Git for Beginners

37 Pages·2017·12.67 MB·German

Git for
Beginners
Vermittlung von komplexen Themen mit
Hilfe von interaktiven Web -Tutorials am
Beispiel der Versionierung mit Git
Bachelorthesis von
Lennart Hildebrandt
Interfacedesign
Fachhochschule Potsdam
Wintersemester 2017
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Git for Beginners
Bachelorarbeit zur Erlangung des akademischen
Grades Bachelor of Arts im Fachbereich Interface­
design an der Fachhochschule Potsdam
Eingereicht von Lennart Hildebrandt
Betreut von
Prof. Constanze Langer
Prof. Dr. Marian Dörk
Berlin, Januar 2018
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Inhaltsverzeichnis
Einleiten 1 Entwerfen 35
Designziele 35
Handlung 37
Begriffsdefi nitionen 46
Navigation 49
Text und Aufgaben 49
Informieren 4 Visualisierung 50
Interaktive Konsole 57
Versionierung 4
Git 6
Kommandozeile 14
DDiisskkuuttiieerreenn 59
AAuussbblliicckkeenn 61
AAnnhhäännggeenn 63
Orientieren 18
Web­Tutorials 19
Nutzertest 25
Explorable Explanations 29
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Einleiten nl
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In den letzten Jahrzehnten sind Computer in Form von Desk­ Funktionen zur kollaborativen Arbeit an Dateien zur Verfügung.
top­PCs, Laptops, Tablets und Smartphones in viele Bereich Git ist eine dieser Versionsverwaltungen, die standardmäßig
unseres täglichen Lebens vorgedrungen, egal ob beruflich oder über die Kommandozeile3 gesteuert wird. Trotz hoher Populari­
privat. Betrachtet man alleine die Nutzung der Computer in tät in der Softwareentwicklung4 scheint die Software außerh alb
Deutschland im beruflichen Kontext, so geben 2016 91 %1 der dieser Szene jedoch kaum bekannt.
Unternehmen an, dass PCs zum Einsatz kämen. Insgesamt sind Das ist verwunderlich, ruft man sich die Zahlen der genutzten
es in Deutschland 2017 89 %2 der Befragten, die regelmäßig Computer im privaten und beruflichen Kontext vor Augen und
einen Computer nutzen. die Tatsache, dass viele bereits eine einfache Methode der Ver­
sionsverwaltung über Dateinamen betreiben.
Bei der Nutzung all dieser Computer entsteht vor allem eines:
Und selbst analoge Abschriften lassen Daten. In Form von Dateien speichern wir alles ab, was nicht auf Dafür verantwortlich könnte eine flache Lernkurve sein, denen
sich über einen Scanner in Bilddateien echtem Papier entstanden ist. Von Liebesbriefen zu Rechnun­ sich Anfänger beim Lernen von Git gegenüber sehen. Schaut
auf unserem Computer sichern.
gen, von Fotos zu Videos, von Code zu Illustration und Design. man sich bestehende Web­Tutorials zum Thema Git genauer an5,
Die Anzahl der Dateiformate scheint endlos. werden Erfahrungen mit der Kommandozeile vorausgesetzt, um
mit Git arbeiten zu können. Zudem sind die Darstellungsmög­
So schnell, wie Dateien am Rechner entstehen, so schnell
lichkeiten innerhalb der Kommandozeile beschränkter als über
gehen sie jedoch auch wieder verloren. In einem Interview
ein erweitertes, grafisches Interface. Begriffe, wie Staging Area
mit neun Befragten gab jeder der Probanden/­innen an, Siche­
oder Repository sind vielen Nutzern/­innen neu und lassen sich
rungskopien von Dateien über verschiedene Datei­ oder Ordner­
nicht intuitiv aus bekannten Datensicherungs­Modellen ablei­
namen und häufig auf externen Speichermedien anzufertigen.
ten. Vorteile und richtige Nutzung erschließen sich möglicher­
Zusammen mit der Cloud können solche Sicherheitskopien
weise ebenfalls erst nach längerer Verwendung von Git.
