لوحة المتصدرين

"أريد تعلم البرمجة لكنني لا أعرف من أين أبدأ!" هذه هي أكثر عبارة تتردد على سمعي من حديثي العهد بالبرمجة، إذ يأتيني هذا السؤال مرارًا وتكرارًا؛ وفي كل مرة أحاول أن أجيب عنه في سياقه، أجد أنني أضيف معلومات جديدة على إجاباتي السابقة، لذا قررت كتابة هذا المقال بعنوان "تعلم البرمجة" لعله يفيد الراغبين في تعلم تطوير التطبيقات في بدء رحلتهم مع تعلم البرمجة من الصفر. جدول المحتويات حرصًا على تنظيم المقالة ولتسهيل الوصول إلى القسم الذي تريده بسهولة، سنذكر هنا جدول المحتويات باختصار: ما هي البرمجة؟ لماذا تتعلم البرمجة؟ ما عليك معرفته لتصبح مبرمجًا الأدوات اللازمة للبدء في تعلم البرمجة لماذا هناك العديد من لغات البرمجة؟ مفاهيم البرمجة مصادر تعلم البرمجة تطوير واجهات المستخدم تطوير الواجهات الخلفية تعلم تطوير تطبيقات الجوال تطوير الألعاب تطوير الأنظمة المدمجة تطوير تطبيقات سطح المكتب كيفية اختيار لغة البرمجة التي تناسبك نصائح لتعلم البرمجة ما هي البرمجة؟ البرمجة هي عملية تقسيم مهمة معينة يراد تنفيذها عبر الحاسوب إلى أجزاء صغيرة ومترابطة وقابلة للتنفيذ بأوامر بسيطة. بعد ذلك، تجري كتابة هذه الأوامر والتعليمات بإحدى لغات البرمجة، والتي هي وسيلة للتخاطب مع الحاسوب. إليك المثال العملي التالي الذي يشرح ماهية البرمجة: إن كنت تتوقع زيارة صديق لك اليوم، واتصل بك ليقول لك: "أنا واقف بجانب الحديقة ولا أعرف كيف أصل إلى منزلك". أنت عادةً تمر كل يوم من جانب الحديقة وتعرف الطريق بينها وبين منزلك شبرًا بشبر. برأيك هل ينفع إن قلت له: "منزلي معروف وقريب من الحديقة وأنا كل يوم أمر من جانبها"؟ لا، بالتأكيد. تحتاج إلى أن تقسِّم المشكلة إلى أجزاء تمثل خطوات بسيطة يستطيع صديقك فهمها وتنفيذها. مثلًا، أخبره أن ينفذ الأوامر التالية: "سر إلى الأمام عشرة أمتار" ثم "اتجه إلى اليمين" ثم "سر إلى نهاية الشارع" ثم "اتجه إلى اليسار". أخبره بعد ذلك: "عُدَّ الأبنية الموجودة على اليسار حتى تصل إلى البناء الرابع" ثم "اصعد إلى الطابق الثاني" ثم "اطرق على الباب الذي سيظهر أمامك". مبارك! بهذه الطريقة، تستطيع أن تدل صديقك على منزلك بدقة. البرمجة هي الشيء نفسه تمامًا. فهل ترى التعابير المكتوبة بين علامتي الاقتباس؟ إنها التعابير التي تكتب بإحدى لغات البرمجة والتي تخاطب الحاسوب بدلًا من صديقك السابق. لغات البرمجة هي مجموعة من المفردات والقواعد اللغوية التي تشكل لغةً وسيطةً للتخاطب مع الحاسوب وأمره بتنفيذ تعليمات وأشياء محدَّدة. فلا الحاسوب يفهم لغة البشر ولا البشر يفهمون لغة الحاسوب، لذا كان هنالك حاجة ملحة لوجود لغة وسيطة يفهمها كلاهما؛ نتيجةً لذلك، انبثق مفهوم لغة البرمجة. بعبارة أخرى، لو أردنا أن نقول للحاسوب "افعل كذا"، فسنحتاج إلى لغةٍ مشتركةٍ بيننا وبينه ليفهم ما نبتغيه، وهنا يأتي دور لغات البرمجة، إذ يمكنك أن تعدّ لغات البرمجة على أنها وسيط بين المبرمج والحاسوب. يهتم المبرمج بالتفكير في تسلسل الخطوات التي على الحاسوب القيام بها لإتمام العمل المطلوب منه (مثل حساب العمر اعتمادًا على تاريخ الولادة)، ثم كتابة هذه الخطوات بترتيب منطقي بإحدى لغات البرمجة. ربما لاحظتَ في الجملة السابقة أن جزءًا من مهمة المبرمج هو التفكير المنطقي، وهذا يجعلنا ننتقل إلى السؤال الشائع "هل أستطيع تعلم البرمجة وأصبح مبرمجًا؟" أو "هل أنا مؤهل لأصبح مبرمجًا؟". لماذا تتعلم البرمجة؟ يبدو أن تعلم البرمجة من الصفر ليس بالصعوبة التي توقعتها، لكنك تريد حافزًا يجعلك تتعلم البرمجة. تسمع كثيرًا أن البرمجة هي مجال المستقبل، وأن وظائف المبرمجين ستكتسح مجال التوظيف في السنوات القادمة؟ أستطيع أن أؤكد لك ذلك، كما أنَّ وظائف البرمجة هي من أعلى الوظائف دخلًا. فلو كنت تريد بدء مشوارك الاحترافي وتريد عملًا مستقرًا وذا دخلٍ ممتاز، فإن تعلم البرمجة والعمل بها هو أفضل خيارٍ أمامك. وظائف البرمجة مريحة عمومًا، فالعمل كله مكتبي أمام حاسوب في بيئة مريحة ومناسبة، وأغلبية الشركات تتبع نظام العمل 40 ساعة في الأسبوع (أي 5 أيام لمدة 8 ساعات يوميًا)، ولا تغفل عن قدرتك على العمل عن بعد من خلال الانترنت أو كمستقل في أوقات فراغك. تعلم البرمجة سيوسع أفق تفكيرك كثيرًا، خصوصًا أن تعاملك مع الحاسوب يتبع إلى التفكير المنطقي، وستجد أن البرمجة ستسهل لك القيام بأمور أخرى في الحاسوب. ما عليك معرفته لتصبح مبرمجًا يتردد الكثيرون في تعلم البرمجة متذرعين بأن مستواهم في الرياضيات ليس ممتازًا، وهذا ليس صحيحًا، فصحيحٌ أنَّ هنالك أمور تعترضك أثناء أداء عملك كمبرمج تتطلب خبرة في الرياضيات، إلا أنَّه قد تمر عليك فترات طويلة لا تحتاج فيها إلى مسائل رياضية. كل ما يلزمك للبدء في تعلم البرمجة هو الأساسيات التي يعرفها الجميع. إلى حين اعتراضك أية مسألة أو مشكلة تتطلب مهارة في الرياضيات، هنالك الكثير من المصادر والمراجع التي تستطيع الرجوع إليها آنذاك. بعبارة أخرى، أجِّل هذا الأمر قليلًا ولا تخف. الأهم من ذلك هو أن تكون قادرًا على التفكير بشكل منطقي. التفكير المنطقي التفكير المنطقي هو المهارة التي تجمع كافة المبرمجين تحت مظلة واحدة، وهي أساس كتابة الخوارزميات، إذ يجب أن تكون قادرًا على اكتساب هذه المهارة وتطويرها. الخوارزميات كلمة "الخوارزميات" هي الكلمة المرعبة التي ينفر منها البعض، فكل ما يتخيلونه عند ذكرها هو الرياضيات المعقدة والمعادلات الطويلة والرموز العجيبة، لكن الأمر بسيط جدًا؛ فالخوازرميات هي تطبيقٌ للتفكير المنطقي في خطوات متسلسلة واضحة تمامًا لحل مشكلة ما. لكي أوضِّح لك أن الخوارزميات ليست أمرًا معقدًا، سأخبرك بكيفية كتابة برنامج يسأل المستخدم عن سنة ميلاده، ثم يعيد عمره الحالي بالسنوات. الخطوة الأولى: إظهار رسالة نصية نطلب فيها من المستخدم إدخال تاريخ ميلاده. الخطوة الثانية: تخزين سنة الميلاد التي أدخلها المستخدم. الخطوة الثالثة: الحصول على السنة الحالية. الخطوة الرابعة: طرح مدخلات المستخدم من السنة الحالية. الخطوة الخامسة والأخيرة: إظهار الناتج. ما سبق هو خوارزمية بسيطة تتألف من خطوات متسلسلة، لكن إذا أمعنّا النظر فيها سنجد خللًا في حال أدخل المستخدم تاريخًا أكبر من التاريخ الحالي، أي لو أدخل 2050 مثلًا بدلًا من 1995. عندها سيصبح العمر المعاد من الخوارزمية سالبًا، ويمكننا أن نحل هذه الإشكالية منطقيًا بوضع شرط يمنع المستخدم من إدخال تاريخ أكبر من التاريخ الحالي. إطارات العمل كلمة أخرى شائعة جدًا في عالم البرمجة هي "إطارات العمل" frameworks، إطارات العمل هي مجموعة من الشيفرات البرمجية التي تسهل على المبرمج إنشاء التطبيقات، بتوفير وحدات جاهزة تقدم خدمات متنوعة مثل تسجيل المستخدمين، وإرسال البريد الإلكتروني، والتعامل مع قواعد البيانات. أي يمكنك أن تعدّها أدوات برمجية تساعدك في برمجة تطبيقك وتسهِّل لك فعل ذلك. الأدوات اللازمة للبدء في تعلم البرمجة تحتاج إلى حاسوبٍ بمواصفات جيدة (ليس من الضروري أن يكون من أفضل الحواسيب، وإنما أن يمتلك مقدارًا جيدًا من الذاكرة العشوائية). لا ننصح بمواصفات معينة أو نظام تشغيل معين، استعمل ما يحلو لك وما ترى نفسك معتادًا عليه (سواءً كان ويندوز أو لينكس أو ماك). ستحتاج أيضًا إلى اتصالٍ جيد بالإنترنت للوصول إلى المواد التعليمية، ولتنزيل البرمجيات والمكتبات اللازمة للتطوير. أما بخصوص أدوات التطوير، فستحتاج إلى برمجية لكتابة الشيفرات، وهنالك نوعان رئيسيان لها: المحررات النصية: مثل Visual Studio Code أو Atom أو Sublime Text أو Bracktes أو Notepad++‎. وهذه المحررات النصية تكون بسيطة في أغلبها، وتوفر ميزات أساسية مثل تلوين الشيفرات، وبعض ميزات الإكمال التلقائي، وتدعم أغلبيتها إضافات لزيادة وظائفها. وظيفة هذه المحررات النصية عمومًا هي تعديل الشيفرات بسهولة وسرعة. ننصحك بتجربة Visual Studio Code لشهرته حاليًا وكثرة إضافاته ودعمه الممتاز من شركة Microsoft. بيئات التطوير المدمجة: مثل Visual Studio و Eclipse و Android Studio و NetBeans و Apple Xcode وغيرها. وهذه البيئات توفر ميزات أكثر بكثير من المحررات النصية، مثل تشغيل الشيفرات وتنقيحها (debugging) وميزات التحكم بالإصدارات (version control) والاتصال بقواعد البيانات وخلاف ذلك. لماذا هناك العديد من لغات البرمجة؟ قد تتساءل، لماذا هناك العديد من لغات البرمجة؟ أليست هذه اللغات كلها تنفذ الهدف ذاته؟ لماذا لا يكون هنالك لغة موحدة بين المبرمجين والحاسوب؟ الحقيقة أنّه توجد لغة برمجة واحدة ولكن ليست إحدى اللغات التي تراها أمامك في الصورة. اللغة التي نشير إليها هي لغة الآلة التي يستطيع معالج الحاسوب قراءتها وفهمها. أتتساءل ما هي لغة الآلة وكيف تبدو؟ إليك مقطعًا منها: معلومٌ أنّ معالج الحاسوب لا يفهم شيئًا سوى الأصفار والواحدات، وهذه اللغة -أي لغة الآلة- هي تمثيل للأصفار والواحدات بطريقة تخبر الحاسوب بما يجب عليه فعله. الجدير بالذكر أن هذه اللغة عصية الفهم على البشر، وحتى إن استطعت كتابة شيفرة مثل الشيفرة الموضحة بالصورة (كما في السنوات الأولى من بداية اختراع الحاسوب)، لن يفهمها الآخرون ولن يستطيع أحد التعديل على الشيفرة وتطويرها لاحقًا باستثنائك. سعيًا لإيجاد لغة قريبة من لغة البشر، انقسمت لغات البرمجية إلى قسمين: لغات البرمجة منخفضة المستوى، ولغات البرمجة عالية المستوى وذلك تبعًا لمدى قربها من لغة الآلة أو لغة البشر على التوالي. أي أنّ لغات البرمجة منخفضة المستوى هي اللغات الأقرب للغة الآلة آنفة الذكر مثل لغة التجميع Assembly language، ولغات البرمجة عالية المستوى هي اللغات الأقرب للغة البشر مثل لغة بايثون وجافا. تنفيذ البرامج المكتوبة بلغات برمجة عالية المستوى يقودنا الحديث عن اللغات عالية المستوى واللغات منخفضة المستوى إلى الحديث عن كيفية تنفيذ المعالج للشيفرة المكتوبة بلغة عالية المستوى لا يفهمها المعالج (أليس هذا ما تفكر به الآن؟). عرفنا أن المعالج يفهم الأوامر والتعليمات المكتوبة بلغة منخفضة المستوى (لغة الآلة)، فمَثَلُ هذه العملية كمَثَلِ شخصٍ أجنبي تعلم اللغة العربية وبدأ التحدث مع ناطقٍ باللغة العربية، إذ يمكن لهما التواصل مباشرةً - ليخبر كل منها ما يريد من الآخر فعله - دون وسيط. أمَّا مَثَلُ كتابة برنامج بلغة عالية المستوى أقرب إلى لغة البشر والطلب من الحاسوب تنفيذه كمثل ناطق باللغة الهندية يريد التخاطب مع ناطق باللغة العربية دون أن يفقه أحدهما لغة الآخر. في هذه الحالة، لن يستطيع أحدهما فهم ما يتكلم به الآخر وستفشل عملية التواصل. قد تقول: لماذا لا يحضران مترجمًا يترجم ما يقوله كل منها للآخر؟ حسنًا، هذا ما يحصل تمامًا عندما يراد تنفيذ برنامج بلغة لا يفهمها معالج الحاسوب. في اللغات البشرية، هنالك نوع واحد من المترجمين يعرفه الجميع للترجمة من لغة إلى آخرى؛ أما في لغات البرمجة، هنالك نوعان من المترجمين بين اللغات هما: المفسر interpreter، والمترجم compiler. بناءً على ذلك، تنقسم لغات البرمجة إلى لغات مفسرة ولغات مترجمة. (من الآن وصاعدًا، كلما ذكرنا لغات البرمجة، فنحن نشير إلى لغات البرمجة عالية المستوى.) -المفسر (interpreter): وهو برنامج خاصٌ يفسِّر الشيفرة المصدرية لبرنامج مكتوب بلغة عالية المستوى سطرًا بسطر ويحولها إلى لغة منخفضة المستوى لينفذها الحاسوب مباشرةً. -المترجم (compiler): وهو برنامج خاصٌ يحوِّل الملفات المصدرية لبرنامج مكتوب بلغة عالية المستوى إلى ملف تنفيذي مكتوب بلغة الآلة دفعةً واحدةً، ثم يمكن تشغيل الملف التنفيذي على الحاسوب للقيام بالمهمة المطلوبة. لماذا يوجد الكثير من لغات البرمجة عالية المستوى؟ الآن وبعد أن عرفت الفرق بين لغة الآلة ولغة البشر، لربّما ما زلت تتساءل عن كثرة اللغات البرمجية عالية المستوى المتوافرة وعدم وجود لغة واحدة. نستطيع القول أنك خطوت خطوةً جيدةً للأمام إذ أصبحت الآن أكثر دقة. جواب سؤلك هو أنّ كل لغات البرمجة تُستخدم لتحويل فكرة منطقية إلى سلسلة أوامر يمكن للحاسوب أن ينفذها. فعلى سبيل المثال لا الحصر يمكنك استخدام أي من Ruby أو Java أو Python أو C#‎ أو Go أو JavaScript لبناء موقع ويب. لكن يمكنك أن تعدّ لغات البرمجة على أنها أدوات، وكل أداة تسهّل مهمة دونًا عن أخرى. فعلى سبيل المثال، السيارة والحافلة والدراجة والمحراث الزراعي كلها وسائط نقل، لكنها مختلفة الاستخدام؛ فلا يمكنك أن تذهب وعائلتك لقضاء إجازة صيفية مستخدمين المحراث الزراعي، كما لا يمكنك استخدام سيارة سباق في مدينة مكتظة ذات شوارع ضيقة للذهاب بها إلى العمل. مع أن آلية عمل هذه المركبات متشابهة. والأمر سيانٌ بالنسبة إلى البرمجة. خلاصة القول أنّ هنالك لغات برمجة متخصصة بإنشاء تطبيقات سطح المكتب، وأخرى متخصصة بإنشاء تطبيقات الجوال، وأخرى تستعمل خصيصًا لمواقع الويب، وأخرى لبرمجة العتاد، وهذا ما يحيلنا إلى الحديث عن مجالات البرمجة واللغات الأنسب لكلٍ منها. مفاهيم البرمجة "حسنًا، اقتنعتُ أن البرمجة مناسبة لي وليست صعبة كما كنتُ أتخيل، من أين أبدأ طريقي في تعلم البرمجة إذًا؟" قبل الإجابة عن السؤال السابق، سآخذ وقتي لأشرح لك بعض المفاهيم الخاصة بالبرمجة، ثم سنتحدث عن مجالات العمل فيها وما المسار الأفضل لتعلمك كلًا منها. أنت تعلم أن البرنامج هو سلسلة أوامر ينفذها الحاسوب لحل مشكلة ما، والبرنامج نفسه مكتوب بلغة يفهمها الحاسوب تسمى لغة الآلة. من الأمور الملحوظة التركيز كثيرًا على لغة البرمجة ذاتها أثناء بداية تعلم البرمجة. سأخبرك حقيقةً صادمةً: "لغة البرمجة التي تستعملها ليست بتلك الأهمية التي تتوقعها"، أنا لا أقول لك أن جميع لغات البرمجة متماثلة أو تُستعمل لنفس الاستعمالات، لكن لا تركِّز كثيرًا على تعلم كيفية الكتابة في لغة برمجة ما وتهمل المفاهيم البرمجية التي تقف وراءها. المتغيرات والثوابت عليك أن تتعرف على مفهوم المتغيرات variables المستعمل في جميع لغات البرمجة، والذي يعني إسناد قيمة ما إلى رمز أو كلمة وتخزين هذه القيمة في الذاكرة. فلو أردنا أن نخزن العبارة "Hello World" في متغير ما فنكتب شيئًا شبيهًا بما يلي: var variable_name = "Hello World"; أي أننا نسند الجزء الموجود على يمين إشارة المساواة إلى المتغير المذكور على يسار إشارة المساواة. يمكننا أن نستنتج من اسم "المتغيرات" أن قيمتها قابلة للتغيير خلال تنفيذ البرنامج، فيمكننا في مكانٍ ما من الملف المصدري أن نعيد تعريف المتغير السابق بكتابة: var variable_name = "New value"; أما الثوابت فهي تتشابه مع المتغيرات في كثيرٍ من النواحي، إلا أنك لا تستطيع إعادة تعريف قيمتها بعد تعريفها أول مرة. قد تستفيد من الثوابت عندما تكون متأكدًا تمامًا من عدم تغيير القيمة خلال فترة تنفيذ البرنامج. فلو أردنا تعريف ثابت اسمه pi يحتوي على القيمة 3.14 (والتي سنعرف أنها لن تتغير مطلقًا)، فيمكننا أن نكتب: const pi = 3.14; وإذا حاولتَ تغيير قيمة الثابت بعد تعريفه فستحصل على رسالة خطأ. الشروط تدعم جميع لغات البرمجة تعريف شروط تُنفَّذ في حالات معينة. ففي الخوازرمية السابقة التي شرحنا فيها حساب العمر، يمكننا أن نكتب الشرط بالعربية كما يلي: إذا كان (تاريخ الميلاد أكبر من التاريخ الحالي): نقول للمستخدم أن هنالك خطأ وإلا: سنحسب العمر بطرح تاريخ الميلاد من التاريخ الحالي وإذا أردنا كتابتها بإحدى لغات البرمجة فستبدو شبيهةً بما يلي: if ( user_birth > current_year ) { // ERROR! } else { age = current_year - user_birth; } لا تلقِ للأقواس بالًا، فهي جزء من لغة البرمجة، وقد تختلف من لغة لأخرى، وليست موضع اهتمامنا حاليًا. حلقات التكرار ماذا لو كانت لدينا قاعدة بيانات فيها أكثر من مستخدم ولكل مستخدم تاريخ ميلاد. لا تقل لي سنأخذ التواريخ يدويًا وندخلها إلى البرنامج! هذا مضيعةٌ للوقت، والصواب هو إنشاء حلقة تكرار تأخذ قيمة تاريخ الميلاد الخاص بكل مستخدم ثم تحسب عمره كما أسلفنا في القسم السابق. دعنا نعدل الخوارزمية البسيطة لنضيف تكرارًا فيها: ما أجمل البرمجة! تخيل لو كان عندك ألف مستخدم، وكان عليك حساب أعمارهم، يمكنك بضغطة زر أن تحسبها كلها. الدوال الدالة function هي مجموعة من التعليمات البرمجية التي تقبل مدخلات وتعيد القيمة المطلوبة. تكون الدوال عادةً قصيرةً وتقوم بمهمة وحيدة فقط. فمثلًا لو أردنا تعريف دالة باسم divide تقبل عددين، وتعيد ناتج قسمة العدد الكبير على الصغير، فيمكننا أن نكتب الخورزمية الآتية: مصادر تعلم البرمجة للمبتدئين أول ما سيتبادر إلى ذهنك بعد قرارك تعلم البرمجة هو من أين سأتعلم؟ هنا يأتي دور القسم التعليمي المتكامل في حسوب ليقدم للمبتدئ (والمحترف على حدٍ سواء) محتوى علمي مميز ومبسط. تزخر أكاديمية حسوب بالمحتوى المفيد عن تعلم البرمجة للمبتدئين وحتى الخبراء أي على كافة المستويات، ستجد فيها أقسامًا تشرح لغات البرمجة وتقنياتها كلها. ولدينا قسم للأسئلة البرمجية التي يمكنك أن تطرح فيه سؤالك وسيجيب عليه أحد أفراد مجتمع أكاديمية حسوب. أضف إلى ذلك أن الأكاديمية توفر قسمًا للدورات المتخصصة التي تبدأ معك من الصفر وحتى احتراف لغة البرمجة التي تريد تعلمها مع كادر من المدربين المختصين الذي يقدمون لك المساعدة ويجيبون عن جميع استفساراتك. وهنالك قناة للأكاديمية على يوتيوب ننشر فيها دوريًا دروسًا قصيرةً عن تساؤلات محددة ومفاهيم البرمجة وخلافه. لا تنسَ الاشتراك في قناة الأكاديمية لتصلك الفيديوهات الجديدة. ماذا لو أردتَ التعمق أكثر في لغة معيّنة؟ تأتي هنا موسوعة حسوب التي توفِّر توثيقًا عربيًا كاملًا وعالي الجودة، مدعّمًا بالأمثلة لمختلف لغات البرمجة وتقنيات تطوير الويب والجوال. ستكون الموسوعة مرجعًا تعود إليه في مسيرتك البرمجية، وتستعين بها لمعرفة التفاصيل الدقيقة عن لغات البرمجة. فأنت لست مضطرًا لحفظ كل شيء في لغة البرمجة، إذ حتى المبرمجون المختصون ذوو الخبرة يعودون إلى التوثيقات بين الفينة والأخرى أثناء عملهم. لننطلق الآن للتحدث عن مجالات البرمجة الأساسية وما اللغات والتقنيات المستعملة فيها. تطوير واجهات المستخدم يبدأ أغلبية المطورين مشوارهم من خلال تعلم تطوير واجهات المستخدم عند اتخاذ قرارهم لدخول مجال تطوير وبرمجة مواقع الويب، وذلك لسهولة اللغات المستعملة في هذا المجال. هدف هذا المجال هو تطوير صفحات الويب التي تعرض محتوى مختلف مواقع الويب، وهي الصفحات التي تراها عند زيارتك لموقع أكاديمية حسوب أو موسوعة حسوب أو مستقل أو أي موقع آخر. تتألف صفحة الويب من مجموعة من المكونات، وتُكتَب هذه المكونات باستخدام لغة HTML، وبعد كتابة البنية الهيكلية للصفحة سنأتي على تنسيقها باستخدام لغة CSS، وهي اللغة المستعملة لإضفاء شكل وهيئة على عناصر HTML. أي أن عناصر HTML تصف محتوى الصفحة (مثل الترويسات والقوائم والمحتوى الرئيسي والفقرات والروابط والصور والفيدوهات)، وقواعد CSS تُعرِّف كيف يجب أن تبدو هذه العناصر (سواءً من ناحية الألوان أو المساحات أو الخلفيات أو الخطوط أو خلاف ذلك). تأتي لغة JavaScript مكملةً لهما وتستعمل لإعطاء بعض عناصر الصفحة صفاتٍ تفاعلية، مثل شريط متحرك من الصور أو قوائم تظهر عند وقوع حدث معيّن …إلخ. هنالك تقنيات كثيرة تستعمل في تسهيل إنشاء الواجهات الأمامية وسنذكر بعضها: إطار Bootstrap لتسهيل تنسيق عناصر الصفحة. مكتبة jQuery لتسهيل التعامل مع عناصر الصفحة باستخدام JavaScript. مكتبة React JS: لتسهيل تطوير واجهات المستخدم بالاعتماد على مكونات قابلة لإعادة الاستخدام. لغة Sass لإنشاء ملفات CSS بسرعة وسلاسة. أدوات بناء مثل Webpack الذي يسهِّل تحويل الملفات المصدرية للتطبيق إلى النسخة النهائية التي ستعرَض للمستخدم. لتعلم تطوير واجهات المستخدم، ننصحك بالتسجيل في دورة تطوير واجهات المستخدم المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على أكثر من 72 ساعة فيديو تتوزع على ثمانية مسارات تعليمية تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب لتتعرف على توثيق لغات البرمجة المذكورة، وذلك للاطلاع على تفاصيل وأمثلة أكثر عن كل جزئية من الجزئيات المشروحة في دورة تطوير واجهات المستخدم. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير واجهات المستخدم: HTML و CSS و JavaScript و Bootstrap و Sass و jQuery و Webpack. تطوير الواجهات الخلفية قد تتساءل: ماذا يعني تطوير الواجهات الخلفية (backend)؟ وما الفرق بينه وبين تطوير واجهات المستخدم (frontend)؟ الفرق بينهما هو أن الواجهات الخلفية هي البرمجيات التي تُنفَّذ على الخوادم وتجري عمليات عليها مثل التعامل مع قواعد البيانات والملفات والخدمات الخارجية، أما واجهات المستخدم فهي الصفحات التي تظهر على شاشة الزائر في متصفحه. سأطرح عليك الخيارات المتاحة أمامك للبدء في مجال تطوير الواجهات الخلفية، وجميع اللغات المذكورة هنا هي لغات ناجحة وقوية ولا يهم أي لغة تختار منها، المهم أن تتطلع على شيفرات بسيطة من كل لغة وتتخذ قرار تعلمها، واحذر من تضييع وقتك في التنقل بين لغات البرمجة والبحث عن أفضلها، فكلُ لغةٍ ممتازةٌ في مجالها. تعلم البرمجة باستخدام لغة PHP بعد تبيان الفرق بين واجهات المستخدم والواجهات الخلفية، يمكن القول بأن أشهر لغة لتطوير الواجهات الخلفية هي لغة PHP، وتتفوق على اللغات المنافسة لها أضعافًا مضاعفة. تعلم البرمجة بلغة PHP أمر سلس، فهي لغة سهلة التعلم وبسيطة الشكل، والمجتمع حولها كبير وتطويرها مستمر. هذه اللغة هي خيار استراتيجي لمن يريد الدخول إلى مجال تطوير الواجهات الخلفية. هنالك عدد من البرمجيات المكتوبة بلغة PHP مثل ووردبريس WordPress ودروبال Drupal وميدياويكي MediaWiki (التي تشغِّل ويكيبيديا وموسوعة حسوب) وغيرها الكثير؛ إضافةً إلى عددٍ كبير من إطارات العمل مثل Laravel و CodeIgniter و Symfony و CakePHP و Yii وغيرها، وهذا ما يدل على إمكانيات اللغة الكبيرة والمجتمع الكبير الذي يحيط بها. لتعلم تطوير الواجهات الخلفية باستخدام PHP، ننصحك بالتسجيل في دورة تطوير تطبيقات الويب باستخدام PHP المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 75 ساعة فيديو تتوزع على اثني عشر مسارًا تعليميًا تبدأ بأساسيات لغة البرمجة PHP للمبتدئين، مرورًا بشرح أمثلة عملية تطبيقية بالتفصيل، ووصولًا لتطوير التطبيقات باستخدام إطار العمل Laravel، وشرح تطوير ووردبريس. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة PHP وإطار العمل Laravel. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام PHP هي: PHP و Laravel وقواعد البيانات (مثل MySQL و PostgreSQL وغيرها). تعلم البرمجة باستخدام لغة روبي - Ruby إذا كنتَ تبحث عن لغةٍ أنيقة وسهلة الاستعمال فستجد ضالتك في لغة روبي Ruby فهي من أجمل اللغات وأسلسها كتابةً، وهي لغة برمجة عامة يمكن استخدامها لتطوير مختلف أنواع التطبيقات ومن ضمنها تطوير تطبيقات الويب. ذاع صيت روبي في تطوير الويب بعد نشر إطار العمل Ruby on Rails (يشار إليه اختصارًا "ريلز"). هنالك إطارات عمل أخرى مثل سيناترا Sinatra لكن يبقى ريلز أشهرها. لتعلم تطوير الواجهات الخلفية باستخدام روبي، ننصحك بالتسجيل في دورة تطوير تطبيقات الويب باستخدام روبي المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 20 ساعة فيديو تتوزع على أربعة مسارات تعليمية تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا، وتشرح تطوير التطبيقات باستخدام إطار العمل ريلز. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة روبي وإطار العمل ريلز. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام روبي: روبي و ريلز وقواعد البيانات (مثل MySQL و PostgreSQL وغيرها). تعلم البرمجة باستخدام لغة جافا سكربت - JavaScript نعم! تستعمل JavaScript في تطوير الواجهات الخلفية أيضًا. الفضل يعود لبيئة Node.js التي تسمح للمطورين باستخدام JavaScript لكتابة برمجيات تعمل من جهة الخادم وذلك لتوليد صفحات ويب ديناميكية قبل إرسالها إلى المتصفح، وتستطيع Node.js التعامل مع الملفات وقواعد البيانات ومختلف أنظمة الشبكات وخدمات أنظمة التشغيل. هل يوجد أجمل من استخدام نفس اللغة لبرمجة الواجهات الأمامية لمواقع الويب والواجهات الخلفية؟ وكل ذلك باستخدام لغة سهلة التعلم والاستعمال ومدعومة دعمًا ممتازًا من المجتمع. تعلم لغة JavaScript لتطوير الواجهات الخلفية من خلال التسجيل في دورة تطوير التطبيقات باستخدام JavaScript المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 69ساعة فيديو تتوزع على أحد عشرمسارًا تعليميًّا تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا، وتشرح تطوير الواجهة الخلفية باستخدام Node.js. أثناء مشاهدتك للدورة، يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة JavaScript وبيئة العمل Node.js. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام JavaScript: لغة JavaScript وبيئة Node.js وإطار العمل Express.js وقواعد البيانات (مثل MongoDB و MySQL و PostgreSQL وGraphQL وغيرها). تعلم البرمجة باستخدام لغة بايثون - Python لغة بايثون متعددة الاستعمالات، ويمكن عدّها على أنها أسهل لغة برمجة على الإطلاق، إذ تبدو شيفرتها البرمجية كأنها مقالة مكتوبة باللغة الإنكليزية. إذا أردتَ لغةً سهلةً ومدعومةً دعمًا ممتازًا ولها أطر عمل كثيرة فأنت تبحث عن لغة بايثون. الخيارات المتاحة أمامك هي إطار العمل جانغو (Django) وفلاسك (Flask) وغيرها، يمكنك تعلم لغة البرمجة بايثون لتطوير الواجهات الخلفية من خلال قراءة سلاسل المقالات عن تعلم بايثون في قسم البرمجة في أكاديمية حسوب، ثم الانتقال إلى تعلم إطار العمل جانغو أو فلاسك. يمكنك أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على توثيق لغة بايثون. تعلم لغة بايثون لتطوير الواجهات الخلفية من خلال التسجيل في دورة تطوير التطبيقات باستخدام Python المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 69 ساعة فيديو تتوزع على عشرةمسارات تعليمية تشرح أساسيات لغة بايثون للمبتدئين، ثم تطبق عمليًا بأمثلة واقعية، وتشرح إطار العمل جانغو Django وفلاسك Flask. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الويب باستخدام بايثون: لغة بايثون وإطارات العمل المبنية عليها (مثل جانغو وفلاسك) وقواعد البيانات (مثل MySQL و PostgreSQL وغيرها). تعلم تطوير تطبيقات الجوال ازداد عدد تطبيقات الجوال لأنظمة أندرويد و iOS ازديادًا كبيرًا في الفترة الماضية، وأصبح لكل شركة أو خدمة تطبيق خاص بها يسهِّل على مستخدميها الوصول إلى الخدمات التي توفرها. النظامان الرئيسيان المسيطران على سوق الجوال حاليًا هما أندرويد ثم iOS. يمكن برمجة تطبيقات أندرويد بلغة Java أو Kotlin (أو غيرهما) وبرمجة تطبيقات iOS باستخدام Swift (وغيرها). ستكتشف أنَّ عليك تطوير تطبيقين منفصلين تمامًا، واحد لهواتف أندرويد وآخر لهواتف iOS، وذلك يسبب زيادةً في حجم العمل المطلوب وصعوبةً في إدارة التغييرات. بسبب ذلك، ظهر مفهوم "التطبيقات متعددة المنصات"، وهي تطبيقات تعمل على نظام أندرويد و iOS دون أي تعديلات، وذلك باستخدام تقنيات مشتركة وهي في الغالب تقنيات الويب. أي أصبح بإمكان مطوري الويب الاستفادة من معلوماتهم في تطوير تطبيقات الجوال باستخدام منصات مثل آيونيك Ionic. تسمح آيونيك Ionic للمبرمجين بالتعامل مع مختلف وظائف الجهاز باستخدام لغة JavaScript، مثل الوصول إلى الموقع الجغرافي، والتقاط صور بالكاميرا، والتعامل مع الملفات وخلاف ذلك. طوِّرت في الفترة الماضية تقنيات أخرى مبنية على JavaScript مثل React Native المبنية على مكتبة React.js والتي تسمح للمطورين بكتابة تطبيقات أصيلة باستخدام تقنيات الويب. تستطيع تعلم تطوير تطبيقات الجوال عبر Ionic وعبر React Native من خلال التسجيل في دورة تطوير التطبيقات باستخدام لغة JavaScript المقدمة من أكاديمية حسوب، والتي تحتوي على 69 ساعة فيديو تشرح أمثلة عملية تطبيقية شرحًا مفصلًا. وكالعادة يمكنك أثناء مشاهدتك للدورة أن تعود إلى موسوعة حسوب للاطلاع على التوثيقات اللازمة. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير تطبيقات الجوال: Java و Swift و Kotlin و Ionic و React Native وغيرها. تطوير الألعاب تطوير الألعاب هو المجال الذي يحلم جميع مستخدمي الحاسوب بالدخول إليه. فالأغلبية تعرفوا على الحاسوب من خلال ألعاب الفيديو ومن ثم بدؤوا برحلة الاستكشاف عن البرمجة والتطوير. أغلب من يجيب عن تطوير الألعاب يقول "عليك بتعلم لغة C++‎" لكن دعني أفصِّل لك الأمر قليلًا. برمجة الألعاب تتطلب عملًا كثيرًا من فريق عمل كبير، مدعوم من شركة تجارية. من الصعب على مطوِّر وحيد أن ينشئ لعبة كاملة من الصفر دون فريق. تُطور أغلبية الألعاب باستخدام محرِّك ألعاب Game Engine والذي يسهِّل الأمر على المطورين ويتيح بيئة تطوير مناسبة للألعاب، ويتيح الميزات الأساسية لجميع الألعاب مثل التحكم بالكاميرا ونمذجة الشخصيات ثلاثية الأبعاد وتحريكها والأمور الفيزيائية الأخرى. هنالك عدد كبير من محركات تطوير الألعاب، ومن المرجح أنك شاهدت شعارها في الألعاب التي لعبتها من قبل، ومن أشهرها: Unreal Engine و Unity و Godot. يمكن التعامل مع هذه المحركات باستخدام عدِّة لغات، مثل C++‎ (وهي أشهرها)، وجافا (خصوصًا للألعاب على هواتف أندرويد) وحتى يمكن استخدام JavaScript في التعامل مع بعضها. تذكر أنّ الألعاب غير محدودة بتطبيقات سطح المكتب أو الهواتف، فهنالك ألعاب كثيرة تعمل على المتصفحات باستخدام تقنيات HTML5 و JavaScript. اللغات والتقنيات المستخدمة في تطوير الألعاب: C++‎ و Java و JavaScript ومحركات Unity و Unreal Engine و Godot. برمجة الذكاء الاصطناعي يُعد الذكاء الاصطناعي (AI) من المجالات الرائدة والمطلوبة بكثرة في سوق العمل اليوم، لاسيما بعد أن أصبحت تطبيقاته في متناول الجميع وبات يستخدم في العديد من المجالات فتعلمك لهذا المجال الرائد يعزز قدراتك كمبرمج ويساعد على تعزيز تطبيقاتك بقدرات الذكاء الاصطناعي القوية. يتفرع الذكاء الاصطناعي لعدة مجالات من أبرزها تعلم الآلة والتعلم العميق التي تُمكّن الحواسيب من التعلم من البيانات وتحسين أدائها بمرور الوقت دون الحاجة لبرمجة تقليدية. كي تتعلم برمجة الذكاء الاصطناعي تحتاج لامتلاك فهم جيد للبرمجة وتحليل البيانات ويمكنك استخدام لغات برمجة متعددة في هذا المجال أشهرها لغة البرمجة بايثون التي توفر الكثير من المكتبات والأطر المساعدة مثل تنسرفلو TensorFlow وكيراس Keras وبايتورش PyTorch وباندا Pandas. إذا كنت مهتمًا بتعلم هذا الاختصاص القوي فستوفر لك دورة الذكاء الاصطناعي من أكاديمية حسوب التي تحتوي على 58 ساعدة تدريبية ممتدة على ثمانية مسارات تدريبية شاملة كل ما تحتاج إليه للبدء بتطوير تطبيقات ذكاء اصطناعي قوية واكتساب مهارة في تحليل البيانات من الصفر ودون الحاجة لامتلاك معرفة مسبقة. اللغات والتقنيات المستخدمة في برمجة الذكاء الاصطناعي هي Python و MongoDB وPymongo و TensorFlow و Keras و Pandas والنماذج اللغوية الكبيرة LLMs المختلفة. تطوير الأنظمة المدمجة الأنظمة المدمجة هي أنظمة حاسوبية شبيهة بالحاسوب ولكنها لا تملك كل ميزات الحاسوب الذي تراه أمامك الآن. بعبارة أخرى، النظام المدمج هو حاسوب صغير مبرمج لأداء مهام محددة فقط ومدمج ضمن الجهاز أو البيئة المراد استخدامه فيها. أنت الآن محاط بالكثير من الأنظمة المدمجة الآن مثل جهاز مقياس مستوى المياه وجهاز التحكم بالتلفاز وجهاز إنذار الحريق وأجهزة المراقبة …إلخ. حتى إشارات المرور وتنظيم السير وألعاب الأطفال الآلية تصنَّف على أنها أنظمة مدمجة. هل سمعت أيضًا بمصطلح "إنترنت الأشياء"؟ إنترنت الأشياء هو نظام مدمج متصل بالإنترنت. نعم، بهذه البساطة! لابد الآن أن يتبادر إلى ذهنك الساعات والثلاجات والغسالات الذكية وطائرات الدرون وأنظمة المراقبة عن بعد وأنظمة البيوت الذكية، إذ كلها أمثلة على إنترنت الأشياء. كيفية برمجة الأنظمة المدمجة أشهر وأكثر لغة برمجة تستعمَل في برمجة الأنظمة المدمجة وإنترنت الأشياء هي لغة C (أي لغة سي) وكل اللغات المشتقة منها (مثل‎ لغة أردوينو C). تُستعمَل لغة C++‎ كثيرًا في هذا المجال، إذ تعدُّ لغة ذات مستوى أعلى من لغة C لدعمها للبرمجة كائنية التوجه. أضف إلى ذلك أنه بدأ حديثًا استعمال لغة بايثون في برمجة تطبيقات الأنظمة المدمجة مع أنها لم ترتبط تقليديًّا بهذا المجال سابقًا. صحيح أنَّ لغة بايثون ليست بقوة لغة C و C++‎ في هذا المجال إلا أنها تستمد ميزاتها وفعاليتها من المكتبات الهائلة المتوافرة فيها. بعيدًا عن C وبايثون، تستعمل في مجال الأنظمة المدمجة أيضًا لغات أخرى تنضوي ضمن "لغات توصيف العتاد" (Hardware Description Languages)؛ لغتي VHDL و Verilog هما من أشهر لغات توصيف العتاد المستعملة في هذا المجال. تُستعمَل مثل هذه اللغات في برمجة "مصفوفة البوابات المنطقية القابلة للبرمجة" (FPGA أي Field Programmable Gate Array). أخيرًا، قد تجد بعض المراجع تشرح برمجة الأنظمة المدمجة بلغة أخرى تدعى "لغة التجميع" (Assembly Language) التي تصنف من اللغات منخفضة المستوى. يتطلب تعلم البرمجة باستخدام هذه اللغة فهمًا واسعًا بمعمارية وحدة التحكم المركزية والمعالج بالمجمل لأنها أقرب لغة يفهمها الحاسوب. الانتقال إلى هذه اللغة قد يكون في مستويات متقدمة من تعلمك لبرمجة الأنظمة المدمجة وتطبيقات إنترنت الأشياء. من ميزات البرمجة بهذه اللغة هي التحكم الواسع بالعتاد والمعالج الذي لا توفره لغات أخرى. يقال أن هذه اللغة صعبة بعض الشيء ومعقدة، ولكن لا أرى ذلك! قد يكون سبب قول ذلك هو أن لغة التجميع هي لغة منخفضة المستوى وأقرب شيء إلى لغة الآلة ولا يستطيع من يلقي نظرة على شيفرة مكتوبة فيها فهمها مطلقًا إن لم يعرفها. تطوير تطبيقات سطح المكتب مجال تطوير تطبيقات سطح المكتب كالمحيط الواسع؛ إن لم تملك بوصلة وتعرف إلى أين تريد الاتجاه، ستضيع فيه حتمًا. هنالك الكثير من أنظمة التشغيل أشهرها - وأكثرها سيطرةً على السوق حاليًا - هي: نظام التشغيل ويندوز، ولينكس، وماك (macOS)، ويملك كل نظام تشغيل تطبيقات مكتبية خاصة به. لذلك، يجب عليك أولًا -قبل الدخول إلى سوق برمجة تطبيقات سطح المكتب- تحديد نظام التشغيل المستهدف. أي يجب الإجابة على السؤال التالي: هل يستهدف تطبيقك نظام تشغيل محدد، أم تريد لتطبيقك أن يعمل على عدة أنظمة تشغيل في آن واحد؟! بعد تحديد نظام التشغيل المستهدف، اطلع على اللغات المفضل استعمالها في ذلك النظام لبرمجة تطبيقاته؛ فعلى سبيل المثال، اللغات C و C++‎ و C#‎ و VB.NET هي الأكثر استعمالًا في برمجة تطبيقات نظام التشغيل ويندوز، واللغات C و C++‎ و Bash هي الأكثر استعمالًا في برمجة تطبيقات توزيعات نظام التشغيل لينكس. أمَّا نظام الشغيل ماك، فينفرد باستعمال لغة Objective-C. حسنًا، دعني أخبرك الحقيقة، كل لغة برمجة عامية الغرض يمكن استعمالها في برمجة التطبيقات، إذ أشهر اللغات التي تُدرَّس أكاديميًّا في هذا المجال هي لغة جافا (Java). لا يخفى على القارئ دخول لغة بايثون بقوة على هذا المجال نظرًا لامتلاكها الكثير من المكتبات الرائعة وسهولة صياغتها. دخلت مؤخرًا لغة جافاسكريبت على سوق برمجة تطبيقات سطح المكتب عبر إطار العمل Electron (إلكترون)، إذ توظف في هذا المجال تقنيات تطوير الويب (HTML و CSS و JavaScript …إلخ.). بدأ هذا الإطار ينتشر كالنار في الهشيم مما دفع شركات كبيرة لتطوير تطبيقات سطح المكتب الخاصة بها باستعمال هذا الإطار ومنها شركة Slack التي استعملت هذا الإطار لتطوير تطبيقها المكتبي. أعلم أنك الآن تشعر بالضياع من كثرة لغات البرمجة والتقنيات المستعملة في هذا المجال؛ معك حق، فقد أخبرتك بذلك منذ قليل. دخول هذا السوق يحتاج منك تحديد هدفك منه بالضبط. هل لديك فكرة تطبيق وتريد إنشاءه والربح منه؟ هل تريد العمل لدى شركة محددة؟ ما هي مواصفات التطبيق الذي تريد إنشاءه أو تريد العمل على تطويره؟ كل ذلك يلعب دورًا في تحديد لغة البرمجة الأنسب لك لتعلمها. في النهاية، إن تعلمت أساسيات البرمجة وأتقنت العمل على لغة برمجية محددة، سيسهل عليك الانتقال إلى لغة برمجة أخرى، إذ أغلب لغات البرمجة تشبه بعضها بعضًا من ناحية المفهوم والمضمون وتختلف بعض الشيء من ناحية الصياغة والشكل. لذلك، اطمئن من هذه الناحية. كيفية اختيار لغة البرمجة التي تناسبك يمكنك اختيار لغة البرمجة اعتمادًا على المجال الذي تحب العمل فيه، سألخص لك مسار التعلم لمختلف مجالات العمل: العمل كمطور ويب full-stack: يعني ذلك تعلم تطوير واجهات المستخدم أو الواجهات الأمامية، وتطوير الواجهات الخلفية. يمكن التخصص بمجال واحد من هذين المجالين فقط، إذ يُطلَب كثيرًا في سوق العمل مبرمجين متخصصين في واجهات المستخدم أو الواجهات الخلفية. العمل كمطور تطبيقات للهواتف المحمولة: يمكنك تعلم برمجة تطبيقات أندرويد أو iOS كلًا على حدة، أو استعمال تقنيات مثل كوردوفا لتطوير لكلا النظامين معًا. العمل كمطور تطبيقات سطح المكتب: يمكنك البدء بالتخصص في تطوير تطبيقات مكتبية لنظام تشغيل محدَّد (مثل نظام التشغيل ويندوز أو لينكس) عبر تعلم لغة البرمجة المستعملة في ذاك المجال (كما أشرنا إلى ذلك في قسم تطوير تطبيقات سطح المكتب)؛ خيار آخر هو تعلم اللغات والتقنيات التي تمكنك من تطوير تطبيقات عابرة للمنصات (تعمل على عدة أنظمة تشغيل) مثل استعمال إطار العمل Electron. العمل كمطور للأنظمة المدمجة والأنظمة الذكية: لغة C هي أساس هذا المجال، سواءً كنتَ تتعامل مع المتحكمات مباشرةً، أو تتعامل مع شريحة مثل أردوينو (والتي تمتلك لغةً مشتقةً من C). يساعدك هذا الفيديو على معرفة المعايير التي من خلالها ستتمكن من اختيار لغة البرمجة التي تتناسب مع تطلعاتك وأهدافك المستقبلية. نصائح لتعلم البرمجة مشوار تعلم البرمجة من الصفر طويل وشائق، ولكنه جميل ومسلٍ بذات الوقت، قد تصاب بالإحباط في بداية طريقك لكثرة الأمور التي عليك الإلمام بها، لذا جهزت إليك النصائح الآتية من تجربتي في البرمجة: حدد هدفك من تعلم لغة البرمجة وسوق العمل الذي تريد دخوله واجعله واقعيًا. بدون هدف، أبشرك بأنك ستتخلى عن فكرة تعلم البرمجة بعد حين. انتبه إلى أن يكون هدفك واقعيًا وقابلًا للقياس والتجزيء على مراحل. بدون ذلك، ستفشل من أول عقبة وتترك تعلم البرمجة. أعرف نفسك جيدًا ونقاط قوتك وضعفك. كلنا لديه نقاط قوة وضعف، ولكن المفلح من عمل على ترميم وتحسين نقاط ضعفه في المجال الذي يرغب بتعلمه. رشح دورة واحدة وكتابًا واحدًا وابدأ بقراءة الكتاب ومتابعة الدورة تدريجيًّا ثم انتقل بعد الانتهاء إلى دورة أخرى وكتاب آخر، إذ سيجنبك ذلك التشتت بين الدورات الكثيرة والكتب العديدة. الشيء الذي أفعله قبل بداية تعلم شيء جديد هو ترشيح قائمة من عدة كتب ودورات ثم ترتيب هذه الكتب والدورات بحسب جودتها ومدى بساطتها وتعقيدها. أرقم الكتب والدورات وأبدأ بالخيار الأول منها. أحدد الوقت التقريبي الذي يأخذه كل خيار لدراسته وأجدول الخيارات البقية على رزنامتي الخاصة. لا تأخذ العلم إلا ممن تثق بعلمه، فالكثير من المبتدئين يحاولون مساعدة غيرهم وقد يضعون معلومات مغلوطة دون قصد. طبق ما تعلمته مباشرة، وأنشئ أي شيء من كل أمر جديد تتعلمه حتى لو كان رسمة بسيطة أو شيفرة من عدة أسطر فقط. فرحة إنجاز شيء مما تعلمته تدفعك لتعلم المزيد والاستمرار في طلب العلم. نظم وقتك بورقة وقلم، حدد بداية كل أسبوع خطةً لسائره والتزم بتنفيذها. أخبر أصدقائك أن لديك التزامات وأمور مهمة عليك إنجازها. خصص وقتًا للاستراحة بالطبع ولا تنسَ نصيبك منها. في نهاية كل أسبوع، وازن مدى الإنجاز الذي حققته ومدى تطبيق الخطة التي وضعها وحاول أن تصل النسبة إلى 100%. أنصحك بقراءة ومتابعة استراتيجيات تنظيم الوقت ورفع الإنتاجية. تمرس على حل المشكلات وتحدى نفسك باستمرار وتابع المسابقات البرمجية واشترك بها إن استطعت، أنصحك بقراءة مقالة حل المشكلات وأهميتها في احتراف البرمجة بعد هذه المقالة. لا تنسَ أن تكافئ نفسك في كل مرة تنهي فيها كتابًا أو تكمل العمل على مشروع. لا تنسَ حظك من الاستراحة، لأن طريق البرمجة قد يكون له بداية ولكن النهاية بعيدة ومتعبة -مثله مثل أي مجال آخر-. في النهاية أرجو لك كل التوفيق في مشوارك البرمجي. وأرجو منك أن تشاركنا تجربتك في تعلم البرمجة، لعل غيرك يستفيد منها. اقرأ أيضًا كيف تتعلم البرمجة المدخل الشامل إلى تعلم علوم الحاسوب المرجع الشامل إلى تعلم لغة بايثون تعرف على أعلى تخصصات البرمجة أجرا تعلم لغة HTML قواعد البرمجة ما هي فوائد تعلم البرمجة؟ أسهل لغات البرمجة أهمية البرمجة

حان الوقت الآن للتعمق أكثر في إطار العمل Vue وإنشاء مكوّن مخصَّص، إذ سنبدأ بإنشاء مكوِّن لتمثيل كل عنصر في قائمة المهام، كما سنتعرّف على بعض المفاهيم المهمة مثل استدعاء المكونات ضمن مكونات أخرى وتمرير البيانات إليها باستخدام الخاصيات Props وحفظ حالة البيانات. ملاحظة: إذا كنت بحاجة إلى التحقق من شيفرتك مقابل نسخة شيفرتنا، فيمكنك العثور على نسخة نهائية من نموذج شيفرة تطبيق Vue في المستودع todo-vue أو يمكنك الحصول على إصدار حي وقيد التشغيل منه. المتطلبات الأساسية: الإلمام بأساسيات لغات HTML وCSS وجافاسكربت JavaScript، ومعرفة استخدام سطر الأوامر أو الطرفية، إذ تُكتَب مكونات Vue بوصفها مجموعة من كائنات جافاسكربت التي تدير بيانات التطبيق وصيغة القوالب المستنِدة إلى لغة HTML المرتبطة مع بنية DOM الأساسية، وستحتاج إلى طرفية مثبَّت عليها node و npm لتثبيت Vue ولاستخدام بعض ميزاته الأكثر تقدمًا مثل مكونات الملف المفرد Single File Components أو دوال التصيير Render. الهدف: تعلّم كيفية إنشاء مكوِّن Vue وتصييره ضمن مكوِّن آخر، وتمرير البيانات إليه باستخدام الخاصيات، وحفظ حالته. إنشاء المكون ToDoItem لننشئ مكوننا الأول الذي سيعرض عنصر مهمة واحدًا، إذ سنستخدمه لبناء قائمة المهام. أنشئ ملفًا جديدًا بالاسم ToDoItem.vue في المجلد moz-todo-vue/src/components، ثم افتح الملف في محرّر الشيفرات. أنشئ قسم قالب المكوِّن من خلال إضافة العنصر <template></template> في أعلى الملف. أنشئ القسم <script></script> بعد قسم القالب، ثم أضف فيه كائن تصدير افتراضي export default {}‎، وهو كائن مكوِّنك. يجب أن يبدو ملفك الآن كما يلي: <template> </template> <script> export default {}; </script> يمكننا الآن إضافة محتوى فعلي إلى الملف ToDoItem، إذ يُسمَح حاليًا لقوالب Vue بإضافة عنصر جذر واحد فقط، كما يجب استخدام عنصر واحد لتغليف كل شيء ضمن قسم القالب، ولكن سيتغير ذلك في الإصدار رقم 3 من Vue،إذ سنستخدِم العنصر <div> لهذا العنصر الجذر. أضف عنصر <div> فارغ ضمن قالب المكوِّن. أضِف مربع اختيار وعنوانًا label مقابلًا ضمن العنصر <div>. أضِف السمة id إلى مربع الاختيار، والسمة for التي تربط مربع الاختيار مع العنوان label كما هو موضّح فيما يلي: <template> <div> <input type="checkbox" id="todo-item" /> <label for="todo-item">My Todo Item</label> </div> </template> استخدام المكون TodoItem ضمن تطبيقك لم نضِف المكوِّن إلى تطبيقنا حتى الآن، لذلك لا توجد طريقة لاختباره ومعرفة ما إذا كان كل شيء على ما يرام أم لا، إذًا لنضفه الآن. افتح الملف App.vue مرة أخرى. أضِف السطر التالي لاستيراد المكون ToDoItem في أعلى الوسم <script>: import ToDoItem from './components/ToDoItem.vue'; أضِف الخاصية components ضمن كائن المكوِّن ثم أضِف ضمنها المكوِّن ToDoItem لتسجيله. يجب أن تبدو محتويات الوسم <script> الآن كما يلي: import ToDoItem from './components/ToDoItem.vue'; export default { name: 'app', components: { ToDoItem } }; هذه هي الطريقة نفسها التي سُجِّل بها المكوِّن HelloWorld بواسطة واجهة CLI الخاصة بإطار العمل Vue سابقًا. يمكنك تصيير المكوِّن ToDoItem فعليًا في التطبيق من خلال الانتقال إلى العنصر <template> واستدعائه بوصفه عنصر بالشكل: <to-do-item></to-do-item> ولاحظ أنّ اسم ملف المكوِّن وتمثيله في جافاسكربت يكون دائمًا في حالة أحرف باسكال PascalCase مثل ToDoList، ويكون العنصر المخصّص المكافئ دائمًا في نمط أحرف أسياخ الشواء Kebab-case مثل <to-do-list>. أنشئ قائمةً غير مرتبة <ul> بعد العنصر <h1> تحتوي على عنصر قائمة واحد <li>. أضِف العنصر <to-do-item></to-do-item> ضمن عنصر القائمة. يجب أن تبدو محتويات العنصر <template> في الملف App.vue الآن كما يلي: <div id="app"> <h1>To-Do List</h1> <ul> <li> <to-do-item></to-do-item> </li> </ul> </div> إذا تحقّقتَ من تطبيقك المُصيَّر مرةً أخرى، فيجب أن ترى الآن العنصر ToDoItem المُصيَّر الذي يتكون من مربع اختيار وعنوان label. إضافة خاصيات للمكونات لا يزال المكوِّن ToDoItem غير مفيد للغاية لأنه يمكننا تضمينه مرةً واحدة فقط في الصفحة، إذ يجب أن تكون المعرّفات فريدةً، وليس لدينا طريقة لضبط نص العنوان ولا يُعَدّ ذلك ديناميكيًا. ما نحتاجه الآن هو حالة المكوِّن التي يمكن تحقيقها من خلال إضافة الخاصيات Props إلى المكوِّن، إذ تشبه الخاصيات مدخلات دالة ما، وتعطي قيمة الخاصية للمكونات حالة أولية تؤثر على عرضها. تسجيل الخاصيات هناك طريقتان لتسجيل الخاصيات في Vue هما: الطريقة الأولى هي سرد الخاصيات بوصفها مصفوفةً من السلاسل النصية فقط، إذ تقابل كل مدخلة في المصفوفة اسم خاصية. الطريقة الثانية هي تعريف الخاصيات بوصفها كائنات، إذ يقابل كل مفتاح اسم الخاصية، كما يسمح سرد الخاصيات بوصفها كائنات بتحديد القيم الافتراضية وتحديد الخاصيات بأنها إجبارية وتطبيق أنواع الكائن الأساسية (أنواع جافاسكربت الأولية تحديدًا)، بالإضافة إلى إجراء تحقق بسيط من صحة الخاصية. ملاحظة: لا يحدث التحقق من صحة الخاصية إلا في وضع التطوير، لذلك لا يمكنك الاعتماد عليها بصورة صارمة في عملية الإنتاج، كما تُستدعَى دوال التحقق من صحة الخاصية قبل إنشاء نسخة من المكوِّن، لذلك لا يمكنها الوصول إلى حالة المكوِّن أو الخاصيات الأخرى، وسنستخدِم تابع تسجيل الكائن بالنسبة لهذا المكوِّن. ارجع إلى الملف ToDoItem.vue، ثم أضِف الخاصية props ضمن كائن التصدير default {}‎ الذي يحتوي على كائن فارغ، وبعدها أضف ضمن هذا الكائن خاصيتين مع المفتاحين label و done، وتذكَّر أنّ قيمة المفتاح label يجب أن تكون كائنًا مع خاصيتن (أو Props كما يطلق عليها في سياق توفرهما للمكوّنات) وهما: الأولى هي الخاصية required التي ستكون لها القيمة trueمما يخبر Vue أننا نتوقع أن يكون لكل نسخة من هذا المكوِّن حقل عنوان أو تسمية label، وسيعطي Vue تحذيرًا إذا لم يتضمن المكوِّن ToDoItem على حقل عنوان. الثانية هي خاصية النوع type. اضبط قيمة هذه الخاصية على نوع جافاسكربت String (لاحظ الحرف الكبير "S")، وهذا يخبر Vue أننا نتوقع أن تكون قيمة هذه الخاصية سلسلةً نصيةً. أما بالنسبة للخاصية done، فأضِف أولًا الحقل default مع القيمة false، وهذا يعني أنّ الخاصية done ستكون لها القيمة false عند عدم تمريرها إلى المكوِّن ToDoItem، وضَع في الحسبان أنّ هذا ليس مطلوبًا، إذ نحتاج فقط إلى الحقل default مع الخاصيات غير المطلوبة، وأضف بعد ذلك حقل النوع type مع القيمة Boolean، وهذا يخبر Vue أننا نتوقع أن يكون لخاصية القيمة value النوع المنطقي boolean في جافاسكربت. يجب أن يبدو كائن المكوِّن الآن كما يلي: <script> export default { props: { label: { required: true, type: String }, done: { default: false, type: Boolean } } }; </script> استخدام الخاصيات المسجلة يمكننا الآن بعد تعريف هذه الخاصيات ضمن كائن المكوِّن استخدام هذه القيم المتغيرة في قالبنا ولنبدأ بإضافة الخاصية label إلى قالب المكوِّن. ضع مكان محتويات العنصر <label> القيمة {{label}} في عنصر القالب <template>، إذ تُعَدّ {{}} صيغة قوالب خاصة في Vue تتيح طباعة نتيجة تعابير جافاسكربت المُعرَّفة في الصنف Class ضمن القالب، بما في ذلك القيم والتوابع، كما يُعرَض المحتوى ضمن {{}} بوصفه نصًا وليس شيفرة HTML، وبالتالي سنطبع قيمة الخاصية label في هذه الحالة. يجب أن يبدو قسم قالب المكوِّن الآن كما يلي: <template> <div> <input type="checkbox" id="todo-item" /> <label for="todo-item">{{label}}</label> </div> </template> ارجع إلى متصفحك وسترى عنصر المهام مُصيَّرًا كما كان سابقًا، ولكن بدون العنصر label، وانتقل إلى أدوات التطوير DevTools في متصفحك وسترى تحذيرًا في الطرفية كما يلي: [Vue warn]: Missing required prop: "label" found in ---> <ToDoItem> at src/components/ToDoItem.vue <App> at src/App.vue <Root> يكون هذا بسبب أننا ميّزنا الخاصية label بوصفها خاصيةً مطلوبةً أو إجباريةً، لكننا لم نعطِ المكوِّن هذه الخاصية مطلقًا، إذ حدّدنا المكان الذي نريد استخدامه ضمن القالب، لكننا لم نمرّره إلى المكوِّن عند استدعائه، إذًا لنصلح ذلك. أضف الخاصية label إلى المكوِّن <to-do-item> في الملف App.vue مثل سمة HTML العادية تمامًا: <to-do-item label="My ToDo Item"></to-do-item> سترى الآن العنصر label في تطبيقك دون تحذير في الطرفية مرةً أخرى. كائن الخاصية data في Vue إذا عدّلتَ قيمة الخاصية label المُمرَّرة إلى المكون <to-do-item> في تطبيقك، فيجب أن تراها مُحدَّثةً. لدينا الآن مربع اختيار مع عنصر label قابل للتحديث، ولكننا لا نطبّق حاليًا أيّ شيء باستخدام الخاصية done، إذ يمكننا تحديد مربعات الاختيار في واجهة المستخدِم، ولكن لا يوجد مكان في التطبيق نسجل فيه ما إذا كان عنصر المهام المطلوب قد اكتمل فعليًا أم لا. يمكنك تحقيق ذلك من خلال ربط الخاصية done الخاصة بالمكوِّن مع السمة checked في العنصر <input>، بحيث يمكن أن تكون بمثابة سجل لما إذا كان مربع الاختيار محددًا أم لا، إذ يجب أن تعمل الخاصيات بوصفها رابط بيانات أحادي الاتجاه، ويجب ألّا يغير المكوِّن قيمة خاصياته أبدًا، إذ يمكن أن تجعل خاصيات تعديل المكونات تنقيح الأخطاء تحديًا، فإذا مُرِّرت قيمةً إلى عدة أبناء، فيمكن أن يكون تتبُّع مصدر تغييرات هذه القيمة أمرًا صعبًا، كما يمكن أن يؤدي تغيير الخاصيات إلى إعادة تصيير المكوّنات، لذا فسيؤدي تغيّر خاصيات المكوِّن إلى إعادة تصييره، مما يؤدي بدوره إلى حدوث التغيّر مرةً أخرى. يمكننا حل هذه المشكلة من خلال إدارة الحالة done باستخدام الخاصية data في Vue، إذ تُعَدّ الخاصية data المكان الذي يمكنك من خلاله إدارة حالة المكوِّن المحلية، فهي توجد ضمن كائن المكوِّن جنبًا إلى جنب مع الخاصية props ولها البنية التالية: data() { return { key: value } } لاحظ أنّ الخاصية data هي دالة للحفاظ على قيم البيانات فريدة لكل نسخة من المكوِّن في وقت التشغيل، إذ تُستدعَى الدالة بصورة منفصلة لكل نسخة من المكوِّن. فإذا عرّفتَ الخاصية data بوصفها كائن فقط، فستشترك جميع نسخ هذا المكوِّن في القيم نفسها، وهذا أحد الآثار الجانبية التي لا نريدها للطريقة التي يسجِّل بها Vue المكوّنات، كما يمكنك استخدام this للوصول إلى خاصيات المكوّن والخاصيات الأخرى من data وسنرى مثالًا عن ذلك لاحقًا. ملاحظة: بما أن الطريقة التي يعمل بها this يمكن استخدامها في الدوال السهمية Arrow Function أو الارتباط بسياق الآباء، فلن تتمكن من الوصول إلى أيّ من السمات الضرورية من data إذا استخدمتَ هذه الدالة، لذلك لا تستخدِمها مع الخاصية data. لنضِف الخاصية data إلى المكوِّن ToDoItem، إذ سيعيد ذلك كائنًا يحتوي على خاصية واحدة سنسميها isDone التي تكون قيمتها this.done. عدّل كائن المكوِّن كما يلي: export default { props: { label: { required: true, type: String }, done: { default: false, type: Boolean } }, data() { return { isDone: this.done }; } }; يربط Vue جميع خاصياتك بنسخة المكوِّن مباشرةً، لذلك لا يتعين علينا استدعاء this.props.done، ويربط السمات الأخرى مثل data و methods و computed وغيرها مباشرةً بنسخة المكوِّن لجعلها متاحةً لقالبك، لكن يجب الاحتفاظ بالمفاتيح فريدة لهذه السمات، وهذا هو السبب في أننا أطلقنا على سمة data الاسم isDone عوضًا عن done. يجب الآن ربط الخاصية isDone بالمكوِّن، إذ يملك Vue بنية صيغة لربط تعابير جافاسكربت بعناصر ومكونات HTML بطريقة مشابهة لكيفية استخدام Vue لتعابير {{}} لعرض تعابير جافاسكربت ضمن القوالب، وهذه الصيغة هي v-bind التي تبدو كما يلي: v-bind:attribute="expression" وبالتالي ستسبق العبارة v-bind:‎ أيّ سمة أو خاصية تريد ربطها، ويمكنك استخدام اختصار للخاصية v-bind في أغلب الأحيان، وهذا الاختصار هو استخدام تقطتين قبل السمة أو الخاصية، لذلك تعمل العبارة ‎:attribute="expression"‎ بطريقة مشابهة للعبارة v-bind:attribute="expression"‎، لذلك يمكننا استخدام v-bind لربط الخاصية isDone مع السمة checked في العنصر <input> في حالة استخدام مربع اختيار ضمن المكوِّن ToDoItem، كما أنّ الأمرَين التاليَين متكافئان: <input type="checkbox" id="todo-item" v-bind:checked="isDone" /> <input type="checkbox" id="todo-item" :checked="isDone" /> أنت حر في استخدام النمط الذي تريده، ولكن يُفضَّل الحفاظ على كل شيء متسقًا قدر الإمكان، وبما أنّ استخدام صيغة الاختصار أكثر شيوعًا، فسنلتزم بهذا النمط في هذا المقال. عدّل العنصر <input> الآن ليشمل ‎:checked="isDone"‎. اختبر مكوِّنك عن طريق تمرير ‎:done="true"‎ إلى استدعاء المكوِّن ToDoItem في الملف App.vue، ولاحظ أنك تحتاج إلى استخدام صيغة v-bind، لأنّ القيمة true ستُمرَّر بوصفها سلسلةً نصيةً بخلاف ذلك، كما يجب تحديد مربع الاختيار المعروض. <template> <div id="app"> <h1>My To-Do List</h1> <ul> <li> <to-do-item label="My ToDo Item" :done="true"></to-do-item> </li> </ul> </div> </template> حاول تغيير القيمة true إلى false، ثم أعِد تحميل تطبيقك لترى كيفية تغيّر الحالة. إعطاء المهام معرفا فريدا رائع، أصبح لدينا الآن مربع اختيار يعمل بنجاح، إذ يمكننا ضبط