البيانات موجودة في كل مكان في عالم الحاسوب. في علوم الحاسوب، نتعلم أنواعًا مختلفة من المعلومات. تُسمى هذه المعلومات "البيانات" . ولكن ليست جميع البيانات متشابهة، إذ تأتي بأشكال مختلفة. تُعرف هذه الأشكال بأنواع البيانات . في هذا الدرس، سنتعلم بعضًا من أكثر أنواع البيانات شيوعًا. سنستخدم لغة بسيطة وأمثلة يومية لمساعدتك على الفهم.
يُحدد نوع البيانات كيفية معالجة المعلومات المُعطاة. يختلف الرقم عن الكلمة، كما تختلف الكلمة عن جملة "صحيح" أو "خطأ". بمعرفة نوع البيانات، يستطيع الحاسوب التعامل معها بشكل صحيح. تخيّل المنتجات في متجر البقالة. إنها منتجات مختلفة، مثل التفاح والخبز والحليب. مع أنها جميعًا تُعتبر طعامًا، إلا أن لها اختلافات. وبالمثل، تأتي البيانات في الحاسوب بأشكال متعددة، ولكل منها وظيفة خاصة.
الأرقام من أكثر أنواع البيانات شيوعًا. نستخدمها يوميًا للعد والقياس والمقارنة. في علوم الحاسوب، هناك نوعان رئيسيان من الأرقام: الأعداد الصحيحة والأعداد العشرية .
الأعداد الصحيحة هي أعداد صحيحة، وليست كسورًا أو أعدادًا عشرية. على سبيل المثال، عند عدّ التفاحات في سلة، قد نقول إن هناك 3 تفاحات. العدد 3 عدد صحيح. يمكن أن تكون الأعداد الصحيحة موجبة، مثل 1، 2، أو 3، أو سالبة، مثل -1، -2، أو -3. عند جمع الأعداد الصحيحة، نحصل على عدد صحيح آخر. على سبيل المثال، يمكننا كتابة هذه المعادلة البسيطة باستخدام LaTeX:
\( \textrm{3+2=5} \)
يوضح هذا أنه عند إضافة عددين صحيحين، فإن الإجابة هي أيضًا عدد صحيح.
الأعداد العشرية (أو الأعداد العائمة) هي أعداد ذات فاصلة عشرية. على سبيل المثال، إذا سكبت 1.5 لتر من العصير، فإن الرقم 1.5 هو عدد عشري. يمكنك رؤية هذه الأرقام عند قياس أشياء غير كاملة، مثل وزن الفاكهة أو درجة الحرارة الخارجية. تذكر، إذا كان للرقم جزء بعد الفاصلة العشرية، فهو عدد عشري.
كلا النوعين من الأرقام مهمان. فهما يساعداننا في حل المسائل الرياضية، وفهم التجارب العلمية، وعدّ الأشياء اليومية. يُستخدم كل نوع عندما يكون منطقيًا. الأعداد الصحيحة (الأعداد الصحيحة) هي الأفضل لعدّ الأشياء الصحيحة، بينما الأعداد العشرية (ذات الفاصلة العائمة) هي الأفضل للقياسات التي تتطلب تفاصيل.
السلسلة النصية نوع بيانات يُستخدم لحفظ النص. النص يعني أحرفًا وكلمات وجملًا. اسمك سلسلة نصية. كلمة "تفاحة" سلسلة نصية. في علوم الحاسوب، السلسلة النصية هي سلسلة من الأحرف. يمكن أن تكون الأحرف أحرفًا أو أرقامًا مستخدمة في النص، أو حتى رموزًا مثل ! أو ؟.
تخيل أنك تقرأ كتابك المفضل. القصة مكتوبة بكلمات وجمل. هذه الكلمات والجمل عبارة عن سلاسل. عندما يعرض لك الكمبيوتر رسالة أو ملصقًا، فإنه يخزنها كسلسلة. على سبيل المثال، تُخزن كلمة "مرحبًا" كسلسلة لأنها مكونة من أحرف مرتبة ترتيبًا صحيحًا.
