مبرمج | ShadyRahimo

المرجع الشامل إلى تعلم الخوارزميات: 🫥

سلسلة تعلم الخوارزميات: ما هي الخوارزميات؟ وكيف تعمل؟

• ما هي الخوارزمية؟ • تاريخ الخوارزميات • أركان الخوارزمية • خطوات حل الخوارزميات • طرق تمثيل الخوارزميات • أمثلة على الخوارزميات • خوارزمية لحساب قيمة مضروب عدد • مجالات استخدام الخوارزميات • تحويل الخوارزمية إلى برنامج حاسوبي • مواصفات الخوارزمية الجيدة • تحليل الخوارزميات • هل أحتاج إلى معرفة الرياضيات لتعلم الخوارزميات؟ • أنواع الخوارزميات البرمجية الخوارزميات تجعل منك مبرمجًا أفضل • توفير وقت البرمجة • والكثير

لا شك تعلم الخوارزميات أحد النصائح المهمة التي وجهت لك إذا قررت تعلم البرمجة فكلمة خوارزمية تتردد كثيرًا في مجال البرمجة وغيرها من المجالات مثل الرياضيات والعلوم والمنطق وكل ما يتعلق بالحاسوب خصوصًا، فهي من أهم المفاهيم التي لا يمكن أن يستقيم لك تعلم البرمجة والرياضيات وعلوم الحاسب بدونها. إذا كنت تتساءل ما هي الخوارزمية، وكيف أتعلم الخوازميات، وما أهمية الخوارزميات في علوم الحاسب وفي البرمجة بشكل خاص، وما هي أنواع الخوارزميات التي علي تعلمها، وكيف أكتب أفضل خوارزمية فهذه الموضوع لك، حيث سنستعرض في سياقها كل ما تحتاج معرفته عن الخوارزميات، ونوفر لك مجموعة من المصادر التعليمية العربية الغنية التي تساعدك على تعلم رموز الخوارزميات وطرق حل الخوارزميات في الحاسوب بأفضل طريقة.

🫥

خاتمة 🔋 تعرفنا في هذه الفقرة على لغات البرمجة التي نستخدمها في برمجة الحواسب والأجهزة الإلكترونية الذكية أو القابلة للبرمجة واستعرضنا الخطوط العامة لمكوّنات أي لغة برمجة ثم فصلنا في أنواعها وقلنا أنها قد تكون عامة الغرض أو مخصصة من ناحية الاستخدام أو لغات مكتوبة أو مرئية من ناحية إظهار الشيفرة وأنها مفسّرة أو مصرّفة من ناحية معالجة المعلومات. كما ذكرنا أن لغات البرمجة التي تقترب تعليماتها وظيفيًا من التعليمات التي يفهمها الحاسوب هي لغات منخفضة المستوى ويزداد مستواها باستخدامها تعليمات تنفذ وظائف أكبر من تعليمات الحاسوب الأساسية. ومررنا أخيرًا على مفهوم لغات السكربت واستخداماتها بشيء من التفصيل، وعلى مفهوم اللغات التوصيفية واختلافها عن لغات البرمجة. وبهذا الشكل نكون قد أحطنا ولو بالشيء اليسير بمفاهيم هذا العالم الواسع لتكون خطوتك الأولى في الإنطلاق إلى عالم البرمجة. شارك المنشور لُطْفًا ❤️

. ما هي مجالات استخدام لغات البرمجة: ⁉️ من كتابة كلمة "مرحبًا" على شاشة حاسوبك إلى التحكم بمسبار فضائي يحط على كوكب آخر. فكل ما تعرضه لك الأجهزة الإلكترونية من بسيطها إلى أعقدها هي نتاج عملية برمجة لهذه الأجهزة. ويمكن تلخيص استخدامات لغات البرمجة وفق الخطوط العريضة التالية:

