Einführung

Lerne den Hack­schu­le Work­space kennen und finde dich in der Ent­wick­lungs­um­ge­bung zurecht. Hier erfährst du, wie du Projekte und Da­tei­en organisierst, deine Arbeit speicherst und mit Tutorials und Checkpoints sicher experimentieren kannst.

Was ist der Hack­schu­le Work­space?

Was ist der Hack­schu­le Work­space?

Der Hack­schu­le Work­space ist eine Ent­wick­lungs­um­ge­bung im Browser. Du kannst Pro­gramme schreiben, Web­sei­ten erstellen und Projekte bearbeiten, ohne vorher Software installieren zu müssen. Der Work­space basiert auf Visual Studio Code, einem Code-Editor, der von vielen Entwicklerinnen und Entwicklern ver­wen­det wird. Er wur­de für den Einsatz in der Schule vorbereitet und enthält bereits nützliche Werkzeuge, Pro­gram­mier­spra­chen und Er­wei­te­rungen.

Die Basics

Die Basics

Eine kleine Tour durch die Be­nut­zer­ober­flä­che von Visual Studio Code, gefolgt von grund­le­gen­den Hinweisen zur Arbeit mit Da­tei­en, Ordnern und Projekten. Lerne wichtige Short­cuts und Funk­tio­nen zum Bearbeiten von Text kennen und erfahre, wie du mit Checkpoints sichere Zwischenstände deiner Arbeit anlegst.

Grafik und Medien

Erzeuge Bilder, Ani­ma­tio­nen und räumliche Szenen mit selbst geschriebenem Code. Dabei beschäftigst du dich mit Pixeln, Farben, Formen, Koordinaten und 3D-Geometrie – und kannst sogar einen Blick in das Innere einer Bilddatei werfen.

Pixelgrafik programmieren

Pixelgrafik programmieren

In diesem Kapitel lernst du, wie du Pixelgrafiken programmieren kannst. Dazu installieren wir das Paket »Pixelflow Canvas« und erstellen ein erstes Bild mit einer hügeligen Wiese aus Bézierkurven und einem Regenbogen aus konzentrischen Krei­sen.

Feueranimation

Feueranimation

»Demos« nannte man in der 90er Jah­ren kleine Pro­gramme, die spek­ta­ku­läre Gra­fi­ken und Musik auf dem Bildschirm dar­stell­ten und dabei die Grenzen der verfügbaren Hardware ausreizten. Die Demoszene ist eine Sub­kul­tur, die sich um die Ent­wick­lung von Demos und die Organisation von Demopartys dreht. In diesem Tutorial programmieren wir eine kleine Feueranimation in Ruby, die in der Demoszene relativ beliebt ist.

3D-Grafik mit Anaglyphen

3D-Grafik mit Anaglyphen

Anaglyphen sind Bilder, bei denen zwei Bilder in verschiedenen Farben übereinandergelegt werden, um einen 3D-Effekt zu erzeugen. Farbfilter in der 3D-Brille trennen die beiden Bilder, sodass jedes Auge nur eines der Bilder sieht. Dadurch entsteht der Eindruck von Tiefe und räumlicher Wahrnehmung. In diesem Tutorial lernst du, wie du verschiedene Körper in 3D mit Anaglyphen darstellen kannst.

Texte, Geschichten und Präsentationen

Com­puter können Texte nicht nur anzeigen, sondern auch strukturieren, gestalten und in inter­ak­ti­ve Erlebnisse verwandeln. Erstelle Do­ku­mente, Präsentationen und verzweigte Geschichten, in denen Leserinnen und Leser eigene Entscheidungen treffen können.

Do­ku­mente schreiben mit LaTeX

Do­ku­mente schreiben mit LaTeX

In diesem Tutorial lernst du LaTeX kennen – ein Werkzeug, mit dem man Texte nicht „zu­sammen­schiebt“, sondern strukturiert be­schreibt. Anstatt Schriftgrößen, Abstände und Formatierungen per Hand einzustellen, sagst du LaTeX, was etwas ist (Überschrift, Absatz, Tabelle, Formel) – und LaTeX kümmert sich darum, wie es aussieht.

Eine Präsentation in HTML erstellen

Eine Präsentation in HTML erstellen

Erstelle eine Präsentation mit shower.js in HTML und CSS. Mach dich un­ab­hän­gig von Power­Point und Keynote und erstelle eine Präsentation, die in jedem modernen Browser vom Stick oder von der Cloud aus funktioniert.

