برنامه نویسی چیست؟

با مفهوم برنامه نویسی یا کدنویسی تا چه اندازه‌ای آشنا هستید، آیا می‌دانید زبان‌های برنامه‌نویسی مختلف برای چه حیطه‌هایی مناسب هستند، چگونه می‌توان آن‌ها را فرا گرفت و با آن‌ها کسب درآمد کرد. در این مطلب قصد داریم به‌صورت ساده و خلاصه با مفهوم برنامه نویسی، انواع مختلف زبان‌ها و مشاغل برنامه‌نویسی و مهارت‌های لازم برای موفق شدن در این حوزه را بیان کنیم.

امروزه تقریباً همه ما از اپلیکیشن‌ها و نرم‌افزارهای دسکتاپ و موبایل مختلف برای انجام کارهای مختلف استفاده و تقریباً زمان قابل‌توجهی را صرف وبگردی در وب‌سایت‌های مختلف می‌کنیم. تمام اپلیکیشن‌هایی که از آن‌ها استفاده و تمام وب‌سایت‌هایی که از آن‌ها بازدید می‌کنیم با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی ایجاد شده‌اند. اگر می‌خواهید بیشتر با برنامه نویسی و موضوعات مرتبط با آن آشنا شوید این مقاله را از دست ندهید

برنامه نویسی چیست؟

تعاریف بسیار متفاوتی در مورد کدنویسی مطرح شده است؛ اما می‌توان در یک جمله گفت که برنامه‌نویسی راه‌حلی برای حل مشکلات توسط کامپیوتر است که در اختیار آن قرار می گیرد. به‌بیان‌دیگر برنامه نویسی به معنای ایجاد یک وظیفه برای کامپیوتر است. کامپیوترها بدون برنامه تنها وسایلی بی‌مصرف هستند.

درواقع برنامه‌نویسان با ایجاد برنامه برای کامپیوترها، برای انجام کارهای مختلف به آن‌ها فرمان می‌دهند. کامپیوترها تنها یک ابزار برای انجام کارهای مختلف هستند و بدون تردید ابزارهای شگفت‌انگیزی هم محسوب می‌شود؛ اما قطعاً جادویی نیستند و تنها برای تسهیل انجام کارهای مختلف ایجاد شده‌اند.

برنامه‌ها (یا نرم‌افزارها) امکان انجام فعالیت‌های مختلف توسط کامپیوتر را فراهم می‌کنند. کامپیوترها بدون نرم‌افزار و برنامه تنها وسایل الکترونیکی مدرنی هستند که جریان برق را به حرارت تحصیل می‌کنند!

یک برنامه‌نویس با برخورداری از مهارت و تجربه لازم می‌تواند نرم‌افزاری را برای حل تعداد بی‌شماری از مشکلات ایجاد کند، از مشکلات بسیار ساده و ابتدایی گرفته تا مشکلات بسیار پیچیده. تقریباً هیچ محدودیتی در زمینه کدنویسی وجود ندارد و می‌توان گفت این شاخه از علم کامپیوتر تنها زمانی محدود می‌شود که توانایی ذهنی برنامه‌نویس محدود باشد و نتواند راه‌حل مناسبی برای حل مشکل موردنظرش پیدا کند.

زمانی که فردی برنامه‌نویسی می‌کند یا به‌اصطلاح کد می‌زند، در حقیقت مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها را به کامپیوتر می‌دهد و این دستورالعمل‌ها به ترتیب یکی پس از دیگری و دقیقاً همان‌گونه که برنامه‌نویس آن‌ها را مشخص کرده‌اید، اجرا می‌شوند.

برای ایجاد این دستورالعمل‌ها باید از کد استفاده شود و کد هم توسط برنامه‌نویس نوشته می‌شود. برنامه‌نویسان در طول دوره‌های آموزشی خود نحوه استفاده از برخی از زبان‌های برنامه‌نویسی و همچنین برخی از ابزار ایجادشده برای این کار را فرامی‌گیرند و پس از آشنایی با این زبان‌ها و ابزارها می‌توانند خودشان نرم‌افزار ایجاد کنند.

