استكشاف مختلف لغات البرمجة وأهميتها

لغات البرمجة

تعتبر البرمجة عملية استخدام المنطق لتنفيذ مهام ووظائف محددة على أجهزة الكمبيوتر. تتم هذه العمليات من خلال لغات برمجية معينة، التي تتضمن مجموعة من التعليمات والأوامر المكتوبة بأسلوب محدد لإنشاء برنامج معين. تساعد لغات البرمجة أيضًا في تنظيم التواصل بين الأجهزة الإلكترونية مثل الروبوتات والطابعات وغيرها من الأجهزة الذكية، بالإضافة إلى تمكين الإنسان من التواصل مع الآلة. على الرغم من أن العديد من لغات البرمجة تشترك في خصائص مشابهة، إلا أن لكل منها هيكلية فريدة ومتميزة، وتحتوي كل لغة على مجموعة محددة من الكلمات الرئيسية اللازمة لبناء برامج معينة.

تاريخ لغات البرمجة

يعود تاريخ لغات البرمجة إلى فترات سابقة على ظهور الكمبيوتر بأكثر من 125 عامًا. إذ شهدت بعض الاستخدامات الصناعية اعتماد لغات البرمجة للتحكم في إنتاج المنسوجات، حيث تم تصميم ثقوب معينة على بطاقات مختلفة بهدف تعديل تلك البطاقات لإنتاج أنماط مختلفة من الأقمشة.

يُعتبر عام 1956 نقطة التحول في تاريخ البرمجة مع ظهور أول لغة برمجة، المعروفة باسم (FORTRAN) التي طورتها شركة (IBM). تلتها بعد ذلك، في عام 1958، لغة (LISP) الثانية الأقدم. واستمرت لغات البرمجة في الظهور طوال القرن العشرين، مع بعض اللغات مثل (Basic) التي تم ابتداعها في عام 1964 وما زالت مستخدمة حتى اليوم.

شهدت السبعينات إدخال مفهوم البرمجة الشيئية (Object-oriented programming)، حيث كانت هذه اللغات مصممة لتسهيل التفاعل مع الأشياء المستخدمة من قبل الإنسان. وعلى مدار تلك الفترة، ظهرت لغات متعددة منها لغة باسكال التي طورت في عام 1971 ولغة البرمجة (C) في عام 1972. كما تم تطوير لغة قواعد البيانات (SQL) في عام 1974 بواسطة إدجار كود، ولا تزال هذه اللغة تُعتبر من اللغات الأساسية حتى اليوم، وقد ظهرت أيضًا لغة (++C) في عام 1979.

أسهم انتشار الإنترنت في تطوير العديد من لغات البرمجة، حيث قام تيم بيرنرز لي بإنشاء لغة (HTML) في عام 1990. وفي عام 1991، ظهرت لغات بايثون (Python) وفيجوال بيسك (Visual Basic)، بينما كان عام 1995 علامة فارقة لرؤية لغة البرمجة جافا (Java) التي ابتكرها مطورون في شركة صن ميكروسيستمز (Sun Microsystems). حاليًا، هناك آلاف لغات البرمجة المختلفة بالإضافة إلى تطوير لغات جديدة تسعى لحل التحديات المختلفة في حياة الإنسان.

عناصر لغات البرمجة

تشمل لغات البرمجة على عناصر أساسية عدة تبرز بدورها أهمية هذه اللغات، مثل:

الصياغة

تعرف الصياغة (بالإنجليزية: Syntax) بأنها القواعد التي تحدد كيفية كتابة المفردات والرموز بشكل صحيح حسب اللغة المستخدمة، حيث تحتوي كل لغة برمجة على كلمات ورموز محجوزة تُستخدم وفق طرق معينة مثل كلمة (IF). وتجدر الإشارة إلى أن لغات البرمجة تختلف في كيفية تعاملها مع الأحرف الكبيرة والصغيرة أثناء كتابة البرنامج؛ فبعض اللغات تعتبِر الحرف الكبير مساوٍ للحرف الصغير، بينما يحدث العكس في لغات أخرى.

الدلالات

يمثل مصطلح الدلالات (بالإنجليزية: Semantics) كيفية استعمال الرموز والمفردات بشكل صحيح لتكوين جمل برمجية تحقق الشروط اللازمة وفقًا لقواعد الصياغة الخاصة باللغة. عادةً ما تُنفذ تلك الجمل بشكل تسلسلي، فلا يتم تنفيذ الجملة التالية ما لم تكن الجملة الحالية صحيحة.