auch auf einem entfernten Server im Internet gespeichert und
mit anderen geteilt werden. In meiner Arbeit möchte ich deshalb überprüfen, wie ein Inter­
Doch gerade durch die zunehmende kollaborative Arbeit an face helfen kann, komplexe Inhalte, wie das Erlernen von Git,
Dateien über das Internet ist ein Datenverlust auch über die interaktiv erfahrbar und verständlich zu vermitteln. Über einen
Cloud nicht ausgeschlossen. Versehentliches Bearbeiten alter Nutzertest mit bestehenden Web­Tutorials sammle ich Erkennt­
Versionen und fehlende Abmachungen innerhalb des Teams nisse über Probleme im Erlernen der Software. Im Web­Tutorial
sind weitere Gründe, warum Dateien in einer manuellen Verwal­ “Git for Beginners” zeige ich, wie gewonnene Erkenntnisse in
tung verloren gehen können. den Aufbau von interaktiven Lerninhalten und die Darstellung
der Begriffszusammenhänge und Zustände in Git einbezogen
Eine automatische Organisation von Versionen bieten hingegen
werden können, wie Anfängern/­innen ein einfacher Einstieg in
Versionsverwaltungen. Neben der Möglichkeit, ältere Versio­
ein komplexes Thema wie der Versionierung mit Git ermöglicht
nen wieder herzustellen, stellen diese meist auch erweiterte
werden kann.
1 Statista: Anteil der Unternehmen in Deutschland mit Nutzung von
Computern in den Jahren 2005 bis 2016. 27.11.2017. https://de.statista.
com/statistik/daten/studie/151762/umfrage/anteil-der-unternehmen-mit- 3 Erklären → Kommandozeile
nutzung-von-computern-in-deutschland/ 4 Cade Metz: How GitHub Conquered Google, Microsoft, and Everyone Else.
2 Statista: Anteil der Computernutzer* in Deutschland von 2004 bis 2017. 3.12.2015. https://www.wired.com/2015/03/github-conquered-google-
27.11.2017. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/3102/umfrage/ microsoft-everyone-else/
quote-der-computernutzer-in-deutschland-seit-2004/ 5 Orientieren → Web-Tutorials
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datei_v1 datei_v2 datei_v3 datei_v4 datei_v5 datei_v6 datei_v7 datei_v8 datei_v9 datei_v10 datei_v11 datei_v12 →
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Abb. 2: Versionierung von Dateien o
Informieren über Dateinamen Inf

→ Versionierung
Mit Versionierung ist eine systematische Speicherung und
Organisation von Änderungen einer Datei gemeint.6 Viele ver­
wenden eine manuelle Versionierung bereits, indem Dateien
und Ordner kopiert und beispielsweise mit einem Datum oder
einer Versionsnummer (v1, v2, v3, usw.) versehen werden
(Abb. 2).7 Eine derartige Versionierung ist einfach eingerichtet
und genutzt.
Doch gerade in der Arbeit mit mehreren Teilnehmern/­innen, in
der Versionen beispielsweise über eine Cloud gesichert werden,
ist die Gefahr des Datenverlusts hoch. Eine gute und zuver­
lässige Kommunikation zwischen den Teilnehmern/­innen ist
notwendig, um nicht versehentlich zur gleichen Zeit an den
gleichen Dateien zu arbeiten.
Abb. 3: Fehlerdialog in Microsoft
Abb. 1: Versionierung ist wichtig. Programme wie Microsoft Offi ce sperren die Bearbeitung von
Offi ce (links)
Dateien völlig, wenn diese bereits von anderen Teilnehmern/­in­
Abb. 4: “Auto Save”-Funktion in
nen bearbeitet werden (Abb. 3). Die in Sketch eingebaute
Sketch (rechts)
Autosave­Funktion, über die eine geöffnete Datei regelmäßig
6 Wiktionary: Versionierung. 30.11.2017. https://de.wiktionary.org/wiki/
Versionierung
7 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 1
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→ Git er
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Die nachfolgende Abhandlung zu Git ist in großen Teilen eine nf
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Zusammenfassung der auch auf der Webseite von Git referen­
Datei Version 12 Version 11 Version 10 Version 9 Version 8 Version 7 Version 6 Version 5 Version 4 Version 3 Version 2
zierten Dokumentation “Pro Git” (Abb. 6). Sowohl die Erläu­
terungen in diesem Buch, als auch im später vorgestellten
Versionsdatenbank Tutorial “Git for Beginners” nutzen diese Dokumentation als
Hauptreferenz.