Webseiten, Apps und Schnittstellen

Entwickle Web­sei­ten und inter­ak­ti­ve An­wen­dun­gen, die direkt im Browser ausgeführt werden. Lerne außerdem, wie Pro­gramme über Schnittstellen mit bestehenden Webdiensten kommunizieren und dort Aktionen auslösen können.

Statische Web­sei­ten mit HTML & CSS

Statische Web­sei­ten mit HTML & CSS

Immer, wenn du mit einem Webbrowser wie z. B. Fire­fox, Chrome oder Safari eine Webseite aufrufst, siehst du eine HTML-Seite. HTML ist die Abkürzung für Hypertext Markup Language und ist die Spra­che, mit der Web­sei­ten erstellt werden. HTML ist eine Auszeichnungssprache, die es er­mög­licht, Inhalte in einem strukturierten Format dar­zu­stel­len.

Frontend-Ent­wick­lung mit Svelte

Frontend-Ent­wick­lung mit Svelte

In diesem Tutorial werden wir die Grundlagen von Svelte ken­nen­ler­nen und eine einfache Anwendung erstellen. Svelte ist ein modernes Frontend-Frame­work, das es dir er­mög­licht, inter­ak­ti­ve Web­sei­ten zu erstellen. Du kannst damit z. B. kleine Spiele oder Web­an­wen­dun­gen entwickeln. In diesem Tutorial werden wir einen »Rubik's Cube Timer« programmieren – also eine Stoppuhr, die die Zeit misst, die du für das Lösen eines Rubik's Cube benötigst.

Hades in der Altgriechisch-App

Hades in der Altgriechisch-App

Falls du die Altgriechisch-App nutzt, hast du sicherlich schon einige Aufgaben gelöst und die gewonnen Drachmen in Götter eingetauscht. Es gibt jedoch einen Gott, den du nicht im Shop kaufen kannst, sondern nur durch eine bestimmte HTTP-POST-Anfrage erhältst. In diesem Artikel erfährst du, wie du Hades mit Hilfe eines kleinen Ruby-Skripts freischalten kannst.

Daten, KI und Sicherheit

Speichere und durchsuche größere Datenmengen, entwickle eigene Da­ten­ban­ken und untersuche typische Sicherheitsprobleme. In weiteren Experimenten erfährst du, wie Com­puter aus Beispieldaten Muster erkennen können.

Einführung in SQL

Einführung in SQL

In diesem Kapitel lernst du, wie du MySQL-Da­ten­ban­ken abfragen kannst. Dazu verwenden wir die Pro­gram­mier­spra­che SQL, die spe­ziell für Da­ten­ban­ken ent­wick­elt wur­de. SQL steht für Structured Query Language und wird aus­ge­spro­chen wie »Sequel«.

Video­thek mit MySQL

Video­thek mit MySQL

In diesem Kapitel ent­wick­elst du eine Da­ten­bank für eine Video­thek, indem du ein Entity-Re­la­tion­ship-Dia­gramm erstellst und dieses in eine relationale Da­ten­bank überführst. Anschließend lädst du Beispieldaten in die Da­ten­bank und führst erste Abfragen durch. Das Datenmodell wird anschließend Schritt für Schritt erweitert.

SQL Injection

SQL Injection

In diesem Kapitel lernst du, wie Angreifer durch geschickte Manipulation von Nutzereingaben in Webformularen Zugriff auf Da­ten­ban­ken erlangen können. Dies funktioniert, wenn die Software, die die Eingaben verar­bei­tet, nicht sorgfältig genug programmiert wur­de. Dazu werden wir uns zuerst eine neue Da­ten­bank für unser Experiment anlegen, die wir dann mit einigen Testdaten füllen.

Fortgeschrittene Experimente

Trainiere ein neu­ro­na­les Netzwerk

Trainiere ein neu­ro­na­les Netzwerk

In diesem Experiment lernst du, wie du ein neu­ro­na­les Netzwerk trai­nierst, das deine hand­ge­schrie­ben­en Ziffern er­kennt. Dazu verwendest du TensorFlow und Keras, zwei Bi­blio­theken für ma­schi­nel­les Lernen in Python.

