أساسيات البرمجة Programming Basics

ماهي أساسيات البرمجة Programming Basics.…؟!! ما أهمية دراسة أساسيات البرمجة Programming Basics..؟!! وم افوائد دراسة أساسيات البرمجة Programming Basics.؟!.

في عصر التكنولوجيا الحديث، أصبحت البرمجة أحد الأدوات الأساسية التي تفتح الأبواب لعالم من الفرص والإمكانيات الجديدة. إن دراسة أساسيات البرمجة (Programming Basics) لها فوائد هائلة تتجاوز إتقان لغة برمجة محددة. ففهم هذه الأساسيات يمنحنا القدرة على التفاعل مع التكنولوجيا، وفهم كيفية عمل البرامج وتطبيقاتها في مجالات متنوعة من حياتنا. في هذا المقال نتعرف على أساسيات البرمجة Programming Basics و التي تتشاركها العديد من لغات البرمجة لنبدأ…

في هذا المقال نتعرف على:

ماهي اساسيات البرمجة؟
المزيد عن أساسيات البرمجة.
فوائد دراسة أساسيات البرمجة.

ماهي اساسيات البرمجة؟

إن البرمجة هي عملية كتابة الكود (البرنامج Software) الذي تقوم بتحقيق مهمة محددة أو حل مشكلة. والبرمجة تتطلب معرفة بنية اللغة البرمجية وقواعدها وكيفية كتابة الكود بشكل صحيح. لكي نتعلم البرمجة لأي لغة برمجية علينا معرفة المفاهيم والمهارات المهمة والتي تعتبر من أساسيات البرمجة.

و أساسيات البرمجة (Programming Basics) هذه مشتركة بين أغلب لغات البرمجة ولكن الاختلاف يكون في طريقة كتابتها لكل لغة برمجية هذه الأساسيات هي فقط نقطة البداية التي تعرفنا على اللغة البرمجة ولكن لا تجعل منا محترفين فيها فكل لغة من لغات البرمجة لها سماتها وخصائصها ومكتباتها الخاصة وتتلخص هذه الأساسيات في الآتي:

التعليقات Comments.
جُمل الطباعة Output Statements.
المتغيرات Variables و الثوابت Constants.
جُمل الإدخال Input Statements.
المعاملات Operators .
جُمل التحكم Control Structures.
الدوال والأساليب Functions and Methods.
االمصفوفات والمجموعات Arrays and Collections.

ولكل منها عمل محدد في الكود البرمجي واستخدامها بطريقة فعالة يعطي نتائج جيدة لنفصل أكثر:

التعليقات Comments

من أساسيات البرمجة التعليقات وهي الملاحظات التي يكتبها المبرمج لتشرح الكود دون أن تدخل في عملية البرمجة ولكل لغة برمجة طريقة لكتابة والتعليقات ممكن أن تكون سطر واحد أو عدة سطور وهي مهمة عند العمل على مشروع ضمن فريق عمل فعند اضافة الكود الذي قمت بكتابته للمشروع سيكون مفهوم لأعضاء فريقك وتتشابه طريقة كتابة التعليقات لبعض اللغات وتختلف في أخرى فمثلاً:

في لغات JavaScript و C# فالتعليق للسطر واحد يبدأ بـ // ويكون لعدة اسطر بـهذا الشكل /*………….*/
اما في Python فالتعليق للسطر واحد يبدأ بـ # ويكون لهذا الشكل “””……..”””

جُمل الطباعة Output Statements

تعتبر جُمل الطباعة من أساسيات عملية البرمجة وجُمل الطباعة هي الأوامر أو التعليمات البرمجية التي تقوم بإظهار مخرجات Outputs البرنامج للمستخدم (دوال طباعة المخرجات). أي كان طبيعة هذه المخرجات سواء كانت جُمل نصية أو قيم للمتغيرات أو مخرجات للعمليات حسابية ومنطقية يختلف أمر الطباعة باختلاف اللغة البرمجية المستخدمة لاحظ/ي طريقة طباعة جملة "Hello, World " في اللغات C#, JavaScript & Python فيما يلي:

في Python

#This is a comment
"""
This code for print Hello World 
"""
print("Hello, World!")

