برمجة Lua
Irmgard Verzi
البرمجة هي عملية كتابة تعليمات وتوجيه أوامر لجهاز الحاسوب أو أي جهاز آخر مثل قارئات أقراص الدي في دي أو أجهزة استقبال الصوت والصورة في نظم الاتصالات الحديثة لتوجيه هذا الجهاز وإعلامه بكيفية التعامل مع البيانات أو كيفية تنفيذ سلسلة من الأعمال المطلوبة تسمى خوارزمية.
وتتبع عملية البرمجة قواعد خاصة باللغة التي اختارها المبرمج. وكل لغة برمجة لها خصائصها التي تميزها عن الأخرى وتجعلها مناسبة بدرجات متفاوتة لكل نوع من أنواع البرامج وحسب المهمة المطلوبة من هذا البرنامج. كما أن اللغات البرمجية [1] أيضا لها خصائص مشتركة وحدود مشتركة بحكم أن كل هذه اللغات صممت للتعامل مع الحاسوب. وتتطور لغات البرمجة (السوفتوير Software) بتطور عتاد الحاسوب المرئي (الهاردوير Hardware). فعندما ابتكر الحاسوب في الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي (بعد أجهزة الحساب الكهربائية في العشرينات) - وكان الكمبيوتر يعمل بأعداد كبيرة من الصمامات الإلكترونية - كانت لغة البرمجة معقدة هي الأخرى حتى أنها كانت عبارة عن سلسلة من الأعداد لا يدخلها إلا الصفر (0) والواحد (1) وذلك لأن الحاسب يفهم حالتين فقط وجود التيار (1) أو عدم وجوده (0) وكان ذلك صعبا على المبرمجين. ولكن بابتكار الترانزيستور صغر حجم الحاسوب كثيرا وزادت إمكانياته واستطاع المختصون في نفس الوقت أن يبتكروا لغات أسهل للاستخدام وأصبحت لغات البرمجة مفهومة إلى حد بعيد للمختصين. ولا يزال التطوير والتسهيل جاريا وتسمى هذه اللغات سهلة التعامل بالنسبة للمبرمجين باللغات عالية المستوى.[2]
برمجة الحاسوب: هي عملية كتابة اختبار تصحيح للأخطاء وتطوير للشيفرة المصدرية لبرنامج حاسوبي يقوم بها الإنسان تهدف البرمجة إلى إنشاء برامج تقوم بتطبيق وتنفيذ خوارزميات لها سلوك معين بمعنى أن لها وظيفة محددة مسبقا ومتوقعة النتائج. تتم هذه العملية باستخدام إحدى لغات البرمجة. الهدف من البرمجة هو إنشاء برنامج حيث ينفذ عمليات محددة أو يظهر سلوك مطلوب محدد.
كانت الأجهزة القابلة للبرمجة موجودة على الأقل منذ عام 1206 ميلادي عندما كانت أوتوماتيكي الجزاري قابلة للبرمجة عبر الأوتاد والكامينات للعب مختلف الإيقاعات وأنماط الطبل [3] ويمكن لجهاز jacquard loom سنة 1801 موجات مختلفة عن طريق تغير برمجته - سلسلة من بطاقات اللوح مع ثقوب مثقوبة فيها.
ومع ذلك يرجع تاريخ أول برنامج كمبيوتر إلى عام 1843 عندما قامت عالمة الرياضيات أدا لوفليس بنشر خوارزمية لحساب سلسلة من أرقام برنولي يهدف إلى تنفيذها بواسطة تشارلز باباج عن طريق محرك تحليلي.[4]
جعلت لغات البرمجة عاليات المستوى عملية تطوير البرنامج أكثر بساطة وقابلية للفهم. وتعتبر لغة فورتران للبرمجة أول لغة عالية المستوى تستخدم على نطاق واسع للتنفيذ العملي عام 1957.[6] تم تطوير العديد من اللغات بعدها - على وجه الخصوص لغة كوبول التي تهدف إلى معالجة البيانات التجارية ولغة ليسب لأبحاث الحاسوب.
قديما كانت البرامج لا تزال تدخل باستخدام شريط ورقي مثقب. ثم بحلول أواخر الستينيات أصبحت أجهزة تخزين البيانات وأجهزة الكمبيوتر غير مكلفة بما يكفي بحيث يمكن إنشاء البرامج عن طريق الكتابة مباشرة على أجهزة الحاسوب. تم تطوير برامج تحرير النصوص التي تتيح إجراء تغييرات وتصحيحات بسهولة أكبر من البطاقات المثقوبة.