الأنواع

تعرّف الأنواع (بالإنجليزية: Types) بأنها بيانات يجب على المبرمج استخدامها بطريقة معينة، وللأنواع المستخدمة خصائص محددة يقوم المترجم (بالإنجليزية: Compiler) بفحصها. يُظهر البرنامج خطأ إذا تم إسناد شكل بيانات لنوع (Type) غير متوافق معه، وتتم عملية فحص أنواع البيانات بطريقتين: الفحص الثابت والفحص الديناميكي.

المكتبات

تُعرف المكتبات (بالإنجليزية: Libraries) بأنها مجموعة من الخصائص والأدوات المساعدة المتاحة بلغة برمجة معينة لتعزيز تطوير البرامج. تاريخيًا، لم يُنظر إلى المكتبات كجزء مهم منها، لكن مع التقدم التكنولوجي، أصبح استخدامها جزءًا أساسيًا لكتابة برامج أكثر فعالية. من بين اللغات التي تحتوى على عدد كبير من المكتبات لغة (++C)، مما ساهم في جعلها واحدة من اللغات الأكثر نجاحًا.

أنواع لغات البرمجة

يمكن تصنيف لغات البرمجة إلى ثلاث مجموعات رئيسية كما يلي:

لغة الآلة (بالإنجليزية: Machine language): المستوى الأدنى من لغات البرمجة، وتعتمد على نظام البيانات الثنائية (0،1). لذا، يصعب على البشر التعامل مع هذا النوع، مما يتطلب وجود برامج خاصة تعمل على ترجمة الكود المكتوب بلغة البرمجة إلى لغة الآلة.
لغات عالية المستوى (بالإنجليزية: High-level language): اللغات التي تُسهل التفاعل مع المستخدم، حيث تحتوي على أوامر على شكل رموز ونصوص مألوفة. تختلف هذه اللغات في التنوع والتصميم حسب الاستخدامات المطلوبة.
لغة التجميع (بالإنجليزية: Assembly language): اللغة التي تحول البرمجات عالية المستوى إلى اللغات التي تفهمها الآلة. تُعتبر لغة التجميع قريبة جدًا من لغة الآلة، ويمكن للبشر قراءتها وفهمها على الرغم من اعتمادها على البنية التحتية للآلة.

خصائص لغات البرمجة

تتضمن لغات البرمجة العديد من الخصائص الضرورية، منها:

البساطة: يجب أن تتمتع لغات البرمجة بالسهولة اللازمة لتعزيز تجربة المستخدمين.
الكفاءة: من الضروري أن تعمل لغات البرمجة بكفاءة على الأجهزة، بحيث تقلل من الوقت والموارد المطلوبة لتشغيلها.
الهيكلة: ينبغي أن تتيح لغات البرمجة للمستخدمين تصميم برامجهم وفق مفاهيم البرمجة المنظمة المتعارف عليها.
سهولة اكتشاف الأخطاء: يجب أن توفر لغات البرمجة آلية للتحقق من الأخطاء التي يمكن أن تواجه المبرمج.
إمكانية النقل: من المهم أن تكون لغة البرمجة قابلة للنقل، ما يعني إمكانية نقل البرامج المكتوبة بها بين أجهزة مختلفة.

أمثلة على لغات البرمجة

توجد مجموعة من اللغات البرمجية الشائعة من بينها:

++C: تعتبر تطويرًا للغة (C)، حيث أُضيفت لها خصائص جعلتها كائنية التوجه، وتستخدم في تطوير البرمجيات والألعاب.
Java: لغة كائنية التوجه تعتمد على القوالب، ظهرت في التسعينات، وتُستخدم في تطوير البرامج، المحتوى الرقمي، والألعاب، بالإضافة إلى تطبيقات الهواتف المحمولة.
#C: لغة متعددة الاستخدامات تنتمي لشركة مايكروسوفت، تجمع بين ميزات اللغتين (C) و(++C)، وتستخدم لتطوير برمجيات نظام تشغيل Windows.
JavaScript: لغة تدعمها العديد من متصفحات الويب، يمكن المبرمج من إدراج الرسوم المتحركة والوسائط التفاعلية في المحتوى الإلكتروني.
Python: لغة عالية المستوى تستخدم في تطوير النصوص على جانب الخادم، وتتميز بسهولتها وبساطة قراءتها.

فيديو روبوت الموت

يمكنكم مشاهدة الفيديو التالي لمعرفة آخر التطورات في تقنيات الروبوتات: