تعريف البرمجة وانواعها

يعتبر الحاسوب أحد المكونات الأساسية للحاسبات، حيث يقوم بإعداد العديد من البرامج والمهام التي تعرض على جهاز الحاسوب باستخدام مجموعة محددة من لغات البرمجة. تعد لغة البرمجة وسيلة للتواصل بين الأشخاص الذين يقومون بعملية البرمجة، حيث يقومون بكتابة مجموعات من البرمجيات والنصوص، وكذلك تنفيذ وإعداد مجموعة محددة من الأوامر على أجهزة الحاسوب .

تعريف البرمجة والبرامج

البرمجة: تعد اللغة البرمجية وسيلة لإعطاء جهاز الكمبيوتر جميع الأوامر والتعليمات بطريقة مفهومة للقيام بمهمة أو وظيفة محددة .

يطلق على الشخص الذي يقوم ببرمجة الحاسوب المبرمج، وهو شخص متمكن من إتقان إحدى لغات البرمجة ليتمكن من التواصل مع الحاسوب والعمل على إنتاج البرنامج .

يتكون هذا البرنامج من مجموعة من الأوامر والتعليمات المصممة أو المكتوبة بإحدى لغات البرمجة، حيث يقوم المبرمج بإدخالها وحفظها في ملف يمكن تشغيله على جهاز الكمبيوتر

أهمية البرمجة

بدون برامج، لا يمثل جهاز الحاسوب شيئاً ولا يكون له أي فائدة، فهو غير قادر على القيام بأي مهمة أو التحكم في أي قرار بمفرده أو من تلقاء نفسه، بل هو مجرد وسيلة تعمل على تنفيذ الأوامر والتعليمات الموجودة في البرامج .

على الرغم من وجود العديد من البرامج المختلفة التي تهدف إلى تنبيهنا لجميع المهام والاحتياجات في مجالات متعددة، إلا أنه في كثير من الحالات قد نحتاج إلى برامج خاصة ومخصصة لأداء بعض المهام التي لا يمكن للبرامج العامة تنفيذها. وقد يحدث أيضا أن نحتاج إلى تطوير فكرة جديدة وغير معروفة سابقا ولم يتم تنفيذها من قبل أحد في المجال .

نحن بحاجة إلى تعلم البرمجة لأنها تعزز التفكير وتساعد على حل العديد من المشكلات بطريقة منظمة ومرتبة لتحقيق الأهداف التي يرغب فيها أي شخص .

مستويات لغات البرمجة

• لغات مستواها منخفض، مثل لغة التجميع ولغة الآلة

في جميع الأجهزة الإلكترونية، يتعذر على الحاسوب أن يميز إلا لغة واحدة تحمل معنى واحد، وتعرف هذه اللغة بلغة الآلة. على الرغم من استخدام المبرمجين هذه اللغة في برمجة الحواسيب، إلا أنها لم تكن سهلة الفهم للكثير من الأشخاص، حيث لا تحمل لغة الآلة أي إشارات أو دلالات مباشرة للعمليات المراد تنفيذها، ولا توفر معلومات واضحة للمبرمجين.

وبسبب هذا الأمر، أصبح من الضروري إنشاء لغة يمكن فهمها بسهولة، ويمكن تحويل هذه اللغة إلى لغة الآلة لتنفيذ جميع الأوامر والعمليات التي تم إعطاؤها للحاسب .
تم تطوير لغة برمجة تسمى لغة التجميع، وتعمل هذه اللغة على كتابة الأوامر باللغة الإنجليزية، وتحتوي على مترجم خاص يقوم بتحويلها من لغة التجميع إلى لغة الآلة ليتم فهمها من قبل الحاسوب .

يعتبر لغتا الآلة والتجميع لغات منخفضة المستوى نظرًا لتفاعلهما الوثيق مع مكونات الحاسوب مثل المعالج والذاكرة. وتتميز اللغات منخفضة المستوى بسرعة أدائها وحجم البرامج التي تصمم بها ويكون حجمها صغيرًا .

•  اللغات عالية المستوى

قد حدث تقدم سريع في عمليات البرمجة. يمكننا تجاهل جميع المعلومات والتفاصيل التي تمكننا من التعامل مع مكونات الحاسوب مثل الذاكرة والمعالج واستخدام أجهزة متوفرة في مكتبات البرمجيات للتواصل مع مكونات المعالج والذاكرة بشكل غير مباشر. هذا يوفر الوقت في عملية الكتابة، وتسمى هذه اللغات بلغات عالية المستوى. تنقسم إلى لغات البرمجة الإجرائية ولغات البرمجة الكائنية .