تطوير تطبيقات للحواسب تطوير تطبيقات للويب تطوير تطبيقات للهواتف الذكية برمجة الآلات والتجهيزات القابلة للبرمجة تطوير وإدارة الخدمات السحابية تطوير أنظمة تشغيل تطوير أنظمة وآلات ذاتية التعلم مجالات الذكاء الاصطناعي والروبوتات

. هل من الصعب تعلم لغة برمجة: ⁉️ الجواب لا إن كنت تمتلك الإرادة والمثابرة. تعلم البرمجة شبيه بركوب الدراجة ما أن تُصِرَّ على تعلمها ثم تتعلم كيف تستخدمها لن تنسى أبدًا كيف ستقودها وكذلك لن تنسى كيف تفكر برمجيًا. لكن إن أردت أن تصبح محترفًا، فهذا طريق طويل تعترضك فيه بعض الصعوبات.

. ما الفائدة من تعلم لغة برمجة: ⁉️

تطوير مسيرتك المهنية، فكل الدلائل تشير إلى أننا مقبلون وبشدة على عصر الآلات الذكية.

الاطلاع على الطريقة التي تعمل بها الآلات المبرمجة مما قد يساعدك على استخدامها بالشكل الصحيح.

تحسين قدراتك العقلية على التحليل وترتيب الأفكار.

إضافة إلى تلك الأسباب العامة، ستجد من مهنة المبرمج أو مطور ويب مهنة ممتعة ومجزية ماديًا فالطلب يزداد بشكل كبير على المنتجات الرقمية وتتنوع مجالات استخداماتها لما تقدمه من فوائد على جميع الأصعدة مثل أتمتة المهام المختلفة وتحليل البيانات والحسابات الرياضية والتقنية المتقدمة وإدارة المتاجر الإلكترونية والأعمال وغير ذلك الكثير. فالبرمجة هي مهنة المستقبل بامتياز، وأيًا كانت مهنتك الأصلية ستجد البرمجة سبيلًا إليها، وهكذا ستجني فائدة مضاعفة بتعلمك إحدى لغات البرمجة.

. هل عليَّ تعلم لغة برمجة: ⁉️

إن كنت تنوي تطوير مهنتك الهندسية أو العلمية أو التسويقية أو الاقتصادية أو التحليلية فالجواب نعم بكل تأكيد.

. ما هي أسهل لغات البرمجة من حيث التعلم والاستخدام: ⁉️ لا يمكن أن نجد إجابة محددة عن سؤال أسهل لغات البرمجة فالغرض من استخدامك للغة البرمجة وتآلفك معها مسألة حاجة ورغبة:

PHP Python JavaScript Ruby C/C++/JAVA Kotlin Swift

عمومًا، يقال عن لغة بايثون أنها أسهل لغة برمجة يمكن البدء بتعلمها والسبب أنها صياغة اللغة قريبة جدًا من صياغة اللغة الإنجليزية فعندما تكتب شيفرة برمجية كأنك تصيغ فقرة من لغة إنجليزية وهذا ما يميزها عن بقية اللغات التي تكثر فيها الأحرف والكلمات الغامضة وعلامات الترقيم والأقواس المتناثرة هنا وهناك، ولهذا السبب تبدأ أغلب الجامعات بشرح هذه اللغة كأول لغة برمجة لطلاب علوم الحاسوب وتبدأ أغلب الدورات والكورسات البرمجة بشرحها لمن يريد تعلم البرمجة بمفرده بعض المراجع العربية: قائمة تشغيل 1 قائمة تشغيل 2 قائمة تشغيل 3 قائمة تشغيل 4

. أشهر لغة من بينها تُستعمل في بناء تطبيقات سطح مكتب تعمل على مختلف أنظمة التشغيل الحاسوبية هي

لغة جافا Java وبايثون Python

والأخيرة تستعمل في مجال الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة والتعامل مع البيانات وغيرها، أما في مجال الويب، فأشهر لغة فيه حاليًا هي لغة جافاسكربت JavaScript فيمكنك باستعمالها تطوير الواجهات الأمامية Frontend وأصبح بإمكانك أيضًا تطوير الواجهات الخلفية Backend عبر بيئة Node.js وكما يمكنك باستعمال تقنيات الويب تطوير تطبيقات لسطح المكتب تعمل على كل أنظمة التشغيل باستعمال إطار العمل Electron.js، وتعد دورة تطوير التطبيقات باستخدام لغة JavaScript أفضل مرجع عربي يشرح لغة جافاسكربت وكافة تطبيقاتها لبناء تطبيقات الويب وتطبيقات سطح المكتب.

