لغات البرمجة

موضوع: لغات البرمجة السبت أكتوبر 31, 2009 12:29 am

لـغات الـبرمجة

تطوير برامج الحاسوب باستخدام لغات البرمجة وتتكون لغة البرمجة من مجموعة من الرموز والقواعد كأي لغة أخرى لتوجيه العمليات في الحاسوب وهناك العديد من لغات البرمجة المستخدمة ويتم تصميم كل منها لحل نوع خاص من المشكلات . ومن أهم لغات البرمجة المعروفة الفورتران , كوبول , الباسكال , سي , وجافا .
يمكن لأي شخص يهدف لأن يصبح مبرمجا أن يتعلم إحدى هذه اللغات ويتقنها ليستطيع بعد ذلك إعطاء أوامره للحاسوب .
مستويات لغات البرمجة Levels of language
هناك العديد من لغات البرمجة معظمها ينتمي إلى نفس الفئة تسمى مجموعة الفئات المختلفة للغات البرمجة بمستويات لغات البرمجة وذلك لأنها يمكن أن ترتب بشكل هرمي وأدنى المستويات في هذا الهرم تحتله اللغات الاقرب إلى مايستخدمه الحاسوب اي النظام الثنائي (0,1) والمستوى الاعلى تحتله اللغات التي تظهر مشابهه نوعا ما للغة الانسان مثل الانجليزية وعند الانتقال من أدنى المستويات إلى أعلاها تظهر المستويات الاتية:

1.لغات الآلة (متدنية المستوى) Machine Language
2.لغات التجميع (متدنية المستوى) Assembly Language
3.لغات الجيل الثالث (عالية المستوى ) High-Level Languages
4.مولدات التطبيقات (عالية المستوى) Application Generators
قبل الانتقال للحديث عن المستويات لغات البرمجة لابد من التأكيد على أن لغة الحاسوب تتكون من مجموعة صفوف من 0,1 وهي اللغة الوحيدة التي يفهمها وتسمى اللغة الثنائية أو لغة الالة .
و يقوم الحاسب الآلي عند أداء أي عمل من أعماله بتتبع مجموعة من التعليمات المتسلسلة والمترابطة التي تسمى البرنامج، ويسمى من يكتب هذه التعليمات بالمبرمج، ويعتمد تركيب الجمل والتعليمات على لغة البرمجة المستخدمة، ويتصل الإنسان بالحاسب لتوجيهه للقيام بالأعمال التي يريدها بواسطة لغات البرمجة .

1ـ لغة الآلة :
وتسمى *اللغة الثنائية* حيث إنها تتكون من سلسلة من 0 و 1، وهي اللغة الوحيد التي يفهمها الحاسب الآلي، حيث تحول جميع اللغات إلى لغة الآلة، حتى تتمكن معدات الحاسب الآلي من التفاهم معها، ولأنها تتكون من صفر وواحد، لذا فقد تميزت هذه اللغة بالصعوبة نظراً لما تتطلبه من حفظ ودقة في كتابة سلسلة طويلة من صفر وواحد بترتيب معين، مما ينتج عنه أخطاء كثيرة من الترميز، ويجب أن يحدد المبرمج كل شي، فكل خطوة يجب أن ينفذها البرنامج يجب أن ترمز، لذا فالمبرمج يجب أن يكون على علم بتركيب الحاسب الداخلي، والعنا وين الرقمية لمواقع التخزين، سواء للبيانات أو التعليمات، كما أن لكل جهاز لغة آلة تختلف عن الجهاز الآخر بحسب النوع والتركيب مما يعني أنه يجب كتابة البرنامج بشكل ككامل مره أخرى عن الرغبة في تنفيذه على جهاز آخر، ونتيجة لهذه الصعوبات فقد ظهرت طرق أخرى لتمثيل الترميز الثنائي، كالنظام الثماني OCTAL والستة عشري HEX-ADECIMAL بدلا من 1، 0 فالنظام الستة عشرين يتكون من ستة عشر رمزاُ هي : 0 ,1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 A.B,C,D,E,F .