في JavaScript

//This is a comment 
    /*
      This code for print 
      Hello  World
    */
      Console.log("Hello World!")

في C#

using System;

namespace App
{
  class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
    //This is a comment 
    /*
      This code for print 
      Hello  World
    */
      Console.WriteLine("Hello World!");   
       
    }
  }
}

المتغيرات Variables و الثوابت Constants

إن فهم فكرة المتغيرات والثوابت والفرق بينهما تعتبر من الأساسيات في البرمجة وهذا لأن معالجة البيانات تعتمد على طريقة التعامل مع المتغيرات والثوابت، فيما يلي شرح موجز لكل منهما:

المتغيرات Variables.
الثوابت Constants.

المتغيرات Variables

المتغيرات تستخدم المتغيرات لتخزين البيانات ومعالجتها في البرنامج. فالمتغيرات هي أماكن الذاكرة المستخدمة لتخزين القيم values المستخدمة في البرنامج فعند الإعلان متغير يُحجز مكان في الذاكرة باسم هذا المتغير بعنوان معين ثم تُخزن القيمة المسندة لهذا المتغير في داخل هذا المكان .

ويختلف حجم هذا المكان باختلاف نوع البيانات للمتغير تتضمن أنواع البيانات الأساسية الأعداد الصحيحة، وأرقام والقيم المنطقية، والقيم النصية والأحرف. وفي حال عدم اسناد قيمة لهذا المتغير يبقى هذا المكان من الذاكرة محجوز باسم المتغير وفارغ القيمة بالمناسبة اغلب لغات البرمجة تعبر القيم الفارغة بـ Null.

المتغيرات يمكن أن لا تأخذ قيمة عند تعريفها ويمكن التعديل على قيمها أثناء عمل البرنامج وتتخلف الكلمات المستخدمة للإعلان عنها بحسب اللغة البرمجية المستخدمة لاحظ/ي الأمثلة التالية:

في Python لا نستخدم أي كلمة محجوزة (Keyword) للإعلان عن متغير ويُحدد نوع المتغير نوع القيمة المسندة له:

number = 1  #Numeric variable
message = "Hello, World"   # String variable
result = True   # Boolean variable
result1 = None   # variable has no value => None = Null

في JavaScript نستخدم الكلمات المحجوزة let & var للإعلان عن المتغير ويُحدد نوع المتغير من نوع القيمة المسندة له:

let  number = 1    //Numeric variable
var  message = "Hello, World"   //String variable  
let value = True //Boolean variable

في C# يمكن استخدام الكلمة المحجوزة var للإعلان عن المتغير وهنا يحُدد نوعه من نوع القيمة المسندة له، كما يمكن تحدد نوع المتغير عند الإعلان عنه بواسطة الكلمات المحجوزة int, float, double, decimal للمتغيرات الرقمية و تستخدم string للمغيرات النصية و char للحروف و bool للمتغيرات المنطقية لاحظ /ي المثال التالي:

//Numeric variables
  var num1 = 1;
  int num2 = 1;
  float num3 = 1.0;
  double num4 = 1.0;
  decimal num5 = 1.0;
//String variables
   var message = "Hello World!";
   string message1  = "Hello World!";
   var letter = 'A';
   char letter1 = 'a';  
//Boolean variable
   var result = True;
   bool result1 = True;

الثوابت Constants

الثوابت هي متغيرات بقيمة ثابتة، استخدام الثوابت طريقة لحجز مكان في الذاكرة بقيمة ثابتة لابد ان تأخذ عند الإعلان عنه ويُسمح باستخدام قيمها ولكن لا يُسمح بالتعديل عليها وغالباً ما تستخدم كلمة const للإعلان عنها لاحظ /ي الأمثلة التالية :

Python لاتُدعم الثوابت ولكن من المتعارف عليها ان يعبر عن الثابت بأحرف كبيرة كالتالي:

#In Python use capital letters for representing constant
NUMBER = 4

وفي JavaScript كالتالي :

