برامج الحاسوب: تعريفها وممصطلحاتها وأنواعها

 يُعدّ تطوير البرمجيات من أسرع التقنيات نموًا، إذ يُسهّل العمل في حياتنا اليومية، وهو أساس التكنولوجيا الحديثة. كتابة مجموعة من البرامج لتكوين برامج الحاسوب ضرورة أساسية لبناء البرمجيات. في هذه المقالة، سنتعرف على برامج الحاسوب، بما في ذلك تعريفاتها ومصطلحاتها وأنواعها وتطبيقاتها، وغيرها.

{getToc} $title={محتويات المقال}

تعريف برامج الحاسوب

برنامج الحاسوب ليس إلا مجموعة من التعليمات (أصغر وحدة تنفيذ) تُستخدم لتنفيذ مهام محددة والحصول على نتائج محددة. يتطلب من المبرمجين تعلم مفاهيم أساسية في الرياضيات لكتابة البرامج. ولكل نوع من أنواع المهام برنامج مختلف. تُسمى مجموعة التعليمات المستخدمة لأداء مهمة محددة والحصول على نتيجة محددة برنامج الحاسوب. يقوم المبرمجون أو مطورو البرامج بإنشاء برنامج الحاسوب، ثم تتم معالجة الكود وتنفيذه للحصول على مخرجات البرنامج.

ذاكرة الحاسوب هي المكان الذي تُخزَّن فيه البرامج التي تُمكِّنه من تنفيذ مهام مختلفة بالتتابع. وقد طُرحت فكرة تخزين البرامج داخليًا في أواخر أربعينيات القرن العشرين على يد عالم الرياضيات "جون فون نيومان". وكان أول حاسوب رقمي مصمم بقدرة برمجة داخلية هو "Bebby"، الذي بُني في مانشستر عام 1948.

يتم إعداد البرنامج من خلال فهم المهمة أولاً، ثم إنشاء رمزها (الفكرة العامة)، وبعد الانتهاء من جميع الشروط الخاصة بالمهمة المحددة، يتم إنشاء برنامج كمبيوتر باستخدام إحدى لغات البرمجة.

مصطلحات برامج الحاسوب

فيما يلي المصطلحات المتعلقة ببرامج الحاسوب:

• شفرة المصدر (Source code): هي شفرة مكتوبة بلغة برمجة عالية المستوى يسهل على البشر فهمها.
• شفرة الآلة (Machine code): هي شفرة ثنائية يسهل على أجهزة الحاسوب أو الآلات فهمها.
• المترجم (Compiler): يُستخدم لترجمة شفرة المصدر إلى شفرة الآلة دفعة واحدة.
• المفسر (Interpreter): يُستخدم لتنفيذ شفرة المصدر سطرًا سطرًا، محولًا إياها إلى شفرة الآلة.
• الخوارزمية (Algorithm): هي مجموعة من التعليمات لحل مشكلة ما.

أنماط برامج الحاسوب

يوجد نوعان من برامج الحاسوب. دعونا نفهمهما واحداً تلو الآخر.

الوضع التفاعلي

في هذا الوضع، يُصدر مبرمج الحاسوب أمرًا ويحصل على مُخرَج واحد في كل مرة. يُفيد هذا في كتابة واختبار أمر واحد فقط في كل مرة. يتأثر مُخرَج البرنامج في الوضع التفاعلي بالأمر الأخير الذي نُدخله. يُعدّ الوضع التفاعلي مُلائمًا جدًا لكتابة أسطر قصيرة جدًا من التعليمات البرمجية.

لا يُنصح بهذا الأسلوب في التطوير لحل المشكلات الكبيرة، لأن التعليمات المتعلقة بحل هذه المشكلات لا تُحفظ ولا يمكن استرجاعها. لذا، لكتابة برامج للمشكلات الكبيرة، يجب اللجوء إلى أسلوب المعالجة الدفعية. أما عيب الأسلوب التفاعلي فهو عدم ملاءمته للبرامج الكبيرة، إذ لا يحفظ التعليمات البرمجية. بمجرد كتابة البرنامج، يصبح استخدامه مؤقتًا فقط، ولا يمكن استخدامه لاحقًا. لاستخدامه لاحقًا، نحتاج إلى إعادة كتابة جميع التعليمات.

