برامج الحاسب أوبرمجيات (بالإنجليزية: software)‏ مصطلح عام يُستخدم لوصف مجموعة من عمليات الحاسوب المتكاملة لحل مسألة رياضية معينة أوالقيام بعملية إحصائية أولتسليم صيغة تحريرية أوإنجاز عملية معينة أوغير ذلك.

نظرة عامة

غالبًا ما يضم مصطلح "البرمجيات " جميع شيء في جهاز الحاسب عدا عتاد الحاسوب؛ أي المكونات المادية للحاسوب والتي من ضمنها وحدات الإدخال والإخراج، ولكن البرامج مواد غير ملموسة داخل جهاز الحاسب.

ويضم "البرمجيات" أو"برامج الحاسب" مجموعة كبيرة للغاية من المنتجات والوسائل التقنية المطورة باستخدام تقنيات مختلفة، مثل لغات البرمجة أولغات النصوص البرمجية أوحتى الكود المصغر أوFPGA.

ومن بين أنواع "البرمجيات" تأتي المواقع الإلكترونية المطورة من خلال بعض التقنيات الحديثة، مثل لغات HTML وبي إتش بي وبيرل وJavaServer وASP.NET وXML، بالإضافة إلى البرمجيات التطبيقية، مثل برنامج "مايكروسوفت وورد" وبرنامج أوبن أوفيس الذين تم إنشاؤهما باستخدام بعض التقنيات الحديثة، مثل لغة c و++c وJava و#c وغيرها.

العلاقة بين البرامج والمكونات المادية لجهاز الحاسب

سميت برامج الحاسوب بهذا الاسم لتمييزها عن مكونات جهاز الحاسوب "الهاردوير" والتي تضم ما يُعهد باسم لغة الآلة، "البرمجيات" تعبير عن سلسلة مرتبة من التعليمات.

وعادةً ما تكون هذه التعليمات مكتوبة بلغة برمجة عالية المستوى يمكن للإنسان التعامل معها بسهولة وكفاءة وهي أقرب إلى لغة البشر الطبيعية من اللغة البرمجية التي يفهمها جهاز الحاسب وهي لغة الآلة.

ويتم تحويل جميع الجمل البرمجية المكتوبة بلغات برمجة عالية المستوى وتطبيقها جملة جملة باستخدام المترجم أوتطبيقها دفعة واحدة باستخدام المحول البرمجي.

والشفرة الناتجة من هذا التحويل يُطلق عليها لغة الآلة أوشفرة الهدف. يمكن أيضًا كتابة البرامج باستخدام لغة الأسيمبلي وهي تعبير عن ترميز للغة البرمجية التي يفهمها الحاسب باستخدام الأحرف الهجائية الإنجليزية. هذا ويجب تحويل لغة الأسمبلي إلى اللغة البرمجية التي يفهمها الحاسب باستخدام أداة المجمـِّع.

أنواع البرامج

• برامج تطبيقية: مثل برامج معالجة الحدثات التي تؤدي بعض المهام المطلوبة لمستخدمي الحاسب.
• برنامج ثابت أوبرنامج دائم أوما يسمى بالفريموير وهوبرنامج صغير يتحكم في الأجهزة الإلكترونية ويكون مخزنًا على شرائح ذاكرة مبرمجة إلكترونياً ومثبتة على اللوحة الأم أوأنواع أخرى من حاملات المكونات المادية المتكاملة للأجهزة.
• البرامج الوسيطة: تعبير عن برنامج وسيط يتحكم في النظم الموزعة ويعمل على التنسيق فيما بينها.
• برامج النظم: مثل نظم التشغيل التي تشهجر مع مكونات الحاسب المادية في تقديم الخدمات اللازمة لبرامج التطبيقات.
• اختبار البرامج: تعبير عن مجال مستقل يهتم بالبرمجة وتطوير البرامج. وتوجد عدة طرق لاختبار المنتج والتأكد من جودته قبل طرحه للاستخدام من قبِل فرد أومجموعة. [2].
• فحص البرمجيات : مصطلح تام يتضمن جميع البرامج المساعدة والبرامج التطبيقية التي تعمل معًا لاختبار أي حزمة برمجية، ولكن ليس ذلك بالضرورة؛ حيث إنها يمكن حتى تستخدم أيضًا في أغراض تشغيلية أخرى. وبالتالي، فإن عملية الاختبار ليست عملية توصيف أوضبط، ولكنها مجرد بيئة عمل لبرامج التطبيقات أومجموعات فرعية منها.

