مفهوم البرمجة واهميتها

ما هي البرمجة وانواعها ومستوياتها والمشهور منها وما هو مفهوم البرمجة واهميتها وقواعدها واهميتها في ما يلي نتناول ذلك

تحدثنا من قبل عن جهاز الحاسب في موضوع أنواع الحاسب وفي مكونات الحاسب المادية والبرمجية ونستنتج أن جهاز الحاسب عبارة عن آلة إلكترونية يمكن برمجتها لأداء وظائف متعددة وقابلية البرمجة هي ما يميزه عن غيره من الأجهزة التي صممت لتؤدي مهمة وحيدة كالآلة الحاسبة حيث تستخدم للحساب فقط والآلة الكاتبة لكتابة النصوص بينما باستطاعة الحاسب أن يقوم بالعديد من المهام والوظائف إذا توفرت البرامج المناسبة حيث تحمل هذه البرامج بداخلها كل ما يحتاجه الحاسب ليؤدي عمله المطلوب. 

البرمجة واهميتها

جهاز الحاسب بلا برامج لا فائدة منه إطلاقاً، فهو لا يملك القدرة على الحكم أو اتخاذ القرارات المناسبة من تلقاء نفسه بل يقوم بتنفيذ ما تحتويه البرامج من أوامر وتعليمات. ورغم توفر العديد من البرامج المتنوعة والتي تلبي أغلب الاحتياجات وتغطي أكثر المجالات إلا أننا قد نحتاج في بعض الأحيان إلى برامج خاصة للقيام بمهام لا تستطيع البرامج الجاهزة إنجازها، أو قد نرغب في تنفيذ فكرة ما ، لم يسبق لأحد أن قام بعملها من قبل. لذلك برزت الحاجة إلى تعلم البرمجة، والتي تساعد على تنمية التفكير وصقل قدرتك على حل المشكلات بطريقة منظمة للوصول إلى الهدف الذي تريده

مفهوم البرمجة والبرامج

مما سبق يمكننا وصف البرمجة بأنها : إعطاء الأوامر والتعليمات للحاسب بلغة يفهمها وذلك لأداء مهمة معينة ويسمى الشخص الذي يقوم بهذا " المبرمج " وهو شخص يتقن إحدى لغات البرمجة لكي يتخاطب بها مع الحاسب لينتج ما يسمى بالبرنامج.

و"البرنامج" : عبارة عن سلسلة من الأوامر المكتوبة بأحد لغات البرمجة والتي يتم تخزينها في ملف قابل للتنفيذ من قبل الحاسب. ولكن ما هي اللغة التي يفهمها جهاز الحاسب ؟ 🤔 للإجابة على هذا السؤال ينبغي أن نتطرق إلى مستويات لغات البرمجة.

مستويات لغات البرمجة 

1. اللغات منخفضة المستوى - (Low Level Languages)

على مستوى القطع الإلكترونية لا يفهم جهاز الحاسب سوى لغة واحدة تحمل قيمتين اثنتين فقط هما الصفر، والواحد ( ٠،١ ) تسمى لغة الآلة ( Machine Language ) وبالرغم من أن المبرمجين كانوا يستخدمون لغة الآلة لبرمجة الحاسب إلا أنها كانت صعبة الفهم على البشر نظراً لكونها لا تحوي دلالات مباشرة على العملية المراد تنفيذها أو قيماً صريحة للبيانات التي تحتويها. 

وهذا الأمر أدى لظهور الحاجة إلى إنشاء لغة يمكن فهمها بسهولة مع إمكانية تحويلها إلى لغة الآلة لكي يتولى الحاسب تنفيذ أوامرها، وبالفعل أُنتجت لغة وسيطة سميت بلغة التجميع (Assembly Language) والتي تكتب أوامرها باللغة الإنجليزية وتحتوي على مترجم خاص يتولى عملية التحويل من لغة التجميع إلى لغة الآلة.

وتصنف لغة الآلة ولغة التجميع على أنها (لغات منخفضة المستوى) كونها قريبة جداً من مكونات الحاسب كالمعالج والذاكرة، وتمتاز بسرعة تنفيذها وصغر حجم البرامج المكتوبة بواسطتها.

