انواع برنامه نویسی – معرفی حوزه ها و کاربردهای مختلف برنامه نویسی

برنامه نویسی مهارتی جذاب و پر تقاضا است که تقریباً در هر صنعتی کاربرد دارد. همچنین، مشاغل مرتبط با برنامه نویسی درآمد بالایی دارند و افراد زیادی به دنبال یادگیری برنامه نویسی برای ورود به بازارکار هسنتد و می‌خواهند بدانند که انواع برنامه نویسی چیست ؟ بنابراین در این مطلب انواع برنامه نویسی از جنبه‌های مختلف به طور جامع و با بیانی ساده شرح داده شده و در انتها نیز منابع آموزشی برای شروع حرفه برنامه نویسی معرفی شده‌اند. انواع برنامه نویسی در این مطلب از سه جنبه «انواع حوزه‌های برنامه نویسی»، «انواع زبان‌های برنامه نویسی» و «انواع برنامه نویسی بر اساس پلتفرم» مورد بررسی قرار گرفته است.

انواع حوزه های برنامه نویسی کدامند؟

اگر بدانید برنامه نویسی چیست و برنامه نویس کیست و بخواهید وارد این حرفه شوید، مهم‌ترین سوال بعدی شما این است که انواع حوزه‌های برنامه نویسی کدام هستند و چه زمینه‌ای برای شما مناسب‌تر است؟ برنامه نویسی حوزه‌های مختلفی دارد که افراد می‌توانند بر حسب علاقه و استعداد خود یکی از این مسیرها یا انواع حوزه‌های برنامه نویسی را انتخاب کنند.

به طور کلی می‌توان انواع حوزه‌های اصلی برنامه نویسی را به صورت زیر دسته‌بندی کرد:

• برنامه نویسی کامپیوتر (برنامه نویسی دسکتاپ)
• توسعه و برنامه نویسی وب (Web Development)
• برنامه نویسی و توسعه موبایل
• برنامه نویسی علم داده
• توسعه بازی‌های کامپیوتری

حال در ادامه معرفی انواع حوزه‌های برنامه نویسی، به شرح هر یک از زمینه‌ها و مسیرهای بالا پرداخته می‌شود.

انواع برنامه نویسی کامپیوتر چیست ؟

برنامه نویسی کامپیوتر به معنی توسعه هر نوع نرم افزار کامپیوتری است که برای اجرا روی کامپیوتر نیاز به مرورگر نداشته باشد و مستقیماً روی سیستم عامل اجرا شود. به برنامه نویسی کامپیوتر، «برنامه نویسی دسکتاپ» (Desktop Programming) یا «توسعه دسکتاپ» (Desktop Development) هم گفته می‌شود.

در حوزه برنامه نویسی دسکتاپ، ساخت برنامه‌های کاربردی و نرم افزار برای سه سیستم عامل اصلی زیر انجام می‌شود:

• ویندوز
• سیستم عامل مک (macOS)
• لینوکس (Linux)

اپلیکیشن‌های دسکتاپ بر خلاف اپلیکیشن‌های تحت وب، کم‌تر به اینترنت وابستگی دارند و بسیاری از آن‌ها بدون اینترنت هم قابل اجرا و استفاده هستند و تنها برخی از امکانات و قابلیت‌های جزئی در آن‌ها نیاز به اینترنت دارند. نرم افزارهای تحت دسکتاپ به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند که در ادامه ذکر شده است:

• نرم افزارهای بهره‌وری شخصی، مانند واژه‌پرداز Word ،Excel
• نرم افزارهای ایجاد و ویرایش رسانه، ویرایشگرهای ویدیو و تصویر مانند Photoshop
• نرم افزارهای سرگرمی، مانند بازی‌ها

اپلیکیشن‌های تحت دسکتاپ را می‌توان در زبان‌های برنامه نویسی مختلفی مانند جاوا (Java)، PHP، روبی (Ruby)، پایتون (Python)، زبان برنامه نویسی C++ ،C و پرل (Perl) با استفاده از کتابخانه‌هایی مانند Qt یا GTK+‎ توسعه داد.

به طور کلی اپلیکیشن‌های دسکتاپ برای سیستم عامل‌های خاصی ساخته می‌شوند. برای مثال، هنگام ایجاد برنامه کاربردی دسکتاپ برای سیستم عامل macOS از XCode ،Swift و «کیت‌های توسعه نرم افزاری» (Software Development Kit | SDK) مختلفی استفاده می‌شود که شرکت اپل (Apple) برای توسعه macOS منتشر کرده است. توسعه برنامه کاربردی دسکتاپ بومی تا حد زیادی به توسعه اپلیکیشن موبایل بومی شباهت دارد و تفاوت عمده در نوع دستگاهی است که محصول تولیدی روی آن اجرا می‌شود.

انواع برنامه نویسی وب کدامند ؟

پس از آشنایی با انواع برنامه نویسی کامپیوتر در این بخش به شرح انواع برنامه نویسی وب پرداخته شده است.

انواع برنامه نویسی وب را می‌توان به سه نوع اصلی تقسیم‌بندی کرد؛ این سه نوع در ادامه فهرست شده‌اند:

• برنامه نویسی فرانت اند (Front End)
• توسعه بک اند (Back End)
• برنامه نویسی فول استک (Full Stack)

در ادامه این مطلب آموزشی به این سه محور توسعه و آشنایی با آن‌ها پرداخته می‌شود.

برنامه نویسی فرانت اند چیست ؟

ایجاد ظاهر وب سایت یا وب‌اپلیکیشن یا همان ساخت رابط کاربری و همچنین خلق تجربه کاربری در برنامه نویسی فرانت اند انجام می‌شود. به عبارت دیگر در این نوع از برنامه نویسی چگونگی نمایش رنگ‌ها، آیکون‌ها و تصاویر مشخص می‌شود. علاوه بر این در توسعه فرانت اند به طور پیوسته روی نحوه نمایش وب‌سایت در تمام دستگاه‌ها از کامپیوترهای دسکتاپ گرفته تا تبلت و گوشی هوشمند تمرکز می‌کند.

CSS ،HTML و جاوا اسکریپت از جمله زبان‌های برنامه نویسی متداول در این حوزه محسوب می‌شوند. توسعه‌دهندگان فرانت اند با روندهای پیشرفته علمی در طراحی و توسعه وب همراه هستند تا از بهینه بودن وب‌سایت‌ها برای کاربران و موتورهای جستجو اطمینان حاصل کنند و بهترین روش‌های امنیتی را در نظر بگیرند.

انواع زبان‌های برنامه نویسی وب برای بخش فرانت اند

اصلی‌ترین زبان‌های فرانت اند به شرح زیر هستند:

• HTML
• CSS
• Javascript

بهترین فریم ورک های برنامه نویسی فرانت اند

پس از آشنایی با زبان‌های برنامه نویسی فرانت اند برای توسعه اپلیکیشن وب، برخی از بهترین فریم‌ورک‌های فرانت اند برای برنامه نویسی وب در ادامه فهرست شده‌اند:

• Angular.js
• jQuery
• React.js
• Vue.js
• Spring
• Backbone
• Semantic-UI
• Foundation
• Svelte

توسعه بک اند چیست ؟

در برنامه نویسی و توسعه بک اند، فرآیند تولید و نگهداری کدهایی انجام می‌شود که برای اتصال به سرور و تبادل اطلاعات با آن و اجرای سایر قابلیت‌های عملکردی نوشته می‌شوند. در واقع در بک اند، برنامه نویسی مواردی انجام می‌شود که از دید کاربر پنهان هستند و در پشت صحنه رخ می‌دهند.

اما این موارد برای کارکرد صحیح یک وب‌سایت یا وب‌اپلیکیشن بسیار حیاتی و ضروری هستند. کدهای اجرایی وب‌سایت، آن را به سرور متصل می‌کنند و باعث می‌شوند که داده‌ها به درستی وارد وب‌سایت شده و تراکنش‌ها به درستی پردازش شوند. PHP، جاوا و MySQL از جمله زبان‌های برنامه نویسی رایج در حوزه بک اند به حساب می‌آیند. زبان‌های برنامه نویسی Python و Golang نیز از جمله زبان‌های جدیدتر این حوزه محسوب می‌شوند.

انواع زبان‌های برنامه نویسی بک اند

در ادامه بعضی از زبان‌های برنامه نویسی بک اند فهرست شده‌اند:

• Python
• Java
• PHP
• Node.js

بهترین فریم ورک های برنامه نویسی بک اند

پس از آشنایی با زبان‌های برنامه نویسی بک اند رایج برای توسعه اپلیکیشن‌های وب در این بخش به برخی از بهترین فریم‌ورک‌های بک اند برای برنامه نویسی اپلیکیشن‌های وب پرداخته شده است. بعضی از بهترین فریم‌ورک‌های برنامه نویسی وب برای بخش بک اند به صورت زیر هستند:

• Laravel
• Phoenix (Elixir)
• ASP.NET Core
• Spring MVC
• Django
• Express.js
• Flask
• Ruby on Rails
• Pyramid
• Play Framework

برنامه نویسی فول استک چیست ؟

برنامه نویسی و توسعه فول استک هم شامل فرانت اند و هم بک اند می‌شود. بسته به پیچیدگی وب‌سایت، ممکن است توسعه‌دهنده فول‌استک تمام جنبه‌های توسعه از سمت سرور تا رابط کاربری آن را به عهده بگیرد. با این حال، ممکن است که بسیاری از توسعه‌دهندگان فول‌استک همچنان در یکی از جنبه‌های توسعه وب‌سایت تخصص داشته باشند، اما تجربه زیاد آن‌ها در عیب‌یابی و سرعت بخشیدن به ساخت یا طراحی مجدد سایت مفید است. توسعه‌دهندگان فول‌استک اغلب مسئولیت شناسایی فناوری‌های پیشرو نظیر زبان‌های برنامه نویسی پیشرفته یا فناوری‌های بلاکچین را بر عهده دارند.

انواع برنامه نویسی موبایل کدامند ؟

معمولاً تصور بسیاری از افراد در خصوص برنامه نویسی موبایل این است که تنها کدنویسی نرم افزاری برای اجرا روی گوشی یا تبلت انجام می‌شود. با این حال، یک استراتژی موفق توسعه اپلیکیشن موبایل تنها با نوشتن کد آغاز نمی‌شود یا از این طریق به پایان نمی‌رسد بلکه این استراتژی شامل فرآیندهای پیچیده تجزیه و تحلیل نیازمندی‌ها، طراحی فرانت اند، آزمایش قابلیت ماندگاری و در نهایت توسعه اپلیکیشن است.

همچنین، کدنویسی قابلیت‌های عملکردی مورد نیاز در سمت سرور (بک اند) نیز در برنامه نویسی موبایل انجام می‌شود. انواع برنامه نویسی موبایل را می‌توان به روش‌های مختلفی تقسیم‌بندی کرد. یکی از این روش‌ها، دسته‌بندی انواع برنامه نویسی موبایل بر اساس پلتفرم است؛ بنابراین، دسته‌بندی انواع برنامه نویسی موبایل بر اساس پلتفرم در ادامه فهرست شده است:

• برنامه نویسی اندروید (Android)
• توسعه و برنامه نویسی iOS
• Bada

در ادامه این بخش به سیستم عامل اندروید و iOS به عنوان رایج‌ترین پلتفرم‌های برنامه نویسی موبایل پرداخته شده است.

برنامه نویسی اندروید چیست ؟

توسعه نرم افزار اندروید، فرآیندی است که طی آن، اپلیکیشن‌هایی برای دستگاه‌هایی ساخته می‌شود که سیستم عامل اندروید دارند. پلتفرم سیستم عامل اندروید توسط شرکت گوگل توسعه داده شده است. گوگل اعلام کرده است که اپلیکیشن‌های اندروید را می‌توان با استفاده از کیت توسعه نرم افزار اندروید (SDK) و زبان‌های برنامه نویسی جاوا، زبان برنامه نویسی کاتلین (Kotlin) و ++C ایجاد کرد. البته امکان استفاده از زبان‌های برنامه نویسی دیگر نیز برای توسعه اپلیکیشن‌های اندروید وجود دارد.

