برمجة الحاسب الآلي هي عملية تصميم وتطوير برامج كمبيوتر مختلفة لإكمال مهام محددة سواء في التطبيقات أو البرامج أو داخل أجهزة الكمبيوتر. تتضمن العملية العديد من المهام، مثل تحليل المشكلة، وإنشاء خوارزمية لحلها، ثم فحص المخرجات الناتجة. برمجة الكمبيوتر هي إنشاء سلسلة من البرامج لحل مشكلة في جهاز الكمبيوتر.
جبر المجموعات
الإجراء الكامل لكتابة برامج الكمبيوتر يسمى برمجة الحوسبة. وللبرمجة أيضًا اسم آخر يسمى 'الترميز' ويُشار إلى الشخص الذي يكتب الكود باسم '' مبرمج ' أو ' المبرمج '. البرمجة هي إدخال تعليمات إلى الكمبيوتر أو الأجهزة التي تصف كيفية تنفيذ مهمة ما. يستخدم المبرمجون لغات برمجة مختلفة لتشفير الأجزاء المختلفة للنظام، مثل البرامج والأجهزة والتطبيقات في أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الرقمية، مما يساعدنا على استخدامها في العديد من المهام. هناك العديد من لغات البرمجة لكتابة البرامج والتي تشمل:
ج , سي ++، جافا , بايثون , بي أتش بي , جافا سكريبت ، روبي، ر، الخ.
لماذا نحتاج للبرمجة؟
الهدف الرئيسي من البرمجة هو تسهيل المهام لأنه إذا قمنا ببرمجة مهمة لمرة واحدة، يمكننا إعادة استخدامها في العديد من المواقف المشابهة، مما يوفر الوقت. بمساعدة البرمجة، يمكن للآلات فقط فهم الأوامر التي يقدمها المستخدم. سوف تؤثر برمجة الكمبيوتر على المستقبل من خلال إنشاء المزيد من العمليات الآلية التي تتطلب تفاعلًا بشريًا أقل.
الخدمات المصرفية من أي مكان ممكنة فقط عن طريق البرمجة. على سبيل المثال، خذ بعين الاعتبار موقعًا إلكترونيًا أو تطبيقًا للخدمات المصرفية عبر الإنترنت يفتح بوابة مستخدم يمكن لمقدمي الطلبات من خلالها إجراء المعاملات باستخدام الهاتف الذكي أو الكمبيوتر؛ وبهذا، يمكننا توفير الوقت والطاقة والعمل البدني للذهاب إلى البنك لكل احتياجات صغيرة.
وبصرف النظر عن الميزة المذكورة أعلاه، يمكننا أيضًا أن نجعل الناقل الخاص بنا في البرمجة، وهو طلب كبير في الوقت الحاضر.
هناك مجموعات مختلفة من لغات البرمجة. دعونا نناقش بعضًا منها في هذه الصفحة، الموضحة أدناه.
أنواع مختلفة من لغات البرمجة
لغات البرمجة منخفضة المستوى
تتكون لغات البرمجة منخفضة المستوى مرة أخرى من لغات مستوى الآلة ولغات مستوى التجميع.
لغات البرمجة للمستوى المتوسط
لغات البرمجة ذات المستوى المتوسط هي لغات البرمجة التي تتميز بخصائص كل من اللغات ذات المستوى المنخفض واللغات عالية المستوى.
لغة سي - تعمل لغة البرمجة c كوسيط بين الأجهزة وطبقة البرمجة. لغة C سهلة الفهم ومرنة. إنها لغة مترجمة ولا تستخدم الكائنات والفئات. يستخدم المترجمون والمحررون لغة C لتصميم تطبيقاتهم.
لغات البرمجة عالية المستوى
ومن أمثلة اللغات الإجرائية فورتران، كوبول، SQL، و يذهب .
اللغات التصريحية
اللغة التصريحية هي لغة برمجة يركز فيها المبرمجون على هدف أو نتيجة البرنامج. إنهم بحاجة إلى الاهتمام لتحقيق الهدف. تتحقق هذه اللغات من العلاقة بين العبارات وتستخدم الاستنتاج والاستقراء والاختطاف لإعطاء المخرجات.