وضع الدُفعات

في هذا النمط من تطوير البرامج، يقوم المبرمجون بتطوير مجموعات أو دفعات من التعليمات في وحدة واحدة، ويجب حفظها بأسماء ملفات تحمل امتدادات برمجية مناسبة. تُعدّ المعالجة الدفعية عملية شائعة الاستخدام في العديد من الصناعات لتحسين الكفاءة. وتتمثل هذه المعالجة في تنفيذ برنامج كبير أو سلسلة من البرامج على كمية كبيرة من البيانات دون أي تدخل يدوي. وتُستخدم البرمجة الدفعية بشكل شائع في التطبيقات التجارية والعلمية التي تتطلب معالجة عدد كبير من التعليمات بترتيب محدد.

بمجرد حفظ التعليمات في ملف معين، يمكننا فتح هذا الملف والوصول إليه في أي وقت في مشروعنا.

أنواع برامج الحاسوب

• برامج النظام (System Software): هي البرامج التي تساعد جهاز الكمبيوتر على العمل بسلاسة. فهي تُدير مكونات الجهاز المادية وتُوفر الأساس لعمل البرامج الأخرى. ويشمل ذلك أنظمة التشغيل (ويندوز، ماك أو إس، لينكس)، وبرامج التشغيل التي تربط الأجهزة بالكمبيوتر، والأدوات المفيدة التي تُحافظ على عمل كل شيء بشكل سليم.
• برامج التطبيقات (Application Software): هي نوع من برامج الحاسوب المصممة لمساعدة المستخدمين على أداء مهام أو وظائف محددة. تتراوح هذه المهام بين كتابة المستندات وتعديل الصور وإدارة الشؤون المالية أو تصفح الإنترنت، تشمل الأمثلة مايكروسوفت 365 للعمل، وجوجل كروم للتصفح، وتطبيقات الجوال مثل واتساب. 
• لغات البرمجة وأدواتها (Programming Tools): وهي الأدوات التي يستخدمها المطورون لإنشاء البرامج الأخرى، مثل المترجمات والمحررات.

تطبيقات برامج الحاسوب

• التواصل: يتم إنشاء البرامج باستخدام مجموعة من التطبيقات لتسهيل التواصل. قد تشمل هذه البرامج Gmail وWhatsApp وغيرها.
• الترفيه: صُممت البرامج لتوفير تجارب ترفيهية وألعاب تفاعلية. وقد تشمل هذه البرامج أيضًا برامج متعلقة بمشغلات الوسائط.
• تكنولوجيا الويب: تلعب برامج الكمبيوتر دورًا مهمًا في بناء مواقع الويب حيث يتم تشكيل برامج مختلفة ثم ربطها معًا لإنشاء موقع ويب.
• التعليم: تُستخدم برامج الكمبيوتر في مجال التعليم لأنها تساعد في إنشاء برامج لإجراء الفصول الدراسية والاختبارات عبر الإنترنت.

ما هو الغرض من البرامج؟

تؤدي البرامج وظيفة محددة على الحاسوب. مع أن الجهاز قادر على العمل بنظام التشغيل دون برامج تطبيقية (برمجة)، إلا أنه لا يستطيع أداء وظيفة معينة. على سبيل المثال، يجب تثبيت برنامج مايكروسوفت وورد على جهازك إذا كنت ترغب في إنشاء مستند وورد. وهو برنامج يساعدك على إنشاء المستندات والملفات وتعديلها وحفظها على حاسوبك.

الفرق بين التطبيقات والبرامج

يمكن الإشارة إلى كل جهاز على أنه برنامج، لكنه لا يستطيع العمل كبرنامج بحد ذاته. الطلب عبارة عن سلسلة من الخدمات التي تساعد المستخدمين النهائيين على تحقيق هدف ما. تتواصل هذه البرامج فيما بينها لتنفيذ المهام أو الأحداث. ولا يمكن تنفيذ أوامر المستخدم النهائي إلا باستخدام البرامج والوظائف. في المقابل، البرنامج عبارة عن مجموعة من التعليمات التي تحدد مهمة الحاسوب.

الوظائف الأساسية للبرامج

يختلف الغرض من البرامج باختلاف أنواعها. فمتصفح الإنترنت، على سبيل المثال، يبحث عن المعلومات على شبكة الإنترنت العالمية ويعرضها على الحاسوب، كما يتيح تحرير وعرض المواد المتعلقة بالقياس والتحليل، وما إلى ذلك. وعادةً ما يطور المبرمجون برنامجًا لأداء وظيفة أو مهمة محددة. فبرامج إكسل، على سبيل المثال، يمكنها إنشاء نصوص، لكنها لا تستطيع البحث عن المعلومات كما يفعل المتصفح على شبكة الإنترنت العالمية.

