محمد أيمن3

ازداد الإقبال على الألعاب ومجالات الترفيه في الآونة الأخيرة بين أوساط المستخدمين، وهو يزداد يومًا بعد الآخر لاسيما بعد انتشار ألعاب الجوال التي سهلت عملية الوصول للألعاب والتسلية بها، واليوم تعد صناعة الألعاب صناعة رائجة ومربحة وتُقام لها مسابقاتٌ بأموالٍ طائلة، وهذا زاد من الطلب على مبرمجي الألعاب ورفع من فرصهم التوظيفية، وفي مقال اليوم نشرح لكم ما هي برمجة الألعاب؟ وما أهم تقنياتها؟ وما مراحل برمجة لعبة إلكترونية؟ ما هي برمجة الألعاب؟ تعد برمجة الألعاب واحدة من أهم تخصصات البرمجة، وهي مرحلة هامة في صناعة الألعاب الإلكترونية تأتي بعد العديد من المراحل السابقة بدءًا من وضع فكرة اللعبة وكتابة قصتها وتحديد شخصياتها وقواعدها، مرورًا بتصميم اللعبة ثم برمجتها وكتابة المنطق البرمجي اللازم لتحويلها من فكرة وتصماميم إلى لعبة فعلية يمكن لعبها، وصولًا إلى إصدارها للمستخدمين وإتاحتها للتحميل على المتاجر المخصصة وتحديثها وصيانتها بصورة مستمرة. تعرف برمجة الألعاب بأنها عملية كتابة الكود البرمجي اللازم لعمل الألعاب الإلكترونية باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات ولغات البرمجة، وهي تتطلب إلى جانب توفر المهارات التقنية لوجود معرفة جيدة بالرياضيات مثل الأشعة الرياضية والرسوم المتجهة، والجبر الخطي، وفهمًا جيد لتصميم الألعاب وأنواعها كالألعاب ثنائية الأبعاد 2D وثلاثية الأبعاد 3D، وامتلاك مهارات إبداعية وتفكير منطقي لإنشاء ألعاب احترافية وحل مشكلاتها وصناعة ألعاب محببة يمكن اللعب بسلاسة واستمتاع. أهمية برمجة الألعاب لا تقتصر أهمية برمجة الألعاب على الترفيه والتسلية، وإنما تتعدد فوائدها وتمتد إلى مجالاتٍ أخرى، وإليك قائمة توضح أهم هذه الفوائد: تسهيل التعليم: دخلت الألعاب إلى عملية التعليم وزادت الألعاب التعليمية زيادةً ملحوظة في الآونة الأخيرة، فنجد لُعَبًا لتعليم البرمجة، مثل: سكراتش ومايكروسوفوت ميك كود، ويوجد ألعابٌ لتعليم اللغات المختلفة، وألعابٌ أخرى لتعليم مبادئ الرياضيات والفيزياء. تطوير القدرة على الإبداع وحل المشكلات: تحفز غالبية الألعاب الفرد على ابتكار طرق جديدة للتفوق على أقرانه في اللعبة، مما يزيد من قدراته الإبداعية والابتكارية، وكذلك أثناء ابتكار هذه الطرق تواجهه مشكلات عديدة يسعى لحلها، فتتطور عنده مهارة حل المشكلات. تنمية المهارات الناعمة: باتت كثيرٌ من الألعاب تعتمد على تشكيل الفرق واللعب ضمن مجموعات، ما يساعد على تنمية مهارات التعاون والتواصل والقيادة وغيرها. ولمطالعة المزيد من المعلومات حول أهمية برمجة الألعاب وأهم النصائح التي تساعدك لتصبح مطور ألعاب محترف، ننصحك بمطالعة مقال تعرف على أهمية صناعة الألعاب الإلكترونية. ما لغات برمجة الألعاب الإلكترونية؟ تكثر لغات برمجة الألعاب الإلكترونية، ويشتهر منها أربع لغات: سي بلس بلس⁦ C++ سي شارب #C⁦ جافا Java بايثون Python يعتمد اختيار اللغة البرمجية المناسبة لبرمجة الألعاب على متطلباتك وطبيعة اللعبة التي تطورها، لنتعرف على المزيد من المعلومات عن كل لغة من هذه اللغة، وأبرز مزايا وعيوب استخدامها في برمجة الألعاب. سي بلس بلس ++C⁦ تعد سي بلس بلس إحدى أهم لغات البرمجة في مجال برمجة الألعاب، إذ لديها قدرة قوية على إدارة الذاكرة والعتاد بكفاءة، كما تتميز الألعاب المطورة باستخدام سي بلس بلس بالسرعة والأداء المرتفع، وكذلك تحظى لغة سي بلس بلس بدعم واسع من محركات الألعاب المختلفة، ما يجعلها لغة مميزة في برمجة الألعاب الثقيلة والمعقدة، ولا يعيب سي بلس بلس سوى صعوبة تعلمها وطول الوقت المتوقع للانتهاء من برمجة لعبة. سي شارب #C⁦⁦ تتشابه لغة البرمجة سي شارب في مميزاتها مع لغة سي بلس بلس، من سرعة إلى إدارة مميزة للعتاد ودعم واسع من مختلف محركات الألعاب، إلا أن سي شارب تعد أقل تعقيدًا وأسرع تعلمًا من سي بلس بلس، ما يجعلها خيارًا مناسبًا للمبتدئين في برمجة الألعاب، وكذلك تعد لغة سي شارب متعددة المنصات؛ أي يمكن باستخدامها برمجة ألعاب لأنظمة تشغيل الحواسيب وأنظمة تشغيل الهواتف سواءً. جافا Java تشتهر لغة جافا في برمجة ألعاب نظام تشغيل أندرويد، وتتميز الألعاب المبنية على لغة جافا بالقدرة الهائلة على التوسع وتحمل الزيادة المستمرة في أعداد المستخدمين دون حدوث أعطال في اللعبة، وكذلك توفر لغة جافا أدواتٍ مميزة للتعامل مع الرسوم Graphics والرسوم المتحركة Animations، ما يساعد المطور على برمجة ألعاب معقدة بصريًا بسهولة. بايثون Python لعل ما يميز بايثون في مجال برمجة الألعاب هو سهولتها، ولذلك تُستخدم لغة بايثون في برمجة الألعاب البسيطة الخالية من التعقيدات الرسومية، وكذلك تُستخدم بايثون للنمذجة الأولية للألعاب المعقدة قبل الشروع في تطويرها باستخدام لغة أخرى. ما أهم التقنيات المستخدمة في برمجة الألعاب؟ إلى جانب لغات البرمجة التي شرحناها سابقُا، هناك العديد من التقنيات التي يتوجب على مبرمجي الألعاب معرفتها وتعلم استخدامها وأبرز هذه التقنيات: محركات الألعاب Game Engines برامج التصميم أو النمذجة ثلاثية الأبعادوالتحريك 3D Modeling and Animations برامج تصميم رسومات البكسل Pixel Art محركات الألعاب Game Engines تعد محركات الألعاب بيئات مجهزة لتطوير وتشغيل الألعاب، وتضم مجموعة من المحركات الأخرى، مثل: محرك الفيزياء الذي يساعد المبرمج على محاكاة الحركات الحقيقية في اللعبة، ومحرك الرسوم الذي يعالج الرسوم ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد في اللعبة، ومحرك الصوت المسؤول عن معالجة التأثيرات الصوتية في اللعبة، ومحرك الرسوم المتحركة، وغيرها من المحركات. لعل أبرز فوائد محركات اللعبة هي تسهيلها لعملية برمجة الألعاب وتوفيرها للكثير من الوقت على المبرمج، إذ كانت هذه العملية قبلًا شديدة التعقيد، ولكن بفضل محركات اللعبة صارت عملية سهلة وزادت إمكانيات الألعاب من رسوم وأداء وغيرها، ومن أشهر محركات الألعاب نذكر محرك يونتي Unity ومحرك أن ريل Unreal Engine ومحرك الألعاب جودو Godot. برامج التصميم أو النمذجة ثلاثية الأبعاد والتحريك 3D Modeling and Animations تشير النمذجة ثلاثية الأبعاد إلى عملية التمثيل المرئي للأبعاد الثلاثة وهم الطول والعرض والارتفاع لعنصرٍ في اللعبة باستخدام النقاط والخطوط والمضلعات، مثل: تمثيل إحدى شخصيات اللعبة مرئيًا على هيئة رسم ثلاثي الأبعاد، كما تتضمن نمذجة تحريكات العناصر، علي سبيل المثال نمذجة تحريك النباتات حول الشخصية أثناء سيرها، أو نمذجة سير الشخصية نفسها. تتضمن عملية النمذجة ثلاثية الأبعاد تحديد حجم الكائن أو العنصر وهيئته وتحديد طريقة حركته وتناغمه مع باقي عناصر اللعبة، ويعد التصميم ثلاثي الأبعاد مهمًا لزيادة واقعية اللعبة وتحسين رسومها وجاذبيتها، ومن أشهر البرمجيات المستخدمة في هذه العملية: برنامج Blender وAutodesk. برامج تصميم رسومات البكسل Pixel Art يعد فن البكسل فنًا رقميًا يستخدم في العديد من المجالات ومن ضمنها رسومات الألعاب، إذ يعمل مصمم رسوم البكسل على تصميم الصورة أو الرسم على مستوى البكسل، وهو الوحدة الأصغر من مكونات الصورة ويستخدمون فيها عددًا محددًا من الألوان، ولتبيين هذا المفهوم بدقة أكبر انظر الصورة التالية: ولعل أبرز لعبة مبنية على هذا النوع من الرسوم هي لعبة ماينكرافت الشهيرة، ومن أشهر برامج تصميم فن البكسل نذكر برنامج Aseprite وبرنامج PyxelEdit. وللتنويه لا يحتاج مبرمجو الألعاب لإنشاء رسومات البكسل بأنفسهم فهناك العديد من المواقع التي توفر مكتبات مجانية أو مدفوعة من رسومات البكسل التي يمكن استيرادها إلى محركات الألعاب والبدء بكتابة المنطق البرمجي الخاص بها. ما مراحل برمجة لعبة فيديو؟ تتضمن عملية برمجة لعبة فيديو عديدًا من المراحل، منها: التخطيط: تبدأ عملية برمجة لعبة فيديو بالتخطيط لها، وتبدأ عملية التخطيط بابتداع فكرة ثم تطوير هذه الفكرة، كما تضم مرحلة التخطيط عملية تحديد نوع اللعبة؛ هل هي لعبة رعب أم حرب أم رياضة أو غيرها؟ وتضم أيضًا تحديد طراز اللعبة؛ ثنائية الألعاب كانت أو ثلاثية الأبعاد، وكذلك تتضمن تحديد محرك الألعاب ولغة البرمجة والتقنيات التي ستستخدمها لبرمجة اللعبة. ما قبل التطوير: تضم هذه المرحلة خطوات عديدة، فمنها مثلًا كتابة قصة اللعبة وخلق عالمها وشخصياتها وتحديد صفات كل شخصية، ومنها أيضًا النمذجة الأولية للعبة وإنشاء تصاميم أولية لأشكال الشخصيات، وكذلك تحديد أسلوب التصميم والألوان المستخدمة في اللعبة حسب القصة ونوع اللعبة. التطوير: تعد المرحلة الأهم والأطول في عملية برمجة لعبة فيديو، ويعمل خلالها المطور على كتابة شيفرات اللعبة وتحويل التصاميم الأولية إلى لعبة حقيقية، كما يعمل فنانو الصوت على تسجيل الحوارات بين الشخصيات، ويعمل المصممون على تصميم الرسوم المتحركة للعبة، ويعمل مصممو الصوت على إضافة التأثيرات الصوتية للعبة، ثم تُجمع هاته الإبداعات المختلفة معًا عبر محرك اللعبة لتكون اللعبة جاهزة للاختبار. الاختبار: يُختبر في هذه المرحلة جميع أجزاء اللعبة، بدءًا من الشيفرات لاستخراج الثغرات الأمنية وتنقيحها، مرورًا بالأداء لتحسينه وتحسين تجربة المستخدم الكلية، وصولًا إلى تناغم الأجزاء المختلفة من اللعبة عمومًا مع بعضها، وكذلك تُختبر مدى صعوبة اللعبة، وغيرها من الأجزاء المختلفة في اللعبة، ثم تُجمَع الأخطاء المكتشفة وتُنقَّح قبل إطلاق اللعبة. ما قبل الإطلاق: تتضمن هذه المرحلة التسويق للعبة وكتابة إعلانات تسويقية عنها، كما تتضمن إطلاق نسخة مبدئية للعبة لتجربتها والحصول على آراء أولية قبل الإطلاق الرسمي لها، ما يساعدك على تحسين اللعبة وإطلاقها في أفضل هيئة لها. الإطلاق: أصبحت اللعبة جاهزة وحان موعد الإطلاق؛ في هذه المرحلة تنشر اللعبة على المنصات المخطط لها، ولكن لم تنتهِ المراحل بعض فلا تزال اللعبة تحتاج تحديثاتٍ. التحديث: لا تنتهي هذه المرحلة أبدًا، إذ تستمر في إصدار التحديثات تحديثًا بعد الآخر لإضافة مميزات جديدة تزيد من متعتها وتُحسِّن من تجربة المستخدم، كما تسد الثغرات والمشكلات المكتشفة بعد إطلاق اللعبة. ما الفرق بين برمجة ألعاب الجوال وبرمجة ألعاب الحاسوب؟ تتعدد الفروق بين برمجة ألعاب الجوال وبرمجة ألعاب الحواسيب، ومن أهمها: الإمكانيات: يفوق عتاد الحواسيب عتاد الجوالات قوةً وقدراتٍ، ما يزيد من إمكانيات ألعاب الحواسيب، بدءًا من الرسوم فتكون رسوم ألعاب الحواسيب أكثر تعقيدًا، مرورًا بالأداء المرتفع لألعاب الحواسيب، وصولًا إلى توسعية اللعبة وحجم بياناتها وتعقيدها. محركات الألعاب: تكثر محركات ألعاب الحواسيب وتتفوق على محركات ألعاب الجوال في المواصفات والإمكانات، ومن أشهرها: محرك الألعاب Unreal Engine ومحرك CryEngine، بينما يعد Unity محرك الألعاب الأشهر في برمجة ألعاب الجوال. التكلفة: تعد تكلفة تطوير لعبةٍ للحاسوب أكثر من تكلفة تطوير لعبة للجوال، إذ تتضمن ألعاب الحاسوب تعقيداتٍ أكثر وتأخذ أوقاتًا أطول لبرمجتها من ألعاب الجوال. الخاتمة استكشفنا في مقال اليوم عالم برمجة الألعاب الإلكترونية وحظينا بنظرةٍ شاملةٍ عن ماهيتها وتعرفنا على مجموعة متنوعة من لغات البرمجة المستخدمة في تطوير الألعاب، مع تسليط الضوء على مميزات كل لغة وأهم تقنياتها ومحركاتها، ومراحل تطوير لعبة والفرق بين برمجة ألعاب الجوال وبرمجة ألعاب الحاسوب. وختامًا إذا كنت مهتمًا بمجال برمجة الألعاب ننصحك بأن تبدأ رحلتك في تطوير الألعاب بخطوة صحيحة من خلال تحديد متطلبات اللعبة التي تود صناعتها واختيار اللغة ومحرك الألعاب المناسب، والاستمتاع في تنفيذ أفكارك الإبداعية وتحويلها للعبة مميزة مليئة بالتحديات والإنجازات. اقرأ أيضًا ألعاب الفيديو: تطورها وأهميتها وخطوات برمجتها كيف تصبح مبرمج ألعاب فيديو ناجح تعرف على أهمية صناعة الألعاب الإلكترونية تعرف على أفضل برنامج تصميم الألعاب الإلكترونية أشهر أنواع الألعاب الإلكترونية

يتساءل كل مبتدئ في البرمجة ما هي برامج البرمجة وما أهم البرمجيات التي أحتاجها لتعلم كتابتها بصورة صحيحة، فإذا كنت في المراحل الأولى من تعلم البرمجة ولا تعلم أين تكتب الشيفرات أو الأكواد البرمجية الخاصة بك ولا كيف تنفذها بعد كتابتها وترى نتائج عملية التنفيذ، ولا تدري كيف تتحقق من أدائها ومدى أمانها، ننصحك بأن تقرأ هذا المقال حيث نستعرض فيه أهم برامج البرمجة المستخدمة بكثرة خلال العمل على تطوير التطبيقات وكتابة الشيفرات بكفاءة وسرعة. ما هي برامج البرمجة؟ تعد برامج البرمجة مجموعةً من الأدوات التي يستعملها المبرمج لتطوير تطبيقات برمجية مختلفة بسرعة وفعالية، ولبرامج البرمجة استخداماتٌ عديدة، فهي تساعد المطور على كتابة الكود البرمجي وتقدم له مميزات وخيارات عديدة لتسريع عمله مثل ميزة الاستكمال التلقائي للشيفرات، وكذلك تساعده على أتمتة المهام المتكررة، مثل أتمتة اختبارات الأمان والأداء، كما تساعده على كشف وإحصاء أخطاء الشيفرات البرمجية وتنقيحها ما توفر عليه الكثير من الوقت والجهد. فوائد برامج البرمجة تعد برامج البرمجة بالغة الأهمية على أصعدة عديدة، من أهمها: توفير وقت المبرمج: لعل توفير الوقت أبرز فائدة من استخدام برامج البرمجة، إذ تساعد هذه البرمجيات المطور على أتمتة مهام عديدة، وتوفر له قوالب جاهزة للوظائف البرمجية المستخدمة بكثرة، وكثيرًا من الخيارات والمميزات الأخرى التي سيلي ذكرها خلال المقال. زيادة القدرة على التوسع: تعمل بعض أنواع برامج البرمجة على مزامنة عمليات معالجة البيانات، وبالتالي تساعد هذه البرمجيات على زيادة كمية البيانات التي يمكن معالجتها في آنٍ واحد، ما يؤدي تبعًا إلى سهولة توسعة المواقع وتطوير البرمجيات وزيادة قدرتها على تحمُّل الأعداد الضخمة من المستخدمين. رفع فرص التوظيف: كلُّ برنامجٍ يتعلم المبرمج التعامل معه سيزيد من كفاءته ويعززفرصه في التوظيف، فهذه البرمجيات تساعد المبرمج على كتابة شيفرات أفضل وتسريع عملية التطوير، وهذا بالضبط ما يحتاجه أصحابُ الأعمال. أنواع البرامج المستخدمة في البرمجة تتفرع البرامج المستخدمة في البرمجة إلى أنواع عديدة، ولكل نوعٍ استخداماته، ومن أهم أنواعها: برامج تعلم البرمجة Programming Studying Programs المترجمات والمفسرات Compiler and Interpreter بيئات التطوير المتكاملة IDEs⁦ منقّحات الأخطاء Debuggers أنظمة التحكم في الإصدارات Version Control Systems برامج البرمجة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي لنتعرف على كل نوع من هذه البرامج بمزيد من التفصيل. برامج تعلم البرمجة Programming Studying Programs لا نعني هنا التطبيقات والبرمجيات المخصصة لتدريس أو تعليم من خلال الدورات التعليمية والتدريب المستمر على كتابة الشيفرات التي تحل مشكلات معينة، ولكن نعني بها الأدوات والبرمجيات التعليمية التي تساعد المبتدئين على دخول تعلم البرمجة وفهم أساسياتها من خلال واجهات رسومية تعتمد على البلوكات أوالكتل التي يمكنك من خلالها تركيب الشيفرات بأسلوب سهل ومبسط وتعلم أساسيات البرمجة من خلالها ومن أبرز هذه البرامج سكراتش Scratch والذي يمكن أن يصنف كلغة برمجة مرئية مصممة بهدف تعلم مفاهيم البرمجة للطلاب في أعمار مبكرة ومساعدتهم في إنشاء ألعاب وقصص ورسوم متحركة ومواضيع تفاعلية تعليمية بطريقة محببة وسهلة وهذه البرامج تناسب المبتدئين بشكل كبير وسنشرح المزيد عنها لاحقًا. المُصرِّفات والمفسرات Compilers and Interpreters تحتاج لغات البرمجة عالية المستوى إلى برنامج حاسوبي لترجمة الشيفرات إلى لغة الآلة machine language كي يفهمها الحاسوب قبل تنفيذها، ويوجد نوعان رئيسيان من هذه البرمجيات: المُصرِّف Compiler: وهو برنامج يترجم الشيفرات أو الأكواد البرمجية كاملةً قبل تنفيذها، وما إذا كان في الشيفرات أخطاء فلن تُنفَّذ، وتتميز لغات البرمجة المُصرَّفة بالسرعة والأمان. المُفسِّر Interpreter: وهو برنامج ينفذ شيفرات البرنامج سطرًا بسطر، ويبدأ تنفيذ البرنامج ولو كان في الشيفرات أخطاء، ولكن سرعان ما يتوقف التنفيذ إذا وصل المُفسِّر إلى شيفرة بها خطأ برمجي. بيئات التطوير المتكاملة IDEs⁦ تعد بيئات التطوير المتكاملة Integrated Development Environments أو IDEs اختصارًا من برامج البرمجة المفيدة التي تساعد المطورين على كتابة الشيفرات البرمجية بسرعة وكفاءة، فهي تحتوي على مميزات عديدة تجعل عمل المطور أسهل، من خواص استكمال تلقائي للشيفرات إلى خواص تصحيح فوري للأخطاء في صيغة الشيفرة، كما تحوي بيئات التطوير المتكاملة عدة أدواتٍ مدمجة مفيدة للمطور، مثل: محرر الأكواد ومُنقِّح الأخطاء ومترجم الشيفرة والأكمال التلقائي للكود، وتوفر كذلك إمكانية تثبيت العديد من الإضافات الخارجية المساعدة في عملية التطوير. تتعدد بيئات التطوير المتكاملة، ومن أشهرها نذكر: فيجوال ستوديو كود Visual Studio Code: ذاع صيت فيجوال ستوديو كود حتى صارت بيئة التطوير الأشهر والأكثر استخدامًا بين المبرمجين، وذلك لتعدد مميزاتها، بدءًا من دعمها لغالب لغات البرمجة الحية وجميع لغات البرمجة الشهيرة، مرورًا بتوفيرها لإضافاتٍ عديدة تجعل من كتابة الشيفرات أمرًا يسيرًا على المطورين، وصولًا إلى بساطة واجهتها وسهولة التعامل معها، وكذلك من أبرز ما يميزها مجانيتها وأنها بيئة تطوير مفتوحة المصدر. بايشارم PyCharm: تُستخدم بيئة التطوير المتكاملة بايشارم من مطوري لغة البرمجة بايثون خاصة، وتعد بيئة تطوير مدفوعة، وتدعم بايشارم بالكاد جميع أطر عمل ومكتبات لغة بايثون، كما توفر أدواتٍ مخصصة لاختبار شيفرات بايثون وتنقيح أخطائها، وتدعم تضمين نظام التحكم في الإصدارات غيت داخل بيئة التطوير لتسريع عملية تتبع النُّسخ المختلفة من الشيفرات. إنتيليج إيديا IntelliJ IDEA: بيئة تطوير مدفوعة مصممة لمطوري تطبيقات الأندرويد، وتدعم لغات البرمجة جافا وكوتلن وسكالا وجروفي، وهي أشهر لغات تطوير تطبيقات الأندرويد وأكثرها استخدامًا، وتتميز بيئة التطوير إنتليج إيديا بالدعم الجزئي لعدة لغات برمجة أخرى، مثل: بايثون Python و php وروبي Ruby وغيرها. بي إتش بي ستورم PhpStorm: تعد بيئة تطوير مدفوعة موجهة خصيصًا لمطوري لغة بي إتش بي، وتدعم جميع أطر العمل الشهيرة للغة بي إتش بي، كما تدعم أشهر قواعد البيانات المستخدمة مع بي إتش بي لتطوير تطبيقات الويب، وتدعم تقنيات بناء الواجهة الأمامية لتطبيقات الويب، مثل: لغة HTML ولغة CSS ولغة جافا سكريبت وتايب سكريبت وغيرها. إكس كود XCode: بيئة تطوير مجانية مخصصة لتطوير التطبيقات الموجهة لجميع أنظمة تشغيل آبل، والتي تتضمن نظام تشغيل هواتف آبل أي أو إس iOS، ونظام تشغيل الأجهزة اللوحية أي باد أو إس iPadOS، ونظام تشغيل الحواسيب المحمولة ماك أو إس MacOS، وكذلك نظام تشغيل الساعات الذكية WatchOS، وسائر أنظمة تشغيل آبل. مُنقِّحات الأخطاء Debuggers تدخل عمليتا الاختبار وتنقيح الأخطاء ضمن المهام الأساسية للمطور، ويعد مُنقِّح الأخطاء أداةً تساعد المطور على اختبار التطبيق وتحديد أماكن الخطأ في الشيفرات ثم تنقيحها، ما يساهم في تأمين التطبيق من الثغرات والاختراق. برامج سطر الأوامر Command Line Interpreters تعد برامج سطر الأوامر من البرامج المفيدة التي تسمح للمطور بإدخال أوامر كتابية وتوجيهها إلى نظام التشغيل لتنفيذها، ومن أشهر برامج سطر الأوامر نذكر: موجه الأوامر CMD.exe: وهو البرنامج الافتراضي لنظام التشغيل ويندوز، ويكون على هيئة نافذةٍ سوداءٍ بسيطة يمكن للمبرمج من خلالها كتابة أوامر لتأدية وظائف عديدة، منها مثلًا إنشاء ملفات جديدة والتعديل عليها وحذفها وتغيير مسارها، والتعرُّف على معلومات النظام والشبكة والتحكم فيهما، ويساعد موجهُ الأوامر المطورَ على توفير الكثير من الوقت المستهلك في تنفيذ نفس المهام يدويًا عبر الواجهة الرسومية. ويندوز باورشيل Windows PowerShell: يعد مفسر سطر أوامر مدمج في نظام تشغيل ويندوز، وهو يتشابه كثيرًا مع موجه الأوامر CMD إلا أنه أكثر تطورًا منه ويحوي بعض الخصائص الإضافية، ومنها مثلًا الوصول إلى البرمجيات السحابية لمايكروسوفت. سيمدر CMDER: مفسر أوامر مجاني ومفتوح المصدر متاحٌ على الإنترنت، ويتميز بالواجهة القابلة للتعديل وإمكانية تغيير أحجام الخطوط وألوانها، كما يسمح بتنفيذ بعض سطور أوامر نظام تشغيل لينكس على نظام تشغيل ويندوز، وكذلك يدعم التحكم مع نظام إدارة الإصدارات غيت، ما يجعله مفسر أوامر قوي ومميز. باش Bash: يعد باش مفسر الأوامر الافتراضي لنظامي تشغيل لينكس وماك أو إس، ويتميز بكفاءته في التحكم في نظام التشغيل وإمكانية الوصول إلى أجزاء منه لا يمكن الوصول لها عبر الواجهة الرسومية، كما يساعد على أتمتة مهام عديدة، مثل: الاختبارات الدورية للخوادم. أنظمة التحكم في الإصدارات Version Control System يشير مفهوم التحكم في الإصدارات إلى عملية إدارة التحديثات والتطويرات المتتابعة لشيفرات البرنامج، أما نظام التحكم في الإصدارات فهو نظامٌ يُستخدم لتسجيل النسخ المختلفة من الشيفرات، حتى يتسنى للمطور العودة لأيِّها شاء وقتما أراد وهو أمر يحتاجه أي مبرمج إذ تتعدد فوائد أنظمة التحكم في الإصدارات، ومنها تحسين تعاون فريق المبرمجين وتنظيم تعديلاتهم المختلفة على الشيفرات، كما تعد نسخ الشيفرات المخزنة في نظام التحكم في الإصدارات بمثابة نسخ احتياطية مستقرة يستطيع المطور العودة إليها ما إذا أطلق تحديثًا للبرنامج ثم اكتشف فيه ثغرةً قد تؤدي به