مدخل مختصر إلى تخصصات علوم الحاسوب

إذا كنت مهتما بعلوم الكمبيوتر و الانترنت فلربما سمعت عن بعض التخصصات المهتمة بهذا الشأن .. أبرزها برمجة التطبيقات و البرامج الحاسوبية ، ومنها ما يهتم بالذكاء الاصطناعي و العديد من الفروع الأخرى التي سنتحدث عنها في هذا المقال بشكل موجز كعادتنا حتى لا نخوض كثيرا في الأشياء المملة .. إضافة الى بعض المصادر القوية التي ستكون بوابتك لاحتراف التخصص المطلوب.

1 - البرمجة Programming

البرمجة هي عملية كتابة، اختبار، تصحيح للأخطاء وتطوير للشيفرة المصدرية لبرنامج حاسوبي يقوم بها الإنسان، تهدف البرمجة إلى إنشاء برامج تقوم بتطبيق وتنفيذ خوارزميات لها سلوك معين بمعنى أن لها وظيفة محددة مسبقا ومتوقعة النتائج. تتم هذه العملية باستخدام إحدى لغات البرمجة. الهدف من البرمجة هو إنشاء برنامج حيث ينفذ عمليات محددة أو يظهر سلوك مطلوب محدد. بشكل عام البرمجة عملية تستلزم معرفة في مجالات مختلفة منها معرفة بالرياضيات والمنطق والخوارزميات.

أهم الكتب : Structure and Interpretation of Computer Programs

2 - هندسة الحاسوب Computer Engineering

هندسة الكمبيوتر أو هندسة الحاسوب هي إحدى فروع الهندسة الإلكترونيّة، وتتخصَّص بشكلٍ عام في ثلاث مجالات هي: عتاد أجهزة الحاسوب، وبرمجيّات أجهزة الحاسوب، وتطبيقات برمجيّات الحاسوب. ويقوم مهندسوا الحاسوب بتصميم الحواسيب وبرمجيّاتها ومن ثُمَّ يُشرفون على هذه التصاميم من لحظة التخطيط لها وحتّى الانتهاء من بنائها .. إنَّ مهندس الحاسوب الناجح لا بد له أن يجمع ما بين التعليم والمهارات الشخصيّة أثناء عمله. وعادةً ما يعمل مهندسو الحاسوب في مختبرات الأبحاث والتي تُعنى بتصميم واختبار مُختَلَف أنواع أجهزة الحاسوب.

أهم الكتب : Computer Organization and Design

3 - الخوارزميات و هيكلة البيانات Algorithms and Data Structures

إن هيكلة أو بنية البيانات هي طريقة خاصة لتخزين وتنظيم البيانات في الكمبيوتر بحيث يمكن استخدامها بكفاءة. و تناسب أنواع مختلفة من هياكل البيانات أنواع مختلفة من التطبيقات، وبعضها مخصص بدرجة عالية لبعض المهام المحددة .. على سبيل المثال، (الأشجار-ب) بشكل خاص مناسبة تماما لتنفيذ قواعد البيانات ، في حين تنفيذ (المترجم) عادة ما يستخدم جداول الهاش للبحث عن المعرفات.
و الخوارزمية هي مجموعة من الخطوات الرياضية والمنطقية والمتسلسلة اللازمة لحل مشكلة ما. وسميت الخوارزمية بهذا الاسم نسبة إلى العالم المسلم الطاشقندي الاصل أبو جعفر محمد بن موسى الخوارزمي الذي ابتكرها في القرن التاسع الميلادي. الكلمة المنتشرة في اللغات اللاتينية والأوروبية هي Algorithm وفي الأصل كان معناها يقتصر على خوارزمية لتراكيب ثلاثة فقط وهي: التسلسل والاختيار (selection) والتكرار.

