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

إذا قررتَ أن العمل الحر هو الخيار المستقبلي المناسب لك وكنتَ مهتمًا بالبدء به؛ أو إذا كنتَ قد بدأت به فعليًا وتريد البحث عن سُبُل ليكون لك مَوطِئُ قدم في هذا السوق ولِتعثر على عملاء، ففي هذا المقال كل ما تبحثُ عنه. عند البدء بالعمل الحر، فأهمّ ما عليك تذكُّرُه هو أنه ليس عليك تعلُّم أيّ شيء جديد، لأنك تملك المهارات التي تحتاج إليها فعليًا، وكل ما ينقصك هو فقط العثورُ على طريقة لاستخدام تلك المهارات على نحو يوصِلك إلى النجاح، والإحاطةُ بأفضل السُّبل لتقديم تلك المهارات للآخرين. حسب ما تقوله جيسيكا إيفا Jessica Esa، فمن الأمثلة المناسبة تمامًا في هذا السياق إحدى صديقاتها التي خسرَت كثيرًا من عملها في تصميم الأزياء الاحترافي بسبب الوضع الذي ساد نتيجة الإقفال الذي أعقب انتشار جائحة كوفيد-19، حيث قالت أن صديقتها أدركتْ أن لديها مهارات لِتُقدّمها، وأنه يمكنها مشاركتها مع الجمهور عبر الإنترنت، فأنشأتْ موقعًا إلكترونيًا أسمَتهُ كابسيول كلوزيت ستايلست Capsule Closet Stylist، وجعلته قائمًا على الاشتراك، ثم بدأت تقدّم المشورة حول الأناقة والموضة والملابس والألوان وحول تصميم أزياء عالية الجودة تُعجِب العملاء. إليكَ كلَّ ما تريد معرفته لتبدأ بخطىً واثقة. اكتشاف مهارات العمل الحر لديك أتشعر بالقلق من أنك لا تملك أيًّا من مهارات العمل الحر؟ فكِّر في الأسئلة أدناه، وأنشئ قائمةً بالخدمات التي قد تستطيع تقديمها. فكّر في أخذ خبرتك السابقة بالحسبان: ما المجال الذي كنتَ تعمل فيه قبل اتخاذك القرار بأن تصبح مستقلًا؟ قد يساعدك عملُك في ذلك المجال أو الخبرةُ الأكاديمية التي راكمتَها، في حجز مكان لك مثل خبير ضمن المجال الجديد الذي اخترت. فإذا كنتَ تعمل مدرِّسًا، فيمكنك العمل العمل بمجال الكتابة التعليمية أو بالتدريس عبر الإنترنت، أو بإنشاء مصادر للمُدرِّسين الذين يعانون في العثور عليها. أو ربما ترغب في العمل بعيدًا عن مجالك والبدء من مجال جديد كليًا، ولا ضير في ذلك. لكن هل لديك أي عملاء تعمل معهم فعلًا على على نحو أقل رسميةً ربما؟ قد تمثّل هذه الأسئلةُ نقاطَ بداية ممتازة لاكتشاف الطريق الذي ستكمل السير فيه بخصوص عملك القادم. فكِّر بما أنت بارع فيه: على ماذا كنت تتلقى ملاحظات أو تقييمات إيجابية في الماضي؟ ما الذي تستمتع فعلًا بتعلُّم المزيد عنه؟ ما المقالات التي تختار قراءتها؟ وفي أي المجالات لديك هوايات؟ يجب ألا نعلق بدوامة تحويل جميع هواياتنا إلى مصادر لجني المال، ولكن إن كان هناك ما تشعر بالشغف تجاهه، فلا توظّفه في العمل الحر إلا إذا كنت تريد العمل فعلًا، إذ يتطلب منك ذلك العملُ كثيرًا من التحفيز، لذا حاول التركيز على مجال لديك اهتمام به. ما المطلوب فعليًا؟ بعد انتهائك من عمل قائمة بالأمور التي تستمتع بها، وبالمهارات التي اكتسبتها من خبرتك الماضية، ابدأ بالتحقق من الوضع الراهن للمجال الذي اخترت العمل الحر فيه، فهل هو متشبِّع؟ وهل يُدفَع للعاملين فيه بإنصاف؟ فمثلًا هناك مجالات في الكتابة يُراد للأشخاص العمل فيها مجانًا أو مقابل أجور زهيدة، مثل كتابة مراجعات حول الكتب والألعاب والأفلام؛ ولذا قد تجد أن هذا المجال غير مُجزٍ من ناحية الدخل، فتختار ألا تدخله. انظر إلى وضع المستقلين الآخرين العاملين في المجال الذي تهتم به؛ ما الخدمات التي يقدمونها؟ وما الأسعار التي يتقاضونها؟ وهل هناك أي خدمات إضافية مستمدة من خبرتك السابقة يمكنك تقديمها؟ يمكنك إجراء بحث سريع على جوجل للعثور على أشخاص يعملون في مجالك ذاته. اختر المهارات التي تبيعها للعملاء: عندما تبدأ العمل، فقد يكون من المغري تقديم كل ما تقدر على فعله، وبينما قد يمثّل هذا طريقةً ممتازةً لاكتشاف ما تستمتع به فعلًا، فإنك في النهاية تريد التخصص في أمر واحد؛ وإليك السبب. لا شك في أنك كلما قدمت خدمات أكثر، اتسعت شبكة الأشخاص الذين ستصل إليهم. ولكن الناس في الواقع يبحثون عن متخصصين في مجالهم، كما إنك ستظهر أسرع في نتائج البحث كلما كنت أكثر تحديدًا فيما يخص الخدمات التي تقدِّم، لكن كيف تعلم الطريق الذي عليك أن تسلكه؟ تذكّر أن ليس عليك البدء باستراتيجية جامدة وواضحة المعالم، إذ يكمن جمال العمل الحر في أنه يتيح لك المجال لتطوير مهاراتك وتنميتها بالتوازي مع ممارسة عملك، تقبَّل ذلك! طبق مهاراتك وحدد أسعارك إذًا، بعد أن عثرت على عمل تحبه وتألفه وتحققتَ مما إذا كان مطلوبًا ومُجزيًا من ناحية الدخل، عليك الآت أن تحجز لك مكانًا في السوق وتسعى إلى تحقيق الكسب المالي. عندما تبدأ العمل الحر الذي اخترتَ، فقد يكون صعبًا في البداية تقديمُ نفسك بوصفك خبيرًا، ولكن عليك ألا تبخس نفسك قيمتها، أو أن تستصغرها. من المهم أن تعثر على كسب مالي جيد بالنسبة لك، بحيث لا يقل أهميةً عن ذلك أن ترفع الأسعار التي تتقاضاها عندما تمتلك الدليل الذي يثبت أنك خبير في مجالك. خذ بالحسبان الفواتير التي عليك دفعها، بالإضافة إلى مصاريفك الشهرية الشخصية والخاصة بعملك؛ إذ يجب أن يعكسَ ما تتقاضاه كلَّ ذلك. يمكن فعلًا لوجود نقطة بدء خاصة بالأسعار التي تتقاضاها أن يساعد في جذب العملاء المناسبين. وفي كلتا الحالتين، ابدأ الحديث حول تلك الأسعار مع العملاء المحتملين حالما تسنح لك الفرصة لذلك، وهذا كي تتجنب وعميلَك إضاعة الوقت على كليكما بعد وضع حد أدنى في ذهنك للسعر الذي ستتقاضاه، وذلك بحسب العميل والمشروع والعمل الذي سيتطلبه. هل علي التخصص بمجال محدد بوصفي مستقلا؟ لا، أبدًا ليس عليك ذلك. بل من المستحسن تمامًا أن يكون لديك أكثر من تخصص، لاسيما إذا انضوت تلك التخصصات تحت مجال واحد. وسواء قرّرتَ التخصص بمجال واحد أم لا، فإليك بعض الأسئلة لِتطرحها على نفسك: هل هناك توجهات حديثة تبرز في هذا المجال السوقي بالذات؟ كيف يبدو مستقبل هذا المجال؟ هل سأستمتع بالعمل في هذا المجال؟ خذ قرارك وفقًا لتلك الأسئلة. هل سيكون هناك عمل كاف في حال تخصصت؟ إنّه السؤال الذي يمنع معظم الناس من تحديد خدماتهم، خصوصًا في البداية. وعلى أي حال، فلو أدخلتَ كلمات مفتاحية في محرك البحث جوجل، فستعثر على علامات تجارية بارزة في مجال تخصصك تمثّل الشركاتِ التي ستتمكن من السعي للعمل معها. بعد ذلك ستحتاج إلى استهداف مَن تهتم بهم من أشخاص على موقعك الإلكتروني وذلك بإضافة الكلمات المفتاحية المناسبة إلى ذلك الموقع، بحيث تتمكن من الظهور في نتائج البحث. قد تساعد عبارةٌ بسيطة الأشخاصَ المناسبين في العثور عليك، وجلبِ مزيد من العمل إليك في نهاية المطاف. إنّ أمرًا بهذه البساطة كفيل بتوضيح ما أنت عليه: "ما تفعله لنوع العلامة التجارية هدفُه أن يتمكن القائمون عليها من رؤية النتائج". كيف أسوق لعملي المستقل؟ ستحتاج بلا شك إلى موقع إلكتروني أو معرض أعمال يُفضَّل أن يكون ضمن مجالك وباسمك، أو بشيء مرتبط بالسوق التي تستهدف. احرص على استخدام كلمات مفتاحية متعلقة بما تريد فعله، وسيساعدك تخصصك في الظهور في أعلى قائمة نتائج البحث. هناك بعض الطرق التي يمكنك استخدامها لإنشاء موقع إلكتروني، بما فيها موقعًا مُستضافًا على ووردبريس WordPress، أو على سكويرسبيس SquareSpace، أو ويكس دوت كوم Wix.com؛ كما يمكنك استخدام أحد مواقع معارض الأعمال، ومنها مثلًا جورنوبورتفوليو Journoportfolio. عليك أيضًا الاستفادة من حسابك على موقع لينكد إن LinkedIn، والحرص على التسويق لخدماتك، مع ملئ سيرتك الذاتية بما يمكنك تقديمه، وبأي قصص نجاح مررتَ بها. وإذا كنت تعرف أحدًا يمكنه أن يدليَ بشهادة عنك، فاطلب إليه أن يذكرها على حسابك في لينكد إن، ولتحرص أيضًا على أن يعبّر العنوان -الذي تُعرّف به عن نفسك- عن حقيقة العمل الذي تقدّمه. تقول جيسيكا إيفا: إن إنشاء جهات اتصال وإضافتها ضمن منطقتك طريقة ممتازة لقضاء الوقت، بحيث يكتسب ملفُك الشخصي مزيدًا من الانتشار والظهور ويبدو أكثر مصداقية. شارك عيناتٍ من عملك أو مقالاتٍ ذات صلة لتقديم نفسك بوصفك خبيرًا في مجالك. كيف تعثر على عملاء في مجال العمل الحر؟ هذا هو السؤال الذي يبدأ به كلُّ مستقل، والذي قد يمنع المستقلين من البدء حتى. ولكن يمكنك العثور على عميلك الأول حتى لو كنت جديدًا كليًا في عملك الحر. وأثناء انتظار ظهور موقعك الإلكتروني في نتائج البحث وفقًا لمتطلبات السيو (تحسين محركات البحث) SEO، فإنّ إرسال بريد إلكتروني إلى عملاء محتملين لعرض خدماتك عليهم وانتظار ردّهم، يمثّل الطريقة المُثلى للبدء. الوصول إلى العملاء إذا كان هناك عملاء محتمَلون أظهروا اهتمامًا بخدماتك بأي طريقة، فلتتجه إليهم قبل تجربة الخطوات التالية: بما أن هذه اللعبة لعبة أرقام، فعليك إظهار نفسك هناك بنشاط، وأمام الشركات ذات الصلة. ابدأ بالبحث عن مجالك على تويتر Twitter ولينكد إن باستخدام حقل البحث، وابدأ التواصل مع الأشخاص والشركات. ابحث في جوجل عن الشركات التي تعلم بأنها قد تساعدك، وأنشئ قائمةً من 50 إلى 100 عميل، مع العثور على عناوين بريدهم الإلكتروني. تجنَّب عناوين البريد الإلكتروني العامة، وحاول العثور على مدير التسويق أو الشخص ذي الصلة بمجالك. أرسِل رسالة بريد إلكتروني مكونة من فقرتين أو ثلاث، واحرص على جعلها موجزةً ومركزةً على المقصود. ضمِّن رسالتَك تلك أيَّ دليل على عمل عظيم أنجزته سابقًا لعملائك، واذكر فيها أيَّ تحولاتٍ قاد إليها عملُك… إلخ. إذا لم يكن لديك أي مما سبق الحديث عنه، فلتأتي على ذكر النتائج أو الإحصاءات التي توصلت إليها دراساتٌ حالية حول ما يمكن لخدمتك أن تقدّم للعملاء المحتملين. أرفق ضمن رسالة البريد الإلكتروني تلك رابطًا إلى معرض أعمالك أو مدوّنتك. إليك فكرة واضحة حول ما عليك فعله بالتحديد الفقرة الأولى: عرِّف عن نفسك باستخدام العبارة ذاتها التي تستخدمها في موقعك الإلكتروني. الفقرة الثانية: سوِّق للمزايا التي توفرها الخدمة التي تقدمها. الفقرة الثالثة: سهِّل على العميل المحتمل اتخاذ الخطوة التالية، وأعلِمه بالوقت الذي تكون فيه متاحًا لإجراء محادثة على منصة زووم Zoom في حال أراد مناقشة أو عرض صفقة عليك. كيف تستغل وسائل التواصل الاجتماعي للعثور على عملاء صدِّق أو لا تصدّق، قد تكون وسائل التواصل الاجتماعي مصدرًا عظيمًا للعثور على عمل، فمتابعة الحسابات التي تشارك فرص عمل والبحث عن كلمات مفتاحية وإعلانات الوظائف الشاغرة، هي أسهل الطرق للعثور على أشخاص يبحثون الآن عن شخص مثلك. تُعَد منصتا تويتر ولينكد إن الأفضل عمومًا، ولكن اختر أكثر ما يناسب تخصصك. اكتب على تويتر مثلًا العبارة التالية: "أبحث عن كاتب"، أو "بحاجة إلى مصمم شعارات". ويمكنك أيضًا عمل قائمة بالأشخاص الذين ينشرون فرصة عمل غالبًا، كما يمكنك العثور على مجموعات على فيسبوك تنشر إعلانات عن وظائف شاغرة، أو متخصصة في مجالك ذاته ينشر فيها الأعضاءُ فرص عمل. ترجمة -وبتصرّف- للمقال Get Started Freelancing: How to Sell Skills & Get Clients لصاحبته Jessica Esa. اقرأ أيضًا كيفية النشر في مدونات مشابهة لمدونتك لجذب عملاء جدد شرح مبسط لكيفية ترتيب موقع مدونتك على محركات البحث كيف تصبح مديرا لوسائل التواصل الاجتماعي البنود التي يجب أن يتضمنها عقد الكاتب المستقل

إذا كنت مهتما بتعلم البرمجة، فعلى الأرجح أنك رأيت هذا الاقتباس من قبل: في الحقيقة لا أبالغ إن قلت أن البرمجة أصبحت من أهم المهارات في عصرنا الحالي، وذلك لأنها دخلت في جميع مجالات حياتنا سواءً كنا ندرك ذلك أم لا فانطلاقًا من الهواتف المحمولة ومرورًا بالمنازل والشاشات الذكية وانتهاءً بالسيارات ذاتية القيادة. كل شيء من حولنا لم نكن لنراه بهذا الشكل لولا البرمجة، فأنا على سبيل المثال أكتب وأعدل هذا الموضوع من خلال برنامج بُرمج عبر لغة برمجة وأنت تقرأه على الإنترنت باستخدام برنامج (المتصفح) وربما رأيته على مواقع التواصل الاجتماعي وكُلها برامج أيضًا. ومما لا شك فيه أن تعلم البرمجة أصبح ضرورة مُلحة في هذا العصر بل إن تعلمك لها سيزيد من فرصك بشكل كبير في الحصول على عمل. ولقد تحدثنا في مقالٍ سابق عن كيفية تعلم البرمجة والدخول إلى هذا المجال من أوسع أبوابه (إن كنت حديث عهدٍ في البرمجة أو تخطط للبدء بها، فننصحك بقراءته قبل إكمال هذا المقال) وسوف نتحدث في هذا المقال عن أكثر المهارات صعوبةً في احتراف البرمجة ألا وهي «حل المشاكل». حل المشكلات وارتباطها بالبرمجة لطالما وقفنا حائرين أمام مشكلةٍ ما ونسأل أنفسنا ماهي الطريقة الصحيحة للخروج من هذا المأزق؟ هل ستكون طريقة الحلّ التي أتبعها مشابهة للطريقة التي يتبعها المبرمجين المحترفين؟ كيف أستطيع أن أفكر مثلما يفكر المبرمجين المحترفين؟ في البداية وقبل الخوض في التفاصيل دعنا نُعرف البرمجة بحد ذاتها ولنذهب للمقال السابق ونلقي نظرة سريعة عليها: نلاحظ أن التعريف السابق صحيح ولكنه مُقْتضَب ولا يقدم لنا المعنى الكامل والدقيق للبرمجة لذا لابدّ لنا من تعريفٍ أكثر دقة وموضوعية يساعدنا في فهم هذا المقال. يعرف موقع HackerRank في تقريره عن مهارات المطورين بعام 2018: نستنتج مما سبق أن البرمجة تعتمد اعتمادًا أساسيًا على التفكير المنطقي والرياضي والقدرة على حلّ المشاكل وإن لغات البرمجة ما هي إلا وسيلة للتخاطب مع الحاسوب. إذن الأمر كله يتعلق بتطوير قدرتك في حلّ المشاكل وجعل هذه العملية سهلة وسلسة بنفس الوقت لذا فاسمح لي بأن آخذك معي برحلة صغيرة في هذا المقال نتعرف فيها على أهمية حلّ المشاكل وضرورتها في مشوارك البرمجي. دورة علوم الحاسوب دورة تدريبية متكاملة تضعك على بوابة الاحتراف في تعلم أساسيات البرمجة وعلوم الحاسوب اشترك الآن لماذا حلّ المشاكل مهم؟ تأتي أهمية حل المشاكل من كونها من أكثر المهارات المطلوبة عالميًا فوفقًا لتقرير أصدره موقع HackerRank جاء فيه: احتلت مهارة حلّ المشاكلالمرتبة الأولى بنسبة 94.9% لأكثر مهارة مطلوبة لأصحاب الشركات سواء الصغيرة منها أو الكبيرة. وعلى الصعيد العملي، إن عملية بناء أي شيء من الصفر سواء أكانت آلة معينة أو أي مُنتج جديد ستواجه الكثير من المشاكل في البداية، فعلى سبيل المثال بناء خدمات أمازون السحابية (AWS)، والّتي جاءت حلًا لمشكلة النفقات العالية للبنية التحتية لتجارتها الإلكترونية بالإضافة إلى الوقت الطويل الّتي تحتاجه في عملية البناء والذي شكل تحدي كبير في إمكانية توسع الشركة، إلى أن جاء آندي جاسي كبير مستشاري جيف بيزوس في ذلك الوقت والذي استطاع إيجاد حلّ لهذه المشكلة ولم يتوقف عند ذلك الحد وإنما أختار تحويل هذا الحلّ إلى خط أعمال جديد تحت أسم خدمات أمازون السحابية والّتي بلغت عائداتها السنوية لعام 2018 قيمة تناهز 25 مليار دولار. نجد من التجربة السابقة أنه حصلت مشكلة فأُوجِد لها حلًا وأثناء خلق حل للمشكلة ظهرت الكثير من المشاكل الأخرى لتقع في سلسلة من المشاكل لا تنتهي. وبعد حلّ جميع المشاكل سيصبح المنتج جاهزًا للعمل، أي أن دورة حياة أي منتج سواءً أكان برمجيًا أو ماديًا ستحتوي على المشاكل، وبناءً على ذلك تكون مهارة حل المشاكل اللَبِنَة الأساسية في بناء مشوارك البرمجي، والّتي يجب علينا الإهتمام بها عند الإقدام على تعلّم البرمجة. تكون طريقة تعاملنا مع المشاكل غير منظمة وعشوائية في أغلب الأحيان، فمعظمُ المبرمجين الجُدد يَبْدَؤُونَ بحلّ أي مشكلة تُواجهُهُم بالطريقة التالية: جرّب أي حلّ للمشكلة. إذا لم ينجح الحلّ الأول حاول أن تجرّب أي حلّ آخر. إذا لم يفلح الحلّ كرر الخطوة الثانية إلى أن تصل إلى الحلّ. لا يحصل هذا الأمر مع المبرمجين فقط، وإنما يحصل مع أي شخص يواجه مشكلة ولا يستعن على حلها بالتحليل والتفكير المنطقي. في الحقيقة، قد يحالفك الحظ أحيانًا ويتم حلّ المشكلة ولكن كن حذرًا! فهذه هي الطريقة الأسوأ لحلّ المشكلات بل وإنها ستهدر وقتك بشكل كبير لذا من الأفضل استخدام طريقة منظمة توصلنا للحلّ، واسمح لي بأن أشاركك طريقة شاملة توصلك إلى حلّ أي مشكلة قد تواجهك. بناء خطة حلّ شاملة إن خطة الحلّ الشاملة هي مجموعة من الخطوات الَّتي تتبعها