مبانی برنامه نویسی کامپیوتر

امروزه فناوری کامپیوتر نقش بسیار مهمی در زندگی روزمره انسان‌ها دارد. از این رو، در اکثر رشته‌های دانشگاهی، بخصوص رشته‌های مهندسی، با به‌کارگیری قدرت‌های فناوری کامپیوتر شاهد بهبودها و پیشرفته‌ای چشمگیری هستیم. دنیای کامپیوتر به دو دسته کلی سخت‌افزار و نرم‌افزار دسته‌بندی می‌شود. برای ایجاد نرم‌افزار برای کاربردهای مختلف در کلیه رشته‌ها نیاز به آموزش و به‌کارگیری زبان برنامه‌نویسی است. دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر مکتب خونه با هدف ورود به دنیای برنامه نویسی با مفاهیمی کاملاً پایه و برای مبتدیان تهیه و تدوین شده است که در ادامه به معرفی آن خواهیم پرداخت.

دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر

آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر پیشرو، سعی کرده است مبانی برنامه‌نویسی و کلیه مفاهیم مربوط به آن را پوشش دهد. مهم‌ترین و اساسی‌ترین قدم در یادگیری برنامه‌نویسی کامپیوتر، یادگیری مفاهیم مربوط به تفکر الگوریتمی به‌حساب می‌آید. در این آموزش فارغ از هر نوع زبان برنامه‌نویسی، سعی شده است تفکر الگوریتمی و مفاهیم پایه برنامه‌نویسی شامل متغیرها، شرط، تکرارهای معین و نامعین، آرایه‌ها و رشته‌ها و مفهوم متدها و غیره با استفاده از مثال‌های فراوان تدریس شود.
زبان مورد استفاده در این آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر، Java است ولی همان‌طور که در جلسات 11 تا 13 ذکر شده، مشخص خواهد شد که کدهای نوشته شده در این آموزش به‌راحتی در تمامی زبان‌های برنامه‌نویسی قابل استفاده هستند و می‌تواند مورد استفاده کلیه دانشجویان و حتی دانش‌آموزان علاقه‌مند باشد. دوره آموزش مبانی برنامه نویسی نام برده در ٣٠ جلسه به مدت ٤٩ ساعت آموزش توسط دانشگاه بناب تهیه و هم‌اکنون در مکتب خونه قرار گرفته است.

دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر برای چه کسانی مناسب است؟

دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر برای تمامی افرادی که به برنامه نویسی کامپیوتر علاقه دارند و می‌خواهند وارد دنیای برنامه نویسی شوند دوره‌ای ایده آل به‌حساب می‌آید و به زبان ساده و شیوا دانشجویان دوره را با مفاهیم برنامه نویسی آشنا خواهد کرد.

چه مفاهیمی در دوره آموزش مبانی برنامه نویسی تدریس خواهد شد؟

در آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر تمامی مباحث پیرامون برنامه نویسی کامپیوتر از پایه تا سطوح بالا در سرفصل‌های مختلفی تدریس می‌شود. این دوره از مفاهیمی مانند الگوریتم و فلوچارت شروع می‌شود و با نصب محیط‌های برنامه نویسی و آشنایی با مفاهیمی مانند متغیر، ثابت، کلاس، تابع و غیره کار را ادامه خواهد داد تا متقاضی به درک نسبتاً خوبی از برنامه نویسی برسد.

همچنین در پایان این دوره یک پروژه کوچک به‌عنوان جمع‌بندی برای مفاهیم تدریس شده ارائه می‌شود تا کاربر به‌صورت عملی نیز اقداماتی انجام دهد. علاوه بر این در طول تدریس مثال‌ها و نمونه‌های مختلفی مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

برنامه نویسی کامپیوتر چیست؟

از آنجایی که انسان‌ها از زبان‌های مختلفی برای برقراری ارتباط و انتقال افکار، ایده‌ها، پیام‌ها و اعمال خود به دیگران استفاده می‌کنند، به همین ترتیب برای برقراری ارتباط با کامپیوترها، یک زبان قابل‌فهم کامپیوتری به نام زبان برنامه نویسی موردنیاز است؛ بنابراین، زبان برنامه نویسی راهی برای برقراری ارتباط با کامپیوتر و ارائه دستورالعمل‌ها به کامپیوتر به‌حساب می‌آید تا کامپیوتر بتواند وظایف ما را انجام دهد. برنامه نویسی کامپیوتری فرآیند طراحی و ساخت برنامه‌ها به‌منظور اجرای موفقیت‌آمیز دستورالعمل‌ها است.