// Declaring the constant in JavaScript
     const number = 7;

وفي C# كالتالي:

//Declaring constant in C#
   const int Nubmer = 1;

جُمل الادخال Input Statements

وتعتبر جُمل الإدخال (Input Statements) من أساسيات البرمجة فهي الأوامر البرمجية التي تقوم بقراءة البيانات المدخلة من المستخدم وتتمثل في دوال القراءة من المستخدم. تختلف هذه الدوال باختلاف اللغة البرمجية لاحظ/ي الأمثلة فيما يلي:

في Python

# input() for ask user to enter input 
name = input()
print ("Hello," + name )
"""
To program more clearly,
 tell the user what should be entered  via this..
"""
your_name = input("Please,enter your name :")
print(f"Hello {your_name}" )

في JavaScript

let name = window.prompt('Please, enter your name :');
     alert("Hi, " + name);

في C#

 Console.WriteLine("Enter Youname:");
// Using ReadLine() function to read string input from user 
 string name = Console.ReadLine();
 Console.WriteLine("Hello, " + name);
// For numeric input must use convert() function with ReadLin() function
 Console.WriteLine("Enter your age:");
 int age = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
 Console.WriteLine("Your age is: " + age);

المعاملات Operators

من أساسيات البرمجة (Programming Basics) أيضاً تأتي المعاملات Operators فبواسطة المعاملات يتم إجراء العمليات الحسابية والمنطقية على البيانات. أي بواسطة المعاملات التعامل مع المتغيرات. والمعاملات Operators قد تكون معاملات حسابية او منطقية أو معاملات مقارنة وهذه الأنواع الثلاث هي أنواع المعاملات المستخدمة في أغلب لغات البرمجة.

1- المعاملات الحسابية المعاملات الحسابيّة Arithmetic Operators

وتتمثل في العمليات الحسابية من جمع (+) طرح (-) ضرب (*) قسمة (/) وباقي القسمة (%)

2- معاملات المقارنة Comparison Operators

تقوم بالمقارنة بين قيمتين وترجع قيمة منطقية وهذه المعاملات هي:

العملية	الرمز	الوظيفة
المساواة	= =	التحقق من أن القيمتين على يمين ويسار الرمز متساوية.
عدم المساواة	=!	التحقق من أن القيمتين على يمين ويسار الرمز غير متساوية.
أكبر من	<	للتحقق من أن القيمة يسار الرمز اكبر من القيمة يمين الرمز.
أصغر من	>	للتحقق من أن القيمة يسار الرمز أصغر من القيمة يمين الرمز.
أكبر من او يساوي	=<	للتحقق من أن القيمة يسار الرمز أكبر من أو تساوي القيمة يمين الرمز.
أصغر من او يساوي	=>	للتحقق من أن القيمة يسار الرمز أصغر من أو تساوي القيمة يمين الرمز.

3.المعاملات المنطقية Logical Operators

وتستخدم في عمليات التحقق وترجع قيمة من اثنتين صحيحة True او خاطئة False وتمثلها ثلاث معاملات هي AND, OR, NOT

AND

بعض اللغات البرمجية تُكتب and وبعضها تستخدم الرمز & او && في كل الأحوال تقارن And بين قمتين منطقيتين أو أكثر وترجع قيمة صحيحة True فقط في حال كانت كل العمليات ترجع قيمة True أي كلها صحيحة عدا ذلك سترجع خطأ False .

OR

بعض اللغات البرمجية تكتب or وبعضها تستخدم الرمز | او || وتقارن Or بين قمتين منطقيتين أو أكثر وترجع خطأ False في حالة واحدة وهي ان كانت كل العمليات ترجع قيمة False خاطئة عدا ذلك ترجع Or قيمة صحيحة True .

NOT

وتكتب في بعض اللغات بـnot وبعضها يرمز لها بالرمز ! وتقوم Not بعكس القيمة المنطقية ان كانت القيمة المنطقية صحيحة True سترجع False وبالعكس.