اندروید، پلتفرمی منبع‌باز و نشأت گرفته از لینوکس است. این پلتفرم توسط شرکت گوگل و بعضی از توسعه‌دهندگان اصلی سخت افزار و نرم افزار (مانند اینتل، eBay ،ARM ،HTC و چند توسعه‌دهنده دیگر) پشتیبانی می‌شود. این شرکت‌‌ها به همراه برخی از شرکت‌های دیگر، کنسرسیوم Open Handset Alliance را نیز تشکیل داده‌اند.
سیستم عامل اندروید به دلیل منبع‌باز بودن، انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت‌های جذاب دیگری، مانند امکان توسعه کاربردهای سمت سرور، طرفداران بسیاری پیدا کرده و بخش بزرگی از بازار برنامه نویسی موبایل را به تسخیر در آورده است.

توسعه و برنامه نویسی iOS چیست ؟

توسعه iOS، زیر مجموعه‌ای از توسعه نرم افزار محسوب می‌شود که با برنامه نویسی اپلیکیشن‌هایی برای آیفون‌ها و iPadهای قدیمی‌تر سر و کار دارد. به عبارت دیگر، توسعه iOS به معنی فرآیند مصورسازی، ایجاد و انتشار برنامه iOS در فروشگاه اپلیکیشن (App Store) است.

این فرآیند پیچیده باید از ابتدا تا انتها به خوبی سازماندهی شود و برای آن زمان و هزینه مناسبی در نظر گرفته شود. روش توسعه iOS، مانند توسعه اپلیکیشن‌های نرم افزاری دیگر است و باید در طول چرخه عمر نرم افزار رعایت شود. توسعه‌دهندگان iOS برای زمان‌بندی سریع‌تر، معمولاً از روش Agile استفاده می‌کنند و استقلال بیش‌تری در زمان‌بندی و تخصیص منابع دارند. کارهایی از جمله، کارکرد متقابل (Cross-Functionality)، برنامه نویسی موازی و دیگر جنبه‌های توسعه نرم افزار، غالباً توسط تیم‌های توسعه iOS پذیرفته می‌شوند.

هدف کلی توسعه iOS، توسعه اپلیکیشنی کاملاً کاربردی در کوتاه‌ترین زمان ممکن با کم‌ترین بودجه ممکن است؛ بنابراین مدیریت پروژه نقش مهمی در چگونگی اجرای روند کار بازی می‌کند. برای ساخت موفقیت‌آمیز یک اپلیکیشن iOS که در اپ استور پذیرفته شود به تیمی توانمند و یک مدیر پروژه با تجربه و تیمی از توسعه‌دهندگان جوان iOS و یک یا دو توسعه‌دهنده ارشد iOS نیاز است.

برنامه نویسی iOS زمینه‌ای تخصصی محسوب می‌شود و نیازمند ابزارهای مخصوص آن پلتفرم است که توسط شرکت Apple توسعه یافته و منتشر شده‌اند. همچنین، فروشگاه اپلیکیشن رسمی در نظر گرفته شده برای این نوع از توسعه، برخلاف اپ استورهای غیر رسمی که اعتبار پایینی دارند، بسیار معتبر است.

تا زمان انتشار سیستم عامل آیفون ۲ (اواسط سال ۲۰۰۸) فقط اپلیکیشن‌های ساخته شده توسط سازندگان دستگاه تلفن همراه و سیستم عامل آن به طور رسمی پشتیبانی می‌شد و این امکان برای برنامه‌های ساخته شده توسط افراد دیگر فراهم نبود.

زبان‌ برنامه نویسی Objective-C و زبان Swift شرکت اپل، دو زبان برنامه نویسی محبوب برای توسعه iOS محسوب می‌شوند. در حال حاضر سوئیفت به عنوان زبان رسمی توسط توسعه‌دهندگان به کار می‌‌رود. بسیاری از ویژگی‌های سوئیفت مانند خوانایی ذاتی ساختار نحوی (Syntax) آن، نگهداری آسان فایل کد، امنیت بالاتر و سرعت اپلیکیشن‌های ساخته شده با آن، باعث برتری سوئیفت نسبت به زبان Objective-C شده است. در ادامه این بخش از مقاله آموزشی به انواع برنامه نویسی موبایل از زاویه دیگری پرداخته می‌شود.

انواع برنامه نویسی موبایل از زاویه ای دیگر

انواع مختلف توسعه اپلیکیشن‌های موبایل به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند که هر یک از آن‌ها در ادامه فهرست شده‌اند:

• برنامه نویسی اپلیکیشن‌های موبایل اختصاصی (بومی | Native)
• توسعه و برنامه نویسی وب اپلیکیشن‌ها ( کاربردهای تحت وب | Web Apps) و وب اپلیکیشن‌های پیشرفته (Pregressive Web Apps)
• اپلیکیشن‌های موبایل ترکیبی (هیبریدی)

حال پس از آشنایی با انواع برنامه نویسی موبایل، در ادامه به توضیح بیش‌تری در مورد برنامه نویسی اپلیکیشن‌های موبایل بومی پرداخته شده است:

برنامه نویسی اپلیکیشن های موبایل اختصاصی چیست؟

اصطلاح «اپلیکیشن بومی» (Native App) به این معنی است که برنامه تلفن همراه برای سیستم عامل خاصی ساخته شده است. امروزه، اکثر دستگاه‌های موبایل از سیستم عامل اندروید یا iOS استفاده می‌کنند. بنابراین ساخت اپلیکیشنی که برای یکی از این سیستم‌ها، بومی باشد به معنای استفاده حداکثری از قابلیت‌های دستگاه است.

به عنوان مثال، اپلیکیشن‌های بومی طراحی شده برای دستگاه‌های اپل، نمی‌تواند برای دستگاه‌های دیگری مانند اندروید استفاده شود. معمولاً برنامه‌های بومی با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی کاتلین، جاوا، سوئیفت و ++C کدنویسی می‌شوند. این زبان‌ها با دسترسی کامل به سخت افزار و قابلیت دستگاه کار می‌کنند.

این پلتفرم، مجموعه‌ای از ابزارها، کتابخانه‌ها، کدهای نمونه و اسناد استاندارد را در قالب کیت توسعه نرم افزار (SDK) در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد که به آن‌ها کمک می‌کند تا اپلیکیشنی برای آن پلتفرم خاص ایجاد کنند. علاوه بر این، پلتفرم‌ها یک محیط توسعه یکپارچه (IDE) هم برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌کنند تا از آن برای نوشتن و تست نرم افزار خود استفاده کنند. IDE، نرم افزار مناسبی است که شامل ویرایشگر کد، کامپایلر و ابزار عیب‌یابی (Debugging) است. به عنوان مثال، XCode، برای اپل و Android Studio برای گوگل است.

توسعه و برنامه نویسی وب اپلیکیشن ها

اصولاً اپلیکیشن‌های وب از طریق مرورگر وبی مانند کروم، سافاری و موارد دیگر قابل دسترسی هستند. تنها چیزی که کاربر برای دسترسی به اپلکیشن‌های وب نیاز دارد، اتصال به اینترنت و وارد کردن URL در مرورگر وب است. برخلاف اپلیکیشن‌های بومی که از طریق فروشگاه اپلیکیشن گوشی‌‌های هوشمند دانلود می‌شوند، برنامه‌های وب نیاز به دانلود یا نصب ندارند. نوعی از برنامه‌های وب، اپلیکیشن‌های وب پیشرفته (Progressive) یا برنامه‌های وب پیشرو هستند که در ادامه به آن پرداخته شده است. برنامه‌های کاربردی وب با استفاده از CSS ،HTML5 و جاوا اسکریپت نوشته می‌شوند؛ این زبان‌ها توسط مرورگر پشتیبانی می‌شوند.

وب اپلیکیشن های پیشرفته: برنامه‌های وب پیشرو (PWA) از فناوری‌های وبی استفاده می‌کنند که مشابه با برنامه‌های وب معمولی، اما بسیار برتر هستند و به عنوان نسل آینده وب برای تلفن همراه در نظر گرفته می‌شوند. PWAها، قابلیت اضافه‌ای نسبت به اپلیکیشن‌های وب استاندارد دارند که به آن‌ها کمک می‌کند تا «تجربه کاربری» (User Experience) فوق‌العاده‌ای ارائه کنند. دقیقا شبیه به یک اپلیکیشن بومی، کاربران می‌توانند یک برنامه موبایل PWA را روی دستگاه خود نصب و راه‌اندازی کنند. آن‌ها روی HTML5، CSS و جاوا اسکریپت اجرا می‌شوند، اما می‌توانند فریم‌ورک‌هایی مانند ReactJS ،Vue.js و موارد دیگر را نیز استفاده کنند.

اپلیکیشن های موبایل ترکیبی

اپلیکیشن‌های ترکیبی یا «برنامه‌های کاربردی هیبریدی» (Hybrid Apps)، ترکیبی از اپلیکشن وب و فناوری اپلیکیشن بومی محسوب می‌شوند، با ترکیب این دو روش، برنامه‌هایی با کیفیت بالاتر حاصل می‌شود. اپلیکیشن‌های موبایل ترکیبی بسیار پر طرفدار هستند و مورد توجه عموم قرار گرفته‌اند. یکی از قابلیت‌های اپلیکیشن‌های هیبریدی که باعث محبوبیت بیش‌تر آن‌ها نسبت به انواع برنامه‌های دیگر شده، این است که برخلاف برنامه‌های کاربردی بومی، برنامه‌های ترکیبی روی بسیاری از دستگاه‌ها و پلتفرم‌ها کار می‌کنند. این ویژگی طبیعتاً باعث صرفه‌جویی در مدت زمان توسعه برنامه می‌شود.

برنامه‌های کاربردی هیبریدی، مانند اپلیکیشن‌های بومی روی دستگاه موبایل اجرا می‌شوند و مشابه با PWA از طریق فناوری‌های وب CSS ،HTML5 و جاوا اسکریپت نوشته می‌شوند. نحوه کار این اپلیکیشن‌ها به این صورت است که برنامه در یک کانتینر بومی اجرا می‌شود و از موتور مرورگر دستگاه برای اجرای HTML5 و جاوا اسکریپت به صورت محلی استفاده می‌کند. بنابراین به جای این که اپلیکیشن در مرورگر کاربر نشان داده شود از داخل اپلیکیشن بومی آن و مرورگر تعبیه شده خود، اجرا می‌شود. این ویژگی ظاهر و احساس سازگاری بسیار بیش‌تری را به اپلیکیشن می‌دهد.

انواع برنامه نویسی اندروید کدامند؟

انواع برنامه نویسی اندروید را هم می‌توان به سه دسته توسعه اپلیکیشن‌های بومی، ساخت اپلیکیشن‌های هیبریدی (ترکیبی) و برنامه نویسی وب اپلیکیشن دسته‌بندی کرد. از زبان‌های برنامه نویسی مختلفی برای برنامه نویسی اندروید استفاده می‌شود که در ادامه به برخی از رایج‌ترین آن‌ها پرداخته شده است.

انواع زبان‌های برنامه نویسی اندروید

انواع زبان‌های برنامه نویسی اندروید را می‌توان به صورت زیر فهرست کرد:

• جاوا: این زبان به عنوان یکی از زبان‌های رسمی برای توسعه و برنامه نویسی اندروید شناخته می‌شد (که اکنون کاتلین جایگزین آن شده است).
• کاتلین: در حال حاضر کاتلین زبان رسمی برنامه نویسی اندروید به حساب می‌آید. کاتلین در ابتدا به عنوان جایگزینی برای جاوا در سال ۲۰۱۷ معرفی شده است.
• C++‎: از این زبان می‌توان برای برنامه نویسی اندروید با استفاده از کیت توسعه بومی اندروید (NDK) استفاده کرد.
• C#‎ (زامارین): زبان C#‎ بسیار شبیه به جاوا است و به همین دلیل برای برنامه نویسی اندورید زبانی ایده‌آل محسوب می‌شود. در گذشته، چالش اصلی اینجا بود که تنها امکان استفاده از سی‌شارپ طریق فریم ورک دات‌نت وجود داشت. اما این مشکل بعداً با معرفی زامارین (Xamarin) برطرف شد.
• پایتون: اگرچه اندرو0ید از توسعه بومی با پایتون پشتیبانی نمی‌کند، با این حال می‌توان از این زبان برنامه نویسی برای توسعه اندروید استفاده کرد. این کار را می‌توان با استفاده از ابزارهای متعددی انجام داد که اپلیکیشن‌های پایتون را به بسته‌های اندرویدی تبدیل می‌کنند. این اپلیکیشن‌ها می‌توانند روی دستگاه‌های اندرویدی اجرا شوند.
• CSS ،HTML و جاوا اسکریپت:‌ اپلیکیشن‌های اندرویدی را می‌توان به وسیله CSS ،HTML و جاوا اسکریپت و در واقع با استفاده از فریم ورک Adobe PhoneGap نیز توسعه داد. این فریم ورک قدرت گرفته از Apache Cordova است. با استفاده از PhoneGap می‌توان از مهارت‌های برنامه نویسی وب برای ایجاد اپلیکیشن‌های ترکیبی استفاده کرد که از طریق WebView قابل مشاهده هستند.
• دارت: این به همراه فریم ورک فلاتر (Flutter) این امکان را به وجود می‌آورد تا بتوان اپلیکیشن‌های چندپلتفرمی برای موبایل، وب و دسکتاپ ایجاد کرد.
• Corona: این محصول، یک کیت توسعه نرم افزار به شمار می‌رود که می‌توان آن را برای توسعه اپلیکیشن‌های اندورید با استفاده از Lua به کار گرفت.

انواع فریم ورک های برنامه نویسی اندروید

فریم‌ورک‌های بسیاری برای توسعه اندروید وجود دارند که به توسعه راحت‌تر و بهتر اپلیکیشن کمک می‌کنند. در ادامه برخی از رایج‌ترین و محبوب‌ترین فریم‌ورک‌ها ذکر شده است:

• Sencha Touch
• TheAppsBuilder
• ری‌اکت نیتیو (React Native)
• زامارین (Xamarin)
• Appcelerator Titanium
• فریمورک آیونیک (Ionic)
• فلاتر (Flutter)
• PhoneGap
• NativeScript
• jQuery Mobile

در ادامه به انواع برنامه نویسی علم داده (Data Science) پرداخته می‌شود.

معرفی فیلم های آموزش برنامه نویسی فرادرس

در سایت فرادرس فیلم‌های آموزشی مختلفی ارائه شده است که بر اساس موضوع به صورت مجموعه آموزشی دسته‌بندی شده‌اند. یکی از این مجموعه‌ها مربوطه به مجموعه برنامه نویسی است که در آن زبان‌های برنامه نویسی مختلفی ارائه می‌شود. علاقه‌مندان برای ورود به بازارکار در این حوزه، می‌توانند از این مجموعه آموزشی جامع و کاربردی استفاده کنند. در زمان تدوین مقاله انواع برنامه نویسی ، این مجموعه آموزشی شامل ۵۰ عنوان آموزشی در قالب بیش از ۴۵۲ ساعت است. در ادامه برخی از دوره‌های این مجموعه آموزشی معرفی می‌شوند:

• آموزش برنامه نویسی پایتون Python - مقدماتی (مدت زمان: ۱۹ ساعت و ۵۳ دقیقه، مدرس: مهندس پژمان اقبالی شمس آبادی): این دوره آموزشی شامل مفاهیم پایه‌ای و نحوه برنامه نویسی پایتون است و برای افراد مبتدی مناسب خواهد بود. برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python - مقدماتی + کلیک کنید.
• آموزش مقدماتی برنامه نویسی سی‌شارپ C#‎ (طول زمان: ۸ ساعت و ۱۸ دقیقه، مدرس: مهندس وحید اسدزاده): این دوره آموزشی، ابتدایی‌ترین تا پیشرفته‌ترین موارد در آموزش مقدماتی برنامه نویسی سی‌شارپ را شامل می‌شود. این آموزش برای مخاطبین مبتدی و تازه‌کار مناسب است و به هیچ گونه پیش‌نیازی احتیاج ندارد. برای مشاهده فیلم آموزش مقدماتی برنامه نویسی سی‌شارپ C#‎ + کلیک کنید.
• آموزش برنامه نویسی جاوا Java (مدت زمان: ۱۹ ساعت و ۱۹ دقیقه، مدرس: دکتر سید مصطفی کلامی هریس): این دوره آموزشی جامع و کاربردی مخاطب را به طور کامل با زبان جاوا آشنا می‌کند و علاوه بر مباحث تئوری، شامل پیاده‌سازی هم هست. محیط موردنظر این آموزش برای پیاده‌سازی پروژه‌ها NetBeans IDE است. برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی جاوا Java + کلیک کنید.
• آموزش برنامه نویسی اندروید Android - مقدماتی (طول زمان: ۱۶ ساعت و ۸ دقیقه، مدرس: مهندس محمدمهدی علیزاده): در این آموزش، اصول برنامه نویسی اندروید در محیط اندروید استودیو ارائه شده است و علاوه بر آن، آشنایی با اجزای اصلی و فراخوانی آن‌ها در برنامه آموزش داده می‌شود و کمی به مباحث گرافیکی می‌پردازد. برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی اندروید Android - مقدماتی + کلیک کنید.
• آموزش جاوا اسکریپت JavaScript (مدت زمان: ۹ ساعت و ۸ دقیقه، مدرس: مهندس محمد عبداللهی): در این آموزش جامع و کاربردی، آموزش جاوا اسکریپت به صورت کامل ارائه شده است. پیش‌نیاز این آموزش، آشنایی با زبان‌های برنامه نویسی HTML و CSS محسوب می‌شود. این دوره آموزشی علاوه بر مباحث تئوری شامل پیاده‌سازی مثال نیز هست. برای مشاهده فیلم آموزش جاوا اسکریپت JavaScript + کلیک کنید.

• آموزش برنامه نویسی پی‌اچ‌پی PHP (طول زمان: ۲۹ ساعت و ۵ دقیقه، مدرس: دکتر سید مصطفی کلامی هریس): در این دوره آموزشی، تمامی نکات و مهارت‌های لازم برای ورود به دنیای برنامه نویسی و پیاده‌سازی دینامیکی وب به ساده‌ترین روش ممکن ارائه می‌شود. پیش‌نیاز آن، آشنایی با اصول و مبانی برنامه نویسی است. برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی پی‌اچ‌پی PHP + کلیک کنید.

برای مشاهده مجموعه آموزش برنامه نویسی + کلیک کنید.

برنامه نویسی علم داده

با وجود این که برنامه نویسی در علم داده بسیار مهم و حیاتی است، اما علم داده ترکیبی از روش‌های علمی، ریاضی و آمار، برنامه نویسی تخصصی، تجزیه و تحلیل پیشرفته و هوش مصنوعی (AI) به حساب می‌آید. علاوه بر این، علم داده حتی شامل گزارش‌هایی می‌شود که دانشمند داده باید از آن‌ها استفاده کند تا بینش‌های تجاری پنهان شده در داده‌ها را کشف کند و آن‌ها را برای ذینفعان شرح دهد. به عبارت دیگر، علم داده، روشی میان‌رشته‌ای به حساب می‌آید که بینش‌های عملی را از حجم زیادی از داده‌های جمع‌آوری شده و ایجاد شده توسط شرکت‌ها و سازمان‌ها استخراج می‌کند.

علم داده، مواردی مانند «آماده‌سازی داده‌ها» (Data Preparation) برای تجزیه و تحلیل، پردازش، تجزیه و تحلیل پیشرفته داده‌ها و ارائه نتایج برای پیدا کردن الگوها و توانمندسازی سازمان‌ها را برای نتیجه‌گیری آگاهانه شامل می‌شود. به عملیاتی مانند «پاکسازی» (Cleansing)، «جمع‌‌آوری و دستکاری داده‌ها» (Data Manipulation) که داده‌ها را برای انواع خاصی از پردازش آماده می‌کند، «آماده‌سازی داده» می‌گویند.

تجزیه و تحلیل داده‌ها به توسعه و استفاده از الگوریتم‌ها، تحلیل‌ها و مدل‌های هوش مصنوعی نیاز دارد. آنالیز داده‌ها از طریق نرم افزاری انجام می‌شود که داده‌ها را بررسی می‌کند تا الگوها کشف شوند. در گامی فراتر، الگوهای کشف شده به پیش‌بینی‌هایی تبدیل می‌شوند که به تصمیم‌گیری‌های تجاری کمک می‌کنند. دقت این پیش‌بینی‌ها باید از طریق تست‌های طراحی شده علمی و تجربیات ارزیابی شوند. نتایج باید از طریق استفاده ماهرانه از ابزارهای مصورسازی داده‌ها به اشتراک گذاشته شوند تا امکان کشف الگوها و درک روند آن‌ها برای همه فراهم شود.

در نتیجه، دانشمندان علم داده که به آن‌ها متخصصین علم داده نیز گفته می‌شود به علوم کامپیوتر و مهارت‌های علمی بیش‌تری، نسبت به یک تحلیل‌گر داده معمولی نیاز دارند. دانشمند داده باید بتواند کارهای زیر را انجام دهد:

• آن‌ها باید ریاضیات، آمار و روش‌های علمی را به کار ببرند.
• باید طیف گسترده‌ای از ابزارها و تکنیک‌ها را برای ارزیابی و آماده‌سازی داده‌ها استفاده کنند. این ابزارها و تکنیک‌ها از SQL گرفته تا داده کاوی و روش‌های «یکپارچه‌سازی داده» (Data Integration) را شامل می‌شوند.
• با استفاده از تجزیه و تحلیل پیش‌بینی و الگوریتم‌های هوش مصنوعی شامل یادگیری ماشین و مدل‌های یادگیری عمیق، بینش‌هایی از داده‌ها را استخراج کند.
• اپلیکیشن‌هایی بنویسند که پردازش و محاسبات داده‌ها را خودکار کنند.
• از طریق ارائه و نمایش شرح گزارش‌هایی، مفهوم نتایج حاصل شده از پیش‌بینی را به وضوح برای تصمیم‌گیرندگان و ذینفعان در هر سطحی از دانش و درک فنی منتقل کند.
• چگونگی استفاده از نتایج برای حل مشکلات تجاری را شرح دهد.

علم داده، ترکیبی از مهارت‌های استثنایی و بی‌نظیر است. به همین علت در دنیای امروزی، متخصصین علم داده به شدت مورد تقاضا هستند.

انواع زبان‌های برنامه نویسی علم داده

برای فعالیت در حوزه علم داده، ابزارها و زبان‌های برنامه نویسی بسیاری وجود دارد که نیاز است برنامه نویس بر آن‌ها تسلط داشته باشد. دانشمندان علم داده باید بتوانند برای ایجاد مدل‌ها، کدهایی بنویسند و اجرا کنند. سه زبان برنامه نویسی اصلی برای علم داده، زبان‌ پایتون، زبان برنامه نویسی R و «متلب» (Matlab) هستند.

آشنایی با SQL،‌ اسپارک (Spark)، Cloud ،Amazon Web Services، «تنسورفلو جاوا» (JavaTensorFlow)، هادوپ (Hadoop) و SAS از جمله مهارت‌های مورد تقاضا در حوزه علم داده به حساب می‌آیند. آشنایی با زبان‌های برنامه نویسی دیگر مانند جاوا، جاوا اسکریپت، اسکالا و سایر زبان‌ها نیز می‌تواند در علم داده مفید باشد.

از نظر متخصصین علم داده، ابزارهای منبع‌بازی که قابلیت‌های آماری، یادگیری ماشین و گرافیک از پیش‌ساخته شده را پشتیبانی می‌کنند یا در برمی‌گیرند، محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی و ابزارها در این حوزه به حساب می‌آیند. در ادامه سه زبان برنامه نویسی اصلی و کلیدی در علم داده معرفی شده‌اند.

زبان برنامه نویسی Python

پایتون یک زبان برنامه نویسی همه‌منظوره، شی‌گرا و سطح بالا محسوب می‌شود که خوانایی کدهای آن زیاد است. پایتون چندین کتابخانه برای پشتیبانی از کاربردهای علم داده دارد و یکی از بهترین زبان‌های برنامه نویسی برای علم داده به حساب می‌آید. پایتون دارای قابلیت‌های بی‌نظیری برای استفاده در علم ریاضی، آمار و کاربردهای علمی است.

