لوحة المتصدرين

نوضح في هذا المقال الأسلوب الأمثل لدراسة تخصص هندسة البرمجيات، ونجيب على السؤال المهم حول إمكانية دراسة البرمجة بشكل ذاتي. ونسلط الضوء على أهم المميزات والتحديات التي ستواجهك إذا اخترت الدراسة الذاتية للبرمجة أو الدراسة الأكاديمية لها، ونختم المقال بجملة من النصائح التي تساعدك لتتعلم البرمجة باحترافية وكفاءة. هل يناسبني تخصص هندسة البرمجيات؟ لا شك أن البرمجة مهارة مميزة في عصرنا الحالي سريع التطور، وقرار تعلم البرمجة أو هندسة البرمجيات هو خيار ممتاز وخطوة صائبة، ويعد تخصص هندسة البرمجيات واحدًا من أسرع المجالات نموًا في العالم ويوفر للمرء فرص عمل متعددة ذات أجر مرتفع ويضمن له مستقبلًا مشرقًا، فكل الأعمال اليوم تحتاج لمن يطور لها البرامج والمواقع ويقوم بصيانتها وتحديثها بصورة مستمرة. إضافة لكونه مجالًا إبداعيًا ودائم التطور يمنح المتخصص فيه قدرة إبداعية ويحسّن طريقة تفكيره المنطقي ويمكّنه من تطوير برامج وتطبيقات بأفكار مميزة ونافعة، فإذا كنت مهتمًا بمجال البرامج الحاسوبية ولغات البرمجة ولديك رغبة دائمة في تطوير نفسك وصبر على تعلم الكثير من المفاهيم والأدوات والاطلاع على كل جديد في مجال التقنيات واستعداد لمواجهة التحديات وحل المشكلات وإتمام المهام وانتباه جيد للتفاصيل فدراسة تخصص هندسة البرمجيات خيار مناسب لك بكل تأكيد ويحقق لك الكثير من الفوائد والمميزات وأهمها: توفير العديد من فرص العمل في مختلف المجالات والقطاعات، فالطلب على المبرمجين ومهندسي البرمجيات في تزايد مستمر. الحصول على أجور مرتفعة مقارنة بالتخصصات والوظائف الأخرى. تعزيز القدرة على التفكير التحليلي والمنطقي وحل المشكلات بسهولة ومرونة. مرونة في اختيار ساعات ومكان العمل حيث يمكن العمل عن بعد من داخل المنزل أو أي مكان وخلال أي وقت تفضله. حرية العمل بشكل مستقل أو بدء عملك الخاص أو العمل في شركة مع فريق متكامل. القدرة على تحويل الأفكار إلى تطبيقات ومشاريع مبتكرة تفيد البشر وتسهّل عملهم. مواكبة التطور التقني وفهم طريقة التعامل مع التقنيات الحديثة بسرعة وسهولة. اكتساب مهارة التطوير الذاتي والقدرة على تعلم مهارات جديدة باستمرار. كيفية تعلم تخصص هندسة البرمجيات إذا قررت التخصص في مجال البرمجة وهندسة البرمجيات فسوف تجد أمامك خيارين أو نهجين متاحين للتعلم الأول هو الطريق الأكاديمية أي سيتوجب عليك الالتحاق بجامعة أو كلية تقنية متخصصة في هندسة البرمجيات أو علوم الحاسوب أو أي اختصاص مشابه، وهذا الخيار يمنحك تعليمًا شاملًا للبرمجة وفق منهج منظم ومحدد لكنه طريق طويل يلزمك بدراسة الكثير الكثير من المقررات ويمتد لفترة زمنية طويلة. الخيار الثاني هو الطريق المهني حيث يتوجب عليك دراسة تخصص هندسة البرمجيات بشكل ذاتي مستفيدًا من مصادر التعلم الكثيرة والمتنوعة من كتب ومقالات ودروس ومقاطع فيديو ودورات تدريبية متاحة عبر الإنترنت لتعلم لغات البرمجة والتقنيات وغيرها من الأدوات والمهارات المطلوبة لإتقان التخصص وهذا الخيار يمكّنك من التركيز على تخصصك واحترافه بوقت أقل. سنناقش في الفقرات التالية أبرز المميزات والعيوب لكل طريقة من هذه الطرق لنساعدك على اختيار الطريقة الأفضل والأنسب لك. الدراسة الجامعية لتخصص هندسة البرمجيات إذا قررت دراسة هندسة البرمجيات من خلال الالتحاق بإحدى الجامعات الأكاديمية حيث تستغرق الدراسة في هذا التخصص وسطيًا أربع سنوات وقد يختلف عدد السنوات والمواد من جامعة لأخرى. وهذا الخيار سيوفر لك عدة مميزات وسيضع أمامك جملة من العوائق والتحديات، لنناقش كلًا منها على حدا في فقراتنا التالية. مميزات الدراسة الجامعية لتخصص هندسة البرمجيات من أهم المميزات والإيجابيات التي ستحصل عليها عند دراسة تخصص هندسة البرمجيات في الجامعة ما يلي: الحصول على تعليم منهجي ومنظم وفق جدول زمني محدد فالمناهج الجامعية موضوعة بعناية ومرتبة وفق ترتيب منطقي يتدرج في تعليمك كافة الأساسيات التي تحتاجها والتي يمكنك من خلال تعلمها تطوير نفسك في أي مجال لاحقًا. الحصول على شهادة جامعية معترف بها تعزز مصداقيتك وتساعدك على الحصول على فرصة عمل. توفر دراسة البرمجة في الجامعة جو تعلّم جماعي وتمكّنك من التفاعل مع زملاء لهم نفس الاهتمامات وتنفيذ مشاريع جماعية ومناقشات مثمرة. توفر الجامعات مختبرات حواسيب ومكتبات ضخمة تضم الكثير من الكتب والمصادر البرمجية القيّمة التي تساعدك في عملية التعلم. صعوبات وتحديات الدراسة الجامعية لتخصص هندسة البرمجيات لا يخلو التعليم الجامعي في تخصص هندسة البرمجيات من بعض العوائق والصعوبات التي تحتاج لأن تأخذها بعين الاعتبار عند اختيار المسار الأفضل بالنسبة لك ومن أبرز هذه الصعوبات نذكر: تحتاج دراسة هندسة البرمجيات في الجامعة لمدة زمنية طويلة تستغرق 4 سنوات أو أكثر وتختلف المدة حسب كل جامعة. المقاعد الجامعية محدودة فقد لا تحصل على فرصة في دراسة هندسة البرمجيات في الجامعة التي تطمح لها وتضطر لدراسة تخصص آخر. يعتبر التعليم الجامعي مرتفع التكلفة مقارنة بالتعلم الذاتي حيث ستضطر لدفع تكاليف الرسوم الجامعية والكتب وأجور المواصلات وغيرها. ستضطر خلال فترة دراسة تخصص هندسة البرمجيات في الجامعة إلى تعلم الكثير من المواد النظرية المملة التي لن تفيد مطلقًا في سوق العمل. لا زال أسلوب تعليم البرمجة وتقييم معلومات الطالب في بعض الكليات معتمدًا على الأساليب التقليدية القديمة التي تختبر الحفظ بدل الفهم ولا تقيم مهارات الطالب تقييمًا صحيحًا، وهذا الأسلوب يناسب التخصصات النظرية لكنه لا يناسب تخصص هندسة البرمجيات والحاسوب الذي يعتمد على الفهم والإبداع والمنطق. لا تواكب بعض المناهج الجامعية التطور السريع في مجال البرمجة وتقنياتها أولًا بأول، وقد تعتمد لسنوات على نفس المناهج القديمة التي عفا عليها الزمن فإذا اكتفيت بما تعلمك إياه الجامعة ستخرج إلى سوق العمل وتفاجأ بالفجوة الكبيرة بين ما تعلمته في أروقة الجامعات وبين ما هو مستخدم في سوق العمل. الدراسة الذاتية لتخصص هندسة البرمجيات هل تعلم أن معظم المبرمجين الناجحين لم يكونوا خريجي كليات تقنية وليس لديهم شهادات جامعية في أحد التخصصات البرمجية بل اتبعوا أسلوب التعلم الذاتي وأثبتوا جدارتهم من خلال العمل على تطوير مشاريعهم البرمجية الخاصة حيث توفر الدراسة الذاتية لتخصص هندسة البرمجيات جملة من الفوائد والمميزات التي قد لا يوفرها لك خيار التعلم الجامعي التقليدي، وإذا كنت ترغب بالاطلاع على قصص نجاح لأشخاص تمكنوا من تحقيق النجاح والتميز من خلال دراسة هندسة البرمجيات بشكل ذاتي أنصحك بمطالعة قصص نجاح طلاب أكاديمية حسوب ففيها تجارب ملهمة حقًا. لكن الدراسة الذاتية لتخصص هندسة البرمجيات تتضمن أيضًا جوانب إيجابية وأخرى سلبية سنتعرف عليها في الفقرات التالية. مميزات الدراسة الذاتية لتخصص هندسة البرمجيات من أبرز الفوائد التي ستعود عليك في حال قررت دراسة هندسة البرمجيات بشكل ذاتي ما يلي: مرونة التعلم في أي وقت وتحديد عدد ساعات التعلم وجدول الدارسة وفق ما يناسب ظروفك. تعلم البرمجة