ما هي لغات البرمجة السائدة (أشهر لغات البرمجة): ⁉️ إليك أكثر لغات البرمجة استخدامًا وأشهر لغات البرمجة لكن دون نسب مئوية للاستخدام ودون أفضلية لعدم وجود إحصائيات دقيقة وموثوقة.

Python JavaScript JAVA C++/C GO Ruby #C PHP

ما هي أحدث لغات البرمجة: ⁉️

إذا استثنينا الإصدارات الجديدة من اللغات القديمة مثل الإصدار 3 من لغة Python يمكن أن نجد:

لغات البرمجة بالدوال: ELIXIR ELM PURESCRIPT SWIFT ━━━━━━━━━━━━━ لغات البرمجة الإجرائية: Go ━━━━━━━━━━━━━ لغات البرمجة بالكائنات: DART PONY CARBON ━━━━━━━━━━━━━ لغات أغراض عامة: HACK Kotlin NIM RUST

ما السبب في وجود عدد كبير من لغات البرمجة: ⁉️ التنوع نابع عن الحاجة، فلن تتمتع لغة برمجة واحدة بجميع المزايا التي تسهّل العمل في جميع المجالات بفعالية ودقة. قد يكون الأمر مشابهًا لوجود أنواع عدة من المركبات منها السيارة والطائرة والدراجة الهوائية والنارية فلكل استخدامه، إذ يولّد التطور التقني المتسارع الحاجة إلى وجود لغات أكثر مرونة وفعالية في مجالات مختلفة مما يدفع إلى تطوير لغات جديدة تلبي هذه الحاجة.

أسئلة شائعة عن لغات البرمجة: ⁉️

إليك بعض الإجابات عن أكثر الأسئلة شيوعًا حول لغات البرمجة.

كم عدد لغات البرمجة الموجودة حاليًا؟ عدد لغات البرمجة وفقًا لموقع ويكيبيديا يقارب 700 لغة برمجة مستخدمة أو توقف استخدامها باستثناء اللغات التوصيفية. لكن يرى البعض أنها قد تصل بجميع تصنيفاتها إلى 8000-9000 وهذا رقم مبالغ فيه قليلًا.

اللغات التوصيفية Markup Languages: ❄️ يشير مصطلح اللغات التوصيفية markup languages إلى آلية لترميز النصوص عن طريق إضافة مجموعة من الرموز إلى النص تتحكم بتنسيقه أو بإيجاد علاقات بين أقسامه وتسهل عملية أتمتته. إذ تضم اللغات التوصيفية مجموعة من الوسوم أو القواعد التي يشير كل منها إلى دلالة معينة وتستخدم لتنظيم البيانات النصية وعرضها بطريقة يسهل تمييزها بالنسبة للإنسان أو الحاسوب كأن تشير إلى عبارة على أنها عنوان وتبرز عبارة أخرى بكتابتها بخط ثخين وهكذا. لا تُعرض تلك القواعد أو الوسوم ولا تُضاف إلى المحتوى الفعلي بل وظيفتها وصف البيانات فقط وترتيبها. تتطلب هذه اللغات فقط برنامجًا ليحلل الوسوم ويعرض المحتوى وفقًا لمدلول كل وسم وغالبًا ما تحلل المتصفحات أكواد HTML وأكواد XML ثم تعرض النتائج بينما تحلل برمجيات أخرى مخصصة لغات توصيفية أخرى مثل Markdown و DocBook اللتان تستخدمان في المحررات النصية ولاتخ LaTex لكتابة الأوراق البحثية الأكاديمية وغيرها الكثير. لا تحتاج اللغات التوصيفية كلغات البرمجة إلى تصريف Compilation أو تفسير Interpretation كي تحول الشيفرة المكتوبة إلى مجموعة أخرى من التعليمات التي يفهمها الحاسوب، فهي لا تنفذ أية عمليات أو إجرائيات لذلك لا تُعد اللغات التوصيفية لغات برمجة. فكل ما تفعله محللات اللغات التوصيفية هو قراءة الوسوم ومعرفة بدايتها ونهايتها ثم عرض هذه الوسوم بالطريقة الصحيحة تبعًا لدلالة تلك الوسوم.