أمثلة على البرامج

تتوفر اليوم أنواع مختلفة من الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وغيرها من الأجهزة. فيما يلي، بعض الأمثلة ونظرة عامة موجزة على بعض البرامج.

• جوجل كروم (Google Chrome):  أطلقته جوجل في 11 ديسمبر 2008. وهو متصفح إنترنت يجمع ويعرض المعلومات من شبكة الإنترنت العالمية على شاشة الكمبيوتر. يوفر المتصفح ميزات متنوعة لدعم المستخدمين، بما في ذلك تصفح علامات التبويب، ومزامنة خدمات وحسابات جوجل، والتدقيق الإملائي عبر الإنترنت، والترجمة التلقائية. بالإضافة إلى ذلك، يتيح شريط البحث الشامل للمستخدمين البحث عن أي استفسار.
• موزيلا فايرفوكس (Mozilla Firefox): متصفح إنترنت يمكنك استخدامه للبحث وزيارة مواقع الويب المختلفة وجمع المعلومات منها. باستخدام هذه الأداة، يمكنك إضافة صفحات الويب التي تزورها بانتظام في العمل إلى المفضلة ليسهل عليك الوصول إليها لاحقًا. ولتجنب المشتتات أثناء العمل، يمكنك تفعيل "وضع القراءة" الذي يُزيل التفاصيل غير المهمة من صفحات الويب، مثل الإعلانات والصور. كما يوفر فايرفوكس ميزة التدقيق الإملائي، لتتمكن من تصحيح أخطائك الإملائية أثناء استخدام المتصفح، بغض النظر عن صفحة الويب التي تزورها.
• لغة البرمجة سي (C): لغة برمجة عامة تُستخدم لتطوير البرمجيات. نُشرت هذه اللغة (في إشارة إلى لغة برمجة محددة) عام 1972. تُستخدم على نطاق واسع لكتابة برامج معقدة مثل بايثون، وجيت، وأوراكل، وغيرها. كما أنها تتضمن ميزات سهلة وآمنة وقابلة للنقل ومكتبة غنية وقابلة للتوسيع وسرعة عالية، وغير ذلك.
• أدوبي فوتوشوب (Adobe Photoshop):  يدعم جميع صيغ الملفات، بما في ذلك JPG وTarga وGIF وBMP وHEIF وغيرها. يتيح للمستخدمين إنشاء الصور وتعديلها وتغييرها، بما في ذلك الصور المتحركة، وإنشاء صور GIF متحركة من الصور أو مقاطع الفيديو القصيرة. كما يوفر تطبيقات لتحرير الصور تعمل على نظامي macOS وWindows.
• وورد بيرفكت (WordPerfect): هو برنامج لمعالجة النصوص عبر الإنترنت، يتيح لك إنشاء المستندات وتعديلها واستيرادها وتصديرها بتنسيقات متنوعة. باستخدام هذا التطبيق، يمكنك حفظ نسخ منقحة من المستندات على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، لحماية البيانات الحساسة حتى في حال اختراق جهازك. كما يمكنك حذف البيانات الوصفية من الملفات، لمنع المتسللين من الاطلاع على سجل تعديلات النص أو تعليقات المراجعين. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك دمج مستندات Microsoft Word في WordPerfect، مما يسهل عليك مشاركة المستندات مع زملائك، بغض النظر عن التنسيق.
• مايكروسوفت وورد (Microsoft Word): هو قالب لمعالجة النصوص. طورته ونشرته شركة مايكروسوفت، يتوفر برنامج وورد لأنظمة ويندوز، أندرويد، iOS، macOS، ونظام لينكس باستخدام برنامج واين.
• مايكروسوفت إكسل (Microsoft Excel): مايكروسوفت إكسل أداة جداول بيانات رقمية تُستخدم لتخزين البيانات الرقمية وتصنيفها. يمكنك استيراد البيانات المالية المكتوبة إلى جدول بيانات رقمي باستخدام كاميرا الجهاز، التي تُحلل الصورة وتُحمّل البيانات على الرسم البياني. كما يمكنك تصنيف البيانات بسرعة أكبر باستخدام قوالب جداول البيانات، كل منها مُصمم ليناسب سيناريو مهني مُحدد. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك مشاركة مستندات مايكروسوفت إكسل مع زملائك، لتجميع مصادر بيانات متعددة في جدول بيانات واحد.