در دو دهه گذشته تقاضا برای برنامه نویسی کامپیوتر (Computer Programming) به‌شدت افزایش یافته است و مردم در حال یادگیری برنامه نویسی کامپیوتری هستند زیرا انگیزه فراوانی به چنین زمینه‌ای پیدا می‌کنند. برنامه نویسی توسط کدینگ (کد نویسی) انجام می‌شود و ما با نوشتن کد روی کامپیوتر برنامه ایجاد می‌کنیم. کد کامپیوتری منطق ذهن انسان است که ما برای اجرای دستورات خود ایجاد کرده و بر اساس آن نتایج را دریافت می‌کنیم. با استفاده از مفاهیم برنامه نویسی کامپیوتری، می‌توان چندین الگوریتم را که برای اجرای برنامه‌ها استفاده می‌شود، تحلیل، توسعه و پیاده‌سازی کرد. از آنجایی که انسان از زبان‌های مختلفی مانند انگلیسی، فارسی و سایر زبان‌های منطقه‌ای برای ارتباط استفاده می‌کند، به همین ترتیب، چندین زبان برنامه نویسی وجود دارد که از طریق آن‌ها می‌توانیم دستورالعمل‌ها را ارائه دهیم و برنامه‌ها را اجرا کنیم. در دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر سعی شده که مفاهیم برنامه نویسی برای کاربران با زبانی شیوا و ساده پوشش داده شود تا بتوانند راحت‌تر وارد این حوزه شوند.

برنامه کامپیوتری چیست؟

یک برنامه دنباله‌ای از دستورها است. هر دستور باعث می‌شود کامپیوتر یک عمل خاص را انجام دهد. هر عمل در یک کامپیوتر مجموعه‌ای دقیق از سیگنال‌های الکتریکی است. هنگامی‌که یک برنامه کامپیوتری درست باشد و دستورات کامپیوتر را وادار می‌کند آنچه را که برنامه نویس قصد دارد انجام دهد، کامپیوتر یک کار را با موفقیت انجام می‌دهد.

امروزه برنامه نویسان دستورالعمل‌های خود را با کد می‌نویسند که متنی است که با استفاده از قوانین یک زبان کامپیوتری خاص نوشته می‌شود. زبان‌های برنامه نویسی متعددی برای این منظور وجود دارد.

مفاهیم برنامه نویسی کامپیوتر

هر علمی دارای مفاهیم اساسی است که باید به‌طور کامل درک شوند. فردی می‌تواند در ریاضیات خوب باشد اگر مفاهیم اولیه برای مطالعه ریاضی در مقاطع بالاتر مشخص باشد، در زبان انگلیسی، باید واژگان و گرامر انگلیسی را خوب بلد باشد تا بتواند خیلی خوب به انگلیسی صحبت کند، بنویسد و ارتباط برقرار کند. این جنبه برای زبان‌های برنامه نویسی کامپیوتر نیز صادق است و هر فردی که می‌خواهد وارد دنیای برنامه نویسی شود باید با مفاهیم زیر آشنا باشد:

• محیط‌های برنامه نویسی کامپیوتری
• نحو برنامه نویسی کامپیوتر که به‌عنوان سینتکس (Syntax) شناخته می‌شود.
• نقش انواع داده‌ها، متغیرها و کلمات کلیدی در برنامه نویسی کامپیوتر
• انواع حلقه‌ها و نقش آن در برنامه نویسی کامپیوتری
• عملیات ورودی و خروجی در برنامه نویسی کامپیوتر
• توابع و نقش آن
• انواع عملگرهای منطقی و حسابی
• و بسیاری از موارد دیگر که در دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر پوشش داده خواهند شد.