مما يساعد على سهولة قراءة التعليمات المكتوبة وحفظها بهذه اللغة، فبدلا من كتابة 16 رقماً في سلسلة يمكن الاستعاضة عنها بأربعة رموز من رموز النظام التشغيل الستة عشري .

2ـ لغة التجميع :
ظهرت لغة التجميع بوصفها أو لغة ترميز، تستخدم الرموز SYMBOLIC CODE للتعبير عن تعليمات لغة الآلة، وذلك لمواجهة صعوبة الترميز بلغة الآلة، ولغة التجميع لغة قريبة من لغة الآلة التي يفهمها الحاسب الآلي، وتسمى هذه اللغات بلغات المستوى البسيط .
ويتم استعمال مختصرات ورموز يسهل حفظها وكتابتها لكل تعليمة من تعليمات لغة الآلة، ولغة التجميع كما في لغة الآلة مصممة للعمل على حاسب معين، مما يوفر قدرة أكبر على استغلال موارد الحاسب الآلي ووحدة المعالجة المركزية بشكل أفضل، ويقوم البرنامج المسمى المجمع ASSEMBLER بترجمة البرنامج المكتوب بلغة المجمع إلى لغة الآلة .

3 ـ اللغات العليا :
سميت بهذا الاسم لأنه أصبح بإمكان المبرمج كتابة البرنامج دون معرفة تفاصيل كيفية قيام الحاسب بهذه العمليات، كمواقع التخزين وتفاصيل الجهاز الدقيقة، وتعبيرات لغات المستوى العالي هي تعبيرات شبيهة إلى درجة كبيرة باللغة الطبيعية التي يستخدمها الإنسان في حياته للتواصل، والتخاطب مع الآخرين .
ومن مميزات اللغات العليا التي تميزها من لغات المستوى البسيط، بالإضافة إلى ما سبق، أن هذه اللغات غير مرتبطة بجهاز معين . أي يمكننا تنفيذ البرنامج المكتوب بلغة من لغات المستوى العالي، كالفورتران أو الكوبول أو البيسك على أكثر من جهاز، كما يمكن استخدام أكثر من لغة ترجمة على حاسب معين . كذلك، فإن اكتشاف الأخطاء وتصحيحها أصبح أكثر سهولة بسبب سهولة قراءة البرامج وتتبعها وفهمها .
تسمى اللغات كالكوبول والفورتران والبيسك باللغات العليا الموجهة نحو إجراءات الحل ، PROCEDURE - ORIENTED LANGUAGES ، وهي اللغات التي يعطي فيها المبرمج التعليمات خطوة خطوة .
ويمر البرنامج المكتوب بلغات المستوى العالي بثلاث مراح قبل أن يكون جاهزاً للتنفيذ .
الترجمة TRANSLATION : تحويل البرنامج المكتوب بلغة المستوى العالي إلى لغة الآلة .

ـ الربط LINKING : ربط الروتينات المكتبية الكائنة بالمكتبة، والتعليمات الضرورية بالبرنامج .
3ـ التحميل LOADING : يقوم البرنامج بتحميل شفرة الهدف والروتينات المكتبية، والتعليمات على الذاكرة الرئيسة بغرض التنفيذ .
وكانت اللغات تصنف حسب قوتها إلى لغات أعمال، أو لغة علمية أو لغات مبتدئين ـ وفي وقتنا الحاضر ـ فإن معظم اللغات يمكن استخدامها بكفاءة في تطبيق أنواع التطبيقات كافة، ومن أشهر لغات المستوى العالي :
لغة الكوبول COBOL :
وكلمة COBOL هي اختصار للعبارة الإنجليزية Common Business Oriented Language ، وقد طورت وصممت هذه اللغة من لدن لجنة من مصنعي أنظمة الحاسب الآلي ومطوريها عام 1960م تسمى لجنة CODASYL اختصاراً لـ Conference of Data System Languages .