إلى الاختراق. يعد غيت Git أشهر برنامج للتحكم في الإصدارات بالمجتمع التقني، ويتتبع غيت التعديلات على شيفرات كل ملف من ملفات البرنامج، ويمكن الوصول إلى النسخ المختلفة من الملفات المُخزَّنة على غيت عن طريقين؛ إما بسطر الأوامر أو بأداة للتحكم في ملفات غيت، ومن أشهر أدوات التحكم في غيت أداة غيت هاب GitHub وأداة غيت لاب GitLab، وتساعد هذه الأدوات على تخزين ملفات المشروع سحابيًا، ما يجعل الوصول إليها سهلًا بين جميع أعضاء الفريق البرمجي. برامج البرمجة المعتمدة على الذكاء الاصطناعي لقد ازدادت إمكانيات البرامج المستخدمة في البرمجة من خلال تعزيزها بقدرات الذكاء الاصطناعي مما سهل على المطورين والمبرمجين عملهم بشكل كبير، ومن أبرز هذه البرامج نذكر: أمازون كود ويسبيرر AWS CodeWhisperer فيجوال ستوديو إنتيليكود Visual Studio IntelliCode ديفن Devin لنعلم أكثر عن كل برنامج من هذه البرامج وكيف تستفيد من الذكاء الاصطناعي في مجال البرمجة. أمازون كود ويسبيرر AWS CodeWhisperer يتشابه أمازون كود ويسبيرر في وظيفته مع جيتهاب كوبايلوت، إلا أنَّه يناسب فئة مختلفة من المطورين، إذ يعد أكثر تخصيصًا وتوجهًا لمهندسي الحوسبة السحابة ومستخدمي خدمات AWS، وكذلك يتميز أمازون كود ويسبيرر عن جيتهاب كوبايلوت بتوافر نسخة مجانية منه. فيجوال ستوديو إنتيليكود Visual Studio IntelliCode تعد فيجوال ستوديو إنتيليكود إضافة مجانية لبيئة التطوير فيجوال ستوديو كود، ولا تدعم إلا لغات برمجة محددة، وهي بايثون وجافا سكريبت وتايب سكريبت وجافا، وتقل إمكانيات فيجوال ستوديو إنتيليكود بشكلٍ ملحوظ عن نظائره جيتهاب كوبايلون وأمازون ويسبيرر. ديفن Devin يعد برنامج Devin الذي أنتجته شركة Cognition أحد برامج البرمجة الأحدث فقد أُعلن عنه بكونه أول مهندس برمجيات في العالم يعتمد على الذكاء الاصطناعي وهو قادر على كتابة أكواد البرمجة بنفسه وتصحيح أخطائها ونشرها كما أنه قادر على التفكير المنطقي والتخطيط واتخاذ القرارات وتحسين أدائه باستمرار. برامج البرمجة للمبتدئين إليك مجموعة من أهم برامج البرمجة التي توفر أدوات مفيدة تساعد المبتدئين على الولوج إلى عالم تطوير البرمجيات دون صعوبات وتعقيدات لغات البرمجة: سكراتش Scratch مايكروسوفت ميك كود Microsoft MakeCode تينكر Tynker لنشرح أكثر عن كل برنامج من برامج البرمجة التي ينصح بها للمبتدئين. سكراتش Scratch يعد سكراتش من أشهر برامج تعليم البرمجة للأطفال والمبتدئين فهو يعتمد على تعلم أساسيات البرمجة من خلال واجهة رسومية تتكون من عدة كتل برمجية لاستخدامات متعددة وتعتمد على سحب وإسقاط الكتل البرمجية المطلوبة لبناء المنطق الصحيح لعمل البرنامج، وهو سهل التعامل ويجعل عملية تعلم البرمجة ممتعة ومشوقة. وينصح به لمساعدة الأطفال على تحسين مهاراتهم في حل المشكلات والتفكير المنطقي، وهما مهارتان من أهم مهارات المبرمج المحترف، وكذلك يتيح سكراتش للمستخدمين مشاركة برمجياتهم ومشاريعهم، مما يخلق جوًا من المتعة والتنافسية ويؤدي إلى الرغبة في التحسن الدائم. مايكروسوفت ميك كود Microsoft MakeCode يتبنى برنامج مايكروسوفت ميك كود نهجًا مشابهًا لمنهج سكراتش في تعليم البرمجة، إذ يساعد المبتدئين والأطفال على تعلم البرمجة بتركيب كتل من الشيفرات البرمجية الجاهزة، ولكنه يختلف عنه في ماهية البرامج المُطوَّرة، فيركز مايكروسوفت ميك كود على تطوير الألعاب البسيطة، وكذلك يتدرج برنامج مايكروسوفت ميك كود مع المبرمج في مستويات الصعوبة حتى ينتهي بالمبتدئ إلى أن يكون قادرًا على تعلُّم لغة جافا سكريبت. تينكر Tynker يعد تينكر أحد أهم برامج البرمجة للمبتدئين، ورغم استناده إلى نفس نهج سكراتش ومايكروسوفت ميك كود في تعليم البرمجة، إلا أنه يبرز عنهما بتطوره، إذ يوفر دوراتٍ في مجالاتٍ حديثة، مثل علوم البيانات والذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة، كما يتدرج بالمطور المبتدئ إلى مستويات أعلى من نظيريه سكراتش ومايكروسوفت ميك كود. ولكن يتوفر سكراتش ومايكروسوفت ميك كود مجانًا دون الحاجة لدفع أية رسوم، بينما يعد تينكر مدفوعًا، وذلك نظرًا لتقدمه وصعوبة توفير دوراته ومنهاجه المميز في التعليم بشكل مجاني. وأخيرًا تذكر أن تعلُّم البرمجة اليوم لم يعد صعبًا كما كان في السابق، إذ تتوفر اليوم الكثير من البرمجيات التي تُسهِّل عملية التعلُّم يومًا بعد يوم، كل ما عليك هو اتخاد قرار بالبدء في التعلُّم والحرص على الالتزام والمثابرة، وإذا كنت لا تعلم من أين تبدأ في رحلة تعلم البرمجة فيمكنك الاطلاع على دورات أكاديمية حسوب المميزة التي أعدها خبراء في البرمجة والتي تأخذ بيدك في تعلم البرمجة من الصفر وصولًا للاحتراف والحصول على فرصة عمل في أحد مجالات البرمجة المميزة. الخلاصة تعرفنا في هذا المقال على مجموعة متنوعة من برامج البرمجة التي يحتاجها المطورون في مختلف المجالات، سواء برامج تعلم البرمجة أو برامج كتابة وتنقيح الشيفرات ومفسرات سطر الأوامر كما تطرقنا إلى برامج البرمجة الحديثة التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي في عملية البرمجة، وختمنا المقال بذكر أهم برامج البرمجة الموجهة للمبتدئين في عالم البرمجة، هل هناك برنامج مفيد في عملية البرمجة تجده مفيدًا في رحلة تعلم البرمجة يسرنا أن تشاركنا تجربتك في التعليقات أسفل المقال. اقرأ أيضًا أسهل لغات البرمجة فوائد تعلم البرمجة ما هي مدة تعلم البرمجة؟ اكتشف ما هي البرمجة وما أهمية تعلمها برمجة الحاسوب للمبتدئين لماذا يجب أن تعلم طفلك البرمجة؟

يعد مجال هندسة الحاسوب Computer Engineering واحدًا من أهم المجالات التقنية وأعرقها، كما تلعب هندسة الحاسوب دورًا رئيسيًا في تطوير أنظمة حاسوبية متكاملة تُستخدم في مختلف المجالات والتخصصات. ويوفر لك هذا المقال لمحة شاملة عن هندسة الحاسوب، بدءًا من تعريفها وأقسامها، مرورًا بموادها ويوضح أبرز الفروق بين تخصص هندسة الحاسوب وبين تخصصات مشابهة مثل هندسة البرمجيات وعلوم الحاسوب، ويختتم بتعريفك على أهم مهارات مهندس الحاسوب والوظائف التي تتاح لك عند دراسة هندسة الحاسوب. ما هي هندسة الحاسوب؟ تعد هندسة الحاسوب أحد فروع الهندسة وهي تخصص شامل وواسع يجمع بين علوم متعددة مثل تصميم الأجهزة وعلم الإلكترونيات وتطوير البرمجيات، إذ تعتمد هندسة الحاسوب على مبادئ من علوم الحاسوب وهندسة الإلكترونيات لتطوير أنظمة حاسوبية مدمجة ومتكاملة تُستخدم في مختلف المجالات، مثل: الصناعة والطب والاتصالات والنقل. يبدأ عمل مهندسي الحاسوب من تصميم الدوائر الإلكترونية والشرائح الإلكترونية للحاسوب، ثم كتابة البرمجيات منخفضة المستوى لتشغيل هذه الدوائر والشرائح وتشغيل عتاد الحاسوب عامة، ثم تطوير أنظمة التشغيل لإدارة موارد الحاسوب، وأخيرًا تطوير البرمجيات الملائمة لاحتياجات المستخدم لتثبيتها على الحاسوب. وتدخل هندسة الحاسوب كما ذكرنا للتو في كثيرٍ من المجالات المختلفة، ما يجعلها إحدى أهم المجالات المعاصرة، ومن هذه المجالات: الصناعة: يساعد مهندسو الحاسوب على تطوير الآلات وتسهيل أتمتة العمليات، ما يزيد إنتاجية المصانع وبالتالي زيادة دخلها وتحسين جودة المنتجات. الطب والخدمات الصحية: يعمل مهندسو الحاسوب على بناء أجهزة طبية متطورة وتطوير برمجياتها وتحديثها باستمرار لزيادة دقتها في تشخيص المريض وتحديد حالته والدواء المناسب له. الاتصالات: يساهم مهندسو الحاسوب في تصميم وتطوير بنية الشبكات التي تدعم اتصالات البيانات بين الأجهزة المختلفة وتطوير برمجيات ت وتطبيقات تسهل عمليات الاتصال ونقل البيانات عبر الشبكات. الاقتصاد: تعزز هندسة الحاسوب من النمو الاقتصادي من خلال تطوير حلول رقمية ومنصات تجارة إلكترونية توسع الوصول إلى الأسواق وتسهل العمليات التجارية. ما أقسام هندسة الحاسوب؟ تتعدد أقسام هندسة الحاسوب وتتفرع، ومن أشهر أقسامها: قسم هندسة البرمجيات Software Engineering قسم هندسة الشبكات Networks Engineering قسم الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence قسم أمن المعلومات Information Technology لنشرح بتفصيلٍ أكبر كل قسم من هذه الأقسام. قسم هندسة البرمجيات Software Engineering يعد قسم هندسة البرمجيات أحد أشهر أقسام هندسة الحاسوب وأكثرها انتشارًا، ويعمل مهندسو البرمجيات على توظيف التقنيات البرمجية من لغات برمجة وأطر عمل وقواعد بيانات وغيرها من التقنيات لتطوير برامج للمستخدمين. وتتعدد المجالات الفرعية من مجال هندسة البرمجيات، ومن أشهرها مجال تطوير الويب، والذي يهتم بتطوير تطبيقات الويب التي يتصفحها المستخدمون عبر متصفحات الويب، وكذا يعد تطوير تطبيقات الجوال أحد المجالات الفرعية من هندسة البرمجيات، وهو المجال المختص في تطوير تطبيقات موجهة إلى أنظمة تشغيل الهواتف الجوالة، مثل: أندرويد وأي أو إس iOS، وكذلك مجال تطوير تطبيقات سطح المكتب الذي يُعنى بتطوير تطبيقات لأنظمة تشغيل الحواسيب، ومنها ويندوز ولينكس وماك أو إس MacOS. قسم هندسة الشبكات Networks Engineering يعمل مهندسو الشبكات على تصميم الشبكات وبنائها وصيانتها دوريًا، والشبكة هي نظامٌ رقميٌّ يسمحُ للأجهزة الإلكترونية بالتواصل وتناقل البيانات، ولا يكاد مجالٌ تقنيٌّ أن يظهر إلا بالاعتماد على الشبكات، ما يجعل من هندسة الشبكات أحد أهم أقسام هندسة الحاسوب. قسم الذكاء الاصطناعي Artificial Intelligence يظفر قسم الذكاء الاصطناعي برواج واسعٍ في الآونة الأخيرة سواءً بين المبرمجين أو غيرهم، وذلك نظرًا للتقدم السريع والكبير في هذا المجال، ويعد الذكاء الاصطناعي قسمًا من أقسام هندسة الحاسوب، ويجمع مهندسو الذكاء الاصطناعي بين مجالات تعلم الآلة وتحليل البيانات ومجالات أخرى لتطوير برمجيات لأتمتة المهام الروتينية، ما يزيد من إنتاجية الشركات ويقلل التكاليف ويرفع الأرباح. قسم أمن المعلومات Information Technology يهتم قسم أمن المعلومات بإدارة أنظمة التشغيل وتنظيم العمليات عليها وحمايتها، كما يهتم بإدارة قواعد البيانات، ما يجعله مجالًا واسعًا يحتاج متخصصوه مهاراتٍ عديدة، منها: إدارة أنظمة التشغيل وإدارة الشبكات وإدارة قواعد البيانات والاختبار وتنقيح الأخطاء وتأمين التطبيقات وغيرها من المهارات. ما هي مواد هندسة الحاسوب؟ يدرس مهندسو الحاسوب مواد عديدة، منها: أساسيات الهندسة الكهربائية Electrical Engineering أساسيات علوم الحاسوب Computer Science أنظمة التشغيل Operating Systems الشبكات Networking التصميم والتحليل الهندسي Engineering Design and Analysis لنتعرف بعمقٍ عن ماهية كل مادة وأهميتها. أساسيات الهندسة الكهربائية تتفرع الهندسة الكهربية من مجال الهندسة، وتهتم الهندسة الكهربية بدراسة التطبيقات الكهربية في الأجهزة الحديثة، ولا سيما الدوائر الإلكترونية المتكاملة Integrated Circuits والترانزستورات Trasistors، واللذان يُعدَّان من القطع الأساسية في عتاد أي حاسوب، كما تهتم الهندسة الكهربية أيضًا بدراسة الإشارات ومعالجتها Signal Processing، وكذلك يدرس الإلكترونيات الدقيقة وأشباه الموصلات Microelectronics and Semiconductors. أساسيات علوم الحاسوب تشير علوم الحاسوب إلى دراسة الحاسوب والأنظمة الحاسوبية وطريقة عملها، ويتضمن ذلك دراسة البرمجة ولغاتها، ودراسة الخوارزميات وهياكل البيانات وتحليل البيانات وتأمين التطبيقات البرمجية، كما يتضمن دراسة أساسيات معمارية الحاسوب، والتي تهتم بمكونات الحاسوب الداخلية من معالج إلى الذاكرة العشوائية والذاكرة الصلبة وكيفية عمل هذه القطع معًا. أنظمة التشغيل يهتم مهندس الحاسوب بدراسة نظام التشغيل ومكوناته وطريقة عمله، ويتعرف على طريقة تطوير وظائف نظام التشغيل، مثل: إدارة الموارد وإدارة العمليات وإدارة الشبكات وغيرها، ويعلم أيضًا عوامل أمان نظام التشغيل وكيفية تطبيقها أثناء تطوير نظام تشغيل ومن ضمن ذلك اختبار النظام وتنقيح أخطائه، كما يدرس كيفية ارتباط هذا النظام بعتاد الحاسوب والتوافق معه. الشبكات تدخل دراسة الشبكات الحاسوبية ضمن مواد هندسة الحاسوب، إذ يدرس مهندس الحاسوب ماهية الشبكة ومكوناتها من حواسيب وخوادم وحواسيب مركزية وأجهزة أخرى، وطريقة عمل الشبكة وبروتوكولات تبادل المعلومات والبيانات والموارد والخدمات عبر الشبكة، ويعرف أنواع الشبكات المختلفة ومعايير اختيار النوع المناسب من الشبكات حسب احتياجات العمل، كما يتعلم بناء الشبكة ومبادئ تأمينها وحمايتها من الاختراق. التصميم والتحليل الهندسي يشير التصميم الهندسي في هندسة الحاسوب إلى عملية تصميم هيكل حاسوب أو جهاز إلكتروني وتحديد مواصفاته وإمكانياته، وتصميم نظام تشغيله وعمليات نظام التشغيل أيضًا، أما عملية التحليل الهندسي في هندسة الحاسوب فهي إحدى خطوات عملية التصميم الهندسي، ويشير التحليل الهندسي إلى عملية تحديد المشكلات التي يواجهها المهندس أثناء عملية التصميم وتفكيكها إلى مشكلات صغيرة وحل هذه المشكلات الصغيرة واحدة تلو الأخرى حتى يصل إلى حل للمشكلات الكبيرة في التصميم. ما الفرق بين علوم الحاسوب وهندسة الحاسوب وهندسة البرمجيات؟ تركز هندسة البرمجيات أساسيًا على دراسة البرمجيات ومكوناتها وطريقة عملها، ودراسة لغات البرمجة والنظريات البرمجية وطريقة تطوير برنامج ذي أداء سريعٍ وأمانٍ عالٍ، بينما تدرس هندسة الحاسوب عتاد الأجهزة الإلكترونية وكيفية بناء جهاز إلكتروني والمكونات الدقيقة للأجهزة، كما تدرس البرمجيات أيضًا ولا سيما التطبيقات منخفضة المستوى المستخدمة لتشغيل قطع العتاد المختلفة داخل الحاسوب. تتشابه علوم الحاسوب مع هندسة البرمجيات تشابهًا كبيرًا، ولكنها تختلف معها في دراسة العتاد، إذ يدرس طلاب علوم الحاسوب أمورًا عن عتاد الحاسب وكيفية عملها، ولكنها تختلف عن هندسة الحاسوب في مدى التعمق في دراسة العتاد، إذ يدرس مهندسو الحواسيب العتاد بعمق، حتى يدرسوا أدق أنواع العتاد، مثل: الدوائر الإلكترونية المتكاملة والترانزستورات، بينما لا يدرس طلاب علوم الحاسوب عن العتاد إلا علومًا نظريةً قليلة. ما هي أهم مهارات مهندس الحاسوب الناجح؟ تعد مهارات مهندس الحاسوب الناجح عديدة، ولعل أهمها: الشهادة التفكير المنطقي التفكير النقدي حل المشكلات المهارات الناعمة لنأخذ لمحة سريعة عن كل مهارة من هذه المهارات وأهميتها لمهندس الحاسوب. الشهادة لا شك أن الشهادة الجامعية في مجال هندسة الحاسوب مفيدة، فالتعليم الجامعي يساعدك على التعلُّم المنظم ويضمن وجود رقيب يتابع تطور مستواك، ولكنها كذلك ليست ضرورية للنجاح في تخصص هندسة الحاسوب وقد تعدلها الدراسة الذاتية والتطبيق العملي والخبرة في المجال فكثير من جهات العمل اليوم تشترط الخبرة في المجال أكثر من اشتراط الشهادات. فمصادر التعلم الذاتي كثيرة ومنوعة ومن بين مصادر التعلم البارزة عربيًا أكاديمية حسوب التي توفر لك من خلال دوراتها البرمجية في مختلف المجالات التقنية مميزات التعليم الأكاديمي من منهجية واضحة في التعلم وشهادة تثبت ما تعلمته ورقابة من خبير في هندسة الحاسوب، كما تمنحك مميزات التعليم الذاتي من مرونة التعلُّم وسهولته وسرعته وغيرها مما لا توفره الجامعة. دورة علوم الحاسوب دورة تدريبية متكاملة تضعك على بوابة الاحتراف في تعلم أساسيات البرمجة وعلوم الحاسوب اشترك الآن التفكير المنطقي لا يستطيع مهندس الحاسوب مزاولة مهنته دون مهارات التفكير المنطقي فهو الذي يجعلك تكر بشكل منظم يساعدك علة فهم عتاد وبرمجيات الحواسيب ويوفر له مهارة التخطيط الجيد ويمنحك القدرة على اتباع خطواتٍ متسلسلة مرتبة مفصلة للوصول إلى أفضل حل للمشكلات التي تواجهها. التفكير النقدي يحتاج كل مهندس حواسيب إلى عقلٍ نقديٍّ يساعده على تحديد مواطن الضعف في برنامجه أو جهازه، فنقاط الضعف في البرنامج الرقمي ينتج عنها وصول المخترقين والمحتالين إلى بيانات المستخدمين، ما يؤدي إلى فقد الموثوقية والمصداقية، أما مواطن الضعف في الأجهزة سواءً حواسيب أو هواتف جوالة أو غيرها فإنَّها تؤدي إلى سوء تجربة المستخدم، مما يؤدي أيضًا إلى خسارة الموثوقية والمصداقية من العملاء. حل المشكلات تواجه مهندس الحاسوب مشكلاتٌ كثيرةٌ أثناء بناء الأجهزة والتطبيقات، مما يُحتِّم عليه تعلُّم مهارة حل المشكلات، وهذه المهارة مرتبطةٌ ارتباطًا وثيقًا بمهارة التفكير المنطقي، إذ يساعد التفكير المنطقي على وضع خطوات متسلسلة للوصول إلى أفضل حلٍّ للمشكلة؛ سواءً كانت هذه المشكلة برمجية أو مشكلة في تصميم الجهاز وتحديد الموارد والخامات أو غيرها. المهارات الناعمة عادةً ما يعمل مهندسو الحاسوب ضمن فرق عمل، فلا يستطيع مهندس حاسوب واحد تنفيذ جميع مهام من بناء جهاز إلكتروني إلى تطوير نظام تشغيل له ثم تطوير برمجيات موجهة لهذا الجهاز، وذلك يجعل تعلُّم مهارات التعامل مع الأصدقاء في فريق العمل أمرًا ضروريًا. ما وظائف هندسة الحاسوب؟ تفتح لك هندسة الحاسوب أبوابًا عديدة أمام وظائفٍ كثيرة، ومنها: متخصص دعم تقني مهندس DevOps خبير أمن معلومات خبير ذكاء اصطناعي مطور تطبيقات لنعرف مزيدًا من المعلومات عن كل وظيفة على حدة. متخصص دعم تقني يعمل متخصص الدعم التقني على تكوين النظام التقني للشركة، بدءًا من تنصيب الخوادم والشبكات، مرورًا باختبار النظام واستخراج نقاط ضعفه وحلها، وصولًا إلى صيانة النظام وترقيته دوريًا لضمان استمرار عمله على أفضل وجه. مهندس DevOps ينتشر مجال ديف أوبس DevOps بسرعة شديدة رغم حداثته، وذلك لما له من فوائد في تسريع عملية تطوير البرمجيات، ولتصبح مهندس DevOps عليك تعلُّم مجموعة من المهارات، أهمها: كتابة الشيفرات البرمجية لأتمتة المهام وإدارة أنظمة التشغيل والشبكات والخوادم، والتعامل مع الحاويات Containers وأشهرها دوكر Docker، وتنفيذ مهام الحوسبة السحابية ومنهجية التكامل المستمر والنشر المستمر CI|CD، وتأمين البنية التحتية اللازمة لتشغيل التطبيقات والخدمات وإدارة السجلات Logs ومراقبة حالة النظام Monitoring للكشف أي أخطاء فور وقوعها. خبير أمن معلومات يشرف خبير أمن المعلومات على اسكتشاف والثغرات الأمنية سواءً في عتاد الحواسيب أو في برمجياتها وحل هذه الثغرات ويعد أمن المعلومات أحد أهم وظائف هندسة الحاسوب، ويجب أن يكون خبير أمن المعلومات على دراية واسعة بأمن الشبكات ونظم التشغيل وقواعد البيانات، ويكون خبيرًا في الأمن السيبراني واختبار التطبيقات وتنقيح أخطائها. خبير ذكاء اصطناعي يعد الذكاء الاصطناعي واحدًا من وظائف البرمجة الحديثة الأكثر طلبًا في سوق العمل اليوم، وتتفرع منه مجالاتٌ عديدة، مثل: تعلم الآلة والتعلم العميق ومعالجة اللغة الطبيعية وغيرها، ويحتاج خبير الذكاء الاصطناعي إلى إتقان لغة برمجة، وتشتهر لغة البرمجة بايثون بشدة في هذا المجال، كما يحتاج إلى معرفة بأطر عمل الذكاء الاصطناعي وتعلُّم الآلة وأشهرها إطار عمل باي تورش PyTorch وتنسر فلو TensorFlow، وأن يتعرف أيضًا على مبادئ الإحصاء والرياضيات وتحليل البيانات، وكذا ينبغي عليه المعرفة بماهية الرؤية الحاسوبية Computer Vision والحوسبة السحابية Cloud Computing. مطور تطبيقات يتعلم مهندس الحاسوب العديد من لغات البرمجة والتقنيات خلال دراسته وتمكنه هذه المعرفة التقنية من تطوير العديد من أنواع التطبيقات ما بين تطبيقات ويب وتطبيقات هاتف وتطبيقات سطح مكتب، فلكلٍّ منها لغات برمجة وأطر عمل ومهارات خاصة به، لذا يشترك مطورو التطبيقات بجميع أنواعها في حاجتهم لدراسة لغة برمجة وإطار عمل وقاعدة بيانات ونظام تحكم في الإصدارات، بينما تختلف نوعية اللغات وأطر العمل بين التطبيقات المختلفة، فمثلًا يحتاج مطورو الويب لمعرفة إحدى لغات الويب، مثل: جافا سكريبت أو PHP أو روبي أو بايثون وغيرها، بينما يحتاج مطورو تطبيقات الهاتف إلى معرفة بلغة البرمجة جافا أو كوتلن لتطبيقات أندرويد وسويفت لتطبيقات أي أو إس iOS، أما مطورو تطبيقات سطح المكتب فيحتاج لمعرفة لغة البرمجة جافا Java أو سي بلس بلس ⁦C++⁧⁧⁧ الخاتمة إلى هنا نكون قد وصلنا لنهاية مقالنا الشامل الذي شرحنا فيه كل ما يخص هندسة الحاسوب التي تعد مجالًا واسعًا يوفر لدارسيه فرصًا وظيفية مميزة ذات رواتب مجزية ويفتح لمن يتقن مهاراته الواسعة الكثير من المجالات والتخصصات، وهو مجالٌ ذو مستقبلٍ مميز ولا سيما مجالاته المتعلقة بالذكاء الاصطناعي لذا ننصحك بالبدء بتعلم مهاراته من الآن واللحاق بركب التطور التقني الحاصل في شتى المجالات. اقرأ أيضًا تعرف على تخصص هندسة البرمجيات تعرف على وظائف البرمجة الأعلى أجرًا مدخل إلى تطوير البرمجيات Software Development الأخطاء السبع القاتلة لأيّ مشروع برمجيات شهادات البرمجة: أهميتها وسبل الحصول عليها ما هي مدة تعلم البرمجة؟