الحالة برمجيًا، لكن يمكننا حاليًا إضافة مكوِّن ToDoList واحد فقط إلى الصفحة لأن المعرّف id ثابت، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء في التقنية المساعدة لأننا بحاجة هذا المعرّف لربط العناوين أو التسميات إلى مربعات الاختيار المقابلة لها بصورة صحيحة، ويمكن إصلاح هذا الخطأ من خلال ضبط المعرّف id برمجيًا في بيانات المكوِّن. يمكننا استخدام التابع uniqueid()‎ الخاص بحزمة Lodash للمساعدة في إبقاء الفهرس فريدًا، إذ تصدِّر هذه الحزمة دالةً تأخذ سلسلةً نصيةً وتضيف عددًا صحيحًا فريدًا إلى نهاية البادئة، وسيكون هذا كافيًا لإبقاء معرِّفات المكوّنات فريدة. يجب إضافة هذه الحزمة إلى مشروعنا باستخدام npm، لذا أوقف خادمك وأدخِل الأمر التالي في طرفيتك: npm install --save lodash.uniqueid ملاحظة: إذا أردت استخدام yarn، فيمكنك كتابة الأمر yarn add lodash.uniqueid. يمكننا الآن استيراد هذه الحزمة إلى المكوِّن ToDoItem، لذا أضِف السطر التالي قبل العنصر <script> في الملف ToDoItem.vue: import uniqueId from 'lodash.uniqueid'; أضِف بعد ذلك الحقل id إلى الخاصية data بحيث يبدو كائن المكوِّن بالصورة التالية، إذ يعيد التابع uniqueId()‎ البادئة todo-‎ مع سلسلة نصية فريدة ملحقَة بها: import uniqueId from 'lodash.uniqueid'; export default { props: { label: { required: true, type: String }, done: { default: false, type: Boolean } }, data() { return { isDone: this.done, id: uniqueId('todo-') }; } }; اربط بعد ذلك المعرِّف id مع كل سمة id الخاصة بمربع الاختيار والسمة for الخاصة بالعنوان أو التسمية، وعدِّل السمات id و for الحالية كما يلي: <template> <div> <input type="checkbox" :id="id" :checked="isDone" /> <label :for="id">{{label}}</label> </div> </template> الخلاصة لدينا حتى الآن المكوِّن ToDoItem الذي يعمل بنجاح، ويمكنه تمرير عنوان أو تسمية لعرضها، كما سيخزّن حالته المحدَّدة، وسيُصيَّر مع معرِّف id فريد في كل مرة يُستدعَى فيها، كما يمكنك التحقق مما إذا كانت المعرّفات الفريدة تعمل عن طريق إضافة المزيد من استدعاءات المكونات <to-do-item> مؤقتًا في الملف App.vue ثم التحقق من خرجها المُصيَّر باستخدام أدوات التطوير DevTools في متصفحك. نحن الآن جاهزون لإضافة عدة مكونات ToDoItem إلى تطبيقنا، إذ سنتعلّم في المقال التالي كيفية إضافة مجموعة من بيانات عناصر المهام إلى المكوِّن App.vue، والتي سنكرّرها ونعرضها ضمن المكوّنات ToDoItem باستخدام الموجّه v-for. ترجمة -وبتصرّف- للمقال Creating our first Vue component. اقرأ أيضًا المقال السابق: مدخل إلى إطار العمل Vue.js مدخل إلى التعامل مع المكونات في Vue.js التعامل مع دخل المستخدم عن طريق نماذج الإدخال في Vue.js النسخة الكاملة لكتاب أساسيات إطار العمل Vue.js

لا يقتصر استخدام راسبيري باي على التعامل مع البرامج التي صممها آخرون، بل بناء برمجياتٍ خاصةٍ بك لتلبية أية احتياجات. سواءٌ امتلكت خبرةً في إنشاء البرامج بكتابة الأوامر والتعليمات أم لا، فستجد منصة راسبيري باي ممتازةً لبناء البرامج واختبارها. تعد لغة سكراتش مفتاحًا إلى كتابة البرامج على باي بأسلوبٍ سهل، وهي لغةٌ برمجةٌ بصرية طوّرها معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا MIT. تعتمد لغات البرمجة التقليدية على كتابة تعليماتٍ نصية ينفّذها الحاسوب كما لو أنك تكتب وصفةً لتحضير كعكة، بينما تساعدك سكراتش scratch على كتابة برنامجك خطوةً بخطوة باستخدام الكتل البرمجية؛ وهي قطعٌ برمجية مكتوبة مسبقًا تُعرَض على شكل قطعٍ مشابهةٍ لقطع الأحجية الملوّنة، كما أن سكراتش scratch لغةٌ ممتازةٌ في بداية مسيرتك في البرمجة سواء كنت صغيرًا أو متقدمًا في السن، ولكن لا تنخدع بمظهرها الودود والملوّن؛ فهي بيئةٌ برمجيةٌ قويةٌ ومتكاملةٌ وظيفيًا وقادرةٌ على كتابة كل ما تتخيله من برمجيات، ابتداءً بالألعاب البسيطة والرسوميات المتحركة وانتهاءً بالبرمجيات التفاعلية المعقدة لمشاريع الروبوتات. ستتعلم في هذا المقال خطواتك الأولى في تعلم البرمجة باستخدام لغة سكراتش التي تعتمد على الكتل البرمجية. تعرف على سكراتش تمثّل المناطق التالية الواجهة الرئيسية للبرنامج بإصداره الثاني: A- المسرح: تتحرك شخصية البرنامج Sprite فيه وفقًا للبرنامج الذي تكتبه. B- الشخصية التفاعلية Sprite: وهي الشخصيات أو الكائنات التي تتحكم بها من خلال برنامج سكراتش وتظهر على المسرح. C- منطقة التحكم بالمسرح: وتُستخدم لتغيير المسرح مثل إضافة الصور والخلفيات. D- قائمة الشخصيات: وتظهر فيها كل الشخصيات التي أنشأتها أو حمّلتها في سكراتش. E- لوحة الكتل البرمجية: وتضم كل القطع البرمجية المتاحة لبرامجك، وتُرتب على شكل فئاتٍ ملونة وفقًا لوظائفها. F- الكتل البرمجية: تضم أسطرًا برمجيةً مكتوبةً مسبقًا ولها وظيفةُ محددة تسمح لك ببناء برنامجك خطوةً بخطوة. G- منطقة بناء البرنامج: حيث تسحب وتفلت الكتل البرمجية ضمنها لتكوين برنامجك. إصدارات سكراتش يأتي راسبيان حتى لحظة إعداد السلسلة بنسختي سكراتش، هما النسخة الأصلية والنسخة المحدّثة 2 وكلاهما ضمن قسم البرامج في قائمة راسبيان. كُتب هذا المقال باستخدام سكراتش 2، فلا تخطئ وتفتح نسخة سكراتش الأصلية، حيث من الممكن أن تختلط عليك الأمور جديًا، ولسوء الحظ لن يعمل سكراتش 2 على Pi Zero نموذج A أو +A أو B أو +B. وتجدر الإشارة أن أحدث الإصدارات هي سكراتش 3. اكتب برنامجك الأول باستخدام سكراتش لفتح سكراتش 2، انقر على أيقونة القائمة، ثم انقل المؤشر إلى فئة البرمجة وانقر على Scratch 2 وستظهر واجهة البرنامج خلال ثوانٍ. يختلف سكراتش عن غيره من لغات البرمجة بأنك لن تصيغ أوامرك للحاسوب على هيئة تعليماتٍ نصية تكتبها بنفسك، بل عن طريق اختيار كتلةٍ برمجيةٍ مناسبة من لوحة الكتل البرمجية. ابدأ رحلتك بالنقر على فئة المظهر Looks ضمن لوحة الكتل البرمجية وسط نافذة البرنامج، حيث ستُظهر لك هذه الفئة كتلًا باللون الأرجواني. ابحث عن الكتلة ، ثم اسحبها إلى منطقة بناء البرنامج إلى يمين النافذة، كما هو موضح في الشكل التالي. شكل 1-4 جر وإفلات كتلة برمجية ألقِ نظرةً على شكل الكتلة التي نقلتها، ستجد فتحةً في أعلاها، وجزءًا بارزًا لوصل الكتلة مع غيرها في الأسفل تمامًا مثل قطعةٍ من لعبة تركيب الأحجيات، وهذا ما يدفعك للتفكير بوجود كتلةٍ قد ترتبط بها من الأعلى وكتلةٍ من الأسفل. ويوجد أعلى الكتلة التي نقلتها للتو في برنامجنا بادئ البرنامج Trigger. انقر على فئة الأحداث Events ضمن لوحة الكتل البرمجية والتي تضم كتلًا ملونةً باللون البني الفاتح، ثم اسحب الكتلة المُسماة بكتلة القبعة إلى منطقة البناء بحيث يلتصق تقريبًا الجزء البارز منها بالفتحة أعلى كتلة ، حيث ستلاحظ ظهور إطارٍ أبيض عند تقريب كتلة القبعة، أفلتها عندئذ. ليس ضروريًا أن تكون دقيقًا في وضع كتلة فوق أخرى، فعندما تقترب كفاية من بعضها ستنزلق في مكانها تمامًا مثل قطعةٍ من قطع أحجية. كرر العملية إذا لم تنجح في المحاولة الأولى. لقد اكتمل برنامجك الآن، انقر على أيقونة الراية الخضراء لتشغيله. إذا سار كل شيءٍ على ما يرام، ستحييك شخصية القط من على المسرح بالعبارة '!Hello'، كما هو موضحٌ في الشكل التالي، وسينتهي برنامجك بنجاح. شكل 2-4 نجاح برنامجك الأول قبل المضي للأمام، اختر اسمًا لبرنامجك واحفظه من خلال النقر على قائمة ملف File، ثم حفظ Save. لدى ظهور نافذة الحفظ، اكتب اسم البرنامج ثم انقر زر حفظ Save، كما هو موضح في الشكل التالي. شكل 3-4 احفظ البرنامج باسم يمكنك تذكره. الخطوة التالية: تتابع الكتل البرمجية يمتلك برنامجك كتلتين فقط وتعليمةً واحدةً تجعل القط يقول '!Hello' في كل مرةٍ يعمل فيها البرنامج بنقر الراية الخضراء. لتطوير برنامجك أكثر، لا بدّ أن تتعلم المزيد عن سَلسَلة الكتل البرمجية Sequencing. تُعد برامج الحاسوب بأبسط وصف لها سلسلةً من التعليمات مثل وصفةٍ لتحضير طبقٍ ما، حيث تُنفَّذ كل تعليمةٍ بعد الأخرى بطريقةٍ منطقية تُدعى السلسلة الخطية. احذف الكتلة بالنقر عليها في منطقة بناء البرنامج، ثم اسحبها إلى لوحة الكتل البرمجية، وبذلك ستبقى فقط كتلة بادئ البرنامج ، كما هو موضحٌ في الشكل التالي. شكل 4-4 لحذف كتلة جرها خارج منطقة البناء ببساطة انقر على فئة الحركة Motion، التي تضم كتلًا باللون الكحلي، ثم اسحب الكتلة وضعها تحت كتلة القبعة (بادئ البرنامج) في منطقة بناء البرنامج، وكما يدل اسمها، فإنها ستُعطي أمرًا لشخصية القط بالتحرك عددًا من الخطوات بالاتجاه الذي يأخذه. سنضيف مزيدًا من التعليمات لتشكل سلسلة. انقر على فئة الصوت Sound، والتي تضم كتلًا باللون الزهري الغامق، ثم انقر على الكتلة واسحبها لتستقر تحت الكتلة ، وأعد النقر مجددًا على فئة الحركة Motion واسحب الكتلة وضعها أسفل كتلة الصوت، ثم انقر على العدد '10' واستبدله بالعدد '-10' لتصبح الكتلة على النحو التالي . انقر الآن على أيقونة الراية الخضراء لتنفيذ البرنامج. سيتحرك القط 10 خطواتٍ إلى اليمين ويصدر الصوت "مياو Meow" (تأكد من وجود مكبر صوت أو سماعة رأس)، ثم يعود إلى نقطة البداية، وسيكرّر القط ما فعله تمامًا عند النقر مجددًا على الراية. تهانينا! لقد أنجزت سلسلةً من التعليمات المتتابعة التي ينفذها سكراتش واحدةً تلو الأخرى من الأعلى إلى الأسفل. نظرًا لتنفيذ سكراتش تعليمةً واحدةً في كل مرة من السلسلة، سيكون التنفيذ سريع جدًا، لذلك حاول أن تحذف الكتلة بإبعاد الكتلة لتنفصل عنها، ثم انقلها خارج منطقة البناء واستبدلها بالكتلة الصوتية الأبسط ، ثم أعد الكتلة لتتصل بها من الأسفل. انقر الراية الخضراء لتشغيل البرنامج من جديد ولن تلاحظ حركة القط. في واقع الأمر، تحرك القط وعاد إلى مكانه دون أن تلاحظ ذلك لأن العملية حدثت بسرعةٍ كبيرة؛ والسبب في ذلك الكتلة التي لا تنتظر الصوت حتى ينتهي قبل أن ينتقل التنفيذ إلى الكتلة التالية، ونظرًا لسرعة راسبيري باي، ستُنفَّذ التعليمة التالية قبل أن تدرك ذلك. سنستخدم طريقةً أخرى للالتفاف على الموضوع دون الحاجة إلى الكتلة ، لذلك سننفِّذ التالي: انقر على فئة التحكم Control، التي تضم كتلًا باللون الذهبي، ثم اسحب الكتلة وضعها بين الكتلة والكتلة . انقر على الراية الخضراء مجددًا وسترى أن القط سينتظر بعد أن يتحرك إلى اليمين ثانيةً واحدةً ثم يعود للخلف، وتُعرف هذه التعليمة بتعليمة التأخير الزمني Delay، وهي الأساس في التحكم بالمدة الزمنية التي سيستغرقها تنفيذ سلسلة التعليمات. تنفيذ حلقة من التعليمات من المؤكد أنك لاحظت تنفيذ سلسلة التعليمات السابقة مرةً واحدةً فقط، حيث يتحرك القط بعد نقر الراية الخضراء، ثم يصدر صوتًا ويعود إلى مكانه، ثم يتوقف البرنامج حتى تنقر الراية مرةً أخرى، ولكن ليس بالضرورة أن تجري الأمور هكذا؛ حيث يقدم سكراتش نوعًا من الكتل البرمجية تُدعى الحلقة Loop. انقر على فئة التحكم Control وابحث عن الكتلة البرمجية ، ثم اسحبها إلى منطقة بناء البرنامج واحشر عارضتها العليا بين الكتلة والكتلة لتضم ضمن عارضتيها بقية الكتل. تتوسع الكتلة التي تأخذ شكل حرف C لتُحيط بمجموعة الكتل البرمجية التي ينبغي تنفيذها بصورةٍ متسلسلةٍ وباستمرار. انقر على الراية الخضراء وستدرك ما تفعله الكتلة ؛ فبدلًا من تنفيذ برنامجك مرةً واحدةً، سيعمل مرةً تلو المرة دون نهاية. تُعرف هذه الفكرة في عالم البرمجة باسم الحلقة اللامتناهية infinite loop؛ أي الحلقة التي لا تنتهي. إذا شعرت بالإزعاج من صوت القط المتكرر، انقر على المثمّن الأحمر بجانب الراية الخضراء لإيقاف البرنامج. اسحب الكتلة والكتل الواقعة أسفلها خارج الكتلة وضعهم جميعًا تحت كتلة القبعة ، ثم اسحب الكتلة خارج منطقة بناء البرنامج لحذفها. انقر واسحب الكتلة وضعها تحت الكتلة لتحيط ببقية الكتل تمامًا كما فعلت سابقتها. انقر على الراية الخضراء لتنفيذ البرنامج. ستعتقد للوهلة الأولى أنه يعيد تنفيذ البرنامج السابق بتكرير التعليمات مرارًا، لكن ما سيحدث أنه سيتوقف عن التنفيذ بعد تكرار التعليمات عشر مرات، وتُعرف هذه الفكرة باسم الحلقة المنتهية definite loop والتي يمكنك فيها تحديد نهاية الحلقة. تُعدّ الحلقات أدواتٍ قويةً برمجيًا، حيث تُستخدم بكثرة خاصةً عند برمجة الألعاب وبرامج تحسس المحيط. استخدام المتغيرات والعبارات الشرطية لا بدّ من المرور أخيرًا على مفهومين هامين قبل البدء بكتابة برامج سكراتش، هما المتغيرات والعبارات الشرطية؛ حيث تُعرّف المتغيرات Variables كما يوحي اسمها، بأنها قيمٌ قابلةٌ للتغيير مع الوقت وبتوجيهٍ من البرنامج. وللمتغيّر خاصيتين رئيسيتين، هما الاسم Name والقيمة Value التي يُخزّنها، وليس بالضرورة أن تكون قيمة المتغير أعدادًا، بل قد تكون كلماتٍ أو نصوصًا أو قيمًا منطقية (صحيح أو خاطئ)، أو أن تكون فارغةً تمامًا وتدعى عندها لا شيء null. المتغيرات أدواتٌ برمجيةٌ فعّالةٌ جدًا، فكّر مثلًا بطريقة تتبع بعض مؤشرات لعبة، مثل سلامة الشخصيات، أو سرعة حركة الأشياء، أو المستوى الحالي للعبة، أو النتيجة فجميعها قيمٌ نتعقبها من خلال متغيرات. انقر على قائمة ملف File واحفظ برنامجك الحالي بالنقر على حفظ المشروع Save Project، ثم ابدأ مشروعًا جديدًا فارغًا بالنقر على جديد New. انقر على فئة البيانات Data التي تضم كتلًا باللون البرتقالي، ثم انقر على الزر 'أنشئ متغيرًا Make a Variable' وسمِّ المتغير بالاسم'loops' كما هو موضحٌ في الشكل التالي، ثم انقر زر OK. ستكون النتيجة سلسلةً من الكتل ضمن لوحة الكتل البرمجية. شكل 5-4 تسمية المتغير انقر ثم اسحب الكتلة إلى منطقة بناء البرنامج، حيث تخبر هذه التعليمة برنامجك أن يجعل قيمة المتغّير صفرًا. انقر بعد ذلك على فئة المظهر Looks واسحب الكتلة إلى أسفل . سيقول القط ما هو مكتوب في الكتلة كما رأينا سابقًا، لكن وبدلًا من ذلك يمكنك استخدام متغيّر. انقر مجددًا على فئة البيانات Data ضمن لوحة الكتل البرمجية، ثم اختر الكتلة التي تُدعى كتلة المُخبر Reporter block، حيث ستجدها في أعلى القائمة وبجوارها مربع تحقق. ضع هذه الكتلة فوق الكلمة '!Hello' ضمن الكتلة . ستكون النتيجة كتلةً برمجيةً مركبةً هي . انقر على فئة أحداث Events ضمن لوحة الكتل البرمجية واسحب الكتلة إلى قمة سلسلة الكتل في منطقة بناء البرنامج. انقر الراية الخضراء وسترى القط يقول '0'، وهي القيمة التي أسندتها للمتغير 'loops'، كما هو موضحٌ في الشكل التالي. شكل 6-4 سيقول القط هذه المرة قيمة المتغيّر يمكن أن تتغير قيم المتغيرات. انقر على فئة البيانات Data في لوحة الكتل البرمجية، ثم انقر واسحب الكتلة إلى أسفل سلسلة الكتل، ثم انقر بعد ذلك على فئة التحكم Control، بعدها انقر واسحب الكتلة وضعها مباشرةً تحت الكتلة بحيث تحيط بقية الكتل في السلسلة. انقر على الراية الخضراء مجددًا، وسترى القط يعد من '0' إلى '9'؛ ويحدث هذا لأن برنامجك يغيّر أو يعدّل قيمة المتغير نفسه، وفي كل مرةٍ تُنفَّذ فيها الحلقة، يضيف البرنامج '1' إلى قيمة المتغيّر 'loops'، كما هو موضحٌ في الشكل التالي. الشكل 7-4 بتعديل قيمة المتغير، يعد القط تصاعديًا الآن يمكن الاستفادة من المتغيرات بما هو أكثر من مجرد تعديل قيمتها. انقر واسحب الكتلة خارج إطار الكتلة وضعها أسفلها، انقر بعد ذلك على الكتلة واسحبها نحو لوحة الكتل البرمجية لحذفها، ثم استبدلها بالكتلة وتأكد بأنها متصلةٌ بأسفل الكتلة وتحيط بالكتلتين الباقيتين. انقر على فئة العوامل Operators التي تضم كتلًا باللون الأخضر، ثم انقر واسحب الكتلة وافلتها في الفتحة المماثلة لها في كتلة . تمكّنك هذه الكتلة من موازنة قيمتين بما في ذلك المتغيّرات. انقر على فئة البيانات Data واسحب كتلة المُخبِر إلى الفراغ الأول للكتلة ثم انقر الفراغ الثاني واكتب العدد '10'. انقر على الراية الخضراء فوق منطقة المسرح وستلاحظ أن البرنامج يعمل مثل السابق، حيث يعد القط من '0' إلى '9' ثم يتوقف البرنامج. يعود السبب في ذلك إلى عمل الكتلة بنفس طريقة عمل الكتلة تمامًا، لكنها توازن قيمة المتغير 'loops' بالقيمة المقابلة في الكتلة وهي '10'، وسيتوقف البرنامج عندما تصل قيمة المتغير إلى '10'، كما هو موضح في الشكل التالي. الشكل 8-4 استخدام الكتلة 'repeat until' مع كتلة عامل الموازنة تُعرف هذه التعليمة باسم عامل الموازنة comparative operator، فهي توازن حرفيًا بين قيمتين. انقر على فئة العوامل Operators ضمن لوحة الكتل البرمجية واطلّع على الكتلتين الباقيتين أعلى وأسفل الكتلة التي تحتوي الرمز '=. لاحظ أنهما كتلتي موازنة أيضًا، حيث يوازن العامل '>' بين قيمتين ويعطي القيمة 'صحيح True' عندما تكون قيمة الطرف الأيسر أصغر تمامًا من قيمة الطرف الأيمن، بينما يحدث العكس عند استخدام العامل '<'. انقر على فئة التحكم Control ضمن لوحة الكتل البرمجية وابحث عن الكتلة ، ثم اسحبها إلى منطقة بناء البرنامج وضعها مباشرةً أسفل الكتلة . ستغلّف تلقائيًا الكتلة لذلك انقر واسحب هذه الأخيرة وضعها لتستقر أسفل الكتلة وليس ضمنها. انقر على فئة المظهر Looks، ثم انقر واسحب الكتلة إلى داخل الكتلة ، وانقر بعد ذلك على فئة العوامل Operators، ثم انقر واسحب الكتلة إلى الفتحة التي تطابقها في الكتلة . الكتلة هي كتلةٌ شرطية، أي أنّ تنفيذ الكتل التي تقع بداخلها مرتبطٌ بتحقق شرطٍ معين. انقر على فئة البيانات Data ثم اسحب الكتلة إلى المربع الفارغ الأول للكتلة ، وانقر بعدها على المربع الفارغ الثاني واكتب '5'، ثم انقر أخيرًا على الكلمة '!Hello' في الكتلة واكتب العبارة 'That’s high' مكانها. شغّل البرنامج بالنقر على الراية الخضراء وسيعمل البرنامج بدايةً كما سبق، حيث سيعُد القط تصاعديًا من الصفر، لكن عند وصول العد إلى الرقم '6' وهو الرقم الأكبر مباشرةً من '5'، ستُفعَّل الكتلة وسيعلّق comment القط على الرقم الأعلى الذي سيظهر، كما هو مبينٌ في الشكل التالي. تهانينا! ستكون قادرًا من الآن فصاعدًا على العمل مع المتغيرات والكتل الشرطية. شكل 9-4 سيُعلِّق القط عندما يصل العد إلى 6 تحدّي الأعلى والأدنى: كيف ستغيّر البرنامج حتى يعلّق القط على الأرقام الأصغر من '5' بدلًا من الأكبر؟ هل يمكنك تغيير البرنامج حتى يعلّق على القيم الأعلى والأدنى من '5'؟ لتبسيط العملية جرّب الكتلة . المشروع الأول: رائد الفضاء الخارق بعد فهم الطريقة التي يعمل بها سكراتش، حان الوقت لإنجاز مشروع تفاعلي أكثر؛ وهو مؤقتٌ يتحكم بأفعال رائد فضاء، حيث صُمم هذا المشروع لتكريم رائد وكالة الفضاء الأوروبية البريطاني "تيم بيك Tim Peake" وللوقت الذي قضاه في محطة الفضاء الدولية. احفظ مشروعك السابق إذا أردت ذلك، ثم افتح مشروعًا جديدًا بالنقر على قائمة ملف File، ثم جديد New، وسمِّ مشروعك قبل أن تبدأ العمل بالنقر على ملف File، ثم حفظ المشروع Save Project، وليكن اسمه 'Astronaut Reaction Timer'. يعتمد المشروع على صورتين، الأولى هي خلفية المسرح، والثانية هي الشخصية ولن تجدهما بالطبع ضمن موارد سكراتش المدمجة وعليك تنزيلها. انقر على أيقونة راسبيري باي، ثم انقل مؤشر الفأرة إلى إنترنت Internet وبعدها إلى متصفح الويب كروميوم Chromium Web Browser وانقر عليه، ثم اكتب العنوان 'rpf.io/astronaut-backdrop' ضمن شريط العنوان عندما يكتمل تحميل البرنامج واضغط على الزر Enter، انقر بعد ذلك بالزر اليميني للفأرة على صورة الفضاء لتظهر لك قائمةٌ اختر منها الأمر حفظ الصورة باسم 'Save image as'، ثم اختر مجلدًا لحفظها وانقر الزر حفظ Save، كما هو مبينٌ في الشكل التالي. الشكل 10-4 حفظ صورة الخلفية انقر على زر التراجع بجوار شريط العنوان ثم اكتب عنوان الصورة الأخرى 'rpf.io/astronaut-sprite' واضغط على الزر Enter. احفظ الصورة الموجودة بنفس الطريقة، وأغلق كروميوم إذا أردت أو استخدم شريط المهام للعودة إلى سكراتش 2. إذا كنت تتابع معنا هذا المقال منذ بدايته فمن المفترض أن تكون واجهة سكراتش 2 مألوفةً بالنسبة إليك. ستعتمد الشروحات في المشاريع القادمة على معرفتك بالأشياء ومواقعها ضمن الواجهة؛ فإذا نسيت أين تجد شيئًا ما، عُد إلى الخلف وانظر إلى الصورة التفصيلية للواجهة التي شرحناها بداية هذا الفصل. انقر بالزر الأيمن للفأرة على شخصية القط الموجودة على المسرح واحذفه، ثم ابحث عن أدوات التحكم بالمسرح الموجودة أسفل ويسار نافذة سكراتش 2 وانقر على أيقونة رفع الخلفيات، والتي ستكون على شكل مجلد مفتوح يخرج منه سهمٌ للأعلى. ابحث عن صورة باسم Space-background.png ضمن مجلد التنزيلات Downloads وانقر عليها، ثم اضغط الزر OK. ستتحول الآن خلفية المسرح البيضاء إلى صورةٍ للفضاء كما هو موضح في الشكل التالي، وستُستبدل منطقة بناء البرنامج بمنطقة الخلفيات التي يمكنك الرسم على الخلفية ضمنها. لإعادة منطقة بناء البرنامج، انقر على النافذة الفرعية Scripts أعلى نافذة سكراتش 2. شكل 11-4 تظهر خلفية الفضاء على المسرح حمّل الشخصية الجديدة بالنقر على أيقونة الشخصيات بجوار عبارة شخصية جديدة 'New sprite' أعلى منطقة الشخصيات. ابحث عن الصورة Astronaut-Tim.png ضمن مجلد تنزيلات Downloads، ثم انقر عليها واضغط الزر OK. ستظهر الشخصية الجديدة تلقائيًا على المسرح وقد لا تكون في المنتصف، انقر عليها واسحبها حتى تصبح أسفل منتصف المسرح بقليل ثم أفلتها، كما هو موضح في الشكل التالي. شكل 12-4 اسحب شخصية رائد الفضاء إلى أسفل منتصف المسرح ستتمكن الآن من إكمال مشروعك بعد أن وضعت الخلفية الجديدة والشخصية المطلوبة في المكان الصحيح. ابدأ الآن بإنشاء متغيرٍ جديد باسم 'time' وتأكد من تفعيل الخيار "جميع الشخصيات For all sprites" ثم اضغط الزر OK. انقر على الشخصية لاختيارها ثم أضف الكتلة إلى منطقة بناء البرنامج، وأضف بعد ذلك الكتلة ، ثم انقر على الكلمة '!Hello' واستبدلها بالعبارة '?Hello! British ESA Astronaut Tim Peake here. Are you ready'. أضِف الكتلة ثم الكتلة وغيّر هذه الأخيرة لتقول 'انقر على الفضاء !Hit Space'. اختر فئة الاستشعار Sensing والتي تضم كتلًا باللون الأزرق الفاتح، ثم أضف الكتلة التي تتحكم بمتغيرٍ خاصٍ مدمجٍ مع سكراتش لأغراض التوقيت وسنستخدمه لتقدير سرعة تفاعلك مع اللعبة. أضِف كتلة التحكم ، ثم ضع كتلة الاستشعار في الفراغ الأبيض ضمنها. سيوقف هذا الأمر البرنامج مؤقتًا حتى تضغط المفتاح SPACE في لوحة المفاتيح. إذًا، سيقيس المؤقت الآن الفترة الزمنية التي تبدأ بظهور الرسالة '!Hit Space' وحتى تضغط المفتاح SPACE. سنجعل رائد الفضاء تيم Tim يخبرك كم الزمن الذي استغرقته حتى ضغطت المفتاح SPACE وبطريقةٍ سهلة القراءة، حيث ستحتاج لتنفيذ الأمر إلى كتلة العوامل . تأخذ الكتلة قيمتين بما في ذلك المتغيرات، ثم تضمهما سويّةً الأول ثم الثاني وهذا ما يُعرف برمجيًا باسم الدمج Concatenation. ابدأ بالكتلة، ثم اسحب الكتلة وضعها فوق الكلمة '!Hello'، واكتب في الفراغ الأول لكتلة الضم العبارة ' Your reaction time was' وتأكد من ترك محرف مسافةٍ فارغةٍ في نهاية الجملة. اسحب كتلة ضمٍ أخرى وضعها في الصندوق الثاني لكتلة الضم السابقة. وأخيرًا اسحب الكتلة من فئة استشعار Sensing، وضعها في الصندوق الفارغ الأول لكتلة الضم الثانية، ثم اكتب كلمة 'seconds ' في الصندوق الفارغ الثاني لكتلة الضم الثانية، وتأكد من وجود مسافةٍ فارغةٍ قبلها. اسحب أخيرًا كتلة البيانات إلى نهاية سلسلة التعليمات، ثم استبدل الرقم '0' بكتلة الإخبار . أصبحت اللعبة الآن جاهزةً للاختبار، لذلك انقر على الراية الخضراء واستعد. اضغط المفتاح SPACE فور رؤيتك للرسالة '!Hit Space' وحاول أن تحطّم زمن اللعبة القياسي. شكل 13-4 حان وقت اللعب يمكنك توسيع المشروع أكثر بحسابك المسافة التقديرية التي ستقطعها محطة الفضاء الدولية وهي تدور حول الأرض خلال الفترة التي استغرقتها حتى تضغط المفتاح SPACE، وذلك بعد الأخذ بالحسبان أن سرعتها تصل إلى 7 كيلومترات في الثانية. أنشئ أولًا متغيرًا باسم 'distance'، ولاحظ كيف تتغير الكتل تلقائيًا في فئة البيانات Data لإظهار المتغير الجديد، وستبقى كتل المتغير السابق في البرنامج كما هي. أضف الكتلة ، ثم اسحب كتلة عامل الجداء وضعها فوق القيمة '0' للكتلة السابقة، ثم اسحب الكتلة وضعها فوق الفراغ الأول لكتلة عامل الجداء واكتب الرقم '7' في الفراغ الثاني لها. ستقرأ الكتلة المركبة التي أنشأتها أخيرًا قيمة المقدار الذي يمثِّل الزمن الذي استغرقته حتى ضغطت المفتاح SPACE مضروبًا بالرقم '7'، وهي المسافة التي ستقطعها محطة الفضاء الدولية خلال هذه الفترة. أضف الكتلة وغيّر الزمن من '1' إلى '4 ثوان'، ثم اسحب كتلةً أخرى وضعها في نهاية السلسلة، وضع ضمنها كتلتي ضم كما فعلت سابقًا. اكتب في الفراغ الأول للكتلة الأولى الجملة ' In that time the ISS travels around' واترك مسافةً فارغةً في نهايتها. ستملأ كتلة الضم الثانية الفراغ الثاني من كتلة الضم الأولى، اكتب في الفراغ الثاني لكتلة الضم الثانية الكلمة 'kilometres ' واترك مسافةً فارغةً قبلها. اسحب كتلة العوامل وضعها في الفراغ الأول لكتلة الضم الثانية، ثم اسحب الكتلة وضعها داخل الفراغ الوحيد للكتلة السابقة. تُدوِّر الكتلة العدد إلى أقرب عددٍ صحيح أكبر أو أصغر منه، وبالتالي ستظهر النتيجة عددًا صحيحًا سهل القراءة بدلًا من عددٍ فائق الدقة صعب القراءة بسبب وجود عددٍ كبيرٍ من الأرقام بعد الفاصلة. انقر على الراية الخضراء لتنفيذ البرنامج لتلاحظ المسافة التي ستقطعها محطة الفضاء الدولية خلال الوقت الذي تستغرقه في ضغط المفتاح SPACE، كما هو موضحٌ في الشكل التالي. تذكر أن تحفظ البرنامج عند الانتهاء لتتمكن من تشغيله مجددًا دون عناء كتابته من جديد. الشكل 14-4 سيخبرك تيم كم المسافة التي قطعتها محطة الفضاء الدولية المشروع الثاني: سباحة فنية متزامنة تستخدم معظم الألعاب أكثر من زر للتحكم بمجرياتها، وسنوضح هذه الفكرة في مشروعنا الحالي باستخدام زري لوحة المفاتيح ← و→. أنشئ مشروعًا جديدًا واحفظه باسم 'Synchronised Swimming'، ثم انقر على المسرح وبعدها على نافذة الخلفيات. انقر على اللون الأزرق المائي ضمن لوحة الألوان، ثم انقر على أيقونة الدلو التي تملأ الخلفية بلونٍ محدد، وانقر بعدها على الخلفية البيضاء للمسرح لتصبح باللون المطلوب، كما يبين الشكل التالي. شكل 15-4 املأ الخلفية باللون الأزرق انقر بالزر الأيمن على شخصية القط، ثم اختر الأمر "حذف delete". انقر على الأيقونة "اختر شخصية من المكتبة choose sprite from library" لتعرض لك مجموعة الشخصيات المدمجة مع سكراتش 2، وانقر على فئة الحيوانات Animals ثم اختر الشخصية 'Cat1 Flying'، وبعدها انقر الزر OK. ستفيدنا هذه الشخصية جيدًا في السباحة أيضًا! شكل 16-4 اختر شخصية من المكتبة انقر على الشخصية الجديدة، ثم اسحب كتلتي أحداث من النوع إلى منطقة بناء البرنامج. انقر في الكتلة الأولى على السهم الصغير المتجه للأسفل بجانب الكلمة 'space' واختر 'left arrow' من قائمة الخيارات، ثم اسحب كتلة الحركة وضعها أسفل كتلة الحدث when left arrow pressed (عند الضغط على السهم الأيسر)، وكرّر نفس العملية على كتلة الحدث الثانية لتغيّر زر 'space' بالزر 'right arrow'، وضع تحتها الكتلة . لاحظ أن مجموعتي الكتل السابقتين ستبقيان منفصلتين ولا تمثلان سلسلةً واحدة. اضغط الزرين ← و→ لاختبار برنامجك، حيث ستلاحظ أن القط سيدور بالجهة التي تريد وفقًا للزر الذي تضغط عليه. انتبه أنك لست بحاجةٍ إلى النقر على الراية الخضراء لتنفيذ البرنامج، لأن كتلة بادئ البرنامج التي استخدمتها سابقًا ستبقى فعّالة دومًا حتى لو لم يكن البرنامج في وضع 'التشغيل running' بالمعنى العام. كرّر الخطوات السابقة مرتين لكن اختر الزرين 'up arrow' و'down arrow' في كتلتي الأحداث وضع الكتلتين و بدلًا من كتلتي الدوران. اضغط الآن على الأسهم في لوحة المفاتيح لترى القط يدور ويسبح إلى الأمام والخلف. لجعل حركة القط أكثر واقعية، يمكنك تغيير مظهره، ويُعرف هذا الأمر في سكراتش بتغيير الزي costume. انقر على شخصية القط ثم على النافذة الفرعية المُسماة أزياء Costumes فوق لوحة الكتل البرمجية، وانقر على الزي 'cat1 flying-a'، ثم انقر على أيقونة 'X' الدائرية التي ستظهر على زاوية الزي اليسارية العليا لحذفه. اختر الزي 'cat1 flying-b' واستخدم الصندوق أعلاه لتغيير الاسم إلى 'right'، كما هو موضحٌ في الشكل التالي. شكل 17-4 إعادة تسمية الزي انقر بزر الفأرة الأيمن على الزي الجديد 'right' في النافذة الفرعية أزياء Costume، ثم انقر 'نسخة أخرى duplicate' لإنشاء نسخةٍ جديدةٍ، ثم انقر على هذه النسخة لاختيارها وسمِّها 'left'. انقر بعد ذلك على أيقونة عكس الاتجاه يمين- يسار وستجدها في شريط الأيقونات بجوار صندوق تغيير اسم الزي في النافذة الفرعية أزياء Costumes، وهكذا ستحصل على زيين، أحدهما 'right' ووجه القط فيه نحو اليمين، والآخر 'left' ووجه القط فيه نحو اليسار، كما هو موضحٌ في الشكل التالي. شكل 18-4 نسخ الزي ثم قلبه وتسميته 'left' انقر على النافذة الفرعية المُسماة منطقة بناء البرنامج Scripts، ثم اسحب إليها كتلتي مظهر من النوع و، وضَعهما أسفل كتلتي الحدث left arrow (عند الضغط على السهم الأيسر) و right arrow (عند الضغط على السهم الأيمن) بحيث يتوافق السهم اليميني مع الزي اليميني واليساري مع اليسار. جرب السهمين اليميني واليساري الآن في لوحة المفاتيح وستلاحظ أن القط يدير وجهه باتجاه الحركة. وللحصول على الطابع الأولمبي للسباحة المتزامنة، سنحتاج إلى المزيد من السباحين، كما سنحتاج إلى طريقةٍ لإعادة ضبط موقع الشخصية. أضِف الكتلة وضع تحتها كتلة الحركة ، وغيّر القيم الصفرية إذا كان ذلك ضروريًا، أضف بعد ذلك الكتلة . عند النقر على الراية الخضراء سيُوجّه القط إلى منتصف المسرح (النقطة (0,0)) وسيشير إلى اليمين. لإنشاء عددٍ أكبر من السباحين، أضف كتلة التحكم بعد تغيير قيمتها الافتراضية '10' إلى '6'، ثم ضع كتلة التحكم داخلها. ولجعل السباحين يتحركون بحيث لا يتوجهون جميعهم إلى نفس الوجهة، أضف الكتلة فوق الكتلة ضمن الكتلة . انقر على الراية الخضراء لترى أن السباحين قد ظهروا! ستحتاج إلى بعض الموسيقى لإكمال اللمسة الأولمبية، لذلك انقر على النافذة الفرعية المُسماة أصوات Sounds والموجودة فوق لوحة الكتل البرمجية، ثم انقر الأيقونة 'اختر صوتًا جديدًا من المكتبة choose new sound from library'. انقر على فئة أصوات موسيقية Music Loops واختار الصوت الذي يعجبك بعد تجريب الأصوات بالنقر على أيقونات التشغيل. اخترنا في برنامجنا الصوت 'dance around'، انقر OK لانتقاء الصوت، ثم انقر على واجهة بناء البرنامج Scripts لفتح منطقة البرنامج مجددًا. شكل 19-4 اختر الموسيقى من مكتبة الأصوات أضف كتلة أخرى إلى منطقة بناء البرنامج، ثم أضف كتلة التحكم . أضف داخل كتلة التحكم الكتلة ، وتذكر أن تضع اسم المقطوعة الموسيقية التي تختارها وليس بالضرورة 'dance around'. انقر على الراية الخضراء لاختبار البرنامج، وانقر على المثمَّن الأحمر لإيقاف البرنامج وإسكات الموسيقى إذا أردت. يمكنك محاكاة رقصةٍ كاملةٍ من خلال إضافة محرّض حدث جديد event trigger إلى برنامجك، ولهذا أضِف كتلة الأحداث ثم الكتلة وتحتها الكتلة ، وضع داخل كتلة التكرار الأخيرة الكتلتين و. انقر على الراية الخضراء، ثم انقر على المفتاح SPACE وشاهد الرقصة. لا تنس حفظ البرنامج عندما تنتهي. شكل 20-4 البرنامج الكامل للسباحة المتزامنة المشروع الثالث: لعبة القوس والسهم لقد بدأت بخط طريقك نحو احتراف سكراتش، لهذا لا بُدّ أن ترفع مستوى التحدي قليلًا بتصميم لعبة قوسٍ وسهم، والتي يُطلب فيها من اللاعب إصابة هدفٍ بقوسٍ مُتأرجحٍ وسهم. لنبدأ بتنزيل موارد اللعبة من ملف ArcheryResources.sb2 مستعينين بمتصفح كروم، حيث تستغرق العملية عدة ثوانٍ فقط. افتح بعدها برنامج سكراتش 2، ثم انقر على قائمة الملف File، ثم اختر تحميل مشروع Load Project. انقر على 'pi' في الجزء اليساري من النافذة وابحث عن المجلد 'تنزيلات Downloads'، وانقر على الملف ArcheryResources.sb2 ثم انقر الزر فتح Open. سيسألك البرنامج إذا كنت تريد استبدال محتوى البرنامج الذي تعمل عليه حاليًا، لذلك انقر إلغاء Cancel ثم احفظ برنامجك أولًا إذا أردت الاحتفاظ به، وإلا انقر الزر OK. شكل 21-4 موارد مشروع القوس والسهم يحتوي المشروع على خلفية وشخصية، ولكن دون أية شيفرات لتشغيل اللعبة، لذا عليك إضافتها بنفسك. ابدأ بإضافة الكتلة ثم الكتلة وانقر فيها على السهم المتجه للأسفل واختر 'رسالة جديدة New Message'، ثم اكتب فيها 'new arrow' قبل النقر على الزر OK. ستظهر الكتلة الآن على الشكل . رسالة البث broadcast هي رسالةٌ يصدرها جزءٌ من البرنامج ويتلقاها جزءٌ آخر؛ ولتستفيد حقيقةً من هذه الرسالة، أضف الكتلة ثم حوّلها لتصبحمن خلال النقر على السهم المتجه للأسفل واختيار 'new arrow'. أضف الكتلتين ثم أسفل الكتلة ، وغيّر القيمة الافتراضية في الكتلتين السابقتين كما يناسبك بعد سحبهما إلى منطقة بناء البرنامج. انقر على الراية الخضراء وراقب ما فعلته حتى اللحظة، حيث ستقفز شخصية السهم التي يستخدمها اللاعب للتصويب على الهدف إلى الزاوية اليمينية السفلى من المسرح ويتضاعف حجمها 4 مرات. لزيادة التحدي في اللعبة، أضف محاكاةً لحركة التأرجح عندما يُشدُّ القوس ويصوّب اللاعب. لفعل ذلك اسحب الكتلة وضع تحتها الكتلة، وغيّر القيمة '1' إلى '0.5'، ثم ضع كتلة العوامل مكان الفراغين اللذان يحملان الرقمين '150' و '-150' في الكتلة السابقة؛ وهذا يعني أنّ السهم سيغيّر اتجاهه على المسرح عشوائيًا وسيبتعد عن الهدف مسافةً عشوائيةً أيضًا، مما سيزيد صعوبة إصابة الهدف. انقر على الراية الخضراء وراقب ما يحدث؛ حيث سيتحرك السهم ضمن المسرح مغطيًا أجزاءًا مختلفةً من الهدف، لكن حتى هذه اللحظة لا توجد وسيلةٌ لإطلاق السهم؛ لذلك اسحب الكتلة وضع بعدها كتلة التحكم ، ثم انقر على السهم المتجه للأسفل في هذه الكتلة وغيّرها إلى كتلة . انقر الراية الخضراء إذا أوقفت برنامجك، ثم اضغط المفتاح SPACE وستلاحظ أن السهم سيتوقف عن الحركة. بداية جيدة، لكنك بحاجةٍ إلى تمثيل السهم متجهًا إلى الهدف؛ لذلك أضف الكتلة واتبعها بالكتلة ، ثم انقر زر الراية الخضراء لتشغيل البرنامج مجددًا، وسيبدو السهم الآن متحركًا نحو الهدف. لجعل اللعبة أكثر متعةً، لا بدّ من وسيلةٍ لإظهار النتيجة؛ لذلك أضف الكتلة وتأكد أنها تحت الكتلة وليس داخلها، ثم ضع داخل الفراغ المخصص في الكتلة كتلة الاستشعار . ولاختيار اللون الصحيح، انقر على المربع الملون داخل الكتلة، ثم انقر على البقعة الصفراء داخل الهدف الموجود على المسرح، وهكذا سيعرف اللاعب أنه حقق نتيجةً برميته. أضِف الكتلتين و داخل الكتلة ، ثم أضف أخيرًا الكتلة بعد الكتلة ، وذلك لتمنح اللاعب سهمًا جديدًا في كل مرةٍ يطلق فيها السهم. انقر على الراية الخضراء لتبدأ اللعبة، وحاول أن تصيب العين الصفراء منتصف الهدف، وإذا فعلتها ستسمع هتافًا تشجيعيًا وستُكافأ بمئتي نقطة. ستعمل اللعبة الآن، لكن حاول استخدام ما تعلمته في هذا الفصل في إضافة نقاطٍ لإصابة الأجزاء الأخرى من الهدف، كأن يحصل اللاعب على 100 نقطةٍ عند إصابة الدائرة الحمراء و50 عند إصابة اللون الأزرق. اطلع على الملحق D، الذي يحمل العنوان "اطلع أكثر" للمزيد من مشاريع سكراتش. ترجمة -وبتصرف- للفصل الرابع "Programming with scratch" من كتاب THE OFFICIAL Raspberry Pi Beginner’s Guide. اقرأ أيضًا المقال التالي: البرمجة باستخدام لغة بايثون في تطبيقات راسبيري باي المقال السابق: جولة في راسبيان: نظام تشغيل راسبيري باي إنشاء لعبة أضواء باستخدام برنامج سكراتش وحاسوب راسبيري باي لعبة تخفيف التوتر باستخدام سكراتش وحاسوب راسبيري باي

يشرح هذا الفيديو كيفية استخدام GitHub Pages لاستضافة الصفحات. وسنشرح فيه صفحات المشاريع، وصفحات المستخدم أو المنظمة. لتتعرف أكثر على نظام Git وكيفية استخدامه، ننصحك بمشاهدة فيديو أساسيات Git في أكاديمية حسوب. قسم Git في أكاديمية حسوب غني بالمقالات المفيدة حوله.