جُمل التحكم Control Structures

من أهم أساسيات البرمجة Programming Basics ويمكن تعريف جُمل التحكم Control Structures بالتعليمات البرمجية التي تتحكم في طريقة التنفيذ في للبرنامج. وتتضمن جُمل التحكم الشائعة العبارات الشرطية (if، else if، else) وحلقات التكرار (for، while) هذه اجُمل البرمجية تسمح لكنا باتخاذ القرارات وتكرار الإجراءات بناءً على شروط معينة، وفيما يلي شرح لطريقة عمل جُمل التحكم في البرمجة.

الشروط Conditions.
التكرارات Loops.

الشروط Conditions

الشروط هي حجز امر برمجي أو عدة أوامر برمجية تحت شرط معين ان تحققت صحة (القيمة المرجعة من الشرط True) هذا الشرط سوف تنفذ هذه الأوامر وإن لم يتحقق ( القيمة المرجعة من الشرط False ) سيقوم البرنامج بتجاوزها ولن ينفذها

وتمثل جملة if الشروط لأغلب اللغات البرمجية.
وعادة معها else في حال لم يتحقق شرط if أي إن لم يتحقق if نفذ الأوامر في else.
ممكن أن تشمل أكثر من حالتين باستخدام else if أي اختبر الشرط في if و إن لم يتحقق في if اختبر الشرط في else if وان لم يتحقق في Else if قم بتنفيذ else وهكذا.

لننظر الأمثلة فيما يلي :

في Python

x = 1
if x == 0:
    print("x equal zero")
elif x  <=  -1:
    print("x less than zero")
else:
    print("x is more or equal 1")
    print(f" x =  {x}")

في JavaScript

let   x = 1
   if (x == 0)
    console.log("x equal zero")
    else if (x <=  -1)
    console.log("x less than zero")
    else
    {
    console.log("x is more or equal 1")
    console.log(" x ="+ x)
    }

في C#

var   x = 1;
     if (x == 0)
    Console.WriteLine("x equal zero");
    else if (x <= -1)
    Console.WriteLine("x less than zero");
    else
    {
      Console.WriteLine("x is more or equal 1");
      Console.WriteLine(" x ="+ x);
    }

التكرارات Loops

التكرار أو الحلقة يعني تكرار تنفيذ جملة برمجية أو كثر عدد معين من المرات. تتنوع جمل التكرار بين لغات البرمجة و مع هذا التنوع قد تشترك جُمل التكرار في بعض لغات البرمجة في عناصر معينة يجب توافرها في كل جملة تكرارية وهي :

الجملة التكرارية وغالباً ما تكون اما while او do.. while او for.
متغير التكرار ولابد من قيمة ابتدائية له.
عملية للتعديل في قيمة متغير التكرار .
شرط لوقف التكرار هذا الشرط يختبر قيمة متغير التكرار لكل دورة للتكرار ولن لم يحقق المتغير شرط التكرار تتوقف عملة التكرار.

لاحظ /ي الأمثلة فيما يلي :

في Python قد يُستغني عن متغير التكرار وذلك باختبار قيمة ضمن نطاق محدد من القيم. لاحظ الجُمل التكرارية في المثال التالي:

#Define a while loop
x = 0 
while (x < 5):
    print (x)
    x = x + 1
#Define a for loop
for x in range(0,5):
    print (x)

في JavaScript

//Define a while loop
let x = 0;
while(x < 5)
{
    console.log(x);
      x++;
}
//Define a for loop
for (let i =0; i < 5; i++)
{
    console.log(i)
}

في C#

//Define a while loop
int x = 0;
while(x < 5)
{
    Console.WriteLine(x);
      x++;
}
//Define a for loop
for (int i =0; i < 5; i++)
{
    Console.WriteLine(i);
}

الدوال أو الأساليب Functions and Methods

عادة في البرمجة عند وجود مشكلة تتطلب الحل نقوم بتقسيم المشكلة إلى أجزاء صغيرة منفصلة ليسهل حلها. وتستخدم الدوال و الأساليب لهذه المهمة فنقوم بتوزيع مهام البرنامج على الدوال التي تنفذ عند الحاجة. لهذا يعد فهم طريقة بناء الدوال والأساليب Functions and Methods من اهم اساسيات البرمجة Programming Basics.