تمثل لغات البرمجة عالية المستوى نسبة تزيد عن ثمانين بالمائة من أشهر خمسين لغة برمجة في المجتمع التقني، ما يجعلنا نتساءل: ما هي لغات البرمجة عالية المستوى؟ ولماذا تعد مشهورة إلى هذا الحد؟ وما أشهر استخدامات هذا النوع من لغات البرمجة؟ تعريف لغات البرمجة عالية المستوى تتعدد مستويات لغات البرمجة، فمن لغات البرمجة لغات منخفضة المستوى تساعد المطور على التخاطب المباشر مع عتاد الحاسوب، ما يجعلها مميزة في إدارة موارد الحاسوب، ويوجد كذلك لغات برمجة عالية المستوى، وتعد أكثر تجريدًا عن عتاد الحاسوب وتجعل تركيز المطور ينصبُّ على خواص التطبيق ومميزاته، وهي أسهل من اللغات منخفضة المستوى وأقرب منها إلى اللغات البشرية. تعد لغات البرمجة عالية المستوى نوعًا من لغات البرمجة يسمح للمطور بتطوير برمجيات مجردة عن عتاد الحاسوب، بمعنى أنَّ المطور لا يحتاج إلى وصف طريقة تعامل الأجزاء المختلفة من البرنامج مع المكونات الداخلية للحاسوب مثل: المعالج والذاكرة المؤقتة والذاكرة الدائمة، وتهدف لغات البرمجة عالية المستوى إلى تسهيل عملية تطوير البرمجيات وزيادة إنتاجية المطور، وكذلك تقريب بنية لغات البرمجة إلى بنية اللغات البشرية حتى تسهُل قراءة الشيفرات وكتابتها. أنواع لغات البرمجة عالية المستوى يجب ترجمة كل برنامج مكتوب بلغة برمجة عالية المستوى إلى لغة الآلة قبل تنفيذه، وتنقسم لغات البرمجة عالية المستوى إلى نوعين رئيسيين تبعًا لطريقة ترجمة الشيفرات، وهما: لغات برمجة مترجمة Compiled Programming Languages: يعد المترجم برنامجًا حاسوبيًا يعمل كوسيط بين برنامجك الرقمي والآلة، ويعمل على ترجمة شيفرات البرنامج كاملة إلى لغة الآلة ثم تنفيذها دفعةً واحدة، ويتميز هذا النوع من لغات البرمجة بالسرعة والكفاءة، ومن أشهر أمثلته لغة سي بلس بلس C++‎ وراست Rust وجو Go. لغات برمجة مفسرة Interpreted Programming Languages: يتشابه المفسر مع المترجم في وساطته بين البرنامج والآلة ولكنه يختلف في طريقة الترجمة، إذ يقرأ المفسر الشيفرات واحدة تلو الأخرى ويترجمها إلى لغة الحاسوب وينفذ كل شيفرة مباشرة بعد ترجمتها، ويتميز هذا النوع بالسهولة والمرونة، ومن لغاته بايثون Python وجافا سكريبت JavaScript وبي إتش بي PHP. تُستخدم لغات البرمجة عالية المستوى في كل مجال برمجي تقريبًا، فهي تُستخدم في المجالات الكلاسيكية، مثل: تطوير الويب وتطبيقات الهاتف وتطبيقات سطح المكتب، وكذلك تُستخدم في المجالات الحديثة، مثل: الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات، كما تدخل في مجالات الأمن السيبراني ومجالات سلسلة الكتل Blockchain والعملات الرقمية وسائر المجالات التقنية الأخرى، ومن أشهر لغات البرمجة عالية المستوى لغة بايثون وجافا و PHP و R و كوتلن وجو و C وC#‎. الفرق بين لغات البرمجة عالية المستوى ولغات البرمجة منخفضة المستوى تعد لغات البرمجة منخفضة المستوى نوعًا من اللغات البرمجة يوفر تواصلًا مباشرًا مع عتاد الحاسوب، وتشبه بنيتها بنية لغة الآلة، ومن أبرز الفروق بينها وبين اللغات عالية المستوى نذكر التالي: تتميز لغات البرمجة عالية المستوى بسهولة قراءة وكتابة الشيفرات ما يجعل تطوير البرمجيات سهلًا وسريعًا، وكذلك تسهُل عمليتا الاختبار ومعالجة الأخطاء مما يساعد على حفظ أمان البرنامج، بينما تتميز اللغات منخفضة المستوى بالوصول المباشر لعتاد الجهاز واستهلاك موراده بالطريقة الأمثل. تُستخدم لغات البرمجة عالية المستوى في جميع المجالات البرمجية تقريبًا،مثل برمجة تطبيقات الويب والجوال وتطبيقات الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات، أما لغات البرمجة منخفضة المستوى فتُستخدم اليوم في مجالات محدودة تحتاج للتعامل مع عتاد الحاسوب مباشرة، مثل: تطوير أنظمة التشغيل وتطوير الأنظمة المدمجة. أنواع لغات البرمجة عالية المستوى تعد النماذج البرمجية منهجيات لكتابة الشيفرات وحل المشكلات البرمجية وتختلف أهداف كل نموذج برمجي عن الآخر، وقد تدعم لغة البرمجة الواحدة أكثر من نموذج برمجي، وتتعدد أنواع لغات البرمجة عالية المستوى تبعًا للنماذج البرمجية، منها: لغات البرمجة كائنية التوجه Object-Oriented Programming Languages لغات البرمجة الوظيفية Functional Programming Languages لغات البرمجة الإجرائية Procedural Programming Languages لغات البرمجة المنطقية Logical Programming Languages لنشرح بمزيد من التفصيل مميزات كل نوع من هذه الأنواع وأشهر لغات البرمجة التي تندرج ضمنه. لغات البرمجة كائنية التوجه Object-Oriented Programming Languages يعد نموذج البرمجة كائنية التوجه أشهر نموذج برمجي في المجتمع التقني؛ ذلك لتقسيمه البرنامج كاملًا إلى مجموعات صغيرة من الشيفرات القابلة لإعادة الاستخدام في مواضع أخرى، ما يساعد على تقليل إجمالي عدد الشيفرات النهائي للبرنامج وبالتالي تحسين أدائه، وكذلك يساعد على تنظيم الشيفرات وتسهيل عملية اختبار البرنامج ومعالجة أخطائه مما يرفع من أمان البرنامج. يقوم نموذج البرمجة كائنية التوجه على مفهوم الأصناف Classes التي تحتوي على كائنات Objects، والكائنات هي بيانات البرنامج التي تمتلك واصفات Attributes وطرق أو توابع Methods، والواصفات هي المتغيرات Variables التي تتضمن نوع بيانات الكائن وحجمها وتفاصيلها، وأما الطرق فهي الدوال البرمجية التي تحقق الوظائف Functions التي تقوم بها الكائنات. ويمكننا تشبيه الصنف في نموذج البرمجة كائنية التوجه بنموذج تصنيع لسيارة، فالواصفات في هذا المثال هي مواصفات السيارة بدءًا من لونها مرورًا بسرعتها وصولًا إلى سعرها، أما التوابع فهي أفعال السيارة، مثل: التشغيل وزيادة السرعة وتغيير الاتجاه، أما الكائنات فهي السيارات النهائية الناتجة عن هذا الصنف. class Car: # These are the attributes of the object: color = 'Red' speed = "180KM\H" price = "5500 USD" # These are the methods of the object: def turn_on(self): return 'Car is turned on' def increase_speed(self): return 'Speed is increased' def change_direction(self): return 'Direction is changed' the_car = Car() # This is the object print(the_car.color) # Output: Red print(the_car.turn_on()) # Output: Car is turned on تدعم لغاتُ برمجةٍ عديدة نموذجَ البرمجة كائنية التوجه، ولعل أشهرهم بايثون وجافا وسي بلس بلس C++‎ وجافا سكريبت وروبي وبي إتش بي PHP وكوتلن. وتُستخدم لغات البرمجة كائنية التوجه في مجالات عديدة، منها: تطوير تطبيقات الويب وتطوير تطبيقات الهاتف. لغات البرمجة الوظيفية Functional Programming Languages تعتمد لغات البرمجة الوظيفية على بناء البرنامج كاملًا من مجموعة من الوظائف البرمجية Functions، ويعد نموذج البرمجة الوظيفية مبنيًا على مصطلح الوظائف النقية Pure Functions، وهو نوع من الوظائف تعتمد نتائجه اعتمادًا كليًّا على البيانات الداخلة له، ولا تحتاج الوظيفة إلى تعديل البيانات الداخلة أو تعيين متغيرات للتمكُّن من إصدار النتائج. def pure_function(a, b): return a + b print(pure_function(2, 3)) # Output: 5 def impure_function(a, b): new_a = a + 3 new_b = b + 4 new_data = a + b return new_data print(impure_function(2, 3)) # Output: 19 تتميز لغات البرمجة الوظيفية بقابلية إعادة استخدام الشيفرات وسهولة الاختبار وحل المشكلات، وتُستخدم لغات البرمجة الوظيفية بكثرة في المجالات المعتمدة على تحليل أحجام ضخمة من البيانات، مثل: معالجة البيانات والذكاء الاصطناعي والحوسبة العلمية والحوسبة الرياضية ومزامنة الأنظمة، ومن أشهر لغات البرمجة الوظيفية هاسكل وسكالا وإرلانج وليسب، كما تدعم بايثون هذا النموذج البرمجي. لغات البرمجة الإجرائية Procedural Programming Languages تعد البرمجة الإجرائية نموذجًا برمجيًا سهلًا يساعد على كتابة البرنامج على هيئة خطوات برمجية منطقية متسلسلة، ويساعد نموذج البرمجة الإجرائية على تنظيم شيفرات البرنامج بطريقة وجعلها سهلة القراءة ومنطقية التسلسل، وتُستخدم لغات البرمجة الإجرائية عادةً لكتابة الخوارزميات والعمليات الحسابية ولكتابة برمجيات التشغيل الآلي أو الأتمتة Automation، كما تُستخدم أحيانًا لتطوير أنظمة التشغيل، وتدعم هذا المجال لغاتٌ مثل لغة ++C‎ وجافا وباسكال. def greet_user(): name = input("Enter your name: ") # Procedure 1: Asking the user about his name # Procedure 2: Storing the name of the user in a variable print(f"Hello {name}!") # Procedure 3: Constructing the greeting message greet_user() # Procedure 4: Displaying the greeting message for the user لغات البرمجة المنطقية Logical Programming Languages تعتمد البرمجة المنطقية على المنطق الرسمي Formal Logic، وهو نظام لتحليل وتقييم النتائج المحتملة بناءً على حقائق Facts وقواعد Rules، ثم استخراج النتيجة السليمة والمنطقية للتساؤلات Queries، وتعد لغة برولوج Prolog أشهر لغة برمجة منطقية، ويشيع استخدام لغات البرمجة المنطقية في مجالات الذكاء الاصطناعي والتعلُّم الآلي ومعالجة اللغة الطبيعية. likes(Mohammed, Apples). % This is a fact that Mohammed likes apples likes(Ahmed, Grapes). likes(Mahmoud, Pizza). % This is a rule that people who share the same food preferences are good friends good_friends(Person1, Person2) :- likes(Person1, Food) likes(Person2, Food) مميزات لغات البرمجة عالية المستوى التجريد Abstraction: تعد اللغات عالية المستوى مجردة عن عتاد الحاسوب، أي إن المطور يعمل على تطوير البرنامج ليناسب نظام التشغيل، ويحاول مراعاة مكونات الحاسوب لكن دون حاجة إلى توصيف طريقة تعامل البرنامج مع العتاد، مما يوفر كثيرًا من الوقت والجهد ويجعل عملية التطوير أسهل ويزيد من كفاءة التطبيقات وخواصها. الأمان: تضم معظم لغات البرمجة عالية المستوى مكتباتٍ وأدواتٍ تساعد على اختبار شيفرات البرنامج واستخراج ثغراتها ثم سد هذه الثغرات، ما يساهم في تقليل احتمالية اختراق التطبيق وتعسير الوصول إلى بيانات المستخدمين. التوافقية Portability: تدعم غالبية اللغات عالية المستوى تعدد المنصات، والتي تعني قدرة البرنامج على العمل على أنظمة تشغيل مختلفة، كأن يعمل برنامج سطح المكتب على ويندوز ولينكس وMacOS، كما تتوافق لغات البرمجة عالية المستوى مع مواصفات العتاد المختلفة للحواسيب أيضًا. تعدد الاستخدامات: تُستخدم لغات البرمجة عالية المستوى في مجالات لا حصر لها، بدءًا من تطوير التطبيقات للمنصات المختلفة، مرورًا بتطوير الألعاب، وصولًا إلى تطوير برمجيات الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات وغيرها. سهولة الاستخدام: يسهل تعلم لغات البرمجة عالية المستوى، وذلك لتشابه الكثير من شيفراتها باللغة الإنجليزية، وكذلك يسهل العمل بها لقلة عدد الشيفرات المطلوبة لتطوير البرمجيات. أمثلة على لغات البرمجة عالية المستوى تنتشر لغات البرمجة عالية المستوى وتكثر، ومن أشهرها: بايثون Python سي بلس بلس C++‎ جافا Java جافا سكريبت JavaScript بي إتش بي PHP سويفت Swift لنستعرض ماهية كل لغة ونماذجها البرمجية المدعومة وحالات استخدامها. لغة بايثون Python تعد بايثون إحدى لغات البرمجة العصرية التي يزداد رواجها في الأوساط البرمجية، وهي لغة عالية المستوى مفسرة، تدعم البرمجة كائنية التوجه والبرمجة الوظيفية والبرمجة