الفرق بين برامج الحاسوب والبرمجيات

يخلط الكثيرون بين برامج الحاسوب والبرمجيات. والفرق الرئيسي بينهما هو أن برنامج الحاسوب عبارة عن مجموعة من التعليمات لإنجاز مهمة محددة، بينما البرمجيات عبارة عن مجموعة من البرامج أو الإجراءات أو البيانات.

الخلاصة

بهذا نختتم حديثنا عن برامج الحاسوب. بشكل عام، برنامج الحاسوب عبارة عن مجموعة من التعليمات المتسلسلة التي توجه الحاسوب لأداء مهمة محددة. إضافةً إلى ذلك، فهو وسيلة للتواصل بين الإنسان وأنظمة الحاسوب أو الآلات.

الأسئلة الشائعة

ما هو برنامج الحاسوب؟

برنامج الحاسوب عبارة عن مجموعة من التعليمات التي يتبعها الحاسوب لأداء مهمة محددة. تُكتب هذه البرامج بلغات برمجة، مثل بايثون أو جافا، وتتراوح بين برامج بسيطة كتطبيق آلة حاسبة وبرامج معقدة كنظام تشغيل.

كيف يتم إنشاء برامج الكمبيوتر؟

تتضمن عملية إنشاء برنامج حاسوبي عملية تُسمى الترميز أو البرمجة. تبدأ بتحديد المهمة التي تريد أن يؤديها البرنامج. ثم، باستخدام لغة برمجة، تكتب سلسلة من التعليمات. تُترجم هذه التعليمات إلى لغة الآلة حتى يتمكن الحاسوب من فهمها.

ماذا يعني أن يكون البرنامج "قيد التشغيل"؟

عندما نقول إن برنامجًا ما "قيد التشغيل"، فهذا يعني أن وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الحاسوب تُنفّذه فعليًا. في رحلة تحويل الكود إلى تطبيق جاهز للعمل، يُحوّل المُترجم أولًا الكود المصدري إلى ملف تنفيذي. بمجرد بدء التشغيل، يدخل هذا الملف التنفيذي إلى ذاكرة الحاسوب، حيث يُصبح عملية. ثم يُخصّص نظام التشغيل وقت وحدة المعالجة المركزية والموارد الأخرى اللازمة، مما يسمح للبرنامج بأداء وظائفه. قد يُنفّذ البرنامج "قيد التشغيل" العديد من الإجراءات، من حساب البيانات إلى دعم خدمات الذكاء الاصطناعي، كل ذلك بينما يتفاعل المستخدم مع واجهته أو ينتظر اكتمال المهام في الخلفية.

ما هو دور لغات البرمجة في إنشاء برامج الحاسوب؟

لغات البرمجة هي الأدوات التي يستخدمها المطورون للتواصل مع أجهزة الكمبيوتر. إنها بمثابة جسر بين الأفكار البشرية وعمليات الآلة، مما يُمكّننا من كتابة مجموعات التعليمات التي ذكرتها سابقًا، بطريقة يستطيع الكمبيوتر تفسيرها والتصرف بناءً عليها.

ماذا يحدث عندما لا يستجيب البرنامج؟

عندما يتوقف برنامج ما عن الاستجابة، فهذا يشير إلى خلل في قدرته على تنفيذ التعليمات أو التفاعل مع نظام التشغيل بشكل صحيح. قد ينجم هذا التوقف عن العمل عن مشكلات متنوعة، مثل تنازع الموارد حيث تتنافس عمليات متعددة على وحدة المعالجة المركزية، أو تسرب الذاكرة الذي يستنزف موارد النظام، أو مشكلات التوافق مع نظام التشغيل نفسه. في مثل هذه الحالات، قد يتيح نظام التشغيل للمستخدم خيار "إنهاء المهمة"، مما يؤدي فعليًا إلى إنهاء عملية البرنامج. في الحالات الأكثر خطورة، قد يتطلب التأثير على النظام بأكمله إعادة تشغيل الجهاز لاستعادة النظام.