وقد قام المعهد الوطني الأمريكي للمعايير ANSI بتطوير نسخة معيارية من COBOL ، مفسر كوبول يطابق المواصفات القياسية لهذا المعهد، وكان ذلك ف ي عام 1968م وسميت *ANSI 1968* وظهر بعدها ANSI 1974 و ANSI 80 .
وينتشر استخدام لغة كوبول على نطاق واسع عالمياً حيث تستخدم في البنوك وفي المنظمات الحكومية، وتستخدم على حاسبات كبيرة أو على حاسبات شخصية .
وتتميز لغة كوبول بقدرتها على التعامل مع الملفات؛ لذا اشتهرت بأنها لغة أعمال .
لغة الفورتران FORTRAN :
وهي اختصار عبارة FORmula TRANSlation ، وتعد لغة FORTRAN أقدم اللغات ذات المستوى العالي، وقد ظهرت هذه اللغة في منتصف الستينات، حيث بدئ عام 1954 بالعمل على تطوير لغة برمجة تقبل برنامجا مكتوبا بلغة قريبة من لغة الإنسان، ويحوله إلى شفرة قابلة للتنفيذ على الحاسب الآلي، وبعد 3 سنوات أي في عام 1957م . ظهر أول مفسر فورتران.
وفي تلك الفترة كان استخدام الحاسب الآلي يكاد يكون حكراً على العلماء والمهندسين والرياضيين، ومن الطبيعي أن تكون هذه اللغة المطورة حديثاً قد جاءت لتواكب احتياجاتهم إذ تتميز لغة FORTRAN بقدراتها على إجراء العمليات الحسابية المعقدة وحل المعادلات الرياضية .
لغة البيسك BASIC LANGAUGE :
وهي اختصار للعبارة الإنجليزية Beginer's All Purpose Symbolic In struction Code أي اللغة المتعدد الأغراض للمبتدئين، وتأتي كلمة BASIC التي تعني الأساس لتحقيق المعنى نفسه، فهذه اللغة ونظراً لبساطة تعليماتها ومحدوديتها فإنها تعد لغة مناسبة للتعلم من قبل المبتدئين في عالم الحاسب الآلي والبرمجة، وتستخدم هذه اللغة في معظم الحاسبات الشخصية، مما يدل على الانتشار الواسع لها، وقد طورت هذه اللغة في كلية Dartmouth عام 1963م من لدن John Demuy و Thomas Kurtz .
وتستخدم لغة Basic الحديثة في قطاع واسع . إذ تستخدم في مجال الأعمال لقدرتها على التعامل مع الملفات، وكذا في العمليات الرياضية من قبل العلماء والمهندسين لامتلاكها كثيراً من الوظائف للقيام بمثل تلك العمليات المعقدة .
لغة باسكال PASCAL :
وسميت باسم العالم الفرنسي الرياضي الفذ Blaise Pascal ، وصممت هذه اللغة من قبل العالم السويسري Niklaus Wirth ، وطرحت عام 1971م، وقد انتشرت هذه اللغة خصوصاً في الجامعات . إذ تدرس هذه في معظم جامعات العالم لطلاب علوم الحاسب، وتمتاز لغة PASCAL بالسهولة، واختصار الكلمات فيها إلى حد كبير، وبنيتها التركيبية وقوة البرامج الفرعية، واستخدام المؤشرات Pointers ، وقد ظهرت نسخ جديدة من Pascal امتازت بتلافي العيوب في النسخ السابقة، ويعد TurboPascal من شركة Borland من البرامج المستخدمة بكثرة بين المبتدئين والتخصصين في البرامج، وتنافس هذه اللغة لغة Basic في كثرة المستخدمين لتوافر كثير من المميزات فيها، وتستخدم هذه اللغة من قبل الطلاب والمهندسين، كما تستخدم في قطاع الأعمال التجارية .
لغة سي++C :
طورت هذه اللغة في معامل Bell من قبل Dennis Ritchie وهي تطوير لنسخة قديمه تسمى B من لغة BCPL التي ظهرت عام 1969م . لذا سميت هذه النسخة اللاحقة بـ C .