لحلّ أي مشكلة تواجهك، حيث تكون هذه الخطة عامة وتخصص بحسب المشكلة، وهي ليست تعليمات ثابتة وإنما مبادئ ننطلق منها جميعًا، وكلٌ منا يطبقها بأسلوبه الخاص، وفي نهاية المطاف إذا انطلقنا جميعًا من نفس المبادئ، فسنصل حكمًا على نفس جودة الحلّ أيضًا. إن هذه الخطة مؤلفة من عدة أجزاء ويناقش كلّ جزء فيها جانبًا معينًا من المشكلة إلى أن نصل للحلّ، وهي على الشكل التالي: 1. فهم المشكلة إن فهمنا للمشكلة المطروحة هي الخطوة الأكثر صعوبة في طريقنا لحلّها، بل إن أكثر المشاكل تأتي صعوبتها من عدم تمكننا من فهم عميق لها. ولكن متى تعلم بأنك استطعت فهم المشكلة؟ إذا كنت قادرًا على شرحها بكلمات واضحة وسهلة بحيث يستطيع أي شخص فهمها عندها تكون بالفعل قد فهمت المشكلة. هل تذكر عندما كنت عالقًا في مشكلة وبدأت بشرحها فوجدت أخطاء منطقية كثيرة لم تكن قد انتبهت لها من قبل؟ أغلب المبرمجين قد مروا بهذه الحالة من قبل، لذلك من الأفضل دومًا أن تكتب المشكلة الَّتي تواجهك باستخدام مخططات الحالة (State diagram وهي نوع من المخططات الَّتي تستخدم لتوصيف سلوك نظام ما) أو بأن تخبر شخص آخر عن المشكلة سواءً أكان زميل لك في الشركة أو عضو في الفريق أو أي شخص أخر. شاع بين المبرمجين استخدام البطة المطاطية في شرح أجزاء المشكلة لها لفهمها وإيجاد حل لها. يعد أسلوب البطة المطاطية في تنقيح الأخطاء من أكثر الأساليب سهولة وبساطة، إذ يضع المبرمج بطةً بجوار حاسوبه، وعند مواجهته لأي مشكلة يشرع في شرح الشيفرة البرمجية للبطة وما هي النتيجة المرتقبة من الشيفرة وموازنتها مع النتيجة الحالية وغالبًا ما يجد الخطأ أثناء شرحه. وخلاصة لهذه الخطوة أنقل إليك مقولة ألبرت أينشتاين: 2. تحليل المشكلة إن تقسيم المشكلة يلعب دورًا مهمًا في طريقك لإيجاد الحلّ، لذا حاول أن تقسّمها إلى أجزاء صغيرة ثمّ حُلّ كلَّ جزء منها على حدة ويُنصح في البداية بحلّ أسهل جزء منها ومن ثمّ الأصعب فالأصعب وهكذا إلى أن يتمّ حلّ جميع أجزائها، وبعدها إجمع هذه الأجزاء مع بعضها للحصول على الحلّ النهائي للمشكلة الأصلية (الكبيرة). منذ فترة كنا بصدد برمجة إضافة لمتصفح غوغل كروم بهدف تسهيل مهمة لموقع ما، فقررنا تجربة هذه الطريقة وبدأنا بتقسّيم المهمة على أجزاء ثم عملنا على حلّ كل جزء منها، وبعدها جمعنا هذه الأجزاء مع بعضها بعضًا لبناء الإضافة، وبالفعل كان العمل بهذه الطريقة سهلًا جدًا ومريحًا كما لم نعهده من قبل. في بعض الأحيان عندما تواجه شيفرات برمجية كتبها مبرمجون لا يتبعون مبادئ SOLID (وهي مجموعة من العادات والمبادئ الَّتي يتبعها المبرمجون للحصول على شيفرة برمجية قابلة للصيانة وسهلة التعديل والتكيف مع متطلبات المشروع المتغيرة)، وغالبًا ما تكون شيفرات أولئك المبرمجين غيرمفهمومة ومتشابكة ويطلق عليها اسم Spaghetti code (تكون هذه الشيفرات ذات بنية معقدة ومتشابكة وصعبة القراءة وغير مرتبة أي تكون مثل المعكرونة ملتوية ومتشابكة) ولنفرض أنه طُلبَ منك تعديل هذه الشيفرة أو إضافة وظائف جديدة إليها،عندها حتمًا ستواجه العديد من المشاكل في عملية تقسيم المشكلة ومعرفة أي جزء من الشيفرة البرمجية المُسبب للخطأ لذا كان الحصول على شيفرات برمجية مرنة وقابلة للتعديل هي الأرضية المشتركة بين العديد من تقنيات تبسيط الشيفرات البرمجية مثل مبادئ SOLID أو مبدأ MVC والذي ينص على تقسيم الوحدات من حيث طبيعة مهمتها إلى ثلاثة أقسام (Model-View-Controller) والبرمجة كائنية التوجه OOP (Object-Oriented Programming)، إذ أن جميعهم يهدفون إلى فصل الأكواد إلى أقسام ليسهل تطويرها وتنقيحها وصيانتها. 3. إعداد خطة للحل بعد أن فهمت وحللت المشكلة، يأتي دور وضع الخطة المناسبة للحلّ بحيث تغطي كافة الجوانب والتفاصيل للمشكلة، ولا تشرع في الحلّ من دون خطة (على أمل أن تجد الحلّ بطريقة ما) لأن المفتاح الرئيسي للوصول للحلّ هي الخطة الواضحة والمنظمة والتي تضمن وصولنا للحلّ النهائي. أعط لنفسك وقتًا لتحلّيل المشكلة وربط المعلومات المدخلة إلى البرنامج ونوعها والمعلومات الَّتي ستظهر كخرج للبرنامج وفهم سياقها وللحصول على خطة جيدة يجب عليك الإجابة على السؤال التالي: إذا أُعطي للبرنامج الدخل س، ما هي الخطوات اللازمة للحصول على الخرج ع؟ إن إجابتك على هذا السؤال سوف يحدد ماهي الخطوات اللازمة لحلّ المشكلة ومن ثَمَّ تقوم بترتيبها في خطة واضحة ومنظمة من أجل الحصول على الخرج الذي تريده. 4. مواجهة حالة السكتة البرمجية ماذا لو فرضنا أنك لم تستطع حلّ أي جزء من المشكلة، ولا حتى الأجزاء السهلة منها (وهذا قد يحدث في بعض الأحيان)، إن كثير من المبرمجين يقعون في هذه الحالة فلا يستطيعون أن يُحرزوا أي تقدم يذكر في تطوير الشيفرة البرمجية وهذا أشبه ما يمكن بالسكتة الدماغية (حيث لا يستطيع المريض القيام بأي حركة)، في الحقيقة إن هذه الحالة طبيعية جدًا ومعظمنا قد تعرض لها في بداية مشواره والاختلاف الوحيد هو أن المبرمج المحترف لديه فضول أكثر حول المشكلة ومعرفة سبب حدوثها بدلًا من أن يكون منزعجًا أو غاضبًا منها. وفي هذه الحالة هنالك حلّين يمكنك تجربتهما للخروج من هذا المأزق: 1-4. تنقيح الأخطاء (Debug) ليس المقصود هنا الأخطاء الكتابية في صياغة اللغة (Syntax errors) مثل نسيان فاصلة منقوطة أو أي خطأ في استخدام المتغيرات أو الدوال أو ما شابه ذلك من أخطاء والَّتي تقوم باكتشافها أي بيئة تطوير متكاملة (IDE وهي عبارة عن محرر شيفرة برمجية مدمج مع نظام ذكي لإكمال الكود ومصحح أخطاء). وبالطبع ليست أيضًا الأخطاء الّتي تظهر أثناء التنفيذ (Runtime Errors) والّتي تكون عادة نتيجة لفشلٍ في فتح ملف ما أو محاولة القسمة على صفر أو مثل هذه الأخطاء، وإنما المقصود هنا هو أخطاء المنطق البرمجي (Logic errors) الّتي ينفِّذ فيها البرنامج أمرًا غير الَّذي بُرمج من أجله، لذا من الأفضل أن تحاول أن تفحص الشيفرة البرمجية سطرًا سطرًا لعلك تجد هذا الخطأ، أوإذا كنت تعمل على لغاتٍ مثل (C++, C) والّتي تدعم استخدام المُنقِّح Debugger (الذي يراقب عمل البرنامج ويتحكم في تنفيذه بطريقة تستطيع فيها إيقاف تنفيذ البرنامج أو حتى تغييره في أي موضع من الشيفرة وذلك من خلال مجموعة من الأدوات الّتي يقدمها المُنقِّح، مثل: GNU Debugger) فيمكنك استخدامه لإيجاد الخطأ ومن ثَمّ إصلاحه. ملاحظة : من المنهجيات البرمجية الجيدة هي كتابة تعليقات توضيحية قبل كلّ دالة (Function) أو صنف (Class) برمجي وخُصوصًا تلك الأجزاء المعقدة منها لأن ذلك سوف يساعدك كثيرًا في عملية مراجعة الشيفرة البرمجية وتنقيحها. 2-4. مراجعة وتقييم الحلّ في كثير من الأحيان عند مواجهتنا للمشاكل وخصوصًا للكبيرة منها قد نضيع في التفاصيل الصغيرة للمشكلة الَّتي نواجهها وننسى المشكلة الرئيسية ولذلك من الأفضل دومًا أن نسأل أنفسنا هل هذه هي الطريقة الأفضل للحلّ؟ هل هنالك حلًّا عموميًا أفضل من الموجود؟ هل الشيفرة البرمجية أمثلية؟ هل الحلّ يخرق معايير الجودة المطلوبة؟ ارجع خطوة إلى الوراء وحاول أن تراها من منظور مختلف، وحتمًا ستلاحظ العديد من المشاكل التي غفلت عنها أثناء انشغالك بالتفاصيل الصغيرة. ملاحظة : هنالك طريقة أخرى يتبعها بعض المبرمجين لإعادة تقييم الحلّ وهي حذف الشيفرة البرمجية الخاطئة بالكامل وإعادة كتابتها من جديد فكثير ما يأخذ ذلك وقتًا أقل من تتبع المشكلة ذاتها وحلها. 5. البحث عن حلول عبر الإنترنت إن أغلب المشاريع البرمجية تكون متشابهة بكثيرٍ من الوظائف والخصائص، ونادرًا ما نرى مشروع ذو أفكارٍ جديدة بالكامل لذا فإن أي مشكلة برمجية تواجهها قد واجهها عدد كبير من المبرمجين من قبلك وأوجدوا لها حلولًا وشاركوها مع غيرهم، وكل ما عليك فعله هو أن تتعلم كيف تبحث عن المشكلة. وبالطبع صديقنا stackoverflow والذي يعد من أشهر منصات مشاركة الحلول البرمجية الّذي يقدم لك الحلّ الَّذي أجمع عليه أغلب، المبرمجين، ويوجد العديد من المنصات الأخرى المشابهة مثل AskUbuntu وهو النسخة العربية من موقع stackoverflow والكثير غيرهم، وحتى لو أنك قد حللت المشكلة أنصحك بتصفح الحلول الموجودة لأنك سوف تتعلم طرقًا أُخرى لحلّها قد تكون أسهل وأفضل بكثير من الحلّ الَّذي وصلت اليه. إلى الآن نكون قد ناقشنا الخطوة الأولى من الطريقة الشاملة لحلّ المشاكل والآن لننتقل إلى الخطوة الثانية. التدرب على هذه الخطة إن أي مهارة جديدة تحتاج إلى تدريبٍ مُمنهجٍ ومستمرٍ حتى تتقنها. لذا لا بدّ لك من وضع خطة واضحة للتدريب وتخصيص زمن محدد وثابت تقضيه في صقل تلك المهارة.