الامارات 7 - لغات البرمجة
تعريف البرمجة: تُعرّف البرمجة على أنها عملية استخدام المنطق لتنفيذ عمليات ووظائف معينة على أجهزة الكمبيوتر. تُنفذ هذه العمليات من خلال لغات برمجية معينة، والتي تتكون من مجموعة من التعليمات والأوامر المكتوبة بطريقة محددة لإنشاء برنامج معين وتوجيهه إلى الجهاز لتنفيذه. تُنظم لغات البرمجة أيضًا طريقة تواصل الأجهزة الإلكترونية ببعضها، مثل الروبوتات والطابعات، كما تتيح للإنسان التواصل مع الآلة. وعلى الرغم من تشابه العديد من لغات البرمجة في بعض الخصائص، إلا أن لكل منها تركيبًا فريدًا ومميزًا، حيث تضم كل لغة مجموعة خاصة من الكلمات الرئيسية اللازمة لبناء البرنامج.
تاريخ لغات البرمجة: يعود تاريخ لغات البرمجة إلى أكثر من 125 عامًا، حيث ظهرت لأول مرة في بعض الاستخدامات الصناعية، مثل التحكم في إنتاج المنسوجات عبر تصميم ثقوب معينة على بطاقات. واعتُبر عام 1956 البداية الحقيقية للغات البرمجة، حينما طور فريق من شركة IBM لغة برمجة تُعرف باسم FORTRAN. تبعتها في عام 1958 لغة LISP، واستمر ظهور لغات البرمجة المختلفة عبر القرن العشرين، بما في ذلك لغة BASIC التي أُخترعت عام 1964. خلال السبعينيات، ظهر مفهوم البرمجة الشيئية (Object-oriented programming)، حيث تم تطوير العديد من اللغات التي لا تزال قيد الاستخدام اليوم، مثل لغة باسكال (1971) ولغة C (1972) ولغة SQL (1974) ولغة C++ (1979). أدّى انتشار الإنترنت إلى ظهور العديد من لغات البرمجة الجديدة، بما في ذلك HTML (1990) وPython وVisual Basic (1991) وJava (1995). واليوم، هناك الآلاف من لغات البرمجة المتاحة، مع استمرار تطوير لغات جديدة لحل مشكلات معينة في حياة الإنسان.
عناصر لغات البرمجة:
الصياغة: تعني القواعد التي تحدد كيفية كتابة المفردات والرموز بشكل صحيح وفقًا للغة البرمجة المستخدمة. لكل لغة كلمات ورموز محجوزة تُستخدم بطريقة معينة، وتختلف هذه القواعد بين اللغات.
الدلالات: تُعبر عن كيفية استخدام الرموز والمفردات بشكل صحيح لتكوين جملة برمجية متوافقة مع قواعد الصياغة. يتم تنفيذ هذه الجمل عادةً بشكل تسلسلي، حيث لا تُنفذ الجملة التالية إلا بعد أن تكون الجملة الحالية صحيحة.
الأنواع: تشير إلى البيانات التي يجب على المبرمج استخدامها بشكل معين، حيث يتم فحصها من خلال ما يُعرف بالمُترجم. يتم ذلك عبر طريقتين: الفحص الثابت والفحص الديناميكي.
المكتبات: تُعتبر المكتبات أدوات مساعدة تتوفر في لغات برمجة معينة، والتي تساهم في تطوير البرنامج. في الوقت الحالي، أصبح استخدام المكتبات أمرًا ضروريًا لكتابة برامج أكثر فاعلية.
أنواع لغات البرمجة: يمكن تقسيم لغات البرمجة إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
لغة الآلة: المستوى الأدنى من لغات البرمجة التي تتعامل مع الآلة مباشرة باستخدام نظام البيانات الثنائية (0 و1). يصعب على البشر فهم هذا النوع.
لغات عالية المستوى: تتضمن أوامر مكتوبة برموز ونصوص مألوفة، مما يجعل من السهل على البشر التعامل معها. تتنوع هذه اللغات بشكل كبير، حيث كل منها مُصمّم لنوع معين من الاستخدامات.
لغة التجميع: تستخدم لتحويل اللغات عالية المستوى إلى لغات ذات مستوى أدنى تفهمها الآلة، مما يسهل على البشر قراءتها على الرغم من قربها من لغة الآلة.
خصائص لغات البرمجة: تتضمن لغات البرمجة عدة خصائص يجب أن توفرها لمستخدميها، ومنها:
البساطة: يجب أن تكون سهلة الاستخدام.
الكفاءة: القدرة على العمل بكفاءة على الأجهزة.
الهيكلة: إمكانية كتابة البرامج وفقًا لمفاهيم البرمجة المُنظّمة.
سهولة اكتشاف الأخطاء: وجود طرق للتحقق من الأخطاء البرمجية.
إمكانية النقل: يجب أن تكون قابلة للنقل بين أجهزة الكمبيوتر.
أمثلة على لغات البرمجة:
C++: تطوير للغة C، تُستخدم في تطوير البرمجيات والألعاب.
Java: لغة كائنية التوجه تُستخدم في تطوير البرمجيات ومحتوى الويب وتطبيقات الهواتف المحمولة.
C#: لغة متعددة الاستخدامات من تطوير مايكروسوفت، تُستخدم في تطوير برمجيات نظام التشغيل ويندوز.
JavaScript: تُستخدم لإضافة الرسوم المتحركة والوسائط التفاعلية إلى محتوى الويب.
Python: لغة عالية المستوى تُستخدم في تطوير النصوص الخاصة بالخوادم، وتتميز بالبساطة وسهولة القراءة.