مثال على اللغة التصريحية هو ' مقدمة '،' وهو مشابه لـ SQL (لغة الاستعلام الهيكلية) ويعمل عن طريق تقييم البيانات المنطقية.
لغات البرمجة النصية
لغات البرمجة النصية هي لغات البرمجة التي يتم فيها تفسير التعليمات البرمجية (يتم تنفيذ البرنامج دون التحويل إلى لغة الآلة) دون تجميع. التفسير يعني قراءة سطر التعليمات البرمجية نفسه وتنفيذه. ومع ذلك، في اللغات الممتثلة، تتم ترجمة الكود أولاً إلى كود منخفض المستوى يسمى كود الآلة، ثم يتم تنفيذه لإعطاء مخرجات البرنامج. تُستخدم لغات البرمجة النصية لمهام أصغر مثل معالجة الملفات وتصميم الأدوات المساعدة لنظام التشغيل. ومن أمثلة لغات البرمجة النصية Pearl وPHP وJavaScript.
لغات العرض
لغات العرض هي اللغات المستخدمة لعرض المحتوى على صفحات الويب. لغات العرض المستخدمة في الغالب هي أتش تي أم أل، أكس أم أل ، و بي أتش بي .
لغات تنسيق المستندات
لغات تنسيق المستندات هي لغات البرمجة التي تساعد في إدارة النص المطبوع والرسومات لصفحة معينة في المستند. قد تندرج اللغة ضمن مجموعات مختلفة مثل تنسيق النص أو لغة وصف الصفحة أو لغة الترميز.
من أمثلة لغات تنسيق المستندات TeX وPostScript وSGML.
مقارنة بالسلاسل في Java
اللغات الوظيفية
اللغات الوظيفية هي لغات برمجة يتم فيها تقسيم الوظائف الأكبر إلى وظائف أصغر لحل المشكلات المعقدة. ومن أمثلة اللغات الوظيفية جافا وهاسكل.
برمجة الحاسوب واستخداماتها
تحل برامج الكمبيوتر العديد من المشكلات وتخلق شيئًا مبتكرًا في مجالات مختلفة مثل الزراعة والتعليم والترفيه وغيرها.
- تُستخدم الرسومات في تطوير الرسوم المتحركة وإضافة تأثيرات واقعية للأفلام باستخدام لغات البرمجة.
- تُستخدم أجهزة الكمبيوتر لبناء تقنيات مختلفة في الاختبارات الطبية للكشف عن الأمراض باستخدام الذكاء الاصطناعي وتقنيات التعلم العميق.
- يستخدم لتطوير تطبيقات الهاتف المحمول والأندرويد.
- استخدم Word وExcel لإنجاز المهام بكفاءة.
- تعد برمجة الكمبيوتر مفيدة أيضًا في الأعمال التجارية والتسويق، حيث يستخدم الأشخاص في مجال الأعمال التطبيقات والأدوات للتفاعل مع العملاء.
- تساعد البرمجة على تنفيذ المهام الحكومية حيث يمكن للناس الوصول إلى الخدمات بشكل أكثر فعالية، وتصميم بوابات إخبارية لتوفير معلومات حول مهام الحكومة وبناء مواقع إلكترونية لتقديم الخدمات الحكومية عبر الإنترنت.
- تساعد البرمجة في كل مرحلة من حياتنا، بدءًا من استخدام الهواتف الذكية وحتى مشاهدة الأفلام عبر الإنترنت. كل شيء ممكن بسبب البرمجة نفسها.
مسؤوليات مبرمجي الكمبيوتر
- يقوم مبرمجو الكمبيوتر، كما ذكرنا سابقًا، بكتابة التعليمات البرمجية للمشكلة المحددة باستخدام لغات برمجة مختلفة مثل Java وC وpython وJavaScript وPearl. كما أنهم يستخدمون لغات البرمجة النصية مثل HTML وCSS بناءً على مجال عملهم.
- فكر في قيام مبرمج كمبيوتر بتطوير موقع ويب، الأمر الذي سيتطلب جميع لغات البرمجة لتطوير الواجهة الأمامية والخلفية.
- يجب أن يكون المبرمجون على دراية جيدة بأكثر من لغة برمجة، لأنه أثناء عملهم في مجموعات، يجب أن يفهم أحد المبرمجين الكود الذي كتبه الآخر لتوصيل المنطق والكود.
- يجب على المبرمجين الاختلاط والتعاون مع مطوري البرامج (لمناقشة الأفكار) ومحللي الأعمال (لضبط التمويل) لإخراج نماذج تصميم البرامج.
- يجب أن يكون المبرمجون قادرين على بناء نماذج أولية من القيود المحددة.
- يجب أن يكونوا قادرين على تحويل نماذج البرامج والتعليمات إلى كود فعال بكفاءة عالية.
- يجب أن يكونوا قادرين على تصحيح الأخطاء وتعديل التعليمات البرمجية بسرعة وفقًا للمتطلبات.
تتضمن عملية تطوير البرنامج من البداية حتى النشر عدة خطوات، نوضحها على النحو التالي:
- سوف يفهم المبرمج أولاً بيان المشكلة ويبني فكرة بسرعة.
- سيقوم المبرمج بتصور المفاهيم التي يمكنه تطبيقها لحل المشكلة.
- ثم يقومون بتطوير وكتابة التعليمات البرمجية، وهي نوعية مفضلة في مبرمج الكمبيوتر.
- يقوم المبرمج بعد ذلك بإزالة الأخطاء عن طريق تصحيح التعليمات البرمجية المكتوبة.
- بعد تصحيح الأخطاء، سيقوم باختبار الكود والتطبيق الذي تم إنشاؤه قبل تسليمه إلى المستخدمين. يساعد الاختبار في تقليل الأخطاء في التعليمات البرمجية.
- غالبًا ما يواجه المبرمجون أخطاء قد تستغرق إزالتها وقتًا طويلاً. وفي مثل هذه المواقف أيضًا، يجب عليهم التحلي بالصبر والتفاني في حل الأخطاء والأخطاء.
مهارات ومتطلبات المبرمج
- يجب على المبرمجين تطوير جودة كتابة التعليمات البرمجية النظيفة والمنظمة بشكل جيد.
- يجب أن يتمتع المبرمج بمهارات حل المشكلات لحل مشكلات العالم الحقيقي بكفاءة.
- يجب أن يتمتع المبرمجون بمهارات تواصل جيدة إلى جانب مهارات جيدة في التعامل مع الآخرين.
- يجب على المبرمجين تنمية عادة التفكير النقدي.
- يجب عليهم إصلاح الأخطاء التي تحدث في الكود.
- الخبرة هي مهارة كبيرة أخرى للمبرمج.
- يجب أن يكون على دراية بالعمل مع قواعد البيانات باستخدام SQL ولغات الاستعلام الأخرى.
فئات وظائف البرمجة
مطور ويب
مطورو الويب هم الأشخاص المسؤولون عن تصميم صفحة الويب، والحفاظ على المحتوى، ورعاية أداء موقع الويب. يقوم مطورو الويب بإنشاء تطبيقات للويب باستخدام لغات مثل HTML وCSS وJavaScript وPython وغيرها. يقومون بتصميم واجهات مثل واجهات المستخدم الرسومية للتواصل مع صفحات الويب. يقوم مطورو الويب بدمج محتوى متنوع في الصفحة لتلبية احتياجات المؤسسة.
يتم تصنيف مطوري الويب هؤلاء أيضًا إلى ثلاثة أنواع، وهم مطورو الواجهة الخلفية والواجهة الأمامية ومطورو المكدس الكامل.
مطورو المكدس الكامل = مطور الواجهة الأمامية + مطور الواجهة الخلفية.