يمكنك البدء مثلًا بتخصيص ساعة للتدريب يوميًا لمدة شهر كامل، وبعدها توازن نفسك مع ما كنت عليه في السابق من سرعةٍ في تحديد المشكلة وجودةٍ الحل المطروح والوقت الإجمالي لحل المشكلة وبكل تأكيد ستلاحظ تحسنًا واضحًا في أدائك. وقد تساءل نفسك كيف يمكنني التدرب على حلّ المشاكل؟ في الحقيقة هنالك طريقة مفيدة جدًا أنصحك بها لتكوين قاعدة صلبة تنطلق منها، وهي على الشكل التالي. 1. التدرب على المسائل البرمجية تعد المسابقات البرمجية سواءً على مستوى الجامعة أو على مستوى القطر أو حتى على مستوى العالم مثل مسابقة ACM ICPC من أفضل الفرص للتدريب في مجال البرمجة وصقل هذه المهارة بل وتعتبر دفعة كبيرة لك في رحلتك كمبرمج ولمستقبلك المهني أيضًا، إذ تبادر العديد من الشركات العالمية لِضمّ أولئك المنافسين المتميزين إليها بعد أن أثبتوا بالفعل أنهم النخبة في مجالهم. فإن كنت تخطط للانضمام إلى هذه المسابقة فلا تتردد وبادر بالتحضير لها من الآن. ويقدم لنا الكاتب Steven Halim في كتابه Competitive Programming بعض الفوائد الَّتي نجنيها من التدرب على حلّ المشاكل البرمجية في المسابقات. السرعة في كتابة الشيفرة البرمجية كتابة الشيفرة البرمجية بسرعة في المسابقات يوفر لك الكثير من الوقت للتفكير في بقية المشاكل واختبارها لذلك نرى أغلب المبرمجين يتدربون على سرعة الكتابة على لوحة المفاتيح لينصب تركيزهم على حلّ المشكلة فقط، ولذلك من المنطقي أن تفضل الشركات الموظفين الَّذين سَبق إن شاركوا في المسابقات البرمجية لمعرفتها بسرعة إنتاجيتهم وقدرتهم على تطوير وإيصال منتج برمجي بسرعة عالية بِالْمُوازنة مع أقرانهم ممن لم يشاركوا في المسابقات. العصف الذهني وحصر الخوارزميات الممكنة لا بدّ من تحسين قدرتك على تحديد نوع المسألة بسرعة وأن تمتلك المعرفة الكافية بالخوارزميات لتتمكن من تطبيقها مباشرة على المسألة المطروحة، لذلك ينبغي على المبرمج الَّذي ينوي الانضمام إلى المسابقة أن يتمكن من جميع الخوارزميات الشائعة في المسائل البرمجية. العمل الجماعي وروح الفريق تعتمد المسابقة البرمجية على ترتيب الفرق بحسب عدد المسائل الَّتي أجابوا عليها، والوقت الَّذي استهلكوه لحلّ كُلَ مشكلة، وعدد الحلول الخاطئة الَّتي أُرسلت للحكم. وانطلاقًا من ذلك تكون فوائد العمل كفريق واحد متعددة منها إمكانية توزيع المسائل على كلّ عضو في الفريق بحيث يزداد العدد الكلي للمسائل المحلولة بتوزيعها بين بعضهم بعضًا، ومناقشة حلّ كلّ مسألة وبذلك ينقص عدد الحلول الخاطئة الَّتي قد تُرسل للحكم، وحُكمًا سينقص الوقت المستغرق لحلّ المسائل. وعلى الصعيد العملي أيضًا نجد أن طبيعة عمل المبرمجين سواءً في الشركات الصغيرة أو الكبيرة، يُطلب منهم العمل كفريق واحد، فعلى سبيل المثال منذ فترة طَلَبَ مني أحد العملاء بناء موقع ويب، وكنت عندها قد أنتهيت من بناء فريقي البرمجي. وبالفعل بدأنا العمل على الموقع و قسّمنا العمل على أجزاء فعكف كلُّ واحد منا على تطوير جزئه الخاص من الموقع، إذ استلمتُ جزء الواجهات الخلفية، وقام أحد أعضاء الفريق باستلام الواجهات الأمامية، والآخَر استلم بناء تطبيق للهواتف الّتي تعمل بنظام أندرويد وفي نهاية الأسبوع جمعنا كل الأجزاء مع بعضها بعضًا وأنهينا المشروع بوقتٍ قياسي لم نكن لنستطيع بلوغهُ لو أننا لم نعمل كفريقٍ واحد، ولذا فإن انضمامك إلى المسابقة البرمجية يجعلك تتدرب على العمل ضمن فريق