Eine JPEG-Datei decodieren

Eine JPEG-Datei decodieren

Das JPEG-Format (Joint Photographic Experts Group) ist ein weit verbreitetes Bildformat, das hauptsächlich für die Komprimierung von Fotografien und realistischen Bildern ver­wen­det wird. Es wur­de in den frühen 1990er Jah­ren ent­wick­elt und bietet eine ef­fi­zien­te Methode zur Reduzierung der Dateigröße von Bildern, während gleichzeitig eine akzeptable Bildqualität beibehalten wird. JPEG ver­wen­det eine verlustbehaftete Komprimierungstechnik, bei der bestimmte Bildinformationen entfernt werden, um die Dateigröße zu verringern. Dies führt zu einer gewissen Qualitätsminderung, die jedoch oft nicht sichtbar ist, insbesondere bei höheren Qualitätsstufen.

Computer, Terminal und Zusammenarbeit

Arbeite mit Da­tei­en und Pro­grammen über das Ter­mi­nal und entdecke, wie Com­puter über Netzwerke miteinander kommunizieren. Mit Git kannst du Änderungen an deinen Projekten nachvollziehen, frühere Stände wiederherstellen und gemeinsam mit anderen daran arbeiten.

Da­tei­en und Verzeichnisse

Da­tei­en und Verzeichnisse

In diesem Kapitel lernst du, wie du mit Da­tei­en und Ver­zeich­nis­sen im Ter­mi­nal arbeiten kannst. Wir werden einige der wich­tig­sten Befehle ken­nen­ler­nen, die wir verwenden können, um Da­tei­en und Verzeichnisse zu erstellen, zu löschen, zu kopieren, zu verschieben und zu bearbeiten. Wir werden auch lernen, wie wir den Inhalt von Da­tei­en anzeigen und analysieren können.

TCP/IP-Verbindungen

TCP/IP-Verbindungen

In diesem Kapitel lernst du, wie du mit Linux Netz­werk­ver­bin­dun­gen auf­baust und mit anderen Rechnern kommunizierst. Du wirst lernen, wie du die IP-Adresse deines Com­puters herausfindest, wie du andere Rechner im Netzwerk anpingst, Da­tei­en mit wget herunterlädst und mit curl APIs abfragst. Außerdem wirst du lernen, wie du mit netcat chatten kannst.

Versionsverwaltung mit Git

Versionsverwaltung mit Git

Git ist ein Ver­sions­ver­wal­tungs­sys­tem, das von Linus Torvalds ent­wick­elt wur­de, also ein Werkzeug, mit dem Änderungen an Da­tei­en über längere Zeit hinweg nachvollziehbar gespeichert werden können. Es wird zur Verwaltung von Quellcode in Soft­ware­pro­jekten ein­ge­setzt und gehört heute zu den bekanntesten und am weitesten verbreiteten Werkzeugen dieser Art. Der eigentliche Nutzen von Git zeigt sich jedoch erst, wenn man selbst an größeren Texten oder Pro­grammen ar­bei­tet und dabei immer wieder Änderungen vornimmt. Oft möchte man etwas ausprobieren, eine Idee testen oder einen Fehler beheben – und merkt später, dass es doch nicht die richtige Lösung war. Ohne ein Werkzeug wie Git ist es dann schwierig, zu einem früheren, funktionierenden Stand zurückzukehren oder überhaupt noch nachzuvollziehen, was sich wann geändert hat.

Programmiersprachen

Hier findest du kurze, praktische Ein­füh­run­gen in verschiedene Pro­gram­mier­spra­chen. Du be­kommst jeweils drei Beispiele für Pro­gramme gezeigt, die du direkt im Work­space ausprobieren kannst: ein einfaches »Hello, World!«, ein Programm, das eine Zahl einliest und in ihre Primfaktoren zerlegt, und ein Programm, das den Bubblesort-Al­go­rith­mus demonstriert. Finde deine Lieblingssprache!

Fortran (1957)

Fortran (1957)

FORTRAN, kurz für "Formula Trans­la­tion," wur­de 1957 von John Backus bei IBM ent­wick­elt und ist eine der ältesten Pro­gram­mier­spra­chen. Sie wur­de ur­sprüng­lich für wissen­schaft­li­che und tech­ni­sche An­wen­dun­gen ent­wick­elt und wird heute noch in diesen Be­rei­chen ein­ge­setzt. Fortran ist eine imperative Pro­gram­mier­spra­che, die spe­ziell für numerische Berechnungen optimiert ist. Sie bietet eine Vielzahl von Funk­tio­nen und Bi­blio­theken für mathematische und wissen­schaft­li­che Berechnungen.

