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Programmieren für technische Aufgaben – Eingaben validieren und Fehler behandeln

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Programmieren für technische Aufgaben – Eingaben validieren und Fehler behandeln

Zielgruppe: Ausbildung in technischen und IT-Berufen

Niveau: Grundlagen bis Anwendung

Dauer: ca. 60–90 Minuten

Programmiersprache: Python 3.10 oder neuer

Lernform: Kurze Lerneinheiten, interaktive Aufgaben, lokale Programmierübungen und automatisierte Tests

Einleitung

Was passiert, wenn ein Prüfprogramm statt einer Temperatur die Eingabe „abc“ erhält? Oder wenn ein Messwert außerhalb des erlaubten Bereichs liegt?

Du lernst, Eingaben zu prüfen, Fehler gezielt zu behandeln und verständliche Rückmeldungen zu erzeugen.

Dein Ausbildungsprojekt: Entwickle ein kleines Prüfprogramm für einen fiktiven Temperaturprüfstand.

Wichtig: Du verwendest ausschließlich erfundene Übungswerte. Die Temperaturgrenzen sind keine Grenzwerte realer Maschinen. Das Programm liest keine Sensoren aus und steuert keine Geräte.

Deine Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du:

Eingaben validieren: Fehlende, falsch formatierte und unzulässige Werte erkennen.
Datentypen: Texte in Zahlen umwandeln und Konvertierungsfehler behandeln.
Fehler behandeln: Mit try, except und ValueError arbeiten.
Grenzwerte testen: Gültige und ungültige Werte systematisch unterscheiden.
Automatisiert testen: Mit unittest wiederholbare Prüfungen durchführen.
Verständlich kommunizieren: Hilfreiche Fehlermeldungen formulieren.

Ausbildungsfall: Der fiktive Temperaturprüfstand

Ein Ausbildungsbetrieb entwickelt ein Übungsprogramm zur Dokumentation von Temperaturwerten.

Für das Beispiel gelten folgende Anforderungen:

Merkmal	Übungsvorgabe
Eingabe	Temperatur als Text
Erlaubter Bereich	10 bis 60 °C
Untergrenze	10 °C ist erlaubt
Obergrenze	60 °C ist erlaubt
Dezimaltrennzeichen	Komma oder Punkt
Ungültige Eingabe	Zurückweisen und erklären
Testdaten	Ausschließlich fiktiv

Dein Auftrag: Nur gültige Werte werden bestätigt. Ungültige Werte führen zu einer verständlichen Fehlermeldung und können erneut eingegeben werden.

Datenvisualisierung: Was ist gültig?

9,9 °C	10 °C	23,5 °C	60 °C	60,1 °C
❌ Zu niedrig	✅ Gültig	✅ Gültig	✅ Gültig	❌ Zu hoch

Merksatz: Beide Grenzen gehören zum erlaubten Bereich.

Lerneinheit 1: Eingaben verstehen

Lernzeit: 5 Minuten

Eine Tastatureingabe wird in Python mit input() zunächst als Text eingelesen.

eingabe = input("Temperatur eingeben: ")
print("Deine Eingabe:", eingabe)

Gib nacheinander die fiktiven Werte 25, abc und eine leere Eingabe ein.

Beobachtung: Ohne Prüfung akzeptiert das Programm jede dieser Eingaben zunächst als Text.

Drei wichtige Prüfungen

Prüfung	Leitfrage	Beispiel
Vollständigkeit	Ist etwas eingegeben worden?	Leere Eingabe
Format	Lässt sich eine Zahl bilden?	abc
Wertebereich	Liegt die Zahl innerhalb der Grenzen?	75

Ablaufdiagramm

Die Grundidee:

Eingabe → Prüfung → Entscheidung → Bestätigung oder Fehlermeldung.

Ein Ablaufdiagramm macht sichtbar, wann ein Programm weiterarbeiten darf und wann eine erneute Eingabe nötig ist.

Basisaufgabe mit Feedback

Aufgabe: Entscheide, ob „abc“, „25“ und eine leere Eingabe als gültige Temperaturen verarbeitet werden dürfen.

Feedback: Nur „25“ darf verarbeitet werden. „abc“ ist keine Zahl und bei der leeren Eingabe fehlt der Wert. Das ist wichtig, weil die spätere Bereichsprüfung eine verwendbare Zahl benötigt.

