תכנות מחשבים הוא תהליך של עיצוב ופיתוח תוכניות מחשב שונות להשלמת משימות ספציפיות ביישום או בתוכנה או בתוך המחשבים. התהליך מהווה משימות רבות, כמו ניתוח הבעיה, יצירת אלגוריתם לפתרון אותה ולאחר מכן בחינת הפלט שנוצר. תכנות מחשבים הוא יצירת סדרה של תוכנות לפתרון בעיה במחשב.
עיצוב יחיד
כל ההליך של כתיבת תוכנות מחשב נקרא תכנות מחשוב. לתכנות יש גם שם נוסף שנקרא 'קידוד' והאדם שכותב את הקוד מכונה ' מְתַכנֵת 'או' קוֹדַאִי '. תכנות הוא הזנת הוראות למחשב או למכונות המתארות כיצד לבצע משימה. מתכנתים משתמשים בשפות תכנות שונות כדי לקודד את החלקים השונים של המערכת, כמו תוכנה, חומרה ויישומים במחשבים ובמכשירים דיגיטליים, מה שעוזר לנו להשתמש בהם למשימות רבות. ישנן שפות תכנות שונות לכתיבת תוכניות הכוללות:
ג , C++, Java , פִּיתוֹן , PHP , JavaScript , רובי , ר וכו'.
למה אנחנו צריכים תכנות?
המטרה העיקרית של התכנות היא להקל על משימות מכיוון שאם נתכנת משימה פעם אחת, נוכל לעשות בה שימוש חוזר במצבים דומים רבים, ולחסוך זמן. בעזרת תכנות, רק מכונות יכולות להבין פקודות שניתנו על ידי המשתמש. תכנות מחשבים ישפיעו על העתיד על ידי יצירת תהליכים אוטומטיים עוד יותר הדורשים פחות אינטראקציה אנושית.
בנקאות מכל מקום אפשרית רק על ידי תכנות. לדוגמה, חשבו על אתר או אפליקציה של בנקאות מקוונת הפותחת פורטל משתמש שממנו יכולים הפונים לבצע עסקאות באמצעות סמארטפון או מחשב; בכך נוכל לחסוך זמן, אנרגיה ועבודה פיזית של פנייה לבנק עבור כל צורך קטן.
מלבד היתרון שהוזכר לעיל, אנחנו יכולים לעשות את הספק שלנו גם בתכנות, שזה ביקוש עצום בימינו.
ישנן קבוצות שונות של שפות תכנות. הבה נדון בכמה מהם בדף זה, המתואר להלן.
סוגים שונים של שפות תכנות
שפות תכנות ברמה נמוכה
שפות תכנות ברמה נמוכה מורכבות שוב משפות ברמת המכונה ושפות ברמת הרכבה.
שפות תכנות ברמה בינונית
שפות תכנות ברמה בינונית הן שפות התכנות שיש להן מאפיינים של שפות ברמה נמוכה וגם של שפות ברמה גבוהה.
C Language - שפת התכנות c פועלת כמתווך בין החומרה לשכבת התכנות. C קל להבנה וגמיש. זוהי שפה מהודרת ואינה משתמשת באובייקטים ומחלקות. מהדרים ועורכים משתמשים ב-C כדי לעצב את היישומים שלהם.
שפות תכנות ברמה גבוהה
דוגמאות לשפות פרוצדורליות הן FORTRAN, COBOL, SQL, ו ללכת .
שפות הצהרתיות
שפה הצהרתית היא שפת תכנות שבה המתכנתים מתרכזים במטרה או בתוצאה של התוכנית. הם צריכים לשים לב כדי להשיג מטרה. שפות אלו בודקות את הקשר בין ההצהרות ומשתמשות בדדוקציה, אינדוקציה וחטיפה כדי לתת את הפלט.
דוגמה לשפה הצהרתית היא ' פּרוֹלוֹג ,' אשר דומה ל-SQL (שפת שאילתות מובנית) ופועלת על ידי הערכת הצהרות לוגיות.
שפות סקריפטים
שפות סקריפט הן שפות התכנות שבהן הקוד מתפרש (התוכנית מופעלת מבלי להמיר לשפת מכונה) ללא קומפילציה. פרשנות פירושה שדווקא שורת הקוד נקראת ומבוצעת. ובכל זאת, בשפות תואמות, הקוד מתורגם תחילה לקוד ברמה נמוכה הנקרא קוד מכונה, ולאחר מכן מבוצע כדי לתת את הפלט של התוכנית. שפות סקריפטים משמשות למשימות קטנות יותר כמו מניפולציה של קבצים ועיצוב כלי עזר למערכת הפעלה. דוגמאות לשפות Scripting הן Pearl, PHP ו-JavaScript.