COBOL (1959)

COBOL (1959)

COBOL (Common Busi­ness-Oriented Language) wur­de 1959 von Grace Hopper ent­wick­elt. Es war die erste Pro­gram­mier­spra­che, die spe­ziell für Ge­schäfts­an­wen­dun­gen ent­wick­elt wur­de. COBOL ist eine imperative Pro­gram­mier­spra­che, die für die Verarbeitung von Daten in Form von Datensätzen optimiert ist. Trotz ihres hohen Alters wird die Pro­gram­mier­spra­che COBOL immer noch in der Un­ter­neh­mens­soft­ware­ent­wick­lung ein­ge­setzt.

BASIC (1964)

BASIC (1964)

BASIC ist eine Pro­gram­mier­spra­che, die in den 1960er Jah­ren von John G. Kemeny und Thomas E. Kurtz am Dartmouth College ent­wick­elt wur­de. Sie wur­de ur­sprüng­lich für Anfänger ent­wick­elt, um das Pro­gram­mier­en zu er­ler­nen. Der Name BASIC steht für "Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code". BASIC wur­de in den 1970er und 1980er Jah­ren auf vielen Heimcomputern ein­ge­setzt. Es gibt viele verschiedene Versionen von BASIC, da­run­ter Micro­soft BASIC, Commo­dore BASIC und Sinclair BASIC.

Pascal (1970)

Pascal (1970)

Die Pro­gram­mier­spra­che Pascal wur­de 1970 von Niklaus Wirth ent­wick­elt und ist eine imperative und strukturierte Pro­gram­mier­spra­che. Pascal wur­de ur­sprüng­lich als Spra­che für die Lehre ent­wick­elt und hat eine klare und einfache Syntax. Die Spra­che wur­de nach dem französischen Mathe­ma­ti­ker und Philosophen Blaise Pascal benannt.

C (1972)

C (1972)

Die Pro­gram­mier­spra­che C wur­de in den frühen 1970er Jah­ren von Dennis Ritchie bei Bell Labs ent­wick­elt, um das Unix-Betriebssystem zu implementieren. C wur­de für die Sys­tem­pro­gram­mie­rung und die Ent­wick­lung von Be­triebs­sys­te­men ver­wen­det, wo­bei Unix eines der bekanntesten Beispiele ist. Weitere bekannte Soft­ware­pro­jekte, die in C geschrieben wur­den, sind der Linux-Kernel, der Webserver Apache, der Python-Interpreter und das 3D-Com­puterspiele wie Doom.

Smalltalk (1980)

Smalltalk (1980)

Smalltalk wur­de in den 1970er Jah­ren von Alan Kay, Adele Goldberg und Dan Ingalls am Xerox Palo Alto Research Center (PARC) ent­wick­elt und gilt als eine der ersten ob­jekt­orien­tierten Pro­gram­mier­spra­chen. Smalltalk wur­de ur­sprüng­lich für die Ent­wick­lung von grafischen Be­nut­zer­ober­flä­chen und inter­ak­ti­ven An­wen­dun­gen ver­wen­det.

C++ (1983)

C++ (1983)

C++ wur­de in den frühen 1980er Jah­ren von Bjarne Strou­strup als Er­wei­te­rung der Pro­gram­mier­spra­che C ent­wick­elt, um ob­jekt­orien­tierte Pro­gram­mier­kon­zep­te zu unterstützen und gleichzeitig die Ef­fi­zienz und Leis­tungs­fä­hig­keit von C bei­zu­be­hal­ten. C++ wur­de in zahlreichen be­kann­ten Soft­ware­pro­jekten ver­wen­det, da­run­ter die Ent­wick­lung des Betriebssystems Micro­soft Win­dows, der Webbrowser Mozilla Fire­fox, das Grafik-Rendering-Frame­work Unreal Engine und die Da­ten­banksoftware MySQL.

Common Lisp (1984)

Common Lisp (1984)

Lisp, ent­wick­elt 1958 von John McCarthy am Mas­sa­chu­setts In­sti­tute of Tech­no­logy (MIT), ist eine der ältesten Pro­gram­mier­spra­chen und basiert auf der rekursiven Funk­tions­theo­rie. Lisp wur­de vor allem in der Künstlichen In­tel­li­genz (KI) ein­ge­setzt, mit be­kann­ten An­wen­dun­gen wie dem Ex­per­ten­sys­tem DENDRAL und dem KI-Frame­work Cyc. Heutzutage ist Lisp immer noch relevant, insbesondere in der Forschung und in spe­zia­li­sier­ten Be­rei­chen der Soft­ware­ent­wick­lung. Dialekte wie Common Lisp und Scheme werden weiterhin für ihre Flexi­bi­li­tät und mächtigen Makrosysteme geschätzt, die es ermöglichen, komplexe Pro­gramme effizient zu entwickeln und zu erweitern.