حتى لو احتوت السلسلة على أرقام، فإنها لا تُستخدم في العمليات الحسابية. على سبيل المثال، النص "الغرفة ١٠١" هو سلسلة نصية. ورغم احتوائه على أرقام، فإنه يُعامل كمجموعة من الأحرف، وليس كرقم يُمكن جمعه أو طرحه.
نوع البيانات المنطقية بسيط للغاية. لا يمكن أن يحتوي إلا على إحدى قيمتين: صحيح أو خطأ . تساعد القيم المنطقية الحواسيب على اتخاذ القرارات. على سبيل المثال، تخيل مفتاح إضاءة. الضوء إما مضاء أو مطفأ. في لغة الحاسوب، "on" تعني "صحيح" و"off" تعني "خطأ".
تخيل سؤالًا: "هل تمطر في الخارج؟" هناك إجابتان محتملتان فقط: نعم أو لا. الإجابة بنعم تُشبه "صحيح"، والإجابة بلا تُشبه "خطأ". هذا الخيار البسيط هو قيمة منطقية. في الألعاب، قد تُستخدم القيمة المنطقية لمعرفة ما إذا كان اللاعب قد فاز أم لا. إذا كان الشرط صحيحًا، يحدث شيء ما؛ وإذا لم يكن كذلك، يحدث شيء آخر.
هناك أنواع بيانات أكثر في علوم الحاسوب، لكننا سنركز على الأساسيات: الأرقام، والسلاسل النصية، والقيم المنطقية. أحيانًا، نحتاج إلى تخزين مجموعة من العناصر معًا. القائمة هي وسيلة لحفظ العديد من البيانات في مكان واحد. على سبيل المثال، تخيل سلة فاكهة. يمكن أن تحتوي السلة على تفاح وموز وبرتقال. يمكن تخزين كل فاكهة كنوع بيانات خاص بها؛ أرقام للعد وسلاسل نصية للتسمية.
المصفوفة تشبه القائمة إلى حد كبير. إنها طريقة أخرى لتخزين مجموعة من العناصر. رؤية قائمة أو مصفوفة تساعد الحاسوب على تنظيم واستخدام العديد من البيانات معًا.
تستخدم أجهزة الكمبيوتر أنواع البيانات في كل مهمة. تُخبر أنواع البيانات الكمبيوتر بما يُمكن فعله بالمعلومات. إذا كانت القيمة عددًا صحيحًا، يُمكن للكمبيوتر إضافتها إلى عدد صحيح آخر. أما إذا كانت سلسلة نصية، فيعرف الكمبيوتر أنه يجب ربطها بسلسلة نصية أخرى. قد يُؤدي خلط أنواع البيانات إلى ارتباك، تمامًا كما يُصعّب خلط التفاح والبرتقال في سلة واحدة عدّ الفاكهة.
على سبيل المثال، إذا طلبت من الحاسوب جمع رقمين، فسيتوقع أن يكون كلا الجزأين من البيانات رقمين. إذا كان أحدهما نصًا، فلن يعرف الحاسوب كيفية جمعهما. لذلك، يُعد استخدام نوع البيانات الصحيح أمرًا بالغ الأهمية.
في كل مرة تلعب فيها لعبة، أو ترسل رسالة، أو حتى تشاهد فيديو، يعمل جهاز الكمبيوتر لديك بجد لتتبع البيانات. تُستخدم الأرقام للنتائج، والسلاسل النصية للرسائل، والقيم المنطقية للتحقق من السماح بالإجراءات في هذه البرامج.
المثال 1: عد الفواكه
تخيل أن لديك وعاءً من الفاكهة. عدّدت أربع تفاحات وثلاث برتقالات. الرقمان 4 و3 عددان صحيحان، وهما عددان صحيحان يساعدانك على عدّ الفاكهة. أسماء الفاكهة، مثل "تفاحة" و"برتقالة"، هي سلاسل. هذا يدل على أن الأرقام تساعدنا على العد، والكلمات تساعدنا على تسمية الأشياء.
المثال 2: التحقق من الطقس
قد يتحقق أحدهم من حالة الطقس كل صباح. درجة الحرارة المعروضة على الشاشة عبارة عن رقم. على سبيل المثال، قد تكون درجة الحرارة \( \textrm{18.5} \) درجة، وهو رقم عشري ذو فاصلة عائمة لأنه يحتوي على عدد عشري. الرسالة التي تقول "الجو مشمس اليوم" عبارة عن سلسلة نصية لأنها تتكون من كلمات. إذا سأل تطبيق الطقس "هل تمطر؟"، فإنه يتوقع إجابة صحيحة أو خاطئة. تُخزّن هذه الإجابة كقيمة منطقية.
المثال 3: اتخاذ القرارات
فكّر في قرار تتخذه يوميًا. عندما يحين وقت النوم، قد تتحقق من إتمام واجبك المنزلي. الإجابة إما نعم أو لا. تُخزّن هذه الإجابة (نعم/لا) كقيمة منطقية. وكما هو الحال مع الضوء الذي يكون إما مضاءً أو مطفأً، تُخبر القيمة المنطقية الحاسوب بالشرط المُستوفى بالضبط.
تساعدنا الأرقام على عدّ وقياس أشياء كثيرة. تُستخدم في حياتنا اليومية. عند جمع أعداد صحيحة، مثل ٢ و٣، يُمكننا كتابة المعادلة كالتالي:
\( \textrm{2+3=5} \)
توضح هذه المعادلة البسيطة كيفية جمع الأعداد الصحيحة. تعمل الأعداد العشرية بطريقة مشابهة، ولكنها تتضمن أعدادًا عشرية. على سبيل المثال، إذا جمعتَ 1.2 لتر و0.8 لتر من الماء، فستحصل على 2.0 لتر. يساعدنا فهم هذه الاختلافات على استخدام الأعداد بشكل صحيح في الرياضيات وبرامج الحاسوب.
السلاسل النصية مفيدة جدًا لتخزين النصوص. يمكن أن تشمل أحرفًا وأرقامًا ومسافات ورموزًا. عند كتابة جملة، يكون كل حرف جزءًا من سلسلة نصية. على سبيل المثال، جملة "أحب التعلم" سلسلة نصية لأنها مجموعة أحرف مُركّبة بشكل هادف.
في العديد من برامج الحاسوب، تُستخدم السلاسل النصية لعرض الرسائل للمستخدمين. عند رؤية نص على الشاشة، يُخزَّن كسلسلة نصية. يستخدم الحاسوب علامات الاقتباس لمعرفة بداية ونهاية السلسلة، مما يُساعده على معالجة النص بشكل صحيح.
القيم المنطقية بسيطة لكنها فعّالة. لها احتمالان فقط: صحيح أو خطأ. هذه البساطة تجعلها ممتازة لاتخاذ القرارات. في كثير من الأحيان، يحتاج الحاسوب إلى التحقق من استيفاء شرط ما. تساعد القيمة المنطقية الحاسوب على تحديد المسار الذي سيتبعه.
على سبيل المثال، إذا كان الباب مغلقًا، فقد تكون القيمة المنطقية صحيحة. وإذا كان الباب مفتوحًا، فقد تكون القيمة خاطئة. تُسهّل فكرة وجود نتيجتين فقط على الحواسيب تشغيل البرامج باستخدام شروط مثل "إذا كانت صحيحة، فافعل كذا؛ وإذا كانت خاطئة، فافعل كذا".
في العديد من برامج الحاسوب البسيطة، تُحدد أنواع البيانات ما يجب فعله بالضبط. عند بدء تشغيل البرنامج، قد يُظهر رسالة ترحيب، ويسأل عن اسمك، وحتى يحسب نقاطك إذا كنت تلعب لعبة. تُخزّن الرسائل التي تراها على الشاشة كسلاسل نصية. وتُخزّن الدرجات التي تحصل عليها كأرقام، عادةً كأعداد صحيحة. عندما يتحقق البرنامج من إكمالك مستوىً ما، قد يستخدم قيمة منطقية لتخزين تلك المعلومة.