Lerneinheit 2: Eingaben umwandeln

Lernzeit: 7 Minuten

Das Programm soll sowohl 23.5 als auch 23,5 verstehen.

from decimal import Decimal, InvalidOperation

eingabe = "23,5"
text = eingabe.strip().replace(",", ".")

try:
    temperatur = Decimal(text)
    print("Zahl:", temperatur)
except InvalidOperation:
    print("Fehler: Bitte gib eine Zahl ein.")

Das passiert:

strip() entfernt Leerzeichen am Anfang und Ende.
replace() vereinheitlicht das Dezimaltrennzeichen.
Decimal() erzeugt einen Dezimalwert.
except behandelt eine fehlgeschlagene Umwandlung.

Bei fehlendem Text ist zusätzlich eine eigene Prüfung notwendig.

Video: Fehlerbehandlung in Python

Videoauftrag: Achte darauf, welchen Unterschied try und except machen.

Lerneinheit 3: Bedingungen und Grenzwerte

Lernzeit: 5 Minuten

Mit einer Bedingung entscheidet das Programm, ob ein Wert zulässig ist.

temperatur = 23.5

if 10 <= temperatur <= 60:
    print("OK: Wert ist gültig.")
else:
    print("Fehler: Wert außerhalb des Bereichs.")

Wichtig: Die Bedingung verwendet <= und lässt dadurch beide Grenzwerte zu.

Anwendung: Grenzwerttabelle

Eingabe	Erwartetes Ergebnis	Begründung
9.99	❌ Abweisen	Unterhalb der Untergrenze
10	✅ Akzeptieren	Untergrenze eingeschlossen
35	✅ Akzeptieren	Innerhalb des Bereichs
60	✅ Akzeptieren	Obergrenze eingeschlossen
60.01	❌ Abweisen	Oberhalb der Obergrenze

Feedback: Teste besonders unmittelbar neben den Grenzen. Dort werden Fehler durch falsche Vergleichsoperatoren häufig sichtbar.

Lerneinheit 4: Das vollständige lokale Prüfprogramm

Lernzeit: 15 Minuten

Jetzt entwickelst Du das Programm mit Eingabevalidierung und gezielter Fehlerbehandlung.

Lokale Testumgebung:

Erstelle auf Deinem Computer einen neuen Übungsordner.
Speichere den folgenden Code als pruefwert.py.
Verwende Python 3.10 oder neuer.
Nutze ausschließlich fiktive Daten.
Stelle keine Verbindung zu Maschinen, Sensoren, Kundensystemen oder fremden Netzwerken her.

Datei: pruefwert.py

from decimal import Decimal, InvalidOperation

MIN_C = Decimal("10")
MAX_C = Decimal("60")


def pruefen(eingabe: str) -> Decimal:
    text = eingabe.strip().replace(",", ".")

    if not text:
        raise ValueError(
            "Bitte gib einen Temperaturwert ein."
        )

    if len(text) > 30:
        raise ValueError(
            "Die Eingabe ist zu lang."
        )

    try:
        wert = Decimal(text)
    except InvalidOperation as exc:
        raise ValueError(
            "Bitte gib eine Zahl an, z. B. 23,5."
        ) from exc

    if not wert.is_finite():
        raise ValueError(
            "Bitte gib einen endlichen Zahlenwert ein."
        )

    if not MIN_C <= wert <= MAX_C:
        raise ValueError(
            "Erlaubt sind nur 10 bis 60 °C."
        )

    return wert


def main() -> None:
    print(
        "Lokaler Übungs-Prüfstand "
        "(nur fiktive Werte)."
    )

    while True:
        try:
            roh = input(
                "Temperatur in °C (Ende: q): "
            )
        except (EOFError, KeyboardInterrupt):
            print("\nEingabe beendet.")
            break

        if roh.strip().lower() == "q":
            print("Eingabe beendet.")
            break

        try:
            wert = pruefen(roh)
        except ValueError as fehler:
            print(f"Fehler: {fehler}")
        else:
            print(
                f"OK: {wert} °C "
                "ist im Übungsbereich."
            )


if __name__ == "__main__":
    main()

Programm lokal starten

Öffne ein Terminal im Übungsordner.

python -I -B pruefwert.py

Unter manchen Systemen heißt der Python-Befehl python3 oder py.