والدوال Function هي مجموعة الأوامر البرمجية التي تنفذ وظيفة معينة في كل مرة يتم فيها استدعاء الدالة وتسمى Actions او Methods هذا لأنها طريقة عملها تصف سلوك البرنامج. يمكن القول أن الدوال Function عبارة عن كتل من التعليمات البرمجية قابلة لإعادة الاستخدام تؤدي مهمة محددة. إنها تساعد في تنظيم التعليمات البرمجية وجعلها أكثر منطقية.

قد تقوم الدالة بإرجاع قيمة مستخدمة الكلمة المحجوزة return وهذا في اغلب الحالات وممكن ان تقوم الدالة بأداء وظيفة معينة دون ارجاع قيم. وقد تستقبل الدوال قيم ترسل لها عند الاستدعاء تسمى هذه القيم عند إرسالها Arguments وعندما تستقبلها الدالة تسمى Parameters

لاحظ /ي الأمثلة فيما يلي :

لتعريف الدالة في Python نكتب def متبوع باسم الدالة وهواسم اختياري:

#Define a basic function
def func1():
    print("This is function 1")
# Function that takes parameters returns a value
def func2(x, y):
    return x + y

لتعريف الدالة في JavaScript نكتب function متبوع باسم الدالة وهواسم اختياري:

//Define a basic function
function func1()
{
    Console.log("This is function 1");
} 
//Function that takes parameters returns a value
function func2(x, y)
{
    return x + y
}

وتعرف الدوال في C# بهذه الطريقة:

//Define a basic function
static void func1() 
  {
    Console.WriteLine("This is function 1");
  }
//Function that takes parameters returns a value
static int func2(int x, int y)
    {
      return x + y;
    }

المصفوفات والمجموعات Arrays and Collections

من المهم عند تعلم البرمجة فهم طريقة التعامل مع مواقع الذاكرة، في البرمجة تُستخدم المصفوفات ومجموعات البيانات لتخزين قيم متعددة في متغير واحد. ان مجموعات البيانات توفر طريقة للعمل مع البيانات ذات الصلة وتمكين عمليات مثل البحث عن العناصر وفرزها ومعالجتها. لهذا تعتبر معرفة مجموعات البيانات الموجودة في اي لغة برمجة تود استخدمها من اساسيات البرمجة.

ومجموعات البيانات في البرمجة تعني مجموعة من المتغيرات تسمى عناصر Elements التي تحفظ تحت اسم متغير معين ويتم التعامل معها كائن Object واحد .البعض من مجموعات البيانات مرتبة ويمكن والوصول الى عناصرها بواسطة الفهرسة Indexing، مثل المصفوفات Arrays في سي شارب و القوائم Lists في بايثون. والبعض من مجموعات البيانات غير مرتب مثل مجموعات البيانات من نوع Set في بايثون وغيرها فأنواع المجموعات وأشكالها تختلف باختلاف اللغات البرمجية.

وقد تكون مجموعات البيانات تضم عناصر من نوع واحد من البيانات أو قد تشمل مجموعة البيانات عناصر من أنواع بيانات مختلفة. مثلاً المصفوفات Arrays في C# لابد أن تكون جميع عناصر المجموعة من نوع بيانات واحد كأن تكون جميعها رقمية او كلها نصية هذا الذي لا يكون في لغة Python فمن الممكن أن تكون القائمة List أو Tuple في Python مجموعة من عناصر مختلفة من أرقام ونصوص او حتى قوائم اخرى.