زبان برنامه نویسی R

R، یک زبان برنامه نویسی منبع‌باز برای توسعه محاسبات آماری و گرافیکی محسوب می‌شود. این زبان نیز یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی بین متخصصین علم داده است. R، انواع گسترده‌ای از کتابخانه‌ها و ابزارها را برای پاکسازی و آماده‌سازی داده‌ها، مصورسازی، آموزش و ارزیابی یادگیری ماشین و الگوریتم‌های یادگیری عمیق ارائه می‌کند. همچنین از این زبان برنامه نویسی به طور گسترده‌ای بین دانشمندان و محققین علم داده استفاده می‌شود.

نرم افزار متلب

نرم افزار متلب (Matlab)، یک محیط محاسبات عددی «چند پارادایمی» (Multi Paradigm) برای پردازش اطلاعات ریاضی به حساب می‌آید. متلب نرم افزاری متن‌باز محسوب می‌شود که پیاده‌سازی توابع ماتریسی، الگوریتمی و مدل‌سازی داده‌ها را تسهیل می‌کند.

در علم داده از برنامه نویسی متلب برای شبیه‌سازی شبکه‌های عصبی و «نطق فازی» (Fuzzy Logic) استفاده می‌شود. با استفاده از کتابخانه‌های گرافیکی متلب، می‌توان مصورسازی قدرتمندی را به اجرا درآورد. علاوه بر این، از متلب در پردازش تصویر و پردازش سیگنال نیز استفاده می‌شود. این ویژگی‌ها، متلب را به ابزاری همه‌کاره برای دانشمندان علم داده تبدیل کرده است که به کمک آن می‌توانند تمام مسائل را از پاکسازی و تجزیه و تحلیل داده‌ها گرفته تا الگوریتم‌های پیشرفته‌تر یادگیری عمیق حل کنند.

سایر ابزارهای علم داده چه هستند؟

دانشمندان علم داده باید در به‌کارگیری پلتفرم‌های پردازش داده‌های بزرگ مانند Apache Spark و Apache Hadoop مهارت داشته باشند. آن‌ها همچنین باید روی طیف گسترده‌ای از ابزارهای مصورسازی داده‌ها مانند ابزارهای گرافیکی ساده همراه با اپلیکیشن‌های نمایش تجاری و صفحه گسترده (Spreadsheet)، ابزارهای مصورسازی تجاری ساخته شده برای تصمیم‌گیری مانند Microsoft PowerBI ،Tableau و ابزارهای منبع‌باز مانند D3.js و RAW Graphs تبحر داشته باشند.

در ادامه، بهترین ابزارهای علم داده فهرست شده‌اند و به آشنایی مختصر با آن‌ها پرداخته شده است.

مجموعه نرم افزاری SAS

یکی از ابزارهای علم داده است که به طور ویژه برای عملیات‌های آماری طراحی شده است. SAS، کتابخانه‌های آماری و ابزارهای زیادی را ارائه می‌کند که دانشمند علم داده می‌تواند با استفاده از آن‌ها داده‌های خود را مدل‌سازی و سازمان‌دهی کند.

موتور تحلیلی آپاچی اسپارک

«آپاچی اسپارک» (Apache Spark)، موتور تحلیلی قدرتمند و پرکاربردترین ابزار علم داده محسوب می‌شود. اسپارک به طور خاص برای پردازش دسته‌ای و «پردازش جریان داده‌ها» (Data Stream Processing) طراحی شده است. این نرم افزار APIهای زیادی دارد که به متخصصین علم داده، امکان دسترسی مکرر به داده‌ها برای وظایف یادگیری ماشین، ذخیره‌سازی در SQL و کارهای دیگر را می‌دهد.

آپاچی اسپارک توسعه‌ای نسبت به هادوپ محسوب می‌شود و ۱۰۰ برابر سریع‌تر از MapReduce عمل می‌کند. همچنین APIهای یادگیری ماشین زیادی دارد که به دانشمندان علم داده کمک می‌کند تا با داده‌های داده شده، پیش‌بینی‌های قدرتمندی انجام دهند.

پلتفرم BigML

یکی دیگر از ابزارهایی که به طور گسترده در علم داده استفاده می‌شود، BigML است. این ابزار، محیط GUI مبتنی بر ابر (Cloud-Based) و کاملاً تعاملی ارائه می‌کند که برای پردازش الگوریتم‌های یادگیری عمیق استفاده می‌شود. این ابزار، مختص مدل‌سازی پیش‌بینی است و انواع گسترده‌ای از الگوریتم‌های یادگیری ماشین مانند «خوشه‌بندی» (Clustering)، طبقه‌بندی و پیش‌بینی سری زمانی را استفاده می‌کند.

کتابخانه D3.js

در اصل، جاوا اسکریپت به عنوان یک زبان اسکریپت نویسی «سمت کاربر» (Client Side) استفاده می‌شود. D3.js، یک کتابخانه جاوا اسکریپت است که با APIهایی که دارد، امکان مصورسازی تعاملی داده‌ها را روی مرورگر وب میسر می‌کند.

نرم افزار اکسل

شرکت مایکروسافت، اساساً نرم افزار اکسل را برای محاسبات صفحه گسترده توسعه داد و امروزه به طور گسترده‌ای از آن برای پردازش داده‌ها، مصورسازی و محاسبات پیچیده استفاده می‌شود.

بسته مصورسازی داده ggplot2

این ابزار، یک مجموعه (Package) مصورسازی داده پیشرفته برای زبان برنامه نویسی R محسوب می‌شود. ggplot2 پرکاربردترین کتابخانه‌ای است که متخصصین علم داده برای مصورسازی داده‌‌های تحلیل شده، استفاده می‌کنند.

ابزار مصورسازی داده Tableau

Tableau، یک نرم افزار مصورسازی داده‌ها محسوب می‌شود که برای مصورسازی تعاملی داده‌ها با گرافیک‌های قدرتمندی بسته‌بندی شده است. تمرکز این نرم افزار روی صنایعی است که در زمینه هوش تجاری کار می‌کنند. مهم‌ترین جنبه Tableau، قابلیت تعامل آن با پایگاه داده‌ها، صفحات گسترده، OLAP (پردازش تحلیلی بر خط | Online Analytical Processing) و موارد دیگر است.

ابزار Jupyter Notebooks

Jupyter Notebooks ابزاری منبع‌باز و مبتنی بر IPython برای کمک به توسعه‌دهندگان در ساخت نرم افزارهای منبع‌باز و آزمایش محاسبات تعاملی است. Jupyter از زبان‌های مختلفی مانند پایتون، R و جولیا پشتیبانی می‌‌کند.

کتابخانه Matplotlib برای مصورسازی

Matplotlib کتابخانه‌ای برای مصورسازی و ترسیم به حساب می‌آید که برای زبان برنامه نویسی پایتون توسعه داده شده است. Matplotlib محبوب‌ترین ابزار برای ایجاد گراف‌هایی با داده‌های تجزیه و تحلیل شده است. اساساً برای رسم گراف‌های پیچیده از این کتابخانه استفاده می‌شود و با استفاده از نوشتن کدهای ساده می‌توان این گراف‌ها را ترسیم کرد.

به وسیله کتابخانه Matplotlib می‌توان رسم نمودارهای میله‌ای، هیستوگرام‌ها، نمودارهای پراکندگی و بسیاری از موارد دیگر را انجام داد.

جعبه ابزار پردازش زبان طبیعی NLTK

پردازش زبان طبیعی (Natural Language Processing) یکی از محبوب‌ترین حوزه‌های علم داده به حساب می‌آید. این حوزه با توسعه مدل‌های آماری سروکار دارد که به کامپیوترها کمک می‌کند تا زبان انسان را بفهمند. مدل‌های آماری نیز بخشی از یادگیری ماشین هستند و از طریق چندین الگوریتم آن می‌توانند به کامپیوترها کمک کنند تا زبان انسان را درک کنند. زبان پایتون دارای مجموعه‌ای از کتابخانه‌ها است که «NLTK» یا «مجموعه ابزار زبان طبیعی» (Natural Language Toolkit) نامیده می‌شوند و به منظور پردازش زبان طبیعی برای درک توسط کامپیوترها توسعه داده شده‌اند.

کتابخانه یادگیری ماشین پایتون Scikit-learn

کتابخانه‌ای مبتنی بر پایتون است که برای پیاده‌سازی الگوریتم‌های یادگیری ماشین استفاده می‌شود. این کتابخانه از ویژگی‌های مختلفی مانند پیش‌پردازش، طبقه‌بندی، رگرسیون (Regression)، خوشه‌بندی، کاهش ابعاد و موارد دیگر پشتیبانی می‌کند.

TensorFlow

تنسورفلو (TensorFlow)، ابزار استانداردی برای الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشین است. همچنین به علت توانایی پردازش بالایی که دارد در کاربردهای مختلفی از جمله بازشناسی گفتار (Speech Recognition | تشخیص گفتار)، طبقه‌بندی تصویر، کشف دارو (Drug Discovery)، «تولید زبان» (Language Generation) و تصویر و موارد دیگر کاربرد دارد. Tensorflow، برای دانشمندان علم داده که به صورت تخصصی در حوزه یادگیری ماشین فعالیت می‌کنند، ابزاری ضروری محسوب می‌شود.

نرم افزار Weka

وکا (Weka)، یک نرم افزار یادگیری ماشین به حساب می‌آید که با زبان جاوا نوشته شده است. این نرم افزار، مجموعه‌ای از الگوریتم‌های یادگیری ماشین مختلف برای داده کاوی محسوب می‌شود. همچنین، این نرم افزار ابزارهای مختلفی از یادگیری ماشین مانند طبقه بندی، رگرسیون، خوشه‌بندی، مصورسازی و آماده‌سازی داده‌ها را در برمی‌گیرد. در ادامه پس از آشنایی با انواع ابزارها و زبان‌های برنامه نویسی علم داده، به آشنایی با انواع برنامه نویسی بازی‌های کامپیوتری و زبان‌های مرتبط با این حوزه پرداخته می‌شود.

انواع برنامه نویسی بازی های کامپیوتری

یکی از جذاب‌ترین حوزه‌های برنامه نویسی، ساخت بازی‌های کامپیوتری است. برنامه نویسی و توسعه بازی ویدیویی، نوعی از برنامه نویسی است که نتیجه آن یک نرم افزار بازی کامپیوتری خواهد بود. این به معنای نوشتن کدهایی است که محیط، کاراکترها و اقداماتی را ایجاد می‌کند که در نهایت، کاربر می‌تواند آن‌ها را ببیند.

در توسعه بازی، مراحل عمومی وجود دارد که در بسیاری از پروژه‌های بازی دنبال می‌شوند. این مراحل شامل پیدا کردن ایده، طراحی بازی، ساخت بازی، آزمایش آن، نهایی‌سازی بازی و انتشار آن است. انواع مختلفی از بازی وجود دارد که می‌توان آن‌ها را ایجاد کرد. بازی‌های دو بعدی (2D)، سه بعدی (3D)، بازی‌های گوشی‌های همراه، واقعیت مجازی و «واقعیت افزوده» (Augmented Reality) از جمله رایج‌ترین انواع بازی محسوب می‌شوند.

انواع ابزارهای برنامه نویسی بازی های کامپیوتری چه هستند؟

ابزارهای مختلفی برای توسعه بازی‌های کامپیوتری وجود دارد که متداول‌ترین آن‌ها استفاده از «موتور بازی‌سازی» (Game Engine) است. در این بخش، بهترین ابزارهای برنامه نویسی بازی به صورت سطح‌بندی شده معرفی شده‌اند.

