الرئيسية » تكنولوجيا » ما هي مجالات علم الحاسوب Computer Science

ما هي مجالات علم الحاسوب Computer Science

ما هي مجالات علم الحاسوب

كثيراً ما كنت أبحث عن معنى كلمة علم الحاسوب (Computer Science) منذ أول مرة وقعت عيني عليها في الثانوية العامة.

وأعتقد أنك مثلي مهتم بعلم الحاسوب ومجالاته المختلفة، لما لا ونحن نعيش اليوم في أزهى عصور التكنولوجيا والذكاء الاصطناعي التي نعتمد فيها على الحاسوب في كل شيء تقريباً.

فربما أنك تفكر في الالتحاق بأحد كليات أو معاهد الحاسبات وأنظمة المعلومات، وتريد معرفة معلومات وتفاصيل أكثر، أو ربما لديك فضول حول مجالات علم الحاسوب وتطبيقاته المختلفة في حياتنا العملية.

أو لعلك تبحث عن فرص جديدة للتعلم وتطوير الذات حتى تكتسب مزيداً من الخبرات أثناء دراستك، أو لكي تغير من مجال عملك الحالي. أياً كان الهدف الذي دفعك إلى قراءة هذه السطور الآن … دعني أؤكد لك أنك وصلت إلى المكان الصحيح.

في هذا الدليل الشامل عن مجالات علم الحاسوب ستتعرف على التالي:

  • ما هو علم الحاسوب تحديداً بشرح عملي وبسيط.
  • كيف تطور علم الحاسوب بشكل مختصر وموجز، لتعرف كيف وصلنا إلى الإمكانيات الجبارة التي يتمتع بها الحاسوب حالياً.
  • أهم المصطلحات والصور المختلفة لعلم الحاسوب.
  • مجالات علم الحاسوب المختلفة وتطبيقاتها في حياتنا العملية.
  • أهم المواد العلمية التي يتم دراستها في كليات ومعاهد علم الحاسوب.

ليس هذا كل شيء، ستجد أيضاً في هذا الدليل:

  • العديد من الفيديوهات والأمثلة العملية التي تجعلك تستوعب كل المعلومات الموجودة في هذا الدليل.
  • أهم المصادر التي يمكنك أن تعتمد عليها، لكي تبدأ في تعلم العديد من مجالات علم الحاسوب المختلفة.
  • نصائح وإرشادات عملية تساعدك على البدء في تعلم أي تخصص تريد.

كل هذا بأسلوب سهل وبسيط يستطيع أن يفهمه أي شخص مهما كان سنه أو خلفيته العملية، فهذه عادتنا في موقع الرابحون نبسط المعلومة لقرائنا الأعزاء من مختلف أنحاء الوطن العربي.

دعنا الآن من المقدمات … وهيا بنا نبدأ!

ما هو علم الحاسوب

علم الحاسوب (Computer Science) هو أحد فروع الهندسة، والذي يهتم بدراسة تكنولوجيا الكمبيوتر مروراً بمبادئ تصميمها وصولاً إلى تطبيقاتها في مختلف المجالات.

الحاسوب يدخل في كل شيء تقريباً في حياتنا اليومية، فلا يوجد منحى من مناحي الحياة إلا ونعتمد فيه على الحاسوب فحتى ساعتك الرقمية الصغيرة التي ترتديها تمثل حاسوباً صغيراً يؤدي مهمة معينة.

لهذا ستجد العديد من التعريفات لعلم الحاسوب، ولكن الأهم من ذلك أن تعرف أن علم الحاسوب يهتم بكل شيء في الحاسوب من:

  • كيفية عمل الحاسوب نفسه (كيف تتحول الكهرباء إلى فيديوهات و صور تظهر على شاشة هاتفك أو حاسوبك).
  • هيكلة الأنظمة الحاسوبية المختلفة (نظام تشغيل الويندوز الذي تعتمد عليه لتقرأ هذه السطور الآن هو مجرد مثال صغير على هذه الأنظمة).
  • وضع خارطة الطريق الأساسية لتطبيقات الحاسوب المختلفة (البرامج – التطبيقات – المواقع – الخدمات الطبية – عمليات نقل الأموال – برامج إدارة الطائرات الآلية) وغيرها.

لهذا ربما تكون دراسة علم الحاسوب شاسعة، وتحتوي على العديد من التخصصات والفروع التي نحتاج إلى معرفتها في مختلف المجالات العملية، وكل هذا بسبب طبيعة علم الحاسوب.

علم الحاسوب هو عبارة عن خليط من مجموعة من العلوم أو المعارف الأخرى مثل:

1. الفيزياء: معرفة مبادئ عمل الكهرباء، وكيف تنتقل الإشارة الكهربية خلال مختلف العناصر الكيميائية هو الحجر الأساسي الذي قام العلماء باستخدامه لتصنيع الترانزستور، الذي يُعد أهم اختراع في تاريخ البشرية في العصر الحديث، لأنه السبب وراء الكمبيوتر الحديث الذي تستخدمه اليوم.

هذا بخلاف استخدام الألياف الضوئية في نقل البيانات والمعلومات، والتي جعلت الإنترنت يصل إلى كل مكان بكل سهولة.

2. الرياضيات: عملية تحويل الإشارات الكهربية إلى أرقام (0 و 1) هي الحجر الأساسي الذي مكّن العلماء من تطوير الحاسوب واستخدامه في العديد من المهام.

