonny ist ein Selbstgänger.

• Windows
  • Das Programm von https://thonny.org herunterladen
  • Programm starten
  • Lizenz akzeptieren
  • Fertig
    • Das Zielverzeichnis lässt sich nicht auswählen
    • Ältere Versionen werden überschrieben
  • Portabelversion läßt sich parallel installieren
    • Download: https://github.com/thonny/thonny/releases

Thonny kennenlernen

• Einführung in Thonny
  • Die verschiedenen Bereiche und ihre Verwendung
    • Editorfenster
    • Terminalfenster
      • Navigieren mit Hoch- und Runtertaste
    • Dateifenster
• Werkzeuge/Optionen.../Interpreter
  • Micropython installieren / updaten
    • Boot Taste drücken
  • Vor Start des Skripts Interpreter neu starten abschalten?
  • Gerät auswählen
  • System aufspielen
• Erstes Programm: Begrüßung.py

name = input('Gebe bitte Deinen Namen ein: ')
ausgabe = 'Hallo ' + name
print(ausgabe)

Python mit Thonny

Thonny bietet eine einfache Möglichkeit Module zu laden:
https://kofler.info/modulverwaltung-in-thonny/

Thonny Wiki

https://github.com/thonny/thonny/wiki

Die REPL

• Read Evaluate Print Loop / EVA
  • Interaktiv mit dem Interpreter kommunizieren.
  • "_" holt den letzten Wert

Das Filesystem von Micropython

Micropython erstellt im Flash ein Filesystem in dem mit Dateien genau so gearbeitet werden kann wie mit der Festlatte im PC. Einige dieser Funktionen werden auch von Thonny unterstützt. Weitere Funktionen befinden sich im Module os. Wer mit der Kommandozeile vertraut ist wird sich damit sofort zurecht finden. Einzelheiten dazu werden wir in einer späteren Lektion behandeln.

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