في Python تتنوع مجموعات البيانات منها List و Tuple حيث يمكن التعديل على عناصر List ولا يمكن التعديل في عناصر Tuple ويوضح المثال التالي طريقة تعريف كلاً منهما في Python

# The List definition  in python
 #List can contain  many data types at the  same time
list_one = [[1, 2, 3], "Red", True, 123]
# Definition tuple With tuples can't change elements value
Tuple_one = ([1, 2, 3], "Red", True)
#Onther definition for tuples
Tuple_two = [1, 2, 3], "Red", True

و في JavaScript نعرف الـ Array على الشكل التالي:

//Array definition in JavaScript
let colors = [1,'Blue', ['Black',2]];

وفي C# نعرف الـ Array على الشكل التالي:

// Definition of string array in C#
   string[] colors = {"Red", "Green", "Blue"};  
// Definition of integer array in C#
  int[] Numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

فوائد دراسة أساسيات البرمجة

إن معرفة أساسيات البرمجة Programming Basics لها العديد من الفوائد والتأثيرات الإيجابية، وفيما يلي بعضها:

تطوير المهارات العقلية: تعتبر البرمجة تحديًا للعقل حيث تتطلب التفكير الإبداعي وحل المشكلات. بممارسة البرمجة واستكشاف أساسياتها، يمكن تنمية المهارات العقلية مثل التحليل المنطقي، والتفكير النقدي، والتخطيط، والابتكار.
تعزيز مهارات حل المشكلات: تتطلب البرمجة تقسيم المشكلات المعقدة إلى مهام أصغر يمكن التحكم فيها. من خلال تعلم البرمجة، يمكنك تطوير نهج منهجي وتحليلي لحل المشكلات. تتعلم التفكير المنطقي، وتحديد الأنماط، واستنباط حلول فعالة.
القدرة على بناء التطبيقات والمواقع الخاصة: بفهم أساسيات البرمجة، يمكن للأفراد بناء التطبيقات والمواقع الإلكترونية والألعاب، والأدوات البرمجية الخاصة بهم. يمكن لهذه المهارات أن تفتح الأبواب للإبداع وتمكن الأفراد من تحويل أفكارهم إلى واقع.
فهم أفضل للتكنولوجيا: اليوم، تعتبر التقنية جزءًا أساسيًا من حياتنا. بفهم أساسيات البرمجة، يمكن للأفراد فهم كيفية عمل البرامج والتطبيقات التي نستخدمها يوميًا، والتفاعل مع التقنية بشكل أفضل
الأتمتة والكفاءة Automation and efficiency: تتيح لك البرمجة أتمتة المهام المتكررة وتبسيط العمليات. من خلال كتابة البرامج النصية أو البرامج، يمكنك توفير الوقت والجهد من خلال أتمتة المهام التي كان من الممكن إجراؤها يدويًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى زيادة الكفاءة بشكل كبير في مجالات مختلفة، مثل معالجة البيانات وإنشاء التقارير وإدارة الملفات.
فرص العمل والشهادات: تعتبر البرمجة مجالًا يشهد طلبًا متزايدًا على المهارات البرمجية. بمعرفة أساسيات البرمجة، يمكن للأفراد زيادة فرص العمل وتحسين فرصهم في الحصول على وظائف تقنية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحصول على شهادات معترف بها في مجال البرمجة، مما يعزز السيرة الذاتية ويزيد من فرص التوظيف.

إن تعلم أساسيات البرمجة بمهارات قيمة تتجاوز مجرد كتابة التعليمات البرمجية. إنه يعزز قدراتك على حل المشكلات والتفكير المنطقي والإبداع، بينما يفتح أيضًا العديد من الفرص للنمو الوظيفي والتطوير الشخصي في عالم رقمي متزايد.

إن معرفة أساسيات البرمجة Programming Basics تعتبر استثمارًا قيمًا للوقت والجهد. و توفر لنا الفرصة لتطوير مهاراتنا، وتعزز قدراتنا في حل المشاكل، وتمكننا من التفاعل مع التكنولوجيا والابتكار. و إن معرفة البرمجة تعطيك القدرة على التعامل مع التكنولوجيا بثقة وتمكنك من الاستفادة من فوائدها المتعددة.و يتضح لنا أن معرفة أساسيات البرمجة لها فوائد كبيرة وتأثيرات إيجابية على حياتنا. هذا لأن تعلم أساسيات البرمجة يمكن أن يفتح أبوابًا واسعة للفرص الوظيفية والتطور الشخصي.

الإبلاغ عن إساءة الاستخدام

Kholood Tech Notes

أساسيات البرمجة Programming Basics