أخر تحديث للموقع بتاريخ: 5 ديسمبر 2019
الحوسبة (Computing)

أنت هنا

الحوسبة (Computing)

 

تعتمد برمجة الحاسبات لحل المشكلات الحياتية على تحويل تلك المشكلات إلى خوارزم (Algorithm) أو نموذج (Model) حيث إن الخوارزم عبارة عن خطوات محدده ومرتبة وذلك بغرض حل المشكلة البسيطة. فإذا فرضنا أننا نحتاج برنامج بسيط يقوم بحساب مساحة دائرة فإنه يجب علينا معرفة قانون المساحة وإدخال نصف القطر للحاسب ثم يقوم الحاسب بحساب المساحة وإخراج النتيجة التي هي عبارة عن مساحة الدائرة. بينما إذا أردنا تصميم نموذج يتمكن به الحاسب من تحديد كوب موضوع على منضدة بين ملعقة وسكينة وشوكة فما هو هذا الخوارزم في رأيك؟ الحقيقة أنه لكي نتمكن من برمجة الحاسب للتعرف على الكوب يجب أن نستنتج أولا نموذج يصف بدقة كيف يتعرف الإنسان على كوب موضوع على منضدة حيث يوجد بجوار هذا الكوب ملعقة وسكينة وشوكة. ولكي نصل إلى هذا النموذج ندرس بداية كيف يتعلم الأطفال التمييز بين الأشياء، فعندما نجلس مع الطفل ونعلمه كيف يتعرف على حيوان وليكن القطة وذلك من خلال لوحة بها صور لعدد من الحيوانات. ومن خلال تلك الدراسة سوف نحدد كيف يتمكن الإنسان من تحديد شيء معين، بعد ذلك نقوم بتصميم النموذج وبذلك نكون قد وصلنا البرنامج المطلوب.

يعتبر النموذج البداية لبرمجة الحاسب لحل مشكلات عملية كبيرة وهو بحق يعتبر الشغل الشاغل للمختصين في مجال علوم الحاسب حيث إنه يعتبر قلب التطور في مجال البرمجيات ومحل تنافس شركات البرمجيات العملاقة والمتخصصة وقد يطلق البعض على النموذج كلمة تقنية (Technique). ولكي أقرب إلى الذهن الحاجة إلى النموذج أضرب المثال التالي: بفرض أن هناك شركة متخصصة في البرمجيات تريد إنتاج نظام للحاسب يقوم بقراءة النصوص، أي تحويل النصوص إلي صوت (Text to Speech) بحيث يتمكن المستخدم من سماع أي نصوص مكتوبة ببرنامج تحرير نصوص. بالطبع لكي تتمكن هذه الشركة من إنتاج نظام متميز يفوق مثيله من النظم ويحقق أرباح، يجب أن تصل الشركة إلى أفضل نموذج يحاكي البشر في نطق الكلام بحيث يتم نطق الجمل في هذا النموذج بشكل صحيح. جدير بالذكر أن النموذج هو أهم ما تملكه الشركة وأن المختصين اللذين يصممون ويطورون هذا النموذج هم أهم الموظفين بتلك الشركة.

        يمكننا تبسيط تعريف النموذج على أنه عبارة عن بناء نظري (Theoretical Construct) يمثل الشيء الذي ندرسه ويتكون من مجموعة من المتغيرات (Variables) وفئة من العلاقات المنطقية والعلاقات الكمية (Logical and Quantitative Relationships) بين تلك المتغيرات بحيث يمكننا أن نستدل (Reasoning) على معلومات جديدة وذلك في ظل وجود عدد من الفروض (Assumptions) على النموذج حتى يكون نموذج مثالي (Ideal Model).