تجدر الإشارة هنا إلى التذكير بمعنى كلمة لغة وهي طريقة الاتصال والتفاهم بين الأشخاص أو لنقل في حالة الحاسوب الطريقة التي يفهم بها الحاسوب طلب الإنسان. لذلك نجد في حياتنا مجموعة مصطلحات وكلمات يختلف استخدامها حسب الحاجة. لغات البرمجة المختلفة تتمتع بهذه الخاصية أيضا. فهناك الكثير من اللغات البرمجية الموجودة وهذه اللغات تختلف من ناحية عملها وهدفها ولكن في النهاية كل هذه اللغات تترجم إلى لغة الآلة 0 و1.
في علم الحاسوب القدرة على القراءة تشير إلى مدى السهولة التي يحتاجها قارئ بشري لفهم هدف التحكم في تدفق وعملية الشيفرة المصدرية. تؤثر على جوانب الجودة المذكورة في الأعلى بما في ذلك القابلية للنقل الصلاحية والأهم القابلية للصيانة.
تعتبر سهولة القراءة مهمة لأن المبرمجين يقضون معظم وقتهم في القراءة في محاولة لفهم وتعديل التعليمات البرمجية المصدر الموجودة بدلاً من كتابة شفرة مصدر جديدة. غالبًا ما تؤدي الشفرة غير القابلة للقراءة إلى الأخطاء وعدم الكفاءة والرموز المكررة. وجدت دراسة [8] أن بعض التحولات البسيطة في قابلية القراءة جعلت الشفرة أقصر وقللت بشكل كبير من الوقت لفهمها.
اتباع أسلوب برمجة ثابت يساعد غالبًا على القراءة. ومع ذلك فإن القراءة أكثر من مجرد أسلوب البرمجة. هناك العديد من العوامل التي لها علاقة قليلة أو لا علاقة لها بقدرة الكمبيوتر على ترجمة التعليمات البرمجية وتنفيذها بكفاءة تساهم في سهولة القراءة.
كما تم تطوير لغات البرمجة المرئية المختلفة بهدف حل مخاوف قابلية القراءة من خلال تبني طرق غير تقليدية لهيكلة الشفرة وعرضها. تهدف بيئات التطوير المتكاملة (IDEs) إلى دمج كل هذه المساعدات. تقنيات مثل refactoring Code يمكن أن تعزز قابلية القراءة بشكل كبير.
يهتم المجال الأكاديمي والممارسة الهندسية لبرمجة الكمبيوتر إلى حد كبير باكتشاف وتنفيذ الخوارزميات الأكثر كفاءة لفئة معينة من المشكلات.
لهذا الغرض يتم تصنيف الخوارزميات في أوامر باستخدام ما يسمى Big O notation والذي يعبر عن استخدام الموارد مثل وقت التنفيذ أو استهلاك الذاكرة من حيث حجم المدخلات. المبرمجين الخبراء على دراية بمجموعة متنوعة من الخوارزميات الراسخة والتعقيدات الخاصة بكل منها ويستخدمون هذه المعرفة لاختيار الخوارزميات الأكثر ملاءمة للظروف.
كانت برمجة كمبيوتر للعب الشطرنج في سنة 1950 عبارة عن ورقة تحمل خوارزمية "minimax" والتي هي جزء من تاريخ الخوارزميات المعقدة.
الخطوة الأولى في معظم عمليات تطوير البرمجيات الرسمية هي تحليل المتطلبات ويليها اختبار لتحديد نمذجة القيمة والتنفيذ وإزالة الأعطال (تصحيح الأخطاء (Debugging)). هناك الكثير من الأساليب المختلفة لكل مهمة من هذه المهام. أحد الأساليب الشائعة لتحليل المتطلبات هو استخدام تحليل الحالة. يستخدم العديد من المبرمجين أشكالًا لتطوير برامج Agile حيث يتم دمج المراحل المختلفة لتطوير البرامج الرسمية معًا في دورات قصيرة تستغرق عدة أسابيع بدلاً من سنوات. هناك العديد من الطرق لعملية تطوير البرمجيات.
من الصعب جدًا تحديد أكثر لغات البرمجة الحديثة شيوعًا. تتضمن طرق قياس شعبية لغة البرمجة ما يلي: حساب عدد إعلانات الوظائف التي تذكر اللغة [10] عدد الكتب المباعة والدورات التعليمية التي تدرس اللغة (هذا يبالغ في تقدير أهمية اللغات الأحدث) وتقديرات عدد الخطوط الحالية من الشفرة المكتوبة باللغة (هذا يقلل من عدد مستخدمي لغات العمل مثل COBOL).
03c5feb9e7