Git ist eine Software zur Versionsverwaltung, die 2005 von Linus Abb. 6: “Pro Git” von Scott Chacon
Abb. 5: Versionierung über eine
Torvalds9 entwickelt wurde. Torvalds entwarf 1991 die erste and Ben Straub (2014), New York:
Versionsd atebank
Apress
Version des Linux­Kernels10, die Basis für Betriebssysteme wie
gespeichert wird, kann entgegen der eigentlichen Intention
Ubuntu oder MacOS, an dem er bis heute aktiv mitentwickelt.
schnell zu Datenverlust führen (Abb. 4). Wirft ein Teilnehmer
einen schnellen Blick in eine ältere Version und nimmt tempo­ Nach der Einführung von Git zur Verwaltung des Linux­Kernels
räre Änderungen vor, ist die Ursprungsdatei möglicherweise gewann die Software in der Entwicklerszene schnell an Popula­
überschrieben und verloren. rität11. Zusammen mit Plattformen wie Github12 und Bitbucket13
fand sie vor allem im Bereich der Open­Source­Entwicklung
Versions verwaltung8 immer häufiger Einsatz. Gute Performance und ein solides
Abb. 7: Git-Logo
System zur Arbeit im Team sind weitere Gründe, warum die
Versionsverwaltungen sind Systeme, mit denen Änderungen an
Software gegenüber Vorgängern wie Apache Subversion (SVN)14
einer oder mehreren Dateien gesichert und zu einem späteren
oder Mercurial15 schnell zum Marktführer avancierte.16
Zeitpunkt wieder hergestellt werden können. Hierbei werden in
einer Versionsdatenbank (Abb. 5) neben den Dateien auch Zeit
Dezentrale Versionsdatenbank17
und Autor/­in gespeichert, sodass ein genauer Änderungsver­
lauf sichtbar gemacht werden kann. Entgegen der klassischen In einer zentralen Versionsverwaltung wie SVN werden alle
Methode der Versionierung über Dateinamen bietet diese Art Versionen eines Projekts in einer einzigen zentralen Versions­
der Verwaltung ein klares System, wie Versionen einer Datei datenbank gespeichert. Neue oder alte Versionen werden stets
oder eines gesamten Projektes gesichert und wieder hergestellt in diese Datenbank hoch­ oder von dieser heruntergeladen.
werden und wie man in der gemeinsamen Arbeit an einem Pro­
jekt Versionen verwalten und zusammenführen kann.
Zwar finden Versionsverwaltungen vor allem im Bereich der 9 Wikipedia: Linus Torvalds. 30.11.2017. https://de.wikipedia.org/wiki/Linus_
Torvalds
Softwareentwicklung Anwendung, theoretisch kann eine
10 Wikipedia: Geschichte von Linux. 30.11.2017. https://de.wikipedia.org/wiki/
Versionsverwaltung aber jede Art von Datei sichern. Sie ist
Geschichte_von_Linux
daher auch für die Verwendung in anderen Bereichen, wie der 11 RhodeCode: Version Control System Popularity in 2016. 30.11.2017. https://
Forschung, der Politik, des Projektmanagements oder Designs, rhodecode.com/insights/version-control-systems-2016
12 Github. https://github.com/
interessant.
13 Bitbucket. https://bitbucket.org/
14 Apache Subversion. https://subversion.apache.org/
15 Mercurial. https://www.mercurial-scm.org/
16 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 5
8 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 1 17 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 3-4
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Version 1 Version 2 Version 3
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Patch 1 Patch 2 Datei A nf
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Version 3 Version 2 Version 1
Versionsdatenbank
Server
Patch 1 Patch 2 Patch 3 Datei B
Datei Version 3 Version 2 Version 1 Datei Version 3 Version 2 Version 1
Patch 1 Patch 2 Datei C
Versionsdatenbank Versionsdatenbank
Versionsdatenbank Abb. 9: Versionen werden als einzelne
Nutzer/-in A Nutzer/-in B Änderungen (Patches) in der Versions-
datenbank gespeichert.
Abb. 8: Dezentrale Versionsdatenbank
wird zwischen allen Teilnehmer/-innen Version 1 Version 2 Version 3
und dem Server geteilt. Git verwendet hingegen eine dezentrale Versionsverwaltung.
Hierbei existieren neben einer Versionsdatenbank auf einem
zentralen Server weitere voll funktionsfähige Datenbanken auf
den Systemen aller Teilnehmer/­innen.
Dies hat diverse Vorteile. Jede Kopie dieser Versionsdatenbank A1 A1 A2 Datei A
ist beispielsweise gleichzeitig auch eine Sicherung aller Versio­
nen, die in dieser abgelegt wurden. Geht die Versionsdatenbank
auf dem entfernten Server verloren, kann diese einfach von
einer Kopie eines Nutzers wiederhergestellt werden.