 أهم الكتب : The Algorithm Design Manual

4 - رياضيات علوم الحاسوب Mathematics for Computer Science

يعتبر الحاسوب جهازا رقميا بحتا فكل شيئ فيه مكون من أرقام ( 0 و 1) ، فهو بالمجمل مبني و يمصمم للعمل رياضيا و منطقيا.. و تعلمك للرياضيات سيمنحك ميزة فضلى و سيسهل عليك الدرب في تعلم برمجة الحاسب. و هناك الكثير من المصادر على الانترنت للاستزادة في الرياضية ستجدها إما على شكل فيديوهات في يوتيوب أو كتب.. الأمر يعود اليك وأي طريقة تفضل.

5 - أنظمة التشغيل Operating Systems

نظام التشغيل هو مجموعة من البرمجيات المسؤولة عن إدارة الموارد (عتاد الحاسوب)، وبرمجيات الحاسوب، ويمثل وسيط بين المستخدم،وعتاد الحاسوب، وبتعريف آخر يمثل نظام التشغيل جسر لتشغيل برامج المستخدم، ويقوم بالمهام الأساسية مثل: إدارة وتخصيص مصادر الحاسوب (الذاكرة، القرص الصلب، الوصول للأجهزة الملحقة إلخ...)، وترتيب أولوية التعامل مع الأوامر، والتحكم في أجهزة الإدخال، والإخراج مثل:لوحة المفاتيح، وكذلك لتسهيل التعامل مع الشبكات، وإدارة الملفات. ويعتبر مجال تصميم و برمجة أنظمة التشغيل مجالا ضخما يحتاج إلى الإلمام بالبرمجة و لغات البرمجة عموما مثل C و C++ و Java و Python.

أهم الكتب: Operating Systems: Three Easy Pieces

6 - شبكات الكمبيوتر Computer Networking

شبكات الحاسوب هي نظام لربط جهازين أو أكثر باستخدام إحدى تقنيات نظم الاتصالات من أجل تبادل المعلومات والموارد والبيانات بينها المتاحة للشبكة مثل الآلة الطابعة أو البرامج التطبيقية أياً كان نوعها وكذلك تسمح بالتواصل المباشر بين المستخدمين. وبشكل عام تعتبر دراسة شبكات الحاسوب أحد فروع علم الاتصالات.

من الممكن أن تكون أجهزة الحاسوب فيالشبكة قريبة جداً من بعضها وذلك مثل أن تكون في غرفة واحدة وتسمى الشبكة في هذه الحالة شبكة محلية LAN. ومن الممكن أن تكون الشبكة مكونة من مجموعة أجهزة في أماكن بعيدة مثل الشبكات بين المدن أو الدول وحتى القارات ويتم وصل مثل هذه الشبكات في كثير من الأحيان بالانترنت أوبالسواتل (Satellite)و تسمى الشبكة عندهاشبكة عريضة WAN، هناك أيضاً في مقابل ذلك الشبكة الشخصية PAN والتي تربط مجموعة أجهزة قريبة من المستخدم.

أهم الكتب : Computer Networking: A Top-Down Approach

7 - قواعد البيانات Databases

قواعد البيانات هي مجموعة عناصر البيانات المنطقيّة المرتبطة مع بعضها البعض بعلاقة رياضيّة، وتتكوّن قاعدة البيانات من جدول واحد أو أكثر، مثل سجل الخاص بالموظف الذي يتكوّن من عدّة حقول، مثل: رقم الموظف، واسم الجهاز، ودرجة الموظف، وتاريخ التعيين، والراتب، وبيانات الموظف التي تخزن في جهاز الحاسوب تكون على نحو منظّم، حيث يسهل لنا الحاسوب التعامل مع البيانات والبحث ضمن هذه البيانات، والتمكين من الإضافة والتعديل. وتسخدم في ذلك لغة ال SQL المتخصصة في فرز و جلب و تخزين البيانات المختلفة من خلال الاتصال بقاعدة البيانات المستهدفة.

أهم الكتب : Readings in Database Systems