هذا بخلاف كون الرياضيات هي العلم الذي يمكننا من تمثيل مختلف الظواهر والعمليات المختلفة حتى نفهمها ونتحكم بها كيفما نريد.

3. هندسة الإلكترونيات: الحاسوب ما هو إلا مجموعة من الدوائر الكهربية المعقدة، والتي يتم استخدامها في نقل وتخزين المعلومات، لهذا دراسة كيفية عمل هذه الدوائر هو أمر ضروري.

هذه طبيعة علم الحاسوب، عالم كبير من المعرفة المتراكمة التي ساهم فيها العديد من العلماء، والتي حاول بعدهم الكثير من الأشخاص صياغة هذه المعرفة حتى تتعلمها الأجيال التالية.

ومنذ ذلك الحين وعلم الكمبيوتر في تطور مستمر، فهناك كل يوم جديد، وعلى الرغم من هذا فإن الأساسيات مازالت ثابتة. والتي إن تعلمتها ستتمكن بعد ذلك من فهم أي تكنولوجيا جديدة، وكيف يمكنك استغلال الحاسوب في تأدية المهام المختلفة.

وهذا هو ما ستتعرف عليه بشيء من التفصيل في هذا الدليل حول مجالات علم الحاسوب؛ سأضع أمامك خارطة طريق تمثل الموضوعات العلمية والتخصصات المختلفة لدراسة علم الحاسوب.

تطور علم الحاسوب

لكي نعرف أي شيء ونفهمه جيداً علينا أن نعرف تاريخه أولاً، ولهذا سأحاول تلخيص تاريخ علم الحاسوب مع الإشارة إلى بعض المفاهيم والمصادر التي ستحتاج إليها فيما بعد.

أول حاسوب كامل بالمعنى الذي نعرفه تم بناءه في عام 1991، ولكن قبل ذلك كانت هناك العديد من المحاولات أبرزها ما قام به عالم الرياضيات البريطاني Alan turing في عام 1936.

هذه الآلة عٌرفت بعد ذلك باسم Turing Machine، والتي يعتبرها الكثير أول نموذج حقيقي للكمبيوتر كما أن الحواسيب الذكية التي نعتمد عليها الآن تعتمد تقريباً على نفس المبادئ.

يمكنك مشاهدة هذا الفيديو الذي يشرح فكرة عمل هذه الآلة الرائعة:

في عام 1940 قام عالم الرياضيات الأمريكي John von Neumann بتطوير فكرة تخزين البرامج، أو بمعنى آخر كيف يمكن تخزين مجموعة من التعليمات المعدة سابقاُ في الكمبيوتر.

هذا المبدأ هو الحجر الأساسي في عمل الحاسوب وبناء الأنظمة المعقدة التي نعتمد عليها اليوم، فالحاسوب يحتوي مسبقاً على العديد من التعليمات التي كل ما عليه اختيار المناسب منها.

فمثلاً عندما تضغط على فتح ملف صورة يقوم المعالج باستخراج ملف تعليمات معين لديه ثم يقوم بتنفيذ ما فيه فيقوم بمعالجة ملف الصورة، ومن ثم تظهر لك على الشاشة.

في ذلك الوقت كان الكمبيوتر غالباً ما يستخدم في الأغراض الحربية (حساب مسارات القذائف وتطوير الأسلحة)، والأغراض الاقتصادية في الشركات الكبرى وإجراء العمليات الحسابية المعقدة.

ثم عن طريق مساهمة الكثير من علماء الرياضيات والمهندسين ظهرت في عام 1950 لغة البرمجة Assembly Language، والتي ساعدت المبرمجين الأوائل على إعطاء بعض التعليمات للحاسوب بطريقة مفهومة نوعاً ما بعيداً عن استخدام الأرقام الثنائية (0 و 1).

بعد ذلك ظهرت بعض لغات البرمجة مثل لغة COBOL، والتي تم استخدامها في أجهزة الحاسوب البسيطة، والتي كانت تستخدمها الشركات الكبيرة وقت ذلك لأن تكلفة صناعة الحاسوب كانت مازالت مرتفعة.

وبعد ذلك أخذت لغات البرمجة في التطور، وهنا ظهرت العديد من المشكلات أثناء تحويل لغات البرمجة إلى لغة الآلة بالأرقام الثنائية، وهنا ظهر مصطلح المترجم (Compiler)، ومع مرور الوقت تم تطوير أنظمة التشغيل حتى تساعد في استخدام مختلف البرامج وترجمتها بسرعة وكفاءة.

اقرأ أيضاً: ما هو نظام التشغيل لينكس Linux

في بداية الثمانينات بدأت تخرج للنور الأجهزة البصرية بعدما ظهرت تقنيات أفضل وأقل تكلفة من تقنيات أنبوبة أشعة الكاثود – تلك التي درسناها في الفيزياء – لعرض الصور فيما يُعرف بـ bitmap graphics.

في هذه التقنية يتم تحويل الألوان إلى أرقام ثنائية بحيث يستطيع الحاسوب تمثيلها على شاشة العرض، يمكنك مشاهدة الفيديو التالي لتفهم الفكرة بشكل أوضح.

