المهارات الرقمية فصل أول

الحادي عشر خطة جديدة

icon

أساسيات لغة البرمجة بايثون
( Basics of Python Programming  )

 

تُعرَّف بايثون ( Python ) بأنَّها لغة برمجة عالية المستوى، تُستخدَم في أنظمة التشغيل المختلفة، بما  في ذلك نظام التشغيل ويندوز  Windowsونظام التشغيل  (MacOS  ) ونظام التشغيل  Linux  وهي تمتاز بأنَّها لغة مفتوحة المصدر؛ ما يعني إمكانية تحميل الرمز )الكود( المصدري الخاص بها، وتعديله، واستخدامه بحرية. 

تثبيت لغة البرمجة بايثون   Python Setup

تأتي معظم أنظمة التشغيل في بيئة بايثون مثبتة مسبقًا، باستثناء نظام التشغيل ويندوز   Windows   الذي يتطلب تثبيت بايثون يدويًا. وإذا كنا نرغب في استخدام محرر نصوص، فسنحتاج إلى تثبيته  أيضًا.

يُمكِن تثبيت لغة البرمجة بايثون   Python     في نظام التشغيل ويندوز Windows  باتِّباع الخطوات    الآتية:

1 . تحميل مُفسِّر لغة البرمجة بايثون  Python

            أ .  زيارة الموقع الإلكتروني للغة البرمجة بايثون  https://www.python.org/ (Python )

             ب .  الضغط على زِرِّ تحميل آخر إصدار متوافر للغة البرمجة بايثون  Python 

   ملحوظة:      يجب التأكُّد أنَّ رقم الإصدار الذي يراد تحميله مُوائِم لنظام التشغيل المُستخدَم.

                ج  . الضغط على زِرِّ حفظ الملف   Save File  لكي تبدأ عملية التحميل.

3 . تثبيت مُفسِّر لغة البرمجة بايثون  Python

       أ .  الضغط بزِرِّ الفأرة الأيمن على الملف بعد اكتمال عملية التحميل، ثمَّ الضغط على خيار  Run as Administrator  

ب . تفعيل خيار   Use admin privileges when installing py.exe  وخيار .exe python Add path to    

ج . الضغط على زِرِّ التثبيت الآن  Install Now  لكي  تبدأ عملية التثبيت.

د  . الضغط على زِرِّ الإغلاق   Close بعد اكتمال  عملية التثبيت بنجاح  Setup Was Successful

 

3 . التحقُّق من تثبيت مُفسِّر لغة البرمجة بايثون   Python  :

     فتح مُوجِّه الأوامر(  Prompt  Command) ، بالذهاب إلى القائمة الرئيسة، وكتابة كلمتي  مُوجِّه الأوامر (   Command Prompt )  في مُربَّع البحث، ثم الضغط على  Prompt  Command   عند إتباع الخطوات السابقة

 

ب . كتابة كلمة بايثون( Python ) ثمَّ الضغط على زِرِّ الإدخال   Enter  ؛ للتحقُّق من تثبيت مُفسِّر لغة البرمجة بايثون (Python )   و تعرُّف رقم الإصدار الخاص به

ج . ظهور رقم الإصدار المُثبَّت، وهو 3.12.3 ، ثمَّ بَدْء كتابة الأوامر بلغة البرمجة بايثونPython  وتثبيتها مباشرة بعد الرمز <<<

د.الخروج من لغة البرمجة بايثون   Python   بكتابة كلمة الخروج   exit ، ثمَّ الضغط على زِرِّ الإدخال   Enter   

هـ.    الخروج من مُوجِّه الأوامر ( Command Prompt ) بكتابة كلمة الخروج ( exit ) ثمَّ الضغط
على زِرِّ الإدخال ( Enter )

مُحرِّرات النصوص وبيئات التطوير المُتكامِلة

( Text Editors and Integrated development Environment )
إنَّ استخدام مُحرِّرات النصوص وبيئات التطوير المُتكامِلة   IDEs  في لغة البرمجة بايثون Python
يعتمد أساسًا على حجم المشروع؛ إذ تُخصَّص المُحرِّرات لكتابة برامج بسيطة، في حين تُختار
بيئات التطوير المُتكامِلة للمشروعات الكبيرة.
تُعَدُّ بيئة التطوير والتعلُّم المُتكامِلة   IDLE  التي تُدمَج افتراضيًّا في لغة البرمجة بايثون  Python
واحدة من أكثر بيئات التطوير شيوعًا، وتمتاز بتوافقها مع نظام التشغيل ويندوز   Windows  ونظام
التشغيل  MacOS   ونظام التشغيل   Unix   توفر  IDLE   نافذة  Shell  لتنفيذ الأوامر وعرض
المخرجات، كما توفر مُحرّر نصوص يتيح ميزة تمييز الصيغ  Syntax highlighting   التي تحسن من
مقروئية البرنامج، و ميزة إكمال الرموز تلقائيًا  Code completion   بالإضافة إلى مُصحّح أخطاء
مُدمَج.