وتشتهر لغة C باستخدامها كلغة برمجة نظم system software حيث تستخدم لكتابة برامج النظم التشغيلية . إذ إنها تعد لغة قريبة، وتشبه إلى حد كبير لغة التجميع As-sembly وتمتاز بسرعتها الكبيرة، كما تملك مخجموعة جيدة من التعليمات، كما أنها لغة قابلة للنقل من جهاز إلى آخر لصغر الجزء الواجب نقله منها، وتعد لغة C من اللغات التركيبية Structured Language .
وازداد اهتمام محترفي البرمجة بلغة الـC ، والنسخ المحسنة منها C+ , C++ . إذ إن معظم التطبيقات تكتب بها .
لغات الجيل الرابع : Fourth-Generation language (4GL) :
سميت بهذا الاسم نسبة إلى الجيل التي ظهرت فيه، مثل هذه اللغات التي تتصف بقلة التعليمات التي يكتبها المبرمج لتحقيق هدف ما ، فما كان يتطلب مئات الأسطر من لغة بيسك أو الآلاف من لغة كوبول باستخدام عدد بسيط من الأسطر في هذه اللغات .
تمتاز هذه اللغات بعدة مزايا :
1ـ إنها لغة موجهة للنتائج أي إن المبرمج يهتم بطلب ما يريده من الكمبيوتر، دون أن يوجهه لكيفية القيام بذلك .
2ـ زادت من الإنتاجية؛ لأن كتابة البرامج وصيانتها أكثر سهولة .
3ـ سهلة الاستخدام، وتتطلب قليلاً من التدريب على استخدامها، سواء كان للبرمجة أو غيرها .
4ـ لم يعد المستخدم بحاجة إلى التفكير في الأجهزة أو هيكلية البرنامج .
وقد بدأت لغات الجيل الرابع بالانتشار بين المبرمجين، وبشكل كبير جداً لما توفره لغات البرمجة هذه من سهولة في معاملة الملفات، وربط هذه الملفات بعضها مع بعض بغرض التحديث أو طباعة التقارير .
كما توفر هذه اللغات قوة في المشاركة في الموارد البرمجية وخصوصاً الملفات، ومن أمثال هذه اللغات لغة Dbase من Borland ، ولغة Foxpro من Microsoft ، و Oracle من Ingress، وتستخدم لغة الاستفسار المهيكلة SQL Structured Query Language في عمليات بناء قواعد المعلومات وتحديثها، وتوفير الحماية اللازمة لها .
 ما هي SQL ؟
SQL هي اختصار للعبارة الإنجليزية Structured Query Language أي لغة الاستفسار المهيكلة، وهي عبارة عن مجموعة من التعليمات القريبة من اللغة الطبيعية التي توجه نظام إدارة قواعد البيانات DBMS للقيام بعمليات بناء قواعد البيانات، وتحديثها والبحث فيها، وعمل قواعد الحماية للبيانات .
وتمتاز لغة الاستفسار SQL بالآتي :
1ـ لغة قريبة من اللغة الطبيعية .
2ـ تستطيع الحصول على أية بيانات من قاعدة البيانات . إذ يمكن الحصول على بيانات ملف كامل أو بعض الحقول من ملف أو مجموعة ملفات .
3ـ يهتم المستخدم بتعريف احتياجه What you want، ولا يهتم بكيفية الحصول على أو من أين ؟ How or Where? .
اللغات الطبيعية Natural Language أو لغات الجيل الخامس :
ويقصد بها لغة الإنسان أي إيجاد لغة مبرمجة نستطيع بها توجيه الحاسب للقيام بما نريد من أعمال، وذلك باستخدام التعبيرات الشائعة ((اطبع تقريراً يحوي اسم الطالب والدرجة))،فالمستخدم ما عليه سوى طباعة الأمر أو إملائه للحاسب الذي يلبي الطلب .