نتعرف في مقال اليوم على مفهوم الخوارزميات Algorithms التي تعد واحدة من المفاهيم الأساسية المستخدمة في مجال الرياضيات والبرمجة وعلوم الحاسوب والعديد من المجالات المختلفة الأخرى كما يمكننا تطبيقها في حل مشكلات حياتنا اليومية، ونكتشف أهم خصائصها وطرق كتابتها والتعبير عنها وطريقة تحويلها إلى كود برمجي. كما نوفر في ختام المقال أهم النصائح التي تساعدك في تعلم الخوارزميات بالطريقة الصحيحة. ما هي الخوارزميات Algorithms الخوارزمية هي مصطلح يشير إلى مجموعة من الخطوات المرتبة المتبعة لحل مشكلة ما أو إنجاز مهمة معينة، ويعود أصل هذا المفهوم إلى العالم المسلم أبي عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي مؤلف كتاب “المختصر في حساب الجبر والمقابلة” والذي قدم فيه طرقًا منهجية جديدة لإجراء العمليات الحسابية وحل المعادلات الخطية والتربيعية بشكل خطوات متسلسلة ومن هنا نشأت كلمة خوارزمية نسبة إلى طريقة التفكير التي أوجدها لحل المسائل والتي كان لها أثرًا كبيرًا في تطوير الخوارزميات المستخدمة في شتى المجالات. فهناك خوارزميات تستخدم في مجال الرياضيات مثل خوارزمية خوارزمية إقليدس Euclidean algorithm وخوارزمية غربال إراتوستينس Sieve of Eratosthenes و خوارزميات تستخدم في مجال البرمجة وعلوم الحاسوب مثل خوارزميات الترتيب Sorting algorithms التي تساعدك على ترتيب مجموعة من العناصر وفق ترتيب تصاعدي، ويفيدنا الترتيب في حل الكثير من المشكلات الحاسوبية بسهولة أكبر على سبيل المثال البحث عن اسم ما في سلسلة عناصر مرتبة وفق التسلسل الأبجدي أسرع وأسهل من البحث في سلسلة عناصر غير مرتبة لذا من الأفضل أن ترتب العناصر قبل البحث فيها. كما تستخدم الخوارزميات كذلك في حياتنا اليومية في العديد من المواقف، على سبيل المثال لكل منا طريقة أو خوارزمية يعد من خلالها كوب القهوة الصباحي يوميًا بنفس الطريقة، بالنسبة لي أتبع الخطوات التالية: املأ الركوة أو دلة القهوة بالماء. سخّن الماء. انتظر حتى يغلي الماء. أضف القهوة وحركها. اسكب القهوة في الكوب. أعتقد أن فكرة الخوارزمية قد أصبحت واضحة بالنسبة لك، فهي ببساطة ليست سوى مجوعة من الخطوات المرتبة لإنجاز مهمة محددة وقد تختلف خطوات الخوارزمية المتبعة لإنجاز المهمة من شخص لآخر لكن المهم أن تكون النتيجة النهائية صحيحة. سنركز في فقراتنا التالية على مفهوم الخوارزميات في علوم الحاسوب والتي تعني بشكل محدد مجموعة من الخطوات المفصلة والمرتبة التي تخبر الحاسوب بطريقة أداء مهمة ما والتي تحوّل بسهولة إلى برامج حاسوبية يمكن للحاسوب تنفيذها. خصائص الخوارزميات يجب أن تتسم الخوارزمية بمجموعة من المواصفات أو الخصائص الأساسية، وتساعدك معرفة هذه الخصائص على تصميم الخوارزمية بشكل صحيح، ومن أهم هذه الخصائص: يجب أن تتكون الخوارزمية من تعليمات محددة وواضحة ومفهومة وقابلة للتنفيذ. يجب أن تكون الخوارزمية فعالة وقادرة على حل المشكلة المطلوبة بطريقة صحيحة وبسيطة قدر المستطاع. يمكن أن لا تحتوي الخوارزمية على مدخلات أو قد تتضمن عدة مدخلات. يجب أن تحتوي الخوارزمية على خرج واحد أو أكثر وينبغي أن تؤدي نفس المدخلات دائمًا إلى نفس النتائج أو المخرجات. يجب أن تجد الخوارزمية حلاً للمشكلة المطلوبة بعد عدد منتهي من الخطوات وتنجز خلال فترة زمنية محددة لتكون فعالة وذات جدوى. طرق تمثيل الخوارزمية يمكن تمثيل الخوارزمية بطرق مختلفة تصف من خلالها كيفية حل المشكلة، وفيما يلي نوضح عدة طرق ممكنة لتمثيل الخوارزمية: يمكنك تمثيل الخوارزمية بلغتك المحكية أو اللغة العامية بأي طريقة تفهمها وتستوعبها دون الحاجة للالتزام بأي قواعد محددة، وهذا الأسلوب يسهل عليك مشاركة الخوارزمية مع أشخاص آخرين مهما كانت خلفياتهم التقنية. كما يكمن أن تتبع طريقة أكثر رسمية في التعبير اللفظي باستخدام ما يعرف بالكود الزائف Pseudo-code الذي يشبه أسلوب الكتابة في لغة البرمجة ويعمل كحل وسط بين اللغة المحكية ولغة البرمجة. كما يمكن تمثيل الخوارزمية بطريقة رسومية باستخدام المخططات الهيكلية أو المخططات الانسيابية Flowcharts التي تتكون من رموز وأشكال أساسية مرتبطة بأسهم تظهر الترتيب المنطقي للخطوات، ولكل شكل هدف محدد. حيث يمثل الشكل البيضوي بداية ونهاية المخطط، ويمثل المستطيل عملية ما، ويشير متوازي الأضلاع إلى إدخال وإخراج البيانات، ويدل المعين على عملية اتخاذ قرار. على سبيل المثال إذا جربنا كتابة خوارزمية صنع كوب قهوة التي وضحناها سابقًا بشكل لفظي على شكل كود زائف يمكن أن نعبر عنها بالأسلوب التالي: ابدأ . املأ دلة القهوة بالماء. سخن الماء. تحقق مما إذا كان الماء يغلي. إذا كان الجواب صحيح انتقل إلى الخطوة التالية. إذا لم يكن الجواب صحيح عد إلى الخطوة السابقة. ضع القهوة فوق الماء المغلي وحركها. اسكب القوة في الكوب. النهاية. ويمكن كذلك تمثيل خوارزمية عمل كوب القهوة بشكل مخطط تدفقي رسومي كما يلي: خطوات كتابة الخوارزمية لتحديد خطوات الخوارزمية وكتابتها بشكل صحيح علينا بدايةً فهم المشكلة بشكل جيد وبعدها البدء بتحديد مشكلة الخوارزمية وتحديد مدخلات الخوارزمية من خلال تحديد كافة الأمثلة أو الحالات التطبيقية instances التي تعمل عليها الخوارزمية، ثم تحديد الخرج التي سنحصل عليه بعد تشغيل الخوارزمية على إحدى تلك الحالات، واعلم أن التمييز بين المشكلة نفسها والحالة التطبيقية عليها instance مهم جدًا. على سبيل المثال تُعرَّف مشكلة خوارزمية الفرز أو الترتيب sorting على النحو التالي: المشكلة: الترتيب. المدخلات: تسلسل من عدد n من المفاتيح ‎a_1, a_2, ..., a_n‎ الخرج: إعادة ترتيب تسلسل المدخلات بحيث يكون لدينا: b_1, b_2,<= ... <= b_{n-1}, b_n يمكن أن تعمل خوارزمية الفرز على عدة حالات instances، على سبيل المثال يمكن أن يكون دخل هذه الخوارزمية عبارة عن مصفوفة من السلاسل النصية التي نحتاج لترتيبها أبجديًا مثل {Haskell, Emacs} أو يكون عبارة عن تسلسل من الأرقام التي نريد ترتيبها تصاعديًا مثل {154، 245، 1337}. الخطوة التالية هي معرفة التعليمات التي ستعمل بها الخوارزمية وتعالج المدخلات للحصول على المخرجات وكتابتها بالترتيب الصحيح والتعبير عنها بالطريقة التي تفضلها وبعدها ستكون جاهزًا لتحويل الخوارزمية إلى كود برمجي قابل للتنفيذ على الحاسوب. مثال على كتابة خوارزمية Fizz Buzz سنوضح في هذه الفقرة كيفية حل مسألة Fizz Buzz وهي خوارزمية معروفة تحل مشكلة بسيطة ويطلب منك حلها في معظم المقابلات البرمجية والهدف منها طباعة مجموعة من الأعداد الصحيحة من واحد إلى N ولكنك ستطبع كلمة Fizz إذا كان العدد قابلاً للقسمة على 3، و كلمة Buzz إذا كان العدد قابلاً للقسمة على 5، وكلمة Fizzbuzz إذا كان العدد قابلاً للقسمة على العددين 3 و 5 بذات الوقت. يشير المعنى الحرفي لهاتين الكلمتين إلى الصوت التي تحدثه كل كلمة منهما، ويرجع أصل استخدامها إلى لعبة أطفال شهيرة تُسمّى fizz buzz تقوم على نفس المبدأ وتستخدم لتعلم الأطفال عملية القسمة. في الفقرات التالية سنكتب هذه الخوارزمية بلغة البرمجة سويفت Swift وفي حال لم تكن تملك خبرة في هذه اللغة اكتبها بأي لغة برمجة تعرفها مثل لغة بايثون أو جافا او اكتبها بالكود الزائف. بفرض أن دخل الخوارزمية هو سلسلة الأرقام التالية: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 كما وضحنا سابقًا، يشير المصطلحَان Fizz و Buzz إلى أيّ عدد مضاعف للعدد 3 أو 5 على الترتيب، أي إذا كان العدد يقبل القسمة على 3 فيمكن استبداله بالكلمة Fizz، وإذا كان قابلاً للقسمة على 5 فيمكن استبداله بكلمة Buzz. أما إذا كان من مضاعفات 3 و 5 بذات الوقت فيُستبدَل بكلمة FzzBuzz أي سيكون الخرج كما هو مبين في الصورة التالية: يمكن التعبير عن الخوارزمية بشكل كود زائف كما يلي: ابدأ. قم بتكرار الأعداد من 1 إلى 10. تحقق مما إذا كان العدد الحالي قابلاً للقسمة على 3. إذا كان الجواب صحيح اطبع الكلمة fizz. إذا لم يكن الجواب صحيح، انتقل إلى الخطوة التالية. تحقق فيما إذا كان العدد الحالي قابلاً للقسمة على 5. إذا كان الجواب صحيح اطبع الكلمة buzz. إذا لم يكن الجواب صحيح، اعرض العدد الحالي. كرر الحلقة حتى تصل إلى الرقم 10. النهاية. لنعبر عن هذه الخطوات من خلال رسم مخطط تدفقي يوضح بشكل رسومي خطوات عمل الخوارزمية. تنفيذ خوارزمية Fizz Buzz من خلال لغة البرمجة Swift بعد أن فهمت الخوارزمية ستتمكن من تنفيذ هذه الخوارزمية بسهولة وتحويلها لبرنامج حاسوبي، افتح محرر الأكواد البرمجية Xcode أو VS code أو أي محرر آخر تفضله لكتابة برنامج جديد، يبدأ البرنامج بتعلمية تهيئة مصفوفة من 1 إلى 10 let number = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10] نريد أن نعالج مصفوفة الدخل والحصول على الخرج المطلوب، أي نريد أن نستبدل 3 بالكلمة fizz هنا و 5 بالكلمة buzz كما شرحنا سابقًا. ولتحقيق ذلك نمرّ على جميع عناصر المصفوفة والتحقق من كل عنصر من عناصرها ولذا سننشئ حلقة for تمرّ عبر هذه العناصر كما يلي: for num in number { // الحسابات هنا } بعد هذا، سنستخدم العبارة الشرطية if else، وعامل باقي القسمة module operator في لغة swift أي % لتحديد مواقع fizz و buzz كما يلي: for num in number { if num % 3 == 0 { print("\(num) fizz") } else { print(num) } } يكون الخرج الناتج من تنفيذ البرنامج هو كالتالي: 1 2 3 fizz 4 5 6 fizz 7 8 9 fizz 10 سنضيف الآن الجزء المتعلق بالكلمة Buzz مستخدمين نفس الآلية التي اتبعناها في كتابة الكود السابق: for num in number { if num % 3 == 0 { print("\(num) fizz") } else if num % 5 == 0 { print("\(num) buzz") } else { print(num) } } بعد إضافة الكود السابق سيكون الخرج الناتج من تنفيذ البرنامج بالشكل التالي: 1 2 3 fizz 4 5 buzz 6 fizz 7 8 9 fizz 10 سنزيد عناصر المصفوفة إلى 1-15. لاحظ أنّه بما أن 15 مضاعف لكلّ من 3 و 5، فينبغي استبدالها بـ fizz buzz: for num in number { if num % 3 == 0 && num % 5 == 0 { print("\(num) fizz buzz") } else if num % 3 == 0 { print("\(num) fizz") } else if num % 5 == 0 { print("\(num) buzz") } else { print(num) } } لا تزال لدينا مشكلة قائمة في الكود أعلاه، فالغرض الأساسي من الخوارزمية هو ترشيد وقت التنفيذ. تخيّل لو زدنا نطاق المصفوفة من 1-15 إلى 1-100، سيكون على مُصرِّف اللغة فحص كل عدد على حدة لتحديد ما إذا كان قابلاً للقسمة على 3 أو 5، ثمّ سيمرّ على الأعداد ثانيةً للتحقق ممّا إذا كانت قابلة للقسمة على 3 و 5 (معًا)، كما سيتعيّن على الشيفرة أن تمرّ على كلّ عدد في المصفوفة مرّتين لأنّها ستتحقق من قابلية قسمة العدد على 3 أولًا، ثمّ على 5. ولتسريع هذه العملية، يمكن أن نأمر المصرّف بقسمة الأعداد على 15 مباشرة. انظر الشيفرة النهائية: for num in number { if num % 15 == 0 { print("\(num) fizz buzz") } else if num % 3 == 0 { print("\(num) fizz") } else if num % 5 == 0 { print("\(num) buzz") } else { print(num) } } هنيئًا لك، بهذا تكون قد كتبت أوّل خوارزمية لك، يمكنك استخدامها في أيّ لغة برمجة، وستعمل كما هو مُتوقّع. تعلم الخوارزميات إن تعلم الخوارزميات خطوة مهمة لأي شخص مهتم بالبرمجة والتطوير فهي تساعده على فهم البرمجة بشكل أفضل وتكسبه مهارة فهم المشكلات البرمجية المعقدة واختيار الطرق الأنسب والأكثر كفاءة لحلها. كما يرتبط تعلم الخوارزميات مع تعلم هياكل البيانات التي تساعدك على تنظيم وإدارة وتخزين ومعالجة البيانات بكفاءة وتتضمن معظم مقابلات العمل للوظائف البرمجية أسئلة متعلقة بفهم أساسيات الخوارزميات وهياكل البيانات لذا من الضروري لأي مهتم بمجالات العمل البرمجي تعلمها بشكل جيد. وإليك أهم النصائح والخطوات التي تساعدك على تعلم الخوارزميات بكفاءة: عزز مهارة التفكير المنطقي فهي مهارة أساسية يحتاجها أي مبرمج. درب نفسك على التفكير الخوارزمي أي التفكير في أي مشكلة تواجهك بطريقة تشبه طريقة تفكير الحاسوب من خلال تحديد الخطوات المفصلة للحل أو تقسيم المشكلة إلى مشكلات أصغر وحل كل جزء على حدا. تعلم أهم أنواع الخوارزميات المعروفة التي يحتاجها معظم المطورين والطرق المختلفة لتنفيذها وكفاءة كل طريقة منها. تعلم كيف تحلل أي مشكلة برمجية وتفهمها جيدًا وتخطط لها على الورق وتمثلها بالطرق الخوارزمية وتأكد من أنك فهمتها بشكل كامل قبل كتابة كودها البرمجي. تعرف على أهم هياكل البيانات في لغة البرمجة التي تستخدمها لكتابة برامجك وتطبيقاتك وفكر بالبنية الأفضل لحل مشكلتك. طبق الخوارزميات لحل مشكلات بسيطة وتدرب على حل التحديات البرمجية Problem Solving وهي كثيرة عبر الإنترنت وتضم الكثير من المهتمين بالبرمجة والتطوير وقارن إجاباتك مع إجابات الآخرين وتناقش معهم حول حلولهم لتكسب المزيد من الخبرات. فكر في تنفيذ عدة طرق لحل المشكلات البرمجية التي تواجهك وقارن أيّ هذه الطرق أسرع وأكثر كفاءة وفعالية. تعلم مفهوم تعقيد الخوارزميات الذي يعبر عن مقدار الوقت أو مساحة الذاكرة التي تستغرقها الخوارزمية للتنفيذ واستفذ منه في كتابة شيفرات برمجية فعالة. اعتمد مصادر تعلم موثوقة ومنهجية، ستجد في أكاديمية حسوب الكثير من المقالات والدروس المفيدة لتعلم البرمجة والخوارزميات، كما توفر موسوعة حسوب توثيقًا باللغة العربية لأشهر الخوارزميات التي يحتاج أي مطور لمعرفتها، كما يمكنك الانضمام إلى دورة علوم الحاسوب التي تضم العديد من المسارات المفيدة لتعلم أساسيات البرمجة وتتضمن عدة مسارات تشرح الخوارزميات وطريقة التفكير المنهجي في حل أي مشكلة وكتابة خوارزمياتها قبل البدء ببرمجتها مما يصقل مهاراتك التقنية لتفكر كمهندس برمجيات بدلاً من أن تكون مجرد مبرمج يكتب الأكواد وينفذها فحسب. الخلاصة تعرفنا في مقال اليوم على ما هي الخوارزميات وما الخطوات التي يجب اتباعها لكتابة الخوارزمية وتمثيلها بطرق مختلفة واستعرضنا في الختام أهمية تعلم الخوارزميات واكتساب مهارة التفكير المنهجي لحل المشكلات بطريقة تشبه طريقة عمل الحاسوب وأهم النصائح التي تساعدك على تعلمها وإتقانها كخطوة أساسية قبل تطوير مهارات البرمجة والتطوير. ترجمة -بتصرّف- للفصل الأول من كتاب Algorithms Notes for Professionals. اقرأ أيضًا المرجع الشامل إلى تعلم الخوارزميات للمبتدئين دليل شامل عن تحليل تعقيد الخوارزمية بناء مصنف بالاعتماد على طرق تعلم الآلة بلغة بايثون باستخدام مكتبة Scikit-Learn - النسخة الكاملة لكتاب مدخل إلى الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة

علوم الحاسوب computer science (أو يطلق عليه علوم الكمبيوتر أو علوم الحاسبات بالعامية) هو روح العصر الحديث ويمثل مجال التقنية التي دخلت في كل مفاصل حياتنا، فهو يدخل في كل صغيرة وكبيرة من حولنا بدءًا من الهواتف المحمولة والحواسيب والآلات والمصانع وكل شيء بما لا يمكن حصره من المنتجات والخدمات حيث أسهم في نقلنا إلى مرحلة أعلى من الفعالية والجودة والفائدة. هذا المقال هو دليل شامل للتعرف على اختصاص علوم الحاسب وفوائده وتطبيقاته والمواد التي تدرس فيه والمجالات المتفرعة منه ثم سنناقش بعض الأسئلة المهمة المتعلقة بجدوى اختيار تخصص علوم الحاسوب ودراسته وما هي فرص العمل المتوفرة في مجال علوم الحاسوب وسنعرف أيضًا الفرق بين علم الحاسوب وهندسة الحاسوب وأخيرًا سنرشدك إلى كيفية البدء في دراسة اختصاص علوم الحاسب ذاتيًا وندلك على بداية الطريق لتنطلق إن أحببت المجال. هل أنت جاهز؟ لننطلق! فهرس المحتويات حرصًا على تنظيم المقالة ولتسهيل الوصول إلى القسم الذي تريده بسهولة، سنذكر هنا جدول المحتويات باختصار: ما هي علوم الحاسب؟ فوائد وتطبيقات علوم الحاسوب هل تعلم علوم الحاسوب مفيد؟ مواد علوم الحاسوب تخصصات علوم الحاسب كيف أختار التخصص المناسب لي من تخصصات علوم الحاسب؟ التوظيف وفرص العمل في مجال علوم الحاسوب ما الفرق بين علوم الحاسب وهندسة الحاسب؟ من أين أبدأ بتعلم علوم الحاسب؟ ما هي علوم الحاسب؟ تُعرَف علوم الحاسوب بأنها كل العلوم المتعلقة بالآلات الحسابية والمنطقية، حيث تعمل بدارات إلكترونية، وقد تكون علومًا نظريةً مثل نظرية المعلومات Information Theory أو تطبيقية مثل البرمجيات Software أو العتاد Hardware. والبرمجيات software هي الأنظمة غير الملموسة التي تُشغّل عتاد الحواسيب hardware وتقوم بمهام المستخدمين المطلوبة، بينما العتاد هو القطع الفيزيائية الملموسة التي تُكوّن النظام الحاسوبي مثل المعالِج والذاكرة العشوائية RAM والقرص الصلب …إلخ. وتتشعّب علوم الحاسوب وتترابط مع بعضها بعضًا، إذ لا يمكنك دراسة البرمجة دون دراسة الخوارزميات وهياكل البيانات، كما لا يمكنك دراسة علوم الذكاء الاصطناعي دون دراسة الجبر الخطّي والاحتمالات وعدد آخر من علوم الرياضيات. فوائد وتطبيقات علوم الحاسوب نَذكُر من فوائد وتطبيقات علم الحاسوب ما يلي: تعد شبكة الإنترنت واحدة من أفضل الاختراعات في التاريخ الإنساني، فهي شبكة حاسوبية تصل مناطق العالم ببعضها البعض. حواسيب سطح المكتب والحواسيب المحمولة التي نعمل عليها أو نرفّه خلالها عن أنفسنا …إلخ، جميعها قائمة على علوم الحاسوب وتخصصات الحاسب. الهواتف المحمولة وتطبيقات الهواتف الذكية التي نستعملها للتسوق أو طلب سيارة أجرةٍ أو طلب الطعام والدواء وغير ذلك فكلها تطبيقات حاسوبية. أجهزة إدارة المصانع والعمليات التصنيعية التي تُستعمل لتخطيط تصنيع المنتجات الغذائية وغير الغذائية، فهي مبنيّة بالأساس على برامج وخوارزميات ورياضيات حاسوبية، فلولاها لما تطورت أنظمة التصنيع التي لدينا إلى مرحلة تكفي احتياجات الجنس البشري. الأجهزة الطبية التي تُنقَذ بها حياة الناس في المستشفيات، وأجهزة الاستشعار والإدارة العسكرية، والأجهزة التي تساعد على إدارة الأسواق الاقتصاد والمال وغيرها، فكلها موجودة بفضل علوم الحاسوب. ولعلك تشاهد بعضًا من فوائد هذه العلوم بنفسك، فلا تحتاج من يخبرك عنها. دورة علوم الحاسوب دورة تدريبية متكاملة تضعك على بوابة الاحتراف في تعلم أساسيات البرمجة وعلوم الحاسوب اشترك الآن هل تعلم علوم الحاسب مفيد؟ قد تفكر في نفسك الآن وتقول هل من المجدي لي أن أتخصص في مجال علم الحاسوب وأتعلمها سواء للدراسة والبحث الأكاديمي أو للعمل والوظيفة مستقبلًا؟ والجواب هو نعم، فالأمر مُجدٍ وأنصح به بشدة، إذ يحصل متخصصو علوم الحاسوب على رواتب أعلى من العديد من نظرائهم المهندسين غير العاملين في المجال، كما تزداد الرواتب بازدياد الخبرة ونُدرة المجال الذي يتخصص فيه المرء؛ فمثلًا لا يتساوى مُطوّر واجهات الاستخدام بمهندس يجيد الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة، وكذلك لا يتساوى مع مهندسي البرمجيات ومهندسي العتاد. وبغض النظر عن عامل الوظيفة والراتب والمال، يساعدك تعلم علوم الحاسوب على بناء مشاريع حقيقيةٍ يمكنك أن تستفيد منها أو تغيّر بها العالم، مثلًا انظر كيف غير مارك زوكيبربيرغ طريقة تواصل المليارات من البشر وكامل التاريخ الإنساني بسبب تطويره لموقع إنترنتٍ، وانظر كذلك كيف تتحكم العملات الرقمية وتغير الاقتصاد العالمي في وقتنا الحالي. ويؤهلك تعلم علوم الحاسب لإنشاء خدمات ومواقع وبرمجيات وأنظمة حسبما تحتاج، ومن ثَم تستفيد منها سواءٌ لنفسك أو تبيعها للآخرين إما على شكل وظيفةٍ، أو خبرةٍ كما في مجال العمل الحُرّ. ولا يعني هذا بالطبع أنك ستكون مالك شركة مايكروسوفت المستقبلي، وكذلك لن تكون مارك الذي سيغيّر العالم، إلا أنك ستمتلك نفس الخبرات والأدوات التي امتلكوها عندما فعلوا ذلك، أما الباقي فيعتمد عليك وعلى اجتهادك ومثابرتك. مواد علوم الحاسب سنتحدث في هذا القِسم عن مواد تخصص علوم الحاسب وتفريعاتها المختلفة، وأبرز المواد التي تُدرّسها معظم الجامعات حول العالم لطلابها الراغبين بتَعلّم هذا التخصص، ومعظم هذه المواد مُستوحاةٌ من الفهرس الأكاديمي لجامعة ستانفورد لعلوم الحاسبات، هذا بالإضافة لعددٍ من الجامعات الأخرى. 1. أساسيات الهندسة وهندسة البرمجيات تعد من أول المواد التي يدرسها الطلاب وتهدف للإجابة على أسئلة متنوعة مثل ما هو تعريف الهندسة وما هي عمليات الإدخال والإخراج وكيف تصمم منتجًا أو برنامجًا أو مشروعًا وما هي الخطوات العملية لتصميم وهندسة نظام ما وغيرها. والهدف الرئيسي من هذه المادة هو نقل وتوصيل معنى الهندسة للطلاب، وذلك بإدراكهم أن عملية إنشاء الأنظمة هي خليطٌ مُتقنٌ من التخطيط والترتيب، فهي ليست عمليةً عشوائيةً بسيطةً، وعادةً لا تحتوي هذه المادة على مشاريع برمجية حقيقية، وقد تشتمل على مشاريع بسيطة في بعض الجامعات. ويَتعلّم الطالب في هذه المادة عددًا من التقنيات والأدوات الشائعة لتوصيف الأنظمة وتصميماتها، مثل لغة النمذجة الموحدة Unified Modeling Language واختصارًا UML وآلات الحالة State Machines وغيرها من التقنيات. 2. الرياضيات الأساسية مادة الرياضيات مادةٌ أساسيةٌ لدى جميع طلاب الهندسة عمومًا؛ لذلك من الضروري أن يُدرك الطالب أساسيات الرياضيات مثل العمليات الحسابية والتفاضل والتكامل والجبر وحسابات الأشكال الهندسية وغير ذلك من العمليات الرياضية البسيطة. ولا تُعلّم هذه المادة في الجامعات بهدف الرياضيات ذاتها؛ فبمجرد انتهائك من المادة ستنسى غالبًا تلك المعادلات الرياضية، ولكن الهدف هو تعويد الطالب على استخدام العقل لحساب ما لم يقدِر على حسابه من قبل، فمواجهة القليل من الصعوبة في التَعلّم تُفتّح الذهن وتُعوّده على تحمّل الأكثر صعوبةً من هذه الرياضيات البسيطة مستقبلًا. 3. الرياضيات الخطية ستتعلم في الرياضيات الخطية أو الجبر الخطي أساس حلّ المعادلات الرياضية، مثل معادلات الدرجة الأولى والثانية والثالثة، وبعض الأساليب والقوانين الرياضية لحلها بسهولة. كما ستتعلم بعض الأمور عن المصفوفات وطريقة التعامل معها وإجراء بعض الحسابات لها وطريقة الاستفادة منها مثل المصفوفات أولية وثنائية وثلاثية الأبعاد. 4. التفاضل والتكامل هنا ستتعمق في التفاضل والتكامل بعد اطلاعك عليها بصورة مبسطة بالفعل في إحدى المواد الرياضية السابقة، وستتعرف عليهما بالتفصيل، وكيف تستخدمها لحل بعض المشكلات الحقيقية في العالم، كما ستعرف بعض قواعد التفاضل والتكامل. وقد تكون هذه المادة متقدمة على بعض الطلاب مثل أغلب مواد الرياضيات، وذلك لأن الطالب يتعلم فيها المعادلات والقواعد والقوانين دون أن يُعلّم من أين جاءت ولا كيف ولماذا سيتعلمها ولا أين سيستخدمها في حياته المستقبلية. 5. تصميم المنطق الرقمي ستتعلم في مادة تصميم المنطق الرقمي Digital Logic Design أهم أركان التفكير المنطقي، وكيفية تمثيل الحجج والنقاشات والمعضلات في العالم الحقيقي على شكل معادلات رياضية ومنطقية وكذلك قد تتعلّم بعض الأمور عن المجموعات Sets في الرياضيات وطريقة استخدامها لتمثيل معلومة أو بيانات معينة. كما ستتعلم تصميم البوابات المنطقية Logic Gates مثل and و or و nor و xor و not وغيرها، وكذلك ستفهم الطريقة العامة لعمل المعالجات داخل الحواسيب والأجهزة الإلكترونية. وهذه المادة واحدةٌ من بين أكثر المواد إفادةً ضمن علم الحاسوب لأن طريقة التفكير المنطقية هذه ستنقلك من إنسان عشوائي التفكير قد لا يفكر بمنطقية في معظم أمور حياته إلى إنسان يفهم الحياة بصورة منطقية كما تفهمها الآلات ويَسهُل عليه تحديد ما هو منطقي وما هو غير منطقيٍ من الحجج والمعلومات التي حوله، كما ستفهم كيفية تحويل الأفكار إلى أنظمة فيزيائية وبرمجية داخل الحواسيب بحيث تُستعمَل لإكمال تصميم الحواسيب وتُجري العمليات الحسابية المطلوبة. أي الغرض من هذه المادة أن ترى كيف يعمل الحاسوب وكيف يفهم الأوامر وينفذها حتى تعرف كيف ستتعامل معه وتبرمجه وتتخاطب معه بسهولة. وفقًا لما سبق، من الأفضل التركيز عليها كونها واحدةٌ من أهم المواد في المجال، وقد تُدرّس هذه المادة على عدة مواد منفصلة، لذلك قد تجد موادًا شبيهةً مثل التفكير المنطقي Critical Thinking والرياضيات المتقطعة Discrete Mathematics، فكلّ على حسب الجامعة والتخصص. 6. الاحتمالات مادة الرياضيات الأخيرة التي ستتعلّمها هي مادة الاحتمالات Probabilties أو نظرية الاحتمالات Probability Theory، وهي مادةٌ تهدف إلى تعليمك أهم مبادئ هذا العلم بالإضافة لأنواع الاحتمالات المُمكنة حسب الأحداث Events وطريقة ارتباطها ببعضها البعض ليُستفاد منها في الحياة الواقعية إما في اتخاذ قرارات المؤسسات أو إجراءات أصغر من ذلك سواءٌ على مستوى الأفراد أو الأجهزة الرقمية. والاحتمالات علم عميق تقوم عليه الكثير من الرياضيات الحديثة، كما يقوم عليه علم التعمية Cryptography المُستخدم في تأمين وتشفير الاتصالات والشبكات، وستستفيد من هذه المادة كثيرًا في المستقبل متى أتقنتها. 7. البرمجة من البداهة أن توجد مادة مختصة بتعلم البرمجة في تخصص علوم الحاسب أو التخصصات المرتبطة به، وذلك لأن البرمجة هي لبّ علوم الحاسب في النهاية، فجميع الأجهزة والأنظمة التي حولنا ما هي إلا برمجيات وخوارزميات مختلفة صنعت لتعمل بطريقة معيّنة. كانت لغة جافا Java أبرز لغة برمجةٍ تُعلّم في الجامعات قبل عقد من الزمن، بينما تميل الكفة الآن إلى بايثون Python أو جافاسكربت في بعض الأحيان، ولكن بايثون هي الأكثر استعمالًا واعتمادًا في الجامعات لما لها من تطبيقات لاحقة في جميع المجالات الأكاديمية الأخرى. وفي كل الأحوال ستتعلّم في هذه المادة المتغيرات والخوارزميات وحلقات التكرار والجمل الشرطية والبرمجة كائنية التوجه وغيرها من المبادئ البرمجية، وذلك بِغَض النظر عن لغة البرمجة التي ستتعلّمها. كما قد تُعلّم القليل من استخدام بيئة ماتلاب Matlab وهي بيئة برمجية ولغة برمجة تُستخدَم لإنشاء الحسابات الرياضية وبرمجة برمجيات معينة، لذلك فهي منصة ولغة برمجة في آنٍ واحدٍ، ويستعمل ماتلاب طلاب أقسام الهندسة الأخرى لمحاكاة وحساب المعادلات والنماذج الرياضية. 8. الخوارزميات وهياكل البيانات الخوارزميات Algorithms وهي الإجراءات المنطقية المتسلسلة لحلّ مشكلة ما، وسنتعلّم الخوارزميات وأفضل الطرق لتصميمها من أجل حل مختلف المشكلات التي قد تظهر لنا في المستقبل، حيث سنحتاج إلى معرفة متى نستعمل خوارزمية بعينها من أجل حل مشكلة ما، ومتى سنلجأ لخوارزمية أخرى نعرف أنها ستعطينا أداءً أفضل، بمعنى أننا سنغوص في الموازنة بين مختلف الخوارزميات وأدائها مثل السرعة والوقت ومساحة التخزين، ومتى يجب استعمال كلّ واحدةٍ منها كما سنطّلع على مختلف تشعيبات الخوارزميات المتوفرة. هياكل البيانات Data Structures وهي طريقة تخزين البيانات واستعمالها بغرض تحقيق أهدافٍ مختلفةٍ حسبما يريد المُطوّر؛ فهناك هياكل بياناتٍ أسهل وأوضح للفهم العام، وهناك هياكل بيانات أسرع في الأداء، وهناك هياكل بيانات غير سريعة في الأداء لكنها تستهلك حجمًا أقل في تخزين البيانات وبالتالي قد تفضل على غيرها في بعض الأحيان. وستتعلم كل هذه الأمور في هذه المادة، وربما تقسم هذه المادة إلى مادتين على حسب الجامعة والاختصاص الذي تدرسه، كما ستطلع على أنماط التصميم Design Patterns إذا كنت ستدرس هندسة البرمجيات؛ وهي الأنماط الشهيرة لتصميم البرمجيات بحيث لا تحتاج لإعادة اختراع العجلة مرة أخرى من أجل كل مشكلة تواجهها. 9. مبادئ أنظمة التشغيل أنظمة التشغيل هي البرمجيات الأساسية التي تُدير الأجهزة الحاسوبية والهواتف والأنظمة المدمجة وغيرها، حيث توزع الموارد على البرمجيات وتدير تشغيلها وعملها ومراقبتها للمستخدم، وأبرز أنظمة التشغيل على سطح المكتب هي ويندوز Windows وماك Mac ولينكس Linux، أم فيما يتعلق بأنظمة تشغيل الهواتف الذكية، فلدينا نظام أندرويد Android الذي يعمل على مختلف الأجهزة ونظام iOS الذي يعمل على أجهزة آبل Apple فقط. وستتعلم في هذه المادة أساسيات عمل أنظمة التشغيل المختلفة، بالإضافة لأبرز المبادئ التي تعمل بها أنظمة التشغيل الحالية مثل العمليات وأجهزة الإدخال والإخراج Input/Output وإدارة الذاكرة والوصول للمعالِج ونظام الوصول والصلاحيات وإدارة المستخدمين وغير ذلك. وستضع عليك معظم الجامعات واجبات منزلية بلغة سي C في هذه المادة، لذلك سيكون عليك تَعلّمها إن أردت اجتياز هذه المادة بنجاح. 10. مبادئ الشبكات الشبكات هي كذلك من أبرز سمات العصر الحديث فشبكات الاتصال الخلوية وشبكة الإنترنت والشبكات المنزلية كلها غيّرت شكل العالم الحديث وساهمت في فوائد جمة لا تعد ولا تحصى فبدون علم الشبكات، لن تتمكن من قراءة هذا المقال الآن. وستتعلم في هذه المادة أساسيات الشبكات وطريقة عملها، وستطّلع على بروتوكولات التواصل أشهرها بروتوكول TCP وبروتوكول UDP، كما ستطّلع على بعض المفاهيم والأجهزة الأخرى مثل الموجه Router والخوادم Servers وأجهزة العملاء Clients والنظير للنظير Peer to Peer وغير ذلك من مبادئ الشبكات البسيطة. وسيطلب منك غالبًا برمجة برنامج محادثة بسيط بأي لغة برمجةٍ تريدها وذلك باستخدام أحد بروتوكولات التواصل، وهو ما سيوضح مدى فهمك وتعلمك لهذا المساق. 11. معمارية الحاسوب إلى هنا سيكون طالب علم الحاسوب قد فهم بالفعل معظم الأساسيات التي سيحتاج إليها، ولكن مادة معمارية الحاسوب أو بنية الحاسوب Computer Architecture ستتعمق في تفاصيل دقيقة حول مكونات الحاسوب الفيزيائية وكيفية تواصلها مع بعضها بعضًا مثل طريقة تواصل الذاكرة العشوائية مع المعالِج وقرص التخزين وطريقة إرسال أو جلب المعلومات منهما. كما سيطّلع على مفهوم المسجلات Registers، وهي وحدات الذاكرة الصغيرة للمعالجات الحديثة، وكيف يستعملها لتسريع عمليات المعالجة بدلًا من جلب البيانات من الذاكرة، وسيفهم كيف ستتحول الخوارزميات والبرمجيات التي يكتبها إلى عمليات مجزأة يمكن للمعالجات حسابها في أقل من لحظة من الزمن بفضل البوابات المنطقية التي تعرّف عليها مسبقًا. أي أن هذه المادة ستغوص في تفاصيل عمل أجهزة الحواسيب وبنيتها الداخلية وطريقة تواصل مكوناتها مع بعضها بعضًا. زيادةً على المواد الأساسية التي ذكرناها آنفًا، هناك مواد ومجالات وتخصصات اختيارية يختار الطالب غالبًا ما يحلو له منها ليمارس المجال الذي يحبه، ولا يتخرج مهندسو الحاسوب وهم يتقنون كل هذه التخصصات، فعادةً ما يختارون واحدًا أو اثنين منها على الأكثر، ثم يدرسونه بصورةٍ أعمق من السابق، لذا سننتقل تاليًا إلى شرح تخصصات الحاسب التي يمكن لمهندس الحاسوب أو دارس تخصص علم الحاسوب أن يعمل ويتخصص فيها. تخصصات علوم الحاسب لا يكون هناك تخصصات واضحة في الجامعة أحيانًا، بل يمكن للطالب ببساطة أن يختار مجال أحد المواد التي درسها وأحبها ويتخصص فيها إلى حين إتمام السنوات الدراسية. سنعرض أهم تخصصات الحاسب والمجالات التي يمكن العمل فيها بعد التخرج: 1. البرمجة وهندسة البرمجيات هندسة البرمجيات وهي العلم المَعني بصناعة البرمجيات بطريقة احترافية، فهي لا تختص بالبرمجة فقط وإنما تشمل فروعًا وعمليات أكثر من ذلك بكثير. صحيحٌ أن تطوير تطبيقات سطح المكتب وتطوير تطبيقات الهواتف المحمولة هي المجالات البرمجية الأكثر شيوعًا، لكن هناك مجالات برمجية أخرى أكثر تعقيدًا مثل: برمجة أنظمة إدارة الخوادم Servers مثل Kubernetes ودوكر Docker وأشباهها من أدوات إدارة العمليات DevOps. برمجة أدوات الأنظمة المالية والاقتصادية التي تدير اقتصادات الدول والبنوك حول العالم. برمجة أنظمة الشركات العملاقة مثل شركات الطيران وشركات النفط وشركات الكهرباء …إلخ، فهذه أنظمةٌ حساسةٌ لا تحتمل الفشل وإن احتملته فهي بحاجة للاسترجاع والإدارة الفورية. الكثير من الشركات العملاقة كانت تعمل قبل عِدّة عقودٍ من الزمن على أنظمة مبرمجة بلغات برمجية قديمة عفا عليها الزمن الآن ولم يعد يُبرمَج بها، ولكن ما زالت هذه الشركات تعمل بتلك الأنظمة لعِدّة أسبابٍ لوجستيةٍ وهنا يعد نقل البرمجيات من لغة برمجة معينة إلى لغة برمجة أخرى هو مجال تخصصي كبير في علوم الحاسبات وقسم هندسة البرمجيات، فمثلًا تدفع شركة IBM رواتب عملاقة لمن يجيد نقل برمجياتٍ مكتوبةٍ بلغة COBOL إلى لغة C. ويقوم مهندسو البرمجيات بالتخطيط لعملية بناء البرمجيات اللازمة لهذه المجالات، كما يخططون للموارد التي ستلزمهم والمميزات التي سيسلمونها بالإضافة إلى نمط التصميم الذي سيستعملونه في مختلف مراحل تطوير البرنامج، ولذلك هي عملية معقدة واحترافية تحتاج إلى فريق متكامل من المبرمجين وليست مُجرّد برمجة بسيطة ينجزها فرد واحد. 2. هندسة الشبكات الشبكات ليست برامج التواصل بين المستخدمين فقط، فهناك شبكات أعقد من ذلك بكثير. ويمكنك التخصص في مجال الشبكات لتفهم طريقة عمل الشبكات البسيطة وحتى العملاقة مثل شبكة الإنترنت، والبنية التحتية لها وطريقة ربط الدول لتلك البنية التحتية، كما يمكنك التعرف على بعض أنماط الشبكات البديلة مثل النظير للنظير Peer to Peer وكيفية عمل تطبيقات مفيدة بها في الحياة الواقعية. وكذلك قد تتطرق إلى الشبكات المركبية Vehicular Networks وهي الشبكات المرتبطة بالسيارات والمركبات، أو شبكات الاتصال الخلوي وطريقة صنعها وعملها، وطريقة التعامل مع مختلف أجهزة المودم Modems. وبشكلٍ أبسط من ذلك، فيمكن أن تعمل مدير شبكات في المؤسسات والشركات الصغيرة والكبيرة وحتى مراكز إدارة الخوادم Data Centers، فلا تخلو الآن مؤسسة أو شركة من شبكة داخلية تربط أقسامها مع بعضها وهي آنذاك بحاجة إلى مدير شبكة بالتأكيد هذا أقل القليل. 3. الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة زاد الاهتمام بالذكاء الاصطناعي زيادة كبيرة في العقد الأخير، وهذا أمرٌ طبيعيٌ بسبب زيادة الحاجة إليه، بالإضافة إلى تَوفُّر الموارد الحاسوبية الكافية لتشغيل خوارزمياته المختلفة على أجهزة المستخدمين الشخصية، فدخل الذكاء الاصطناعي في كل شيء حولنا من إدارة إشارات المرور وتنظيم السير وتصنيف الصور في هواتفنا والتعرف على الأشخاص والوجوه والترجمة الآلية وإدارة المركبات والآلات وكشف الجرائم وعمليات التتبع وتحليل البيانات والكثير الكثير غيرها حتى بات تقريبًا عصب التقدم والتطور الذي نشهده حاليًا، وهو الأمر الذي يفسر سبب الطلب الكبير على المتخصصين في هذا المجال كما أشرنا. وهناك فرق بين الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence وتعلم الآلة Machine Learning؛ فالأول هو اسم المجال العام المَعني بكل ما يتعلق بإنشاء ذكاء يشابه ذكاء الإنسان باستعمال الآلات بينما الثاني مجال فرعي يتعلق بتدريب الآلات على مجموعة بيانات معينة بهدف الخروج منها بتصنيفات يمكن أن تساعد الآلة على اتخاذ قرار مطلوب منها. وستتعلم في هذا التخصص فروع تعلم الآلة الثلاثة الأشهر وهم، التعلم الموجه Supervised Learning والتعلم غير الموجه Unsupervised Learning بالإضافة إلى التعلم المعزز Reinforcement Learning، وللمزيد من المعلومات عن المجال، يمكنك الاطّلاع على كتاب مدخل إلى الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة. 4. الحوسبة البيولوجية الطبية لا تأتي الأجهزة الطبية الموجودة بالمستشفيات من العدم، بل يصنعها المهندسون ويساهم فيها المبرمجون، وهناك مجموعة من المواد الجامعية في تخصصات الحاسب التي تعلم الحوسبة البيولوجية الطبية الحيوية Biomedical Computing، وقد تكون تخصصًا كاملًا منفصلًا في بعض الجامعات باسم هندسة طبية حيوية biomedical engineering أو هندسة الأجهزة الطبية أو الهندسة الطبية. ويمكن أن تتخصص في هذا المجال لتتعلم أهم المتطلبات البرمجية في المجال الطبي أو البيولوجي، وكيفية تطوير برمجيات أو قطع عتاد تحل مشاكل أو تقدم استخدامات حقيقية تفيد مجال الطب والعلاج أي تقريبًا هو تخصص في مجال تصنيع الأجهزة المتعلقة في المجال الطبي من تصميم وبرمجة واختبار وتنفيذ …إلخ. ولا تستفيد المستشفيات فقط من هذا التخصص بل تستفيد كذلك مختبرات التحليل والمختبرات الحيوية والمستوصفات والعيادات الطبية وغيرها، فتحتاج جميعها إلى برمجيات صادرة عن المتخصصين في هذا المجال. 5. الرسوميات لا تُعَد الرسوميات Graphics مجالًا واحدًا فقط، فهو مجال تطوير عريض جدًا، حيث تنضوي تحته مجموعة من المجالات المتفرعة، نذكر من بينها: أنظمة التشغيل، فلها مكتبات برمجية معينة تساعدها على عَرْض الخطوط والصور والواجهات الرسومية وغير ذلك للمستخدمين، وهذا مجال ضخم، فهو ضروري لتمكين المبرمجين الآخرين من تطوير التطبيقات والألعاب لأنظمة التشغيل هذه، أي أن الرسوميات هنا هي جزء من نظام التشغيل. محركات الرسوميات Graphics Engines، وهي أنظمة برمجية عملاقة تهدف لتمكين المبرمجين من برمجة مختلف الرسوميات التي يريدونها لمختلف أنظمة التشغيل، فمثلًا يستخدم محرك Unity 3D أو Source2 أو غيرهما لبرمجة الألعاب التي تعمل على مختلف أنظمة التشغيل مثل ويندوز وماك ولينكس وأندرويد. البرامج المتخصصة في الرسم ثنائي وثلاثي الأبعاد، فتعد برمجة هذه البرمجيات مجال منفصل ويتطلب بعض الخبرات والمهارات، بينما تعلم استخدامها سيحولك إلى مصمم، وتدخل فيها برامج النمذجة modeling مثل برامج الرسم والتصميم الهندسي CAD المفيدة في الكثير من التخصصات الهندسية. برامج تحرير ومونتاج الفيديوهات مجال فرعي آخر مشهور. وتدخل الكثير من التخصصات تحت تخصص الرسوميات كما ترى، إلا أنها قد تختلف جذريًا فيما بينها، فتطوير برامج الرسم ثنائية الأبعاد لا يشبه تطوير المحركات الرسومية فعملية تطوير المحركات الرسومية واحدة من أصعب العمليات البرمجية وأكثرها تعقيدًا، لأنها تحاكي فيزياء الكون وتتطلّب فهمًا عميقًا للرياضيات. 