Python (1991)

Python (1991)

Python, ent­wick­elt von Guido van Ros­sum und erst­mals 1991 ver­öffent­licht, ist eine der be­lieb­testen Pro­gram­mier­spra­chen der Welt. Python wird auf­grund seiner Ein­fach­heit und Les­bar­keit in vielen Be­rei­chen ein­ge­setzt, da­run­ter Web­ent­wick­lung, Datenanalyse, künstliche In­tel­li­genz und ma­schi­nel­les Lernen.

Lua (1993)

Lua (1993)

Lua, ent­wick­elt in den frühen 1990er Jah­ren von Waldemar Celes, Roberto Ierusalimschy und Luiz Henrique de Figueiredo in Brasilien, ist eine leichte, eingebettete Skript­spra­che, die für ihre Ein­fach­heit und Ef­fi­zienz bekannt ist.

Ruby (1995)

Ruby (1995)

Ruby, ent­wick­elt Mitte der 1990er Jahre von Yukihiro "Matz" Matsumoto, ist eine dynamische, ob­jekt­orien­tierte Pro­gram­mier­spra­che, die für ihre Ein­fach­heit und Pro­duk­ti­vi­tät bekannt ist.

Java (1995)

Java (1995)

Java, ent­wick­elt von James Gosling und seinem Team bei Sun Microsystems und erst­mals 1995 ver­öffent­licht, ist eine ob­jekt­orien­tierte Pro­gram­mier­spra­che, die für ihre Plattformun­ab­hän­gigkeit bekannt ist.

JavaScript (1995)

JavaScript (1995)

JavaScript, ent­wick­elt 1995 von Bren­dan Eich bei Net­scape, ist eine dynamische Pro­gram­mier­spra­che, die ur­sprüng­lich zur Erstellung inter­ak­ti­ver und dynamischer Inhalte auf Web­sei­ten ver­wen­det wur­de.

Netwide Assemb­ler (1996)

Netwide Assemb­ler (1996)

Assemb­ler ist eine ma­schi­nen­na­he Pro­gram­mier­spra­che, die direkt auf der Ma­schi­nen­ebene ar­bei­tet und es er­mög­licht, Pro­gramme zu schreiben, die von der CPU direkt ausgeführt werden.

C# (2000)

C# (2000)

C#, ent­wick­elt von Anders Heijlsberg und seinem Team bei Micro­soft und erst­mals im Jahr 2000 ver­öffent­licht, ist eine moderne, ob­jekt­orien­tierte Pro­gram­mier­spra­che, die Teil des .NET-Frame­works ist.

Go (2009)

Go (2009)

Go, auch bekannt als Golang, wur­de 2009 von Robert Griesemer, Rob Pike und Ken Thompson bei Google ent­wick­elt. Die Pro­gram­mier­spra­che wur­de für die Ent­wick­lung von Sys­tem­soft­ware und Web­an­wen­dun­gen kon­zi­piert und zeichnet sich durch ihre einfache Syntax, ef­fi­zien­te Kompilierung und integrierte Unterstützung für Nebenläufigkeit aus.

Dart (2011)

Dart (2011)

Dart, ent­wick­elt von Lars Bak und Kaspar Lund bei Google und erst­mals 2011 ver­öffent­licht, ist eine ob­jekt­orien­tierte Pro­gram­mier­spra­che, die für die Ent­wick­lung von Web- und mo­bi­len An­wen­dun­gen kon­zi­piert wur­de. Dart wird häufig in Verbindung mit dem Frame­work Flutter ver­wen­det, das es er­mög­licht, platt­form­über­grei­fen­de mobile An­wen­dun­gen mit einer einzigen Codebasis zu erstellen.

Rust (2012)

Rust (2012)

Rust, ent­wick­elt von Graydon Hoare und erst­mals 2015 ver­öffent­licht, ist eine kompilierte Pro­gram­mier­spra­che, die für die Ent­wick­lung von Sys­tem­soft­ware und Web­an­wen­dun­gen kon­zi­piert wur­de. Rust legt be­son­de­ren Wert auf Sicherheit, Geschwindigkeit und Pa­ral­le­li­tät, was sie ideal für die Ent­wick­lung von Be­triebs­sys­te­men, Browser-Engines und anderen leistungsintensiven An­wen­dun­gen macht.