Hinweis: Die Option -I aktiviert einen isolierten Python-Modus. Sie ist kein vollständiger Sicherheits-Sandbox- oder Netzwerkschutz. Das Übungsprogramm benötigt keine Netzwerkverbindung und verwendet ausschließlich die lokale Standardbibliothek.

Interaktive lokale Testkonsole

Gib die folgenden Werte nacheinander ein:

23,5
abc
NaN
60,1
q

Erwartete Rückmeldungen:

OK: 23.5 °C ist im Übungsbereich.
Fehler: Bitte gib eine Zahl an, z. B. 23,5.
Fehler: Bitte gib einen endlichen Zahlenwert ein.
Fehler: Erlaubt sind nur 10 bis 60 °C.
Eingabe beendet.

Erklärung: Die ursprüngliche Kommaschreibweise wird intern in die Punktschreibweise umgewandelt. Die Prüfung verarbeitet niemals den ungültigen Wert als freigegebenen Messwert.

Fehler erkennen und verbessern

Eingabe	Meldung	Warum sinnvoll?
Leere Eingabe	Bitte gib einen Temperaturwert ein.	Zeigt, was fehlt
abc	Bitte gib eine Zahl an, z. B. 23,5.	Nennt ein gültiges Beispiel
NaN	Bitte gib einen endlichen Zahlenwert ein.	Verhindert die Verarbeitung eines Sonderwerts
75	Erlaubt sind nur 10 bis 60 °C.	Nennt den zulässigen Bereich

Merksatz: Eine hilfreiche Fehlermeldung erklärt das Problem und sagt, was als Nächstes zu tun ist.

Gestufte Hilfen

Hilfe 1 – Denkanstoß: Welche Prüfung muss vor dem Zahlenvergleich stattfinden?

Hilfe 2 – Ablauf: Prüfe zunächst leeren Text, dann Umwandlung und Endlichkeit und zuletzt den Wertebereich.

Hilfe 3 – Codehilfe: Verwende if not text für fehlende Eingaben, Decimal für die Umwandlung, is_finite() für Sonderwerte und raise ValueError für ungültige Werte.

Video: try, except und Fehlerarten

Beobachtungsauftrag: Unterscheide Syntaxfehler, Laufzeitfehler und logische Fehler. Welche davon kann eine gezielte Ausnahmebehandlung abfangen?

Lerneinheit 5: Automatisiert testen

Lernzeit: 12 Minuten

Mit Unit-Tests überprüfst Du automatisch, ob eine Funktion die erwarteten Ergebnisse liefert.

Die Testpyramide zeigt verschiedene Testebenen. Im Ausbildungsprojekt untersuchst Du nur die einzelne Funktion pruefen(), ohne externe Geräte oder Dienste.

Lokale Testdatei

Speichere die zweite Datei im selben Übungsordner.

Datei: test_pruefwert.py

import unittest
from decimal import Decimal
from pruefwert import pruefen


class PruefwertTest(unittest.TestCase):

    def test_gueltige_werte(self):
        faelle = [
            ("10", "10"),
            ("23,5", "23.5"),
            ("60", "60"),
            (" 25 ", "25"),
        ]

        for text, soll in faelle:
            with self.subTest(text=text):
                self.assertEqual(
                    pruefen(text),
                    Decimal(soll)
                )

    def test_ungueltige_werte(self):
        faelle = [
            "",
            "abc",
            "9.99",
            "60.01",
            "NaN",
            "Infinity",
            "1" * 31,
        ]

        for text in faelle:
            with self.subTest(text=text):
                with self.assertRaises(ValueError):
                    pruefen(text)

    def test_verstaendliche_meldung(self):
        with self.assertRaisesRegex(
            ValueError, "10 bis 60"
        ):
            pruefen("61")


if __name__ == "__main__":
    unittest.main()

Test lokal ausführen

python -B test_pruefwert.py

Bei unverändertem Beispielcode lautet das erwartete Testergebnis:

Ran 3 tests

OK

Beachte: Die drei Testmethoden enthalten insgesamt mehrere Testfälle. Die Untertests prüfen weitere einzelne Werte.