يمكن استخدام هذه اللغات لتصميم صفحات ويب مثل HTML أو لتنسيق صفحات الويب مثل CSS أو لتخزين البيانات مثل XML أو لتنسيق النصوص مثل Markdown وغيرها الكثير.

لغات برمجة السكربت: 🎲

تُعد لغة برمجة ما أنها لغة سكربت إن كانت:

تستخدم مجموعة من التعليمات النصية المكتوبة لتنفيذ أي نوع من العمليات. تعتمد على مضيف: إذ لا يمكن أن تُنتج برامجًا تنفيذية قائمة بحد ذاتها بل ترتبط بنظام تشغيل

مثل (سكربتات الطرفيات)

أو

بيئة عمل (سكربت ويب على الخادم)

أو

برنامج ( سكربت كتابة ماكرو أو موسّع)

أو لغة برمجة أخرى لتنفيذ مجموعة من العمليات التي تهدف إلى تعديل أو تطوير أو زيادة القدرة الوظيفية للمضيف أو تتوسط بينها وبين منظومات أخرى ليشار إليها عندها إلى أنها لغات صمغية glue code. أن تكون لغة مفسّرة وليست مُصرَّفة. تتميز لغات السكربت بكونها، مفتوحة المصدر غالبًا، وسهلة التعليم نسبيًا ولا ضرورة لوجودها ضمن ملف خاص كي تُفسّر، ولا يمكن كتابة تطبيقات أو برامج باستخدامها مباشرة بل تحتاج إلى مضيف لذلك يُقال أنها محمولة. أضف إلى ذلك أنها سريعة التنفيذ كونها تستطيع تنفيذ الطلبات مباشرة (تنفيذ أمر مباشرة) دون الحاجة إلى تعليمات أخرى لتفعيل الطلب كما يزيد سرعتها كونها لغة برمجة مفسّرة.

يمكنك مثلًا أن تُنفّذ الأمر ('مرحبًا')window.alert مباشرة في جافاسكربت وهي لغة سكربت مشهورة جدًا، لكنك لن تستطيع فعل ذلك باستخدام لغة ++C. لاحظ ماذا سيتطلب الأمر:

// لنقول مرحبًا C++ برنامج بلغة #include <iostream> using namespace std; int main(){ cout<<"مرحبًا"; return 0; }

تُصنف لغات برمجة السكربت إلى: سكربتات تطوير الويب: 🫥 وتستخدم لكتابة صفحات ويب ديناميكية وتطوير مواقع وتطبيقات الويب، ويمكن أن نميز بين نوعين من السكربتات في هذه الصدد سكربتات تعمل من جانب العميل

(أي تُستخدم في بناء الواجهة الأمامية للتطبيق أو الموقع)

نجد:

JavaScript React Next.js

سكربتات تعمل من جانب الخادم (أي تستخدم لبناء الواجهة الخلفية للتطبيق، وهي ما يستعرضه المتصفح) نجد منها:

JavaScript PHP Node.js ASP.net Ruby Perl Python

سكربتات تعمل مع طرفيات أنظمة التشغيل: وتستخدم لتنفيذ الأوامر ضمن واجهات سطر الأوامر في أنظمة التشغيل المختلفة مثل ويندوز ولينكس. من الأمثلة عليها:

BASH:

في طرفيات لينكس، وتنفذ طيفًا واسعًا من التعليمات مثل الكتابة والقراءة من وإلى الملفات وتنزيل البرمجيات من الإنترنت وتثبيتها وتشغيل البرمجيات وغيرها الكثير.

