ما هي البرمجة

ما البرنامج؟ أبسط تعريف ليس خاطئا

البرنامج قائمة تعليمات ينفذها جهاز بالترتيب. والفرق بينه وبين وصفة طبخ تعطيها لإنسان يظهر هنا: الإنسان يملأ الفراغات ويفهم معنى «قليل من الملح». أما الجهاز فلا يفهم ولا يسأل.

كل ما لم تقله لا يحدث، وكل ما قلته خطأ يحدث بالخطأ نفسه تماما. جملة بسيطة تختزل صعوبة هذه الحرفة كلها. وأغلب الأخطاء التي ستراها لا تأتي من جهلك باللغة؛ بل من أن الجملة في ذهنك كانت تختلف قليلا عن الجملة التي كتبتها.

افصل ثلاث كلمات منذ البداية. الشفرة هي نص التعليمات، ما تكتبه وتحفظه على القرص. ولغة البرمجة هي القواعد التي يجب أن يلتزم بها ذلك النص كي يمكن ترجمته. والبرنامج هو ما يحدث حين يُترجَم ذلك النص ويُنفَّذ. النص يبقى؛ أما البرنامج فيحيا في الذاكرة، ويؤدي عمله، وينتهي.

إذن أن تكون مبرمجا يعني أن تملك هذه القدرة: أن تكتب ما تريده بدقة ووضوح يكفيان لكي ينفذه جهاز لا يفهم شيئا. أما اللغة والأدوات فتأتي لاحقا.

برنامج حقيقي في خمسة أسطر

هذه الأسطر الخمسة بلغة بايثون تؤدي عملا حقيقيا: تمر على مجلد مملوء بالصور وتطبع أسماء الملفات التي تتجاوز حجما معينا. وهذه المهمة تظهر في كل موقع، لأن الصور الثقيلة أبطأ جزء في أغلب الصفحات.

from pathlib import Path

for f in Path("images").rglob("*.jpg"):
    size = f.stat().st_size
    if size > 200_000:
        print(f.name, round(size / 1024), "KB")

اقرأه سطرا سطرا. السطر الأول يجلب أداة التعامل مع المجلدات. والثاني يقول: داخل المجلد المسمى images وكل مجلداته الفرعية، خذ كل ملف ينتهي بـ jpg واحدا تلو الآخر. والثالث يأخذ حجم الملف بالبايت ويحفظه في مكان اسمه size. والرابع يضع شرطا: فقط إذا كان هذا العدد أكبر من مئتي ألف. والأخير يطبع اسم الملف مع حجمه.

ثلاثة أشياء في هذه الأسطر الخمسة ستراها في كل لغة أخرى: حلقة تكرر عملا على كل عضو في مجموعة، وشرط يقرر، ومتغير يحفظ شيئا مؤقتا. وإذا فهمت هذه الثلاثة في لغة واحدة، صارت اللغة التالية تغييرا في الشكل أكثر منها فكرة جديدة.

وشيء لا يملكه هذا البرنامج: لا يسأل في أي موضع هل مجلد images موجود أصلا. فإن لم يكن موجودا لا يحدث شيء ولا تُطبَع رسالة خطأ، لأن الحلقة تدور على مجموعة فارغة وتنتهي. وبرنامج لا يعمل ولا يشتكي هو أكثر الحالات إرباكا للمبتدئ، وهو ما يتحدث عنه قسم «من عملنا نحن» أسفل هذه الصفحة.

من المسألة إلى شفرة تعمل، في خمس خطوات

الخطوة الأولى هي المسألة، وهي أقصر ما يُكتب: ما الذي يجب حله بالضبط، وما المدخل، وكيف يبدو المخرج. «موقعي بطيء» ليست مسألة؛ أما «أريد قائمة الصور التي تتجاوز مئتي كيلوبايت» فهي مسألة.

والخطوة الثانية هي الخوارزمية، وهي التي يتخطاها الجميع تقريبا. والخوارزمية هنا تعني أن تكتب خطوات العمل بكلماتك قبل أي سطر شفرة: افتح المجلد، خذ الملفات واحدا واحدا، انظر إلى حجم كل منها، وإن تجاوز مقدارا معينا فاكتب اسمه. وإن لم تستطع شرح مهمة خطوة خطوة بلغة عادية، فمشكلتك ليست بايثون.

والخطوة الثالثة هي الشفرة: الخطوات نفسها، لكن هذه المرة بقواعد لغة. والرابعة هي التنفيذ، وهي أول لحظة تعرف فيها حقا ماذا قلت. والخامسة هي الإصلاح.