آغاز کدنویسی

کدنویسی با استفاده از یک ویرایشگر کد یا IDE که مخفف عبارت Integrated development environment به معنای محیط توسعه یکپارچه است، انجام می‌شود. نرم‌افزار IDE ابزارهای کاملی را در اختیار برنامه‌نویس قرار می‌دهد و در قدم اول باید با آن یک کد منبع (source code) بنویسد. کد منبع مجموعه‌ای از کدهای نوشته‌شده در یک زبان برنامه نویسی است که سایر برنامه‌نویسان می‌توانند آن را بخوانند.

کد منبع باید به زبان ماشینی تبدیل شود تا ماشین‌ها (مثل کامپیوترها و گوشی ها) بتواند دستورالعمل‌ها را بفهمند و آن‌ها را اجرا کنند. فرایند تبدیل کد منبع به زبان ماشینی، کامپایل کردن (compiling) نام دارد. به بیان ساده کامپایل کردن به معنی تبدیل یک زبان کدنویسی سطح بالا به زبان سطح پایین و قابل‌فهم توسط ماشین‌ها است.

از میان محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی کامپایل‌شده می‌توان به C و ++C اشاره کرد.

بسیاری از زبان‌های کدنویسی از فرآیند کامپایل کردن استفاده نمی‌کنند. این زبان‌ها به‌جای بهره‌مندی از کامپایلر، از یک مفسر (interpreter) که اطلاعات را می‌خواند و آن‌ها را اجرا می‌کند، استفاده می کنند. از میان زبان‌های برنامه نویسی مفسر می‌توان به جاوا اسکریپت و PHP اشاره کرد.

زمانی که کد اجرا می‌شود، برنامه یا همان نرم‌افزار نیز اجرا و آماده استفاده می‌شود. انواع مختلف برنامه‌های کامپیوتر شامل پردازشگرهای کلمه (Word processors)، سیستم‌های پایگاه‌های داده (دیتابیس‌ها)، بازی‌های ویدیویی و وب‌سایت‌ها می‌شوند.

برنامه‌های کامپیوتری امکان برقراری تعامل کاربران با نرم‌افزارهای مختلف، محیط‌های نرم‌افزاری مختلف مثل وب‌سایت‌ها و همچنین خود دستگاه‌ها مثل گوشی‌ها و کامپیوترها را فراهم می‌کنند.

تاریخچه برنامه نویسی

بسیاری از مورخان تاریخ کامپیوتر معتقدند «ایدا لاولیس» (Ada Lovelace)، نخستین برنامه کامپیوتری منتشرشده را در اواسط قرن نوزدهم ایجاد کرده است. وی ریاضیدان بوده و نوشته‌های «لوئیجی فدریکو منابریا» (Luigi Federico Menabrea)، را روی موتور تحلیلی (Analytical Engine) ترجمه کرده است.

ایدا در ترجمه‌اش یادداشت‌های اضافی خود را نیز به متن ترجمه‌شده اضافه کرد و روشی برای محاسبه اعداد برنولی در موتور تحلیلی ایجاد کرده است.

فعالیت تحقیقاتی «آلونزو چرچ» (Alonzo Church)، ریاضیدان و همچنین ساخت «ماشین تورینگ» (Turing machine) را نیز می‌توان به‌عنوان نخستین فعالیت‌های معرفی کننده کدهای کامپیوتری در نظر گرفت.

در دهه ۱۹۲۰ نخستین کامپیوترها به همراه نخستین زبان‌های کدنونیسی ایجاد شدند. در قرن بعدی ماشین‌ها و فناوری‌ها به تکامل خود ادامه دادند و تعداد زبان‌های برنامه نویسی نیز افزایش یافت.

محبوب‌ترین زبان‌های کدنویسی

در حال حاضر صدها زبان برنامه نویسی ایجاد شده است. توسعه‌دهندگان برای انتخاب کدنویسی مناسب، ابتدا نیازهای اپلیکیشن موردنظر خود را در نظر می‌گیرند و در مرحله بعدی در مورد انتخاب زبان‌های مناسب جهت استفاده از آن‌ها تصمیم می‌گیرد.