يضم مصطلح البرمجيات مواقع الويب والبرامج وألعاب الصوت والصورة وغيرها من البرامج والتطبيقات التي يتم برمجتها (أي كتابة الكود الخاص بها) باستخدام لغات البرمجة، مثل لغة C و++C...إلخ.

برامج النظم

تساعد برامج النظم في تشغيل مكونات جهاز الحاسوب ونظام التشغيل. تضم برامج النظم:

• برنامج تعريف
• نظام التشغيل
• وحدات الخادم
• برامج مساعدة
• نظم الإطارات التي تساعد مستخدم الحاسوب على فتح عدة برامج في الوقت نفسه وكل برنامج في إطار أونافذة خاصة به.

إن الهدف من برامج النظم هومساعدة مطوري التطبيقات لتفادي الخوض في التفاصيل الخاصة بجهاز الحاسوب بما في ذلك الأجهزة الملحقة، مثل وسائل الاتصال والطابعات وأجهزة العرض والقراءة ولوحات المفاتيح...إلخ. هذا بالإضافة إلى التفاصيل الخاصة بتقسيم مصادر الحاسوب، مثل الذاكرة وزمن المعالجة بطريقة آمنة وثابتة.

لغات البرمجة

لا يمكن انشاء البرمجيات إلا بلغات البرمجة. وتوفر لغات البرمجة في الغالب أدوات لمساعدة المبرمج في كتابة برامج الحاسوب باستخدام لغات برمجة مختلفة، ولكن بطريقة بسيطة. تشتمل الأدوات على:

• محول برمجي (يتم من خلالها تحويل جميع الجمل البرمجية وتطبيقها دفعة واحدة).
• مصحح (أداة اكتشاف الأخطاء)
• المفسر (يتم من خلالها تحويل جميع الجمل البرمجية وتطبيقها جملة جملة).
• الرابط (حاسوب) (أداة للربط بين نصوص الكود البرمجي التي يتم تحويلها باستخدام المحول البرمجي ودمجها للحصول على برنامج تطبيقي واحد)
• برنامج تحرير النصوص
• بيئة التطوير المتكاملة تعبير عن تطبيق واحد يهدف إلى المساعدة في إدارة جميع هذه الوظائف.

برامج التطبيقات

تسمح برامج التطبيقات للمستخدمين النهائيين بالقيام بمهمة واحدة أوأكثر (لا ترتبط بشكل مباشر بتطوير الحاسوب). وتتضمن التطبيقات النموذجية:

• الأتمتة الصناعية
• البرامج التجارية
• ألعاب الحاسوب
• وسائل الاتصال السلكية واللاسلكية (مثل، الإنترنت وكل ما يتعلق به)
• قواعد البيانات
• البرامج التعليمية
• البرامج الطبية

وهناك الكثير من الموضوعات المتعلقة ببرامج التطبيقات.

موضوعات متعلقة بالبرامج

البنية

غالبًا ما يرى مستخدموالحاسوب الأمور بصورة مختلفة عن المبرمجين. فالأشخاص الذين يستخدمون أجهزة الحاسوب الحديثة الخاصة بالأغراض العامة (في لقاء النظم المضمنة وأجهزة الحاسوب التناظرية وأجهزة الحاسوب كبيرة الحجم وفائقة السرعة...إلخ) عادةً ما يصنفون برامج الحاسوب التي تؤدي مهام متنوعة في ثلاث طبقات وهي: برامج نظم التشغيل وبرامج التطبيقات وبرامج المستخدمين.

دليل التعليمات الفنية

تحتوي معظم برامج الحاسوب على مرشد تعليمات فنية للبرنامج حتى يتمكن المستخدم النهائي من فهم البرنامج وما يعمله وكيفية استخدامه. وإذا لم يكن هناك مرشد تعليمات فنية سهل وواضح، فقد يحدث من الصعب استخدام البرنامج، وخاصةً إذا كان برنامج متخصص ومعقد نسبيًا، مثل برنامج "فوتوشوب" و"أتوكاد"...إلخ.

وربماقد يكون مرشد التعليمات الفنية للمطور موجودًا أيضًا إما مع الكود في شكل تعليقات و/أوفي شكل ملفات منفصلة تشرح كيفية تشغيل البرنامج وكيفية إدخال بعض التعديلات عليه.