فالمستخدم يستطيع إملاء النص وكتابته بعبارات متعدد تحمل المعنى نفسه، كأن يقول ((اطبع الاسم والدرجة لجميع الطلاب)) أو ((اطبع اسم الطالب ودرجة الاختبار للجميع))، فالطلبان لهما المعنى نفسه، وإن اختلفا في الصياغة، فلغات البرمجة هذه قادرة على فهم تراكيب الجمل المختلفة، وإن اختلفت اللهجات أو كان هناك أخطاء لغوية، وإذا لم يفهم الحاسب المقصود يقوم بتقديم أسئلة لمزيد من الوضوح والوصول إلى الهدف .
والأبحاث في مجال اللغات الطبيعية هو من المجالات التي يبحثها علم الذكاء الاصطناعي . A.I إذ إن فهم اللغة الطبيعية يحتاج إلى كثير من الخبرات والعلاقات في ربط الجمل وتحليل كل جملة لاستنتاج المعنى الصحيح، ومن ثم تقديم رد الفعل المناسب .
لغات الإنترنت :
لغة HTML : وهي إحدى اللغات المستخدمة لإنشاء صفحات الويب www .
إن (Hyper**** Morkup Language) عبارة عن لغة تحوي مجموعة من الأوامر تؤدي إلى تكوين صفحات الويب، إن إنشاء صفحة بواسطة تركيبة Ascii على منسق الكلمات يمكن أن تحول إلى صفحة على الويب بإضافة بعض أوامر Html .
إن أوامر Html تمكن المستخدم من تنفيذ عدد من العمليات على صفحات الويب منها :
ـ تحديد حجم النص وطريقة عرضه .
ـ إنشاء الروابط مع الوثائق والمستندات الأخرى .
ـ إنشاء نماذج تفاعلية مع الصفحة .
ـ توفير الدعم للوسائط المتعددة كالفيديو والصوت والصورة .
لغة جافا Java : وهي من اللغات المستخدمة للانترنت ولصفحات الويب في www وتهدف لغة البرمجة هذه إلى إضافة الحيوية إلى صفحات الويب عبر النصوص المتحركة والرسوم التي تتحرك بشكل تفاعلي والوسائط المتعددة .
ولغة جافا طورت من قبل شركة Sun Microsystems على غرار لغة C++ وتقوم الوثائق المنشئة بلغة الترميز النصي Html باستدعاء برامج جافا كما يكن تشغيلها بصورة منفردة .
مقدمة في لغة البيسك :
ظهرت لغة البيسك عام 1963 ، واسمها مكون من الحروف الأولى لكلمات الجملة التالية: Beginners All-purposes Symbolic Instruction Code
التي تمكن ترجمتها بـ:"شفرة الأوامر الرمزية المتعددة الأغراض للمبتدئين". انتشرت هذه اللغة بسرعة كبيرة جداً لسهولتها وبساطة التعامل معها ومع تعليماتها وهذا ما ستكتشفونه إن شاء الله بعد هذا الدرس.
تطورت لغة البيسك كثيراً مع الزمن وجرى تحسينها ، وظهر منها أشكال متعددة ، واكبت تطور الحواسيب السريع ونظم تشغيلها . ونذكر من هذه الإصدارات :
GW-BASIC ,QBASIC ,BASIC-MSX BASIC.
وأخيراً الفيجوال بيسك VISUAL BASIC . ولكنه ليس موضوع بحثنا هذا .
وقد كان أشهر هذه الإصدارات هو الإصدار الذي استنبطته شركة مايكروسوفت وأدمجته في نظام التشغيل (DOS ) .
كل المعلومات السابقة فقط لكي لا تتطيروا من هذه اللغة لأنها كما سترون سهلة ونافعة في الأمور الرياضية والعلمية .
اللغة ما فيها شيء جديد عن اللغات الأخرى لأنها أيضاً لها خوارزمية ويمكن تصويرها بمخطط تدفقي .