كتابة برنامج بلغة البرمجة بايثون   Python  وحفظه:
يُمكِن كتابة برنامج ما بلغة البرمجة بايثون  Python   على النحو الآتي:
1 . فتح بيئة التطوير والتعلُّم المُتكامِلة للغة البرمجة بايثون   Python   ثمَّ تشغيلها، فتظهر الشاشة
الرئيسة.
2 . كتابة أوامر البرنامج بلغة البرمجة بايثون   Python   وتنفيذها. أنظر الشكل  ( 2- 8 ) الذي يُبيِّن
الأوامر البرمجية لبرنامج يعمل على طباعة كلمة Hello

3. كما يمكن انشاء صفحة جديدة   New   من قائمة ملف، وبعد الانتهاء من كتابة الكود يتم
حفظ البرنامج بالضغط على زِرِّ الحفظ باسم   Save as   من قائمة الملف  File  ثمَّ تنفيذ
البرنامج باختيار خيار تشغيل النمط  Run Module   من قائمة التشغيل   Run   فيظهر ناتج
تنفيذ البرنامج في نافذة بيئة التطوير والتعلُّم المُتكامِلة ( IDLE Shell )  

 

جملة الإدخال ( input )

  تستخدم لإدخال  البيانات في البرنامج أثناء عمله و ما إنْ يتمُّ استدعاء هذه الدالَّة، حتّى يظلَّ مُفسِّر بايثون ( Python ) في وضع الاستعداد، وينتظر من المُستخدِم أنْ يُدخِل البيانات عن طريق لوحة المفاتيح، ويضغط على زِرِّ الإدخال ( Enter) فيعمل مُفسِّر بايثون ( Python ) حينئذٍ على إرجاع ما أُدخِل في صورة نص إلى المكان الذي استُدعِيت منه الدالَّة ( input ) . وهذا يعني أنَّ الدالَّة ( input )تقرأ مدخلات المُستخدِم بوصفها نصًّا، ثمَّ تعيدها بوصفها نصًّا أيضًا، حتّى لو بادر المُستخدِم إلى إدخال عدد ما.
ومن ثَمَّ إذا كان هدف المُستخدِم إدخال عدد ما في البرنامج، فإنَّ البرنامج يعمل على تحويل ما
تُرجِعه الدالَّة ( input ) إلى عدد.

 

 

عناصر لغة البرمجة بايثون  Python : 

يحتوي البرنامج المكتوب بلغة البرمجة بايثون ) Python ( على العناصر الأساسية الآتية التي يُبيِّنها
الشكل ( 2- 12):

 

1 . التعليقات ( Comments ): لا تُؤثِّر التعليقات في تنفيذ البرنامج  و الطريقة التي يُمكِن بها كتابة تعليق في البرنامج فتتمثَّل في كتابة الرمز #، ثمَّ كتابة التعليق بعده.


2 . المُعرِّفات ( Identifiers ): أسماء تُستعمَل للدلالة على المُتغيِّرات والدوالِّ والكائنات وغير
ذلك من العناصر.تحتوي لغة البرمجة بايثون  Python  على قواعد إلزامية يجب الأخذ بها
عند اختيار الأسماء، وهي:
  أ.  احتواء المُعرِّف فقط على أحد الحروف ( a - z ) أو أحد الحروف ( A - Z ) أو الأعداد  ( 9-0 ) أو الشرطة السفلية ( _ )underscore
  ب . بوجوب أنْ يبدأ المُعرِّف بأحد الحروف الكبيرة ( A - Z ) أو أحد الحروف الصغيرة  ( a - z ) أو الشرطة السفلية ( _ ) underscore
ج . عدم بَدْء المُعرِّف بعدد.
 د .  منع استخدام أي كلمة من الكلمات المحجوزة.