مجموعة الملفات (مخطة الملفات)

إن الملفات القابلة للتطبيق لا تكون عادةً كاملة بالشكل الكافي الذي يجعل من الممكن تطبيقها بشكل مباشر. تتضمن المخطات البرمجية (Software Libraries) مجموعات من الوظائف والاستخدامات يمكن تضمينها في تطبيقات أخرى. وتحتوي نظم التشغيل على الكثير من ملفات البرامج القياسية، وغالبًا ما يتم توزيع التطبيقات مع الملفات الخاصة بها.

استخدام معايير قياسية للبرامج

بما أنه يمكن تصميم برامج الحاسوب باستخدام الكثير من لغات البرمجة المتنوعة وفي الكثير من نظم التشغيل المتنوعة وبيئات التشغيل، فإننا بحاجة لوضع معايير قياسية لبرامج الحاسوب حتى يمكن للبرامج المتنوعة حتى تعمل مع بعضها البعض وتتبادل المعلومات فيما بينها. على سبيل المثال، إذا تم إرسال رسالة بريد إلكتروني من برنامج "مايكروسوفت أوت لوك"، فينبغي حتى تكون قابلة للقراءة إذا تم فتحها في برنامج"ياهوميل" والعكس سليم.

تطبيق برامج الحاسوب

ينبغي "تحميل" برامج الحاسوب في الجزء المخصص للتخزين في الحاسوب (مثل، القرص الصلب أوالذاكرة أو وبمجرد الانتهاء من تحميل البرنامج، فإن الحاسوب يصبح قادرًا على تشغيل البرنامج. ويتضمن ذلك تمرير التعليمات من برنامج التطبيق وعبر برنامج النظام إلى عتاد / مكونات الحاسوب الذي يتلقى التعليمات في النهاية في شكل لغة برمجة يفهمها جهاز الحاسوب نفسه، ويقوم جميع سطر برمجي بجعل جهاز الحاسوب يتولى تطبيق عملية أومهمة معينة، مثل نقل البيانات أوإجراء عمليات حسابية أوتغيير التحكم في تدفق التعليمات.

عادةً ماقد يكون نقل البيانات من مكان إلى آخر في الذاكرة. وفي بعض الأحيان يتضمن الأمر نقل البيانات بين الذاكرة الرئيسية (Memory) ومناطق التخزين في وحدة المعالجة المركزية (الكاش أوالذاكرة المخبأة)؛ مما يتيح الوصول السريع إلى البيانات في وحدة المعالجة المركزية. إذا نقل البيانات، وخاصةً إذا كانت بكميات كبيرة، قد يحدث مكلفًا. ومن ثم، فإنه يمكن تجنب هذا الأمر في بعض الأحيان عن طريق استخدام "مؤشرات" لبيانات. وتضم العمليات الحسابية إجراء بعض العمليات البسيطة، مثل زيادة قيمة العنصر الخاص ببيانات المتغير. وربما تطلبت العمليات الحسابية الأكثر تعقيدًا استخدام الكثير من العمليات وعناصر البيانات معًا.

مستوى جودة البرامج وفاعليتها

إن نوعية برامج الحاسوب مهمة جدًا، وخاصةً البرامج التجارية والبرامج التي تعمل مع نظام التشغيل، مثل مايكروسوفت أوفيس وكذلك برامج نظام التشغيل نفسه مثل مايكروسوفت ويندوز ولينكس...إلخ. وإذا كان هناك عيب في البرنامج، فإنه يمكن حتى يحذف ملفات العمل ويعطل جهاز الحاسوب ويتسبب في حدوث أشياء أخرى غير متسقطة. يُطلق على الأخطاء والمشكلات اسم أخطاء برمجية(Bugs). جدير بالذكر أنه يتم اكتشاف الكثير من الأخطاء والتخلص منها في أثناء اختبار البرامج. ومع ذلك، فإنه نادرًا ما تستطيع عملية اختبار البرامج التخلص من جميع الأخطاء، ويقول بعض المبرمجين إذا "كل برنامج يحتوي على خطأ واحد على الأقل" (قانون "لوبارسكي").إن جميع شركات برامج الحاسوب الكبيرة، مثل "مايكروسوفت" و"نوفيل" وصن مايكروسيستمز لديها أقسام لاختبار البرامج الخاصة بها هدفها الأساسي اختبار مستوى جودة البرامج وضمان فاعليتها. يمكن اختبار برامج الحاسوب من خلال اختبار الوحدات واختبار مشكلات البرنامج بالإضافة إلى طرق أخرى يتم إجراؤها يدويًا أوأوتوماتيكيًا وهذا هوالأكثر شيوعًا؛ حيث إذا كم الكود الذي يتم اختباره قد يحدث كبيرًا للغاية. على سبيل المثال، طبقت ناسا إجراءات صارمة للغاية لاختبار برامج الحاسوب الموجودة في مكوك الفضاء وبرامج أخرى كون وجود أخطاء يمكن حتى يوقف البرنامج بأكمله ويعطل المركبة ويتسبب في خسائر فادحة.

