البرمجة عبارة عن عملية كتابة مجموعة من التعليمات والأوامر بلغة يفهمها الحاسوب ويكون اسم هذه التعليمات بالشفرة المصدرية أو الكود كما تستخدم التعليمات لتوجيه الحاسوب للقيام بمهمة أو سلسلة من المهام المحددة لكي يؤدي إلى إنشاء برامج حاسوبية أو تطبيقات أو مواقع ويب.
المكونات الأساسية للبرمجة :
في بداية الأمر المبرمجون ليسو مجرد كتاب أوامر لكن المعماريون للعالم الحديث وكل سطر من أكواد البرمجة يعتبر حجر زاوية في بناء تطبيق يسهل حياة الملايين أو فتح مجالات جديدة في البحث العلمي، أو نظام ذكاء اصطناعي يعيد تعريف المستحيل
1. الخوارزميات :
هي مجموعة من الخطوات المنطقية والمتسلسلة والمحددة جيدا المستخدمه لحل مشكلة معينة لأنها خطة العمل التي يتبعها الحاسوب للوصول إلى نتيجة معينة وتقاس الجودة من التعقيد المكاني وهو مساحة الذاكرة تستخدمها الخوارزمية.
كما أنها تحتوي علي خصائص مثل المُدخلات التي يجب أن تقبل الخوارزمية صفر أو أكثر من المدخلات الخارجية والمُخرجات تنتج الخوارزمية مخرج واحد على الأقل يمثل الحل للمشكلة مع وجود التعقيد الزمني للتعبير عن الوقت المستغرق لحجم المدخلات.
حيث أن الخوارزمية هي جوهر البرنامج لأنه يقوم المبرمج بتحويل هذه الخطوات المنطقية إلى شفرة مصدرية باستخدام لغة برمجة معينة وأهم جوانب الخوارزميات هو تحليل الكفاءة الذي يقيس مدى جودة الخوارزمية لذلك اختر الخوارزمية الأكثر كفاءة.
2. هياكل البيانات :
هي طريقة منظمة لتخزين وإدارة البيانات في ذاكرة الحاسوب وتسمح بالوصول إلى البيانات ومعالجتها بسهوله لأنها الجسر الذي يربط بين البيانات الخام والخوارزميات الفعالة ومرتبطة بسرعة الوصول والبحث حتي يتم تحسين أداء البرامج التي تتعامل مع كميات كبيرة من البيانات بشكل هائل.
تساعد الهياكل علي تنظيم البيانات بطريقة توفر مساحة التخزين كما أنها تتيح طرق محسنة لتنفيذ العمليات الشائعة مثل الإدراج والحذف والتعديل على البيانات حيث أن كل ذلك يسهل على المبرمجين فهم كيفية ارتباط البيانات ببعضها البعض باستخدام الرسوم البيانية والتعامل معها يكون أقل تعقيداً.
أيضا كلما زادت كمية البيانات المتعامل معها التطبيق أصبح اختيار هيكل البيانات الصحيح أمر مهم لأن الهياكل الفعاله تكون سريعه الاستجابة حتى عند معالجة ملايين السجلات وكل خوارزمية تحتاج هيكل معين لتخزين بياناتها لتعمل بأقصى احتراف لذا لا يمكن فصل الخوارزميات عن هياكل البيانات.
أقرأ أيضا : تعلم البرمجة وتحسين الإنجليزية مع دورة أكسفورد
3. لغات البرمجة :
هي الوسيلة التي يستخدمها المبرمج لكتابة التعليمات لأنها عبارة عن قواعد وتركيب خاص يمكن الإنسان من التفاهم مع الآلة. كما ان البرمجة تقوم بتحويل المهام اليدوية والمملة إلى عمليات آلية وسريعة تمكين البشر من بناء أدوات إلكترونية لحل مشكلات معقدة في مجالات الطب وغيرها.
كما ان اللغات تتبنى كل البرامج والتطبيقات التي نستخدمها يوميا. واختيار الهيكل الصحيح يقلل بشكل كبير من الزمن اللازم للبحث عن البيانات وإدراجها وتشبه اللغات الطبيعية لكنها مصممة بدقة لتكون مفهومة بواسطة الحاسوب ليتمكن من تنفيذها حتي أنها تكون سهله في القراءة.
4. الشفرة المصدرية والكود :
هو العنصر الأكثر جوهرية في البرمجة لأنها تمثل التعليمات الفعلية التي تكتب بلغة برمجة معينة. حيث أن الكود هو الوسيلة الوحيدة لتوجيه الحاسوب لذلك لا يمكن لأي برنامج أو تطبيق أن يعمل دون شفرة مصدرية.
يقوم الكود بترجمة الخوارزميات إلى أوامر قابلة للتنفيذ بواسطة المعالج ثم يتم تحويل الشفرة المصدرية المكتوبة بلغة عالية المستوى إلى لغة الآلة المكونة من الأصفار والوحدات وهي اللغة الوحيدة التي يفهمها وينفذها الحاسوب مباشرة.
لذلك الكود هو الأصل الذي يتم التعامل معه باستمرار وليس مجرد نتيجة نهائية. كما أن الشفرة المكتوبة بشكل جيد مع تعليقات واضحة تمكن المبرمجين الآخرين من فهم منطق البرنامج ويسهل الصيانة المشتركة.
أهمية البرمجة :
1. يتم استخدامها في تصميم أنظمة قادرة على معالجة البيانات الضخمة واتخاذ قرارات معقدة بكفاءة لا يمكن للإنسان تحقيقها.
2. وجودها يُعلّم الفرد طريقة منظمة وهيكلية للتفكير لحل أي مشكلة عن طريق تقسيمها إلى خطوات صغيرة ومنطقية.
3. تسمح ببناء أدوات جديدة كليا لم تكن موجودة من قبل لفتح ابواب الابتكار في مجالات مثل التعليم، والنقل، والترفيه.
4. كل مكون في حياتنا الرقمية يعتمد على البرمجة سواء إنشاء المواقع الإلكترونية أو بناء أنظمة مثل Windows وبرمجة الروبوتات.
5. أيضا البرمجة تعد أداة الأساسية لـتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي وهي الأساس الذي يقوم عليه كل شيء في العالم الرقمي