أنواع لغات البرمجة

هناك العديد من أنواع لغات البرمجة وأنظمة التشغيل، وتلك اللغات تخدم استخدامات كل نوع على حدة .

لغة سكراتش (Scratch)

هي لغة برمجة تستخدم للرسومات، حيث تستخدم في إنشاء القصص التفاعلية والعديد من الألعاب والرسوم المتحركة. بإمكانك أيضا مشاركة هذه التفاعلات مع الأشخاص عبر الإنترنت. تتكون لغة Scratch من كائنات متحركة وقابلة للبرمجة، وتسمى هذه الكائنات. يمكنك تعديل هذه الكائنات وإضافة الصور والمشاهد المتنوعة لها. بالإضافة إلى ذلك، تمكنك هذه اللغة من إصدار تعليمات لهذه الكائنات .

لغة سي C

هي لغة برمجة تتميز بمستويات عالية، وتم استخدامها لأول مرة في السبعينات من القرن الماضي في مختبرات بيل بواسطة دينيس ريتشي، وتعتبر لغة برمجة متميزة لكتابة البرامج الثابتة والمتحركة .

 لغة بايثون

هي لغة سهلة الفهم والتعلم، بالإضافة إلى أنها تستطيع تشغيل العديد من أنظمة الحاسوب .

 لغة الجافا ( Java)

هي لغة برمجة تتميز بمستواها العالي الشامل وأنشأتها شركة صن مايكروسيستمز

لغات البرمجة الإجرائية

وفي هذا النوع من لغات البرمجة يتم كتابة التعليمات والمعلومات البرمجية التي تقوم بعمل مهمة واحدة، وتسمى بالإجراء وأثناء كل مرة نحتاج فيها إلى أن نعمل هذا الإجراء ، فعلينا أن نستدعي هذه اللغة فضلا من أن نقوم بكتابة التعليمات مرة أخرى ، كما أنه يمكننا أن نجزم البرامج إلى أجزاء صغيرة كل واحدة منهم تكون منعزلة عن غيرها في استخدام هذا الإجراء ، فهذا الأمر يتيح لنا معرفة كل أجزاء البرنامج ويكون من السهل علينا أن نحتفظ به ، تعتبر لغة ( C, BASIC, Pascal, GO ) من اللغات المعروفة من اللغات الإجرائية .

لغات البرمجة بالكائنات

ساهمت هذه اللغة في تطوير البرامج التي تحتوي على رسومات وكائنات محددة تميز كل برنامج عن الآخر. تختلف لغات البرمجة القائمة على الكائنات عن اللغات البرمجية الإجرائية في أنها تقوم بتعبئة وتمييز البيانات مع المعلومات الخاصة بها داخل كائن يميزها ويشير إليه. وبالتالي، يحتوي كل كائن من هذه الكائنات على السمات والخصائص التي تميزه.

مميزات لغات البرمجة بالكائنات

1. تتميز هذه اللغات بسهولة الكتابة والبساطة، حيث يسهل الوصول إلى الأخطاء .
2. من بين مميزاتها الأخرى، يمكن استخدامها مع برامج أخرى .
3.  تتميز بإمكانية تعديل جميع البرامج المكتوبة باستخدام اللغات المختلفة .

قواعد البرمجة

هناك قواعد وقوانين تحكم في البرمجة، ومن أهم هذه القواعد ما يلي:

•  قاعدة التتابع (Sequence)

تعتبر قاعدة التتابع عبارة عن تنظيم وترتيب جميع الأوامر والتعليمات البرمجية بشكل متتالي .

• قاعدة الاختيار (Selection)

تتمثل هذه القاعدة في القيام بعمل أو تنفيذ أمر أو أكثر وفقًا للبرنامج المحدد، ويتم ذلك باستخدام الشرط مثل “إذا” أو “لو .

•  قاعدة التكرار (Repetition)

تتمثل الفكرة الأساسية للحلقات التكرارية في تنفيذ عمل أو تنفيذ شيء محدد عدة مرات حتى يتم الوصول إلى هدف معين، ويمكن التعبير عن هذا الأمر باستخدام العديد من العبارات المتكررة مثل “كرر حتى” أو “كرر باستمرار” أو “كرر بعدد مرات محدد.