تعد لغات البرمجة جانبًا أساسيًا في علوم الكمبيوتر والبرمجة. أنها تمكن البشر من توصيل التعليمات إلى أجهزة الكمبيوتر. لغات البرمجة تأتي في أنواع وتصاميم مختلفة، كل منها يخدم أغراض مختلفة. سوف يستكشف هذا الدرس المفاهيم الأساسية للغات البرمجة وتصنيفها وأمثلة عليها.
لغات البرمجة في جوهرها عبارة عن مجموعات من التعليمات التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر فهمها. تخبر هذه التعليمات الكمبيوتر بكيفية أداء مهام محددة. وللقيام بذلك بشكل فعال، توفر لغات البرمجة بناء الجملة (قواعد حول كيفية إنشاء هذه التعليمات) ودلالات (المعنى الكامن وراء هذه التعليمات).
يمكن تصنيف لغات البرمجة على نطاق واسع إلى ثلاث فئات أساسية: اللغات ذات المستوى المنخفض، واللغات عالية المستوى، ولغات البرمجة النصية. تخدم كل فئة أغراضًا مختلفة وتتوافق مع نماذج البرمجة المختلفة.
اللغات ذات المستوى المنخفض هي أقرب إلى رمز الآلة، وهو عبارة عن مجموعة من التعليمات الثنائية التي يمكن لمعالج الكمبيوتر تنفيذها مباشرة. النوعان الرئيسيان للغات منخفضة المستوى هما لغة التجميع ولغة الآلة.
لغة التجميع: تستخدم رموز وتسميات تذكيرية لتمثيل التعليمات على مستوى الآلة. إنه أكثر قابلية للقراءة من قبل الإنسان قليلاً من كود الآلة ولكنه لا يزال يتطلب فهمًا عميقًا لأجهزة الكمبيوتر.
لغة الآلة: هذا هو أدنى مستوى من اللغة، ويتكون من كود ثنائي (0 و1) يتم تنفيذه مباشرة بواسطة المعالج.
مثال:
تعليمات لغة التجميع: MOV A، B (تقوم هذه التعليمات بنقل محتويات السجل B إلى التسجيل A)
تم تصميم لغات البرمجة عالية المستوى لتكون أكثر قابلية للقراءة من قبل الإنسان وتجريد الكثير من التعقيد المرتبط بأجهزة الكمبيوتر. فهي تسمح للمبرمجين بكتابة التعليمات باستخدام عبارات تشبه اللغة الإنجليزية، والتي يتم ترجمتها بعد ذلك إلى كود الآلة من خلال مترجم أو مترجم. تتضمن أمثلة اللغات عالية المستوى Python وJava وC++ وJavaScript.
مثال:
كود بايثون: print("Hello, World!") (يطبع هذا البيان النص "Hello, World!" على وحدة التحكم)
لغات البرمجة النصية هي نوع من لغات البرمجة عالية المستوى التي يتم تفسيرها عادةً بدلاً من تجميعها. يتم استخدامها غالبًا لأتمتة المهام وتطوير الويب وإنشاء محتوى ديناميكي على مواقع الويب. تتضمن الأمثلة لغة Python (تُستخدم أيضًا كلغة برمجة نصية)، وPerl، وRuby.
مثال:
برنامج بايثون النصي: استيراد نظام التشغيل
os.listdir('.') (يسرد هذا البرنامج النصي جميع الملفات والأدلة الموجودة في الدليل الحالي)
نماذج البرمجة هي طريقة لتصنيف لغات البرمجة بناءً على ميزاتها وأسلوب البرمجة الذي تشجعه. تتضمن بعض النماذج الشائعة البرمجة الإجرائية والموجهة للكائنات والوظيفية والتعريفية.
البرمجة الإجرائية: وتركز على كتابة سلسلة من الإجراءات أو الوظائف التي تعمل على البيانات. تعد لغة C مثالًا معروفًا للغة الإجرائية.
البرمجة كائنية التوجه (OOP): يعتمد هذا النموذج على مفهوم "الكائنات" التي تحتوي على البيانات والأساليب. تعد Java وPython أمثلة على اللغات الموجهة للكائنات.
البرمجة الوظيفية: تركز على الوظائف التي تأخذ المدخلات وتنتج المخرجات دون تغيير الحالة. هاسكل وسكالا أمثلة على اللغات الوظيفية.
البرمجة التعريفية: تركز على منطق الحساب دون وصف تدفق التحكم فيه. SQL (للاستعلام عن قواعد البيانات) هي مثال للغة التعريفية.
تطورت لغات البرمجة بشكل ملحوظ على مر السنين، من لغات التجميع المبكرة إلى اللغات الحديثة والأكثر تجريدًا. يبدو أن الاتجاه في تطوير لغة البرمجة يتجه نحو زيادة التجريد وسهولة الاستخدام والتنوع.
شهدت السنوات الأخيرة ظهور اللغات الخاصة بالمجال (DSLs) المصممة لمهام محددة، مثل SQL لاستعلامات قاعدة البيانات وHTML لتصميم صفحات الويب. علاوة على ذلك، هناك تركيز متزايد على ميزات اللغة التي تدعم البرمجة المتزامنة والمتوازية، حيث تصبح التطبيقات أكثر توزيعًا ومتعددة الخيوط.
تعد لغات البرمجة أداة حيوية في مجال علوم الكمبيوتر وتطوير البرمجيات. يمكن أن يساعد فهم الأنواع المختلفة للغات وفئاتها ونماذجها في اختيار اللغة المناسبة لمهام محددة. مع تطور التكنولوجيا، ستستمر لغات البرمجة في التكيف، مما يوفر طرقًا أكثر قوة وكفاءة للتواصل مع أجهزة الكمبيوتر.