هذه التقنية هي الأساس التي تم على أساسه تطوير طرق عرض المعلومات حتى وصلنا إلى عصر الـ Pixels والدقة العالية التي نراها اليوم في الحواسيب بعكس الجرافيكس القديمة كما في ألعاب الأتاري.

في نفس ذلك الوقت ظهرت الحاجة إلى فكرة نقل البيانات والمعلومات بين حاسوب وآخر، وهنا بدأ علم الشبكات وتصميم الأنظمة المعقدة والبروتوكولات حتى ظهر الإنترنت.

الآن دعنا ننتقل إلى الإجابة عن سؤال هام يدور في ذهن الكثيرين حول علم الحاسوب.

الصور المختلفة لدراسة علم الحاسوب

قبل أن نتعمق أكثر أريدك أن تعلم أنه هناك ثلاث مصطلحات مترابطة، وأحياناً يكون لها نفس المعنى وهي:

ففي عالمنا العربي غالباً أي شخص يعمل على تنفيذ أي مهمة متعلقة بالحاسوب يُطلق عليه لقب (IT)، وذلك سواء كان مسؤول الصيانة أو مبرمج أو حتى مدير قواعد البيانات.

الفرق بين المصطلحات السابقة طفيف نوعاً ما، لأنها جميعاً تمثل نفس العلوم الأساسية مع اختلاف بسيط بين بعض المناهج الدراسية في بعض الجامعات.

فمثلاً هندسة الحاسوب ربما تركز أكثر على دراسة هندسة الكهرباء والإلكترونيات، و علم الحاسوب ربما يركز أكثر على دراسة الخوارزميات وعلوم الرياضيات.

أما دراسة تكنولوجيا المعلومات تهتم أكثر بقواعد البيانات وكيفية التعامل معها وحمايتها أكثر من غيرها… هذا ما قمت بمراعاته أثناء كتابة هذا الدليل عن مجالات علم الحاسوب.

ستفهم ما الذي أعنيه عندما تنقل إلى القسم التالي من هذا الدليل. كل ما أريده منك الآن هو أن تعلم أنه مهما اختلفت المسميات فإن سوق العمل لا يعترف إلا بالمهام التي يمكنك القيام بها باستخدام الحاسوب.

ولهذا ستجد هذا الدليل يحتوي تقريباً على كل المجالات المطلوبة في سوق العمل، وهذا سيساعدك على اختيار المجال الذي يناسبك حتى تحصل على وظيفة جيدة أو تؤسس مشروعك الخاص بكل سهولة.

ما هي مجالات علم الحاسوب

هناك العديد من التصنيفات لعلم الحاسوب وموضوعاته المتشعبة والمتداخلة، فأغلب المجالات بينها الكثير من الأمور المشتركة، ولكنك ستجد في العناصر التالية أشهر وأهم المجالات من الناحية النظرية (المناهج الدراسية والتخصصات العلمية)، وأيضاً من الناحية العملية والتطبيقية.

1. البرمجة (Programming)

البرمجة يعتبرها الكثير أهم مجال من مجالات علم الحاسوب خصوصاً وأنها تدخل في كل الوظائف والمهام تقريباً، فأغلب المتخصصين في مجالات علم الحاسوب يعتمدون على مبادئ البرمجة بدرجة أو بأخرى.

ليس هذا كل شيء، البرمجة أيضاً تُعد واحدة من أهم المجالات المطلوبة في سوق العمل لنظراً لتنوع الوظائف والمهام التطبيقات الخاصة بها، والتي تحتاجها مختلف الشركات والمؤسسات.

هناك العديد من المصطلحات التي ربما تجدها أمامك مثل:

  • هندسة البرمجيات (Software Engineering)
  • تطوير التطبيقات (Application Development)
  • تطوير تطبيقات على حسب نظام التشغيل (Platform-Based Development)

كل هذه المصطلحات غالباً ما تحمل واحد وجميعها تندرج تحت إطار البرمجة، لهذا لا أريدك أن تشتت عندما تسمع أو تقرأ هذه المصطلحات.

فالبرمجة هي عملية بناء وتصميم برامج حاسوبية يستطيع أي كومبيوتر فهمها وتنفيذها، وذلك من أجل تنفيذ مهام محددة – مثل العمليات الحسابية أو الرسم أو حفظ وتخزين المعلومات.

البرمجة مجال واسع وكبير للغاية، ولو قمنا بالحديث عنه بشيء من التفصيل سيتحول هذا المقال إلى كتاب كبير… لكن لا تقلق!

لقد قمنا في الرابحون بإعداد أدلة شاملة تشرح كل شيء عن البرمجة بداية من تعريف مفاهيمها الأساسية وصولاً إلى كيفية تعلمها وأهم الوظائف المطلوبة في سوق العمل.

أنصحك أن تطلع على هذه الأدلة إن أردت تعلم البرمجة:

وغيرها الكثير من الأدلة التي لم أضع روابطها، هذا بخلاف الأدلة والشروحات التي نعمل عليها حالياً… لهذا إن أردت البحث عن أي شيء عن البرمجة فأنصحك أن تبدأ هنا في الرابحون.

فنحن نريد مساعدة الشباب العربي على تحقيق أهدافهم عن طريق توفير المعلومة مع تبسيطها بشكل عملي.