نرم افزارهای ساخت بازی برای افراد مبتدی

در این بخش برخی از نرم افزارهای بازی‌سازی مناسب برای افراد مبتدی و حتی کودکان فهرست و معرفی شده‌اند:

• Construct: کانستراکت، ابزاری مبتنی بر بلوک برای توسعه بازی است که به نصب نیازی ندارد و مستقیماً از مرورگر اجرا می‌شود. این نرم افزار برای توسعه بازی‌های دو بعدی مناسب است.
• GameMaker Studio: این ابزار، یک موتور بازی‌سازی است که «رابط» (Interface) ساده‌ای دارد. با کشیدن و رها کردن (Drag-And-Drop) ساده و گزینه‌های محیط کاری، بازی را برای پلتفرم‌های مختلف خروجی می‌دهد. با این نرم افزار، می‌توان بازی‌هایی را برای پلتفرم‌های دسکتاپ، وب، موبایل و کنسول ایجاد کرد. همچنین گزینه‌ای عالی برای افراد مبتدی محسوب می‌شود و فهرستی از ابزارها مانند «پوست‌دهی» (Skinning)، «داکینگ» (Docking)، ویرایشگر شی و ویرایشگر اسکریپت را شامل می‌شود.
• AppGameKit: ابزاری است که برای ساخت سریع بازی تلفن همراه توسعه‌یافته است. AppGameKit برای ایجاد بازی‌های دو بعدی و سه بعدی و اپلیکیشن‌های چند پلتفرمی مناسب است. این موتور بازی‌سازی ویژگی‌هایی از قبیل سیستم کشیدن و رها کردن، ویرایشگر کاملاً یکپارچه، اجرای (Render) Vulcan و OpenGL، ویرایشگر صحنه، ویرایشگر صدا و موسیقی و موارد دیگر را در بر می‌گیرد.
• Stencyl: یکی از ابزارهایی به حساب می‌آيد که می‌توان با استفاده از آن بازی‌سازی را از طریق کشیدن و رها کردن عناصر موجود در آن بازی انجام داد.

نرم افزارهای ساخت بازی برای توسعه دهندگان سطح متوسط

بهترین نرم افزار برنامه نویسی بازی های کامپیوتری برای توسعه‌دهندگان سطح متوسط به شرح زیر هستند:

• Godot: در این ابزار از زبان برنامه نویسی مخصوصی با نام GDScript استفاده می‌شود. همچنین از زبان ++C# ،C و اسکریپت نویسی بصری پشتیبانی می‌کند. این ابزار کاملاً منبع‌باز و رایگان است که برای ساخت بازی‌های 2D و 3D کاربرد دارد. Godot از معماری مبتنی بر گره برای ساده‌سازی رابط کاربری خود استفاده می‌کند و سیستم کشیدن و رها کردن عناصر را برای ساخت بازی ارائه می‌دهد که توسط طراحان بازی ویدیویی برای عناصر رابط کاربری، آیتم‌ها، اسپرایت‌ها (Sprite) و دیگر اجزای بازی استفاده می‌شود.
• RPG Maker: این ابزار، یکی دیگر از نرم افزارهای مناسب برای افرادی است که مهارت کدنویسی کمی دارند. RPG Maker، یک سازنده بازی «نقش‌آفرینی» (Role-Playing) به حساب می‌آید که در آن برای ایجاد بازی نیازی به مهارت‌های برنامه نویسی وجود ندارد. با استفاده از این نرم افزار می‌توان بدون هیچ تجربه کدنویسی برای چندین پلتفرم ویندوز، Mac ،IOS و اندروید بازی ساخت.

نرم افزارهای ساخت بازی سه بعدی برای توسعه دهندگان سطح پیشرفته

در این بخش به معرفی بهترین نرم افزارهای ایجاد بازی 3D برای افراد حرفه‌ای پرداخته شده است. در ادامه، برخی از محبوب‌ترین نرم افزارهای بازی‌سازی پیشرفته فهرست شده‌اند:

• CryEngine: این نرم افزار، یک برنامه توسعه بازی چند پلتفرمی است که همچنان در ساخت بازی تیراندازی اول شخص شهرت دارد. علاوه بر این، CryEngine ویژگی Sandbox را ارائه می‌دهد که باعث ایجاد فریم‌ورکی شده تا توسعه‌دهنده بتواند هر آن چیزی را که می‌بیند با چند حرکت و به راحتی بسازد. Sandbox حاوی پشتیبانی FBX، «طراحی سطح بصری» (Intuitive)، سیستم اسکریپت نویسی «گراف جریان» (Flowgraph) و ویرایشگر Material Editor است. همچنین امکان به کارگیری روش‌های پیشرفته هوش مصنوعی، ابزار انیمیشن‌سازی سفارشی با Parametric Skeletal Animation ،Character Technology و موارد دیگر نیز در CryEngine وجود دارد که منجر به ساخت بازی‌هایی با جلوه واقعی‌تر می‌شود.
• Unity: بازی‌های ساخته شده با یونیتی روی میلیاردها دستگاه نصب شده‌اند. به همین علت، یونیتی یکی از بهترین موتورهای بازی‌سازی محسوب می‌شود. این موتور بازی‌سازی، ابزارهای کارآمدی دارد و عملکرد قوی سیستم‌های واقعیت مجازی (VR)، قابلیت‌های ساخت بازی AR و رندرگیری با کیفیت بالا که از قابلیت‌های رندرگیری رو به جلو و معوق (Deferred|تأخیردار) پشتیبانی می‌کند، باعث محبوبیت بیش‌تر یونیتی شده‌اند. برای برنامه نویسی در موتور بازی‌سازی یونیتی، آشنایی با زبان برنامه نویسی #C مورد نیاز است. همچنین با استفاده از Prefab یونیتی می‌توان نمونه‌های جدیدی ایجاد، تنظیم و ذخیره کرد. Unity از رابط سیستم دوربین هوشمند Cinemachine و قابلیت‌های فتوگرامتری برای تبدیل راحت عکس‌ها و ویدیوها به عناصر بازی استفاده می‌کند.
• Unreal Engine: بسیاری از افراد در صنعت و استودیوهای پیشگام، آنریل انجین را بهترین فضای نرم افزاری طراحی بازی به خصوص برای بازی‌های AAA می‌دانند. بازی‌های AAA، آن دسته از بازی‌هایی هستند که توسط ناشران سطح متوسط به بالا تولید و توزیع شده‌اند. همچنین، معمولاً برای این نوع از بازی‌ها، بودجه‌های توسعه و بازاریابی بیش‌تری صرف شده است. یکی از دلایلی که با وجود یادگیری نسبتاً سخت آنریل، باعث محبوبیت این پلتفرم توسعه بازی شده است، موتور فیزیکی آن محسوب می‌شود. این ویژگی به توسعه‌دهندگان امکان ارائه تصاویر واقعی باورنکردنی را می‌دهد. پیش‌نیاز برنامه نویسی در موتور بازی‌سازی Unreal Engine، آشنایی با ++C است.
• Amazon Lumberyard: یک مجموعه توسعه بازی کاملاً رایگان به حساب می‌آید که حتی به خرید مجوز تجاری یا پرداخت حق امتیاز برای کنسول یا بازی‌های موبایل نیازی ندارد. این نرم افزار تحت اختیار آمازون است و تنها شرط این شرکت برای سازندگان این است که در صورت استفاده از فضای ابری برای برپایی میزبانی چندنفره، سرویس ابری باید AWS آمازون را خریداری کنند. Amazon Lumberyard مبتنی بر CryEngine است، بنابراین طراح بازی برای توسعه مکانیک‌های برتر بازی و ساخت بازی‌هایی برای IOS، اندروید، Xbox One، پلی‌استیشن ۴ و PC می‌تواند به قابلیت CryEngine تکیه کند. همچنین، مولفه‌ای گرافیکی در آن ارائه شده است که با استفاده از سایه‌سازی، نورپردازی پویا، ابزارهای پوشش گیاهی و موارد دیگر، تصاویر خیره‌کننده‌ای ایجاد می‌شود.

از بین ابزارهای ذکر شده، یونیتی و آنریل انجین از جمله محبوب‌ترین موتورهای بازی‌سازی محسوب می‌شوند.

انواع مشاغل در تیم برنامه نویسی بازی

در این بخش به معرفی انواع مشاغل در تیم برنامه نویسی بازی پرداخته شده است. در ادامه هر یک از انواع مشاغلی فهرست شده‌اند که در حوزه برنامه نویسی بازی‌های کامپیوتری وجود دارند:

• تولیدکننده بازی
• ناشر بازی
• تیم توسعه بازی
• طراح بازی
• آرتیست بازی
• برنامه نویس بازی
• طراح سطح بازی
• مهندس صدا
• آزمایش‌گر بازی

تیم توسعه بازی

توسعه‌دهندگان می‌توانند شامل گروه‌های کوچکی باشند که بازی‌های مشتری‌های خود را می‌سازند یا صدها کارمند و حتی بیش‌تر که چندین بازی بزرگ را تولید می‌کنند. شرکت‌ها وظایف توسعه بازی خود را به نقش‌هایی تقسیم می‌کنند. هر تیم توسعه می‌تواند چندین عضو داشته باشد و ممکن است که بعضی از اعضای تیم بیش از یک نقش را به عهده بگیرند. بسته به محدوده بازی، تعداد اعضا می‌تواند بین ۳ تا ۱۰۰ نفر یا حتی بیش‌تر باشد. بیش‌ترین تعداد را در تیم‌های توسعه، آرتیست‌های بازی تشکیل می‌دهند، پس از آن‌ها، برنامه نویس‌ها، سپس طراحان و در نهایت متخصصین صدا هستند، بین یک تا سه تولیدکننده هم در نقش‌های مدیریتی فعالیت خواهند داشت.

بسیاری از تیم‌ها یک نویسنده اختصاصی ماهر در زمینه نوشتن بازی ویدیویی دارند. این موقعیت‌های شغلی به صورت تمام وقت هستند و موقعیت‌های شغلی دیگری مانند آزمایش‌کنندگان، ممکن است فقط به صورت پاره وقت وجود داشته باشند. استفاده از پیمان‌کاران برای طراحی، برنامه نویسی و نویسندگی در صنعت امر رایج و استانداردی به حساب می‌آید. میزان حقوق برای این موقعیت‌ها بسته به دو فاکتور تجربه و محل کار کارمند متفاوت است. یک تیم توسعه شامل نقش‌ها یا رشته‌هایی است که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود. حال در ادامه هر یک از انواع مشاغل حوزه بازی سازی به اختصار شرح داده شده‌آند.

تولید کننده بازی

دو نوع تولید کننده بازی اخلی و خارجی وجود دارد. تولیدکننده‌ داخلی، تیم توسعه را مدیریت می‌کند. همچنین وظایف دیگری مانند برنامه‌ریزی، گزارش روند، استخدام و تعیین وظیفه کارمندان و موارد دیگر را به عهده دارد. تولیدکننده‌ای که برای ناشر کار می‌کند به عنوان تولیدکننده خارجی شناخته می‌شود و بر پیشرفت پروژه و بودجه اختصاص داده شده برای توسعه‌دهندگان و سایر موارد نظارت دارد.

مسئولیت‌های تولیدکنندگان مواردی مانند روابط عمومی، مذاکرات عقد قرارداد، ارتباط بین کارمندان و سهامداران، برنامه‌ریزی و نگهداری از بودجه، تضمین کیفیت، مدیریت آزمون بتا و بومی‌سازی را شامل می‌شود. این نقش ممکن است به عنوان مدیر پروژه یا سرپرست پروژه نیز شناخته شود.

ناشر بازی

ناشر بازی ویدیویی، شرکتی است که بازی‌های را ویدیویی منتشر می‌کند. این بازی‌ها یا به صورت داخلی منتشر می‌ؤوند یا توسط یک توسعه‌دهنده بازی‌های ویدیویی ساخته شده‌اند. ناشران بازی‌های ویدیویی نیز مانند ناشران کتاب و ناشران فیلم‌های DVD در برابر نگهداری و بازاریابی محصول خود شامل تحقیقات بازاریابی و تمام جنبه‌های تبلیغات مسئول هستند.

ناشران معمولاً توسعه پروژه را از لحاظ مالی تأمین می‌کنند. گاهی اوقات با پرداخت هزینه به یک توسعه‌دهنده بازی‌های ویدیویی (توسعه دهنده خارجی) و برخی اوقات با پرداخته هزینه به کارمندان داخلی، توسعه‌دهندگان به نام استودیو این کار را انجام می‌دهند. بنابراین، آن‌ها معمولاً IP بازی را هم دارند. ناشران بزرگ بازی‌های ویدیویی نیز بازی‌‌های منتشر شده را توزیع می‌کنند در حالی که برخی از ناشران کوچک‌تر برای توزیع بازی‌هایی که منتشر کرده‌اند، شرکت‌های توزیع (یا ناشران بازی‌های ویدیویی بزرگ‌تر) را استخدام می‌کنند. اقدامات دیگری که معمولاً توسط ناشر انجام می‌شود در ادامه ذکر شده است:

• تصمیم‌گیری و پرداخت هزینه برای هر مجوزی که ممکن است بازی از آن استفاده کند.
• پرداخت هزینه برای بومی‌سازی
• طرح‌بندی، چاپ و احتمالاً نوشتن دفترچه راهنمای کاربر
• ایجاد عناصر طراحی گرافیکی مانند طراحی جعبه

ممکن است که ناشران بزرگ از طریق ارائه خدماتی مانند طراحی صدا و بسته‌های کد برای قابلیت‌های همیشگی موردنیاز، تلاش کنند تا کارایی را در تمام تیم‌های توسعه داخلی و خارجی خود افزایش دهند. از آن‌جایی که ناشر معمولاً توسعه را از جنبه مالی تأمین می‌کند، معمولاً سعی دارد که ریسک توسعه را با اعضایی از تولیدکنندگان یا مدیران پروژه، مدیریت کند تا روی پیشرفت توسعه‌دهنده نظارت داشته باشد.

طراح بازی کیست؟

«طراح بازی» (Game Designer)، شخصی است که گیم پلی، تصور کردن، طراحی نقش‌ها و ساختار یک بازی را طراحی می‌کند. تیم‌های توسعه معمولاً یک طراح ارشد دارند که کار طراحان دیگر را هماهنگ می‌کند. آن‌ها آینده‌نگر اصلی بازی هستند. یکی از نقش‌های طراح، نویسندگی است که گاهی اوقات به صورت پاره وقت برای درک داستان بازی، «مکالمه» (Dialogue)، تفسیر، روایت صحنه رویداد، مجله، محتوای بسته‌بندی بازی‌های ویدیویی، سیستم راهنمایی و موارد دیگر به کار می‌رود. در پروژه‌های بزرگ‌تر، اغلب اوقات طراحانی جداگانه برای قسمت‌های مختلف بازی مانند مکانیک بازی، رابط کاربری، کاراکترها، مکالمه، گرافیک و موارد دیگر وجود دارد.

آرتیست بازی کیست؟

آرتیست (Artist) بازی یک هنرمند بصری است که طرح بازی ویدیویی را ایجاد می‌کند. تولید طرح، معمولاً توسط مدیر طرح یا سرپرست طرح، نظارت می‌شود و از دنبال شدن دیدگاه اطمینان حاصل می‌کند. سرپرست طرح، مسئولیت مدیریت تیم طرح را به عهده دارد و برنامه ریزی و هماهنگی را در تیم توسعه انجام می‌‌دهد.

ممکن است که کار آرتیست، ساخت طرح دو بعدی یا سه بعدی باشد. آرتیست‌های دو بعدی می‌توانند، طرح کلی اسپرایت‌ها، بافت‌ها، پس‌زمینه‌های محیطی یا تصاویر زمینه و رابط کاربری را تولید کنند. آرتیست‌های سه بعدی هم می‌توانند مدل‌ها یا مش‌ها، انیمیشن، محیط سه بعدی و متحرکی را بسازند. گاهی اوقات نیز آرتیست‌ها هر دو نقش شغلی را به عهده دارند.

برنامه نویس بازی

برنامه نویس بازی، مهندس نرم افزاری است که عمدتاً بازی‌های ویدیویی یا نرم افزارهای مرتبط (مانند ابزارهای توسعه بازی) را توسعه می‌دهد. توسعه پایگاه «کد بازی» (Codebase)، توسط برنامه نویس‌ها انجام می‌شوند. پایگاه کد بازی، مجموعه‌ای از کد منبع است که برای ساخت یک سیستم نرم افزاری، برنامه کاربردی یا مولفه نرم افزاری خاص به کار می‌رود. در تیم‌های توسعه معمولاً یک تا چند برنامه نویس ارشد وجود دارد که پایگاه کد شروع بازی و را پیاده‌سازی کرده و توسعه آینده بازی را بررسی می‌کند. همچنین ماژول‌های خاصی را به برنامه نویس تخصیص می‌دهد. وظایف زمینه‌های برنامه نویسی خاص در ادامه ذکر شده‌اند:

• فیزیک: برنامه نویسی موتور بازی، شامل شبیه‌سازی فیزیکی، برخورد، حرکت جسم و موارد دیگر
• هوش مصنوعی: ساخت عوامل کامپیوتری با استفاده از تکنیک‌های هوش مصنوعی بازی، مانند اسکریپت نویسی، برنامه‌ریزی، تصمیم‌های مبتنی بر قانون و روش‌های دیگر
• گرافیک: مدیریت استفاده از محتوای گرافیکی و ملاحظات حافظه، تولید موتور گرافیکی، ادغام مدل‌ها و بافت‌ها برای انجام کار به موازات موتور فیزیک
• صدا: ادغام موسیقی، گفتار و افکت صداها در موقعیت‌ها و زمان‌های مناسب
• گیم پلی: پیاده‌سازی قوانین و ویژگی‌های بازی‌های مختلف (گاهی اوقات به آن همه فن حریف (Generalist) نیز گفته می‌شود)
• اسکریپت نویسی: توسعه و نگهداری سیستم فرمان سطح بالا برای انجام کارهای مختلف در بازی مانند هوش مصنوعی، محرک‌های (Trigger) ویرایشگر سطح و امور دیگر
• رابط کاربری: تولید عناصر رابط کاربری مانند منوهای گزینه (Option)، HUDها (نوار وضعیت | Status Bar)، سیستم‌های بازخورد (Feedback) و راهنما
• پردازش ورودی: پردازش و همبستگی سازگاری دستگاه‌های ورودی مختلف مانند صفحه کلید، ماوس، گیم‌پد و دستگاه‌های دیگر
• ارتباطات شبکه: مدیریت ورودی‌ها و خروجی‌های داده‌ها برای گیم پلی اینترنتی و محلی
• ابزارهای بازی: تولید ابزارهایی برای همراهی با توسعه بازی به خصوص برای طرحان و اسکریپت نویس‌ها

طراح سطح بازی

طراح سطح، شخصی است که با استفاده از مجموعه خاصی از برنامه‌ها، سطوح، چالش‌ها یا ماموریت‌هایی را برای بازی‌های ویدیویی ایجاد می‌کنند. این برنامه‌ها ممکن است به صورت برنامه‌های طراحی دو بعدی یا سه بعدی تجاری یا ویرایشگرهای سطح ویژه طراحی شده و سطح مناسب برای یک بازی خاص در دسترس باشند.

طراحان سطح با نسخه‌های کامل و ناقص بازی کار می‌کنند. برنامه نویس‌های بازی معمولاً ویرایشگرهای سطح و ابزارهای طراحی را برای استفاده طراحان تولید می‌کنند. این امر نیاز طراحان به دسترسی یا تغییر کد بازی را رفع می‌کند. برای محیط‌های تعاملی یا هوش مصنوعی، ممکن است که ویرایشگرهای سطح به زبان اسکریپت نویسی سطح بالای سفارشی نیاز پیدا کنند. برخلاف ابزارهای ویرایش سطحی که گاهی اوقات در دسترس عموم قرار می‌گیرند، طراحان سطح اغلب با مکان‌نماها و نمونه‌های اولیه کار می‌کنند تا پیش از تکمیل کار طراحی مورد نیاز، یکپارچگی و چیدمان واضح داشته باشند.

مهندس صدا 

مهندسان صدا، متخصصان فنی هستند که مسئولیت جلوه‌های صوتی و موقعیت‌یابی صدا را به عهده دارند. همان‌طور که در تیم صدای بازی Returnal در PlayStation Studios Creative Arts رخ داد، آن‌ها گاهی اوقات در ایجاد بازخورد لامسه‌ای هم نقش دارند. همچنین گاهی روی صداپیشگی و ایجاد امتیازهای صوتی دیگر نظارت می‌کنند. آهنگسازانی که امتیاز موسیقی یک بازی را ایجاد می‌کنند، تیم صدای بازی را هم تشکیل می‌دهند. اگرچه، اغلب انجام این کار به اشخاص دیگری واگذار می‌شود.

آزمایش کننده بازی

تضمین کیفیت برنامه، توسط آزمایش‌کننده بازی پیگیری می‌شود. آزمایش‌کننده بازی، بازی‌های ویدیویی را تجزیه و تحلیل می‌کند تا عیب‌های نرم افزار را به عنوان بخشی از کنترل کیفیت اثبات کنند. تست بازی، زمینه‌ای بسیار فنی محسوب می‌شود که به تخصص محاسباتی و صلاحیت تحلیلی نیاز دارد.

آزمایش‌کنندگان مطمئن می‌شوند که بازی در طراحی پیشنهادی قرار می‌گیرد. این کار، آزمایش تمام ویژگی‌ها، سازگاری، بومی‌سازی و موارد دیگر را شامل می‌شود. اگر چه انجام آزمایش در کل فرآیند توسعه ضروری است ولی به علت گران بودن آن، گاهی اوقات فقط برای تکمیل پروژه به طور فعال استفاه می‌شود.

انواع زبان‌های برنامه نویسی و کاربرد آن ها کدامند؟

انواع زبان‌های برنامه نویسی را می‌توان به روش‌های مختلفی دسته‌بندی کرد. یکی از انواع روش‌های دسته‌بندی زبان‌های برنامه نویسی به «پارادایم‌های برنامه نویسی» مشهور است که مثلاً شامل برنامه نویسی رویه‌ای، تابعی، شی‌گرا و سایر موارد می‌شود.

یک روش دیگر برای دسته‌بندی انواع زبان‌های برنامه نویسی هم می‌تواند تفکیک آن‌ها بر اساس سطح باشد. یعنی به طور کلی می‌توان انواع زبان‌های برنامه نویسی را در دو دسته زبان‌های سطح بالا و سطح پایین قرار داد. اما در یک رویکرد کلی می‌توان گفت که زبان‌های برنامه نویسی به ۵۰ نوع مختلف قابل تقسیم هستند که هر یک از آن‌ها در ادامه فهرست شده‌اند:

انواع اصلی زبان‌های برنامه نویسی

در این بخش هر یک از انواع اصلی و مهم برنامه نویسی یا همان پارادایم‌های اصلی برنامه نویسی شرح داده شده‌اند. ابتدا به توصیف زبان‌های برنامه نویسی رویه‌ای پرداخته شده است.

زبان برنامه نویسی رویه ای

«زبان برنامه نویسی رویه‌ای» (Procedural Programming) برای اجرای دنباله‌ای از عبارت‌هایی به کار می‌رود که منجر به یک نتیجه می‌شوند. به طور معمول، این نوع از زبان‌های برنامه نویسی، چندین متغیر، حلقه‌های سنگین و عناصر دیگری را استفاده می‌کند که آن‌ها را از زبان‌های برنامه نویسی تابعی (Functional) متمایز می‌کند. توابع زبان رویه‌ای ممکن است متغیرها را به غیر از مقدار بازگشتی تابع مثل چاپ کردن اطلاعات، کنترل کنند.

زبان برنامه نویسی تابعی

زبان برنامه نویسی تابعی معمولاً از ذخیره‌سازی داده‌ها استفاده می‌کند و اغلب در آن به جای حلقه‌ها از «توابع بازگشتی» (Recursive Functions) استفاده می‌شود. تمرکز اصلی برنامه نویسی تابعی روی مقادیر بازگشتی توابع است. همچنین زبان‌های تابعی معمولاً ساده‌تر هستند و با استفاده از آن‌ها می‌توان به راحتی به مسائل تجریدی (انتزاعی|Abstract) در برنامه نویسی اشاره کرد. به هر حال،‌ آن‌ها از زبان ماشین هم دورتر هستند و مدل برنامه نویسی آن‌ها، درک دقیق برنامه را برای انسان سخت می‌کند، اما کد به زبان ماشین رمزگشایی می‌شود.