2. اللغات عالية المستوى - (High Level Languages)

حدث تطور متسارع في البرمجة بحيث أصبح من الممكن تجاهل التفاصيل الدقيقة للتعامل مع  كالذاكرة والمعالج والاكتفاء باستخدام دوال جاهزة متوفرة في العديد من المكتبات البرمجية يمكنها التعامل من المعالج والذاكرة بصورة غير مباشرة وبالتالي تقليل الوقت اللازم لكتابتها ويطلق على هذا الجيل من اللغات (اللغات عالية المستوى) وتنقسم إلى قسمين :

وفيها نقوم بكتابة التعليمات البرمجية التي تؤدي وظيفة واحدة تحت اسم يدل عليها يطلق عليه مسمى إجراء ( Procedure ) وفي كل مرة نريد فيها تنفيذ هذا الإجراء نكتفي باستدعائه بدلاً من إعادة كتابة التعليمات مرة أخرى،كما نستطيع تجزئة البرنامج إلى وحدات صغيرة مستقلّة عن بعضها البعض باستخدام هذا الأسلوب مما يساعد على توضيح أجزاء البرنامج وبالتالي سهولة صيانته. من أشهر اللغات الإجرائية ( C, BASIC, Pascal, GO )

ساعد هذا النمط من اللغات في ازدهار البرامج ذات الواجهات الرسومية، ويكمن الاختلاف بينها وبين اللغات الإجرائية في كونها تغلّف البيانات مع العمليات الخاصة بها بداخل كائن يدل عليها. وكل كائن له خصائص (سمات - Attributes )

 و(أفعال - Methods ) خاصة به. وتمتاز هذه اللغات بالبساطة، وسهولة اكتشاف الأخطاء، وإمكانية استخدام الكائنات في برامج أخرى، إضافة إلى سهولة التعديل على البرامج المكتوبة باستخدام هذه اللغات. من أشهر لغات البرمجة بالكائنات ( C++, C#, JAVA, Python, PHP, Visual Basic )

لغات البرمجة السائدة

تتنوع اللغات بحسب الغرض الذي أنشئت من أجله فنجد لغات خاصة بأنظمة التشغيل وأخرى لبرمجة مواقع الإنترنت وغيرها في الجدول التالي نتعرف على بعض لغات البرمجة الشائعة وتصنيفها كلغة إجرائية أو لغة برمجة بالكائنات مع ذكر المجالات التي يشتهر استخدامها فيها :

وبالرغم من وجود بعض اللغات التي تصلح للعديد من الأغراض إلا أن الاختيار بينها يكون بحسب الأنسب لمجال العمل المراد إنجازه، على سبيل المثال من غير المنطقي أن نستخدم لغة سي C مَثَلاً لتطوير مواقع الإنترنت. استعرضنا في الجدول السابق العديد من المجالات التقنية ولكن ماذا عن المبتدئين بالبرمجة؟ أداة تعلمنا للبرمجة ستكون لغة سكراتش ( Scratch ) والتي يستخدمها المبتدئين للتدرب على قواعد وأساسيات البرمجة. ولكن ما هي قواعد البرمجة وأساسياتها، وما لغة سكراتش؟

لغة سكراتش - (Scratch)

هي لغة برمجة رسومية تُسَهِّل إنشاء القصص التفاعلية والألعاب والرسوم المتحركة، بالإضافة إلى إمكانية مشاركة هذه المشاريع مع الآخرين على الويب. وتتألف مشاريع سكراتش من أغراض متحركة قابلة للبرمجة تسمى (كائنات)، كما يمكنك تغيير شكل الكائن بإعطائه مظهراً مختلفاً، كما يمكن توجيه الأوامر لهذا الكائن مخبراً إياه بالتحرك أو إصدار صوت ما أو الاستجابة لغيره من الكائنات. ويتم توجيه الأوامر للكائن بتجميع لبنات رسومية في كدسات  تسمى مقاطع برمجية لإخبار الكائن بما يتوجب عليه فعله.

المقطع البرمجي: هو عبارة عن مجموعة من اللبنات المتصلة ببعضها لجعل الكائن يؤدي عَمَلاً معيناً. يكمن الفرق بين الكائن واللبنة في لغة سكراتش بأن الكائن هو العنصر المراد العمل عليه وهو العنصر المرئي في مسرح العمل، أما اللبنات فهي التعليمات والأوامر التي تجعل الكائن يقوم بعمل معين، فبعد تحديد الكائن المراد برمجته نطبق عليه ما نرغب من لبنات الأوامر لنحصل على الناتج المرغوب.

قواعد البرمجة

كما في اللغات الطبيعية التي نتحدث بها فإن للغات البرمجية قواعد وقوانين تحكمها، ومن أشهر هذه القواعد:

• التتابع - (Sequence)

ويقصد به ترتيب تنفيذ التعليمات البرمجية تعليمه تلو الأخرى.

• الاختيار - (Selection)

وهو عبارة عن تنفيذ تعليمة أو أكثر وفقاً لحالة البرنامج، ويتم عمل ذلك باستخدام صيغة الشرط مثل: (إذا كان ، إذا كان .. وإلا).

• التكرار - (Repetition)

وهو تنفيذ تعليمة أو أكثر مرات عديدة حتى يصل البرنامج إلى حالة محددة، ويتم التعبير عنه بعبارات مشابهة (كرر حتى، كرر باستمرار، كرر بعدد .. مرات).