Zudem können Teilnehmer/­innen auch ohne Internetverbin­
B1 B2 B3 Datei B
dung an dem Projekt arbeiten und neue Versionen erstellen.
Diese können dann zu einem späteren Zeitpunkt mit dem zen­
tralen Server und anderen Teilnehmern/­innen synchronisiert
werden.
Eine dezentrale Versionsverwaltung nutzt darüber hinaus viele
Informationen direkt aus der Versionsdatenbank der Teilneh­ C1 C2 C2 Datei C
mer/­innen, ohne eine Internetverbindung zu benötigen. Eine
Versionsdatenbank Abb. 10: Versionen werden als
Historie aller Versionen eines Projekts ist so beispielsweise
Momentaufnahmen aller Dateien eines
schneller abgerufen als in einer zentralen Verwaltung. Projekts gespeichert.
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Speicherung von Versionen18 Aufbau19 e
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Ältere Versionsverwaltungen wie SVN speichern Versionen Git ist in drei wesentliche Bereiche unterteilt, in der sich nf
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in Form von sogenannten Patches (Abb. 9). Diese Patches Dateien befinden können (Abb. 12):
speichern die genauen Änderungen innerhalb der Dateien und
→ Die Working Directory stellt den Ordner dar, in dem sich alle
dokumentieren, was entfernt oder hinzugefügt wurde.
Dateien des Projekts befinden und in den Git initialisiert oder
Legen Nutzer/­innen in Git eine neue Version in der Versions­ in welchen ein bestehendes Git­Projekt von einem entfern­
datenbank an, wird hingegen eine Momentaufnahme des ten Server kopiert wurde.
Abb. 11: Git vergleicht Inhalte von gesamten Projekts gespeichert (Abb. 10). Nicht geänderte
→ In der Staging Area werden neue, geänderte oder gelöschte
Dateien zeilenweise. Dateien werden dabei nicht erneut aufgenommen, sondern als
Dateien abgelegt, die Teil der nächsten Version werden sol­
Verweis auf die Datei aus der vorigen Version gesichert.
len. Sie kann genutzt werden, um aus einer größeren Menge
Diese Art der Speicherung hat einen entscheidenden Vorteil
geänderter Dateien einzelne Versionen zu erstellen und so
gegenüber Versionsverwaltungen wie SVN, da es einen einfa­
zusammenhängende Änderungen zu gruppieren.
chen und schnellen Wechsel zwischen Versionen des Projekts
erlaubt. Git muss nicht Patches miteinander vergleichen und → Das Repository befindet sich im versteckten .git­Ordner
über diese den Inhalt der Dateien zur ausgewählten Version innerhalb des Projekts und beinhaltet neben der Versions­
berechnen, sondern hat die entsprechende Version des Pro­ datenbank andere Informationen wie dem aktuellen Branch20.
jekts bereits als Momentaufnahme in der Datenbank abgelegt. Es wird kopiert, wenn wir ein Projekt von einem zentralen
Server kopieren.
Ein zeilenweiser Vergleich ist bei Ob eine Datei geändert wurde, bestimmt Git, sofern möglich,
binären Dateien, wie Bildern oder zeilenweise über die Inhalte einer Datei (Abb. 11). Dies erlaubt Alle drei Bereiche befinden sich lokal auf dem System der Nut­
Word-Dokumenten, nicht möglich.
Nutzern/­innen nicht nur, präzise Änderungen an einer Datei zer/­innen. Dabei wird nur das Repository mit anderen Teilneh­
Hier vergleicht Git lediglich die Zeit, zu
der die Datei zuletzt verändert wurde. nachzuverfolgen und zurückzusetzen. Auch wenn mehrere Per­ mern/­innen ausgetauscht.
Es bietet sich also an, wenn möglich sonen an einer Datei arbeiten, fügt Git Änderungen beider Teil­
immer mit reinen Text-Dateien zu
nehmer/­innen zeilenweise zusammen. Erst wenn beide Teil­ Eine neue Version21
arbeiten.
nehmer/­innen gleiche Zeilen geändert haben, kommt es zum
Soll eine neu Version erstellt werden, durchlaufen Dateien
Konflikt, der händisch aufgelöst werden muss. Diese Art eines
alle drei der oben genannten Bereiche. So werden Dateien
Konflikts ist aber gerade durch den zeilenweisen Vergleich ein­
und somit die aktuelle Version in der Working Directory, dem
facher zu lösen als bei einem Vergleich der gesamten Datei.