ترخيص برنامج الحاسوب

إن ترخيص برنامج الحاسوب يمنح المستخدم الحق في استخدام البرنامج ضمن إطار وشروط هذا الترخيص. وتأتي بعض البرامج مزودة بترخيص استخدامها عند شرائها بنفسك أوقد تأتي مزودة بترخيص صانع معدات أصلية أوما يعهد اختصاراً OEM من الشركة الأصلية عندما يأتي جهاز الحاسوب الذي تم شراؤه مثبتًا عليه البرنامج. في حين حتى هناك برامج أخرى تأتي بترخيص استخدام مجاني ويُمنح المستخدم حق تعديل البرنامج وإعادة توزيعه. هذا بالإضافة إلى أنه توجد بعض البرامج المجانية أوالتجريبية. انظر أيضًا: إدارة رخص البرمجيات.

براءة الاختراع

يمكن تسجيل براءة اختراع لبرنامج حاسوب، إلا حتى هذا الأمر قد يحدث موضع خلاف في مجال البرمجيات؛ حيث يوجد الكثير من الآراء المتباينة إزاء هذا الأمر. إذا نقطة الخلاف المثارة حول موضوع براءات اختراع برامج الحاسوب تتمثل في عدم السماح بنسخ لوغاريتم أوتقنية معينة يتضمنها البرنامج من قبِل أشخاص آخرين، فهي تعتبر ملكية فكرية ويحذر نسخها إوإعادة نشرها، وذلك وفقًا لدرجة أهمية البرنامج. وهنا يعتقد البعض حتى تسجيل براءة اختراع لبرنامج حاسوب يعوق تطوير البرنامج، في حين يجادل البعض الآخر قائلين إذا براءات الاختراع تعتبر حافزًا قويًا يشجع على ابتكار برامج حاسوب جديدة.

حقوق النشر والتأليف

توجد أكثر من طريقة لإنشاء برامج الحاسوب وترخيصها وتوزيعها. على سبيل المثال، إذا البرامج المجانية أوالبرامج مفتوحة المصدر تكون متاحة للتعديل والتطوير فيها من قبِل جميع المستخدمين. وعلى الرغم من حتى بعض البرامج المطروحة بترخيص مفتوح المصدر (مثل، ترخيص الاستخدام العام للجمهور General Public License ترخيص الاستخدام العام للجمهور (GPL) General Public License) يمكن بيعها نظير مبلغ من المال،

وفي حين حتى بعض المؤيدين لبرامج الحاسوب المجانية يحملون شعارات، مثل "المعلومات يجب حتى تكون في متناول الجميع دون قيود" ملمحين إلى أنه من السهل نسخ البيانات الرقمية وأن التراخيص (التي تفرضها القوانين) تعبير عن قيود وضعها الإنسان، فإن بعض مبرمجي ومستخدمي برامج الحاسوب مفتوحة المصدر يرون أنها مجرد نموذج واحد ضمن نماذج عديدة لابتكار برامج الحاسوب والحصول على ترخيص باستخدامها وتوزيعها.هذا بالإضافة إلى حتى القوانين قد تم وضعها بغرض زيادة الإنتاج الإبداعي، وذلك من خلال السماح للمبدعين بالتحكم في ملكياتهم الفكرية وتحقيق أقصى استفادة مادية منها.

تصميم البرامج وتطبيقها

يختلف تصميم برنامج الحاسوب وتطبيقه تبعًا لدرجة تعقيد البرنامج وصعوبته. على سبيل المثال، يستغرق تصميم وإنشاء برنامج مايكروسوفت وورد وقتًا أطول من الوقت المستغرق في تصميم وتطوير برنامج "المفكرة" مفكرة "مايكروسوفت"، وذلك بسبب اختلاف وظائف جميع برنامج.

