لذت برنامه نویسی

حرفه Prompt Engineering یکی از مهارت‌های کلیدی برای بهره‌برداری از قدرت مدل‌های زبانی Generative یا ژنراتیو است. این مدل‌ها با استفاده از شبکه‌های عصبی عمیق و روش‌های یادگیری ماشینی قادر هستند به صورت خودکار متن‌های متنوع و معنادار تولید کنند. اما چطور می‌شه با این مدل‌ها ارتباط برقرار کرد و ازشون خروجی‌های مورد نظرمون رو گرفت؟ جواب این سوال در Prompt Engineering نهفته است.

به طور کلی Prompt Engineering هنر پرسیدن سوال مناسب برای گرفتن بهترین خروجی از یک مدل زبانی ژنراتیو است. با استفاده از Prompt Engineering می‌تونیم با استفاده از زبان طبیعی با مدل‌های زبانی ارتباط برقرار کنیم و ازشون خروجی‌های متنی یا تصویری بگیریم. این خروجی‌ها می‌تونن در حوزه‌های مختلفی مثل تولید محتوا، ترجمه، خلاصه‌سازی، تحلیل احساسات، تشخیص تصاویر، و غیره کاربرد داشته باشند.

در این مقاله قصد داریم به شما نشان بدیم که چطور می‌تونید Prompt Engineering رو به عنوان یک ابزار قدرتمند برای استفاده از مدل‌های زبانی ژنراتیو به کار بگیرید. ما انواع مختلف Prompt رو معرفی می‌کنیم و نحوه‌ی استفاده از هر کدوم رو با مثال نشون می‌دیم. همچنین بهترین شیوه‌ها و راهبردهای Prompt Engineering رو با شما در میان می‌گذاریم و به چالش‌ها و فرصت‌هایی که در این زمینه وجود داره اشاره می‌کنیم. امیدواریم این مقاله برای شما مفید و جذاب باشه.

انواع Prompt

مفهوم Prompt یک سوال یا یک درخواست است که به یک مدل زبانی ژنراتیو داده می‌شود تا از آن یک خروجی متنی یا تصویری بسازد. انواع مختلفی از Prompt وجود دارند که بسته به نوع و هدف مدل و خروجی مورد نظر می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. در این بخش به معرفی چهار نوع اصلی از Prompt می‌پردازیم:

1. Direct Prompting: این نوع از Prompt ساده‌ترین و مستقیم‌ترین روش برای ارتباط با مدل‌های زبانی است. در این روش، فقط یک سوال یا یک جمله به مدل داده می‌شود و مدل سعی می‌کند به آن پاسخ دهد یا آن را تکمیل کند. مثلا می‌توان از مدل خواست که یک جمله را با یک کلمه تمام کند یا یک تعریف را بیان کند. مثال:

   تکمیل جمله: ایران یک کشور در قاره ... است.

   تعریف: Prompt Engineering چیست؟

2. Prompting with Examples: این نوع از Prompt شبیه به آموزش مدل با مثال است. در این روش، چند مثال از ورودی و خروجی مورد نظر به مدل داده می‌شود و سپس یک ورودی جدید به مدل داده می‌شود تا خروجی متناسب با آن را تولید کند. این روش می‌تواند برای انجام کارهایی مثل ترجمه، خلاصه‌سازی، تبدیل سبک، و غیره مفید باشد. مثال:
   ترجمه:
   انگلیسی: Hello, how are you؟
   فارسی: سلام، حال شما چطور است؟
   انگلیسی: I am fine, thank you.
   فارسی: من خوبم، ممنون.
   انگلیسی: What is your name؟

3. Chain-of-Thought Prompting: این نوع از Prompt برای تولید متن‌های طولانی و پیوسته مثل داستان، مقاله، شعر، و غیره مناسب است. در این روش، به مدل یک موضوع یا یک شروع داده می‌شود و مدل باید متن را با ادامه‌دادن افکار و ایده‌های مرتبط با آن تولید کند. مثال:

   داستان: شروع داستان: یک روز صبح، مهدی با صدای زنگ گوشیش بیدار شد. وقتی گوشی را برداشت، صدایی که شنید، او را شوکه کرد. صدای ...

   مقاله: موضوع مقاله: اثرات مثبت Prompt Engineering بر روی یادگیری ماشینی. مقاله باید شامل مقدمه، بدنه، و نتیجه‌گیری باشد. مقدمه: در سال‌های اخیر، مدل‌های زبانی ژنراتیو با استفاده از شبکه‌های عصبی عمیق و روش‌های یادگیری ماشینی قدرتمند شده‌اند و می‌توانند متن‌های متنوع و معنادار تولید کنند. اما چطور می‌توان از این مدل‌ها به بهترین نحو استفاده کرد و خروجی‌های مورد نظر را از آن‌ها گرفت؟ در این مقاله قصد داریم نشان بدهیم که Prompt Engineering یکی از راه‌های موثر برای ارتباط با مدل‌های زبانی است و چگونه می‌توان با استفاده از آن یادگیری ماشینی را بهبود بخشید. ...