        هذا هو أبسط وأشمل تعريف للنموذج وإن شابه بعض الغموض نظراً لضرورة وجود تفاصيل لأجزاء في التعريف مثل ماهية البناء النظري والمتغيرات والعلاقات المنطقية والعلاقات الكمية والاستدلال والفروض والمثالية للنماذج. هذه المفاهيم تعتبر بشكل عام تفاصيل نظرية يمكننا دراستها في مقدمة لعلوم الحاسب من المنظور النظري ولكن هنا يمكننا توضيحها بشكل مختصر. فبالنسبة للفروض نجد أنه من البديهي أن يتم وضع عدد من الفروض على النموذج حتى نتمكن أن نستدل على معلومات جديدة بدقة وذلك لأن الإنسان محدود النظر ولا يتمكن من دراسة نماذج مفتوحة تتعدد فيها المتغيرات وتتشابك فيها العلاقات. فمثلا في البداية عندما أراد علماء الرياضيات استنتاج قوانين الحركة تم افتراض أن الجسم المتحرك يسير في خط مستقيم وتم استنتاج قوانين الحركة تحت عدد من الفروض. بعد ذلك تم دراسة حركة الجسم في المستوي وأستنتج العلماء قوانين الحركة ثم أستنتج العلماء قوانين الحركة في الفراغ. في كل من هذه النماذج يوجد متغيرات تمثل الزمن والمسافة والسرعة والعجلة ويتم استنتاج علاقات بين تلك المتغيرات وباستخدام تلك العلاقات يتمكن المتخصصون من الاستدلال على معلومات جديدة من خلال معلومات معطاة.

        تعتبر النماذج الرياضية (Mathematical Models) أحد أهم النماذج حيث تستخدم لغة الرياضيات(Mathematical Language)  في وصف أو تصور سلوك النظام المدروس. تُستخدم النماذج الرياضية بوجه خاص في الهندسة والعلوم الطبيعية (Natural Science) مثل الفيزياء والبيولوجي والكيمياء وقد تستخدم النماذج الرياضية في العلوم الاجتماعية (Social Science) مثل الاقتصاد (Economic) والسياسة (Politic) وعلم الاجتماع (Sociology). ولكن ليس النموذج الرياضي هو الشكل الوحيد للنماذج بل يوجد أنواع مختلفة من النماذج نذكر منها نوع يجب علي دارسي علوم الحاسب التعرف عليه جيدا. هذا النوع من النماذج هو اللغة الموحدة للنمذجة(Unified Modeling Languages – UML)  وهى لغة يدرسها المتخصصين في علوم الحاسب في هندسة البرمجيات. هذه اللغة تعتبر لغة قياسية للتوصيف (Standard Specification Language) تستخدم في توصيف نمذجة الكائنات (Object Modeling). تحتوي هذه اللغة على عدد من الرموز الرسومية تستخدم في إنشاء نموذج للنظام ويشار إلى هذا النموذج بنموذج UML. من هذا نستنتج أن النماذج لا تقتصر على المعادلات الرياضية بل يمكن أن تكون رسومية.

            في النهاية يمكننا تعريف الحوسبة بأنها عبارة عن أي عمليات معالجة للمعلومات سواء كانت هذه العمليات مجرد حسابات بسيطة أو عمليات معقدة مثل حوسبة طريقة تفكير الإنسان بحيث يمكننا التعبير عن تلك العمليات في صورة نموذج بغرض الوصول إلى خوارزم (Algorithm) أو برتوكول (Protocol) أو توبولوجي لشبكة (Network Topology) ... الخ.

نظرا لأهمية الحوسبة نجد أن البعض يطلق على علوم الحاسب اسم علوم الحوسبة. ولكن تعتبر علوم الحاسب أشمل من علوم الحوسبة حيث إنها تحتوي الحوسبة وتحتوي فروع أخري تهتم بأسس تحليل وتوصيف وتصميم وبناء وتطوير وصيانة وتوثيق البرمجيات حيث أن الحوسبة قد تكون هامه ولكنها ليست كل شيء في صناعة البرمجيات.

 

قيم هذا المحتوى
QR Code for https://cc.psau.edu.sa/ar/article/%D8%A7%D9%84%D8%AD%D9%88%D8%B3%D8%A8%D8%A9-computing