2. الجرافيك و الحوسبة البصرية (Graphics and Visual computing)

عمليات تصميم الجرافيك والصور والرسوم والبيانات على الحاسوب أمر معقد للغاية… هل تعاملت في يوم من الأيام مع برامج مثل:

  • فوتوشوب
  • أوتوكاد
  • برنامج SOLIDWORKS للتصميم الهندسي

هذه البرامج وغيرها، والتي يعتمد عليها الكثير من الناس تعد مثالاً على هذا المجال من مجالات علم الحاسوب… فربما تكون منبهراً بأي شخص يستخدم إمكانيات هذه البرامج في عالم التصميم و الأنيميشن وعمليات الإستدعاء (Rendering) ببراعة… 

فما بالك بالأشخاص الذين يعملون على تطوير هذه البرامج في المقام الأول؟! الذين يطورون ويضيفون تلك الخواص التي يعتمد عليها ملايين المحترفين حول العالم.

هذه البرامج  الشهيرة وغيرها مما لا تسمع عنه مثل البرامج التي يتم الإعتماد عليها في عمليات المحاكاة في المجالات الطبية والهندسية هي برامج معقدة للغاية.

فهي تعتمد على مبادئ الرياضيات وحسابات التفاضل والتكامل المتقدمة، وأيضاً تعتمد على بناء الخوارزميات الخاصة بها… هذا هو المطلوب من الذين يعملون في هذا المجال.

هذا المجال أيضاً يتضمن عمليات تصميم وتطوير الألعاب والأدوات وبرامج المحاكاة التي يعتمد عليها المطورون في هذا المجال الكبير بالإضافة إلى التكنولوجيا الجديدة مثل:

هناك العديد من الوظائف المطلوبة في هذا المجال مثل:

  • مهندس جرافيك (Graphics Engineer  – Graphics Architect)
  • خبير تمثيل البيانات (Data Visualization Specialist)
  • مبرمج متخصص في مجال الجرافيك (Graphics Programmer)

هذا المجال متداخل بشكل كبير مع علم البيانات (Data Science) – سنتحدث عنه لاحقاً – حيث أن كلاهما يعتمد على الرياضيات وعمليات تمثيل البيانات.

3. هندسة الشبكات (Computer Networks)

مجال هندسة الشبكات هو من أكثر المجالات المطلوبة وأشهرها في علم وهندسة الحاسوب. لا توجد مؤسسة كبيرة إلا وتعتمد على مهندسين الشبكات.

الشبكات هي عبارة عن الطريقة التي يتواصل بها أي حاسوب مع غيره لنقل المعلومات والبيانات… الإنترنت هو عبارة عن أكبر شبكة في العالم.

فأنت تقرأ هذه السطور الآن نتيجة لجهود مهندسي الشبكات في بناء الأنظمة والبروتوكولات (مثل DNS)، والأدوات بداية من الراوتر الخاص بك وصولاً إلى سيرفرات مراكز البيانات الضخمة.

يمكنك مشاهدة هذا الفيديو لتستوعب أكثر هذا المجال وأهم عناصره:

مهندس الشبكات هو المسئول عن بناء الأنظمة والوصلات سواء المحلية (Local Network) مثل شبكات المدارس والجامعات والمؤسسات الحكومية المختلفة.

أو العمل على الشبكات العملاقة في شركات الاتصالات والإنترنت لتصميم وصيانة البنية التحتية الخاصة بها والعمل على تأمينها.

يحتاج أي شخص يعمل في هذا المجال إلى معرفة جيدة بكيفية عمل الحواسيب ومبادئ علم الحاسوب (والتي سنتحدث عنها لاحقاً) بالإضافة إلى الحصول على بعض الشهادات المعتمدة مثل:

  • شهادة Cisco Certified Network Associate – CCNA 
  • شهادة Cisco Certified Entry Networking Technician – CCENT
  • شهادة Microsoft Certified Solutions Associate (MCSA): Windows Server

أشهر الوظائف في هذا المجال هي:

  • مدير شبكات Network Administrator
  • فني شبكات Network Technician
  • محلل شبكات Network Analyst
  • مهندس ومصمم شبكات Network Solutions Architect

نظراً لكثرة الطلب على هذا المجال ورغبة الكثير في تعلمه في الوطن العربي، نعمل حالياً على إعداد أدلة شاملة تساعد المبتدئين أكثر على فهم هذا المجال وتعلمه من أفضل المصادر… فتابعنا باستمرار حتى لا يفوتك أي جديد ننشره.

4. بناء الأنظمة الحاسوبية (Computer Architecture)

هل تذكر آخر مرة أردت فيها شراء جهاز حاسوب (PC)؟ هل تذكر وأنت تبحث عن:

  • أفضل المعالجات التي تناسب ميزانيتك أو المهام التي تريد تنفيذها.
  • البحث عن معالج الرسوم (كارت الشاشة) حتى يناسب الألعاب أو البرامج التي تستعملها باستمرار.
  • إمكانيات الذاكرة المؤقتة (Ram) والذاكرة الدائمة.
  • نظام التشغيل الذي يناسب إمكانيات الجهاز التي اخترتها (Windows – Linux).
  • البحث عن أفضل البرامج والتطبيقات التي تساعدك على إدارة جهازك والاستفادة منه.

اقرأ أيضاً: ما هو الـ CPU (وحدة المعالجة المركزية)

مهندس الأنظمة الحاسوبية يفعل نفس الأمر تقريباً، ولكن للشركات والمؤسسات المختلفة، فكل تطبيق أو خدمة تحتاج إلى إمكانيات حاسوبية معينة.