مدراء الويب هم أيضًا مطورو الويب الذين يديرون مواقع الويب بانتظام. هم الأشخاص الذين يقومون بتحديث مواقع الويب وروابط صفحات الويب لإعادة توجيه المستخدمين إلى الصفحة المناسبة وفقًا لمتطلباتهم.
مطور الجوال
يقوم مطور التطبيق بتصميم وتطوير وتنفيذ تطبيقات الهاتف المحمول. يقوم مطورو الأجهزة المحمولة بإنشاء تطبيقات للهواتف المحمولة (مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية). إنهم متخصصون في تكنولوجيا الهاتف المحمول ويقومون بإنشاء تطبيقات لأنظمة Android وApple (تطبيقات iOS) ومنصات Microsoft Windows Phone. يمكن للمطورين استخدام تطبيق android studio لإنشاء تطبيقات android باستخدام لغات JavaJava وKotlin وflutter. يقوم مطورو الأجهزة المحمولة أيضًا بتطوير تطبيقات IOS لنظام التشغيل macOS. هناك طلب كبير على مطوري الأجهزة المحمولة لأن كل شخص، بدءًا من الطلاب وحتى كبار السن، يستخدم الهواتف الذكية وتطبيقاتها لتلبية متطلباته.
يجب أن يتمتع مطورو الأجهزة المحمولة بمهارات برمجة جيدة، خاصة فيما يتعلق بالمفاهيم الموجهة للكائنات ومعرفة حل المشكلات، حتى يحاولوا إنشاء تطبيقات أفضل مفيدة للجميع.
مطور العاب
يقوم مطورو الألعاب بتصميم ألعاب متوافقة مع الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية. سوف يقومون بتطوير أفكار جديدة وبناء ألعاب أفضل قد تكون ذات صلة بالتعليم والترفيه. سوف يقومون بإنشاء كود برمجي من الأفكار، وهي مهمة إبداعية للغاية. يمكن أن تكون هذه الألعاب سهلة الإنشاء وبعضها أكثر تعقيدًا في التصميم والتطوير.
تعد مهارات التصميم والإبداع والتفكير المعرفي والتحليلي والرسوم المتحركة والحوسبة ومهارات حل المشكلات مهمة جدًا لمطوري الألعاب.
مهندس أنظمة الكمبيوتر
تتضمن هندسة أنظمة الكمبيوتر تصميم شبكات الكمبيوتر، وتجميع وإدارة الشبكات وحركة المرور للأفراد والمؤسسات، وإدارة مكونات البرامج والأجهزة لأنظمة الحوسبة. تتضمن هندسة أنظمة الكمبيوتر العديد من المجالات متعددة التخصصات مثل علوم الكمبيوتر والهندسة الإلكترونية والتحليل الرياضي.
يتمتع مهندسو أنظمة الكمبيوتر باحترام كبير ويحتاجون في صناعات الحكومة والنقل والاتصالات للحفاظ على حركة المرور والشبكات الضخمة والحفاظ على تدفق المعلومات بين المرسلين والمستقبلين.
مسؤول قاعدة البيانات
يقوم مسؤول قاعدة البيانات بصيانة قاعدة البيانات وتشغيلها. وفي هذه المجالات، يقوم مهندسو قواعد البيانات بتصميم البرامج وتطويرها لتلبية متطلبات المستخدم. يقومون بتأمينهم من أنواع مختلفة من الهجمات.
ما هو الفرق بين مبرمجي الكمبيوتر ومطوري البرمجيات؟
مهندسو البرمجيات هم أيضًا مبرمجو كمبيوتر يقومون بالبرمجة في مجال معين. سوف يفكر مطورو البرامج بعمق في المشروع، مثل تصميم وميزات التطبيق الذي سيقومون بتطويره.
سيقوم المبرمجون بكتابة التعليمات البرمجية لمشكلة معينة بدلاً من إنشاء مشروع أو موقع ويب كامل.