برای تبدیل شدن به یک برنامه نویس کامپیوتر خوب و ارتقای سطح دانش خود در برنامه نویسی کامپیوتر، باید این مفاهیم اولیه را بسیار خوب بلد باشید. همچنین هر زبان برنامه نویسی سینتکس و روش اجرای خود را دارد و مجموعه قوانین خاص خود را دارد؛ اما هدف همان است که کامپیوتر دستورات ما را بفهمد، برنامه را اجرا کند و نتایج محاسباتی مناسب را به دست آورد. اگر هیچ پیشینه‌ای از دانش برنامه نویسی کامپیوتر ندارید، نگران نباشید، دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر با هدف آموزش این مفاهیم در اختیار شما قرار دارد.

تاریخچه برنامه نویسی کامپیوتر

برنامه نویسی کامپیوتر از ابتدا تاکنون مسیرهای پرپیچ‌وخم بسیار زیادی را طی کرده که عمده تاریخچه این مسیر به‌صورت موارد زیر است:

1206: الجزاری (Al-Jazari)، مهندس عرب، دستگاه درام قابل‌برنامه‌ریزی را اختراع کرد که می‌توانست چندین الگوی درام و ریتم را به صورت خودکار پخش کند.

1801: ماشین بافندگی ژاکارد که توسط ژوزف ماری ژاکارد (Joseph Marie Jacquard | بافنده فرانسوی) اختراع شد، توانست با تغییر برنامه بافته‌ای مختلفی تولید کند.

در قرن نهم، الگوریتم‌های مختلفی برای رمزگشایی معرفی شدند. یک ریاضیدان عرب الکندی الگوریتمی را ایجاد کرد که قادر به رمزگشایی کد رمزگذاری شده بود. این الگوریتم به الگوریتم رمزنگاری معروف بود.

1843: آدا لاولیس (Ada Lovelace)، ریاضیدان، الگوریتمی برای محاسبه دنباله‌ای از اعداد برنولی منتشر کرد. الگوریتم توسط موتور تحلیلی که توسط چارلز بابیج (Charles Babbage) ارائه شده بود انجام شد.

1880: هرمان هولریث (Herman Hollerith)، مخترع آمریکایی، ایده و مفهوم ذخیره داده‌ها را به شکل قابل خواندن توسط ماشین اختراع کرد.

دهه 1940: تجهیزات ضبط واحد، یعنی IBM 602 و IBM 604، به اولین کامپیوترهای الکترونیکی تبدیل شدند که توسط پانل‌های کنترل برنامه‌ریزی شدند.

کد ماشین قبلی زبان برنامه نویسی کامپیوتری شناخته شده‌ای بود که از طریق آن دستورالعمل‌ها به‌صورت نماد دودویی به کامپیوتر داده می‌شد. بعدها، زبان اسمبلی به وجود آمد که برنامه نویسان را قادر می‌ساخت تا مجموعه دستورالعمل‌ها را به‌صورت متن مشخص کنند که هرکدام یک نام معنی‌دار برای تعیین آدرس‌ها داشتند. با توسعه بیشتر، زبان‌های سطح بالا معرفی شدند که فرآیند توسعه برنامه را بسیار آسان، ساده و قابل‌درک می‌کردند؛ بنابراین، زبان‌های سطح بالا مختلفی توسعه یافتند که از آن‌ها FORTRAN اولین زبان پرکاربرد بود. بعدها زبان‌های بیشتری مانند COBOL و Lisp توسعه یافتند.

اواخر دهه 1960: همان‌طور که هنوز دوران پانچ کارت بود، برنامه‌های کامپیوتری با استفاده از کارت پانچ یا نوار کاغذی نوشته می‌شدند. در این سال، نوشتن برنامه‌های کامپیوتری به‌طور مستقیم بر روی کامپیوتر از طریق ویرایشگرهای متن امکان‌پذیر شد و دستگاه‌های ذخیره‌سازی داده‌ها و پایانه‌های کامپیوتری ارزان شدند.