سواء الإمكانيات المتعلقة بالهاردوير (Hardware) – مثل التي تحدثنا عنها سابقاً ولكن المخصصة لبناء السيرفرات والحواسيب العملاقة – وأيضاً السوفت وير (Software) من اختيار أنظمة التشغيل وبرامج إدارة الملفات والبيانات.

ليس هذا كل شيء، فالمتخصصين في هذا المجال عليهم دائماً جمع وتحليل بيانات المستخدمين لضمان جودة الخدمة أو لتحسين وتطوير الأنظمة إن لزم الأمر.

مهندس الأنظمة الحاسوبية يجب أن يكون على دراسية كاملة بإمكانيات كل مكوّن من مكونات الحاسوب. وكيف تعمل؟ وكيف يستغلها أفضل استغلال؟

هذا بالإضافة إلى معرفة بعض لغات البرمجة القوية مثل (لغات سي و سي شارب و سي بلس بلس) لبناء الأوامر الأساسية والبرامج الخاصة بأنظمة التشغيل.

في أغلب مناهج دراسة علم الحاسوب والكورسات المتخصصة أونلاين ستجد مواد مخصصة لدراسة أنظمة الحاسوب Computer Architecture بشكل مستفيض.

في الآونة الأخيرة ظهرت الخدمات السحابية (Cloud Services) مثل:

  • جوجل كلاود (Google Cloud)
  • خدمات مايكروسوفت السحابية (Microsoft Azure)
  • خدمات أمازون السحابية (Amazon Web Service – AWS)

اقرأ أيضاً: ما هو التخزين السحابي وأفضل خدماته المجانية

هذه الخدمات تساعد الشركات والمؤسسات على امتلاك سيرفرات وأنظمة كاملة على الإنترنت بالاعتماد على السيرفرات ومراكز البيانات العملاقة التي تمتلكها شركات جوجل وأمازون ومايكرو فروست.

ومع انتشار هذه الخدمات زاد الطلب أكثر على مهندسين الأنظمة حتى ظهرت وظائف مثل (Cloud Engineer) أو (Cloud Architect) 

هذا بخلاف الوظائف التقليدية مثل System Architect و System Engineer التي تطلبها مختلف الشركات في كل مكان في العالم.

5. أنظمة المعلومات (Information Systems)

أنظمة المعلومات مجال كبير للغاية لدرجة أنه متداخل بشكل كبير مع كل المجالات السابقة تقريباً، ومع هذا أردت أن أتحدث عنه منفرداً لكي أسلط الضوء على بعض النقاط الهامة.

أهم مبادئ نظم المعلومات هي بناء قواعد البيانات  (Databases) لحفظ بيانات العملاء والمستخدمين وبيانات الشركات في مختلف المجالات.

لا يوجد أي موقع أو تطبيق أو خدمة إلا وتعتد على قواعد بيانات كاملة مصممة خصيصاً للغرض المطلوب منها، فحتى موقعنا الرابحون يحتوي على قاعدة بيانات على الرغم أننا لا نتعامل مع بيانات المستخدمين بشكل مباشر مثل مواقع البنوك أو التعلم أونلاين مثلاً.

هناك العديد من أشكال قواعد البيانات، لهذا تجد في مختلف الكورسات والمناهج فرع خاص يتحدث عن قواعد البيانات وهيكلتها والمبادئ التي تعتمد عليها.

إن تحدثنا عن الوظائف في هذا المجال ربما نضع أغلب الوظائف التي تحدثنا عنها سابقاً، ولكني سأضع لك بعض الوظائف الجديدة مثل:

  • مدير قواعد البيانات Database Administrator
  • مهندس قواعد بيانات Database Engineer
  • محلل بيانات Business Analyst
  • مستشار دعم أنظمة المعلومات  (IT consultant – IT support)

أحد أهم فروع هذا المجال هي أمن المعلومات (Cybersecurity)، ونظراً لأهميته وكثرة الطلب عليه يعتبره الكثير مجال قائم بذاته، ولذلك سأتحدث عنه بشكل منفصل في العنصر التالي.

6. الأمن الإلكتروني (Cybersecurity)

طالما أنك مهتم بمجالات علم الحاسوب، فأنت بالتأكيد سمعت كلمة (هاكر – Hacker) من قبل، هؤلاء الأشخاص الذين يبحثون عن سرقة المعلومات والبيانات في كل وقت ومن أي شخص أو مؤسسة للاستفادة منها.

لعلك تابعت الكثير من الأخبار عن تسريب بيانات العملاء في الشركات الكبيرة مثل أبل و مايكروسوفت أو جوجل، أو لعلك سمعت مؤخراً عن اختراق حساب Elon Musk – رائد الأعمال الأمريكي الشهير – على تويتر في الأيام الماضية.

هذه لمحة بسيطة عن مجال أمن المعلومات، هذا المجال يتعلق بالبحث عن الفجوات والخلل الموجود في كافة الأنظمة والبرامج المختلفة.

تذكر أن كل التطبيقات وأنظمة التشغيل التي يعتمد عليها أي شخص هي عبارة عن أكواد وبرامج… والهاكر يقوم هو أيضاً باستخدام برامج وأدوات لكي يخاطب أنظمة الشركات وبرامجها المختلفة للحصول على البيانات.