من المنزل أو أي مكان يناسبك بدل تكبد عناء الذهاب لمقر الجامعة الذي قد يكون موجودًا في مكان بعيد عنك أو خارج مدينتك. التعلم بتكلفة بالمجّان أو دفع تكلفة منخفضة مقارنة بتكاليف التعليم الجامعي. التعلم بصورة أسرع من خلال التركيز على تعلم لغات البرمجة والتقنيات التي تفيدك في تخصصك البرمجي فقط. التعلم من مصادر حديثة ما يبقيك على اطلاع بأحدث التقنيات في تخصصك البرمجي بدل دراسة معلومات قديمة عفا عليها الزمن. توفر مصادر تعلم عديدة ومتنوعة تمكّنك من تحديد الأسلوب الذي تفضلّه وتحقيق أفضل استفادة. التركيز على التطبيق العملي وتنفيذ المشاريع المطلوبة في سوق العمل بدل التعلم النظري الممل. تعلم التنظيم وإدارة الوقت وتحديد أولويات التعلم يما يحقق أهدافك من التعليم. تطوير مهارة التواصل الفعال مع المجتمعات البرمجية عبر الإنترنت. زيادة الاعتماد على النفس واكتساب مرونة في مواجهة التحديات وحل أي مشكلات تواجهك بمفردك. صعوبات وتحديات الدراسة الذاتية لتخصص هندسة البرمجيات بالرغم مما توفره الدراسة الذاتية للبرمجة من مميزات ونقاط قوة إلا أنها لا تخلو من بعض الصعوبات والتحديات وإن لم تتعامل معها بشكل صحيح فقد تصاب بالإحباط وتفشل في تحقيق أهدافك، وإليك قائمة بأبرز هذه الصعوبات: التعلم الفوضوي وغير المنضبط فقد تشتتك كثرة المصادر ولا تعرف من أين تبدأ وما هي الخطوات الصحيحة التي عليك اتباعها. عدم وجود أستاذ يقيّمك ويمكّنك من تحديد مستواك ومعرفة نقاط ضعفك والعمل على تحسينها. عدم تنظيم الوقت والمماطلة وفقدان التركيز والانضباط والتحفيز. لا تحصل على شهادة أكاديمية تثبت ما تعلمته لكن يمكن حل هذه النقطة ببناء معرض أعمال قوي يثبت كفاءتك وهو الأهم حاليًا في سوق العمل والكل يبحث عنه بدلًا من الشهادة. إذا كنت شخصًا اجتماعيًا فقد يشعرك التعلم الذاتي بنوع من العزلة لعدم وجود زملاء أو فريق يشاركك التعلم ويتعاون معك في المشاريع، والانضمام للمجتمعات والمنتديات عبر الانترنت يساعدك في تخطي هذه الصعوبة. هل أتعلم البرمجة عبر الجامعة أم ذاتيًا؟ سواء اخترت تعلم البرمجة بشكل ذاتي أو في كلية أو جامعة فيجب أن تضع في الحسبان أن تعلم البرمجة ليس بالأمر اليسير بل يحتاج للكثير من الصبر والمثابرة وبذل الجهد والتعلم المستمر من مصادر حديثة والتطبيق العملي، ستحتاج إلى قضاء وقت كبير في البرمجة والعمل على مشاريع لتحسين مهاراتك لكن حلاوة الإنجاز ستهون عليك التعب. وختاًا إليك بعض النصائح لتصبح مهندس برمجيات ناجح: ابدأ بتعلم الخوارزميات والتفكير المنطقي قبل أن تبدأ في تعلم أساسيات البرمجة، ففهم هذه المواضيع أمر بالغ الأهمية لك كمبرمج أو مهندس برمجيات. تعرف على أهم مجالات البرمجة وأكثر التخصصات البرمجية المطلوبة في سوق العمل الذي تود التوجه له، وحدد بناءً على ذلك ما هو التخصص البرمجي الذي تود متابعة دراسته واحترافه، ثم ضع قائمة بأهم لغات البرمجة والتقنيات التي عليك تعلمها لتتقنها وضع خطة محكمة لتعلمها. طبق كل ما تتعلمه فكلما كتبت أكوادًا أكثر كلما استوعبت المفاهيم البرمجية بشكل أفضل، وتأكد أنك مهمًا قرأت من دروس وشاهدت من مقاطع فيديو فلن تصبح مبرمجًا كفؤًا إلا إذا مارست ما تتعلمه بشكل عملي وتدربت على حل المشكلات وتصحيح الأخطاء التي ستظهر عند تنفيذ الكود. فكّر ثم برمج ولا تكتب أي كود برمجي قبل أن تخطط وتحلل مشروعك بشكل جيد وتفهم الوظائف والمهام المطلوبة بوضوح ثم تنفذها من خلال الأكواد البرمجية. حدّث معلوماتك باستمرار فمهما كان مستوى خبرتك