لوحة المتصدرين

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

تمنح نماذج الويب web forms مثل الحقول النصيّة السطرية text fields وصناديق إدخال النصوص text areas المستخدمين القدرة على إرسال البيانات إلى التطبيق، سواءً احتوت هذه النماذج على قوائم منسدلة، أو أزرار انتقاء radio button، فسيستخدمها التطبيق في تنفيذ أمر ما، أو حتّى لإرسال محتوًى نصي كبير، إذ يُمنح المستخدم مثلًا في تطبيقات التواصل الاجتماعي حيزًا حيث يمكنه إضافة محتوى جديد إلى صفحته الشخصية. يُعد فلاسك flask إطار عمل للويب مبني بلغة بايثون، ويتميز بكونه صغير الحجم وسهل المعالجة، ويوفّر أيضًا العديد من الأدوات والميزات التي من شأنها جعل إنشاء تطبيقات الويب في لغة بايثون أسهل، وبغية تصييّر نماذج الويب والتحقق من صحة مدخلاتها بأمانٍ ومرونة، سنستخدم إضافة فلاسك Flask-WTF التي تتيح لنا استخدام المكتبة WTForms المُتضمّنة نماذج الويب ذات واجهة المستخدم التفاعلية لاستخدامها في تطبيقات فلاسك. إذًا، إضافة WTForms هي مكتبة من مكاتب بايثون، توفّر تصييرًا مرنًا لنماذج الويب، فمن الممكن استخدامها في تصيير الحقول النصيّة السطرية وصناديق إدخال النصوص متعددة الأسطر وصناديق كلمات المرور وأزرار الانتقاء وغيرها، كما أنّها توفّر آلية فعّالة للتحقّق من صحة البيانات التي يدخلها المستخدم بالاعتماد على ميّزة المُصادِقين المختلفين الهادفة للتأكّد من كون هذه البيانات تُطابق صيغًا وقواعد ومعايير محدّدة، فمثلًا من الممكن التحقق من كون المُستخدم قد أدخل فعلًا البيانات اللازمة في أحد الحقول المطلوب ملؤها من قبله، أو أنّ المدخلات بطول معيّن. تستخدم مكتبة WTForms -إضافةً إلى مُساعدتنا على تأكيد البيانات وتقييدها بشروطٍ خاصّة- مفتاحًا مساعدًا لتحمينا من هجمات تزوير الطلب عبر المواقع Cross-site request forgery -أو اختصارًا CSRF- وهي نوع من الهجمات التي تُمكّن المخترق من تنفيذ أمور خطيرة غير مرغوبة في تطبيق الويب، متنكّرا على هيئة مُستخدم قد سجّل دخوله في التطبيق فعلًا، فقد تجبر الهجمات الناجحة المُستخدم الضحية على إرسال طلبات تغيير أساسية state-changing بغية تحويل أموال مثلًا إلى حساب المخترِق البنكي في أحد تطبيقات الصيرفة، أو تغيير عنوان البريد الإلكتروني الخاص بالمستخدم وهكذا دواليك، وفي حال كون الحساب الضحية حساب بصلاحيات مدير، فعندها ستكون هجمة تزوير الطلب CSRF قادرةً على اختراق كامل التطبيق. سننشئ في هذا المقال تطبيق ويب مُصغّر بغية توضيح كيفية تصيير نماذج الويب والتحقّق من صحة مدخلاتها باستخدام الإضافة Flask-WTF، إذ سيتضمّن التطبيق صفحةً لعرض الدورات التدريبيّة المُخزّنة أصلًا في قائمة بايثون، أما الصفحة الرئيسية فستتضمّن نموذجًا لإدخال عنوان الدورة التدريبية ووصفها وتكلفتها وكونها متاحة أم لا إضافةً إلى مستواها (مبتدئ، أو متوسط، أو متقدم). مستلزمات العمل قبل المتابعة في هذا المقال لا بُدّ من: توفُّر بيئة برمجة بايثون 3 محلية، مثبّتة على حاسوبك، وسنفترض في مقالنا أن اسم مجلد المشروع هو "flask_app". الفهم الجيد لأساسيات فلاسك، مثل مفهوم الوجهات ودوال العرض، وفي هذا الصدد يمكنك الاطلاع على المقالين كيفية بناء موقعك الإلكتروني الأول باستخدام إطار عمل فلاسك من لغة بايثون وكيفية استخدام القوالب في تطبيقات فلاسك Flask لفهم مبادئ فلاسك. فهم أساسيات لغة HTML. من المحبّذ أيضًا فهم أساسيات استخدام نماذج الويب في فلاسك، وهنا ننصحك بقراءة المقال كيفية استخدام نماذج الويب في تطبيقات فلاسك للاطلاع على هذه النقطة. الخطوة الأولى - تثبيت فلاسك والإضافة Flask-WTF سنعمل في هذه الخطوة على تثبيت كل من فلاسك والإضافة Flask-WTF والتي بدورها ستثبّت المكتبة WTForms تلقائيًا. لذلك، وبعد التأكّد من تفعيل البيئة الافتراضية، سنستخدم أمر تثبيت الحزم pip لتثبيت كل من فلاسك والإضافة Flask-WTF كما يلي: (env)user@localhost:$ pip install Flask Flask-WTF وبمجرّد انتهاء التثبيت بنجاح، سيظهر في السطر الأخير من الخرج ما يشبه التالي: Successfully installed Flask-2.0.2 Flask-WTF-1.0.0 Jinja2-3.0.3 MarkupSafe-2.0.1 WTForms-3.0.0 Werkzeug-2.0.2 click-8.0.3 itsdangerous-2.0.1 ومنه نلاحظ أنّ المكتبة WTForms قد ثُبتّت أيضًا كونها تتبع للحزمة Flask-WTF، أما باقي الحزم المُثبّتة فهي من تلك التابعة لفلاسك نفسه، ومع نهاية هذه الخطوة نكون قد ثبتنا ما يلزم من حزم بايثون، وأصبح من الممكن الانتقال إلى الخطوة التالية المُتمثّلة بإعداد نموذج ويب. الخطوة الثانية - إعداد النماذج سنعدّ في هذه الخطوة نموذج ويب باستخدام مُدقّقين validators وحقول مستوردة من مكتبة WTForms. إذ سنعدّ الحقول التالية: "Title": وهو صندوق إدخال نصي لإدخال عنوان الدورة التدريبية. "Description": وهو حقل نصي مُتعدّد الأسطر لإدخال توصيف الدورة التدريبية. "Price": وهو حقل مُخصّص لإدخال رقم صحيح يُمثّل تكلفة الدورة التدريبية. "Level": وهو حقل انتقاء بثلاث خيارات لتحديد مستوى الدورة التدريبية وهي: مبتدئ، متوسّط، متقدّم. "Available": وهو مربع اختيار يشير لكون الدورة التدريبية متوفرّة ومتاحة حاليًا أم لا. لذا، سننشئ بدايةً ضمن مجلد المشروع "flask_app" سننشئ ملفًا للنماذج باسم "forms.py"، ليتضمّن كافّة النماذج اللازمة للتطبيق: (env)user@localhost:$ nano forms.py إذ سيتضمّن هذا الملف صنفًا يمثّل نموذج الويب الذي نُعدّه، ولذلك سنضيف الاستيرادات التالية import إلى بداية الملف: from flask_wtf import FlaskForm from wtforms import (StringField, TextAreaField, IntegerField, BooleanField, RadioField) from wtforms.validators import InputRequired, Length الآن، ولبناء نموذج ويب، سننشئ صنفًا فرعيًا من الصنف الأساسي FlaskForm الذي استوردناه أصلًا من الحزمة flask_wtf، كما لا بُدّ من تحديد الحقول المراد استخدامها في النموذج والتي سنستوردها من المكتبة wtforms، وهي: StringField: وهو صندوق إدخال نصّي. TextAreaField: وهو حقل إدخال نصّي مُتعدّد الأسطر. IntegerField: وهو حقل مُخصّص لإدخال أعداد صحيحة. BooleanField: وهو مربع اختيار. RadioField: وهو حقل لإظهار أزرار الانتقاء ليتيح للمُستخدم اختيار إحداها. هذه الحقول هي المسؤولة عن تصيّير البيانات وتحويلها إلى النمط المطلوب، إضافةً إلى تفويض المُدققين بغية التحقق من صحة البيانات المُدخلة. استوردنا في السطر التالي من الشيفرة السابقة اثنين من المُدقّقين لنطبّقهما على الحقول الآنفة الذكر بما يضمن صحة مُدخلات المُستخدم: from wtforms.validators import InputRequired, Length إذ يُستخدم المُدقق InputRequired للتأكّد من كون المُستخدم قد أدخل فعلًا قيمًا في الحقول المطلوب ملؤها (الإجبارية)، والمُدقق Length يُستخدم للتأكّد من أن طول السلسلة النصية المُدخلة في حقل ما يُحقّق الحد الأدنى المطلوب من عدد المحارف، أو أنّه لم يتجاوز العدد الأعظمي المُتاح. أمّا الآن، فسنضيف الصنف التالي بعد تعليمة الاستيراد import مُباشرةً على النحو التالي: class CourseForm(FlaskForm): title = StringField('Title', validators=[InputRequired(), Length(min=10, max=100)]) description = TextAreaField('Course Description', validators=[InputRequired(), Length(max=200)]) price = IntegerField('Price', validators=[InputRequired()]) level = RadioField('Level', choices=['Beginner', 'Intermediate', 'Advanced'], validators=[InputRequired()]) available = BooleanField('Available', default='checked') نحفظ الملف ونغلقه. ورثنا في الصنف CourseForm أعلاه الشيفرات من الصنف الأساسي FlaskForm المُستورد أصلًا من حزمة فلاسك، كما عرّفنا مجموعةً من حقول النموذج مثل متغيرات لهذا الصنف باستخدام حقول النموذج نفسها المستوردة سابقًا من المكتبة WTForms، بحيث يكون عنوان الحقل هو الوسيط الأوّل لدى استنساخه. نعرّف المُدققين اللازمين لكل حقل بتمرير قائمة بأسماء المُدققين المُستوردين أصلًا من الوحدة wtforms.validators مثل وسيط لمتغير الصنف، فمثًلا بالنسبة للصندوق النصّي المُخصّص لعنوان الدورة التدريبية "title" في مثالنا، يكون وسيط العنوان فيه هو السلسلة النصية Title، مع تمرير مُدققين، هما: InputRequired: للدلالة على كون هذا الحقل مطلوب ملؤه من قبل المُستخدم ولا يجوز تركه فارغًا. Length: ويُمرّر له وسيطين، الأوّل هو min الذي يدل على الحد الأدنى المطلوب من عدد المحارف للسلسلة وهو في مثالنا "10"، أي لا ينبغي لطول سلسلة العنوان أن يقل عن عشرة محارف، أمّا الوسيط الثاني max فيشير إلى الحد الأعظمي المسموح فيه لعدد محارف السلسلة، وهو في حالتنا "100"، وبالتالي لا يجوز لطول العنوان المُدخل في الصندوق النصي أن يتجاوز مئة محرف. يتضمن الحقل النصي مُتعدّد الأسطر المُخصّص لوصف description الدورة التدريبية مُصادقين أيضًا، هما: InputRequired الذي يعني أنّ هذا الحقل مطلوب، والآخر Length جاعلًا قيمة الوسيط max تساوي "200"، دون وجود قيمة لوسيط الحد الأدنى min، ما يعني أنّ المطلوب فقط عدم تجاوز طول السلسلة المُدخلة لمئتي محرف. نعرّف بنفس الطريقة حقلًا مطلوبًا لإدخال قيمة عددية صحيحة تُمثّل تكلفة الدورة التدريبية باسم price؛ أما الحقل المُخصّص لمستوى الدورة level فهو زر انتقاء ذو عدّة خيارات، بحيث نعرّف هذه الخيارات ضمن قائمة بايثون ومن ثمّ نمررها قيمةً للوسيط choices من زر الانتقاء، ويُعرَّف هذا الحقل أيضًا على أنه مطلوب ملؤه باستخدام المُدقق InputRequired. أمّا عن الحقل available (وهو حقل مربع اختيار check box field) فهو يدل على أن الدورة مُتاحةٌ للتسجيل حاليًا، وقد عيّنا القيمة الافتراضية له ليكون مُفعلًا checked أي جرى اختياره عبر تمرير هذه القيمة إلى معامل الحالة الافتراضية default، ما يعني أنّ مُربّع الاختيار هذا سيكون مُفعّلًا افتراضيًا بمجرّد إضافة أي دورة جديدة للدلالة على أنها مُتاحة، إلّا في حال ألغى المُستخدم تفعيله يدويًا. ومع نهاية هذه الخطوة نكون قد أعددنا نموذج الويب المطلوب ضمن الملف المُسمّى "forms.py"، وسنعمل في الخطوة التالية على إنشاء تطبيق فلاسك، وسنستورد فيه هذا النموذج ونعرض حقوله ضمن صفحة التطبيق الرئيسية، كما سننشئ صفحةً أُخرى لعرض قائمة بالدورات التدريبية. يمكنك الاطلاع على صفحة دورة Crash في توثيق WTForms لمزيدٍ من المعلومات حول كيفية استخدام مكتبة WTForms، ومراجعة صفحة الحقول والمدققين للتأكد من صحة بيانات النموذج. الخطوة الثالثة - عرض نموذج الويب وقائمة الدورات التدريبية سنعمل في هذه الخطوة على إنشاء تطبيق فلاسك، بحيث سنعرض في صفحته الرئيسية نموذج الويب المُعدّ في الخطوة السابقة، كما سننشئ قائمةً لتتضمّن الدورات التدريبية مع صفحة مُخصّصة لعرض هذه القائمة. لذا، وبعد التأكّد من تفعيل البيئة البرمجية وتثبيت فلاسك، سننشئ ملفًا باسم "app.py" ضمن المجلد flask_app لنحرّره: (env)user@localhost:$ nano app.py سنستورد في هذا الملف الصنف والمُساعِدات اللازمة من فلاسك، كما سنستورد النموذج CourseForm من الملف "forms.py"، كما سنبني قائمةً بالدورات التدريبية، ومن ثمّ سنستنسخ instantiate النموذج ونمرّره إلى ملف ليكون قالبًا، ولإنجاز ذلك نكتب الشيفرات التالية ضمن الملف app.py: from flask import Flask, render_template, redirect, url_for from forms import CourseForm app = Flask(__name__) app.config['SECRET_KEY'] = 'your secret key' courses_list = [{ 'title': 'Python 101', 'description': 'Learn Python basics', 'price': 34, 'available': True, 'level': 'Beginner' }] @app.route('/', methods=('GET', 'POST')) def index(): form = CourseForm() return render_template('index.html', form=form) نحفظ الملف ونغلقه. استوردنا في الشيفرة السابقة من فلاسك ما يلي: الصنف Flask اللازم لإنشاء نسخة من تطبيق فلاسك. الدالة ()render_template اللازمة لتصيّير قالب الصفحة الرئيسية. الدالة ()redirect اللازمة لإعادة توجيه المُستخدم إلى الصفحة المُخصّصة بعرض الدورات التدريبية بمجرّد إضافة دورة جديدة. الدالة ()url_for اللازمة لبناء الروابط. استوردنا بدايةً الصنف ()CourseForm من الملف "forms.py"، ثمّ انشأنا النسخة الفعلية من تطبيق فلاسك باسم "app"؛ كما أعددنا الضبط اللازم لمفتاح الأمان الخاص بنماذج WTForms لاستخدامه لدى توليد المفتاح المساعد للحماية من هجمات CSRF، وهذا سيساعد بالنتيجة على تأمين نماذج الويب، مع الأخذ بالحسبان أنّ مفتاح الأمان يجب أن يكون سلسلةً نصيةً عشوائية بطول مناسب. أنشأنا بعد ذلك قائمةً من قواميس بايثون باسم courses_list، ولا تحتوي هذه المرحلة سوى على قاموس واحد يتضمّن دورة تجريبية بعنوان Python 101، بمعنى أنّنا نستخدم قائمة بايثون لتخزين البيانات وذلك كون مقالنا تعليمي ولسنا بصدد شرح طرق التخزين فيه، ولكن في التطبيقات العملية الواقعية نستخدم قاعدة بيانات لتُخزّن هذه البيانات بصورةٍ دائمة سامحةً لنا بتعديلها واسترجاعها بسهولة وفعالية، وللتعرّف على كيفية استخدام قاعدة بيانات لتخزين بيانات الدورات ننصحك بقراءة المقال [How To Use an SQLite Database in a Flask Application](أحد مقالات المجموعة الحالية 531039). أنشأنا الوجهة الرئيسية / باستخدام المزخرف ()app.route ضمن دالة العرض ()index، إذ تتعامل هذه الوجهة مع كلا نوعي طلبات HTTP وهما GET و POST من خلال المعامل methods، إذ تتخصّص الطلبات من النوع GET بجلب البيانات، أما الطلبات من النوع POST فهي مُتخصّصة بإرسال البيانات إلى الخادم عبر نموذج ويب مثلًا. بعد ذلك، استنسخنا الصنف ()CourseForm المُمثّل لنموذج الويب، وحفظنا هذه النسخة ضمن متغير باسم form، لتكون القيمة المعادة هي استدعاء للدالة ()render_template ممرين لها ملف قالب باسم "index.html" مع نسخة النموذج. بغية عرض نموذج الويب ضمن الصفحة الرئيسية للتطبيق، سننشئ بدايةً ملف قالب ليتضمّن كافة شيفرات HTML الأساسية اللازمة لترثها لاحقًا القوالب الأُخرى، وسيجنّبنا هذا تكرار الشيفرات، ومن ثمّ سننشئ ملف قالب الصفحة الرئيسية "index.html" المُصيّر أصلًا باستخدام الدالة ()index. الآن، سننشئ مجلدًا للقوالب باسم "templates"، إذ سيبحث فلاسك عن القوالب ضمن المجلد "flask_app"، وسننشئ ضمن مجلّد القوالب هذا ملف قالب باسم "base.html"، الذي سيمثّل القالب الأساسي لبقية القوالب على النحو التالي: (env)user@localhost:$ mkdir templates (env)user@localhost:$ nano templates/base.html وسنكتب فيه الشيفرات التالية لإنشاء القالب الرئيسي بحيث يتضمّن شريط تصفُّح وكتلة محتوى: <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>{% block title %} {% endblock %} - FlaskApp</title> <style> nav a { color: #d64161; font-size: 3em; margin-left: 50px; text-decoration: none; } </style> </head> <body> <nav> <a href="{{ url_for('index') }}">FlaskApp</a> <a href="#">About</a> </nav> <hr> <div class="content"> {% block content %} {% endblock %} </div> </body> </html> إذ يتضمّن القالب الأساسي كافّة الشيفرات المتداولة التي ستحتاجها في القوالب الأُخرى. ستُستبدل لاحقًا كتلة العنوان title بعنوان كل صفحة، وكتلة المحتوى content بمحتواها، أمّا عن شريط التصفح فسيتضمّن رابطين، الأوّل ينقل المُستخدم إلى الصفحة الرئيسية للتطبيق باستخدام الدالة المساعدة ()url_for لتحقيق الربط مع دالة العرض ()index، والآخر لصفحة المعلومات حول التطبيق في حال قررت تضمينها في تطبيقك. نحفظ الملف ونغلقه. الآن، سننشئ ملف قالب باسم "index.html" وهو الاسم الذي حددناه في الملف "app.py": (env)user@localhost:$ nano templates/index.html سيتضمّن هذا الملف نموذج الويب المُمرر إلى القالب "index.html" عن طريق المتغير form، وسنضيف ضمنه الشيفرات التالية: {% extends 'base.html' %} {% block content %} <h1>{% block title %} Add a New Course {% endblock %}</h1> <form method="POST" action="/"> {{ form.csrf_token }} <p> {{ form.title.label }} {{ form.title(size=20) }} </p> {% if form.title.errors %} <ul class="errors"> {% for error in form.title.errors %} <li>{{ error }}</li> {% endfor %} </ul> {% endif %} <p> {{ form.description.label }} </p> {{ form.description(rows=10, cols=50) }} {% if form.description.errors %} <ul class="errors"> {% for error in form.description.errors %} <li>{{ error }}</li> {% endfor %} </ul> {% endif %} <p> {{ form.price.label }} {{ form.price() }} </p> {% if form.price.errors %} <ul class="errors"> {% for error in form.price.errors %} <li>{{ error }}</li> {% endfor %} </ul> {% endif %} <p> {{ form.available() }} {{ form.available.label }} </p> {% if form.available.errors %} <ul class="errors"> {% for error in form.available.errors %} <li>{{ error }}</li> {% endfor %} </ul> {% endif %} <p> {{ form.level.label }} {{ form.level() }} </p> {% if form.level.errors %} <ul class="errors"> {% for error in form.level.errors %} <li>{{ error }}</li> {% endfor %} </ul> {% endif %} <p> <input type="submit" value="Add"> </p> </form> {% endblock %} نحفظ الملف ونغلقه. امتد القالب الرئيسي في بداية الشيفرة، وعيّنا عنوانًا للصفحة ضمن تنسيق عنوان من المستوى الأوّل باستخدام الوسم <h1>، ثمّ صيّرنا حقول نموذج الويب ضمن الوسم <form>، وضبطنا نوع طلبات HTTP الخاصّة به لتكون من النوع POST، والحدث المرتبط به ليكون الانتقال إلى الوجهة الرئيسية / المُتمثّلة بالصفحة الرئيسية للتطبيق. صيّرنا بدايةً المفتاح المساعد token الذي تستخدمه نماذج WTForms لحماية النموذج من هجمات CSRF باستخدام التعليمة {{ form.csrf_token }}، إذ يُرسل هذا المفتاح إلى الخادم مع بقية بيانات النموذج، ومن المهم جدًا تصيّير المفتاح المساعد لجعل النماذج آمنة. صيّرنا كل حقل من النموذج باستخدام الصيغة ()form.field، كما صيّرنا عنوان كل منها باستخدام الصيغة form.field.label، وهنا من الممكن تمرير وسطاء إلى كل حقل والتي من شأنها التحكّم بطريقة عرضه، فمثلًا عيّنا حجم الصندوق النصي الخاص بالعنوان بالشّكل {{ form.title(size=20) }}، كما عيّنا عدد الأسطر والأعمدة ضمن الحقل النصي مُتعدّد الأسطر والخاص بوصف الدورة بالشّكل من خلال المعاملين rows و cols وبنفس الطريقة التقليدية المُتبعة في لغة HTML، وبذلك من الممكن إضافة ما نشاء من سمات HTML إلى الحقول، مثل سمة class مثلًا بغية تعيّين صنفٍ لشيفرات CSS. استخدمنا الصيغة if form.field.errors للتحقّق من وجود أخطاء في المُصادقة، ففي حال وجود أخطاء في حقلٍ ما، سيجري المرور عليها باستخدام حلقة for تكرارية لتُعرض ضمن قائمة أسفل الحقل. الآن، ومع وجودنا ضمن المجلد "flask_app" ومع كون البيئة الافتراضية مُفعّلة، سنُعلم فلاسك بالتطبيق المراد تشغيله (وهو في حالتنا الملف app.py) باستخدام متغير البيئة FLASK_APP، ثم نضبط متغير البيئة FLASK_ENV لتشغيل التطبيق في وضع التطوير development، مع إمكانية الوصول إلى مُنقّح الأخطاء؛ ولمزيدٍ من المعلومات حول مُنقّح الأخطاء في فلاسك ننصحك بقراءة المقال كيفية التعامل مع الأخطاء في تطبيقات فلاسك، ولتنفيذ ما سبق سنشغّل الأوامر التالية (مع ملاحظة أنّنا نستخدم الأمر set في بيئة ويندوز عوضًا عن الأمر export? (env)user@localhost:$ export FLASK_APP=app (env)user@localhost:$ export FLASK_ENV=development والآن سنشغّل التطبيق باستخدام الأمر التالي: (env)user@localhost:$ flask run وبعد التأكد من كون خادم التطوير ما يزال قيد التشغيل، نذهب إلى الرابط التالي باستخدام المتصفح: http://127.0.0.1:5000/ فيظهر نموذج الويب ضمن الصفحة الرئيسية للتطبيق كما هو موضح في الشكل التالي: ولو جرّبنا إرسال النموذج مع ترك حقل العنوان فارغًا، ستظهر رسالة خطأ تعلمنا بأن العنوان مطلوب، وهنا من الجيد تجربة إرسال نماذج ببيانات لا تحقق الشروط بغية التعرّف على رسائل الخطأ المُختلفة، مثل إدخال عنوان بأقل من 10 محارف، أو