الإجرائية، وتعد لغة عامة الاستخدامات، إذ تُستخدم في مجالات عديدة ومختلفة، مثل: الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات وتطوير الويب وتطوير تطبيقات سطح المكتب وغيرها. لغة C++‎ تقع لغة C++‎ ضمن أشهر لغات البرمجة عالية المستوى المترجمة، وتدعم البرمجة كائنية التوجه والبرمجة الإجرائية كليًا، وتدعم بعض خواص البرمجة الوظيفية، وتتعدد استخدامات لغة C++‎‎‎، ومن أشهر استخداماتها تطوير أنظمة التشغيل وتطوير الألعاب وتطوير تطبيقات السحابة وإنترنت الأشياء. لغة جافا Java تعد جافا لغة برمجة عالية المستوى كائنية التوجه تدعم التنفيذ كلغة مترجمة وكلغة مفسرة أيضًا، وتشتهر كثيرًا في مجال تطوير تطبيقات الهاتف ولا سيما الموجهة منها إلى نظام تشغيل أندرويد، كما يشيع استخدامها في مجال تطوير الألعاب. لغة جافا سكريبت JavaScript تتعدد النماذج البرمجية للغة جافا سكريبت، فهي تدعم البرمجة الإجرائية والبرمجة الوظيفية، وكذلك تعد داعمة لنموذج البرمجة كائنية التوجه، وتعد لغة مفسرة، وتبرز جافا سكريبت بشدة في مجال تطوير الواجهات الأمامية لتطبيقات الويب. لغة PHP تعد لغة PHP واحدة من لغات البرمجة المفسرة الكلاسيكية التي لا تزال مستخدمة إلى يومنا هذا، وهي داعمةٌ للبرمجة كائنية التوجه والبرمجة الإجرائية، وتُستخدم في تطوير جهة الخادم Server-Side في تطبيقات الويب. لغة سويفت Swift تحظى لغة سويفت بشعبية واسعة رغم حداثتها وظهورها متأخرًا في الأوساط البرمجية، وهي لغة مترجمة وتتلاءم بشدة مع نموذج البرمجة كائنية التوجه، وكذلك تدعم بعض النماذج البرمجية الأخرى مثل البرمجة الوظيفية، وتُستخدم سويفت لتطوير تطبيقات الجوال الموجهة إلى نظام تشغيل iOS. الخلاصة تعرفنا في مقال اليوم على أهمية لغات البرمجة عالية المستوى وأبرز أنواعها وتطبيقاتها، ويمكن القول أنه لا يمكن الاستغناء عن لغات البرمجة عالية المستوى في عصرنا الحالي، بل يسعى خبراء المطورين لتحديثها وتعديلها تارةً بتارةٍ حتى تكون أسهل وأقرب إلى اللغات البشرية، ولكي تصبح أكفأ وأسرع وأكثر أمانًا، وتُوائِم التغيرات السريعة في عالم التقنية، فاحرص على حجز وظيفتك في المستقبل بتعلُّم إحدى لغات البرمجة عالية المستوى من دورات أكاديمية حسوب المميزة. اقرأ أيضًا ما هي مدة تعلم البرمجة اكتشف ما هي البرمجة وما أهمية تعلمها دليلك الشامل إلى لغات البرمجة لغات برمجة الذكاء الاصطناعي دليلك إلى لغات برمجة الألعاب

أدَّى التطور البرمجي المذهل في السنوات الأخيرة إلى تيسير الكثير من المهام وتسهيل تنفيذها، وبدأ التحول الرقمي يدخل في شتى المجالات عامًا بعد عامٍ، وهذا جعل البرمجة إحدى الوظائف الضرورية في عصرنا الحاضر، فما هي البرمجة ومن هو المبرمج؟ وما السبيل لتصبح مبرمجًا محترفًا بسهولة، هذا ما سنجيبك عليه في مقال اليوم؟ ما هي البرمجة ومن هو المبرمج المحترف؟ تشير البرمجة إلى عملية كتابة الشيفرات أو الأكواد البرمجية التي تخبر الحواسيب أو غيرها من الآلات الذكية ما الذي يجب عليها فعله، وتعد البرمجة جزءًا من عملية أكبر وهي تطوير البرمجيات، أما المبرمج فهو الشخص المسؤول عن توظيف كافة الأدوات البرمجية المختلفة ولا سيما لغات البرمجة وأطر العمل لتحويل أي فكرة أو مهمة يود تنفيذه إلى تطبيق أو برنامج حاسوبي فعلي يمكن للمستخدمين استعماله والاستفادة منه في تأدية مهامهم. ونقول عن المبرمج أنه مبرمج محترف إذا كان لا يقتصر على كتابة البرامج وتطوير التطبيقات التي تؤدي المطلوب فحسب، بل إذا تمكَّن من كتابة أكواد هذه التطبيقات بشيفرات برمجية منظمة وخالية من الثغرات الأمنية واتبع في كتابتها كافة قواعد البرمجة الصحيحة للحصول على أداء مثالي وفعال. كما يكون المبرمج محترفًا كلما كان قادرًا على التعامل مع المشكلات البرمجية الحاسوبية بسرعة وكفاءة، وكلما استطاع كتابة برمجيات تحلُّ مشكلاتٍ عديدة من مشكلات المستخدمين، واستطاع تقديم فائدة حقيقية في سوق البرمجيات كما سنشرح المزيد من السمات لاحقًا بمزيد من التفصيل في فقرة ممارسات المبرمج المحترف. أشهر وظائف البرمجة تتعدد فرص العمل في مجالات البرمجة نظرًا لتعدد أنواع البرمجيات التي يمكن تطويرها، ولعل أكثر الوظائف البرمجية انتشارًا ما يلي: مبرمج تطبيقات الويب Web Applications Programmer مبرمج تطبيقات الجوال Mobile Applications Programmer مبرمج تطبيقات سطح المكتب Desktop Applications Programmer مبرمج تطبيقات ذكاء اصطناعي Artificial Intelligence Programmer مطور ألعاب إلكترونية Game Developer مبرمج تطبيقات الأمن السيبراني Cyber Security Applications Programmer ما الفرق بين المبرمج المحترف ومهندس البرمجيات؟ تتعدد الفروق بين المبرمج ومهندس البرمجيات، ومنها: المسؤوليات: يعد مهندس البرمجيات مسؤولًا عن صناعة التطبيق البرمجي بالكامل، ويعد مسؤولًا عن التواصل مع العميل وفهم احتياجاته جيدًا، ثم تحويل هذه الاحتياجات إلى تصميم أولي للتطبيق، ثم تحسين هذا النموذج الأولي، ثم كتابة شيفرات التطبيق، ثم اختبارها وتنقيح أخطائها، وأخيرًا إطلاق التطبيق والإشراف على تحديثاته، أما المبرمج فليس مسؤولًا عادة إلا عن تحويل تصميم التطبيق إلى شيفرات تفهمها الآلة. المهمة في دورة تطوير البرنامج: يشرف مهندس البرمجيات على جميع مراحل تطوير البرنامج، بدءًا من النمذجة أو التصميم الأولي، انتهاءً بالاختبار ومعالجة الأخطاء وإصدار التطبيق، أما المبرمج فلا يقع عمله إلا في مرحلة واحدة من مراحل تطوير التطبيق وهي مرحلة كتابة الشيفرات واختبارها وتنقيح أخطائها. المهارات: يحتاج مهندس البرمجيات مجموعة واسعة من المهارات، والتي تتضمن معرفة قوية بالرياضيات وخبرة في البرمجة وقدرة على التعامل مع الأدوات السحابية، بينما لا يحتاج المبرمج إلا معرفة قوية بلغة برمجة والتعمُّق فيها والتدرُّب على كتابة الخوارزميات باستخدامها. هل أحتاج للدراسة الأكاديمية لأصبح مبرمجًا محترفًا؟ تعد الدراسة الأكاديمية مهمة ومفيدة وتختصر كثيرًا من الوقت والجهد، ولا سيما في مجالات تطوير البرمجيات، فالجامعة أو الجهة الأكاديمية تضع منهجًا واضحًا وخطة طريق من اليوم الدراسي الأول إلى اليوم الدراسي الأخير، مما ينقذ الطالب من التشتت بين المصادر الكثيرة التي لا حصر لها على الإنترنت. لكن بالرغم من هذه الأهمية البالغة للدراسة الأكاديمية إلا أنَّ الخبر الجيد أن مجال البرمجة لا يعد محصورًا على الأكاديميين، ويسهل الحصول على وظيفة مرموقة في المجال إذا امتلكت المهارات المطلوبة، وقد أسفرت إحصائية ستاك أوفر فلو لعام 2023 عن نتائج مذهلة تتعلق بالدراسة الأكاديمية، إذ صرَّح ثمانون بالمائة من المشتركين في الإحصائية عن تعلُّمهم للبرمجة من الدورات عبر الإنترنت وهناك أمثلة عديدة على مبرمجين بارزين تعلموا البرمجة بصورة ذاتية وبرعوا بها! فإذا كنت مهتمًا لتصبح مبرمجًا محترفًا خلال فترة زمنية قصيرة وترغب في مصدر موثوق للتعلم يمكنك الاطلاع على دورات أكاديمية حسوب للجمع بين مزايا التعلُّم الأكاديمي من منهج مميز وخطة طريق واضحة، ومزايا التعلم عبر الإنترنت من حرية في تنظيم الوقت وسهولة الوصول للمعلومات، وتضمن لك أكاديمية حسوب استرداد استثمارك إذا ما لم تحصل على وظيفة في مجال البرمجة خلال ستة أشهر من إنهاء الدورة، كما توفر الأكاديمية مجموعة من المصادر المجانية لتعلُّم البرمجة، بدءًا من الكتب المميزة في المجالات البرمجية المختلفة، مرورًا بالمقالات الكثيرة والمميزة، وصولًا إلى قسم الأسئلة والأجوبة الذي يساعدك فيه المبرمجون المحترفون على حل المشكلات التي تواجهك في البرمجة. دورة علوم الحاسوب دورة تدريبية متكاملة تضعك على بوابة الاحتراف في تعلم أساسيات البرمجة وعلوم الحاسوب اشترك الآن ما هي المهارات المطلوبة لتصبح مبرمجًا محترفًا؟ يمتلك المبرمج المحترف مجموعة من الأدوات والتقنيات البرمجية التي تجعله مميزًا عن المبرمج العادي، ومنها: الخوارزميات: تساعد الخوارزميات المبرمج المحترف على التفكير بمنطقية، وهي مهارة ضرورية لكل مبرمج، إذ إن الحواسيب والأجهزة الرقمية تعمل بتسلسل ومنطقية شديدة وبالتالي يجب أن يكون المبرمج منطقيًا أثناء التعامل معها، وكذلك تساعد الخوارزميات على تحسين أداء التطبيق وجعله فعالًا. أساسيات الحاسوب: يعد التعرُّف على أساسيات الحاسوب من مكونات وطريقة عمل أمرًا ضروريًا للمبرمج المحترف، إذ يجعلك قادرًا على فهم الآلة مما يؤدي إلى تسهيل التعامل معها وكتابة برامج تتعامل مع موارد الآلة بكفاءة. أساسيات البرمجة: يحظى المبرمج المحترف بتأسيس برمجي سليم وقوي يساعده على التوغُّل في أي مجال كان ، إذ إنَّ أساسيات البرمجة تجمع لك أهم المفاهيم المشتركة بين لغات البرمجة، واستيعاب هذه المفاهيم البرمجية المجردة يجعلك قادرًا على تعلُّم أي لغة برمجة بسهولة فيما بعد. التركيز على مجال برمجي محدد: يختار المبرمج المحترف مجالًا برمجيًا محددًا ليتوغل فيه ويتعلَّم جميع أدواته ومهاراته المطلوبة، بدءًا من لغة البرمجة المفضلة في المجال، مرورًا بإطار العمل المناسب، وصولًا إلى النموذج البرمجي الأمثل لكتابة هذا النوع من البرمجيات، وغيرها من مهارات المجال. هياكل البيانات: يهتم كل مبرمج محترف بفهم هياكل البيانات جيدًا لما لها من أهمية في تحسين استغلال الموارد وفي تحسين الوصول إلى البيانات، كما تساعدك هياكل البياننات على تصميم خوارزميات فعَّالة وقوية. أنماط التصميم: تعد أنماط التصميم Design Patterns مجموعة من الحلول الموضوعة مسبقًا لحل مشكلات برمجية شائعة، وتعلم أنماط التصميم أمر اختياري لكنه يساعد المبرمج على شيفرات منظمة وقابلة للاختبار والصيانة وتتسم بالكفاءة والأمن، ما يجعل شيفراته أكثر احترافية ويوفر عليه الكثير من الوقت والجهد. قواعد البيانات: لا يستغني أي مبرمجٌ عن استخدام قواعد البيانات، وذلك لما لها من أهمية قصوى في تنظيم بيانات التطبيق وتأمينها، وجعل الوصول إليها سهلًا يسيرًا سريعًا، والمبرمج المحترف هو القادر على اختيار نوع قواعد البيانات الأنسب لتطبيقه. الشبكات: تهدف الشبكة إلى تسهيل مشاركة البيانات ومشاركة الموارد، كما تهدف أيضًا إلى تمكين مستخدمي التطبيق من التواصل، وتختلف أهمية تعلُّم الشبكات من مجال إلى آخر، فهي شديدة الأهمية للمبرمج الذي يعمل على برمجة التطبيقات من جانب الخادم، لكنها ليست كذلك للمبرمج المختص في تطوير تطبيقات سطح مكتب تعمل على الحاسوب المحلي مثلًا. واجهة برمجة التطبيقات: تساعد واجهات برمجة التطبيقات Application User Interface أو اختصارًا API على توفير الكثير من وقت وجهد المبرمج،وتمكنه من تضمين مميزات جاهزة للتطبيق دون الحاجة إلى إعادة برمجتها، مثل تضمين الخرائط في تطبيق استئجار سيارات، أو تضمين بوابة دفع في متجر إلكتروني وهي ميزات يحتاجها أي مبرمج محترف في برمجة التطبيقات. أمن المعلومات: لا يخفى على أي مبرمج محترف أهمية تعلُّم مبادئ تأمين الشيفرات، فالتطبيق غير الآمن المُعرَّض للاختراق لن يثق به المستخدمون والعملاء، وبالتالي لن يحقق أهدافه سواءً البيعية أو غيرها، وكذلك سيكون عرضة لمشكلات قضائية إذا ما تسربت بيانات المستخدمين، ولذلك ينبغي على كل مبرمج تعلُّم أساسيات تأمين البيانات والتطبيقات والشبكات. ما أهم الأدوات التي تساعدك لتصبح مبرمجًا محترفًا؟ تعد الأدوات التي تساعد المبرمج على الاحتراف وإتقان البرمجة كثيرة وعديدة، ومنها: بيئات التطوير المتكاملة IDEs‎. أنظمة التحكم في الإصدارات Version Control Systems. الطرفية أو سطر الأوامر Command Line. أدوات الاختبار وتنقيح الأخطاء Testing and Debugging Tools. أدوات تحديد الأداء Performance Profiling Tools. لنعرف أكثر عن كل أداة واستخدامها وأهميتها. بيئات التطوير المتكاملة IDEs تعد بيئات التطوير Integrated Development Environments أو IDEs اختصارًا تطبيقات برمجية مهيئة لكتابة الشيفرات واختبارها وتنقيح أخطائها، وتكون بيئات التطوير المتكاملة مزودة بخواص مميزة تجعل عمل المبرمج أسهل، مثل: الإكمال التلقائي للشيفرات Auto-Completion، وتظليل صيغ لغة البرمجة Syntax Highlighting، وغيرها من المميزات التي توفر على المبرمج كثيرًا من الوقت والجهد، وتعد بيئة تطوير فيجوال ستوديو Visual Studio أشهر بيئة تطوير في الأوساط البرمجية. نظام تحكم في الإصدارات Version Control System أصبحت أنظمة التحكُّم في الإصدارات جزءًا ضروريًا من عمل كل فريق برمجي، إذ تسمح للمبرمجين بتتبع التحديثات المتتالية لشيفرات البرنامج، كما تسمح باستعادة نسخة محددة من الشيفرات، وكذلك تساعد على تنظيم التعديلات المختلفة لشيفرات البرنامج من كل مبرمج في فريق البرمجة، ويترأس نظام التحكم في الإصدارات جيت Git أنظمة التحكُّم الحديثة. الطرفية أو سطر الأوامر Command Line تعد الطرفية أو واجهة الأوامر من الأدوات المساعدة لأي مبرمج إذ يمكنه من خلالها تنفيذ مهام كثيرة في وقتٍ قصير، فهي تسمح له مثلًا بإنشاء أعدادٍ ضخمة من الملفات بأمر واحد، كما تسمح بتعديل محتوى هذه الملفات، فضلًا عن أهميتها في إدارة الشبكات وإدارة أنظمة التشغيل والوصول إلى عناصر جوهرية لا يمكن الوصول لها عبر الواجهة الرسومية. أدوات الاختبار وتنقيح الأخطاء Testing and Debugging Tools تساعد أدواتُ الاختبار المبرمجَ على استخراج أخطاء الشيفرات وثغراتها ومناقب ضعفها، ثم تساعده أدوات تنقيح الأخطاء على سد هذه الثغرات، وتوفر بيئة تطوير فيجوال ستوديو أداة Visual Studio Debugger لتنقيح أخطاء غالبية لغات البرمجة، كما توفر معظم المتصفحات أدوات تطوير DevTools تساعد مبرمجي الويب في عملية تصحيح الأخطاء البرمجية. أدوات تحليل أداء البرمجيات Performance Profiling Tools يجب اختبار أداء التطبيق كما يجب اختبار أمانه، فالأداء واحدٌ من أهم معايير تجربة المستخدم، وتساعد أدوات تحديد الأداء، مثل: Chrome Performance Tab و Apache JMeter المبرمج المحترف على تحليل أسباب ضعف الأداء وتنقيحها والوصول بالبرنامج إلى أسرع مستوياته. ما أهم ممارسات المبرمج المحترف؟ يتميز أي مبرمج محترف باتباع مجموعة من الممارسات كعاداتٍ دائمة، وتساعده هذه الممارسات على كتابة شيفرات متقنة لا تشوبها شائبة، ومن هذه الممارسات: حل المشكلات: احرص على حل مشكلات برمجية يوميًا، فما البرمجة إلا بضع مشكلات عليك الوصول إلى أفضل حل لها، وتوجد مواقع مختصة للتدرُّب على مهارة حل المشكلات، وأشهرها موقع هاكر رانك HackerRank الذي يوفر مسائلًا برمجيةً لكثيرٍ من لغات البرمجة على مستوياتٍ مختلفة. التفكير المنطقي: اقرأ كتبًا في المنطق، وتعلَّم الخوازميات، وفكِّر بمنطقية وتسلسل، وحُلَّ كثيرًا من الألغاز والأحاجي التي تتطلب تفكيرًا منطقيًا لحلها، فالحاسوب شديد المنطقية وهو ينفذ الشيفرات بالتسلسل واحدة تلو الأخرى، ولا يستطيع تخطي شيفرة بها مشكلة لاستكمال تنفيذ البرنامج، فعليك أن تحاكي بدورك أسلوبه في العمل لكتابة خوارزميات قادرة على حل المشكلات بأفضل هيئة ممكنة. التفكير النقدي: سَل نفسك دائمًا قبل كتابة كل شيفرة؛ لماذا أكتب هذه الشيفرة في هذا المكان بالضبط؟ هل ستؤثر هذه الشيفرة على أداء وأمان التطبيق سلبًا أم إيجابًا؟ يساعدك التفكير النقدي على تجنُّب المشكلات قبل ظهورها، كما يساعدك على حلِّها ما إذا ظهرت، وكذلك يساعدك على تحسين أداء وأمان التطبيق باستمرار. الاختبار وتنقيح الأخطاء: اختبر برنامجك باستمرار، ولا تكتفِ باختبارٍ واحد وإنما اختبره دوريًا، إذ تتكشف لك أخطاءٌ جديدة في كل اختبار، فتعمل على تنقيحها حتى تصل بتطبيقك إلى أفضل مستوى من الأداء والأمان. التطبيق الدائم: طبِّق ما تتعلمه في مشاريع عملية باستمرار، ويمكنك البحث عبر الإنترنت عن أفكار مشاريع مناسبة لمستواك ومعارفك، فالتطبيق الدائم يجعلك قادرًا على استذكار المعارف القديمة وربطها بحديث الدراسة، ويكشف لك عن الاستخدامات العملية للعلم الخام الذي تدرسه. المهارات الناعمة: لا تهمل دور المهارات الناعمة في طريقك لاحتراف البرمجة، وابنِ علاقاتٍ جيدة مع المبرمجين الآخرين، فهذا يوفر لك فرصًا عظيمة للتوظيف، كما يساعدك على تطوير مهاراتك البرمجية ومستواك البرمجي، وهذه العلاقات لن تنجح دون المهارات الناعمة، بدءًا من مهارات تكوين العلاقات، مرورًا بمهارات التواصل، وصولًا إلى مهارات العمل ضمن فريق وغيرها. قواعد كتابة الشيفرات النظيفة: تعلَّم مبادئ وقواعد كتابة الشيفرات النظيفة Clean Codes، وهي الشيفرات سهلة القراءة والاختبار والتنقيح، وتكمُن أهمية مبادئ كتابة الشيفرات النظيفة في توفير وقت وتكاليف صيانة التطبيق، كما تساعدك على تحسين أداء التطبيق وأمانه. التعلُّم المستمر: زِد حصيلتك العلمية يوميًا، فمجال البرمجة يتطور يومًا بعد الآخر، وتزداد مهام المبرمج والمهارات التي عليه تعلُّمها في كل يوم وحتى لو تمكنك من الحصول على وظيفة أو عمل حر بالمهارات التي تمتلكها لا تتوقف عن التعلم والتحصيل المستمر لكل ما هو جديد لتحافظ على الصدارة والتميز. وإذا كنت تبحث عن مصادر تعليمية تساعدك على احتراف البرمجة باللغة العربية، فستجد في أكاديمية حسوب الكثير من المصادر التعليمية الحديثة والموثوقة التي تناسبك سواء كنت مبتدئًا أو محترفًا في البرمجة من دروس ومقالات دورية وتوثيقات مرجعية شاملة وكتب تعليمية ومقاطع فيديو مميزة ودورات تدريبية احترافية لمختلف لغات البرمجة والتخصصات المطلوبة في سوق العمل. الخاتمة تعرفنا في مقال اليوم على مفهوم المبرمج المحترف والفرق بين المبرمج ومهندس البرمجيات، وعرفنا مهارات وأدوات وممارسات المبرمج المحترف، وفي الختام أود أن أنصحك باتخاذ خطوة تعلم البرمجة إذا لم تكن بدأت بها بعد، فتعلم البرمجة يقدم لك مجموعة من الفوائد أهمها تعزيز طريقة تفكيرك المنطقي والإبداعي والوصول إلى أفضل حل للمشكلات في عملك أو حياتك الشخصية كما يساعدك على مجاراة التطور التقني المتسارع، وأخيرًا توفر البرمجة أمانًا وظيفيًا ورواتب مجزية للمبرمج المحترف. اقرأ أيضًا تعلم البرمجة تعلم أساسيات البرمجة للمبتدئين تعرف على وظائف البرمجة الأكثر طلبًا الطريقة الأمثل لدراسة تخصص هندسة البرمجيات مجالات البرمجة

تتكون الحواسيب والأجهزة الحديثة من شطرين أساسيين هما العتاد Hardware والبرمجيات Software، وتقع أنظمةُ التشغيل Operating System في رأس البرمجيات الضرورية لتشغيل الأجهزة الحديثة، إذ يعد نظام التشغيل البرنامج الأساسي الذي يساعد على تثبيت برمجيات فرعية على الجهاز واستخدامها واستخدام العتاد بالشكل المطلوب، فما هي أنظمة التشغيل، وما مكوناتها؟ ما هي أنظمة التشغيل؟ يشير نظام التشغيل إلى الطبقة الفاصلة بين المستخدم وعتاد الجهاز، ويضم نظام التشغيل مجموعة من البرمجيات المستخدمة في إدارة عتاد الجهاز وموارده، من معالج إلى ذاكرة الوصول العشوائي RAM والذاكرة الصلبة HDD وغيرها من العتاد، وكذلك يوفر نظام التشغيل خدمات إضافية للمستخدم، منها تثبيت التطبيقات الرقمية وتشغيلها وإغلاقها وحذفها. ويعد الهدف الأهم لأنظمة التشغيل هو تسهيل التعامل مع التطبيقات وجعلها جذابة وإضافة واجهة أمامية لها، فبدون نظام تشغيل كانت إدارة التطبيقات ستقتصر على واجهة الأوامر البدائية البسيطة، وبالتالي لم تكن التطبيقات الإلكترونية لتتطور وتمتلئ بالخصائص كما تطورت، ما يجعل أنظمة التشغيل شطرًا أساسيًا من أي تطور تقني حديث. وليس الهدف الأوحد لأنظمة التشغيل هو تسهيل التعامل مع التطبيقات، وإنما لأنظمة التشغيل وظائف عديدة، فمنها مثلًا إدارة موارد الجهاز، وكذلك يساعد نظام التشغيل على تنظيم ومزامنة العمليات على الجهاز، كما يعمل على تنظيم البيانات، فلا تتداخل بيانات أحد التطبيقات مع بيانات تطبيق آخر فتحدث مشكلات أمنية أو فقدان للبيانات. تتعدد أنظمة التشغيل وتكثر، ومن أشهر أنظمة تشغيل الحواسيب نظام ويندوز Windows ونظام لينكس Linux ونظام ماك أو إس MacOS لأجهزة أبل، بينما يشتهر بين أنظمة تشغيل الهواتف نظاما تشغيل أندرويد Android وأي أو إس iOS. ما مكونات نظام التشغيل؟ تتنوع مكونات نظام التشغيل وتختلف من نظام لآخر، لكن تشترك أنظمة التشغيل في مجموعة من المكونات أو البرمجيات التي تؤدي إجراءاتٍ ووظائف محددة، وهي تشمل: استدعاءات النظام System Calls مدير العمليات Processes Manager الإشارات Signals مدير الملفات Files Manager مدير الشبكات Networks Manager مدير الأمن Security Manager مدير أجهزة الإدخال والإخراج I\O Devices Manager مدير الذاكرة الرئيسية Main Memory Manager مدير الذاكرة الثانوية Secondary Memory Manager مترجم الأوامر Commands Interpreter لنشرح كل مكون ووظائفه بمزيدٍ من التفاصيل. استدعاءات النظام System Calls يعد نظام التشغيل وسيطًا بين المستخدم وعتاد الجهاز، وكذلك تعد استدعاءات النظام وسيطًا بين برامج المستخدم ونواة نظام التشغيل، فلو كان الوصول من البرمجيات إلى نظام التشغيل مباشرًا دون وسيط لكان اختراق هذا النظام سهلًا يسيرًا. تدخل استدعاءات النظام في كثيرٍ من عمليات نظام التشغيل، مثل: إدارة الملفات وإدارة العمليات وإدارة الذاكرة الرئيسية والذاكرة الثانوية وإدارة أجهزة الإدخال والإخراج، ما يجعل هذه الاستدعاءات شديدة الأهمية في نظم التشغيل. مدير العمليات Processes Manager تشير العملية Process إلى برنامج قيد التنفيذ، وتتكون العملية من عناصر عديدة أهمها بيانات البرنامج وشيفراته، ويجب أن تكون شيفرات البرنامج قابلة للتنفيذ؛ أي لا تحوي أخطاءً برمجية تمنع من تنفيذها. ويعمل مدير العمليات على إجراء استدعاءات للنظام لإنشاء عملية جديدة أو إنهاء عملية حالية، ويساعد مدير العمليات على مزامنة تنفيذ البرامج المختلفة على الجهاز، حتى لا تتداخل بيانات البرمجيات المختلفة في بعضها بعضًا؛ ما يؤدي إلى حفظ هذه البيانات من التلف، وكذلك يؤدي تنظيم العمليات إلى تقليل احتمالية حدوث خرق أمني نتاج تداخل البرمجيات وبياناتها. الإشارات Signals تُستخدم الإشارات لتنبيه المستخدم إلى حدث محدد متعلق بالعملية، سواءً انتهاء العملية بنجاح أو حدث خطأ أثناء تنفيذها، وتعمل الإشارات على تعليق العملية حتى يتخذ المستخدم الإجراء المناسب بناءً على الإشعار الظاهر له. مدير الملفات Files Manager يعمل مدير الملفات على تنظيم الملفات على الجهاز، فيُجرِي استدعاءاتٍ للنظام للتحكُّم في الملفات، مثل: استدعاء النظام لإنشاء ملف جديد في مُجلَّد محدد أو استدعاء النظام لقراءة بيانات من ملف أو استدعاء للكتابة في ملف أو استدعاء لحذف ملف. مدير الشبكات Networks Manager يوفر مدير الشبكات مجموعة من العمليات والإجراءات التي تساعد على تحديد الوصول إلى الشبكة وتأمينها، كما يساعد مدير الشبكات مسؤولي الشبكات على تحصيل معلومات متقدمة ومتقدمة عن شبكاتهم ومكوناتها، وكذلك يفحص العمليات المتوالية على الشبكة، ما يساعد مسؤولي الشبكات على تطوير الشبكة وتحسينها واختبارها وسد ثغراتها. مدير الأمن Security Manager يعد مدير الأمن أحد أهم أجزاء نظام التشغيل، إذ يعمل على تنظيم الوصول إلى جوهر النظام وتحديد الوصول إلى العتاد، فيسمح للبرمجيات الموثوقة بالتحكم في الجهاز والوصول إلى موارده، بينما يمنع البرمجيات الخارجية وغير الموثوقة من الوصول للموارد حتى يأذن لها المستخدم بنفسه. مدير أجهزة الإدخال والإخراج I\O Devices Manager يعمل مدير أجهزة الإدخال والإخراج على تنظيم عمليات إدخال البيانات عبر أجهزة الإدخال، مثل: لوحة المفاتيح والفأرة، وكذلك يعمل على تنظيم عمليات عرض البيانات وإخراجها عبر أجهزة الإخراج والتي تتضمن شاشة العرض والطابعة وغيرهما، ويعمل مدير أجهزة الإدخال والإخراج على تنظيم العمليات حسب الأولوية، فمثلًا عندما يضغط المستخدم ضغطتين بالفأرة على أحد التطبيقات لتشغيله؛ يقطع مدير أجهزة الإدخال والإخراج جميع العمليات الأخرى لتنفيذ هذه العملية العاجلة. مدير الذاكرة الرئيسية Main Memory Manager تشير الذاكرة الرئيسية إلى الذاكرة العشوائية RAM، وهي ذاكرة مؤقتة تُستخدم لتخزين بيانات البرنامج أثناء تنفيذه، ثم تنتقل هذه البيانات إلى الذاكرة الثانوية أو الدائمة إذا أراد المستخدم أن يحتفظ بها. يعمل مدير الذاكرة الرئيسية على حجز الكمية المناسبة من الذاكرة العشوائية للبرنامج دون تفريط لكيلا تحدث مشكلات بالجهاز، ودون اختزال حتى لا يكون البرنامج المُنفَّذ بطيئًا. مدير الذاكرة الثانوية Secondary Memory Manager تشير الذاكرة الثانوية إلى الذاكرة الدائمة أو قرص التخزين الصلب Hard Disk Storage، ويعمل مدير الذاكرة الثانوية على حجز المساحة المناسبة للبرنامج وبياناته على القرص الصلب، وكذلك يعمل على فصل وتنظيم الملفات والبيانات المُخزَّنة فيها حتى لا يحدث تداخل بينها. مترجم الأوامر Commands Interpreter تعد واجهة سطر الأوامر إحدى الطرق الكلاسيكية في التعامل مع الأجهزة الإلكترونية ولا سيما الحواسيب، ولا تزال ضرورية لكل مبرمج حتى عصرنا هذا، ويسمح مترجم سطرالأوامر للمستخدم بكتابة أوامر متنوعة، مثل: إنشاء ملف أو نسخ ملف أو حذف ملفات أو قراءة معلومات عن النظام وغيرها، ثم يعمل المترجم على ترجمة أوامر المستخدم إلى لغة الآلة ثم تنفيذها، ويشتهر كل من cmd.exe و PowerShell بين مترجمات أوامر نظام تشغيل ويندوز، في حين يبرز مترجم الأوامر Bash لنظام لينكس، بينما يذيع صيت مترجم الأوامر Terminal لنظام تشغيل ماك أو إس. ما الفرق بين مكونات نظم التشغيل؟ تتفرع أنواع أنظمة التشغيل، وتختلف مكونات كل نظام تشغيل عن نظيره اختلافًا طفيفًا، ومن أشهر أنظمة التشغيل: ويندوز Windows لينكس Linux ماك أو إس MacOS أندرويد Android أي أو إس iOS لنستعرض أبرز المكونات الفريدة لكل نظام تشغيل بمزيد من التفصيل. ويندوز Windows يعد ويندوز نظام تشغيل حاسوبي تابع لشركة مايكروسوفت Microsoft، ويتميز بواجهته الرسومية الجذابة وسهلة الاستخدام، ويتكون ويندوز من عدد ضخم من العناصر،ومن أبرزها: لوحة التحكم Control Panel: والتي تساعد المستخدم على تخصيص عناصر نظام التشغيل لملائمة احتياجاته. أداة Windows Update لتثبيت التحديثات الأمنية مركز التحكم Action Center: للتحكم في الشبكات الحاسوبية وأصوات النظام وغيرها. مستكشف الملفات والمجلدات File Explorer. نافذة أوامر Command Prompt، البرمجيات الأساسية لعمل النظام مثل برنامج Svchost.exe لإدارة العمليات ونواة ويندوز Ntoskrnl.exe لإدارة عتاد الجهاز وخدمات نظام التشغيل. لينكس Linux يشتهر نظام تشغيل لينكس بشدة بين المبرمجين ومطوري البرمجيات، ويعد نظام تشغيل حاسوبي، ويتميز في إدارة الشبكات وإدارة عتاد الجهاز، ويتكون نظام التشغيل لينكس من خمسة طبقات رئيسية، وهي: طبقة العتاد Hardware Layer: مسؤولة عن إدارة مكونات عتاد الحاسوب جميعًا، بدءًا من المعالج، مرورًا بالذاكرة الصلبة والعشوائية، وصولًا إلى أجهزة الإدخال والإخراج. النواة kernel: الطبقة الأساسية في نظام تشغيل لينكس، وهي المسؤولة عن بدء العمليات ومزامنتها وتنظيمها وتنفيذها، وتعمل النواة أيضًا على إدارة الموارد والسماح لكل عملية باستهلاك القدر المناسب لها من الموارد. القشرة Shell: الفاصل بين المستخدم والنواة، ويوجه المستخدم أوامره للنواة عبر القشرة، ويوجد نوعان من القشرة، أولاهما واجهة المستخدم الرسومية وتتميز بسهولة الاستخدام والجاذبية، والأخرى واجهة الأوامر والتي يكتب فيها المستخدمُ أوامرَه التي يريد من النواة تنفيذها. مكتبات النظام System Libraries: مجموعة من الوظائف المُبرمَجَة مسبقًا، والتي تسمح لأي برنامج خارجي بالوصول إلى مميزات النواة، وهي أساس بناء أي تطبيق رقمي موجه لنظام تشغيل لينكس. خدمات النظام System Utilities: الوظائف الإدارية بنظام التشغيل، والتي تسمح للمستخدم بإدارة الملفات والشبكات، وإدارة سائر أجزاء نظام التشغيل. ماك أو إس MacOS يعد ماك أو إس نظامًا حاسوبيًا لأجهزة أبل Apple، ويتكون من واجهة أمامية سلسة وجذابة وفعالة تُسمَّى أكوا Aqua، ويحظى بتطبيقات مخصصة مطورة بلغات برمجة، مثل: جافا وسويفت، وكذلك يتميز نظام ماك أو إس برسوم Graphics جذابة مبنية على إطاري عمل Quartz وQuickTime ومكتبة OpenGL، وتعد النواة الأساسية لنظام التشغيل ماك أو إس هي داروين Darwin، والذي يعد نظام تشغيل مبني على نظام تشغيل UNIX، ويعد نظام ماك أو إس بالكامل مبنيًا على نظام تشغيل داروين. أندرويد Android يعد أندرويد نظام تشغيل للهواتف المحمولة، ويعد مبنيًا على نظام لينكس، ويحوي خمسة مكونات رئيسية، وهي: نواة لينكس Linux Kernel: يعد المكون المسؤول عن إدارة عتاد الهاتف بأكمله وإدارة العمليات والشبكات والذاكرة الدائمة والذاكرة العشوائية وغيرها. مكتبات المنصة Platform Libraries: تحتوي هذه الطبقة على بعض المكتبات المساعدة على إدارة النظام، مثل: مكتبات لدعم تشغيل الوسائط، ومكتبات لدعم عرض الرسوم، ومكتبات لدعم التخزين في قواعد بيانات مختلفة، وغيرها. وقت تشغيل أندرويد Android Runtime: توفر هذه الطبقة بيئة تشغيل تحتوي على الخدمات الضرورية لتشغيل التطبيقات المُثبَّتة على الهاتف. أطر عمل التطبيقات Application Frameworks: الطبقة المسؤولة عن إدارة تطبيقات الهاتف، وكذلك تعد مسؤولة عن إدارة الإشعارات وإدارة الواجهة الأمامية للهاتف وأسلوب عرض التطبيقات. التطبيقات Applications: تشير إلى التطبيقات المثبتة على الهاتف، سواءً كانت تطبيقات داخلية، مثل: الكاميرا ومتصفح الصور، أو تطبيقات خارجية مثبتة من المتجر، وتعمل التطبيقات في طبقة وقت تشغيل أندرويد بمساعدة الخدمات المُقدَّمة من طبقة أطر عمل التطبيقات. أي أو إس iOS يعد أي أو إس نظام تشغيل للأجهزة الجوالة التابعة لشركة أبل، مثل: هاتف أيفون iPhone وأي باد iPad وغيرهما، ويتكون نظام تشغيل أي أو إس من أربعة طبقات رئيسية، وهي: نواة نظام التشغيل OS Core: تحوي أطر العمل المسؤولة عن الوظائف الأساسية للنظام، مثل: البلوتوث والأمن والتفويض المحلي. الخدمات الأساسية Core Services: تضم أطر العمل المسؤولة عن وظائف أخرى متعددة، مثل: التخزين السحابي وإدارة البيانات. الوسائط Media: تعد الطبقة الثالثة من مكونات أي أو إس، وهي المسؤولة عن تشغيل الصور والمقاطع الرسومية، طبقة Cocoa Touch: تجعل المستخدم قادرًا على تنفيذ عمليات اللمس والتحريك لاستخدام التطبيقات. ما مراحل إنشاء مكونات نظام التشغيل؟ تمر مكونات نظام التشغيل على مراحل عديدة قبل تجميعها وإطلاق نظام التشغيل، وهي: هيكلة النظام: قبل البدء في تطوير النظام يجب التخطيط له بتحديد الهيكل الأولي له والمميزات التي سيحويها، وتحديد الهدف من تطوير النظام. اختيار محمِّل الإقلاع Boot-loader: يعد محمِّل الإقلاع هو الجزء المسؤول عن تشغيل نظام التشغيل بنقله للذاكرة العشوائية للجهاز، ويمكن تطوير محمل إقلاع خاص كما يمكن استخدام محمل إقلاع موجود بالفعل، مثل: محمل الإقلاع GRUB. اختيار تصميم النواة: تتعدد تصاميم نواة نظام التشغيل kernel، فمنها مثلًا النويات المتجانسة Monolithic Kernels والتي تتميز بالسرعة والأداء المرتفع وتجعل نظام التشغيل سلسًا، ومنها النويات الصغيرة Micro Kernels والتي تتميز بتجريد أفضل لنظام التشغيل عن عتاد الجهاز. تطوير البرمجيات الخدمية: يعمل المطور في هذه المرحلة على تطوير كل برنامج من برامج نظام التشغيل على حدة، فيطور مدير الملفات ويختبره، ويطور مدير الشبكات ويختبره، ويطور بقية البرامج ثم يجمعها معًا في نظام التشغيل. اختبار نظام التشغيل: يختبر المطور نظام التشغيل لاستخراج المشكلات الأمنية ومعرفة الثغرات وحلها قبل إصداره. الخاتمة تعرفنا في مقال اليوم على مكونات أنظمة التشغيل التي تعد جزءًا أساسيًا من جميع الأجهزة الحديثة القابلة للبرمجة، واستعرضنا بإيجاز المكونات الأساسية لكل نظام تشغيل، ونذكر ختامًا أن هذه الأنظمة في تطورٍ دائمٍ وتحديثاتٍ متوالية، لذا ينبغي أن تحرص على تحديث نظام التشغيل لجهازك باستمرار لتضمن له أداءً مستقرًا وآمنًا. اقرأ أيضًا تعرف على نظام لينكس Linux وأبرز مميزاته وعيوبه تثبيت لينكس مع نظام ويندوز كيفية تثبيت توزيعة أوبنتو من لينكس بأبسط طريقة مدخل إلى نظام التشغيل ويندوز 11 وطريقة تثبيته