الامارات 7 - البرمجة
تعريف البرمجة
تُعرَّف البرمجة بأنها العملية التي يتم فيها استخدام المنطق لتنفيذ العمليات الحسابية والمهام المختلفة على أجهزة الحاسوب. تُستخدم لغات البرمجة المختلفة في هذه العملية، حيث تختلف كل لغة عن الأخرى من حيث التطبيقات ومجالات الاستخدام وطريقة الكتابة.
البرنامج
البرنامج هو مجموعة مرتبة من الأوامر التي يتبعها الحاسوب لتنفيذ مهام معينة. يتم تخزين البرنامج في وسيلة تخزين يمكن للجهاز الوصول إليها، ليقوم بتنفيذ الأوامر تباعًا. كما يمكن للمبرمج تخزين البيانات التي يرغب في معالجتها.
قواعد الكتابة
عند كتابة برنامج بلغة برمجة معينة، يجب الالتزام بقواعد كتابة محددة تُعرف بـ "الصياغة" (Syntax) الخاصة بتلك اللغة. كما تحتاج البرمجة إلى معرفة بالخوارزميات. تُقيَّم جودة الشيفرة المكتوبة وفقًا لأربعة عوامل رئيسية:
المتانة: قدرة البرنامج على التعامل مع الأخطاء.
الموثوقية: تحقيقها يعتمد على التصميم الجيد واستخدام الخوارزميات المناسبة.
الكفاءة: الاستخدام الأمثل للموارد.
سهولة القراءة وجودة التوثيق.
آلية عمل لغات البرمجة
عند الكتابة بلغة برمجة معينة، يتم استخدام "المحوِّل البرمجي" (Compiler) لتحويل الشيفرة إلى لغة الآلة (Machine code) التي تفهمها أجهزة الحاسوب. يكتب المبرمج الكود باستخدام محرر نصوص، ثم يتم استخدام المحول البرمجي لتحليل العبارات والتأكد من صحتها وتحويلها إلى ملف كائن (Object file) يحتوي على الأوامر بلغة الآلة. قد تتبع هذه الخطوة عملية الربط (Linking) لدمج عدة ملفات كائنة في ملف واحد قابل للتشغيل (Executable).
لغات برمجة مختلفة
بعض اللغات مثل لغة C وC++ وFortran وSwift تعتمد على هذه الآلية. أما لغة Java، فتستخدم طريقة مختلفة بتحويل الكود إلى ما يسمى "Bytecode"، والذي يمكن تنفيذه على أي جهاز يحتوي على "الجهاز الافتراضي" (Virtual Machine) لفهم هذه الأوامر.
توجد أيضًا لغات تسمح بالتنفيذ الفوري، مثل Python وPerl وJavaScript وPHP، حيث يتم استخدام "المفسر" (Interpreter) لتحويل الأوامر وتنفيذها دون الحاجة إلى تحويل مسبق.
تصنيف لغات البرمجة حسب المستوى
يمكن تصنيف لغات البرمجة إلى نوعين وفقًا لمستواها:
لغات البرمجة منخفضة المستوى: مثل لغة الآلة ولغة التجميع (Assembly language)، حيث تُكتب الأوامر بلغة يفهمها الجهاز (الأرقام) أو باستخدام عبارات بديلة. تُعرف هذه اللغات بسرعتها والتحكم الكامل بالبيانات.
لغات البرمجة عالية المستوى: مثل Python وRuby، حيث تسهل فهم الشيفرة البشرية، مما يتيح ترتيب الكود بشكل أفضل باستخدام المتغيرات والدوال والتكرار. تتميز هذه اللغات بأمان أكبر، إذ تحتوي على وسائل حماية تمنع المبرمج من الإضرار بالجهاز نتيجة أخطاء الكتابة
تعريف البرمجة
تُعرَّف البرمجة بأنها العملية التي يتم فيها استخدام المنطق لتنفيذ العمليات الحسابية والمهام المختلفة على أجهزة الحاسوب. تُستخدم لغات البرمجة المختلفة في هذه العملية، حيث تختلف كل لغة عن الأخرى من حيث التطبيقات ومجالات الاستخدام وطريقة الكتابة.
البرنامج
البرنامج هو مجموعة مرتبة من الأوامر التي يتبعها الحاسوب لتنفيذ مهام معينة. يتم تخزين البرنامج في وسيلة تخزين يمكن للجهاز الوصول إليها، ليقوم بتنفيذ الأوامر تباعًا. كما يمكن للمبرمج تخزين البيانات التي يرغب في معالجتها.
قواعد الكتابة
عند كتابة برنامج بلغة برمجة معينة، يجب الالتزام بقواعد كتابة محددة تُعرف بـ "الصياغة" (Syntax) الخاصة بتلك اللغة. كما تحتاج البرمجة إلى معرفة بالخوارزميات. تُقيَّم جودة الشيفرة المكتوبة وفقًا لأربعة عوامل رئيسية:
المتانة: قدرة البرنامج على التعامل مع الأخطاء.
الموثوقية: تحقيقها يعتمد على التصميم الجيد واستخدام الخوارزميات المناسبة.
الكفاءة: الاستخدام الأمثل للموارد.
سهولة القراءة وجودة التوثيق.
آلية عمل لغات البرمجة
عند الكتابة بلغة برمجة معينة، يتم استخدام "المحوِّل البرمجي" (Compiler) لتحويل الشيفرة إلى لغة الآلة (Machine code) التي تفهمها أجهزة الحاسوب. يكتب المبرمج الكود باستخدام محرر نصوص، ثم يتم استخدام المحول البرمجي لتحليل العبارات والتأكد من صحتها وتحويلها إلى ملف كائن (Object file) يحتوي على الأوامر بلغة الآلة. قد تتبع هذه الخطوة عملية الربط (Linking) لدمج عدة ملفات كائنة في ملف واحد قابل للتشغيل (Executable).
لغات برمجة مختلفة
بعض اللغات مثل لغة C وC++ وFortran وSwift تعتمد على هذه الآلية. أما لغة Java، فتستخدم طريقة مختلفة بتحويل الكود إلى ما يسمى "Bytecode"، والذي يمكن تنفيذه على أي جهاز يحتوي على "الجهاز الافتراضي" (Virtual Machine) لفهم هذه الأوامر.
توجد أيضًا لغات تسمح بالتنفيذ الفوري، مثل Python وPerl وJavaScript وPHP، حيث يتم استخدام "المفسر" (Interpreter) لتحويل الأوامر وتنفيذها دون الحاجة إلى تحويل مسبق.
تصنيف لغات البرمجة حسب المستوى
يمكن تصنيف لغات البرمجة إلى نوعين وفقًا لمستواها:
لغات البرمجة منخفضة المستوى: مثل لغة الآلة ولغة التجميع (Assembly language)، حيث تُكتب الأوامر بلغة يفهمها الجهاز (الأرقام) أو باستخدام عبارات بديلة. تُعرف هذه اللغات بسرعتها والتحكم الكامل بالبيانات.
لغات البرمجة عالية المستوى: مثل Python وRuby، حيث تسهل فهم الشيفرة البشرية، مما يتيح ترتيب الكود بشكل أفضل باستخدام المتغيرات والدوال والتكرار. تتميز هذه اللغات بأمان أكبر، إذ تحتوي على وسائل حماية تمنع المبرمج من الإضرار بالجهاز نتيجة أخطاء الكتابة