Datenvisualisierung: Zehn fiktive Eingaben

Für diese Demonstration werden vier gültige und sechs ungültige Werte betrachtet:

Gruppe	Anzahl	Visualisierung
Gültig: 10, 23,5, 42, 60	4	🟩🟩🟩🟩
Ungültig: leer, abc, 9,9, 60,1, NaN, Infinity	6	🟥🟥🟥🟥🟥🟥

Interpretation: Die sechs ungültigen Eingaben werden korrekt zurückgewiesen. Die Verteilung ist ein künstlich erzeugtes Testszenario und keine echte Messstatistik.

Video: Unit-Tests mit Python

Arbeitsauftrag: Erkläre nach dem Video, warum automatisierte Tests besonders nach Änderungen am Programm hilfreich sind.

Lerneinheit 6: Transfer in technische Anwendungen

Lernzeit: 10 Minuten

Das gleiche Prinzip lässt sich auf weitere technische Eingaben übertragen.

Anwendungsbereich	Zu prüfende Eingabe	Prüfidee
Lagerverwaltung	Stückzahl	Ganze Zahl und zulässiger Bereich
Qualitätsprüfung	Messwert	Zahlenformat und Grenzwerte
Wartung	Betriebsstunden	Nichtnegativer Zahlenwert
Fertigungstechnik	Sollmaß	Zulässige Toleranzen

Alle Beispiele sind hypothetisch. Für reale Anwendungen müssen Anforderungen, Einheiten, Grenzwerte und Sicherheitsmaßnahmen fachlich festgelegt und geprüft werden.

Transferaufgabe mit Feedback

Aufgabe: Plane die Validierung einer fiktiven Stückzahl für einen Montageauftrag. Erlaubt sind ganze Zahlen von 1 bis 100.

Feedback: Eine gute Lösung lehnt Dezimalzahlen, Buchstaben, negative Zahlen, Null und Werte über 100 ab. Sie unterscheidet ausdrücklich zwischen einem gültigen Ganzzahlformat und der anschließenden Bereichsprüfung.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Warum sollten Eingaben vor der Verarbeitung geprüft werden? (Um unzulässige Werte zu erkennen und Fehler zu vermeiden) (!Um alle Eingaben automatisch zu speichern) (!Um die Programmiersprache zu wechseln) (!Um jeden beliebigen Wert zu erlauben)

Was liefert input in Python zunächst zurück? (Einen Text) (!Eine geprüfte Dezimalzahl) (!Eine fertige Fehlermeldung) (!Eine automatische Bereichsprüfung)

Welche Aufgabe erfüllt strip? (Entfernen von Leerzeichen am Anfang und Ende) (!Automatisches Runden von Zahlen) (!Starten einer Netzwerkverbindung) (!Vergleichen zweier Temperaturen)

Warum wird im Beispiel ein Komma durch einen Punkt ersetzt? (Um das Dezimaltrennzeichen zu vereinheitlichen) (!Um negative Zahlen immer zu erlauben) (!Um Werte automatisch zu verdoppeln) (!Um alle Fehler zu unterdrücken)

Welche Eingabe muss das Prüfprogramm zurückweisen? (NaN) (!25) (!10) (!60)

Welche Aufgabe erfüllt except? (Eine passende Ausnahme gezielt behandeln) (!Eingaben ohne Prüfung freigeben) (!Das Programm automatisch installieren) (!Alle Werte in Text umwandeln)

Was bewirkt raise ValueError im Beispiel? (Es meldet einen ungültigen Wert als Ausnahme) (!Es verändert automatisch die Temperatur) (!Es startet einen externen Server) (!Es akzeptiert jeden Zahlenwert)

Welcher Wert liegt im erlaubten Übungsbereich? (60) (!61) (!75) (!100)

Wozu dient unittest? (Zur automatisierten Überprüfung von Programmfunktionen) (!Zur Steuerung echter Temperatursensoren) (!Zum Ersetzen aller Fehlermeldungen) (!Zur Übertragung von Kundendaten)

Welche Testumgebung ist für diesen Kurs geeignet? (Ein lokaler Übungsordner mit fiktiven Daten) (!Eine fremde Produktionssteuerung) (!Ein ungefragt abgefragter Firmenserver) (!Eine Datenbank mit echten Kundendaten)

Quiz-Feedback: Bei Fehlern prüfst Du, ob Du Formatprüfung, Bereichsprüfung und Ausnahmebehandlung auseinanderhalten kannst. Wiederhole anschließend die passende Lerneinheit.