שפות תצוגה
שפות תצוגה הן השפות המשמשות להצגת תוכן בדפי אינטרנט. שפות התצוגה הנפוצות ביותר הן HTML, XML , ו PHP .
שפות עיצוב מסמכים
שפות עיצוב מסמכים הן שפות התכנות המסייעות בניהול הטקסט והגרפיקה המודפסת של עמוד מסוים במסמך. השפה עשויה להיכלל בקבוצות שונות כמו עיצוב טקסט, שפת תיאור דף או שפת סימון.
דוגמאות לשפות עיצוב מסמכים הן TeX, PostScript ו-SGML.
שפות פונקציונליות
שפות פונקציונליות הן שפות תכנות שבהן הפונקציות הגדולות מחולקות לפונקציות קטנות יותר כדי לפתור בעיות מורכבות. דוגמאות לשפות פונקציונליות הן Java ו- Haskell.
תכנות מחשב ושימושיו
תוכנות מחשב פותרות בעיות רבות ויוצרות משהו חדשני בתחומים שונים כמו חקלאות, חינוך, בידור וכו'.
- גרפיקה משמשת בפיתוח קריקטורות והוספת אפקטים ריאליסטיים לסרטים באמצעות שפות תכנות.
- מחשבים משמשים לבניית טכניקות שונות בבדיקות רפואיות לאיתור מחלות באמצעות בינה מלאכותית וטכניקות למידה עמוקה.
- משמש לפיתוח אפליקציות מובייל ואנדרואיד.
- השתמש ב-Word וב-Excel כדי לבצע משימות ביעילות.
- תכנות מחשבים שימושי גם בעסקים ובשיווק, שבהם אנשים בעסק משתמשים ביישומים ובכלים כדי ליצור אינטראקציה עם לקוחות.
- תכנות עוזר לבצע פונקציות ממשלתיות שבהן אנשים יכולים לגשת לשירותים בצורה יעילה יותר, עיצוב פורטלי חדשות כדי לספק מידע על משימות הממשלה ובניית אתרים כדי לספק שירותים ממשלתיים מקוונים.
- תכנות מסייע בכל נקודה בחיינו, משימוש בסמארטפונים ועד צפייה בסרטים באינטרנט. הכל אפשרי בגלל הקידוד עצמו.
אחריות מתכנתי מחשבים
- מתכנתי מחשבים, כאמור, כותבים קוד לבעיה הספציפית באמצעות שפות תכנות שונות כמו Java, C, python, JavaScript ו- Pearl. הם גם משתמשים בשפות סקריפטים כמו HTML ו-CSS בהתבסס על תחום העבודה שלהם.
- שקול מתכנת מחשבים שמפתח אתר אינטרנט, שידרוש את כל שפות התכנות כדי לפתח את ה-front-end וה-backend.
- מתכנתים חייבים להיות בקיאים ביותר משפת תכנות אחת מכיוון שכאשר הם עובדים בקבוצות, מתכנת אחד צריך להבין את הקוד שנכתב על ידי השני כדי להעביר את ההיגיון והקוד.
- מתכנתים חייבים להתערבב ולשתף פעולה עם מפתחי תוכנה (כדי לדון ברעיונות) ואנליסטים עסקיים (כדי להתאים את הכספים) להפקת מודלים של עיצוב תוכנה.
- מתכנתים חייבים להיות מסוגלים לבנות אבות טיפוס מהאילוצים הנתונים.
- הם צריכים להיות מסוגלים להמיר דגמי תוכנה והוראות לקוד מתפקד ביעילות גבוהה.
- הם צריכים להיות מסוגלים לבצע ניפוי באגים ולשנות את הקוד במהירות בהתאם לדרישות.
הליך פיתוח התוכנית מאפס ועד לפריסה כולל שלבים רבים, המתוארים כדלקמן:
מחרוזת Java indexof
- המתכנת יבין תחילה את הצהרת הבעיה ובונה במהירות רעיון.
- המתכנת ידמיין את המושגים שהוא יכול ליישם כדי לפתור בעיה.
- אחר כך מפתחים וכותבים את הקוד, שהוא איכות עדיפה במתכנת מחשבים.
- לאחר מכן, המתכנת מסיר שגיאות על ידי איתור באגים בקוד שנכתב.
- לאחר איתור באגים, הוא יבדוק את הקוד והאפליקציה שנוצרו לפני מסירתם למשתמשים. בדיקה עוזרת להפחית את הבאגים בקוד.
- לעתים קרובות יתקלו המתכנתים בשגיאות שיכולות להימשך זמן רב להסרה. גם במצבים כאלה, צריך להיות להם סבלנות ומסירות לפתור את השגיאות והבאגים.
מיומנויות ודרישות למתכנת
- על מתכנתים לפתח איכות של כתיבת קוד נקי ומאורגן היטב.
- המתכנת צריך להיות בעל כישורי פתרון בעיות כדי לפתור בעיות בעולם האמיתי ביעילות.
- מתכנתים חייבים להיות בעלי כישורי תקשורת טובים יחד עם כישורים בינאישיים טובים.
- על המתכנתים לטפח את ההרגל של חשיבה ביקורתית.
- הם צריכים לתקן שגיאות המתרחשות בקוד.
- ניסיון הוא עוד מיומנות גדולה עבור מתכנת.
- צריך לדעת על עבודה עם מסדי נתונים באמצעות SQL ושפות שאילתות אחרות.
קטגוריות של משרות תכנות
מפתח אינטרנט
מפתחי אינטרנט הם האנשים שאחראים על עיצוב דף האינטרנט, תחזוקת התוכן ושמירה על ביצועי האתר. מפתחי אתרים בונים יישומים עבור האינטרנט באמצעות שפות כמו HTML, CSS, JavaScript, Python ואחרות. הם מעצבים ממשקים כמו ממשקי משתמש גרפיים כדי לתקשר עם דפי האינטרנט. מפתחי האינטרנט משלבים בעמוד תכנים שונים כדי לענות על צרכי הארגון.
מפתחי אתרים אלה מסווגים גם לשלושה סוגים, כלומר מפתחי backend, front-end ומפתחים מלאים.
מפתחי מחסנית מלאה = מפתח קצה + מפתח אחורי.
מנהלי אינטרנט הם גם מפתחי אתרים שמנהלים אתרים באופן קבוע. הם האנשים שמעדכנים את אתרי האינטרנט והקישורים של דפי האינטרנט כדי להפנות את המשתמשים לעמוד המתאים בהתאם לדרישותיהם.
מפתח סלולרי
מפתח האפליקציה מעצב, מפתח ומיישם יישומים ניידים. מפתחים ניידים בונים אפליקציות לטלפונים ניידים (כמו סמארטפונים וטאבלטים). הם מתמחים בטכנולוגיה ניידת ובונים אפליקציות לפלטפורמות אנדרואיד, אפל (יישומי iOS) ו-Microsoft Windows Phone. המפתחים יכולים להשתמש באפליקציית android studio כדי לבנות את אפליקציות האנדרואיד תוך שימוש בשפות JavaJava, Kotlin ושפות Flutter. מפתחים ניידים מפתחים גם יישומי IOS עבור macOS. למפתחי מובייל יש ביקוש עצום מכיוון שכל אדם, מסטודנטים ועד אנשים מבוגרים, משתמש בסמארטפונים ובאפליקציות שלהם כדי לענות על הדרישות שלו.
מפתחים ניידים צריכים להיות בעלי כישורי תכנות טובים, במיוחד הקשורים למושגים מונחה עצמים וידע בפתרון בעיות, אז הם מנסים לבנות יישומים טובים יותר שיועילו לכולם.
מפתח משחקים
מפתחי המשחקים בונים משחקים התואמים לניידים, מחשבים ניידים ומחשבים שולחניים. הם יפתחו רעיונות חדשים ויבנו משחקים טובים יותר שעשויים להיות קשורים לחינוך ובידור. הם ייצרו קוד מהרעיונות, וזו משימה מאוד יצירתית. משחקים אלו יכולים להיות פשוטים ליצירה וחלקם מורכבים אפילו יותר לעיצוב ולפיתוח.
מיומנויות עיצוב, יצירתיות, חשיבה קוגניטיבית ואנליטית, אנימציה, מחשוב וכישורי פתרון בעיות חשובים מאוד למפתחי משחקים.
