آموزش مبانی برنامه نویسی - بررسی اجمالی

مقدمه‌ای بر برنامه‌های کامپیوتری

قبل از ورود به مباحث برنامه نویسی کامپیوتری، بیایید ابتدا با برنامه‌های کامپیوتری و کاربردهای آن‌ها آشنا شویم.

برنامه کامپیوتری، یک توالی از دستورات نوشته شده با استفاده از زبان برنامه نویسی کامپیوتری است که به وسیله‌ی کامپیوتر برای انجام یک کار مشخص اجرا می‌شود.

دو مفهوم مهمی که در تعریف بالا استفاده کردیم، شامل −

• توالی دستورات
• زبان برنامه نویسی کامپیوتری

برای درک این مفاهیم، در نظر داشته باشید که در یک موقعیتی که کسی از شما درباره راهنمایی برای رسیدن به هایپرمارکت پرسید، چه کاری می‌کنید؟

شما از زبان انسانی برای راهنمایی استفاده می‌کنید، مانند مثال زیر −

اول راست بروید، پس از نیم کیلومتر، از چراغ قرمز به سمت چپ بپیچید و سپس حدود یک کیلومتر رانندگی کنید و هایپرمارکت را در سمت راست پیدا خواهید کرد.

در اینجا، شما از زبان فارسی استفاده کرده‌اید تا چند مرحله برای رسیدن به فروشگاه را بیان کنید. اگر این مراحل به ترتیب زیر دنبال شوند، به فروشگاه می‌رسید −

1.	مستقیم برو
2.	نیم کیلومتر رانندگی کنید
3.	سمت چپ بروید
4.	حدود یک کیلومتر رانندگی کنید
5.	فروشگاه را در سمت راست خود جستجو کنید

اکنون، سعی کنید وضعیت را با یک برنامه کامپیوتری نگاشت کنید. مجموعه‌ای از مراحل بالا در واقع یک برنامه انسانی به زبان فارسی می‌باشد، که در آن توضیح داده شده است که چگونه از یک نقطه شروع خاص به فروشگاه برسیم. این همان مراحل را می‌توان به زبان انگلیسی ، اسپانیایی، هندی، عربی یا هر زبان انسانی دیگری بیان کرد، شرط آن که شخص درخواست کننده دستورالعمل، هر یک از این زبان‌ها را بلد باشد.

حالا، به عقب برگردید و سعی کنید یک برنامه کامپیوتری را درک کنید، که مجموعه‌ای از دستورات نوشته شده به زبان کامپیوتری است تا توسط کامپیوتر یک کار مشخص انجام شود. برنامه‌ی ساده‌ی زیر، نوشته شده به زبان برنامه‌نویسی پایتون، را مشاهده می‌کنید −

print "Hello, World!"

در این برنامه کامپیوتر، دستور داده شده است که "Hello, World!" را روی صفحه نمایش کامپیوتر چاپ کند.

• یک برنامه کامپیوتری همچنین به عنوان یک نرم‌افزار کامپیوتری نامیده می‌شود که می‌تواند از دو خط تا میلیون‌ها خط دستورات داشته باشد.

• دستورات برنامه کامپیوتری همچنین به عنوان کد منبع برنامه (سورس کد) و برنامه‌نویسی کامپیوتری همچنین به عنوان کدنویسی برنامه نامیده می‌شود.

• یک کامپیوتر بدون برنامه کامپیوتری فقط یک جعبه بی‌استفاده است؛ برنامه‌ها باعث فعال شدن کامپیوترها می‌شوند.

همانطور که برای ارتباط بین خودمان زبان‌های زیادی را توسعه داده‌ایم، دانشمندان کامپیوتر نیز چندین زبان برنامه‌نویسی کامپیوتری را توسعه داده‌اند تا دستوراتی را برای کامپیوتر (یعنی نوشتن برنامه کامپیوتری) فراهم آورند. در فصل‌های بعدی چندین زبان برنامه‌نویسی کامپیوتری را خواهیم دید.

مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی کامپیوتری

اگر شما مفهوم یک برنامه کامپیوتری را درک کرده‌اید، پس می‌توانیم بگوییم: عمل نوشتن برنامه‌های کامپیوتری به عنوان برنامه‌نویسی کامپیوتر شناخته می‌شود.

همان‌طور که قبلاً گفته شد، صدها زبان برنامه‌نویسی وجود دارند که برای نوشتن برنامه‌های کامپیوتری استفاده می‌شوند. در ادامه چندین نمونه از آن‌ها آورده شده‌است:

• جاوا (Java)
• سی (C)
• سی پلاس‌پلاس (C++)
• پایتون (Python)
• پی اچ پی (PHP)
• پرل (Perl)
• روبی (Ruby)

کاربردهای برنامه‌های کامپیوتری

امروزه برنامه‌های کامپیوتری در تقریباً همه زمینه‌ها، خانواده، کشاورزی، پزشکی، سرگرمی،  ارتباطات و غیره به کار گرفته می‌شوند. در زیر چند کاربرد از برنامه‌های کامپیوتری آورده شده‌است:

• MS Word, MS Excel, Adobe Photoshop, Internet Explorer, Chrome, و غیره، نمونه‌هایی از برنامه‌های کامپیوتری هستند.

• برنامه‌های کامپیوتری در صنعت ساخت فیلم برای ایجاد گرافیک و افکت‌های ویژه به کار می‌روند.

• در برخی از آزمایش‌های پزشکی، برنامه‌های کامپیوتری برای انجام رادیوگرافی و دیگر آزمایش‌ها به کار می‌روند.

• در گوشی‌های هوشمند ما، برنامه‌های کامپیوتری برای پیامک، چت و ارتباط صوتی به کار می‌روند.

برنامه‌نویس کامپیوتر

فردی که می‌تواند برنامه‌های کامپیوتری بنویسد یا به عبارت دیگر، فردی که می‌تواند برنامه‌نویسی کامپیوتری انجام دهد، برنامه‌نویس کامپیوتر نامیده می‌شود.

بر اساس تخصص زبان برنامه‌نویسی کامپیوتر، می‌توانیم یک برنامه‌نویس کامپیوتر را به شرح زیر نامگذاری کنیم:

• برنامه‌نویس C
• برنامه‌نویس C++
• برنامه‌نویس Java
• برنامه‌نویس Python
• برنامه‌نویس PHP
• برنامه‌نویس Perl
• برنامه‌نویس Ruby

الگوریتم

از نظر برنامه نویسی، یک الگوریتم یک روش مرحله به مرحله برای حل هر مشکل است. یک الگوریتم یک روش موثر است که به عنوان مجموعه محدودی از دستورالعمل های واضح تعریف شده است.

بنابراین، یک برنامه نویس کامپیوتر تمام مراحل مورد نیاز برای حل یک مشکل را قبل از نوشتن کد واقعی لیست می کند. مثال ساده زیر الگوریتمی برای یافتن بزرگترین عدد از یک لیست داده شده از اعداد است −

۱. یک فهرست اعداد L۱، L۲، L۳،... L۴ را بگیرید.
۲. فرض کنید L۱ بزرگترین عدد است، بنابراین Largest برابر با L۱ است.
۳. عدد بعدی Li را از فهرست بگیرید و دستورات زیر را اجرا کنید:
۴. اگر Largest کوچکتر از Li باشد
۵. Largest برابر با Li می شود.
۶. اگر Li آخرین عدد از فهرست باشد
۷. مقدار ذخیره شده در Largest را چاپ کرده و خارج شوید.
۸. در غیر اینصورت، همان فرآیند را با شروع از مرحله ۳ تکرار کنید.

الگوریتم فوق به شکل خام نوشته شده است تا به مبتدیان درک مفهوم را یاد دهد. با پیشرفت در سطوح پیشرفته برنامه نویسی کامپیوتر، با روش‌های استاندارد بیشتری برای نوشتن الگوریتم‌های کامپیوتری مواجه خواهید شد.