زبان برنامه نویسی شی گرا

این زبان برنامه نویسی، همه چیز را به عنوان گروهی از اشیاء می‌بیند که دارای داده‌های داخلی و دسترسی خارجی به بخش‌هایی از آن داده‌ها است. هدف زبان برنامه نویسی شی گرا (Object Oriented Programming | OOP)، این است که کدها را به مجموعه ای از اشیاء تفکیک کند و خدماتی ارائه دهد که برای حل مشکلی خاص مورد استفاده قرار گیرد.

«کپسوله سازی» (Encapsulation)، یکی از اصول اصلی برنامه نویسی شی گرا محسوب می‌شود و به این معناست که هر چیزی که یک شی نیاز دارد، باید در داخل شی وجود داشته باشد. همچنین این زبان به قابلیت استفاده مجدد از طریق «وراثت» (Inheritance) و «چندریختی» (Polymorphism) متکی است.

زبان برنامه نویسی اسکریپت نویسی

این زبان‌های برنامه نویسی اغلب رویه‌ای هستند و می‌توانند شامل عناصر زبان‌های شی‌گرا نیز باشند، اما در دسته‌بندی مخصوص خود قرار می‌گیرند، زیرا معمولاً زبان‌های برنامه‌نویسی کاملی نیستند که از توسعه سیستم‌های بزرگ پشتیبانی کنند. برای مثال، زبان برنامه نویسی اسکریپت نویسی (Scripting Programming)، معمولاً نمی‌توانند نوع زمان کامپایل را چک کنند.

زبان برنامه نویسی منطقی

زبان‌های «برنامه نویسی منطقی» (Logic Programming) به برنامه‌نویس‌ها امکان می‌دهند که «عبارات اعلانی» (Declarative) ایجاد کنند. سپس به ماشین اجازه می‌دهند درباره پیامدهای آن گزاره استدلال کنند. به عبارت دیگر، این زبان به کامپیوترها نمی‌گوید چگونه کاری را انجام دهند، بلکه محدودیت‌هایی را در مورد انجام کارها، اعمال می‌کند.

انواع زبان‌های برنامه نویسی از لحاظ سطح

انواع مختلفی از زبان‌های کد نویسی وجود دارد. به مرور زمان، زبان‌های برنامه نویسی مختلفی ارائه شد که علت آن زبان اصلی مورد استفاده کامپیوترها به حسب می‌آید. کامپیوترها به زبان صفر و یک صحبت می‌کنند که درک آن برای انسان‌ها بسیار سخت است.

انسان‌ها به نوعی زبان میانی نیاز دارند تا بتوانند با استفاده از آن دستورات کارآمدی را به رایانه‌ها در مدت زمان معقول بدهند. از آن‌جایی که همه زبان‌های برنامه نویسی فقط میانی هستند، انواع زیادی از زبان‌های برنامه نویسی وجود دارد که سطوح مختلفی از عملکرد را فراهم می‌کنند. اولین عاملی که در سازماندهی این زبان‌ها در نظر گرفته می‌شود، سطح بالا (Low-Level) یا سطح پایین (High-Level) است.

زبان برنامه نویسی سطح بالا یعنی چه ؟

زبان‌های کدنویسی سطح بالا، سطح بالاتری از انتزاع (تجرید|Abstraction) دارند. انتزاع به معنی این است که آن زبان‌ها به زبان انسان نزدیک‌تر و از کد ماشین دورتر هستند، پس برای انسان قابل درک‌ترند. یادگیری و استفاده از زبان‌های سطح بالا آسان‌تر است، اما معمولاً قابلیت و کنترل مستقیم کمتری را روی رایانه ارائه می‌دهند.

زبان‌های برنامه نویسی سطح بالا غالباً خودکارتر هستند در واقع ان‌جا است که یک فرمان برنامه نویسی، بسیاری از کارهای پیش برنامه‌ریزی شده را انجام می‌دهد تا برنامه نویسی آسان‌تر و کارآمدتری را ایجاد کند. علاوه بر این، زبان‌های سطح بالا به مدیریت حافظه و مدیریت حافظه پردازنده نیاز ندارند. این زبان‌ها به طور مستقیم برای ماشین قابل درک نیستند و باید به کدهای سطح پایین تبدیل شوند که به آن ترجمه کد می‌گویند. سپس کدهای سطح پایین به دست آمده روی ماشین اجرا می‌شوند.

زبان‌های برنامه نویسی سطح بالا کدامند ؟

این زبان برنامه نویسی بسیار به زبان انسان نزدیک است و دستورهای آن به مکالمات انسانی شباهت دارد. زبان برنامه نویسی C به عنوان مادر بسیاری از زبان‌های دیگر محسوب می‌شود، زیرا زبان‌های سطح بالای زیادی از آن مشتق شده‌اند. برخی از زبان‌های سطح بالا و محبوب مشتق شده از آن، روبی، سی‌شارپ، R، جاوا اسکریپت (Javascript)، پایتون، PHP و جاوا به حساب می‌آیند.

زبان برنامه نویسی سطح پایین یعنی چه ؟

زبان‌های برنامه نویسی سطح پایین، سطح کم‌تری از انتزاع دارند و برعکس زبان‌های سطح بالا هستند. این نوع از زبان‌های کدنویسی به کد باینری نزدیک‌ترند و با زبان انسانی بیش‌تر فاصله دارند. زبان‌های سطح پایین، نزدیک به سخت افزار اجرا می‌شوند به همین علت در نوشتن کدها باید به جزئيات سخت افزاری مانند مدیریت حافظه، فراخوانی اطلاعات از حافظه پردازنده و موارد دیگر هم توجه شود.

یادگیری و استفاده از زبان‌های برنامه نویسی سطح پایین سخت‌تر است، اما کارآمدی و کنترل بیش‌تری را روی کامپیوتر ارائه می‌دهند. این نوع از زبان به برنامه نویس‌ها اجازه می‌دهد تا نرم افزار کامپیوتری کارآمدتر و دقیق‌تری ایجاد کنند.

زبان ماشین چیست ؟

در این بخش برای درک بهتر سطوح انواع برنامه نویسی ، مروری بر مفهوم ماشین صورت گرفته است. زبان سطح ماشین از مجموعه‌ای شامل دستورالعمل‌ تشکیل شده است که به شکل اعداد باینری صفر و یک هستند. بنابراین دستورالعمل‌هایی که به کامپیوترها داده می‌شوند فقط می‌توانند در کدهای باینری ارائه شوند. ایجاد یک برنامه در زبان سطح ماشین، کار بسیار سختی است، زیرا نوشتن کدهای زبان ماشین برای برنامه نویس‌ها آسان نیست و به همین علت می‌تواند بسیار خطاپذیر باشد. همچنین پایداری کدهای زبان ماشین بسیار زیاد است. کد زیر نمونه‌ای از کد ماشین به حساب می‌آید:

۰۱۱۰۰۱۰۱  ۱۰۱۱۰۰۱۰

زبان برنامه نویسی اسمبلی چیست ؟

در این بخش از مقاله آموزشی انواع برنامه نویسی به مفهوم زبان اسمبلی و نحوه اجرای آن پرداخته می‌شود. زبان اسمبلی، زبان سطح پایینی به حساب می‌آید که یک سطح بالاتر از زبان ماشین محسوب می‌شود. دستورالعمل‌های این زبان برای انسان قابل خواندن ولی درک روند اجرای برنامه سخت است. به عبارت دیگر، این زبان دستورهای بسیار نزدیکی به کد ماشین و سخت افزار دارد و قابلیت درک آن برای انسان کم است.

کدهای زبان اسمبلی نسبت به زبان ماشین خوانایی بیش‌تری دارند و درک و تحلیل آن در برنامه‌هایی با تعداد خط کد زیاد، راحت‌تر است. برای کسب اطلاعات بیش‌تر در خصوص زبان اسمبلی و کاربردهای آن، مطالعه مقاله زیر پیشنهاد می‌شود:

• مقاله پیشنهادی: کاربرد زبان اسمبلی — زبان اسمبلی چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

سطح انتزاع زبان‌های برنامه نویسی

همان‌طور که در تصویر زیر نشان داده شده است، «زبان ماشین» (Machine Language) هیچ انتزاعی ندارد و زبان اسمبلی (Assembly Language) سطح انتزاع کم‌تری ارائه می‌دهد. در حالی که زبان سطح بالا، سطح بالاتری از تجرید را فراهم می‌کند.

همان طور که در هرم تصویر فوق نشان داده شده است، زبان ماشین بسیار نزدیک به سخت افزار است و هیچ انتزاعی ندارد. زبان اسمبلی از زبان ماشین انتزاع بیش‌تری دارد و از سخت افزار دورتر است. زبان‌های سطح بالا هم بیش‌تر از زبان‌های اسمبلی و ماشین انتزاع دارند. همچنین زبان‌های ++C ،C و پاسکال از سطح انتزاع بیش‌تری برخوردار هستند. برای آشنایی بیش‌تر با انواع زبان‌های برنامه نویسی ، مطالعه مقاله آموزشی زیر پیشنهاد می‌شود:

• مقاله پیشنهادی: فهرست انواع زبان‌های برنامه نویسی + کاربرد مزایا و معایب — آنچه باید بدانید

انواع زبان‌های برنامه نویسی برای هک

یکی از شاخه‌های برنامه نویسی که در هر دو جنبه مثبت و منفی به کار می‌رود، برنامه نویسی برای هک است. با توجه به اهمین این حوزه در این بخش از مقاله آموزشی انواع برنامه نویسی به زبان‌های برنامه نویسی برای هک پرداخته می‌شود. هک به معنی سوء استفاده از یک سیستم کامپیوتری یا شبکه خصوصی برای سرقت یا اعمال تغییرات در داده‌ها است.

هک کردن یک روش پیشرفته است که توسط برنامه نویس‌های کامپیوتری ماهر صورت می‌گیرد که به آن‌ها هکر می‌گویند. هکرها به سه دسته هکر کلاه سفید، هکرهای کلاه خاکستری و هکرهای کلاه سیاه تقسیم می‌شوند که در ادامه به شرح آن‌ها پرداخته شده است:

• هکرهای کلاه سفید: هکرهای کاملاً قانونی هستند که به سازمان‌ها در مورد مسائل خود کمک می‌کنند.
• هکرهای کلاه خاکستری: این نوع از هکرها نه قانونی هستند و نه غیرقانونی محسوب می‌شوند، اما بسته به برنامه‌های کاربردی که انجام می‌دهند، متفاوت هستند. آن‌ها گاهی اوقات قوانین را زیر پا می‌گذارند اما در هر صورت به افراد آسیب نمی‌رسانند.
• هکرهای کلاه سیاه: آنها کاملاً غیرقانونی هستند و به عنوان مجرمین سایبری شناخته می‌شوند. آنها هک را با هدف دشمنی انجام می‌دهند.

هکرها با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی هک سیستم‌ها و شبکه‌ها را انجام می‌دهند. بهترین زبان‌های برنامه نویسی برای هک، زبان‌های پایتون، Java، روبی، ++C، «بَش» (Bash)، پرل، SQL و PHP هستند.

پردرآمدترین زبان برنامه نویسی چیست ؟

یکی از سوالات رایج در برنامه نویسی، این است که «پردرآمدترین زبان برنامه نویسی کدام زبان است؟» در ادامه به این سوال پاسخ داده می‌شود. انتخاب زبان برنامه نویسی مناسب برای ورود به حرفه برنامه نویسی بسیار چالش برانگیز است. برای انتخاب زبان برنامه نویسی مناسب، فاکتورهای زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفته شود.

یکی از این فاکتورها، میزان درآمد تقریبی حاصل از کار با آن زبان برنامه نویسی است. بر اساس تحقیقات، میزان درآمد برنامه نویسی متأثر از بازار کار آن زبان، میزان تقاضا، سابقه کار و سطح تجربه برنامه نویس، کشور و شهر محل سکونت، زمینه‌های کاری و بسیاری موارد دیگر است. براساس بررسی‌های انجام شده روی سایت‌های استخدامی، پردرآمدترین زبان‌های برنامه نویسی به ترتیب زیر هستند:

1. Express.js
2. پایتون
3. جاوا
4. کاتلین
5. سوئیفت (Swift)
6. #C
7. C و ++C
8. Go
9. PHP
10. Ruby (روبی)

زبان برنامه نویسی پایتون

Python یک زبان برنامه نویسی بسیار محبوب و همه‌منظوره محسوب می‌شود به این معنی که می‌توان از آن برای ساخت انواع مختلفی از برنامه‌ها استفاده کرد. این زبان برنامه نویسی شی‌گرا، مفسری و سطح بالا، اغلب در حوزه‌های مختلفی مانند برنامه نویسی وب‌سایت‌ها و نرم افزارها،‌ خودکارسازی وظایف، یادگیری ماشین و تحلیل داده به کار می‌رود. یادگیری پایتون آسان است و ساختار نحوی آن به مکالمات انسانی شباهت دارد.