قبل أن تواجهها في سوق العمل في حال أردت العمل مع أي شركة مستقبلًا. المرونة العصبية إن تدريبك المستمر على المسائل البرمجية سيؤدي إلى زيادة منطقة الحصين (المنطقة المسؤولة عن الذاكرة والتوجيهات) في الدماغ وهذا ما أثبتته الباحثة اليانور ماجواير من كلية لندن الجامعية عندما أجرت دراسة على سائقي الأجرة في مدينة لندن فقاموا بإجراء فحص بالرنين المغناطيسي الوظيفي fMRI لأدمغة السائقين الذين قضوا قرابة عامين من التدريب في سبيل تعلم كيفية التنقل في منعطفات المدينة وذلك من أجل الحصول على رخصة القيادة ومقارنتها بصور لأدمغة رجال أصحاء من نفس العمر ولا يعملون كسائقي أجرة فتبين أن منطقة الحصين أصبحت أكبر لدى السائقين، كما لاحظوا أنه كلما أمضى سائق الأجرة فترة أطول في التدريب، زاد حجم الحصين، وذلك استجابة إلى الخبرة الّتي يكتسبها السائق. والآن تخيل معي ما سيحدث في حال تدربك على حل المشاكل لمدة عام أو أكثر، سيصبح حلّك للمشاكل البرمجية عادة سهلة ومسلية خلاف ما كانت عليه من صعوبة وتعقيد. يوجد العديد من المواقع الَّتي تقدم المسائل البرمجية مثل HackerRank أو موقع TopCoder والكثير غيرهم. 2. التدرب باستخدام الألعاب نعم أنت لم تخطئ القراءة إنها الألعاب! تعد الألعاب أداة قوية جدًا لتنمية المهارات العقلية والقدرات الدماغية على التفكير والتذكر وربط المعلومات ببعضها بعضًا، حيث أن غالبية الألعاب تحتاج لتجميع المعلومات وتنظيمها بحيث تستطيع الاستفادة منها وجعلها مفتاحًا للحلّ، بل إن الركيزة الأساسية الَّتي تشترك بها كافة الألعاب هي حلّ المشاكل! بالتأكيد نحن لا نقصد هنا ألعاب الفيديو فقط وإنما ألعاب الذكاء أيضًا مثل : لعبة الشطرنج، والألغاز الرياضية، ولعبة سودوكو، ولعبة Go، والكثير من الألعاب الَّتي تندرج تحت هذا السياق تعد ألعاب مفيدة. فعند محاولتك حلّ الألغاز في Saw أنت فعليًا تقوم بحلّ المشاكل (ولكن بإطار مختلف). وتساعدنا أيضًا في انشاء سيناريوهات للحلّ وهذه المهارة مفيدة في عالم البرمجة في حال تعثرت في أسلوب حلّ معين فتغير سيناريو الحلّ وتبدأ من جديد. في الحقيقة إن الشيء المشترك بين جميع الناس الناجحين هي اكتسابهم لعادات يومية لحلّ المشاكل الصغيرة على سبيل المثال بيتر تيل (أحد مؤسسي شركة باي بال والمصنف كرابع أغنى شخص على مستوى العالم لعام 2014 بميزانية تفوق $2.2 بليون دولار) صرح بشكل رسمي أنه يلعب الشطرنج يوميًا بل وشارك في بطولات الشطرنج مرات عديدة، وإيلون ماسك (رائد الأعمال والرئيس التنفيذي لعدة شركات مثل: سبيس إكس لتصنيع مركبات الفضاء وتسلا لصناعة السيارات الكهربائية وغيرها)أكد بأنه يلعب ألعاب الفيديو والكثير غيرهم كرسوا جزءًا من وقتهم اليومي لتنمية مهارة حلّ المشاكل. ولكن يجب أن تكون حذرًا في إدارة وقت اللعب ويُفضل أن تختار الأوقات المناسبة للعب ووضع مدة زمنية مخصصة لها، وذلك لأن الهدف ليس إضاعة الوقت والتسلية فقط وإنما التدرب على حل المشاكل ولكي لا ينتهِ بك المطاف إلى قضاء اليوم بأكمله على الألعاب. الخلاصة اعتقد أنك قد كونت فكرة جيدة عن أهمية حلّ المشاكل وضرورتها في مشوارك البرمجي وكيفية بناء خطة حلّ شاملة انطلاقًا من فهم المشكلة وتحليلها ومرورًا بإعداد خطة مخصصة لكلّ مشكلة وتقسيم المشكلة إلى أجزاء ليسهل حلّها ومواجهة حالة السكتة البرمجية وكيفية التغلب عليها من خلال تنقيح الأخطاء أو مراجعة وتقييم الحلّ، وأهمية البحث عن حلول على الإنترنت لنفس المشكلة وانتهاءً بالأسلوب الصحيح للتدرب على حل المشاكل وما هي أفضل الوسائل لتحقيق ذلك سواءً بالانضمام إلى المسابقات البرمجية أو بالتدرب بإستخدام الألعاب. وختامًا، لا تتوقع أن تصبح مبرمجًا محترفًا في غضون أسبوعٍ أو شهر واحد فهذا ضرب من الخيال بل ستحتاج لحلّ الكثير من المشاكل لبناء قاعدة معرفية صلبة تمكنك من مواجهة أي مشكلة مهما كانت صعوبتها وعندها بالتأكيد سوف تستحق لقب مبرمج محترف. اقرأ أيضًا تعلم لغة PHP تعلم لغة بايثون