تعريف البرمجة: تُعرّف البرمجة على أنها عملية استخدام المنطق لتنفيذ عمليات ووظائف معينة على أجهزة الكمبيوتر. تُنفذ هذه العمليات من خلال لغات برمجية معينة، والتي تتكون من مجموعة من التعليمات والأوامر المكتوبة بطريقة محددة لإنشاء برنامج معين وتوجيهه إلى الجهاز لتنفيذه. تُنظم لغات البرمجة أيضًا طريقة تواصل الأجهزة الإلكترونية ببعضها، مثل الروبوتات والطابعات، كما تتيح للإنسان التواصل مع الآلة. وعلى الرغم من تشابه العديد من لغات البرمجة في بعض الخصائص، إلا أن لكل منها تركيبًا فريدًا ومميزًا، حيث تضم كل لغة مجموعة خاصة من الكلمات الرئيسية اللازمة لبناء البرنامج.
تاريخ لغات البرمجة: يعود تاريخ لغات البرمجة إلى أكثر من 125 عامًا، حيث ظهرت لأول مرة في بعض الاستخدامات الصناعية، مثل التحكم في إنتاج المنسوجات عبر تصميم ثقوب معينة على بطاقات. واعتُبر عام 1956 البداية الحقيقية للغات البرمجة، حينما طور فريق من شركة IBM لغة برمجة تُعرف باسم FORTRAN. تبعتها في عام 1958 لغة LISP، واستمر ظهور لغات البرمجة المختلفة عبر القرن العشرين، بما في ذلك لغة BASIC التي أُخترعت عام 1964. خلال السبعينيات، ظهر مفهوم البرمجة الشيئية (Object-oriented programming)، حيث تم تطوير العديد من اللغات التي لا تزال قيد الاستخدام اليوم، مثل لغة باسكال (1971) ولغة C (1972) ولغة SQL (1974) ولغة C++ (1979). أدّى انتشار الإنترنت إلى ظهور العديد من لغات البرمجة الجديدة، بما في ذلك HTML (1990) وPython وVisual Basic (1991) وJava (1995). واليوم، هناك الآلاف من لغات البرمجة المتاحة، مع استمرار تطوير لغات جديدة لحل مشكلات معينة في حياة الإنسان.
عناصر لغات البرمجة:
الصياغة: تعني القواعد التي تحدد كيفية كتابة المفردات والرموز بشكل صحيح وفقًا للغة البرمجة المستخدمة. لكل لغة كلمات ورموز محجوزة تُستخدم بطريقة معينة، وتختلف هذه القواعد بين اللغات.
الدلالات: تُعبر عن كيفية استخدام الرموز والمفردات بشكل صحيح لتكوين جملة برمجية متوافقة مع قواعد الصياغة. يتم تنفيذ هذه الجمل عادةً بشكل تسلسلي، حيث لا تُنفذ الجملة التالية إلا بعد أن تكون الجملة الحالية صحيحة.
الأنواع: تشير إلى البيانات التي يجب على المبرمج استخدامها بشكل معين، حيث يتم فحصها من خلال ما يُعرف بالمُترجم. يتم ذلك عبر طريقتين: الفحص الثابت والفحص الديناميكي.
المكتبات: تُعتبر المكتبات أدوات مساعدة تتوفر في لغات برمجة معينة، والتي تساهم في تطوير البرنامج. في الوقت الحالي، أصبح استخدام المكتبات أمرًا ضروريًا لكتابة برامج أكثر فاعلية.
أنواع لغات البرمجة: يمكن تقسيم لغات البرمجة إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
لغة الآلة: المستوى الأدنى من لغات البرمجة التي تتعامل مع الآلة مباشرة باستخدام نظام البيانات الثنائية (0 و1). يصعب على البشر فهم هذا النوع.
لغات عالية المستوى: تتضمن أوامر مكتوبة برموز ونصوص مألوفة، مما يجعل من السهل على البشر التعامل معها. تتنوع هذه اللغات بشكل كبير، حيث كل منها مُصمّم لنوع معين من الاستخدامات.
لغة التجميع: تستخدم لتحويل اللغات عالية المستوى إلى لغات ذات مستوى أدنى تفهمها الآلة، مما يسهل على البشر قراءتها على الرغم من قربها من لغة الآلة.
خصائص لغات البرمجة: تتضمن لغات البرمجة عدة خصائص يجب أن توفرها لمستخدميها، ومنها:
البساطة: يجب أن تكون سهلة الاستخدام.
الكفاءة: القدرة على العمل بكفاءة على الأجهزة.
الهيكلة: إمكانية كتابة البرامج وفقًا لمفاهيم البرمجة المُنظّمة.
سهولة اكتشاف الأخطاء: وجود طرق للتحقق من الأخطاء البرمجية.
إمكانية النقل: يجب أن تكون قابلة للنقل بين أجهزة الكمبيوتر.
أمثلة على لغات البرمجة:
C++: تطوير للغة C، تُستخدم في تطوير البرمجيات والألعاب.
Java: لغة كائنية التوجه تُستخدم في تطوير البرمجيات ومحتوى الويب وتطبيقات الهواتف المحمولة.
C#: لغة متعددة الاستخدامات من تطوير مايكروسوفت، تُستخدم في تطوير برمجيات نظام التشغيل ويندوز.
JavaScript: تُستخدم لإضافة الرسوم المتحركة والوسائط التفاعلية إلى محتوى الويب.
Python: لغة عالية المستوى تُستخدم في تطوير النصوص الخاصة بالخوادم، وتتميز بالبساطة وسهولة القراءة.