Memory

Verbinde jeweils einen Fachbegriff mit der passenden Bedeutung.

Eingabevalidierung	Prüfung auf zulässige Eingabewerte
Normalisierung	Vereinheitlichung der Schreibweise
Dezimalzahl	Zahlenwert mit möglichem Nachkommateil
Grenzwert	Grenze eines erlaubten Wertebereichs
Ausnahme	Signal für einen besonderen Fehlerzustand
Unit-Test	Automatische Prüfung einer einzelnen Programmeinheit
Fehlermeldung	Verständlicher Hinweis auf ein Problem

Drag and Drop

Ordne die Eingabesituation dem passenden Prüfresultat zu.

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Prüfresultat
Leere Eingabe	Fehlender Eingabewert
Text statt Zahl	Ungültiges Zahlenformat
Nicht endlicher Wert	Unzulässiger Sonderwert
Wert außerhalb des Bereichs	Grenzwertverletzung
Wert innerhalb des Bereichs	Erfolgreiche Validierung

Kreuzworträtsel

EINGABE	Was wird vor der weiteren Verarbeitung überprüft?
AUSNAHME	Wie heißt ein besonderer Fehlerzustand in Python?
GRENZWERT	Wie heißt der Rand eines erlaubten Wertebereichs?
FEHLERMELDUNG	Welcher Hinweis erklärt dem Benutzer einen Fehler?
ZAHLENFORMAT	Was muss bei der Umwandlung eines Textes in eine Zahl stimmen?
UNITTEST	Wie heißt ein automatisierter Test für eine einzelne Programmeinheit?

LearningApps

Hier findest Du weitere interaktive Übungen zu diesem Themenbereich.

Hinweis: Die Suchergebnisse stammen von einem externen Anbieter und sind nicht Bestandteil der lokalen Python-Testumgebung. Verwende dort keine vertraulichen Daten.

Lückentext

Bevor ein Programm eine Eingabe verarbeitet, sollte es diese

.

Eine Eingabe mit input wird in Python zunächst als

eingelesen.

Mit strip entfernt das Programm überflüssige

an den Rändern.

Die Funktion Decimal erzeugt aus geeigneten Eingaben eine

.

Fehler bei einer Umwandlung können mit

behandelt werden.

Mit raise wird eine

ausgelöst.

Die Methode is_finite erkennt, ob ein Zahlenwert

ist.

Eine Bereichsprüfung kontrolliert die festgelegten

.

Eine verständliche Fehlermeldung hilft bei der

der Eingabe.

Automatisierte Funktionsprüfungen heißen auch

.

Im Ausbildungsprojekt werden ausschließlich

Messwerte eingesetzt.

Eine gute Fehlerbehandlung verhindert die ungeprüfte

ungültiger Werte.

Aufgaben mit gestuften Hilfen und Feedback

Basis: Eingaben prüfen

Auftrag: Ergänze das Programm so, dass eine leere Eingabe erkannt wird.

Hilfe 1: Überlege, wann ein Text keinen Inhalt besitzt.

Hilfe 2: Verwende eine Bedingung mit if not text.

Feedback: Richtig ist die Lösung, wenn eine leere Eingabe eine konkrete Meldung erzeugt und nicht als Temperatur verarbeitet wird. Dadurch werden unvollständige Daten früh zurückgewiesen.

Anwendung: Grenzwerte verändern

Auftrag: Ändere die fiktiven Grenzen auf 20 bis 50 °C. Passe die automatisierten Tests an.

Hilfe 1: Suche die beiden Konstanten für Unter- und Obergrenze.

Hilfe 2: Teste mindestens die beiden Grenzen und ihre unmittelbaren Nachbarwerte.

Feedback: Die Lösung ist nachvollziehbar, wenn die Tests die neuen Grenzwerte bestätigen und die Meldung den neuen Bereich nennt. Nur Konstanten zu verändern reicht nicht, wenn Tests und Rückmeldungen anschließend veraltet sind.

Transfer: Neue Eingabeart

Auftrag: Entwickle eine Funktion zur Prüfung einer fiktiven Stückzahl von 1 bis 100.

Hilfe 1: Eine Stückzahl sollte ganzzahlig sein.

Hilfe 2: Prüfe zuerst das Zahlenformat und anschließend den Bereich.