تخيل أنك تكتب قصة على حاسوبك. عنوان قصتك عبارة عن سلسلة نصية. يمكن تخزين عدد صفحات قصتك كعدد صحيح. عند حفظ قصتك، قد يستخدم الحاسوب قيمة منطقية للتحقق من حفظها بشكل صحيح. توضح هذه الأمثلة أن أنواع البيانات تُستخدم في كل جزء من برنامج الحاسوب.
حتى لو لم تكن تكتب برنامجًا حاسوبيًا الآن، فإن فهم أنواع البيانات يُساعدك على فهم آلية عمل الحواسيب. ستكون هذه المعرفة مفيدةً عندما تتعلم البرمجة وتنشئ ألعابك أو قصصك الخاصة لاحقًا.
تخيل أن لديك معلومات كثيرة عن أصدقائك. قد تعرف عمر كل صديق واسمه وما إذا كان صديقًا مقربًا. يُخزَّن العمر كعدد صحيح لأنه عدد صحيح. ويُخزَّن الاسم كسلسلة نصية لأنه مكون من أحرف. تُخزَّن إجابة سؤال ما إذا كان شخص ما صديقًا مقربًا كقيمة منطقية لأنها لا يمكن أن تكون إلا صحيحة أو خاطئة.
بتنظيم المعلومات بهذه الطريقة، يُسهّل استخدامها. إذا خلطتَ بين الأنواع، فقد يصعب فهمها. على سبيل المثال، لا يُمكن جمع اسمين معًا لأنهما سلسلتان؛ فهما مُصمّمتان للقراءة. لذلك، من المهم جدًا استخدام نوع البيانات المناسب للمعلومة الصحيحة.
استخدام نوع البيانات المناسب أشبه باختيار الحاوية المناسبة للعبة. بعض الألعاب تُوضع في الصندوق كمكعبات بناء، بينما يُوضع بعضها الآخر في السلة كدمى محشوة. يُسهّل فصلها عن بعضها العثور على ما تحتاجه. في أجهزة الكمبيوتر، تُنظّم أنواع البيانات المعلومات، مما يُمكّن الكمبيوتر من العثور على البيانات واستخدامها بسرعة.
يُعد فهم أنواع البيانات خطوةً مهمةً في تعلم علوم الحاسوب. حتى في المرحلة الابتدائية، تُساعدك معرفة أساسيات الأعداد الصحيحة، والأعداد العشرية، والسلاسل النصية، والقيم المنطقية على فهم آلية عمل الحواسيب بشكل أفضل. تُشكل هذه الأفكار الأساسية حجر الأساس لتعلم مواضيع أكثر تقدمًا لاحقًا.
عندما ترى رقمًا أو كلمة على الشاشة، فكّر في نوعها. هل هي رقم يُمكنك عدّه، أم مجموعة أحرف تُشكّل كلمة؟ ستساعدك هذه العادة في التعرّف على أنواع البيانات على حلّ المسائل مع تعلّمك المزيد عن أجهزة الكمبيوتر. الأمر أشبه بفرز ألعابك في صناديق مختلفة؛ فكلّ صندوق يحتوي على شيء مُميّز.
مع تقدمك في العمر، ستكتشف أنواعًا أخرى من البيانات وطرقًا لاستخدامها. لكن تذكر الآن أن الأعداد الصحيحة تساعد في العد، والأعداد العشرية تساعد في القياسات الدقيقة، والسلاسل النصية تساعد في الكلمات والجمل، والقيم المنطقية تساعد في الاختيارات البسيطة.
لنقارن أنواع البيانات بالأشياء اليومية. تخيل سلة مليئة بألعاب مختلفة. العدد الصحيح أشبه بمجموعة من مكعبات البناء التي يمكنك عدّها بسهولة. العدد العشري أشبه بقياس السائل في زجاجة ماء - أحيانًا تحتاج إلى معرفة نصفه أو جزء منه. السلسلة النصية أشبه بقصة في كتاب مصور؛ فهي تتكون من أحرف وكلمات تُكوّن قصة. القيمة المنطقية أشبه بمفتاح إضاءة إما أن يكون مُشغّلاً أو مُطفأً.