נגזרת חלקית לטקס
מהנדס מערכות מחשבים
הנדסת מערכות מחשבים כוללת תכנון רשתות מחשבים, הרכבה וניהול רשתות ותעבורה עבור אנשים וארגונים וניהול רכיבי תוכנה וחומרה של מערכות מחשוב. הנדסת מערכות מחשבים כוללת תחומים בינתחומיים שונים כמו מדעי המחשב, הנדסת אלקטרוניקה וניתוח מתמטי.
למהנדסי מערכות מחשבים יש הרבה כבוד וצורך בתעשיות הממשלה, התחבורה והטלקומוניקציה לשמור על התעבורה והרשתות העצומות ולשמור על זרימת המידע בין השולחים והמקלטים.
מנהל מסד נתונים
מנהל מסד הנתונים מתחזק ומתפעל את מסד הנתונים. באלה, אדריכלי מסד הנתונים מתכננים ומפתחים את התוכנות כדי לענות על דרישות המשתמש. הם מאבטחים אותם מפני סוגים שונים של התקפות.
מה ההבדל בין מתכנתי מחשבים למפתחי תוכנה?
מהנדסי תוכנה הם גם מתכנתי מחשבים שמתכנתים עבור תחום ספציפי. מפתחי התוכנה יחשבו לעומק על פרויקט, כמו העיצוב והתכונות של אפליקציה שהם הולכים לפתח.
המתכנתים יכתבו קוד לבעיה ספציפית במקום ליצור פרויקט שלם או אתר אינטרנט.
מפתחי התוכנה ייצרו אפליקציה מוצגת כדי לענות על צרכי הלקוח תוך שימוש במושגים רבים כמו תכנות מונחה עצמים, תכנות פונקציונלי וכו'. אבל המתכנתים לא יתחשבו בלקוחות מכיוון שהם לא יעצבו את האפליקציה השלמה. המתכנת תמיד שואף לספק קוד עבור מופע בעיה מסוים.
מפתחי התוכנה יידעו תכנות מחשבים, אך רק חלק מהמתכנתים יכולים להיות מפתחי תוכנה.
מה ההבדל בין מדעי המחשב לתכנות מחשבים?
תכנות מחשבים כולל יצירה ופיתוח של קוד לבניית דברים חדשים כדי למנוע בעיות ולהביא פתרונות על ידי יצירת יישומים. תפקידי התפקיד תחת קטגוריות תכנות המחשב הם מפתחי תוכנה, מפתחי אתרים, מפתחי אפליקציות לנייד ואנליסט אבטחת איכות (QA).
הגעה למדעי המחשב היא תחום ללא פיתוח יישומים אך כרוך בפתרון בעיות על ידי יישום אלגוריתמים מופשטים. מדעני מחשב מפתחים רעיונות, ולאחר מכן מתכנתי מחשבים מיישמים את הרעיונות הללו על ידי קידוד. תפקידי התפקיד הנלווים לתחום מדעי המחשב הם מהנדס תוכנה, מהנדס חומרה, מנתח מערכות וארכיטקט תוכנה. מכאן שללא שדה אחד, השני לא יכול לקיים.
איך בוחרים שפת תכנות לפיתוח פרויקט?
נתקלנו במושג תכנות מחשוב, השימושים בו, ושפות ותחומים שונים של תכנות באמצעות תכנות לשיפורם. אבל שאלה אחת גדולה שתמיד מסתובבת במוחו של כולם היא איזו שפת תכנות עלינו לבחור עבור פרויקט מסוים?
כדי לענות על שאלה זו, ראשית, עליך לאסוף מידע על הפרויקט שתפתח. המידע כולל:
- איזה סוג פרויקט אתה הולך לפתח?
- מהי המטרה המיועדת של הפרויקט?
- מהו המימון המוקצה לפרויקט?
- כמה זמן נדרש כדי להשלים אותו?
- מהם האילוצים המופעלים על הפרויקט?
- מהן הדרישות והמשאבים הזמינים לפרויקט?
לאחר הסקר לעיל ואיסוף המידע, חברי צוות הפרויקט צריכים לבחור שפה לתכנת. יכול לקחת את ההצעות הבאות כדי לבחור את השפה.
unordered_map c++
- הצעד הראשון הוא לדעת על המתכנתים הזמינים והשפה המועדפת עליהם. לאחר מכן בחירה לפי בחירתם מספקת את דרישות הפרויקט ואת בחירת שפת התכנות של המתכנת.
- לדוגמה, בעת פיתוח ה-backend, בחר את השפה שהצוות יודע טוב יותר כאשר כל שפה יכולה למלא את הדרישות שלך. לא צריך לבחור את השפה כי השפה פופולרית וקלה. עלינו לבדוק אם זה יכול לעמוד בפונקציונליות של הפרויקט שלנו.