ونظراً لحساسية وأهمية هذه البيانات في الكثير من الأحيان (مثل بيانات الحسابات البنكية – البيانات الحكومية الشخصية – الإيميلات) كان من الضروري تأمينها وحمايتها.

أي شخص يعمل في هذا المجال هو عبارة عن هاكر، يحاول البحث عن نقاط الضعف في البرامج والأنظمة حتى يعالجها، وبالتالي يجب أن يكون على دراية بأساسيات البرمجة وأنظمة الحواسيب المختلفة.

أهم الوظائف في هذا المجال هي:

  • مسؤول تجارب الاختراق (Penetration Tester)
  • مهندس أمن المعلومات (Security Architect)
  • خبير أمن المعلومات (Information Security Specialist)

سنقوم قريباً بنشر دليل مفصل عن هذا المجال يحتوي على:

  • شرح مفصل أكثر
  • مصادر التعلم والتدريب
  • أهم الشهادات المعتمدة في هذا المجال

عليك متابعتنا باستمرار حتى لا يفوتك هذا الدليل.

واحد من أهم فروع أمن المعلومات هو التشفير (Cryptography)، ونظراً لأنه يتطلب معرفة وخبرات مختلفة سأتحدث عنه بالتفصيل في العنصر التالي.

7. التشفير (Cryptography)

إن كنت تقرأ هذه السطور الآن من خلال متصفح ويب على الحاسوب أريدك أن تنظر إلى أعلى بجانب عنوان الصفحة URL حتى ترى علامة القفل 🔒.

هذا يعني أن اتصالك بهذه الصفحة مؤمن أو مشفر (Encrypted)، ولا يستطيع أحد أن يتجسس على طبيعة اتصالك أو البيانات التي تقوم بإدخالها عند زيارتك لأي صفحة على الإنترنت تحمل هذه العلامة والتي تسمى شهادة SSL.

يمكنك معرفة المزيد عن الإتصال الآمن بصفحات الانترنت من خلال الأدلة التالية:

أي شخص يعمل في هذا المجال (Cryptographer) يعتمد على علوم الرياضيات المتقدمة والخوارزميات لتشفير المعلومات وإخفائها.

فهو يقوم بتحليل البيانات بمختلف أنواعها (الأرقام – النصوص ) عن طريق مبادئ التحليل العددي بشكل عميق للغاية، ويحاول تطوير أنظمة تشفير البيانات حتى يتم تداولها بسهولة.

لهذا تستعين الكثير من شركات الأمن الإلكتروني بالمختصين في هذا المجال لمساعدتهم في بناء أنظمة الحماية هذا بخلاف المؤسسات الحكومية والاستخباراتية. 

أحد أبرز التطبيقات التي تعتمد على التشفير في هو العملات الرقمية (Cryptocurrencies) مثل البيتكوين و الإيثريوم والتي يعتبرها الكثير عملات المستقبل.

8. الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة (Artificial Intelligence & Machine Learning)

عندما تفتح كاميرا الهاتف الخاص بك لكي تلتقط صورة سيلفي ألا ترى برنامج الكاميرا يضع مربع حول وجهك؟ ألم تسأل نفسك يوماً كيف تتعرف الكاميرا على الوجوده بهذه السهولة والسرعة؟!

هذا هو أحد الأمثلة البسيطة على الذكاء الاصطناعي و تعلم الآلة، والذي يعد المجال الأكثر انتشاراً ونموماً من مجالات علم الحاسوب.

الذكاء الاصطناعي إختصاراً هو عبارة عن محاولة جعل الحاسوب يفكر ويتخذ القرارات مثل الإنسان تماماً… يحصل على البيانات ويتخذ القرارات طبقاً لكل موقف مختلف.

الحاسوب جهاز غبي للغاية يجب أن تخبره كيف يقوم بشكل شيء خطوة بخطوة بالتفصيل – كأنك تشرح لشخص أعمى وصفة طعام شهية حتى يطهوها لك.

شاهد هذا الفيديو الرائع الذي يفسر بعض المعلومات الهامة عن الذكاء الاصطناعي:

هذا المجال يشمل العديد من الفروع والتخصصات والمصطلحات التي ربما سمعت عنها مثل:

مجال الذكاء الإصطناعي به العديد من الوظائف خصوصاً المتعلقة بعلوم البيانات (Data science)، وتطوير الأنظمة الذكية، وبناء وتدريب برامج المحاكاة.

بالإضافة إلى الوظائف البحثية المتخصصة (مثل الأبحاث الطبية وعلاج الأمراض مثل التي شاهدتها في الفيديو السابق  ومعالجات اللغة الطبيعية Natural Language Processing.

أي شخص يعمل في هذا المجال يحتاج إلى دراية كاملة بواحدة أو أكثر من  لغات البرمجة مثل (Python – R – Java) بالإضافة إلى فهم عميق للخوارزميات، وكيفية عملها وتطويرها وأيضاً معرفة بعلوم الرياضيات والإحصاء لجمع وتحليل البيانات.

سنقوم في القريب العاجل بنشر أدلة أكثر عن الذكاء الإصطناعي وفروعه المختلفة، وعن أفضل المصادر والكورسات لكي تبدأ في تعلمه بنفسك.