Hilfe 3: Nutze int zur Umwandlung und ValueError zur gezielten Fehlerbehandlung.

Feedback: Eine überzeugende Lösung weist 0, 101, Buchstaben und Dezimalzahlen zurück, akzeptiert aber 1 und 100. So zeigst Du, dass die Prüflogik auf andere technische Datenarten übertragbar ist.

Offene Aufgaben

Leicht

Eingabe: Erstelle eine Skizze, die den Weg vom Eingabetext bis zur Bestätigung zeigt. Feedback: Die Skizze ist vollständig, wenn auch der Fehlerweg dargestellt wird, weil ungültige Werte nicht weiterverarbeitet werden dürfen.
Datentyp: Sammle fünf fiktive gültige und fünf ungültige Eingaben für den Temperaturprüfstand. Feedback: Die Auswahl ist gut, wenn verschiedene Fehlerarten vorkommen und nicht nur zu große Zahlen.
Fehlermeldung: Formuliere drei verständliche Fehlermeldungen für unterschiedliche Eingabefehler. Feedback: Gute Meldungen benennen das Problem und eine Handlungsmöglichkeit, statt nur „Fehler“ auszugeben.
Ablaufdiagramm: Zeichne ein Ablaufdiagramm mit Eingabe, Zahlenprüfung und Bereichsprüfung. Feedback: Kontrolliere, ob jeder Entscheidungszweig ein eindeutiges Ergebnis hat.

Standard

Python: Starte das lokale Prüfprogramm und dokumentiere sechs unterschiedliche Testeingaben. Feedback: Ein brauchbares Protokoll enthält Eingabe, erwartetes Ergebnis und beobachtetes Ergebnis.
Grenzwertanalyse: Erstelle Tests knapp unterhalb, auf und oberhalb beider Grenzwerte. Feedback: Diese Fälle sind besonders aussagekräftig, weil sie falsche Vergleichsoperatoren sichtbar machen.
Ausnahmebehandlung: Vergleiche eine Programmversion mit und eine ohne gezielte Fehlerbehandlung. Feedback: Beschreibe, warum die behandelte Version bei erwartbaren Eingabefehlern verständlicher reagiert.
Softwaretest: Ergänze die lokale Testdatei um drei eigene Testfälle. Feedback: Ein guter zusätzlicher Test deckt ein bisher ungeprüftes Verhalten ab und nennt eine klare Erwartung.

Schwer

Softwarequalität: Untersuche, warum ein allgemeines except ohne Fehlerart problematisch sein kann. Feedback: Eine überzeugende Analyse erklärt, dass unerwartete Programmierfehler verdeckt werden könnten.
Validierung: Entwickle einen Validator für fiktive Stückzahlen, der ausschließlich ganze Zahlen akzeptiert. Feedback: Begründe getrennt die Formatprüfung und die Bereichsprüfung.
Testautomatisierung: Erstelle eine Testmatrix und automatisiere die wichtigsten Fälle. Feedback: Bewerte auch nicht getestete Risiken, denn bestandene Tests beweisen keine vollständige Fehlerfreiheit.
Technische Dokumentation: Produziere ein kurzes Erklärvideo oder ein digitales Handbuch für andere Auszubildende. Feedback: Die Darstellung ist gelungen, wenn Beispiele, Fehlermeldungen, Grenzfälle und sichere lokale Testbedingungen korrekt erklärt werden.

Lernkontrolle

Bearbeite mindestens fünf Aufgaben. Begründe Deine Entscheidungen.

Anforderungsanalyse: Ein fiktiver Prüfstand soll statt Temperaturwerten Druckwerte erfassen. Beschreibe, welche Teile der Validierung allgemein wiederverwendbar sind und welche neu festgelegt werden müssen.
Softwarefehler: Ein Programm akzeptiert fälschlich seinen oberen Grenzwert nicht. Analysiere die mögliche Ursache und entwickle einen Test, der diesen Fehler aufdeckt.
Benutzerschnittstelle: Vergleiche die Meldungen „Ungültig“ und „Bitte gib einen Wert zwischen 10 und 60 °C ein“. Beurteile, welche im Übungsfall hilfreicher ist und weshalb.
Fehlerbehandlung: Eine Anwendung fängt jede Ausnahme ab und zeigt immer „Alles in Ordnung“. Erkläre die technischen und organisatorischen Risiken dieser Vorgehensweise.
Softwaretest: Nach einer Programmänderung funktionieren die Standardwerte weiterhin, ein Sonderwert führt jedoch zu einem Fehler. Entwickle eine sinnvolle Vorgehensweise zur Fehlersuche.
Qualitätssicherung: Entscheide, ob ein Programm nach drei bestandenen Tests freigegeben werden kann. Begründe, welche zusätzlichen Anforderungen und Tests für eine reale technische Anwendung erforderlich wären.

