نظرة عامة على أنواع لغات البرمجة

لغات البرمجة عالية المستوى

الخصائص المتقدمة

لغات البرمجة عالية المستوى تقدم مزايا تجعلها مثالية لمعظم مشاريع البرمجة:

• استقلالية النظام الأساسي (Platform Independence): لغات مثل Java تستخدم آلية تُعرف بالآلة الافتراضية (Java Virtual Machine, JVM) التي تمكّن البرامج من العمل على أنظمة مختلفة دون تغيير.
• تحقق من الأنواع (Type Checking): يتم التحقق من صحة أنواع البيانات في مرحلة التطوير، مما يقلل من الأخطاء الشائعة في البرامج.

أمثلة متقدمة

• Python (بايثون): يستخدم لتطوير الويب، تحليل البيانات، الذكاء الاصطناعي، وأكثر.
• Java (جافا): تُستخدم في تطبيقات الشركات، تطبيقات الهاتف المحمول، وتطوير الألعاب.
• JavaScript (جافاسكريبت): لا غنى عنها في تطوير الواجهات الأمامية للمواقع الإلكترونية ولها إطارات عمل قوية مثل React و Angular.

لغات البرمجة منخفضة المستوى

التحكم الدقيق في الموارد

لغات البرمجة منخفضة المستوى تقدم تحكمًا دقيقًا ومباشرًا في العتاد الحاسوبي، ولها استخدامات خاصة حيث الكفاءة والأداء العالي هما الأولوية:

• Assembly (أسيمبلي): تستخدم لكتابة البرامج التي تحتاج إلى تحكم مباشر في الموارد الأساسية للحاسوب.
• C (سي): تستخدم في تطوير نظام التشغيل، برامج تشغيل الأجهزة، والأنظمة المدمجة.

الأداء والاستخدام

أداء عالي بسبب قربها من لغة الآلة، توفر سرعة تنفيذ استثنائية وتعقيد في الكتابة والصيانة، تتطلب فهمًا عميقًا لعمل الأجهزة الأساسية ودقة في التنفيذ.

لغات متخصصة لأغراض خاصة

لغات التصميم ولغات البيانات

• HTML (إتش تي إم إل) وCSS (سي إس إس): تستخدمان في تصميم وتخطيط صفحات الويب.
• SQL (إس كيو إل): تستخدم لإدارة قواعد البيانات وتنفيذ العمليات على البيانات المخزنة.

أنظمة معتمدة على لغات البرمجة

• WordPress (وردبرس): يعتمد على PHP (بي إتش بي) ويُستخدم في إدارة المحتوى.
• MySQL (ماي إس كيو إل): نظام إدارة قواعد البيانات يستخدم SQL للتلاعب بالبيانات.

مراحل بناء الهيكل البرمجي

1. كتابة الشيفرة (Code)

تتطلب كتابة الشيفرة البرمجية من المبرمجين التفكير في شكل الكود (Code Syntax)، وهو الهيكل الذي تُكتب به الأوامر والتعليمات داخل البرنامج. يختلف هذا الشكل من لغة برمجة لأخرى ويحدد كيفية تفسير الأوامر بواسطة المترجم أو المفسر. الشيفرة يجب أن تكون نظيفة (Clean Code)، مما يعني أنها مكتوبة بطريقة منظمة وواضحة تسهل الفهم والصيانة، بالإضافة إلى تطبيق مبدأ D R Y (Do Not Repeat Yourself)، وهو تجنب تكرار الكود لزيادة الكفاءة وتقليل فرص الأخطاء.

2. المترجم والمفسر (Compiler and Interpreter)

المترجم (Compiler) هو برنامج يترجم الشيفرة البرمجية من اللغة العليا إلى اللغة الآلية بشكل كامل ودفعة واحدة، مما ينتج عنه إنشاء ملف تنفيذي يمكن تشغيله على النظام. هذه العملية تعزز الأداء لأن الترجمة تحدث مرة واحدة. على الجانب الآخر، المفسر (Interpreter) يقوم بتنفيذ الشيفرة سطرًا بسطر، مما يعني ترجمة وتنفيذ الأوامر بشكل تفاعلي وفوري. هذه الطريقة تسمح بالمرونة وتسهيل تصحيح الأخطاء أثناء عملية البرمجة.

3. الذاكرة (Memory)

الذاكرة في بيئات التطوير البرمجي تنقسم إلى جزئين رئيسيين: الـ Stack و الـ Heap. الـ Stack هو منطقة الذاكرة التي تستخدم لتخزين المتغيرات المحلية وبيانات الدالة أثناء التنفيذ. هذا الجزء من الذاكرة يعمل بطريقة LIFO (Last In, First Out)، حيث يتم إزالة العناصر التي تم إدخالها آخرًا أولاً. بينما الـ Heap هو منطقة مخصصة لتخزين الكائنات التي يتم إنشاؤها ديناميكيًا، ويمكن أن تستمر لفترة طويلة خلال عمر البرنامج. تخزين الكائنات في الـ Heap يتطلب إدارة دقيقة لتجنب تسريب الذاكرة، وغالبًا ما تشير المتغيرات المخزنة في الـ Stack إلى الكائنات في الـ Heap، مما يسمح بالتفاعل بين هذين الجزأين.