اقرأ أيضاً:

9. علم الروبوتات (Robotics)

أعتقد أنك تابعت أخبار الروبوت صوفيا، والتي انتشرت من أكثر من عامين عن أول روبوت يشبه البشر، ويعتمد على تقنيات الذكاء الإصطناعي والتعلم العميق.

شاهد هذا الفيديو لكي تنعش ذاكرتك:

عند الحديث عن المستقبل والذكاء الاصطناعي، فإن الكثير من الناس يتخيلون الروبوتات وأنها ستحل محل البشر في يوم من الأيام… فها هو المستقبل أصبح واقع نعيشه، أمر مذهل أليس كذلك؟

علم الروبوتات هو خليط بين الهندسة الميكانيكية والكهربية وعلم وهندسة الحاسوب والذكاء الاصطناعي في وقت واحد، وله العديد من التطبيقات.

الكثير من المنتجات التي تعتمد عليها كل يوم مثل السيارات يتم تصنيعها وتجميعها عن طريق روبوتات عملاقة تم تصميمها وبرمجتها لأداء مهمة معينة.

شاهد هذا الفيديو لتتعلم أكثر عن هذا المجال وأهم تطبيقاته في الحياة العملية:

هذا المجال تحديداً ربما لا يتم تدريسه بشكل مباشر في كليات ومعاهد علم الحاسوب وتكنولوجيا المعلومات خصوصاً في عالمنا العربي بل يتم تدريسه في كليات الهندسة.

لكني أحببت أن أضعه هنا في هذا الدليل لكي أسلط الضوء عليه، خصوصاً وأن الكثير من العاملين في هذا المجال يدرسون تقنيات علم الحاسوب مثل البرمجة والذكاء الاصطناعي.

كما يوجد العديد من المتخصصين في علم الحاسوب الذين تحولوا إلى علم الروبوتات، أو يعملون في هذا المجال لمساعدة المهندسين على تنفيذ أفكارهم وتحويلها إلى واقع.

10. إنترنت الأشياء (Internet of Things)

إنترنت الأشياء هو أحد مجالات علم الحاسوب الخاص بجعل كل الأدوات والأجهزة التي نعتمد عليها متصل بالانترنت، وفي نفس الوقت يعتمد على أساسيات الذكاء الاصطناعي.

الساعة الذكية التي ربما سمعت عنها هي أحد أشهر الأمثلة على تطبيقات انترنت الأشياء، فهذه الساعة ليست فقط مجرد أداة تخبرك الوقت ولكنها يمكن أن:

  • تدوين وتسجيل الملاحظات
  • مراجعة جدول أعمالك
  • الرد على  الايميلات عن طريق تحويل ملاحظاتك الصوتية إلى كلمات (Speech to text).
  • قياس معدل نبضات القلب والمسافات المقطوعة عن طريق المجسات (Sensors) المختلفة.

شاهد هذا الفيديو القصير لتتعرف على أمثلة أكثر عن إنترنت الأشياء:

كما ترى كل هذه الأجهزة تعتمد على تصميم هندسي ذكي و علم البيانات وتطوير التطبيقات حتى تحقق الأهداف المرجوة منها وتساعد في اتخاذ القرارات.

كل هذا يتطلب معرفة بأساسيات علم الحاسوب من بناء الأنظمة والشبكات المختلفة وقواعد البيانات، واستخدام بعض لغات البرمجة خصوصاً لغة سي بلس بلس بالإضافة إلى مهارات تطوير الويب المختلفة.

من أجل كل هذا وبسبب التطوير التكنولوجي الكبير الذي نعيشه الآن أصبح مجال إنترنت الأشياء من أبرز مجالات علم الحاسوب، والذي يزداد الطلب على المتخصصين فيه كل يوم.

أهم وظائف مجال إنترنت الأشياء هي:

  • مطور تطبيقات إنترنت الأشياء (IoT Developer)
  • مصمم أنظمة مدمجة (IoT Embedded Systems Designer)
  • مهندس لتطوير أنظمة إنترنت الأشياء ووضع الخطط والتصورات الكاملة (IoT Architect)

سنقوم في القريب بنشر أدلة مفصلة أكثر عن هذا المجال وكيف يمكن لأي شخص أن يبدأ فيه… لهذا تابعنا باستمرار حتى لا تفوتك.

نقاط وجوانب هامة خاصة بعلم الحاسوب

1. أهم المواد العلمية التي يدرسها المتخصصين في مجال علم الحاسوب

كما أشرت علم الحاسوب متشعب و متداخل، لهذا سأضع لك المواد العلمية المشتركة بين أغلب المجالات السابقة حتى تأخذ فكرة عامة، هذه المواد هي:

  • الرياضيات التطبيقية (Applied Mathematics)
  • الجبر البوليني (boolean algebra) والبوابات المنطقية (Logic Gates)
  • الإلكترونيات الرقمية (Digital Electronics) و كيف تعمل 
  • نظرية الحوسبة (Theory of Computing)
  • هندسة البرمجيات (software engineering) وكيف يتم بناء التطبيقات
  • نظريات وأساليب البرمجة
  • هياكل الأنظمة الحاسوبية (Computer Architecture)
  • هياكل البيانات (Data structures)
  • الخوارزميات (Algorithms)
  • أنظمة التشغيل (Operating Systems)
  • شبكات الحاسوب وكيف تعمل 
  • مبادئ وبروتوكولات عمل الإنترنت (DNS – IPs – APIs) وغيرها
  • مدخل إلى الذكاء الإصطناعي 
  • أمن وحماية المعلومات

2. مميزات دراسة علم الحاسوب

علم الحاسوب هو المستقبل، فكما تعلم جيداً كل شيء الآن أصبح يعتمد على الحاسوب وتقنيات الذكاء الاصطناعي، ففي المستقبل القريب سيعتمد المحامي والطبيب والرسام والمحاسب على الحاسوب والأدوات الذكية بشكل شبه كامل.