Windows powerShell:

في ويندوز، وتنفذ مهامًا مشابهة لما تنفذه طرفية لينكس. سكربتات للأغراض العامة: يمكن أن تُنفذ تقريبًا أي شيء نذكر منها:

Ruby Python

يمكن استخدام السكربتات في كل المجالات تقريبًا مثل تطبيقات الويب وتطبيقات الهواتف المحمولة وسطح المكتب والتعامل مع الأنظمة وأتمتة المهام على المنظومات السحابية والتنقيب عن البيانات وبرمجة الموّسعات والإضافات إلى البرامج وغيرها الكثير.

أنواع لغات البرمجة الشائعة هي تنقسم إلى الأنواع التالية:🔵 أنواع لغات البرمجة وفق مستوى الترميز

لغات البرمجة منخفضة المستوى Low level Programming Languages

لغة الآلة Machine language

لغات التجميع Assembly languages

لغات البرمجة عالية المستوى High level languages

أنواع لغات البرمجة وفق طريقة معالجة التعليمات: 🔎

اللغات المُصرَّفة Compiled Languages

اللغات المُفسَّرة Interpreted languages

اللغات الهجينة المصرّفة المفسّرة: 🫥 أنواع لغات البرمجة وفق أسلوب تنظيم الشيفرة: 🌀

لغات البرمجة الوظيفية Functional Programming

لغات البرمجة الإجرائية Procedural Programming

لغات البرمجة الكائنية Object-oriented Programming

أنواع لغات البرمجة وفق مجالات الاستخدام: 🔴

لغات البرمجة عامة الغرض General Purpose programming Languages

لغات البرمجة خاصة الغرض Special Programming Languages

شرح كل الأنواع السابقة سيطيل المنشور وهو خارج موضوع التعريف بلغات البرمجة ويكفي أن تأخذ فكرة على أنواع لغات البرمجة وتتعرف على أشهر أصنافها لأنك عادة عندما تتعلم لغة برمجة يفترض أن تعرف نوعها والصنف الذي تتبع له لأن الأنواع الواحدة تشترك بمفاهيم واحدة تقريبًا يمكن تعلمها بشكل منفصل.

أنواع لغات البرمجة: ❓

هنالك المئات من لغات البرمجة وجدت لتحقيق أهداف مختلفة وحتى هذه اللحظة تظهر لغات برمجة جديدة باستمرار، لذا تصنف هذه اللغات إلى أنواع عدة بالاعتماد على وظائف كل لغة وتطبيقاتها وطريقة معالجتها وغيرها من المقاييس ونوضح في الصورة بعض الأنواع أو الفئات التي تنضوي تحتها لغات البرمجة.

لغة البرمجة واللغات البشرية: 💬

إنّ اللغات البشرية هي الطريقة الطبيعية للتواصل بين البشر وتتكون من حروف تكوّن كلمات ومن ثم تشكل جملًا وفق مجموعة من القواعد التي ندعوها في العربية "نحوًا" ومن ثم نستخدم هذه الجمل بعناية لإيصال المعنى المطلوب. ويُفترض بالإنسان أن يُلم بأساسيات لغة الشخص الذي يحاوره كي لا تقع مشاكل في التواصل. الأمر مشابه في لغات البرمجة كونها لغة للتخاطب بين البشر والحواسيب أو الآلات التي تقبل البرمجة عمومًا