Lernnachweis

Für Deinen Lernnachweis erstellst Du ein kleines, nachvollziehbar getestetes Softwareprojekt.

Abzugeben sind:

Die lokal ausführbare Python-Datei mit Eingabevalidierung.
Eine separate Datei mit automatisierten Tests.
Eine Testtabelle mit gültigen, ungültigen und grenznahen Eingaben.
Mindestens drei verständliche Fehlermeldungen.
Eine kurze Erklärung der Prüfreihenfolge.
Eine begründete Einschätzung, welche Grenzen die eigene Lösung hat.
Eine Bestätigung, dass ausschließlich fiktive Daten und keine realen Anlagen verwendet wurden.

Bewertungskriterien

Bereich	Punkte	Begründung
Korrekte Validierung	30	Verhindert unzulässige Weiterverarbeitung
Gezielte Fehlerbehandlung	20	Macht erwartbare Fehler kontrollierbar
Verständliche Rückmeldungen	15	Unterstützt die selbstständige Korrektur
Systematische Tests	25	Macht Ergebnisse wiederholbar und überprüfbar
Dokumentation und sichere Testumgebung	10	Ermöglicht Nachvollziehbarkeit ohne reale Systeme zu gefährden
Gesamt	100

Orientierung für Dein Feedback: Eine Lösung ist nicht schon deshalb gut, weil sie bei einem gültigen Wert funktioniert. Entscheidend ist, wie sie bei fehlerhaften, fehlenden und grenznahen Eingaben reagiert.

OERs zum Thema

Wikipedia: Datenvalidierung

Fachlich geprüfte Quellen

Die folgenden Quellen unterstützen die verwendeten Grundlagen:

Wikipedia: Datenvalidierung – Prüfung von Eingaben, Plausibilität und Wertebereichen.
Wikipedia: Ausnahmebehandlung – Fehlerzustände und deren strukturierte Behandlung.
Wikipedia: Softwaretest – Testfälle, Anforderungen und Grenzen von Softwaretests.
Python-Dokumentation: Fehler und Ausnahmen – try, except und raise.
Python-Dokumentation: decimal – Decimal, InvalidOperation und is_finite.
Python-Dokumentation: unittest – Automatisierte Tests und Testmethoden.
Python-Dokumentation: Kommandozeile – Bedeutung der Optionen -I und -B.

Bildquellen und Medienrechte

Die folgenden Abbildungen wurden anhand ihrer Wikimedia-Commons-Dateiseiten ausgewählt:

Python-logo-notext.svg – Quelle: python.org; einfache Logogeometrie als gemeinfrei gekennzeichnet. Markenrechte bleiben zu beachten.
Thermometer - The Noun Project.svg – Marco Olgio; CC0 1.0.
Flowchart example.svg – Manuela knoop; CC BY-SA 3.0.
Flowchart Decision.svg – DevinCook; CC BY-SA 4.0.
Testing Pyramid.svg – Abbe98; CC BY-SA 4.0.

Videonachweise:

Python Tutorial: Try & Except – Dennis Jan Vogt.
Ausnahmebehandlung in Python – Binärverkehr.
Python Tutorial: Code testen mit Unittest – Datamics.

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Verknüpfte Lernbereiche

Programmierung

Weiterführende Themen

Defensive Programmierung: Fehler durch sorgfältige Prüfungen vermeiden.
Testgetriebene Entwicklung: Anforderungen zunächst durch Tests ausdrücken.
Versionsverwaltung: Änderungen am Programm nachvollziehbar dokumentieren.
Softwarearchitektur: Eingabe, Prüflogik und Ausgabe trennen.
Informatiksicherheit: Vertrauensgrenzen verstehen und externe Daten nicht ungeprüft verarbeiten.
Messtechnik: Messwerte, Einheiten und fachlich definierte Toleranzen unterscheiden.