همواره برای زبان برنامه نویسی پایتون، کتابخانه‌ها و فریم‌ورک‌های زیادی ارائه می‌شود که باعث می‌شود این زبان برنامه نویسی روز به‌روز قدرتمندتر شود. جنگو (Django)، Flask و Pyramid برخی از فریم‌ورک‌های پایتون هستند. NumPy ،‌Scrapy ،PyTorch ،IPython و TensorFlow برخی از معروف‌ترین کتابخانه‌های پایتون محسوب می‌شوند.

اکنون در این بخش از مطلب آموزشی به انواع برنامه نویسی بر اساس دو نوع دسته‌بندی مختلف پرداخته می‌شود. در ادامه انواع این دسته‌بندی‌ها ذکر شده‌اند:

• انواع برنامه نویسی بر اساس پلتفرم
• برنامه نویسی بر اساس سطح زبان برنامه نویسی

انواع برنامه نویسی بر اساس پلتفرم

منظور از انواع برنامه نویسی بر اساس پلتفرم، محل استفاده از کدها و پلتفرمی (سکو | Platform) است که برنامه روی آن اجرا می‌شود. پلتفرم به معنی گروهی از فناوری‌ها است که به عنوان پایه‌ای برای توسعه دیگر اپلیکیشن‌ها، فرآیندها یا فناوری‌ها استفاده می‌شوند. در ادامه انواع برنامه نویسی بر اساس پلتفرم‌های اصلی دسته‌بندی شده است:

• برنامه نویسی دسکتاپ:
  • ویندوز
  • لینوکس
  • مک OS
• برنامه نویسی موبایل
  • اندروید
  • iOS
• برنامه نویسی تحت وب

پلتفرم‌های دیگری هم وجود دارند که برای آن‌ها برنامه نویسی انجام می‌شود. اما در اینجا، تنها پلتفرم‌های اصلی فهرست شدند. به این ترتیب سعی شد تا در این مقاله به موضوع انواع برنامه نویسی از جنبه‌های مختلف پرداخته شود. حال در بخش پایانی برخی از دوره‌های آموزش برنامه نویسی به علاقه‌مندان معرفی شده‌اند.

معرفی فیلم های آموزش انواع زبان‌های برنامه نویسی

در عصر حاضر، برنامه نویسی یکی از مهم‌ترین، پردرآمدترین و محبوب‌ترین حوزه‌های علمی و شغلی محسوب می‌شود. با توجه به اهمیت حوزه برنامه نویسی، مانند بسیاری از حوزه‌های دیگر در سایت فرادرس آموزش‌های زیادی برای انواع زبان‌های برنامه نویسی منتشر شده است. این دوره‌ها شامل آموزش انواع زبان‌های برنامه نویسی، آموزش‌های پروژه محور، فریم‌ورک‌ها و کتابخانه‌ها می‌شود. در این بخش پایانی از مقاله «انواع برنامه نویسی» با هدف یادگیری بیش‌تر، تعدادی از دوره‌های آموزشی زبان‌های برنامه نویسی فرادرس به علاقه‌مندان معرفی شده‌اند.

فیلم آموزش مقدماتی برنامه نویسی سی شارپ #C

زبان #C به دلیل امکاناتی که دارد و سادگی در یادگیری، بیش از پیش مورد توجه برنامه نویس‌ها قرار گرفته است. در این دوره آموزشی، مباحث پایه‌ای زبان سی‌شارپ تا پیشرفته ترین موارد آن، آموزش داده می‌شود. این آموزش برای افراد مبتدی که با این زبان برنامه نویسی هیچ آشنایی قبلی ندارند هم مناسب است.

طول مدت این فرادرس به صورت تقریبی ۸ ساعت و مدرس آن مهندس وحید اسدزاده است. این آموزش به ۱۱ فصل تقسیم‌بندی شده و مباحثی مانند مفاهیم اولیه سی‌شارپ، متغیرها، ثوابت، کار با محیط فرمی و معرفی کنترل‌ها، عبارت‌ها، عملگرها و دستورات شرطی و بسیاری موارد دیگر را ارائه می‌دهد. علاوه بر این به مباحث بانک اطلاعاتی در سی‌شارپ و گرافیک در #C نیز پرداخته شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش مقدماتی برنامه نویسی سی شارپ C#‎ + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش برنامه نویسی پی اچ پی PHP

PHP یکی از زبان‌های برنامه نویسی سمت سرور محسوب می‌شود که بیش‌تر در پیاده‌سازی وب‌سایت‌های دینامیکی (پویا) کاربرد دارد. زبان PHP از نظر شیوه پیاده‌سازی و گرامر از زبان‌های برنامه نویسی C ،Java و «پرل» (Perl) تأثیر گرفته و برنامه نویسی با آن بسیار ساده و آسان است. با توجه به اهمیت این زبان، مشاهده این دوره آموزشی پیشنهاد می‌شود.

مدت زمان این فرادرس به صورت تقریبی ۲۹ ساعت و مدرس آن دکتر سید مصطفی کلامی هریس است. در این آموزش تمامی نکات و مهارت‌های عملی موردنیاز برای ورود به دنیای جذاب برنامه نویسی تحت وب و پیاده‌سازی وب‌سایت‌های پویا به ساده‌ترین و روان‌ترین شیوه ممکن و به طور کامل آموزش داده می‌شود. علاوه بر این برای تسلط بیش‌تر، پروژه‌هایی نیز در آموزش پیاده‌سازی شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی پی اچ پی PHP + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python - مقدماتی

زبان برنامه نویسی پایتون (Python)، زبانی قدرتمند، سطح بالا و بسیار محبوب است. این زبان برنامه نویسی همه‌منظوره است و در زمینه‌های مختلفی چون: توسعه وب، توسعه نرم افزار، ریاضیات، System Scripting و بسیاری از حوزه‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به اهمیت و محبوبیت زبان برنامه نویسی Python، مشاهده این دوره آموزشی به علاقه‌مندان پیشنهاد می‌شود.

مدت زمان این فرادرس به صورت تقریبی 20 ساعت و مدرس آن مهندس پژمان اقبالی شمس آبادی است. این دوره آموزشی در ۵ فصل، زبان پایتون را از پایه آموزش می‌دهد و تمام مطالب مقدماتی لازم برای برنامه نویسی با پایتون را شامل می‌شود. این آموزش برای افراد مبتدی مناسب است و مباحث آشنایی با پایتون، ساختمان داده در پایتون، توابع و ماژول‌ها، کلاس و خواندن و نوشتن فایل‌ها در آن ارائه می‌شود.

• برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی پایتون Python - مقدماتی + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش برنامه نویسی اندروید Android - مقدماتی

امروزه گوشی‌های هوشمند نقش پررنگی در زندگی اکثر افراد بازی می‌کنند به همین دلیل، موضوع تولید اپلیکیشن‌های به‌روز و کاربردی بسیار رونق پیدا کرده است. اندروید به عنوان سیستم عاملی که بیش از ۸۰٪ گوشی‌ها و تبلت‌ها را فرا گرفته در این صنعت در حال رشد، پیشتاز است. روزانه بیش از میلیون‌ها اپلیکیشن پولی از بازارهای اینترنتی خریداری می‌شوند که درآمد بسیار زیادی را برای سازندگان فراهم می‌کنند. با توجه به اهمیت و بازار کار زبان اندروید، مشاهده این دوره آموزشی پیشنهاد می‌شود.

مدت زمان این فرادرس به صورت تقریبی ۱۶ ساعت و مدرس آن محمدمهدی علیزاده است. در این آموزش، اصول برنامه‌سازی در اندروید، اجزای اصلی برنامه‌های اندروید، ترتیب فراخوانی آن‌ها و بسیاری موارد دیگر در محیط اندروید استودیو ارائه شده است. همچنین کمی در مورد طراحی لایه‌ها و ظاهر برنامه صحبت می‌شود.

• برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی اندروید Android - مقدماتی + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش مقدماتی زبان برنامه نویسی پرل Perl

زبان برنامه نویسی Perl، زبانی متن باز و چند پلتفرمی به حساب می‌آید که در نوشتن اکسپلویت (Exploit)، کدهای تخریب و سیستم‌های Spidering در مدیریت شبکه توسط هکرها استفاده می شود. علاوه بر این زبان Perl برای پردازش متن در برنامه‌های دات نت (NET.) نیز به کار برده می‌شود و به علت استفاده از CGI در صفحات وب‌سایت و قدرت بالای این زبان در پردازش متن و تطبیق الگو، آن را برای نوشتن CGI نیز به کار می برند. به علت قابلیت‌های زبان Perl، امروزه مهندسین زیادی از این زبان برنامه نویسی استفاده می‌کنند.

مدت زمان این فرادرس به صورت تقریبی ۳ ساعت و مدرس آن مهندس علی دژبرد است. این دوره آموزشی در ۱۶ فصل به مباحثی مانند معرفی زبان پرل، آشنایی اولیه، متغیرها، هش‌ها، دستورهای شرطی، حلقه‌های تکرار و بسیاری از مباحث دیگر می‌پردازد و برای مخاطبینی که با این زبان آشنایی ندارند نیز مناسب است.

• برای مشاهده فیلم آموزش مقدماتی زبان برنامه نویسی پرل Perl + اینجا کلیک کنید.

فیلم آموزش برنامه نویسی جاوا Java

زبان برنامه نویسی Java به عنوان اصلی‌ترین زبان توسعه برنامه‌های اندرویدی، جایگاه ویژه‌ای دارد. از طرفی، برنامه‌های فنی و علمی زیادی با استفاده از جاوا پیاده‌سازی شده‌اند که در حوزه‌های مختلف صنعت و پژوهش دانشگاهی، کاربرد دارند. علاوه بر آن، بسیاری از سایت‌ها از امکانات موجود در جاوا برای پیاده‌سازی ساختار دینامیکی استفاده کرده‌اند. به علت اهمیت زبان برنامه نویسی جاوا، مشاهده این دوره آموزشی پیشنهاد می‌شود.

مدت زمان این فرادرس به صورت تقریبی ۱۹ ساعت و مدرس آن دکتر سید مصطفی کلامی هریس است. در این آموزش از محیط NetBeans IDE برای پیاده‌سازی استفاده می‌شود. این دوره آموزشی در ۲۳ درس به آموزش کامل زبان برنامه نویسی جاوا و پیاده‌سازی پروژه برای تسلط بیش‌تر می‌پردازد. همچنین امکان آشنایی با متدهای برنامه نویسی پیشرفته (به ویژه برنامه نویسی شی‌گرا) در آن فراهم شده است.

• برای مشاهده فیلم آموزش برنامه نویسی جاوا Java + اینجا کلیک کنید.

جمع‌بندی

در این مقاله سعی شد از زوایای مختلف به انواع برنامه نویسی پرداخته شود. یکی از مباحث مهم در این خصوص، انواع حوزه‌های برنامه نویسی است. بنابراین، سعی شد در این مقاله انواع اصلی حوزه‌های مختلف برنامه نویسی معرفی شوند. یکی دیگر از زوایای مهم انواع برنامه نویسی، بحث «انواع زبان‌های برنامه نویسی» به حساب می‌آید.

انواع زبان‌های برنامه نویسی را هم می‌توان به روش‌های مختلفی دسته‌بندی کرد. مثلاً انواع زبان‌های برنامه نویسی از لحاظ سطح و همچنین از لحاظ ویژگی‌ها و رویکردهای دیگر قابل تقسیم‌بندی هستند که در این مقاله تا حد امکان به آن‌ها پرداخته شد.