4. Role Prompting: این نوع از Prompt برای ایجاد محاوره و گفتگو با مدل مناسب است. در این روش، به مدل یک نقش یا یک شخصیت داده می‌شود و مدل باید با توجه به آن نقش یا شخصیت به سوالات و پیام‌های کاربر پاسخ دهد. مثال:

   نقش: یک مشاور تحصیلی

   کاربر: سلام، من می‌خوام برای ادامه‌ی تحصیل به خارج از کشور برم. چه کشورها و دانشگاه‌هایی رو پیشنهاد می‌کنید؟

   مدل: سلام، من یک مشاور تحصیلی هستم و می‌تونم کمکت کنم. برای انتخاب کشور و دانشگاه باید چند عامل رو در نظر بگیری مثل رشته‌ی تحصیلی، هزینه‌ها، شرایط ویزا، فرهنگ و زبان، و غیره. بهتره اول از خودت بپرسی که چه چیزهایی برای تو مهم هستند و بر اساس اون یک لیست از کشورها و دانشگاه‌های مورد علاقه‌ات بسازی. بعد می‌تونی از منتورها، استادها، دوستان، یا سایت‌های معتبر اطلاعات بیشتری در مورد اون‌ها بگیری و مقایسه کنی. اگر نیاز به راهنمایی بیشتر داشتی، من در خدمتم.

شیوه ها و راهبردهای مناسب Prompt Engineering:

Prompt Engineering یک فن هنری است که نیاز به تمرین و تجربه دارد. هرچه بیشتر با مدل‌های زبانی کار کنیم و Prompt های مختلف رو امتحان کنیم، مهارت‌مون در این زمینه بیشتر می‌شه. اما برای نوشتن Prompt های موثر و کارآمد، برخی از نکات و توصیه‌هایی وجود داره که می‌تونه به ما کمک کنه. در این بخش به برخی از این نکات اشاره می‌کنیم:

1. ساختارمند بودن: یکی از راه‌هایی که می‌تونه به مدل کمک کنه تا Prompt رو بهتر درک کنه و خروجی مناسب‌تری تولید کنه، اینه که Prompt رو به صورت ساختارمند و قابل فهم بنویسیم. مثلا می‌تونیم از علائم نگارشی مثل نقطه، ویرگول، دونقطه، پرانتز، و غیره استفاده کنیم تا جملات و بخش‌های مختلف Prompt رو از هم جدا کنیم. همچنین می‌تونیم از عنوان‌ها، شماره‌گذاری، و لیست‌ها استفاده کنیم تا Prompt رو به بخش‌های کوچک‌تر و مرتب‌تر تقسیم کنیم. این کار باعث می‌شه مدل بتونه Prompt رو بهتر تحلیل کنه و خروجی رو با توجه به ساختار Prompt تنظیم کنه.

2. محدود بودن: یکی از چالش‌هایی که مدل‌های زبانی با آن روبرو هستند، اینه که ممکنه خروجی‌هایی تولید کنند که با Prompt مطابقت ندارند یا از حدود مورد نظر خارج می‌شوند. برای جلوگیری از این مشکل، می‌تونیم از محدودیت‌هایی استفاده کنیم تا مدل رو راهنمایی کنیم که چه نوع و چه مقدار خروجی باید تولید کنه. مثلا می‌تونیم از عباراتی مثل «با حداکثر ۵۰۰ کلمه» یا «به صورت شعر» یا «با استفاده از فقط حروف الفبای فارسی» استفاده کنیم تا مدل رو محدود کنیم. مثال:

   Prompt با محدودیت: تولید یک داستان کوتاه در مورد یک سفر فضایی با حداکثر ۵۰۰ کلمه.

   Prompt بدون محدودیت: تولید یک داستان در مورد یک سفر فضایی.

3. خلاقانه بودن: یکی از راه‌هایی که می‌تونه به مدل کمک کنه تا Prompt رو بهتر فهمیده و خروجی جذاب‌تری تولید کنه، اینه که Prompt رو به صورت خلاقانه و جالب بنویسیم. مثلا می‌تونیم از سوالات باز، مقایسه‌ها، تصاویر، مثال‌ها، و غیره استفاده کنیم تا مدل رو به چالش بکشیم و ازش خروجی‌هایی بگیریم که از حد انتظارمون بیشتر باشه. مثال:

   Prompt خلاقانه: تولید یک شعر در مورد این تصویر (بارگذاری تصویر برای مدل زبانی)

   Prompt عادی: تولید یک شعر در مورد غروب خورشید.