محبوب‌ترین زبان‌های کدنویسی به شرح زیر هستند:

• پایتون (Python)
• جاوا اسکریپ (JavaScript)
• C و ++C
• جاوا (Java)
• #C
• روبی (Ruby)
• PHP

برخی از این زبان‌‌ها عمدتاً در یک حوزه کدنویسی و طراحی و ایجاد نرم‌افزاری استفاده می‌شوند و برخی دیگر از آن‌ها می‌توانند در چند حوزه مختلف استفاده شوند؛ به‌عنوان‌مثال جاوا اسکریپت غالبا در حوزه توسعه وب استفاده می‌شود و معمولاً نخستین زبانی است که افراد مبتدی در حوزه توسعه وب آن را فرامی‌گیرند. این زبان می‌تواند برای طراحی و ایجاد اپلیکیشن‌های موبایل و بازی استفاده شود.

پایتون نیز می‌تواند در حوزه‌های مختلف مثل تحلیل داده‌ها، یادگیری ماشینی و توسعه وب استفاده شود.

انواع مختلف زبان‌های برنامه‌ نویسی

این زبان‌ها را می‌توان در دسته‌بندی‌های مختلف قرار داد که تعدادی از آن‌ها به شرح زیر هستند

• یادگیری ماشینی (Machine language): زبان سطح پایینی که در بردارنده اعداد دوگانه صفر و یک است. کد ماشینی با زبان‌های سطح بالا ترکیب و به‌اصطلاح کامپایل می‌شود تا توسط کامپیوتر قابل‌اجرا شود.

• زبان‌ اسمبلی (Assembly language): زبان سطح پایین است که با اسمبلر کامپایل می‌شود. اسمبلرها کد انسانی را به کد ماشینی ترجمه می‌کنند.

• زبان‌های رویه‌ای (Procedural languages ): در این زبان‌ها یک سری روند قبل از اینکه برنامه توسط کامپیوتر اجرا شود، انجام می‌شود؛ مثل «گو» (Go) و (جولیا) «Julia»
• زبان‌های اسکریپت‌نویسی (Scripting languages): این زبان‌ها در اغلب موارد نیازی به کامپایل شدن ندارند و باید تفسیر شوند. تفسیر شدن به معنای این است که یک مفسر به‌جای اینکه در کد ماشینی کامپایل شود، کد را بخواند و آن را اجرا کند؛ زبان‌های برنامه نویسی جاوا اسکریپت و PHP جزء این زبان‌ها هستند
• زبان‌های تابعی (Functional languages): این زبان‌ها بر مبنای اصل ایجاد برنامه‌های پیچیده از طریق جمع‌آوری تابع‌های کوچک‌تر عمل می‌کنند؛ مثل زبان‌های «هسکل» (Haskell) و «اسکالا» (Scala)
• زبان‌های شی‌گرا (Object-oriented languages): این زبان‌ها بر پایه اصل ساخت برنامه‌ها با استفاده از جمع‌آوری اشیا عمل می‌کنند؛ مثل جاوا و پایتون

زبان‌ها و الگوهای کدنویسی زیادی وجود دارند که صحبت در مورد تمام آن‌ها در این مقال نمی‌گنجد و در این بخش تنها سعی کردیم شما را به‌صورت کلی و مختصر با انواع زبان‌های برنامه نویسی پرکاربرد آشنا کنیم.

انواع مختلف مشاغل برنامه نویسی

مشاغل برنامه نویسی نیز مانند زبان‌های برنامه نویسی تنوع زیادی دارند و در این بخش تنها با تعداد معدودی از آن‌ها آشنا می‌شویم. برای فراگیری زبان‌های موردنیاز تمام حیطه‌های برنامه نویسی که در ادامه معرفی خواهیم کرد، منابع آنلاین انگلیسی و فارسی خودآموز زیادی وجود دارد که به‌راحتی می‌توانید به آن‌ها دسترسی پیدا کنید و زبان‌های موردنیاز خود را بدون نیاز در دوره‌های حضوری بدون کمک مدرس فراگیرید.

البته توصیه می‌کنیم در صورت امکان حتماً در دوره‌های حضوری آموزش این زبان‌ها شرکت کنید؛ زیرا در صورت شرکت در این دوره‌ها هم زبان‌های برنامه نویسی مورد علاقه خود را راحت‌تر و بهتر یاد می‌گیرید و هم می‌توانید مدارک ارائه‌شده توسط این مؤسسات آموزشی را به رزومه کاری خود اضافه کنید و شانس‌تان را برای مشغول شدن در مشاغل بهتر و پردرآمدتر افزایش دهید. میزان درآمد مشاغل مختلف برنامه نویسی در نقاط مختلف جهان متفاوت است؛ اما در کل تمام این مشاغل جزو مشاغل پردرآمد و تخصصی محسوب می‌شود.

توسعه‌ وب

برنامه‌نویسان این حوزه در زمینه طراحی و ساخت وب‌سایت فعالیت می‌کنند. این افراد معمولاً با زبان‌های برنامه نویسی HTM ،CSS ،JavaScript ،PHP ،Python کار می‌کنند.

توسعه اپلیکیشن‌های موبایل

افراد فعال در این حیطه توسعه در زمینه طراحی و ساخت اپلیکیشن‌های موبایل فعالیت می‌کنند. زبان‌های برنامه نویسی پراستفاده در این حوزه شامل React Native ،Swift ،Flutter ،Java و Kotlin می‌شوند.

توسعه بازی

برنامه‌نویسان این حیطه در زمینه طراحی و ساخت بازی برای پلتفرم‌های موبایل و کنسول کار می‌کنند. زبان‌های برنامه نویسی مورداستفاده در این حوزه شامل C++ ،C# و Lua می‌شود.

افراد فعال در این حیطه هم برای استودیوهای کوچک و مستقل بازی‌سازی کار می‌کند و هم در خدمت غول‌های بازی‌سازی مثل سونی هستند.

مهندسی سیستم‌های کامپیوتری

در این حیطه علوم کامپیوتری و مهندسی به‌نوعی با یکدیگر ترکیب شده‌اند تا بتوان با بهره‌مندی از آن برای حل مشکلات و پروژه‌های پیچیده و دشوار دنیای نرم‌افزار، راه‌حل‌های مؤثر ارائه داد. زبان‌های برنامه نویسی مورداستفاده معمول در این حیطه شامل Python ،Java و C++ می‌شود.

برای ورود به این حرفه معمولاً ابتدا باید یک مدرک لیسانس در رشته کامپیوتر بگیرید؛ درآمد مهندسی سیستم‌های کامپیوتری بسیار زیاد است و می‌توانید با ورود به آن‌ها درآمدهای چند صد هزار دلاری کسب کنید.

مهارت‌های لازم در حوزه برنامه نویسی

یک برنامه‌نویس حرفه‌ای باید در هنگام طراحی و ساخت نرم‌افزارهای مختلف، یک سری از مهارت‌های لازم را داشته باشد که به شرح زیر هستند:

• توانایی نوشتن کد تمیز و کارآمد
• توانایی حل مشکلات مختلف مرتبط با حوزه کاری خود
• توانایی بررسی و آزمایش اپلیکیشن‌های ساخته‌شده
• توانایی برطرف کردن خطاها و باگ‌های کدها
• برخورداری از مهارت‌های شنیداری و ارتباطی در سطح مناسب
• داشتن روحیه همکاری تیمی با اعضای یک گروه
• برخورداری صبر و داشتن توانایی تحمل شکست

یک برنامه‌نویس خوب باید بتواند نرم‌افزار هارا کاملاً مطابق با خواسته‌ها و انتظارات مشتری طراحی و ایجاد کند و خروجی نهایی کار آن‌ها کارایی لازم را داشته باشد. برنامه‌نویسان معمولاً برای جستجو جهت به دست آوردن اطلاعات موردنیازشان، طراحی و ساخت نرم‌افزار به شکل مناسب، برطرف کردن خطاها و باگ‌ها و بررسی و آزمایش کدهای خود، مدت‌زمان بسیار زیادی را صرف می‌کنند. درضمن برنامه‌نویس حتی پس از تکمیل فرآیند طراحی و ساخت یک اپلیکیشن و نرم‌افزار، باز هم باید عملکرد آن را دائماً بررسی و برای بهتر شدن آن تلاش کند.

نتیجه‌گیری

برنامه نویسی هم می‌تواند ذهن را کاملاً شکوفا کند و روشی برای کشف استعدادها باشد و هم درآمد بسیار زیادی را به ارمغان بیاورد. یک برنامه‌نویس موفق باید تمام تلاش خود را بکند که تا جای ممکن بر زبان‌های برنامه نویسی مختلف تسلط پیدا کند و مهارت‌های لازم برای پیشرفت در این مسیر را به دست آورد تا بتواند در حوزه‌های مختلف درخشان ظاهر شود.