- בבקשה צ'
- צור שפה כך שגם כאשר אתה רוצה לשדרג את הפרויקט שכבר פותח בעתיד, השפה שלך צריכה לתמוך בו.
- כמו כן, דע על השפה המועדפת של הלקוח, שכן לאחר פריסת הפרויקט, היא תשמש את הלקוחות עצמם.
- בדוק אם השפה שבחרת תומכת באילוצים של הפרויקט כמו עלות, לוח זמנים, היקף, איכות ומשאבים.
- מהירות שפה, ביצועים ואבטחה חשובים בבניית פרויקט טוב.
- ייתכן שנדרוש יותר משפה אחת כדי להשלים פרויקט. במצבים כאלה, עלינו לבחור שפות התואמות זו לזו.
- לבסוף, בחירת השפה תלויה לחלוטין באופי הפרויקט (בין אם זה קשור לפיתוח אתרים או פיתוח מובייל וכו') ובדרישות. לשפות מסוימות עשויות להיות מסגרות טובות מאוד לתמוך ברעיון שלך, בעוד שאחרות אולי לא, אז שוחח עם הקבוצה שלך לפני שתמשיך הלאה.
אתה יכול לבחור בין JavaScript, HTML, ו CSS. אם אתה רוצה לעבוד על פיתוח חזיתי.
אתה יכול לבחור מתוך JavaScript, C#, ו פִּיתוֹן כשאתה עובד על פיתוח אחורי.
בזמן העבודה על יישומי אנדרואיד, השתמש ג'אווה, רפרוף או קוטלין.
בעת עיצוב פרויקט לפיתוח אתרים, השתמש בשפות מונחה עצמים כמו פייתון, ג'אווה, ו C++.
אם אתה עובד על פרויקטים של למידת מכונה ומדעי נתונים, השתמש באחד מהם שפות פיתון או R . שפת R תומכת בניתוח סטטיסטי ובהדמיה שלו בצורה טובה יותר.
האמור לעיל הן ההצעות היחידות. אם אתה מרגיש בנוח עם שפות אחרות, שמתאימות לפרויקט שלך, לך איתם.
איך ללמוד לתכנת?
כדי להתחיל בתכנות, תחילה בחר כל אחד שפה בסיסית כמו C או C++ כדי להבין את מושגי התכנות, התחביר של השפה ודברים בסיסיים כמו ידיעה על סוגי הנתונים, אופרטורים, הצהרות מותנות וכו'.
הדרך הטובה ביותר ללמוד לתכנת בפחות זמן היא באמצעות תרגול עצמי. ואז להתחיל מאסטרינג אלגוריתמים ומבני הנתונים נוכח בשפה זו. תוך כדי לימוד האלגוריתמים ומבני הנתונים, היעזר באתרים, ספרים וסרטוני YouTube כדי להמחיש את המושגים בצורה טובה יותר. אתה יכול לתרגל אותם באתרים מקוונים ומהדרים, או שאתה יכול אפילו להשתתף בתכנות תחרותי הזמינה באתרי אינטרנט שונים.
אחרי שתבינו ותלמדו את שפת התכנות, השלב הבא הוא יצירה קטנה פרויקטים על ידי יישום הידע שנצבר. אם אתה יכול לפתח פרויקט רק חלקית, אז לפחות נסה לעצב חלקים קטנים כמו יצירת דף אינטרנט, בניית אפליקציית מחשבון וכו'. בניית הפרויקט מחזקת את הביטחון שלך, ובמקביל, אתה יודע ליישם את הנלמד שפת תכנות ביישומים בזמן אמת.
לאחר מכן תוכל לנסות פרויקטים מורכבים ולצלול עמוק לתוך טכנולוגיות מתפתחות כמו למידת מכונה, בינה מלאכותית, למידה עמוקה, מחשוב ענן, פיתוח מובייל, פיתוח אתרים וכו'. ככל שתחקור, תלמד ותתרגל יותר, כך תרוויח יותר ותהפוך למושלם.
סיכום
תחום תכנות המחשב מכסה את התחומים השונים של מדעי המחשב בהם דנו. תכנות היא קריירה מתפתחת ותובענית בקרוב. הדבר היחיד הוא להתעדכן בטכנולוגיות ובכישורים המתפתחים כדי לעמוד חזק בתכנות.