6. تحليل البيانات وإدارة قواعد البيانات مجال تحليل البيانات (أو يرقى حتى إلى قسم منفصل باسم هندسة تحليل البيانات data analysis engineering) واحد من أكثر المجالات طلبًا حاليًا، لما له من استخدامات مفيدة وجلية في تحليل البيانات والمعطيات واستعمالها في اتخاذ القرارات المُهمَّة لدى المؤسسات والشركات، حتى إن بعض الفرق الرياضية لكرة القدم مثل ليفربول تعتمد على تحليل البيانات لوضع خططها الرياضية في كل مباراة، فتطبيقات هذا المجال واسعةٌ جدًا. كما ستتعلم في هذا المجال طريقة معالجة مجموعات ضخمة من البيانات، وطريقة تنظيفها من الأخطاء والمشاكل، وتحويلها إلى بياناتٍ يمكن معالجتها من الأنظمة الحاسوبية، وستتعلم طريقة استخراج أهم المعلومات والأسرار المخفية في البيانات الخام التي لديك بمختلف المكتبات واللغات البرمجية. حتى تتقن فن التعامل مع البيانات، فيجب أن تتقن التعامل مع أنظمة قواعد البيانات التي تخزَّن فيها البيانات، لذا يتخصص هذا المجال في مفهوم قواعد البيانات Databases وأنظمة إدارة قواعد البيانات database management systems تختصر إلى DBMS بتعمق كبير فهي مدخل إلى التعامل مع البيانات والتلاعب بها وتطويها والغوص فيها لاستخراج المعلومات. قد يتفرد هذا المجال في تخصص بمفرده في الدراسات العليا أو حتى في سوق العمل، فقد تطلب بعض الشركات متخصص لإدارة قواعد بياناتها وله المسمى الوظيفي "مدير قواعد بيانات" Database Administrator. وتشمل مشاريع تحليل البيانات عادة: جمْع البيانات من مصادرها. تنظيف وتهيئة البيانات للمعالجة وإزالة القيم الشاذة. إدخال البيانات في الأنظمة الحاسوبية المطلوبة لاستخراج النتائج والمعلومات الأولية منها، ومن أين يُبدَأ في البحث عن روابط مفيدة بين أجزائها. تحليل أعمق للبيانات إما عبر أنظمة أكثر تقدمًا أو عبر تَعلّم الآلة، وقد تُستعمل أنظمة التعرف على الأنماط Pattern Recognition كذلك. تهيئة النتائج السابقة للعرض والمشاركة عبر بعض الأدوات الشهيرة. عرض النتائج والتقارير مع المخططات والتوصيات. وتعد بايثون أكثر لغات البرمجة طلبًا في هذا المجال، بالإضافة لمكتباتها الشهيرة مثل Pandas وNumpy وJupyter Notebook وMatplotlib وغيرها، وكذلك تستعمل لغة R في هذا المجال، ولكنها ليست بنفس شيوع بايثون، أما بالنسبة لقواعد البيانات، فيجب أن تقن لغة SQL وتتقن بعدها أنظمة التعامل مع قواعد البيانات. ولتَتعلّم أساسيات بايثون بسهولة، بإمكانك الاطّلاع على كتاب البرمجة بلغة بايثون كما يمكنك الاطلاع على كتاب ملاحظات للعاملين بلغة SQL وكتاب الدليل العملي إلى قواعد بيانات PostgreSQL. 7. أنظمة التشغيل والأنظمة المدمجة تحتاج جميع الحواسيب والهواتف الذكية والأجهزة الإلكترونية عمومًا إلى نظام تشغيل Operating System لتعمل وفق رغبات المستخدم، وهذه الأنظمة هي الأخرى لا تأتي من العدم بل هناك متخصصون لبرمجتها وجعلها أفضل من غيرها والحفاظ عليها مع الزمن. تطوير أنظمة تشغيل سطح المكتب مثل ويندوز وماك ولينكس، أو أنظمة الهواتف الذكية مثل نظام أندرويد ونظام iOS وغيرهما، هي مجالات برمجية متقدمة تعتمد على خبرات ومهارات متعددة، كما يعتمد هذا على العتاد Hardware الذي ترغب ببناء نظام تشغيل له، وقد تُستخدَم أكثر من لغة برمجية في الوقت نفسه لتطوير نظام تشغيل بسيط، فتطوير أنظمة التشغيل عملية عملاقة ومكلفة وتحتاج الكثير من المهندسين، كما ينفق عليها ملايين الدولارات من الاستثمار المستمر على امتداد عدة سنوات للخروج بنتائج مرضية، ولهذا ربما تجد أن هناك ملايين البرمجيات الصغيرة حول العالم، بينما يوجد ثلاث أنظمة شهيرة لسطح المكتب ونظامان للهواتف الذكية فقط، ورغم أنه هناك بالفعل العشرات غيرها إلا أنها محدودة وضعيفة المزايا موازنة بتلك الأكثر استخدامًا والأكبر دعمًا حاليًا؛ وذلك لأن مطوريها لا يمتلكون نفس موارد وإمكانات مطوري الأنظمة الشائعة ذات الدعم الكبير. أما الأنظمة المدمجة Embedded Systems فهي الأنظمة التي تعمل مع موارد عتاد Hardware Resources محدودة للغاية، فهي تُنفّذ مهامًا محدودةً وصغيرةً مثل أنظمة الإشارات والاستشعار والأقفال الإلكترونية وألعاب الأطفال وحتى أنظمة إدارة السدود المائية وأنظمة الأجهزة العسكرية …إلخ، كما أن برمجتها مجالٌ منفصلٌ لوحده، ويوجد به الكثير من التفرعات كذلك وهو علم ضخم ذاع صيته هذه الأيام وأهم مجال تفرع عنه هو مجال إنترنت الأشياء Internet of Things تختصر إلى IoT وهي برمجة العتاد مع ربطه بالإنترنت مثل أنظمة مراقبة المباني وأقفالها وأنظمة البيوت الذكية وغيرها. أصبحت هنالك برامج واختصاصات دراسات عليا وحتى درجات جامعية تُدرِّس هذا المجال. 8. الأمان الرقمي الأمان الرقمي مجال كبير تنضوي تحته عدة أمور، مثل أنظمة التشغيل والبرمجيات العادية والشبكات والتعمية وغيرها، فكلها أمور مترابطة تحتاج لتأمين واستخدام أفضل للتقنيات وذلك للتأكد من عدم وصول الأشخاص غير المخوّلين لها. وبينما هناك مجالاتٌ متعلقةٌ بالأمان الرقمي الشخصي للمستخدمين، هناك مجالاتٌ متعلقةٌ بالأمان الرقمي الجنائي أو العسكري بين المجرمين وأجهزة الشرطة وبين الدول وبعضها البعض، كما أن هناك مجالاتٌ متعلقةٌ بالشبكات وإدارة الخوادم وغير ذلك الكثير، وكلها أمورٌ يمكن أن تتخصص بها إذا رغبت بذلك. ولمعلومات مفيدة حول الأمان الرقمي الشخصي والخصوصية، اطلع على كتاب دليل الأمان الرقمي. 9. الحوسبة العلمية تعتمد العديد من الصناعات التي تراها حولك اعتمادًا أساسيًا على علم الحاسوب لإتمام مهامها بنجاحٍ، فأغلب ما تراه حولك قد عولج في الحاسوب بدءًا من البناء الذي تقطنه والذي قد صمم واختُبر باستعمال برامج حاسوبية صممت البناء ونمذجته واختبرته على الزلازل ومختلف العوامل للتأكد منه ومن تصميمه وحتى قطع وقطع البلاستيك وأجزاءها قد صممت أيضًا باستعمال برامج حاسوبية عملاقة وهكذا، وكل هذه البرامج تعمل بخوارزميات ضخمة تحتاج للكثير من العمليات الرياضية التي تحل معادلات مختلفة، وهي بدورها تعتمد على خوارزميات محددة لتبسيطها وحسابها وهذا ما يدخل ضمن مجال الحوسبة العلمية Scientific computing. كما توجد مجالات كثيرة أخرى مثل هذه لا مجال لحصرها الآن ولكن نذكر منها مجال الحوسبة التطورية Evolutionary Computation وهي العلم الذي يأخذ نظرية التطور والحالات المعقدة المتطورة ويحولها إلى نظام قابل لحل الكثير من المشاكل في الحياة الواقعية، فيمكن استخدام هيكلة ومبادئ نظرية التطور لتطوير خوارزمية تساعدنا على معرفة عدد المطارات والمدارج التي علينا وضعها في كل مدينة. 10. الحوسبة السحابية توفر الآن الكثير من الشركات خدمات سحابية Cloud Services للمستخدمين وفكرة الحوسبة السحابية Cloud computing ببساطة إلغاء العمل على نظام تشغيل سطح المكتب لتخزين وتشغيل وإدارة الخدمات والبرامج التي تريدها والاعتماد كليًا على خدمات بعيدة موجودة على حواسيب وخوادم مركزية عملاقة تستفيد من الإنترنت للوصول إليها لفعل نفس الأمور السابقة. فمثلًا بدلًا من تشغيل خادم قاعدة البيانات الخاص بك يمكنك الاعتماد على أحد الحلول الجاهزة من أمازون Amazon أو ديجيتال أوشين Digital ocean، كما يمكنك استعمال فيجوال ستوديو من مايكروسوفت عبر الإنترنت لأداء مهامك البرمجية بدلًا من استخدام مُحرر النصوص البرمجي الخاص بك على نظامك. ويمكنك كذلك أن تستأجر خوادم فيزيائية Dedicated Servers ثم تُقسّمها إلى خوادم افتراضيةٍ Virtual Servers وتُوزّعها على مستخدمين آخرين حسب الموارد، ثم تُوّفر لهم خدمات جاهزة Software-as-a-Service واختصارًا SaaS، وهذا هو مبدأ شركات الاستضافة الحديثة والمجال السائد فكل ما تراه أصبح مخزنًا وموجودًا على سحابة وتصل إليه أو تستعمله عبر الإنترنت لذلك زاد الطلب على متخصصين في هذا المجال وتكون المسميات الوظيفية باسمه عادة مهندس حوسبة سحابية Cloud Computing Engineer. 11. تخصصات أخرى هناك مجالات ضمن علم الحاسوب تبتعد عن العلوم التطبيقية البرمجية، وتبحث في المبادئ النظرية لما تقدمه علوم الحاسب للتخصصات والمجالات الأخرى في الحياة. نظرية المعلومات Information Theory وتتحدث عن المبادئ النظرية لنقل المعلومات الرقمية ومحتواها، وإلى أي مدى يمكن ضغطها وبأي سرعاتٍ يمكن الوصول إليها. نظرية الإشارات Signal Theory وتتحدث عن الإشارات التي تُصدِرها الكائنات الحية وكيف يمكن تحديد العلاقات بينها وكيفية نمذجتها في الأنظمة الرقمية بهدف دراستها وتحليلها. نظرية الفوضى Chaos Theory ورغم أنها نظريةٌ رياضيةٌ لا تنضوي تحت علوم الحاسوب بصورةٍ مباشرةٍ، إلا أن لها تطبيقاتٌ واضحةٌ في عِدّة مجالاتٍ مثل حالة الطقس والمناخ والأنظمة المصممة لتوقّعها والتبليغ عنها، فهي تعتمد على علوم حاسوبية مثل التعمية والروبوتات وغيرها. علم التعمية Cryptography وهو واحدٌ من أكثر العلوم أهمية في علوم الحاسب لأن تطبيقاته هي التي تسمح بتشفير البيانات، ويعتمد على المبادئ الرياضية بشدةٍ، كما أنه شديد التعقيد، حيث تقوم عليه أنظمة الأمان الرقمية حول العالم بما في ذلك الأنظمة الاقتصادية. والكثير من هذه العلوم هي علوم نظرية تعتمد على مجالات متداخلة Interdisciplinary مع علوم الحاسبات، إلا أن علوم الحاسبات مركزية وأساسية فيها. كيف أختار التخصص المناسب لي من تخصصات علوم الحاسب؟ ليست كل التخصصات السابقة الذكر متوفرة في مجالات علوم الحاسب بالطبع، فهناك غيرها ولكن ذكرنا الأشيع والأشهر منها، ويبرز هنا سؤال وهو كيف يمكن لداخل جديد إلى هذه العلوم أن يختار التخصص المناسب له والذي يحبه؟ وتكمن الإجابة في معرفة المرء بنفسه وأين يحب أن يعمل فإذا كنت تحب الرياضيات فربما تناسبك العلوم النظرية، وإذا كنت تحب العمل مع الخوارزميات وتطوير الجديد منها لتسريع حل مشكلات الجنس البشري وابتكار حلول أفضل فربما قد يكون هذا اختصاصك، أو ربما ببساطة تحب تطوير البرمجيات والتطبيقات وحينها لن تحتاج شيئًا أكثر من المعارف الأساسية في علوم الحاسب ثم التخصص في تعلم البرمجة. لذا عليك أن تنظر في هذه المجالات المختلفة، ثم تسأل نفسك في أي منها يمكن أن تعمل دون أن تشعر بالملل بعد فترة؟ وستجد بضع مجالات قد تعجبك وستستبعد بعض المجالات الأخرى، فمثلًا أنا أستبعد أن أعمل في المجالات الرياضية أو مجالات التشفير، ببساطة لأنني لا أحب تعقيدها، وبعدها حاول أن تصرف بعض الساعات من وقتك في هذه المجالات التي تبقّت معك لتتعرّف عليها وترى أبرز المشاريع الموجودة فيها، وهل أحسست براحة وانشراح للنفس أثناء دراستها والعمل فيها، أم أنك تريد غيرها؟ الخلاصة، جرب التخصص والقراءة الدراسة في كل تخصص فترة من الزمن وبعدها إما أن تكمل أن تنتقل إلى تخصص آخر وهكذا تعرف الاختصاص الصحيح المناسب لك، وبعد فترة ستجد مجالات واضحة معينة لن تحب العمل في غيرها، وتلك هي المجالات التي يمكنك البدء بدراستها والتخصص بها بعد أن تنتهي من دراسة علوم الحاسوب الأساسية. التوظيف وفرص العمل في مجال علوم الحاسب تقل أهمية الشهادة الجامعية تدريجيًا في التوظيف عندما يتعلق الأمر بعلوم الحاسوب فشركات مثل جوجل بدأت تهتم بالخبرة وتعمل على نشر شهاداتها الخاصة والتي تبلغ مدتها 6 أشهر في حال عدم وجود الشهادة الجامعية، كما أن كثيرًا من الشركات الأخرى تشترط وجود الخبرة ومعرض الأعمال بدلًا من الشهادة الجامعية للمتقدِّم. وتبلغ مدة أغلب الشهادات الجامعية في معظم البلدان 4 سنوات، وهي مدةٌ طويلةُ جدًا يذهب معظمها بالانتظار والفراغ بين الحصص الدراسية الأسبوعية وتعلم علوم ومواد قد لا يكون لها أهمية كبيرة وقد تنساها بعد التخرج هذا لم نتحدث عن قلة المقاعد الدراسية الحكومية المجانية والمنافسة الشديدة عليها أو غلاء الجامعات الخاصة مما يزيد من العوامل التي تعيق أصلًا دخول الجامعة أو اختيار التخصص الذي ترغب دراسته في الجامعة فقد تضطر من أجل الدخول للجامعة والحصول على درجة جامعية أن تدرس تخصصًا لا تحبه ولا يناسبك أصلًا وهنا الحديث يطول، على أي حال، وبما أن علوم الحاسوب مجال مرتبط بالحواسيب التي بين أيدينا فقد لجأت نسبة لا بأس بها ممن يرغبون التخصص في المجال بتعلم المعلومات المطلوبة من مصادر خارجية لا علاقة لها بالجامعات الأكاديمية، دون الحاجة للدراسة الجامعية التقليدية ودخلوا سوق العمل فعليًا. ولا نريد محو أهمية الشهادات الجامعية، وذلك لأنها ما تزال تطلبها الحكومات والدول رسميًا للعمل في الوظائف الحكومية، كما لا تزال لها سمعة في الأوساط الاجتماعية على عكس من يتعلم تلك العلوم بمفرده، ولكن إذا كانت المعرفة والعمل ما يهمك فقط فحينها لا مشكلة من الخوض في المجال بعيدًا عن الدراسة الجامعية، وبذلك تكسب سنوات من عمرك بالإضافة إلى توفير الكثير من المال الذي كنت ستصرفه على الشهادة الجامعية. فمثلًا، يمكنك خلال فترة تترواح من ستة أشهر إلى سنة أن تتعلم أساسيات علوم الحاسوب وأن تبدأ العمل فيها مثلًا أن تتخصص في البرمجة وتطوير المواقع وتدخل سوق العمل وأغلب الدورات الحرة التي تعلم الاختصاص تكون مدتها ستة أشهر وحتى السنة وهي كافية لوضع قدمك على الطريق ودخول وكسب فرصة عمل. فمؤسسي أكبر الشركات التقنية في العصر الحديث، مثل مارك زوكيربيرغ مؤسس فيسبوك، وجاك دورسي مؤسس تويتر، وستيف جوبز مؤسس آبل لم يتخرجوا من الجامعات، وكذلك فهناك غيرهم الكثير من مدراء ورؤساء الشركات التقنية، ولهذا لن تكون الشهادة الجامعية عائقًا أمامك في حال أردت سلوك نفس المسار العصامي. وهنالك الكثير من المبرمجين الماهرين اليوم الذين لم يدخلوا إلى الجامعة أو درسوا اختصاصًا مختلفًا وهم يعملون في شركات كبيرة منها شركة IBM وهو لا يملك درجة في أي تخصص من تخصصات الحاسب وحتى أنه يساهم في كتابة بحث مع من درس في أروقة الجامعات. أضف إلى ذلك أنه يمكنك العمل كعامل مستقل على حسب الاختصاص الذي تجيده من اختصاصات علوم الحاسوب؛ فلو كنت مطور ويب محترف فيمكنك تطوير المواقع الإلكترونية للعملاء عبر مواقع العمل الحر مثل مستقل، ففي العمل الحر لن يسألك أحد بتاتًا عن شهادتك الجامعية وكل ما سيسألونك عنه هو خبراتك ونماذج لأعمالك السابقة نفذتها لا أكثر. أما عن فرص العمل المتوفرة في الشركات فهي تختلف باختلاف البلدان والشركات التي تريد العمل فيها، ولكنها تنضوي جميعًا تحت قسم التخصصات الذي تحدثنا فيه بصورة موسعة عن تخصصات علوم الحاسوب التي يمكن للمرء الاختصاص فيها، فمثلًا يمكنك العمل بتخصص مهندس برمجيات أو يتخصص في مجال الذكاء الاصطناعي أو مطور أنظمة تشغيل …إلخ على حسب المسميات الوظيفية المتوفرة في الشركات. انظر مثلًا إلى موقع بعيد، حيث تجد فيه طلبات توظيف من شركات مختلفة حول العالم العربي، وستجد أن معظم الوظائف لا تشترط أي نوع من أنواع الشهادات، بل تشترط معرض أعمال وخبرة سابقة فقط. وتكون رواتب المتخصصين في علوم الحاسوب متعلقة بعدة عوامل منها التخصص والخبرة والأعمال المنجزة وكذلك باختلاف الشركات والأماكن والدول، لكن يمكننا القول بصورة عامة أن رواتبهم أعلى من المهندسين الآخرين، ويمكنك البحث عن المواقع التي تَعرِض لك متوسط الرواتب التي يتلقاها الموظفون حسب المهنة في بلدك ثم البحث فيها عن التخصصات السابقة لرؤية مُعدّل الرواتب في بلدك. ما الفرق بين علوم الحاسب وهندسة الحاسب؟ على عكس الشائع فلا يوجد فرق جوهري بين علوم الحاسب computer science وهندسة الحاسب computer engineering وذلك لأن الجامعات الموجودة في دول مختلفة حول العالم تتعامل مع المصطلحين بطريقة مختلفة، فتجد في بعض الجامعات وفي بعض البلدان أن التخصصين مجرد اسمين مختلفين لنفس المواد الجامعية، فمثلًا الجامعة التي تخرجت منها كان تخصصي فيها هو هندسة وعلوم الحاسوب، أي أنني درست الاثنين معًا، ولم يكن هناك فرق في المواد التي درسناها مع الجامعات الأخرى. أما في بعض البلدان الأخرى مثل الولايات المتحدة هناك فرق حيث تكون علوم الحاسب علومًا أقرب للأقسام النظرية والفهم العام لمختلف المجالات والتخصصات، بينما تركز هندسة الحاسوب بالتحديد على علوم البرمجيات Software وعلوم العتاد Hardware والعلاقات والمشاريع التي يمكن تنفيذها بالدمج بينهما، أي أن هندسة الحاسوب تخصص هندسي تقليدي أقرب للعلوم العملية من تخصص علوم الحاسوب الأقرب للعلوم النظرية المفاهيمية. ويُعَد مصطلح علوم الحاسوب مصطلحًا جديدًا نسبيًا إذ كان التركيز قديمًا على هندسة البرمجيات Software Engineering وهندسة الحاسوب Computer Engineering وشاع المصطلح بعد 2010م وصار يشمل كل هذه العلوم وأكثر. من أين أبدأ بتعلم علوم الحاسوب؟ إن كنت تفكر بالدراسة الجامعية الأكاديمية، فهي من سيرشدك للبدء ويوفر لك المواد المتسلسلة في سنوات الدراسة ويؤمن لك كل شيء خلال رحلتك في دراسة علوم الحاسب وتخصصاته أما إن كنت ممن يريد دراسة مجال علوم الحاسوب ذاتيًا والتخصص فيه دون اللجوء إلى الجامعة، فأنت في المكان الصحيح الذي سيرشدك إلى بداية الطريق. من الأفضل لك أن تبحث عن بعض الدورات المتكاملة للبدء في تعلم علوم الحاسب بدلًا من الدروس المتفرقة، فمن الصعب على طالب جديد لا يعرف شيئًا في المجال أن يدخل فيه مباشرةً ويتعلم ما يحتاج إليه من دروس في كل مادة وتخصص من تلك المواد والتخصصات، بينما الدورات المتكاملة تكون مجهزة وكاملة وفق خطة معينة من متخصصين. عملت أكاديمية حسوب على توفير دورة متكاملة عن أساسيات علوم الحاسب هي دورة علوم الحاسوب وهي دورة شاملة مدتها عشرات الساعات حول علوم الحاسوب بدءًا من أبسط الأساسيات وصولًا إلى الخوارزميات وهياكل البيانات والبرمجة وقواعد البيانات وتطوير الويب وإدارة الخوادم، كما أنها تحت التوسيع والتحديث المستمر، ومن أبرز ميزاتها أن هناك من يتابع سَيْرَك ويجيب على أسئلتك على امتداد الدورة وليست فقط مجرد فيديوهات. ستكون مؤهلًا بعد الدورة من التخصص والغوص في إحدى مجالات علوم الحاسب التي تحبها وتريد تعلمها وقد وفرت الأكاديمية بعد دورة علوم الحاسب دورات أخرى إن أحببت الاختصاص في مجال البرمجة وتطوير البرمجيات لإكمال طريقك وستكون جاهزًا لدخول سوق العمل وبدء الكسب مما تعلمت خلال فترة قصيرة لا تتجاوز السنة بناءً على همتك وعزيمتك. وإذا وصلت إلى مرحلة أنت جاهزٌ فيها لتَعلّم البرمجة، فيمكنك قراءة الدليل الشامل لتعلم البرمجة باستخدام المصادر العربية ففيه أبرز المصادر العربية المتوفرة في الشبكة لتعلم البرمجة. كما يمكنك البحث في الشبكة عن سلاسل فيديوهات أو كتب لتُعلّمك تخصص علوم الحاسب بأي لغةٍ تجيدها، وجوجل مليءٌ بالنتائج عن ذلك كما أن أكاديمية حسوب تعمل جاهدًا على توفير مراجع عالية الجودة لتساعدك في ذلك، فتابع دومًا قسم المقالات البرمجية وقسم الكتب البرمجية. خاتمة وصلنا إلى نهاية هذا المقال بعد أن اطلعنا على أبرز علوم الحاسب وماهية التخصصات الموجودة فيه، ولا تنسَ أن هذا المقال مجرد مقدمة وسيكون عليك صَرْف العديد من الساعات لتتعلّم هذا المجال وتغوص فيه بصورة أعمق. وصحيح أن تعلم علوم الحاسوب قد يكون صعبًا في البداية للوافدين الجدد عليه، ولكن النتيجة مثمرةٌ جدًا حيث يمكنك استخدام أحد أبرز العلوم في العصر الحديث وأهمها لأي غرض أو هدف تريده، سواء كان ذاك الهدف شخصيًا أو ماديًا بهدف الكسب والرزق. إن كان لديك أي سؤال أو استفسار، فلا تتردد بطرحه في التعليقات ونسعد بمشاركتنا تجربتك، أرجو لك التوفيق والسداد! اقرأ أيضًا دليلك الشامل لتعلم البرمجة دليل شامل عن تحليل تعقيد الخوارزمية المرجع الشامل إلى تعلم لغة بايثون ما هي فوائد تعلم البرمجة؟ مدخل إلى الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة