برنامه نویسی را از کجا شروع کنیم؟ راهنمای شروع و یادگیری برنامه نویسی
امروزه با پیشرفت علم شاهد این موضوع هستیم که رایانه ها توانسته اند تا حد زیادی در امور مختلف جایگزین نیروی انسانی شوند و کارهایی را که تا چند دهه گذشته نیروی انسانی با محدودیت های مختلفی مانند سرعت کم و دقت کم انجام می داد با کیفیت مطلوبی انجام دهند. این موضوع باعث شده است که همواره توجه زیادی به بحث یادگیری کار با رایانه و برنامه نویسی شود تا جایی که میتوان گفت امروزه در سطوح سنی مختلف از کودکان تا سنین بالاتر به دنبال یادگیری کار با رایانه و برنامه نویسی هستند.
تصور دنیایی پر از کامپیوتر و ضرورت استفاده از آن در همه امور اعم از علمی، سیاسی، اقتصادی، فرهنگی، اجتماعی تا همین چند دهه پیش ناممکن بود. دنیایی که در آن رایانه‌ها در مسابقه ای شگفت انگیز با انسان هر روز مهارت‌های بیشتری کسب نموده و دور از تصور نیست که رایانه ها بتوانند روزی از انسان پیشی گرفته و با کمک علومی مانند هوش مصنوعی یادگیری ماشینی و… راه صدساله پیشرفت را یک شبه طی کنند.
در مجموع ابداع و ساخت رایانه از جمله مواردی است که سرعت پیشرفت علم را در همه زمینه ها تسریع نمود و با توجه به این موضوع باید گفت یادگیری برنامه نویسی میتواند باعث ورود افراد خلاق به این دنیای پر رمز و راز شود.
چگونگی ورود به این دنیا، مهارت‌های خاص خود را می‌طلبد و دانشمندان فعال در زمینه برنامه نویسی با همکاری شرکت های بزرگی مانند مایکروسافت، اپل و… تلاش کرده اند با ایجاد و توسعه زبان های مختلف برنامه نویسی که هر کدام کارایی متفاوتی دارند از جمله زبان برنامه نویسی پایتون، زبان برنامه نویسی جاوا و… شرایطی را فراهم کنند که انسان ها بتوانند با یادگیری یک یا چند زبان برنامه نویسی با کامپیوترها ارتباط برقرار کنند و دستورات مختلفی را برای اجرا به رایانه ها منتقل کنند.
در صورتی که شما به تازگی وارد دنیای برنامه نویسی شده اید و علاقمند به یادگیری اصول و مبانی برنامه نویسی هستید پیشنهاد ما دریافت آموزش مبانی برنامه نویسی فرادرس میباشد.
یکی از بارزترین ویژگی های آموزش های فرادرس این است که تمامی آموزش های تولید شده در فرادرس توسط متخصصین فعال در آن زمینه تهیه و تولید شده اند و به راحتی می توانید با تهیه آموزش مورد نظرتان ضمن کسب دانش تجربه مدرس را نیز دریافت کنید.
یادگیری برنامه نویسی و درک زبان کامپیوترها
همانطور که میدانید موجودات زنده در برقراری ارتباط روش خاص خود را به کار می‌برند، به عنوان مثال ما انسان‌ها از طریق صحبت کردن با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنیم، حیوانات با تولید صداهای مخصوص به خود با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و حشرات با تولید امواج فراصوت از محیط اطراف خود آگاه می‌شوند و…
چون کامپیوترها زبان انسان‌ها را درک نمی‌کنند و تمامی اطلاعات را به صورت اعداد صفر و یک می‌بینند پس اطلاعات ورودی آنها می‌بایست در قالب همین زبان برای آنها تعریف شوند این فرایند تبدیل در شکل یک مفهوم توسط یک برنامه نویس و با کمک یک زبان برنامه نویسی به آنها منتقل می‌شود.
این مفاهیم شامل دستوراتی است که به کدهای ۰ و ۱ تبدیل می‌شوند تا کامپیوتر آنها را درک کرده و بتواند پردازش کند. بنابراین ما مجبوریم با زبان خود کامپیوتر با آن ارتباط برقرار کرده و دستورات خاصی را به آن منتقل کنیم، این زبان به‌خصوص، زبان برنامه‌نویسی نامیده می‌شود.