كل هذا يجعل يجعل من دراسة علم الحاسوب أمراً مميزاً لعدة أسباب منها:

  • مواكبة التقدم التكنولوجي الرهيب الذي يرسم المستقبل.
  • فهم كيفية عمل أغلب الأدوات الذكية التي تعتمد عليها في حياتك العملية.
  • تطوير نفسك ومهاراتك الشخصية والمنطقية والقدرة على حل المشكلات.
  • تطوير مهاراتك الإبداعية.
  • القدرة على العمل في العديد من المجالات والشركات في مختلف الصناعات.

كل هذه الأسباب وغيرها تجعل من الخوض في أحد مجالات علم الحاسوب أمراً شيقاً وممتعاً ومفيداً أيضاً على الصعيدين المعنوي والمادي.

3. ما هو مدى صعوبة دراسة علم الحاسوب؟

على الرغم من كل ما ذكرته سابقاً إلا أن دراسة علم الحاسوب بشكل عملي كامل ليست لكل شخص، كل الناس لن تصبح مبرمجين أو مهندسي شبكات.

علم الحاسوب يختلف نوعاً ما عن غيره من العلوم في كونه في تطور مستمر، فالمحامي أو الطبيب لا يتعلم كل يوم شيء جديد كلياً بعدما ينهي دراسته.

على عكس أي شخص يعمل في مجال علم الحاسوب الذي يتطور ويتغير وتظهر تكنولوجيا وأدوات جديدة كل يوم، هذا يجعل التعلم والعمل في هذا المجال صعباً نوعاً ما.

أنا شخصياً مؤمن بمقولة ” لا يوجد شيئاً صعباً طالما توفر لديك الدافع لعمله”، لهذا أقول إن كان لديك فعلاً شغفاً حقيقاً وترغب في البدء في أحد مجالات علم الحاسوب.

بشرك أن تكون هذه الرغبة نابعة من داخلك، وليس مجرد سعياً وراء المال أو التفاخر أمام الناس… فأنصحك أن تبدأ الآن دون تردد.

4. كيف تختار مجال علم الحاسوب المناسب لك؟

لكي تختار المجال المناسب عليك أن تفهم نفسك جيداً، عليك أن تنظر إلى الأشياء التي تهتم بها وتبحث عنها كل يوم، انظر إلى المشكلات الموجودة حولك والفرص المتاحة.

أنت الآن تملك فكرة واضحة عن أهم مجالات علم الحاسوب، ابحث قليلاً حولك وفي مواقع التوظيف المختلفة ومواقع التواصل الاجتماعي لكي تتشاور مع بعض الخبراء في هذا المجال، وتأخذ فكرة أعمق عن طبيعة العمل في أي مجال لفت نظرك.

وبعد ذلك ابدأ، ولا تنس أنه يمكنك دوماً تعلم مهارة جديدة وتغيير مجالك كما تريد خصوصاً في المجالات المتقاربة مثل البرمجة وعلم البيانات والذكاء الإصطناعي.

الخاتمة

أرجو أن تكون استفدت من حديثنا اليوم عن مجالات علم الحاسوب، وأن تكون وجدت إجابة عن الأسئلة التي تدور في ذهنك عن هذا العلم الرائع.

أما إن كان لديك سؤالاً، ولم تجد إجابته بعد فأرجو أن تتركه لنا في التعليقات وسنجيبك عليه في أسرع وقت. إن كنت وجدت هذا الدليل مفيداً قم بمشاركته مع أصدقائك ومعارفك حتى تعم الفائدة!

أتمنى لك التوفيق والنجاح، وإلى لقاءٍ قريب!

عن الكاتب

محمد نور

محمد نور، مهندس ومطور ويب
أعشق علم البيانات وأتعلم عنه الجديد كل يوم، ولأن التسويق الرقمي هو أهم تطبيق لاستخدام علوم البيانات وتطوير الويب أصبحت مسوق محتوى محترف.

أحب الكتابة - أتمنى أن تجد كتاباتي مفيدة وشيقة - وخصوصاً الكتابة الموجهة التي تهدف إلى تثقيف القارئ العربي بمعلومات واستراتيجيات عملية تساعده على تحقيق أهدافه. تلك التي ينشرها الرابحون باستمرار.

اليوم الذي يمضي بدون تعلم شيئاً جديداً لا أحسبه من عمري، لهذا أريدك أن تفعل مثلي وتكون أفضل وأكثر معرفةً كل يوم.

لهذا إحرص على متابعة الرابحون باستمرار حتى تستقي كل يوم معلومة جديدة، وإن كنت ترغب في التواصل يمكنك ذلك عن طريق صفحة اتصل بنا.

إضافة تعليق

اضغط هنا لنشر التعليق