 

3 . الكلمات المحجوزة ( Reserved words ): توجد كلمات محجوزة للغة البرمجة بايثون Python  لا يُمكِن استخدامها مُعرِّفاتٍ. وهذه الكلمات هي:

4 . الثوابت   Constants  : قِيَم تظلُّ ثابتة، ولا تتعرَّض للتغيير أثناء تنفيذ البرنامج. وهي تُصنَّف إلى نوعين اثنين، هما:
أ . الثوابت الرمزية النصية  Character Constants : 
تُكتَب بين علامتي اقتباس، مثل:  "Hello"  و    "Jordan " 
ب . الثوابت العددية  Numerical Constants : 
سلسلة من الأعداد، تبدأ بالعدد ( 0) وتنتهي بالعدد( 9 )  ويمكن ان يكون موجب أو سالب  وفي وحدة الكتاب فقط سوف تستخدم  الثوابت العددية الحقيقية ( real numbers ) مثل: الأعداد الصحيحة، و الأعداد العشرية.
5 . المُتغيِّرات ( Variables ) : رموز تدلُّ على القِيَم المُستخدَمة في البرنامج؛ إذ يُخصَّص للمُتغيِّر مساحة تخزينية في ذاكرة البرنامج، وتوضَع القيمة المُرتبِطة بالمُتغيِّر في هذه المساحة التخزينية، ويُستخدَم اسم المُتغيِّر في الإشارة إلى تلك القيمة.

 

توجد أنواع كثيرة من المُتغيِّرات في لغة البرمجة بايثون Python  ويُمكِن إجمال الأنواع الأساسية لهذه المُتغيِّرات في ما يأتي:

المُتغيِّرات العددية   Numbers  

المُتغيِّرات النصية Strings 

المُتغيِّرات المنطقية( Booleans )

المصفوفات ذات الحجم غير الثابت التي تُسمّى القوائم  Lists 

المصفوفات ذات الحجم الثابت والقِيَم الثابتة التي لا تقبل التغيير، والتي تُسمّى الصفوف   Tuples والمصفوفات ذات الحجم غير الثابت التي لا تحتوي على قِيَم مُكرَّرة Sets  

الجداول التي تُخزَّن فيها البيانات بصورة مفاتيح   Keys  وقِيَم   Values  وتُسمّى القواميس  Dictionaries 

 يُمكِنني معرفة نوع أيِّ مُتغيِّر تم استخدامه باستخدام الدالَّة  type

 

type( )

 

 

في ما يأتي بيان لأنواع المُتغيِّرات المختلفة في لغة البرمجة بايثون  Python :
أ . أنواع 
 المُتغيِّرات العددية   Numbers  : 

  • Int  : يُستخدَم هذا النوع من المُتغيِّرات في تخزين أعداد صحيحة.
  • Float  : يُستخدَم هذا النوع من المُتغيِّرات في تخزين أعداد تحوي فواصل عشرية.

ب .  المُتغيِّرات النصية  Strings : من خلال استخدام علامات الاقتباس الفردية ( ' )  أو علامات الاقتباس المزدوجة (")  أو علامات الاقتباس الثلاثية( """) لتعريف نص كبير يتألَّف من عِدَّة أسطر.ع

 ج . المُتغيِّرات المنطقية Booleans : متغيرات تستخدم لتخزين قيم منطقية قيمها إما صواب وإما خطأ. 

6 . الرموز   Literals  : يُستخدَم في لغة البرمجة بايثون Python   مجموعة من الرموز، أبرزها:
أ .  النصوص String Literals 

ب .  الحروف  Character Literals

  ج . الأرقام  Numeric Literals 
د . الرموز المنطقية Boolean Literals  

 

 

7 . التعابير والجمل( Expression and Statements ):

 التعبير هو سلسلة تتألَّف من واحد أو أكثر من القِيَم والمُتغيِّرات والعوامل واستدعاءات الدوالِّ، وينتج منها قيمة مُعيَّنة.

الجملة فهي أصغر جزء من البرنامج يقبل التنفيذ، ويؤدّي إلى حدوث تأثيرات عديدة، ولا يُفْضي إلى نتيجة مُحدَّدة أو قيمة مُعيَّنة بعد الانتهاء من تنفيذه.  

مثال : 
في الأمر البرمجي: 3 + z = 2 :
( 2+3 ) هو تعبير، أمّا (3 + z = 2 ) فهو جملة.