زبان‌های برنامه نویسی کامپیوتر

چندین زبان برنامه نویسی زیر وجود دارد که به برنامه نویسان امکان پردازش و اجرای برنامه‌های کوچک و همچنین بزرگ را می‌دهد، مهم‌ترین و پرکاربردترین این زبان‌ها به‌صورت فهرست موارد زیر است:

• زبان C: این زبان در سال 1972 توسط دنیس ریچی (Dennis Ritchie) و آزمایشگاه‌های آن در AT & T Bells توسعه یافت و اساساً برای پیاده‌سازی سیستم‌عامل یونیکس طراحی و توسعه داده شد. زبان C یک زبان برنامه نویسی ساخت یافته است.
• C++‎: زبان سی پلاس پلاس در سال 1983 توسعه یافت و یک نسخه شی گرا از زبان برنامه نویسی C بود. C++‎ برای ارائه انتزاعات سطح بالا توسعه داده شد تا پروژه‌های توسعه بزرگ را به‌طور کارآمد انجام دهد.
• سی شارپ: در سال 1983 توسعه یافت و توسط اپل با نام Objective-C شناخته شد. این عمدتاً برای پرداختن به نقاط کمبود زبان برنامه نویسی شی گرا ایجاد شده است. بعداً در سال 1988 توسط NeXt مجوز گرفت.
• پایتون: این زبان در اواخر دهه 1980 توسعه یافت که یک زبان برنامه نویسی پیشرفته بود زیرا شی گرا، تفسیر شده، قوی و انعطاف‌پذیر بود.
• جاوا: در سال 1990 در Sun Microsystems توسعه یافت و در ابتدا با نام Oak شناخته می‌شد. این یک زبان برنامه نویسی همه‌منظوره و سطح بالا است.
• HTML: زبان نشانه‌گذاری HyperText در سال 1990 توسط تیم برنرز لی (Tim Berners-Lee | فیزیکدان) توسعه یافت که دانشمندان را قادر ساخت تا اسناد را در حالت آنلاین به اشتراک بگذارند.
• جاوا اسکریپت: در سال 1995 در نت اسکیپ (Netscape) توسعه یافت و به نام لایو اسکریپت (LiveScript) شناخته شد. بعداً جاوا اسکریپت نام گرفت که یک زبان برنامه نویسی سمت کلاینت است.

این‌ها برخی از زبان‌های برنامه نویسی کامپیوتر اولیه هستند. علاوه بر این زبان‌ها، زبان‌های برنامه نویسی بسیار بیشتری مانند Php ،Ruby ،Swift ،R ،Scala و بسیاری دیگر وجود دارد.

کاربردهای برنامه نویسی کامپیوتری

زبان‌هایی که به‌عنوان یک برنامه نویس یاد خواهید گرفت به کاری که می‌خواهید انجام دهید بستگی دارد. مثلاً:

• جاوا اسکریپت تعامل بین صفحات وب و کاربر را تقویت می‌کند.
• SQL پیام‌ها را به بین پایگاه داده ردوبدل می‌کند.
• زبان C برای ساخت سیستم‌عامل و بازی استفاده می‌شود.
• پایتون برای یادگیری ماشین و الگوریتم‌های هوش مصنوعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
•  جاوا، زبانی متفاوت از جاوا اسکریپت، برای ساخت اپلیکیشن و نرم‌افزارهای موبایلی، کامپیوتری و تجاری مفید است.
• و بسیاری از زبان‌های دیگر که هرکدام برای هدف یا اهدافی استفاده می‌شود.

سخن پایانی

اگر به فکر ورود به دنیای برنامه نویسی هستید و دوست دارید در این صنعت وارد بازار کار شوید باید از مفاهیم پایه و آشنایی با مبانی برنامه نویسی شروع کنید. دوره آموزش مبانی برنامه نویسی کامپیوتر بهترین نقطه شروع برای این هدف و یکی از بهترین دوره‌های آموزشی مبانی برنامه نویسی است که هم‌اکنون با ثبت‌نام رایگان در این درس مبانی می‌توانید در آن شرکت کنید و مبانی کامپیوتر و زبان‌های برنامه نویسی را گام به گام یاد بگیرید.