وصف يتجاوز 200 محرف، أمّا إذا ملأنا النموذج ببيانات صحيحة وأرسلناه فلن يحدث شيء حاليًا، والسبب أنّنا لم نضف حتى الآن الشيفرة اللازمة للتعامل مع النماذج المُرسلة، الأمر الذي سنفعله لاحقًا. سنعمل الآن على إضافة صفحة لعرض الدورات الموجودة في القائمة، وسنضيف فيما بعد ما يلزم للتعامل مع البيانات الآتية من نموذج الويب، والتي ستضيف بالنتيجة دورة جديدة إلى القائمة، ليُعاد بعدها توجيه المُستخدم إلى صفحة عرض الدورات ليرى أنّ الدورة الجديدة قد أُضيفت فعلًا. لذلك، سنفتح نافذة أسطر أوامر جديدة مع بقاء خادم التطوير قيد التشغيل، ثمّ سنفتح الملف app.py لإضافة الوجهة الخاصّة بصفحة عرض الصفحات إليه: (env)user@localhost:$ nano app.py وسنضيف الوجهة التالية إلى نهاية الملف: # ... @app.route('/courses/') def courses(): return render_template('courses.html', courses_list=courses_list) نحفظ الملف ونغلقه. تُخرج الوجهة السابقة قالبًا باسم "courses.html" ممرّرة له قائمة الدورات courses_list. أمّا الآن فسننشئ القالب "courses.html" المسؤول عن عرض الدورات: (env)user@localhost:$ nano templates/courses.html ونكتب ضمنه الشيفرة التالية: {% extends 'base.html' %} {% block content %} <h1>{% block title %} Courses {% endblock %}</h1> <hr> {% for course in courses_list %} <h2> {{ course['title'] }} </h2> <h4> {{ course['description'] }} </h4> <p> {{ course['price'] }}$ </p> <p><i>({{ course['level'] }})</i></p> <p>Availability: {% if course['available'] %} Available {% else %} Not Available {% endif %}</p> <hr> {% endfor %} {% endblock %} نحفظ الملف ونغلقه. عيّنا في الشيفرة السابقة عنوانًا، ثمّ مررنا على كافّة عناصر القائمة courses_list، إذ سيُعرض العنوان ضمن تنسيق عنوان من المستوى الثاني باستخدام الوسم <h2>، والوصف ضمن تنسيق عنوان من المستوى الرابع <h4>، أمّا كل من السعر والمستوى فسيُعرضان ضمن تنسيق فقرة باستخدام الوسم <p>، ويجري التحقّق من كون الدورة مُتاحة باستخدام العبارة الشرطية ['if course['available، لتُعرض العبارة "Available"، والتي تعني أن الدورة مُتاحة في حال توفرها، والعبارة "Not Available" في حال عدم توفرها. وبالانتقال إلى صفحة الدورات باستخدام الرابط التالي في المتصفح: http://127.0.0.1:5000/courses/ ستظهر الصفحة مُتضمّنةً دورةً تدريبيةً واحدةً وهي تلك التي أضفناها يدويًا إلى قائمة بايثون سابقًا، كما هو موضح في الشّكل التالي: أمّا الآن، سنفتح ملف القالب الأساسي "base.html" لتعديله بغية إضافة رابط مباشر ينقلنا إلى صفحة عرض الدورات وذلك ضمن شريط التصفّح: (env)user@localhost:$ nano templates/base.html ونعدله ليبدو على النحو التالي: <!DOCTYPE html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <title>{% block title %} {% endblock %} - FlaskApp</title> <style> nav a { color: #d64161; font-size: 3em; margin-left: 50px; text-decoration: none; } </style> </head> <body> <nav> <a href="{{ url_for('index') }}">FlaskApp</a> <a href="{{ url_for('courses') }}">Courses</a> <a href="#">About</a> </nav> <hr> <div class="content"> {% block content %} {% endblock %} </div> </body> </html> نحفظ الملف