مستوى مهارات البرمجة، الجزء 2. أين يمكنك التعرف على الخوارزميات

نواصل سلسلة مقالاتنا حول موضوعات إضافية متعلقة بالبرمجة والتي لا تشكل جزءًا من الدورة التدريبية لـ CodeGym، مع روابط وتوصيات حول المكان الذي يمكنك تعلمها فيه. اليوم سنتحدث عن الخوارزميات.

ما هي الخوارزميات

الخوارزمية في حد ذاتها ليست أكثر من مجرد إيصال خطوة بخطوة لحل المشكلة. لقد تم بالفعل اكتشاف واختبار وإثبات غالبية الخوارزميات المستخدمة في البرمجة هذه الأيام. الخوارزميات في Java هي طرق ثابتة تُستخدم لإجراء عمليات مختلفة على المجموعات. إذا تم استخدام هياكل البيانات بواسطة مبرمجي Java لتخزين البيانات وتنظيمها، فسيتم استخدام الخوارزميات لمعالجة البيانات في تلك الهياكل. لذا فإن هذين الموضوعين مرتبطان ببعضهما البعض، وفهم كيفية عملهما معًا أمر مهم جدًا ويمكن أن يجعل ترميز Java الخاص بك أكثر كفاءة. يمكن تطبيق الخوارزميات على أي لغة برمجة، ومن المتوقع عادةً أن يعرف المبرمجون ذوو الخبرة القوية أساسيات هذا الموضوع على الأقل، بالإضافة إلى معرفة كيفية تحويل الخوارزميات إلى تعليمات برمجية في لغة البرمجة التي يستخدمونها.

كتب عن الخوارزميات

1. هياكل البيانات والخوارزميات أصبحت سهلة بواسطة ناراسيمها كارومانشي.

   أحد أفضل الكتب المدرسية للمبتدئين في الخوارزميات (وهياكل البيانات). "هياكل البيانات والخوارزميات أصبحت سهلة: هياكل البيانات والألغاز الخوارزمية" هو كتاب يقدم حلولاً لهياكل البيانات والخوارزميات المعقدة. هناك حلول متعددة لكل مشكلة، والكتاب مشفر بلغة C/C++. يمكنك استخدام هذا كدليل للتحضير للمقابلات والامتحانات والعمل في الحرم الجامعي.

2. خوارزميات Grokking بواسطة Aditya Bhargava.

   "Grokking Algorithms" هي طريقة أخرى سهلة الفهم وموضحة بالكامل ومكتوبة في دليل سهل الاستخدام يعلمك كيفية تطبيق الخوارزميات الشائعة على المشكلات العملية التي تواجهها كل يوم كمبرمج. ستبدأ بالفرز والبحث، ومع بناء مهاراتك في التفكير الخوارزمي، ستتعامل مع الاهتمامات الأكثر تعقيدًا مثل ضغط البيانات والذكاء الاصطناعي. يتضمن كل مثال رسومًا بيانية ونماذج تعليمات برمجية مشروحة بالكامل في Python.

3. الخوارزميات المفتوحة بواسطة توماس كورمين.

   كتاب عن أساسيات الخوارزميات للمبتدئين ومحترفي البرمجة الذين يرغبون في توسيع معرفتهم بالموضوع، تمت كتابته هذه المرة ككتاب مدرسي جامعي لطلاب معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

   "سوف يتعلم القراء ما هي خوارزميات الكمبيوتر، وكيفية وصفها، وكيفية تقييمها. سوف يكتشفون طرقًا بسيطة للبحث عن المعلومات في الكمبيوتر؛ طرق إعادة ترتيب المعلومات في الكمبيوتر حسب ترتيب محدد ("الفرز")؛ كيفية حل المشكلات الأساسية التي يمكن نمذجتها على جهاز كمبيوتر باستخدام بنية رياضية تسمى "الرسم البياني" (مفيدة لنمذجة شبكات الطرق، والتبعيات بين المهام، والعلاقات المالية)؛ كيفية حل المسائل التي تطرح أسئلة حول سلاسل من الشخصيات مثل هياكل الحمض النووي؛ المبادئ الأساسية وراء التشفير. أساسيات ضغط البيانات. وحتى أن هناك بعض المشكلات التي لم يتمكن أحد من حلها على الكمبيوتر في فترة زمنية معقولة،» كما يقول مؤلف الكتاب.

4. هياكل البيانات والخوارزميات في جافا بقلم روبرت لافور.

   وهنا كتاب مدرسي يركز بشكل خاص على جافا. إلى جانب البرامج النموذجية الواضحة والبسيطة، أضاف روبرت لافور إلى الكتاب ورشة عمل كبرنامج توضيحي صغير قابل للتنفيذ على متصفح الويب. توضح البرامج في شكل رسوم بيانية كيف تبدو هياكل البيانات وكيفية عملها.

   الحلول المقترحة لمشاريع البرمجة الموجودة في نهاية كل فصل متاحة للمدرسين في المؤسسات التعليمية المعترف بها. يمكن العثور على هذا الملحق التعليمي للكتاب المدرسي على موقع pearson.com ، في مركز موارد المدرب.

5. أهلاً بالعالم: كوننا إنسانين في عصر الخوارزميات بقلم هانا فراي.

   "مرحبًا أيها العالم: أن تكون إنسانًا في عصر الخوارزميات" بقلم هانا فراي هو كتاب مثير للاهتمام ينظر إلى الخوارزميات من منظور مختلف قليلاً. يصف المؤلف القوى والقيود الحقيقية للخوارزميات التي تعمل بالفعل على أتمتة القرارات المهمة في مجالات الرعاية الصحية والنقل والجريمة والتجارة.

دورات عبر الإنترنت حول الخوارزميات

1. الخوارزميات، الجزء الأول ، الجزء الثاني من جامعة برينستون عبر كورسيرا.

   دورة مجانية رائعة جدًا من برينستون. وهو يغطي المعلومات الأساسية التي يحتاج كل مبرمج جاد إلى معرفتها حول الخوارزميات وهياكل البيانات، مع التركيز على التطبيقات وتحليل الأداء العلمي لتطبيقات Java. يغطي الجزء الأول هياكل البيانات الأولية وخوارزميات الفرز والبحث. يركز الجزء الثاني على خوارزميات الرسم البياني ومعالجة السلسلة. لا تقدم الدورة شهادة عند الانتهاء.

2. برنامج التخصص في هياكل البيانات والخوارزميات من جامعة كاليفورنيا في سان دييغو عبر كورسيرا.

   برنامج دورة آخر ذو سمعة طيبة حول الخوارزميات وهياكل البيانات التي تقدمها جامعة كاليفورنيا، سان دييغو والمعهد العالي للبحوث الوطنية للاقتصاد. هذا التخصص عبارة عن مزيج من النظرية والتطبيق: سوف تتعلم تقنيات خوارزمية لحل المشكلات الحسابية المختلفة وستنفذ حوالي 100 مشكلة ترميز خوارزمية بلغة برمجة من اختيارك.

   "لا توجد دورة تدريبية أخرى عبر الإنترنت في الخوارزميات تقترب من تقديم مجموعة كبيرة من تحديات البرمجة التي قد تواجهها في مقابلة العمل التالية. لإعدادك، استثمرنا أكثر من 3000 ساعة في تصميم تحدياتنا كبديل لأسئلة الاختيار من متعدد التي تجدها عادةً في الدورات الضخمة المفتوحة عبر الإنترنت (MOOCs). عذرًا، نحن لا نؤمن بأسئلة الاختيار من متعدد عندما يتعلق الأمر بتعلم الخوارزميات... أو أي شيء آخر في علوم الكمبيوتر! لكل خوارزمية تقوم بتطويرها وتنفيذها، قمنا بتصميم اختبارات متعددة للتحقق من صحتها ووقت تشغيلها - سيتعين عليك تصحيح أخطاء برامجك دون معرفة ما هي هذه الاختبارات! قد يبدو الأمر صعبًا، لكننا نعتقد أنها الطريقة الوحيدة لفهم كيفية عمل الخوارزميات حقًا وإتقان فن البرمجة.

3. تخصص الخوارزميات من جامعة ستانفورد عبر كورسيرا.

   ودورة الخوارزميات المجانية الثالثة والمعترف بها جيدًا من جامعة مرموقة، جامعة ستانفورد، هذه المرة. هذه الدورة عبارة عن مقدمة للخوارزميات للمتعلمين الذين لديهم خبرة بسيطة في البرمجة على الأقل. سوف يمارس المتعلمون ويتقنون أساسيات الخوارزميات من خلال عدة أنواع من التقييمات. يوجد كل أسبوع اختبار متعدد الاختيارات لاختبار مدى فهمك لأهم المفاهيم. هناك أيضًا مهام برمجة أسبوعية، حيث تقوم بتنفيذ إحدى الخوارزميات الموضحة في المحاضرة بلغة برمجة من اختيارك. تنتهي كل دورة باختبار نهائي متعدد الاختيارات.

قنوات وقوائم التشغيل على اليوتيوب

1. خوارزميات عبد الباري.

   قائمة من المحاضرات القصيرة حول الخوارزميات التي ألقاها عبد الباري، أحد مستخدمي YouTube المشهورين إلى حد ما والذي يشرح لمشاهديه موضوعات معقدة بأكثر الطرق بساطة وسهولة في الفهم.

2. هياكل البيانات والخوارزميات في جافا على البرمجة مع قناة موش.

   تعد "البرمجة باستخدام Mosh" قناة شائعة على YouTube للمبتدئين في مجال البرمجة. يحتوي على الكثير والكثير من البرامج التعليمية حول Java ولغات البرمجة الأخرى، وهي جيدة التنظيم ومقدمة بشكل جيد، بما في ذلك البرنامج التعليمي حول هياكل البيانات والخوارزميات. طريقة جيدة للتعرف على هذه المواضيع إذا كنت لا ترغب في قراءة الكتب ودفع ثمن الدورات.

3. معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا 6.006 مقدمة للخوارزميات، خريف 2011 من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا OpenCourseWare

   MIT OpenCourseWare هي قناة تابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ولديها الكثير من دورات الفيديو المجانية الرائعة، بما في ذلك الدورة المتعلقة بالخوارزميات. تتكون الدورة بأكملها من 47 جلسة مدة كل منها ساعة واحدة تقريبًا.