پس هر برنامه کامپیوتری را میتوان به عنوان یک مجموعه دستوراتی در نظر گرفت که به ترتیب خاصی به کامپیوتر داده می‌شوند تا یکی پس از دیگری به اجرا درآیند. به طور مثال یک ویروس که یک برنامه مخرب کامپیوتری است شامل دستوراتی است که اطلاعات ذخیره شده روی کامپیوتر و یا قسمتی از آن را تخریب میکند و میتوان با یادگیری برنامه نویسی ویروس های مختلفی را تولید نمود که هر کدام کاربرد متفاوتی دارند.
برنامه نویسی چیست؟
به بیان ساده برنامه نویسی یک روش حل مسئله است که ابتدا مسئله ای طرح می‌شود سپس در قالب دستورات مشخص و کدهای قابل شناسایی برای رایانه توسط آن مورد تحلیل قرار می‌گیرد. برنامه‌نویسی یعنی نوشتن دستوراتی منطقی و پشت سر هم برای ماشین‌ها، در واقع فردی که برنامه‌نویسی میکند دستورات به خصوصی را نوشته و کامپیوتر آنها را اجرا میکند.
در اینجا منظور از کامپیوتر هر نوع وسیله دارای قدرت پردازش است. هدف از برنامه‌نویسی، پیدا کردن ترتیبی از دستورالعمل‌ها است که میتواند به یافتن پاسخ یک مسئله از پیش مشخص شده و یا حل یک مشکل کمک کند و با ایجاد یک فرایند خودکار نتیجه حل مسئله را به عنوان خروجی ارائه کند.
به عنوان مثال چراغ راهنمایی رانندگی را میتوان به عنوان کامپیوتری در نظر گرفت که میتواند با نمایش رنگ های مختلف قرمز، زرد، سبز و… زمان توقف و حرکت خودرو ها را مدیریت کند و در آینده می توانیم شاهد باشیم که نسل جدید چراغ های راهنمایی رانندگی با کمک تکنولوژی های جدید مانند هوش مصنوعی میتوانند بدون نیاز به برنامه نویسی برای تعیین مدت روشن ماندن هر رنگ از چراغ راهنمایی رانندگی با توجه به میزان ترافیک رنگ چراغ را به صورت خودکار تغییر دهند و به شکل موثرتری به مدیریت عبور و مرور خودروها و کنترل ترافیک کمک کنند.
این مثال تنها یکی از کاربردهای بی شمار برنامه نویسی بود و شما میتوانید با یادگیری برنامه نویسی و تسلط یافتن بر دستورات مختلف هر زبان برنامه نویسی از کامپیوتر و یا حتی موبایل خود برای پردازش و اجرای کدها استفاده کنید. برنامه نویسی به شکل خلاصه تعیین یک سری دستورات جهت اجرا شدن توسط کامپیوتر در راستای رسیدن به هدف دلخواه است.
کار با زبان های برنامه نویسی
اصول کار با زبان های برنامه نویسی مختلف، متفاوت به نظر میرسند ولی ساختارهای اساسی در همه زبان های برنامه نویسی یکسان هستند. در واقع از آنجایی که ممکن است یک برنامه نویس حرفه‌ای بنا به اهدافی که دنبال میکند نیاز به کسب مهارت در چندین زبان متفاوت داشته باشد باید بتواند بر چند زبان برنامه نویسی تسلط داشته باشد.
ساختارهای کلی تمام زبان های برنامه نویسی شامل دانش پایه یک زبان برنامه نویسی، الگوریتم‌های خاص آن زبان برنامه نویسی و سینتکس زبان برنامه نویسی است که هر برنامه نویسی میتواند با یادگیری این موارد تا حد زیادی به یک یا چند زبان برنامه نویسی مسلط شود.