الخطوة الخامسة لا تنتهي بل تتكرر، وهي تأخذ أكبر وقت عند كل مبرمج. الصورة الشائعة أن المحترف يكتب الشفرة صحيحة وينتهي الأمر؛ والذي يحدث فعلا أن المحترف يكتشف أسرع أين وقع الخلل. وقاعدة صغيرة تجعل هذه الحلقة أسرع بأضعاف: غيّر شيئا واحدا في كل مرة. فإن غيّرت ثلاثة أشياء معا ونجح البرنامج، لن تعرف أيها كان السبب، وستبدأ في المرة التالية من الصفر مجددا.

لماذا لا يمضي أغلب وقت المبرمج في كتابة الشفرة

ما يظهر من الخارج هو الكتابة على لوحة المفاتيح. أما تحت سطح الماء فتجلس أربعة أعمال أخرى لا تصنع لها أي دورة فيديو.

أولا قراءة شفرة مكتوبة من قبل. فالشفرة تُقرأ أكثر بكثير مما تُكتب، سواء كانت لك أم لغيرك. وثانيا إعادة إنتاج الخطأ: فما دمت لا تستطيع أن تجعل الخلل يتكرر عمدا، فكل تغيير تجريه تخمين، وقد لا يكون للشيء الذي بدا أنه أصلح المشكلة أي علاقة بما فعلت.

وثالثا التسمية واتخاذ القرار. أسماء المتغيرات وطريقة توزيع العمل بين الدوال ليست زينة؛ فالاسم السيئ يتحول بعد ثلاثة أشهر إلى خلل حقيقي، لأنك أنت نفسك تنسى ما كنت تقصده. ورابعا الانتظار: التثبيت والتشغيل والاختبار وعودة الخادم للعمل. وقت لا يحسبه أي منهج، ويوجد في كل يوم عمل حقيقي.

لا نقول هذا لتثبيط الهمة، بل العكس: إن عرفت أن العمل الحقيقي بهذا الشكل، فلن تستنتج في أول مرة تعلق فيها ساعة على خطأ واحد أنك بلا موهبة. تلك الساعة هي العمل نفسه.

ما الذي تحتاجه بالضبط لكي تبدأ؟

حاسوب عادي، ومحرر نصوص مجاني، ولغة، وطرفية. هذا كل شيء. ولا يكلف أي من هذه الأربعة مالا ولا يحتاج أي منها عتادا غاليا؛ فالبرنامج الذي رأيته في هذا الدرس يعمل على أضعف حاسوب محمول تملكه.

الطرفية هي تلك النافذة السوداء التي يخافها المبتدئون، وهي في الحقيقة مجرد المكان الذي تعطي فيه الحاسوب أمرا دون البحث عن زر. تعلمها يستغرق نصف ساعة، وبعدها ينجز نصف عملك هناك.

وموقفنا، وهو لا ينسجم مع طريقة الإعلان عن أغلب الدورات: لا تشترِ دورة قبل أن تكتب عشرة أسطر شفرة. اختر أولا مهمة صغيرة حقيقية من حياتك، كترتيب أسماء ملفات أو عد شيء في ملف نصي، وابنِها بالاستعانة بالتوثيق وبضع عمليات بحث. فإن شعرت بعدها أنك ما زلت تحتاج مسارا منظما، فاشترِ الدورة حينئذ وأنت تعرف ما الذي تبحث عنه.

وهناك طريق أقصر يناسب كثيرين أكثر: بدل لغة عامة الأغراض، ابدأ ببناء صفحة ويب. سترى النتيجة في المتصفح، والتغذية الراجعة فورية، وأفكار الحلقة والشرط والمتغير نفسها تنتظرك لاحقا في جافاسكريبت.

البرمجة وكتابة الشفرة وهندسة البرمجيات: ما الفرق؟

في الحديث اليومي تُستعمل هذه الثلاثة بديلا عن بعضها، ولا بأس بذلك. أما بدقة: كتابة الشفرة هي فعل كتابة التعليمات بلغة ما، والبرمجة تشمل عمل حل المسألة كله، وكتابة الشفرة خطوة واحدة منه، وهندسة البرمجيات تبدأ في اكتساب معنى حين يعمل عدة أشخاص على شيء واحد ويلزم أن يبقى ذلك الشيء سنوات: إدارة الإصدارات والاختبار والتوثيق والتسليم.

وهذا التمييز مفيد عمليا. فإن كنت تتعلم، فأنت تبدأ بكتابة الشفرة، لكن ما تحتاج تمرينه فعلا هو البرمجة، أي تلك الخطوة الثانية التي يتخطاها الجميع. وهندسة البرمجيات ليست شيئا تتمرن عليه في البيت أيضا؛ إنما تحتاجها حين تصيرون عدة أشخاص، أو حين يكبر كودك حتى تضيع أنت نفسك داخله.