سيقوم مطورو البرامج بإنشاء تطبيق مميز لتلبية احتياجات العميل باستخدام العديد من المفاهيم مثل البرمجة الموجهة للكائنات، والبرمجة الوظيفية، وما إلى ذلك. لكن المبرمجين لن يأخذوا في الاعتبار العملاء لأنهم لن يصمموا التطبيق الكامل. يهدف المبرمج دائمًا إلى تقديم رمز لمشكلة معينة.
مولد القيمة العشوائية في جافا
سيعرف مطورو البرامج برمجة الكمبيوتر، ولكن يمكن لبعض المبرمجين فقط أن يكونوا مطوري برامج.
ما الفرق بين علوم الكمبيوتر وبرمجة الكمبيوتر؟
تتضمن برمجة الكمبيوتر إنشاء وتطوير التعليمات البرمجية لبناء أشياء جديدة للقضاء على المشكلات وتقديم الحلول من خلال إنشاء التطبيقات. الأدوار الوظيفية ضمن فئات برمجة الكمبيوتر هي مطور برامج، ومطور ويب، ومطور تطبيقات الهاتف المحمول، ومحلل ضمان الجودة (QA).
يعد الدخول إلى علوم الكمبيوتر مجالًا لا يحتوي على تطوير للتطبيقات ولكنه يتضمن حل المشكلات من خلال تطبيق خوارزميات مجردة. يقوم علماء الكمبيوتر بتطوير الأفكار، ثم يقوم مبرمجو الكمبيوتر بتنفيذ تلك الأفكار عن طريق البرمجة. الأدوار الوظيفية التي تندرج ضمن مجال علوم الكمبيوتر هي مهندس البرمجيات، ومهندس الأجهزة، ومحلل النظام، ومهندس البرمجيات. ومن ثم، فمن دون حقل واحد، لا يمكن للآخر أن يستمر.
كيف تختار لغة البرمجة لتطوير المشروع؟
وتعرفنا على مفهوم البرمجة الحاسوبية واستخداماتها ولغات ومجالات البرمجة المختلفة التي تستخدم البرمجة في تحسينها. ولكن هناك سؤال كبير يدور دائمًا في أذهان الجميع وهو ما هي لغة البرمجة التي يجب أن نختارها لمشروع معين؟
للإجابة على هذا السؤال، عليك أولاً جمع بعض المعلومات حول المشروع الذي ستقوم بتطويره. المعلومات تشمل:
- ما نوع المشروع الذي ستقوم بتطويره؟
- ما هو الهدف المقصود من المشروع؟
- ما هو التمويل المخصص للمشروع؟
- وكم المدة الزمنية المطلوبة لإكمالها؟
- ما هي القيود المطبقة على المشروع؟
- ما هي المتطلبات والموارد المتاحة للمشروع؟
بعد الاستبيان أعلاه وجمع المعلومات، يجب على أعضاء فريق المشروع اختيار لغة البرمجة. يمكن اتخاذ الاقتراحات التالية لاختيار اللغة.
- الخطوة الأولى هي التعرف على المبرمجين المتاحين ولغتهم المفضلة. ثم الاختيار حسب اختيارهم يلبي متطلبات المشروع واختيار المبرمج للغة البرمجة.
- على سبيل المثال، عند تطوير الواجهة الخلفية، حدد اللغة التي يعرفها الفريق بشكل أفضل عندما تتمكن كل لغة من تلبية متطلباتك. لا ينبغي اختيار اللغة لأن اللغة شعبية وسهلة. علينا أن نتحقق مما إذا كان يمكنه تلبية وظائف مشروعنا.
- من فضلك الفصل
- اختر لغة بحيث حتى عندما تريد ترقية المشروع الذي تم تطويره بالفعل في المستقبل، يجب أن تدعمه لغتك.
- تعرف أيضًا على اللغة التفضيلية للعميل، حيث أنه بعد نشر المشروع، سيتم استخدامها من قبل العملاء أنفسهم.
- تحقق مما إذا كانت اللغة التي اخترتها تدعم قيود المشروع مثل التكلفة والجدول الزمني والنطاق والجودة والموارد.
- تعد سرعة اللغة والأداء والأمان أمرًا مهمًا في بناء مشروع جيد.