فهناك دومًا معلومات وتقنيات جديدة تحتاج لتعلمها. شارك في المنتديات والمجتمعات البرمجية وتبادل معلوماتك وتجاربك مع المبرمجين والمطورين الآخرين. من الجيد أن تتعلم أكثر من تقنية أو لغة لتطوير مشاريعك البرمجية فهذا يجعلك قابلًا للتكيف مع سوق العمل والتغير الكبير في المتطلبات. إذا كنت تشعر بالتشتت ولا تملك القدرة على تنظيم تعلمك وتقييم معلوماتك فإن اتباعك لدورات تدريبية منهجية في التخصص البرمجي الذي تحبه سيمكنك من اتباع الخطوات الصحيحة ويساعدك في التعلم بشكل أفضل وأسرع. كيف تساعدك دورات أكاديمية حسوب على دراسة هندسة البرمجيات تساعدك أكاديمية حسوب على تخطي العقبات التي قد تواجهها في في دراستك الذاتية لتخصص هندسة البرمجيات من خلال توفير تعلم منهجي منظم فهي توفر لك الكثير من مصادر التعلم المجانية لتعلم البرمجة من كتب ودروس ومقالات وسلاسل تعليمية تناسب كافة المستويات، كما توفر الأكاديمية دورات تعليمة متنوعة في أشهر التخصصات البرمجية المطلوبة في سوق العمل كما تضمن لك حداثة المحتوى التعليمي فالأكاديمية تضيف تحديثات مستمرة لمختلف الدورات لتواكب أحدث التطورات والاتجاهات. أضف إلى ذلك أنها توفر قسم الأسئلة والأجوبة كمجتمع برمجي فاعل يساعدك خلال رحلتك التعليمية. وعند اشتراكك في إحدى دورات أكاديمية حسوب ستضمن الحصول على شروحات برمجية ذات جودة عالية تدمج بين التعليم النظري والتطبيق العملي حيث تشمل دورات الأكاديمية العديد من المشاريع التطبيقية التي تمنحك خبرة عملية وتقيم مستواك البرمجي بشكل صحيح وتساعدك على بناء معرض أعمال احترافي. كما توفر لك دعمًا تفاعليًا حيث يمكنك التواصل مع فريق متخصص من المدربين المستعدين لشرح ما يصعب عليك خلال دراستك وإجابتك على على أي تساؤل تطرحه، والأهم أنك ستتمكن من خوص امتحان يقيّم ما تعلمته خلال الدورة لتتمكن من الحصول على شهادة معتمدة من أكاديمية حسوب في حال نجاحك فيه الأمر الذي يعزز فرصتك في الحصول على فرصة عمل مناسبة. وفي الختام تذكّر أن رحلة تعلم البرمجة قد لا تكون سهلة لكنها بالتأكيد ستكون رحلة مليئة بالتحديات والتشويق والمتعة إذا سلكتها بالطريقة المناسبة واتبعت الخطوات الصحيحة، لذا من المهم أن توازن إيجابيات وسلبيات كل طريقة من طرق تعلم تخصص هندسة البرمجيات وتختار الطريقة التي تناسب ظروفك ومتطلباتك وتلتزم بالنصائح التي ذكرتها لك، وستنجح بإذن الله في تحقيق كل أهدافك والتغلب على كل التحديات والصعوبات التي تواجهك. الخلاصة تعرفنا في مقال اليوم على أبرز الطرق التي يمكنك من خلالها دراسة تخصص هندسة البرمجيات ومميزات وتحديات كل طريقة منها، ويمكن أن نخلص في نهاية المقال بأن الدراسة الذاتية للبرمجة هي الخيار الأفضل لك إذا كنت شخصأ يسعى لدخول سوق العمل وكسب المال بسرعة وتريد أن تحافظ على حداثة معلوماتك وتبقى مطّلعًا على كل جديد لكن هذا يتطلب منك الكثير من الجهد والتنظيم والالتزام واعتماد مصادر تعلم جيدة والتحفيز الذاتي المتواصل لتجنب الفشل والإخفاق. أما الدراسة الجامعية فهي الأنسب لك إذا كان هدفك هو الحصول على شهادة جامعية والدراسة ضمن بيئة تعلم منظمة ومنهجية وإذا تمكنت من الجمع بين التعليم الجامعي والتعلم الذاتي فسيكون هذا أمرًا رائعًا بإمكانه تجاوز القصور الذي تعاني منه مناهج التعليم التقليدي. اقرأ أيضًا تعلم البرمجة ما هي فوائد تعلم البرمجة؟ أسهل لغات البرمجة مدخل إلى تطوير البرمجيات Software Development

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