Projektordner, hinzugefügt, geändert oder gelöscht. Danach
wählen Nutzer/­innen selektiv aus, welche Dateien sie zur
neuen Version hinzufügen wollen, indem sie diese zur Staging
Area hinzufügen. Daraufhin legen Nutzer/­innen neue Version
an, indem sie die ausgewählten, geänderten Dateien in der Ver­
sionsdatenbank, dem Repository, sichern.
19 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 8
20 Erklären → Git → Branches
18 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 6 21 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 3, 17
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Nutzer/-in A Cloud/Server Nutzer/-in B Git
→
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Commit e
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Versionen im Repository werden Commit genannt. Wie auch in nf
anderen Versionsverwaltungen enthält ein Commit zusätzlich Version 1 I
zur Momentaufnahme des Projekts auch das Datum, den Namen
und E­Mail­Adresse der Autoren/­innen (Abb. 12). Wird ein
neuer Commit aus der Staging Area heraus erstellt, wird dieser
Version 2
außerdem mit einem Schlüssel versehen, der aus all den oben
genannten Informationen generiert wird und später vom Nutzer
bei Eingaben in die Konsole referenziert werden kann.
Version 2
Nichtlineare Arbeit
Nichtlineare Arbeit ermöglicht mehreren Teilnehmern/­innen
eines Projektes, gleichzeitig an verschiedenen Teilen des Pro­ Version 3
jekts zu arbeiten (Abb. 14). In der Softwareentwicklung bedeutet
dies beispielsweise, dass Entwickler/­innen eine neue Funktion
entwickeln, während andere Fehler der aktuell veröffentlichten
Version 3
Version beheben. Versionsverwaltungen unterstützen nich­ Abb. 13: Lineare Arbeit im Team. Zwei
tlineare Arbeitsweise, indem Nutzer/-innen bauen Änderungen auf-
einander auf.
beide Teile unabhängig von­
einander eingepfl egt und
kontrolliert zusammenge­ ID: 8d650c
führt werden können. Date: 08-12-2017
Nutzer/-in A Cloud/Server Nutzer/-in B
Autor: John
Abb. 12: Jeder Commit wird unter
anderem mit einem eindeutigen Hash, Version 1
einem Datum und dem entspre-
chenden Autor gespeichert.
Version 2 Version 3
Version 4
Abb. 14: Nichtlineare Arbeit im Team.
Zwei Nutzer/-innen machen parallel
Änderungen an einer Datei und führen
diese zu einem späteren Zeitpunkt
wieder zusammen.
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n
→ Kommandozeile2³ a
m
master
m
o
newFeature Die Steuerung von Git erfolgt standardmäßig über die Kom­ K
→
mandozeile.24 In einer Kommandozeile, häufi g auch Konsole n
e
Abb. 15: Branches in Git. Jedes Repo- genannt, können Nutzer/­innen mit verschiedenen Program­ er
sitory wird standardmäßig mit einem men ihres Computers interagieren, indem sie verschiedene mi
“master”-Branch ausgestattet. or
Textbefehle in ein Eingabefeld eingeben. nf
I

Branches22
Git unterstützt nichtlineare Arbeit in Form von Branches, die
einen Ast, eine Kette von Versionen, eine Kette von Commits
darstellen. Jedes neue Projekt wird automatisch mit einem
master­Branch angelegt, der häufi g als Hauptversion des Pro­
jekts verwendet wird. Nutzer/­innen können außerdem beliebig
viele weitere Branches mit beliebigem Namen anlegen.
Durch die besondere Art der Speicherung von Momentaufnah­ Abb. 16: Kommandozeilen-Befehle im
men kann Git schnell und einfach zwischen Branches hin und Terminal (macOS)
GGeesscchhiicchhttee
her wechseln, ohne dass Änderungen verloren gehen. Teilneh­
mer/­innen bekommen so die Möglichkeit, gleichzeitig an völlig Inspiriert von der Kommunikation über Fernschreiber, in der
verschiedenen Versionen des Projekts zu arbeiten und ohne Menschen einzelne Zeilen Text über weite Entfernung aus­
Risiko neue Lösungsansätze auszuprobieren. tauschen konnten, sollten erste, in den 60er­Jahren entwi­
ckelte Computer eine Seite dieses Dialoges übernehmen. Die
23 Wikipedia: Command-line interface. 5.12.2017. https://en.wikipedia.org/wiki/
Command-line_interface
22 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 43 24 Chacon, S. & Straub, B. (2014): Pro Git. New York: Apress. S. 9
13 — 14