ونغلقه. الآن سيظهر رابط الانتقال إلى صفحة عرض الدورات ضمن شريط التصفّح عند تحديث الصفحة الرئيسية للتطبيق في المتصفّح. ومع نهاية هذه الخطوة نكون قد أنشأنا الصفحات اللازمة للتطبيق، وهي: الصفحة الرئيسية "index.html" المُتضمّنة نموذج ويب لإضافة دورات جديدة، وصفحة لعرض الدورات المُخزّنة ضمن قائمة الدورات "courses.html". لجعل التطبيق يعمل فعليًا، سنعالج في الخطوة التالية البيانات التي يرسلها المُستخدم عبر نموذج الويب من حيث التحقّق من صحتها وإضافتها إلى قائمة الدورات. الخطوة الرابعة - الوصول إلى بيانات النموذج سنعمل في هذه الخطوة على الوصول إلى البيانات التي أرسلها المُستخدم عبر النموذج للتأكّد من صحتها ومن ثمّ إضافتها إلى قائمة الدورات. لذلك، سنفتح الملف "app.py" لتعديله بإضافة الشيفرات اللازمة للتعامل مع بيانات نموذج الويب وذلك ضمن الدالة ()index: (env)user@localhost:$ nano app.py وسنعدّل الدالة ()index لتصبح كما يلي: # ... @app.route('/', methods=('GET', 'POST')) def index(): form = CourseForm() if form.validate_on_submit(): courses_list.append({'title': form.title.data, 'description': form.description.data, 'price': form.price.data, 'available': form.available.data, 'level': form.level.data }) return redirect(url_for('courses')) return render_template('index.html', form=form) نحفظ الملف ونغلقه. استدعينا في الشيفرة السابقة التابع ()validate_on_submit من الكائن form، إذ يتحقّق هذا التابع من كون طلب HTTP من النوع POST، ثمّ شغلنا المدققات التي أعددناها سابقًا لكل حقل من الحقول، فإذا أعاد أي منها خطأ ما لن يتحقق الشرط أي ستكون قيمته False، وسيظهر كل خطأ أسفل الحقل الذي تسبب بحدوثه. أمّا في حال كانت كافّة البيانات المُدخلة صحيحة، سيتحقق الشرط أي ستكون قيمته True وبالتالي سيُنفّذ جزء الشيفرة التالي لتعليمة if، وفيها نبني قاموس بايثون للدورة الجديدة ومن ثمّ نستخدم التابع append لإضافة هذه الدورة إلى قائمة الدورات courses_list، إذ استخدمنا الصيغة form.field.data للوصول إلى قيمة كل حقل في النموذج، ونهايةً وبعد إضافة الدورة الجديدة إلى قائمة الدورات، نعيد توجيه المُستخدم إلى صفحة عرض الدورات. الآن، سننتقل إلى الصفحة الرئيسية للتطبيق مع كون خادم التطوير قيد التشغيل، باستخدام الرابط: http://127.0.0.1:5000/ وبملء النموذج ببيانات صحيحة وإرساله، نلاحظ إضافة الدورة الجديدة فعلًا، وسنُوجّه تلقائيًا إلى صفحة عرض الدورات من التطبيق والتي ستظهر فيها الدورة الجديدة المُضافة. الخلاصة أنشأنا في هذه المقال تطبيق فلاسك ذا نموذج ويب مبني باستخدام الإضافة Flask-WTF والمكتبة WTForms، إذ ضمّنا في نموذج الويب هذا العديد من أنواع الحقول التي من شأنها استقبال البيانات من المُستخدم وتحقّقنا من صحتها بالاعتماد على المُدققين الخاصين بمكتبة WTForms، لنضيف هذه البيانات بالنتيجة إلى مخزن البيانات وهو قائمة بايثون في مثالنا. ترجمة -وبتصرف- للمقال How To Use and Validate Web Forms with Flask-WTF لصاحبه Abdelhadi Dyouri. اقرأ أيضًا كيفية استخدام نماذج الويب في تطبيقات فلاسك Flask مدخل إلى استخدام مكتبة WTForms للتعامل مع نماذج HTML في تطبيقات Flask إنشاء تطبيق ويب باستخدام إطار عمل فلاسك Flask من لغة بايثون