Prompt Engineering یکی از مهارت‌های کلیدی برای بهره‌برداری از قدرت مدل‌های زبانی ژنراتیو است. در این مقاله با انواع مختلف Prompt آشنا شدیم و نحوه‌ی استفاده از هر کدوم رو با مثال نشون دادیم. همچنین به برخی از بهترین شیوه‌ها و راهبردهای Prompt Engineering اشاره کردیم و چند نکته برای نوشتن Prompt‌های ساختارمند، محدود، و خلاقانه رو با شما در میان گذاشتیم. امیدواریم این مقاله برای شما مفید و جذاب بوده باشه و بتونید از Prompt Engineering به عنوان یک ابزار قدرتمند برای استفاده از مدل‌های زبانی به کار ببرید.

همچنین Prompt Engineering یک زمینه‌ی پویا و در حال رشد است که همچنان چالش‌ها و فرصت‌های زیادی در پیش روی آن است. ما توصیه می‌کنیم که برای ارتقای مهارت‌تون در این زمینه، با مدل‌های زبانی مختلف آزمایش کنید و Prompt‌های متنوع و جالب رو امتحان کنید. همچنین می‌تونید از منابع و مقالات معتبر و به‌روز در این زمینه استفاده کنید و از تجربیات و نظرات دیگران بهره ببرید. ما امیدواریم که Prompt Engineering برای شما یک فن هنری و لذت‌بخش باشه و به شما کمک کنه تا از مدل‌های زبانی بهترین نتایج رو بگیرید.

برای درک مفاهیم بیشتر و یادگیری عمیق به دوره آموزشی سی شارپ که دارای سرفصل های اصلی دوره مقدماتی سی شارپ و دوره پیشرفته سی شارپ را که در قالب یک مجموعه جامع ارائه شده اند مراجعه کنید. در کنار این دوره می توانید برای تقویت دانش بانک اطلاعاتی ، به دوره آموزش SQL Server نیز مراجعه کنید.

برنامه‌نویسی غیرهمزمان یکی از مفاهیم مهم و پرکاربرد در توسعه نرم‌افزار است. برنامه‌نویسی غیرهمزمان به معنای این است که برنامه می‌تواند بدون انتظار برای پایان یافتن یک عملیات، به اجرای عملیات دیگر ادامه دهد. این روش به برنامه امکان می‌دهد که به صورت همزمان چندین کار را انجام دهد و منابع سیستم را بهینه‌تر استفاده کند. برنامه‌نویسی غیرهمزمان به ویژه در مواردی که برنامه باید با منابع خارجی مانند فایل، شبکه، دیتابیس و غیره ارتباط برقرار کند، بسیار مفید است. زیرا در این موارد برنامه ممکن است برای دریافت پاسخ از منبع خارجی مدت زمان زیادی صرف کند و در این حالت اگر برنامه به صورت همزمان اجرا شود، می‌تواند منابع سیستم را برای انجام کارهای دیگر استفاده کند و به کاربر تجربه بهتری ارائه دهد.

برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C#، دو روش اصلی وجود دارد: استفاده از Thread ها و استفاده از کلمات کلیدی Async و Await. بو صورت ساده، Thread ها واحدهای کوچک از کد هستند که می‌توانند به صورت موازی و مستقل از هم اجرا شوند. در مقابل، Async و Await کلمات کلیدی هستند که به برنامه‌نویس امکان می‌دهند که به راحتی برنامه‌نویسی غیرهمزمان را با استفاده از Task ها پیاده‌سازی کند. Task ها شبیه به Thread ها هستند اما با این تفاوت که مدیریت و هماهنگی آن‌ها توسط کتابخانه‌های زبان C# انجام می‌شود.

در این مقاله قصد داریم تفاوت این دو روش را بررسی کنیم و نشان دهیم که در چه مواردی از هر یک از آن‌ها استفاده کنیم. برای این منظور ابتدا تعریف و ویژگی‌های Thread ها و Async و Await را شرح می‌دهیم و سپس نقاط تمایز اصلی بین آن‌ها را مورد بحث قرار می‌دهیم. در نهایت نتیجه‌گیری و توصیه‌هایی برای انتخاب روش مناسب برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان ارائه می‌کنیم.

آشنایی با تردها

Thread ها یا ریسمان‌ها واحدهای کوچک از کد هستند که می‌توانند به صورت موازی و مستقل از هم اجرا شوند. Thread ها به برنامه امکان می‌دهند که چندین کار را به صورت همزمان انجام دهد و منابع سیستم را بهتر استفاده کند. برای مثال، اگر برنامه‌ای داریم که باید همزمان با کاربر ارتباط برقرار کند و محتویات یک فایل را بخواند، می‌توانیم از دو Thread مجزا برای انجام این دو کار استفاده کنیم. در این صورت برنامه نیازی ندارد که برای خواندن فایل از کاربر منتظر بماند و یا برای پاسخ به کاربر از خواندن فایل صرف نظر کند.

برای استفاده از Thread ها در زبان C#، می‌توانیم از کلاس‌ها و روش‌های موجود در فضای نام System.Threading استفاده کنیم. این فضای نام شامل کلاس Thread است که نماینده یک Thread در برنامه است. برای ایجاد یک Thread جدید، می‌توانیم یک شیء از کلاس Thread با پاس دادن یک شیء از نوع Delegate به سازنده آن ایجاد کنیم. Delegate یک شیء است که به یک متد اشاره می‌کند و مشخص می‌کند که Thread باید چه متدی را اجرا کند. برای شروع اجرای Thread، می‌توانیم از متد Start شیء Thread استفاده کنیم. برای متوقف کردن اجرای Thread، می‌توانیم از متد Abort شیء Thread استفاده کنیم. همچنین جهت انتظار برای پایان یافتن یک Thread، می‌توانیم از متد Join شیء Thread استفاده کنیم. برای مثال، کد زیر یک Thread جدید ایجاد می‌کند که متد PrintNumbers را اجرا می‌کند:

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Thread t = new Thread(new ThreadStart(PrintNumbers));
        t.Start();
        t.Join();
        Console.WriteLine("End of application.");
    }
    
    static void PrintNumbers()
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

خروجی این برنامه به شکل زیر است:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
End of application!

استفاده از Thread ها مزایایی مانند افزایش کارایی و بهبود تجربه کاربر را دارد. اما همچنین چالش‌هایی مانند مدیریت و هماهنگی Thread ها، رفع خطاها و ایجاد امنیت را نیز به همراه دارد. برای حل این چالش‌ها، می‌توانیم از ابزارهایی مانند Lock، Monitor، Mutex، Semaphore، AutoResetEvent و ManualResetEvent استفاده کنیم. این ابزارها به ما کمک می‌کنند که دسترسی به منابع مشترک بین Thread ها را کنترل کنیم و از بروز تداخل و ناهماهنگی جلوگیری کنیم. در بخش بعدی، می‌توانید با کلمات کلیدی Async و Await و نحوه استفاده از آن‌ها برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان آشنا شوید.

آشنایی با Async و Await

Async و Await کلمات کلیدی هستند که در زبان C# از نسخه 5 به بعد اضافه شده‌اند. این کلمات کلیدی به برنامه‌نویس امکان می‌دهند که به راحتی برنامه‌نویسی غیرهمزمان را با استفاده از Task ها پیاده‌سازی کند. Task ها شبیه به Thread ها هستند اما با این تفاوت که مدیریت و هماهنگی آن‌ها توسط کتابخانه‌های زبان C# انجام می‌شود. Task ها به ما امکان می‌دهند که یک عملیات غیرهمزمان را به صورت یک شیء مدیریت کنیم و بتوانیم به آن ارجاع دهیم، از وضعیت آن باخبر شویم و از آن نتیجه بگیریم.

برای استفاده از Async و Await در زبان C#، می‌توانیم از کلاس‌ها و روش‌های موجود در فضای نام System.Threading.Tasks استفاده کنیم. این فضای نام شامل کلاس Task است که نماینده یک Task در برنامه است. برای ایجاد یک Task جدید، می‌توانیم از متد Run شیء Task استفاده کنیم. این متد یک شیء از نوع Delegate می‌گیرد و یک شیء از نوع Task برمی‌گرداند. برای اجرای یک Task، می‌توانیم از کلمه کلیدی Async در تعریف یک متد استفاده کنیم. این کلمه کلیدی به ما امکان می‌دهد که یک متد را به صورت غیرهمزمان تعریف کنیم و از کلمه کلیدی Await در بدنه آن استفاده کنیم. کلمه کلیدی Await به ما امکان می‌دهد که برای یک Task منتظر بمانیم و نتیجه آن را دریافت کنیم. برای مثال، کد زیر یک Task جدید ایجاد می‌کند که متد PrintNumbersAsync را اجرا می‌کند:

using System;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        // ایجاد یک Task جدید با استفاده از متد Run
        Task t = Task.Run(PrintNumbersAsync);     
        await t;       
        Console.WriteLine("End of application!");
    }
    
    static async Task PrintNumbersAsync()
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            Console.WriteLine(i);
            
            // انتظار برای یک ثانیه
            await Task.Delay(1000);
        }
    }
}

خروجی این برنامه به شکل زیر است:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
End of application!

استفاده از Async و Await مزایایی مانند ساده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان، افزایش خوانایی و نگهداری کد و بهبود عملکرد برنامه را دارد. اما همچنین مواردی وجود دارد که استفاده از Async و Await کافی نیست و نیاز به استفاده از Thread ها داریم. برای مثال، اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سنگین و محاسباتی را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد و منابع سیستم را به شدت مصرف می‌کند، می‌توانیم از یک Thread جدید برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از بلوک شدن Thread اصلی برنامه جلوگیری کنیم. در بخش بعدی، می‌توانید با تفاوت اصلی بین Thread ها و Async و Await آشنا شوید.

تفاوت Thread و Async/Await

Thread ها و Async/Await دو روش مختلف برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C# هستند. این دو روش در برخی جنبه‌ها شباهت و در برخی جنبه‌ها تفاوت دارند. در این بخش قصد داریم نقاط تمایز اصلی بین این دو روش را مورد بحث قرار دهیم. برای این منظور از جدول زیر برای مقایسه این دو روش استفاده می‌کنیم:

از جدول بالا می‌توانیم ببینیم که Thread ها و Async/Await در برخی جنبه‌ها مانند نحوه ایجاد، اجرا، متوقف کردن، انتظار و دریافت نتیجه تفاوت دارند. این تفاوت‌ها باعث می‌شوند که در چه مواردی از هر یک از این روش‌ها استفاده کنیم. به طور کلی، می‌توان گفت که اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سنگین و محاسباتی را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد و منابع سیستم را به شدت مصرف می‌کند، می‌توانیم از یک Thread جدید برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از بلوک شدن Thread اصلی برنامه جلوگیری کنیم. اما اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سبک و وابسته به منابع خارجی مانند فایل، شبکه، دیتابیس و غیره را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد اما منابع سیستم را به شدت مصرف نمی‌کند، می‌توانیم از کلمات کلیدی Async و Await برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از ساده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان بهره ببریم.

در نتیجه، می‌توان گفت که Thread ها و Async/Await دو روش مختلف برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C# هستند که در برخی جنبه‌ها شباهت و در برخی جنبه‌ها تفاوت دارند. این تفاوت‌ها باعث می‌شوند که در چه مواردی از هر یک از این روش‌ها استفاده کنیم. در بخش بعدی، می‌توانید با نتیجه‌گیری و توصیه‌هایی برای انتخاب روش مناسب برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان آشنا شوید.

نتیجه‌گیری

در این مقاله با مفهوم برنامه‌نویسی غیرهمزمان و اهمیت آن در توسعه نرم‌افزار آشنا شدیم. همچنین با دو روش اصلی برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C# یعنی استفاده از Thread ها و استفاده از کلمات کلیدی Async و Await آشنا شدیم. برای هر یک از این روش‌ها تعریف، ویژگی، مزایا و معایب را شرح دادیم و سپس نقاط تمایز اصلی بین آن‌ها را مورد بحث قرار دادیم. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که این دو روش در برخی موارد با هم قابل جایگزینی هستند و در برخی موارد نیاز به استفاده از هر یک به طور مجزا دارند. برای انتخاب روش مناسب برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان، باید به نوع عملیاتی که می‌خواهیم انجام دهیم، زمانی که آن عملیات طول می‌کشد، منابع سیستمی که آن عملیات مصرف می‌کند و همچنین سادگی و خوانایی کدی که می‌نویسیم توجه کنیم. به طور کلی، می‌توان گفت که اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سنگین و محاسباتی را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد و منابع سیستم را به شدت مصرف می‌کند، می‌توانیم از یک Thread جدید برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از بلوک شدن Thread اصلی برنامه جلوگیری کنیم. اما اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سبک و وابسته به منابع خارجی مانند فایل، شبکه، دیتابیس و غیره را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد اما منابع سیستم را به شدت مصرف نمی‌کند، می‌توانیم از کلمات کلیدی Async و Await برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از ساده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان بهره ببریم.

برنامه‌نویسی غیرهمزمان یکی از مفاهیم مهم و پرکاربرد در توسعه نرم‌افزار است. برنامه‌نویسی غیرهمزمان به معنای این است که برنامه می‌تواند بدون انتظار برای پایان یافتن یک عملیات، به اجرای عملیات دیگر ادامه دهد. این روش به برنامه امکان می‌دهد که به صورت همزمان چندین کار را انجام دهد و منابع سیستم را بهینه‌تر استفاده کند. برنامه‌نویسی غیرهمزمان به ویژه در مواردی که برنامه باید با منابع خارجی مانند فایل، شبکه، دیتابیس و غیره ارتباط برقرار کند، بسیار مفید است. زیرا در این موارد برنامه ممکن است برای دریافت پاسخ از منبع خارجی مدت زمان زیادی صرف کند و در این حالت اگر برنامه به صورت همزمان اجرا شود، می‌تواند منابع سیستم را برای انجام کارهای دیگر استفاده کند و به کاربر تجربه بهتری ارائه دهد.

برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C#، دو روش اصلی وجود دارد: استفاده از Thread ها و استفاده از کلمات کلیدی Async و Await. بو صورت ساده، Thread ها واحدهای کوچک از کد هستند که می‌توانند به صورت موازی و مستقل از هم اجرا شوند. در مقابل، Async و Await کلمات کلیدی هستند که به برنامه‌نویس امکان می‌دهند که به راحتی برنامه‌نویسی غیرهمزمان را با استفاده از Task ها پیاده‌سازی کند. Task ها شبیه به Thread ها هستند اما با این تفاوت که مدیریت و هماهنگی آن‌ها توسط کتابخانه‌های زبان C# انجام می‌شود.

در این مقاله قصد داریم تفاوت این دو روش را بررسی کنیم و نشان دهیم که در چه مواردی از هر یک از آن‌ها استفاده کنیم. برای این منظور ابتدا تعریف و ویژگی‌های Thread ها و Async و Await را شرح می‌دهیم و سپس نقاط تمایز اصلی بین آن‌ها را مورد بحث قرار می‌دهیم. در نهایت نتیجه‌گیری و توصیه‌هایی برای انتخاب روش مناسب برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان ارائه می‌کنیم.

آشنایی با تردها

Thread ها یا ریسمان‌ها واحدهای کوچک از کد هستند که می‌توانند به صورت موازی و مستقل از هم اجرا شوند. Thread ها به برنامه امکان می‌دهند که چندین کار را به صورت همزمان انجام دهد و منابع سیستم را بهتر استفاده کند. برای مثال، اگر برنامه‌ای داریم که باید همزمان با کاربر ارتباط برقرار کند و محتویات یک فایل را بخواند، می‌توانیم از دو Thread مجزا برای انجام این دو کار استفاده کنیم. در این صورت برنامه نیازی ندارد که برای خواندن فایل از کاربر منتظر بماند و یا برای پاسخ به کاربر از خواندن فایل صرف نظر کند.

برای استفاده از Thread ها در زبان C#، می‌توانیم از کلاس‌ها و روش‌های موجود در فضای نام System.Threading استفاده کنیم. این فضای نام شامل کلاس Thread است که نماینده یک Thread در برنامه است. برای ایجاد یک Thread جدید، می‌توانیم یک شیء از کلاس Thread با پاس دادن یک شیء از نوع Delegate به سازنده آن ایجاد کنیم. Delegate یک شیء است که به یک متد اشاره می‌کند و مشخص می‌کند که Thread باید چه متدی را اجرا کند. برای شروع اجرای Thread، می‌توانیم از متد Start شیء Thread استفاده کنیم. برای متوقف کردن اجرای Thread، می‌توانیم از متد Abort شیء Thread استفاده کنیم. همچنین جهت انتظار برای پایان یافتن یک Thread، می‌توانیم از متد Join شیء Thread استفاده کنیم. برای مثال، کد زیر یک Thread جدید ایجاد می‌کند که متد PrintNumbers را اجرا می‌کند:

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Thread t = new Thread(new ThreadStart(PrintNumbers));
        t.Start();
        t.Join();
        Console.WriteLine("End of application.");
    }
    
    static void PrintNumbers()
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            Console.WriteLine(i);
        }
    }
}

خروجی این برنامه به شکل زیر است:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
End of application!

استفاده از Thread ها مزایایی مانند افزایش کارایی و بهبود تجربه کاربر را دارد. اما همچنین چالش‌هایی مانند مدیریت و هماهنگی Thread ها، رفع خطاها و ایجاد امنیت را نیز به همراه دارد. برای حل این چالش‌ها، می‌توانیم از ابزارهایی مانند Lock، Monitor، Mutex، Semaphore، AutoResetEvent و ManualResetEvent استفاده کنیم. این ابزارها به ما کمک می‌کنند که دسترسی به منابع مشترک بین Thread ها را کنترل کنیم و از بروز تداخل و ناهماهنگی جلوگیری کنیم. در بخش بعدی، می‌توانید با کلمات کلیدی Async و Await و نحوه استفاده از آن‌ها برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان آشنا شوید.

آشنایی با Async و Await

Async و Await کلمات کلیدی هستند که در زبان C# از نسخه 5 به بعد اضافه شده‌اند. این کلمات کلیدی به برنامه‌نویس امکان می‌دهند که به راحتی برنامه‌نویسی غیرهمزمان را با استفاده از Task ها پیاده‌سازی کند. Task ها شبیه به Thread ها هستند اما با این تفاوت که مدیریت و هماهنگی آن‌ها توسط کتابخانه‌های زبان C# انجام می‌شود. Task ها به ما امکان می‌دهند که یک عملیات غیرهمزمان را به صورت یک شیء مدیریت کنیم و بتوانیم به آن ارجاع دهیم، از وضعیت آن باخبر شویم و از آن نتیجه بگیریم.

برای استفاده از Async و Await در زبان C#، می‌توانیم از کلاس‌ها و روش‌های موجود در فضای نام System.Threading.Tasks استفاده کنیم. این فضای نام شامل کلاس Task است که نماینده یک Task در برنامه است. برای ایجاد یک Task جدید، می‌توانیم از متد Run شیء Task استفاده کنیم. این متد یک شیء از نوع Delegate می‌گیرد و یک شیء از نوع Task برمی‌گرداند. برای اجرای یک Task، می‌توانیم از کلمه کلیدی Async در تعریف یک متد استفاده کنیم. این کلمه کلیدی به ما امکان می‌دهد که یک متد را به صورت غیرهمزمان تعریف کنیم و از کلمه کلیدی Await در بدنه آن استفاده کنیم. کلمه کلیدی Await به ما امکان می‌دهد که برای یک Task منتظر بمانیم و نتیجه آن را دریافت کنیم. برای مثال، کد زیر یک Task جدید ایجاد می‌کند که متد PrintNumbersAsync را اجرا می‌کند:

using System;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        // ایجاد یک Task جدید با استفاده از متد Run
        Task t = Task.Run(PrintNumbersAsync);     
        await t;       
        Console.WriteLine("End of application!");
    }
    
    static async Task PrintNumbersAsync()
    {
        for (int i = 1; i <= 10; i++)
        {
            Console.WriteLine(i);
            
            // انتظار برای یک ثانیه
            await Task.Delay(1000);
        }
    }
}

خروجی این برنامه به شکل زیر است:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
End of application!

استفاده از Async و Await مزایایی مانند ساده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان، افزایش خوانایی و نگهداری کد و بهبود عملکرد برنامه را دارد. اما همچنین مواردی وجود دارد که استفاده از Async و Await کافی نیست و نیاز به استفاده از Thread ها داریم. برای مثال، اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سنگین و محاسباتی را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد و منابع سیستم را به شدت مصرف می‌کند، می‌توانیم از یک Thread جدید برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از بلوک شدن Thread اصلی برنامه جلوگیری کنیم. در بخش بعدی، می‌توانید با تفاوت اصلی بین Thread ها و Async و Await آشنا شوید.

تفاوت Thread و Async/Await

Thread ها و Async/Await دو روش مختلف برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C# هستند. این دو روش در برخی جنبه‌ها شباهت و در برخی جنبه‌ها تفاوت دارند. در این بخش قصد داریم نقاط تمایز اصلی بین این دو روش را مورد بحث قرار دهیم. برای این منظور از جدول زیر برای مقایسه این دو روش استفاده می‌کنیم:

از جدول بالا می‌توانیم ببینیم که Thread ها و Async/Await در برخی جنبه‌ها مانند نحوه ایجاد، اجرا، متوقف کردن، انتظار و دریافت نتیجه تفاوت دارند. این تفاوت‌ها باعث می‌شوند که در چه مواردی از هر یک از این روش‌ها استفاده کنیم. به طور کلی، می‌توان گفت که اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سنگین و محاسباتی را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد و منابع سیستم را به شدت مصرف می‌کند، می‌توانیم از یک Thread جدید برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از بلوک شدن Thread اصلی برنامه جلوگیری کنیم. اما اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سبک و وابسته به منابع خارجی مانند فایل، شبکه، دیتابیس و غیره را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد اما منابع سیستم را به شدت مصرف نمی‌کند، می‌توانیم از کلمات کلیدی Async و Await برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از ساده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان بهره ببریم.

در نتیجه، می‌توان گفت که Thread ها و Async/Await دو روش مختلف برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C# هستند که در برخی جنبه‌ها شباهت و در برخی جنبه‌ها تفاوت دارند. این تفاوت‌ها باعث می‌شوند که در چه مواردی از هر یک از این روش‌ها استفاده کنیم. در بخش بعدی، می‌توانید با نتیجه‌گیری و توصیه‌هایی برای انتخاب روش مناسب برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان آشنا شوید.