8 . الكتل البرمجية والمسافات الفارغة  Blocks and Indentations  : 
الكتل البرمجية هي مجموعة من الجمل ذات الصلة. وقد تحتوي الكتلة البرمجية على جملة واحدة فقط. أمّا المسافات الفارغة   Indentations   فتضاف إلى البرنامج في لغة البرمجة بايثون  Python لتحديد الكتل البرمجية وتوضيحها.

قواعد إضافية لكتابة الجملة البرمجية:

1 . تمييز حالة الأحرف ( Case Sensitivity ) :  تُميِّز لغة البرمجة بايثون  Python   بين الأحرف الكبيرة
والأحرف الصغيرة. فمثلًًا، كلمة   days   وكلمة Days  مختلفتان، وهما لا تعنيان شيئًا واحدًا؛ سواء
كان استخدامهما للمُتغيِّرات، أو الدوالِّ، أو غير ذلك.
2 . عند اختيار الأسماء  Names ، يُنصَح باتِّباع القواعد الآتية:
أ . اسم المُتغيِّر ( Variable Name ): تُستخدَم الأحرف الصغيرة عند وضع أسماء للمُتغيِّرات.
وفي حال اشتمل اسم المُتغيِّر على أكثر من كلمة، فإنَّ الشرطة السفلية  underscore
توضَع بين كل كلمتين كما في المثال الآتي:

average_score = 25

ب . اسم الدالَّة  Function Name  : تُستخدَم الأحرف الصغيرة عند وضع أسماء للدوالِّ.

وفي حال اشتمل اسم الدالَّة على أكثر من كلمة، فإنَّ الشرطة السفلية  underscore
توضَع بين كل كلمتين.
ج . كتابة أكثر من جملة على السطر نفسه: تُكتَب كل جملة على سطر واحد في لغة البرمجة
بايثون Python. ولكنْ، يُمكِن كتابة أكثر من جملة على السطر نفسه بوضع فاصلة
منقوطة بين كل جملتين  إذ سيفهم في هذه الحالة مفسر لغة البرمجة بايثون Python
أنَّ السطر الواحد يحوي أكثر من جملة كما في المثال الآتي:

x=10; y=20

د. كتابة أمر واحد على أكثر من سطر: يُمكِن كتابة أمر واحد على أكثر من سطر بوضع
الرمز \ في نهاية كل سطر، فيفهم مفسر لغة البرمجة بايثون  Python   أنَّ الأمر يشمل
أكثر من سطر 

مثال  : 

total = sales_1 + \
sales_2 + \
sales_3

9. العوامل والتعابير (Operators and Expressions)

تُصنَّف العوامل بحسب استخداماتها إلى سبع مجموعات. وفي ما يأتي بيان لأربع منها:
أ .  العوامل المُستخدَمة في العمليات الحسابية ( Arithmetic Operators ) وهي مُمثَّلة في
الجدول ( 2- 1).

ب . العوامل المُستخدَمة في المقارنات   Comparison Operators    

ج . العوامل المُستخدَمة في كتابة الشروط المنطقية   Logical Operators   

د . العوامل المُستخدَمة في إعطاء قِيَم للمُتغيِّرات   Assignment Operators   

أولوية العوامل وترابطها(Operators Precedence and Associativity)

ملاحظات هامة 

1 -  في حال وجود عدد من العوامل لها الأولوية نفسها، فإنَّ ترتيب تنفيذ هذه العوامل يعتمد على قواعد ترابطها   Associativity Rules   بحيث يكون التنفيذ من اليسار إلى اليمين أو العكس

2 - أمّا العوامل  الموجودة بين الأقواس فلها الأولوية العُليا بِغَضِّ النظر عن نوعها.

 

 

 

  • استخدام المصادر الرسمية: أُحمِّل برنامج بايثون  Python  من الموقع الإلكتروني الرسمي: python.org ، التعلم من الموارد الموثوقة، وألتزم بشروط الترخيص عند استخدام المكتبات أو الرموز ( الأكواد) مفتوحة المصدر.
  •  الأمن السيبراني: أستخدِم برامج مكافحة الفيروسات، وأتجنَّب تحميل البرامج من مصادر غير موثوقة.
  •  التعاون المسؤول: أُشارِك معرفتي بمسؤولية واحترام، وأُساعِد الآخرين على نحوٍ فاعل.