وهي تستعمل الأبجدية نفسها التي تستعملها باقي اللغات وهي بشكل عام :
 جميع الاحرف الانجليزية
 • الأرقام العربية من 0 حتى 9
 • المحارف الخاصة وعلامات الترقيم ، مثل :

+ - * / $ ! % # & " > < ^ = ( ) ;
يمكنكم الحصول على ملفات اللغة باقتناء أقراص نظام تشغيل الدوس الإصدار 6,22 أو أقدم . المهم إذا وجدت تلك الأقراص أو لم تجدها، يجب أن تحتوي في جهازك إضافة إلى ملفات نظام التشغيل Dos الملفات التالية لكي تعمل اللغة على جهازك ،أسمائها:
1- Qbasic.exe
2- Qbasic.hlp
3- Qbasic.ini
4- Edit.exe
5- Edit.hlp
6- Edit.ini
لعلك تدرك الآن أننا اقتربنا كثيراُ من تشفير مشروع فيجوال بيسك ، فإجراءات الأحداث تستخدم لربط أحداث الأدوات لأفعال يقوم بها الكمبيوتر ، وتلك الإجراءات يتم كتابتها بلغة البيسك ، ومن ثم فأنت بحاجة لمعرفة لغة البيسك لتستمر في دراسة لغة الفيجوال بيسك ، ففي كل جزء تطل علينا لغة البيسك .

تركيب إجراء الحدث :
لعلك تعرف أن إجراءات الأحداث توجد في نافذة التشفير ، وكل إجراء حدث له تركيب ثابت بصفة عامة ، فأنت تري سطر العنوان header ويأخذ الصيغة التالية :
Private Sub ControlName_EventName
وهو يخبرنا بأننا نعمل مع ‘جراء فرعي جزء خاص Sub Private ، وكلمة Sub جزء من كلمة Subroutine وتعني بريمج فرعي ، ويتم تنفيذه فقط اقترنت الأداة ControlName بالحدث EventName ، لعل هذه الصياغة عامة ولكنها تنطبق علي كل إجراءات الأحداث .
ويلي سطر العنوان شفرة الإجراء Code وهي توضع علي شكل سطور -أحيانا تفصل بنقطتين ( - تخبر الكمبيوتر بما يجب فعله في حالة وقوع الحدث المحدد مع الأداة المحددة ، وسوف يقوم الكمبيوتر بتنفيذ السطر الأول ثم السطر الثاني …. الخ إلي أن يصل للسطر الختامي أو الأخير footer وتكون صيغته :
End Sub
ولكن احترس فوضع هذا السطر في وسط الشفرة ينهي الإجراء .
وشفرة حدث الإجراء تكتب بلغة البيسك ، ولغة البيسك عبارة عن مجموعة من الكلمات الحاكمة keywords أو ذات الدلالة تستخدم لجعل الكمبيوتر ينفذ أفعال أو أشياء معينة ، ولكن احترس فالكمبيوتر يحتاج تلك الكلمات بصيغة محددة ودقيقة ، وخالية من الأخطاء الإملائية ، فيخطئ الكثيرين في كتابة أمر الطباعة PRINT بكتابته PRNT وهو بلا دلالة بالنسبة للكمبيوتر ويؤدي ذلك إلي خطأ تركيبي أو بنائي Syntax Error ، فحاول أن تتوخي الدقة عند كتابة إجراء الحدث حتى تحصل علي الفعل الذي تريده من الكمبيوتر ، وبالتالي أنت أيضاً تحتاج للتدرب علي مهارات استخدام لوحة المفاتيح من خلال أحد برامج النشر المكتبي ، فتحسن مهارات الكتابة لديك سوف يسهل من مهمتك .
جملة التخصيص Assignment Statement:
الواقع أن أبسط جمل البيسك وأكثرها استخدماً هي جملة التخصيص assignment statement و تأخذ الصيغة التالية :
LeftSide = RightSide
والرمز = يسمي بمؤثر التخصيص assignment operator ، لعلك تعرف أن هذا الرمز يشير لعلامة المساواة في الرياضيات ، ولكنه في البيسك لا يسمي كذلك .
في جملة التخصيص نقول أن الطرف الأيسر مهما كان يحل محله الطرف الأيمن ، كما أن الطرف الأيسر يجب أن يكون من حد واحد ، والطرف الأيمن يجب أن يكون مصاغ وفق صيغ البيسك ، فمثلاً
الصيغة 2 X (2س) تستبدل بـ 2*X