بربط أنواع البيانات بالأشياء التي تراها من حولك، تُصبح الأفكار أسهل فهمًا. كل رقم على الساعة، وكل كلمة في كتابك المفضل، وكل قرار تتخذه بنعم أو لا، له مكانه عندما يتعلق الأمر بأنواع البيانات. تساعد هذه المقارنات على جعل عالم الحواسيب سهلًا ومألوفًا.
عند النظر إلى شاشة الكمبيوتر، سترى أنواعًا مختلفة من المعلومات. اسأل نفسك بعض الأسئلة البسيطة للتعرف على أنواع البيانات:
استخدام هذه الأسئلة يساعدك على معرفة ما إذا كنت تنظر إلى رقم، أو كلمة، أو إجابة بسيطة بنعم أو لا. ستساعدك هذه المهارة على فهم العديد من برامج وتطبيقات الحاسوب بشكل أفضل.
تعلم أنواع البيانات أشبه بحل لغز ممتع. لكل نوع من البيانات وظيفته الخاصة، وهي مجتمعةً تساعد الحاسوب على إنجاز مهام مذهلة. تخيل أنك تُنشئ لعبة فيديو خاصة بك. قد تحتاج إلى تسجيل النقاط باستخدام الأعداد الصحيحة، وسرد قصة باستخدام السلاسل النصية، والتحقق من انتهاء المرحلة باستخدام القيم المنطقية. كل عنصر يتناسب تمامًا مع اللعبة.
عالم أنواع البيانات مثير للاهتمام للغاية. في كل مرة تستخدم فيها جهاز كمبيوتر أو جهازًا لوحيًا، تختبر هذه الأنواع من البيانات دون أن تدري. فهمها يجعلك تشعر وكأنك خبير كمبيوتر، حتى في سن مبكرة. من المثير للاهتمام معرفة أن أفكارًا بسيطة مثل العد وتسمية الأشياء هي أساس العالم الرقمي.
مع استمرارك في التعلم، ستكتشف المزيد من الأمثلة وتستكشف طرقًا جديدة لاستخدام أنواع البيانات. سيساعدك كل اكتشاف على فهم كيفية عمل برامج الحاسوب وكيف تُسهّل حياتنا.
هذا الدرس عن أنواع البيانات هو مجرد بداية رحلتك في علوم الحاسوب. في المستقبل، ستتعلم كيفية استخدام هذه الأنواع من البيانات في برامج الحاسوب وألعابه. أنواع البيانات أشبه بأبجدية برمجة الحاسوب. فكما تُجمع الحروف لتكوين الكلمات والقصص، يُجمع المبرمجون أنواع البيانات لإنشاء برامج تعمل على الحاسوب.
في كل مرة تكتب فيها أرقامًا أو كلمات، أو تتخذ قرارًا بنعم أو لا، فإنك تستخدم نفس الأفكار الموجودة في أنواع البيانات. هذا التعلم المبكر يبني أساسًا متينًا لمواضيع أكثر إثارة للاهتمام لاحقًا. مع مرور الوقت، ستكتشف المزيد من أنواع البيانات وكيفية دمجها لحل المشكلات المعقدة.
تذكر أن كل برنامج حاسوبي يبدأ بتحديد نوع البيانات التي سيستخدمها. إن تعلم الأعداد الصحيحة، والأعداد العشرية، والسلاسل النصية، والقيم المنطقية الآن سيُهيئك لمغامرات شيقة في البرمجة والتكنولوجيا مع نموك.
النقاط الرئيسية:
فهم أنواع البيانات أشبه بتعلم أساسيات اللغة. فكما أن كل حرف وكلمة يُساعدك في بناء قصة، فإن كل نوع بيانات يُساعد أجهزة الكمبيوتر في بناء البرامج وحل المشكلات. ضع هذه الأفكار في اعتبارك وأنت تستكشف عالم علوم الحاسوب المذهل.