یادگیری اصول کلی و ساختار زبان برنامه نویس از این جهت دارای اهمیت است که ممکن است برای پیشبرد اهداف یک پروژه به صورت همزمان از چند زبان برنامه نویسی مختلف استفاده شود و اگر برنامه نویس به اصول کلی زبان های برنامه نویسی آشنایی داشته باشد میتواند به اموری مانند فرآیند حل مسئله، تحلیل داده‌ها، عیب‌یابی و… مسلط باشد.
در حقیقت هنگامی که فردی برنامه نویسی میکند دستورات به خصوصی را نوشته و به کامپیوتر منتقل میکند تا آنها را اجرا کند. نه تنها کامپیوتر بلکه هر نوع وسیله دیگر با قدرت پردازش و پردازنده است، که میتواند شامل رایانه‌های امروزی، تلویزیون‌ها، خودروها، لوازم خانگی و… باشد، برنامه نویس‌ها قادرند دستورات انسانی را برای کامپیوتر نوشته و از آن برای پردازش‌های مورد نیاز ما استفاده کنند.
برنامه نویس ها نحوه کار با یک زبان به‌خصوص را یاد گرفته و به کمک آن، برنامه‌های مورد نیاز را برای کامپیوتر نوشته و اجرا می‌کنند، امروزه تمام برنامه‌ها توسط یک یا چند برنامه نویس نوشته شده‌اند. یک برنامه نویس خوب با هر زبانی میتواند یک محصول منحصر به فرد تولید کند اما یک برنامه‌نویس بد، حتی اگر بهترین و سریع‌ترین زبان برنامه‌نویسی دنیا را در اختیار وی قرار دهیم، باز هم تضمینی وجود ندارد که برنامه ای که تولید کرده است مفید واقع شود.
بنابراین ما هیچگاه نمی‌توانیم با زبان انسانی خود با یک ماشین الکترونیکی ارتباط برقرار کنیم و مجبوریم با زبان خود کامپیوتر با آن ارتباط برقرار کرده و دستورات خاصی را به آن منتقل کنیم، این زبان به خصوص، زبان برنامه‌نویسی نامیده می‌شود که خود تاریخچه بلندی دارد.
کاربرد سخت افزار کامپیوتر در برنامه نویسی
به خوبی می‌دانیم که یک کامپیوتر تنها از چند قطعه الکترونیکی مانند پردازنده و حافظه تشکیل شده و با ولتاژ الکتریسیته کار میکند. چون رایانه ها با ولتاژ کار می‌کنند، نیروی برق یا باتری، تنها نیرویی است که در مدارهای یک کامپیوتر مورد استفاده قرار می‌گیرد که همان ولتاژ الکتریسیته است، پردازنده و سایر اجزای یک کامپیوتر از طریق ولتاژهای گوناگون میتوانند داده‌های مختلفی را منتقل، پردازش و ذخیره کنند، اما هر ولتاژی مورد قبول این قطعات نیست و نیاز به قوانین خاصی برای استفاده از این پتانسیل داریم.
در حقیقت دو ولتاژ به خصوص را در قطعات به کار می‌گیریم، و از آنها به عنوان 0 و 1 یاد می‌کنیم، با توجه به ساختار قطعات مقدار ولتاژ متفاوت خواهد بود، به عنوان مثال در برخی رایانه‌ها ولتاژ 0 به معنای بیت 0 و ولتاژ 5 به معنای بیت 1 است، در برخی دیگر ولتاژ 5 نشان دهنده مقدار بیت 0 و ولتاژ 10 نشان دهنده بیت 1 است.
در پایین ترین سطح یک رایانه (یعنی سخت‌افزار) فقط می‌توانیم با بیت‌های 0 و 1 با دستگاه ارتباط برقرار کنیم، به عنوان مثال در برخی از پردازنده‌های قدیمی زبان 0 و 1 که اصطلاحا آن را زبان باینری (دودویی) می‌نامیم کارساز خواهد بود.
به زبان ساده، در سیستم باینری بیت 1 به معنای روشن بودن و بیت 0 به معنای خاموش بودن است، از کنار هم قرار گرفتن بیت‌های گوناگون بی‌نهایت عدد تولید خواهد شد که هرکدام از آنها نشان‌دهنده یک دستورالعمل یا مفهوم خاص برای کامپیوتر هستند و اساس کار رایانه‌های امروزی را شکل می‌دهند.