- قد نحتاج إلى أكثر من لغة واحدة لإكمال المشروع. وفي مثل هذه المواقف يجب أن نختار اللغات المتوافقة مع بعضها البعض.
- أخيرًا، يعتمد اختيار اللغة بشكل كامل على طبيعة المشروع (سواء كان متعلقًا بتطوير الويب أو تطوير الأجهزة المحمولة، وما إلى ذلك) ومتطلباته. قد تحتوي بعض اللغات على أطر عمل جيدة جدًا لدعم فكرتك، بينما قد لا تحتوي لغات أخرى على ذلك، لذا ناقش ذلك مع مجموعتك قبل المضي قدمًا.
يمكنك الاختيار بين جافا سكريبت، إتش تي إم إل، و CSS. إذا كنت ترغب في العمل على تطوير الواجهة الأمامية.
يمكنك الاختيار من جافا سكريبت، سي #، و بايثون عندما تعمل على تطوير الواجهة الخلفية.
أثناء العمل على تطبيقات أندرويد، استخدم Java أو الرفرفة أو Kotlin.
جافا فرز القائمة
أثناء تصميم مشروع تطوير الويب، استخدم اللغات الموجهة للكائنات مثل بايثون، جافا، و سي ++.
إذا كنت تعمل في مشاريع التعلم الآلي وعلوم البيانات، فاستخدم أيًا منهما لغات بايثون أو R . تدعم لغة R التحليل الإحصائي وتصوره بطريقة أفضل.
المذكورة أعلاه هي الاقتراحات الوحيدة. إذا كنت مرتاحًا للغات الأخرى التي تناسب مشروعك، فاستخدمها.
كيف تتعلم البرمجة؟
للبدء بالبرمجة، اختر أولاً أي منها اللغة الأساسية مثل C أو C++ لفهم مفاهيم البرمجة، وبناء جملة اللغة، والأشياء الأساسية مثل معرفة أنواع البيانات، والعوامل، والعبارات الشرطية، وما إلى ذلك.
أفضل طريقة لتعلم البرمجة في وقت أقل هي من خلال الممارسة الذاتية نفسها. ثم البدء في اتقان الخوارزميات وهياكل البيانات الحاضر بتلك اللغة. أثناء تعلم الخوارزميات وهياكل البيانات، احصل على المساعدة من مواقع الويب والكتب ومقاطع فيديو اليوتيوب لتصور المفاهيم بشكل أفضل. يمكنك التدرب عليها في المواقع والمترجمين عبر الإنترنت، أو يمكنك حتى المشاركة في البرمجة التنافسية المتاحة على مواقع الويب المختلفة.
بعد أن تفهم لغة البرمجة وتتعلمها، فإن الخطوة التالية هي إنشاء مواقع صغيرة المشاريع من خلال تطبيق المعرفة المكتسبة. إذا كان بإمكانك تطوير مشروع جزئيًا فقط، فحاول على الأقل تصميم أجزاء صغيرة مثل إنشاء صفحة ويب، وإنشاء تطبيق آلة حاسبة، وما إلى ذلك. إن بناء المشروع يعزز ثقتك بنفسك، وفي الوقت نفسه، تعرف كيفية تطبيق ما تعلمته لغة البرمجة في التطبيقات في الوقت الحقيقي.
ثم يمكنك تجربة المشاريع المعقدة والتعمق في التقنيات الناشئة مثل التعلم الآلي، والذكاء الاصطناعي، والتعلم العميق، والحوسبة السحابية، وتطوير الأجهزة المحمولة، وتطوير الويب، وما إلى ذلك. كلما زاد استكشافك وتعلمك وممارستك، كلما اكتسبت المزيد وأصبحت مثاليًا.
خاتمة
يغطي مجال برمجة الكمبيوتر مختلف مجالات علوم الكمبيوتر التي ناقشناها. البرمجة هي مهنة متطورة ومتطلبة قريبا. الشيء الوحيد هو البقاء على اطلاع دائم بالتقنيات والمهارات الناشئة للوقوف بقوة في البرمجة.