البرامج المستخدمة في تصميم البرامج

وعادةً ما يتم تصميم وإنشاء برامج الحاسوب (عن طريق كتابة الكود الخاص بها أوبرمجتها) في بيئات تطوير متكاملة، مثل إيماكس وأكس إيماكس (محرر نصوص) ومايكروسوفت فيجوال ستوديووإكليبس والتي تعمل جميعًا على تبسيط عملية الكتابة وتحويل الكود باستخدام أداة المترجم.

كما تجاوز وذكرنا أنه عادةً ما يتم إنشاء برنامج حديث بالاعتماد على برنامج موجود بالعمل وباستخدام قابلة برمجة التطبيقات الخاصة بالبرنامج الأساسي، مثل GTK+ وJavaBeans وSwing...إلخ.

ويتم تصنيف مجموعة ملفات قابلة برمجة التطبيقات وفقًا لأغراض مختلفة. على سبيل المثال، تُستخدم مجموعة ملفات JavaBeans في تصميم تطبيقات الشركات، أما ويندوز فورمز فتُستخدم في تصميم تطبيقات قابلة مستخدم رسومية، مثل برنامج مايكروسوفت وورد وتستخدم (Windows Communication Foundation (WCF في تصميم خدمات الويب.

تتميز برامج الحاسوب بخصائص اقتصادية تجعل تصميمها وإنشائها وتوزيعها مختلف عن معظم السلع الاقتصادية الأخرى.

يُطلق على مصمم برامج الحاسوب أسماء عدة مثل مبرمج ومهندس برامج ومصمم برامج والمبرمج المحترف وكلها تحمل المعنى نفسه.

صناعة البرمجيات

إن برامج الحاسوب لها سوقها الخاص الذي يسمى صناعة البرمجيات ويتكون من شركات مختلفة وأشخاص يقومون بإنتاج برامج الحاسوب. ونتيجة لذلك، فإن هناك الكثير من الشركات المتخصصة في إنتاج برامج الحاسوب والمبرمجين في العالم. ونظرًا لزيادة استخدام برامج الحاسوب في الكثير من المجالات المتنوعة، مثل النواحي المالية والبحث والرياضيات واستكشاف الفضاء والألعاب والتعدين وغيرها، فإن شركات البرامج والمبرمجين عادةً ما يتخصصون في مجالات معينة. على سبيل المثال، تتخصص شركة "إليكترونك آرتس" في تصميم ألعاب الصوت والصورة.

هذا بالإضافة إلى حتى بيع برامج الحاسوب يمكن حتىقد يكون مجالاً مربحًا جدًا. على سبيل المثال، تم تصنيف "بيل جيتس" مؤسس شركة "مايكروسوفت" في عام 2008 على أنه ثاني أغنى رجل في العالم، ويرجع السبب في ذلك إلى حد كبير إلى بيع برامج "ويندوز" و"أوفيس". وينطبق الأمر نفسه على لاري إليسون بسبب برنامج قواعد البيانات "أوراكل".

توجد الكثير من المؤسسات المتخصصة في برامج الحاسوب التي لا تهدف إلى الربح، مثل شركة مؤسسة البرمجيات الحرة ومشروع جنوومؤسسة موزيلا. هذا بالإضافة إلى حتى هناك الكثير من المؤسسات الخاصة بوضع معايير برامج الحاسوب، مثل W3C و"IETF" وغيرها من المؤسسات التي تحاول وضع معايير للبرامج، وذلك حتى يمكن حتى تعمل برامج الحاسوب مع بعضها البعض وذلك كما يحدث من خلال معايير لغة الترميز القابلة للامتداد ولغة رقم النص الفائق وبروتوكول نقل النص الفائق وبروتوكول نقل الملفات وغيرها.

ومن أشهر شركات برامج الحاسوب في العالم، شركة مايكروسوفت وأبل وآي بي إم وأوراكل ونوفيل وساب إيه جي وإتش بي، وغيرهم...

انظر أيضاً

• برمجيات تجريبية.
• البرامج المجانية.
• برمجيات مفتوحة المصدر.
• برامج تجارية
• برمجيات محمولة.
• برمجيات مشهجرة.

Software في المشاريع الشقيقة

---

• صور وملفات صوتية من كومنز

مراجع