وظیفه اصلی رایانه‌ها پردازش اطلاعات است، هنگامی که اطلاعات را وارد کامپیوتر می‌کنیم. کامپیوتر با دریافت دستورات و انجام عملیات محاسباتی و منطقی داده‌ها را پردازش کرده و سپس از طریق واحدهای خروجی نتیجه را نمایش می‌دهد یا آن را ذخیره میکند. پردازنده (CPU) و حافظه موقت (RAM) نقش مهمی را در پردازش اطلاعات بر عهده دارند. پردازنده مغز متفکر رایانه است و وظیفه اصلی پردازش اطلاعات را بر عهده دارد که این پردازش در چهار مرحله انجام می‌شود.
دستورات و داده‌ها از حافظه دریافت می‌شوند و بعد این دستورات و داده‌ها به زبان کامپیوتر تغییر می‌یابند سپس با عملیات منطقی مورد پردازش قرار می‌گیرند و در مرحله آخر نتیجه کار به واحدهای خروجی ارسال می‌شود و یا در حافظه ذخیره می‌گردد که بطور اختصار به این مراحل فراخوانی، رمز گشایی، پردازش و اجرا و بازنویسی می‌گویند. این‌ها مراحل اصلی پردازش داده در CPU هستند.
پردازنده‌ها شامل سه قسمت اصلی هستند که شامل واحد کنترل واحد حافظه و واحد محاسبه ومنطق می‌باشند و اطلاعات یکی یکی توسط واحد کنترل به قسمت محاسبه و منطق (ALU) منتقل شده و با توجه به دستورات مورد تجزیه تحلیل قرار می‌گیرند (مرحله پردازش و اجرا) پس منتقل می‌شود و از آنجا به واحدهای خروجی ارسال می‌گردد یا برای ذخیره در سیستم به هارد انتقال یابد.
Cpu به منزله مغز متفکر و اما مانند قلب و مغز کامپیوتر است که اطلاعات را پردازش میکند و چهار وظیفه اصلی را بر عهده دارد که در زیر عنوان شده است:
- ذخيره و نگهداری داده‌ها و دستورات (برنامه‌ها).
- كنترل ترتيب اجرا شدن عمليات.
- صدور دستورات به ساير قسمت‌های سيستم كامپيوتر.
- حمل داده‌های پردازش شده و ارسال آن به واحد خروجی
حافظه موقتی چیست؟
حافظه موقتی يا اصلی كه به Read/Write Memory یا ram نيز معروف می‌باشند، همان بخش اصلی حافظه كامپيوتر است. معمولاً برنامه‌ها قبل از اجرا و داده‌ها قبل از پردازش در حافظه بارگذاری می‌شوند و پس از پردازش، نتايج حاصله نيز در اين حافظه‌ها ثبت می‌گردد و سپس به حافظه‌های جانبی منتقل می‌شوند.
با قطع جريان برق، اطلاعات درون آنها پاك می شود. در پایان ذکر این نکته ضروری به نظر می‌رسد که کامپیوتر شامل اجزا و حافظه‌های دیگری نیز است به طور مثال میتوان از حافظه فقط خواندنی و حافظه جانبی نام برد که به فراخور نیاز مقاله به آن پرداخته‌ایم.
کلام آخر
در این مقاله سعی کردیم به صورت کلی به مواردی اشاره کنیم که برای شروع آموزش و یادگیری برنامه نویسی می تواند برای شما مفید باشد. در پایان مایلم آموزشی را از فرادرس به شما معرفی کنم که بهترین آموزش برای افرادی است که به تازگی وارد دنیای برنامه نویسی شده اند و میخواهند به سرعت به یک زبان برنامه نویسی مسلط شوند.
اگر شما هم این شرایط را دارید پیشنهاد من به شما تهیه آموزش برنامه نویسی اسمال بیسیک می باشد زیرا این زبان به دلیل دستورات بسیار ساده ای که دارد میتواند به شما کمک کند تا در مدت کوتاهی به یادگیری آن بپردازید و به آن مسلط شوید.