. إضافة إلى ذلك، للغات الطبيعية ولغات البرمجة نوع من الهيكلية أو البنية التي تنتظم وفقها تلك اللغات، فالكلمات في اللغات الطبيعية قد تشابه التعليمات في لغة البرمجة والجمل sentences قد تشابه التعابير البرمجية Expressions، وتستخدم لغات البرمجة ما تستخدمه اللغات الطبيعية من علامات للترقيم لكن لأغراض خاصة بوظيفتها، وتستخدم عوامل تشابه حروف العطف والاختيار والموازنة في اللغات الطبيعية للربط بين التعابير البرمجية واستخلاص المعنى، فلهذه اللغات جميعها أساليب في الصياغة والمدلول. ومن أوجه الشبه أيضًا ما يُدعى بالعائلات، فاللغات الطبيعية تنحدر من عائلات تتشابه اللغات فيها كاللغات السامية أو اللغات الجرمانية أو السلافية. كذلك الأمر في لغات البرمجة التي تنحدر جميعها من لغات ظهرت في البداية مثل: Fortran التي انحدرت منها Algol ثم C و ++C إذ تتشابه هاتين الأخيرتين كثيرًا. أما الاختلافات فتأتي من كون التعليمات في لغات البرمجة معدة سلفًا وقابلة للحصر حتى إن تطورت سيكون التطور بإلغاء تعليمة ووضع أخرى بينما تتطور اللغات الطبيعية وفقًا للحاجة ويظهر ذلك تلقائيًا. كذلك يظهر الاختلاف في عدم قدرة لغات البرمجة على التعبير بطرح أسئلة أو استخدام الإيحاءات بل تعتمد على مجموعة قواعد صارمة فيما يخص الصياغة وطريقة استخدام اللغة.

تأتي أهمية هذا النقاش من ضرورة الفهم الأصيل للغات البشرية ولغات البرمجة لما سيقود ذلك من تطور في مجال البرمجيات التي تتعرف على الكلام أو المترجمات الآلية أو الذكاء الاصطناعي وغيرها الكثير.

المكتبات المعيارية Standard Libraries: 🖥 وهي مجموعة من التعليمات أو العمليات الجاهزة التي توفرها لغة البرمجة لعمل مختلف أجزائها مع بعضها ولتنفيذ المهام الأساسية المنوطة بلغة البرمجة تلك مثل التعامل مع النصوص والأعداد والتواصل مع نظام التشغيل ونظام الملفات وغيرها، وتوضع عادة في ملفات منفصلة وتضاف إلى البرنامج الذي تُنفّذه. إذ تساعدك بعض المكتبات مثلًا على إضافة نصٍ إلى نص آخر مباشرة باستخدام إشارة الجمع + على الرغم من كونها عملية حسابية تجري على الأعداد. إذ تضم تلك المكتبات القدرة على فهم أن هذه العملية هنا ليست لجمع عددين بل لضم نصين.

تصنّف لغات البرمجة في فئات ومجموعات وفقًا لصياغتها وطريقة معالجتها للمعلومات وطريقة تنفيذ تعليمات لغة البرمجة وهذا ما سنتوسع فيه.

تحديد الأنواع في لغة البرمجة Types: 🔎 وهي الطريقة التي تصنّف فيها لغة البرمجة القيم والتعابير ضمن أنواع مختلفة وكيفية التعامل مع هذه الأنواع والتحويل فيما بينها. فهنالك مثلًا قيم نصية كأن استخدم القيمة "انقر هنا" وقيم عددية كأن استخدم الرقم 5 وقيم منطقية كأن استخدم القيمة "صحيح" true. وقد تكون نتيجة تنفيذ العملية نوعًا محددًا من البيانات كأن تُنتج العملية الحسابية عددًا أو تنتج نصًا. لهذا تحاول معظم اللغات وضع أنواع للقيم التي تتعامل معها. لكن في المقابل ستجد عدة لغات لا تعتمد على الأنواع مثل

جافاسكربت JavaScript وماتلاب MatLab.

إن وجدت هذا الفكرة غامضة قليلًا لا تكترث وتابع القراءة فستبدو هذه الفكرة غاية الوضوح ما أن تكتب برنامجك الأول في لغة تختارها.