نتیجه‌گیری

در این مقاله با مفهوم برنامه‌نویسی غیرهمزمان و اهمیت آن در توسعه نرم‌افزار آشنا شدیم. همچنین با دو روش اصلی برای پیاده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان در زبان C# یعنی استفاده از Thread ها و استفاده از کلمات کلیدی Async و Await آشنا شدیم. برای هر یک از این روش‌ها تعریف، ویژگی، مزایا و معایب را شرح دادیم و سپس نقاط تمایز اصلی بین آن‌ها را مورد بحث قرار دادیم. در نهایت به این نتیجه رسیدیم که این دو روش در برخی موارد با هم قابل جایگزینی هستند و در برخی موارد نیاز به استفاده از هر یک به طور مجزا دارند. برای انتخاب روش مناسب برای برنامه‌نویسی غیرهمزمان، باید به نوع عملیاتی که می‌خواهیم انجام دهیم، زمانی که آن عملیات طول می‌کشد، منابع سیستمی که آن عملیات مصرف می‌کند و همچنین سادگی و خوانایی کدی که می‌نویسیم توجه کنیم. به طور کلی، می‌توان گفت که اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سنگین و محاسباتی را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد و منابع سیستم را به شدت مصرف می‌کند، می‌توانیم از یک Thread جدید برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از بلوک شدن Thread اصلی برنامه جلوگیری کنیم. اما اگر برنامه‌ای داریم که باید یک عملیات سبک و وابسته به منابع خارجی مانند فایل، شبکه، دیتابیس و غیره را انجام دهد که زمان زیادی طول می‌کشد اما منابع سیستم را به شدت مصرف نمی‌کند، می‌توانیم از کلمات کلیدی Async و Await برای انجام این عملیات استفاده کنیم تا از ساده‌سازی برنامه‌نویسی غیرهمزمان بهره ببریم.

جاوا چیست؟ زبان برنامه نویسی جاوا چه کاربردهایی دارد؟ آیا زبان جاوا برای شروع برنامه نویسی مناسب است؟ چه نوع برنامه‌هایی می‌توان با زبان جاوا ساخت؟ زبان جاوا در چه محیط هایی کاربرد دارد؟ آیا در ایران از زبان جاوا استفاده می شود؟ این‌ها سؤالاتی هستند که برای افرادی که می‌خواهند برنامه نویسی را شروع کنند ممکن است پیش بیاید. در این مطلب زبان برنامه نویسی جاوا را معرفی می‌کنیم و سؤالات گفته شده را پاسخ می‌دهیم و قابلیت‌های این زبان قدرتمند و محبوب را بررسی می‌کنیم.

برنامه کامپیوتری چیست؟

جاوا یک زبان برنامه نویسی است که با آن می‌توان برنامه‌های کامپیوتری تولید کرد. قبل از اینکه بخواهیم در مورد خود جاوا صحبت کنیم اول ببینیم که برنامه کامپیوتری چیست؟ برنامه کامپیوتری مجموعه دستوراتی هستند که در قالب یک بسته ایجاد شده‌اند و سیستم کامپیوتری که به آن سخت‌افزار هم گفته می‌شود، آن مجموعه دستورات را اجرا می کند. این مجموعه دستورات قالب و زبان خاصی دارند که سیستم کامپیوتری قادر به خواندن و اجرای آن‌ها است. هر برنامه کامپیوتری وظیفه‌ای دارد و کاربرد مخصوص به خودش را دارد. بدون برنامه‌های کامپیوتری سیستم‌های کامپیوتری قادر به انجام هیچ کاری نیستند.

برنامه‌های کامپیوتری که نرم‌افزار هم نامیده می‌شوند انواع مختلفی دارند که در سطوح مختلف کار با سخت‌افزار عمل می‌کنند مانند سیستم عامل ها که مسئول مدیریت سخت‌افزار هستند (مثل ویندوز و اندروید و iOS) و برنامه‌های کامپیوتری کاربردی که یکی از نیاز های کاربران را برطرف می کنند. مانند ماشین حساب و برنامه پیام رسان و مرورگر و …. شما هر روز برای کار های مختلف از برنامه‌های کامپیوتری در گوشی و تبلت و کامپیوتر خود برای هدف‌های مختلف استفاده می کنید.

برنامه نویسی چیست و برنامه نویس کیست؟

برای اینکه بدانید جاوا چیست باید ابتدا درک کنید برنامه نویسی چیست . حال که با برنامه کامپیوتری آشنا شدیم فرایند طراحی و تولید و تست و نگهداری برنامه‌های کامپیوتری (نرم افزار) را برنامه نویسی می‌گویند و کسی که عمل برنامه نویسی را انجام می‌دهد برنامه نویس نام دارد. البته تولید نرم‌افزار کار پیچیده‌ای است و به جای یک شخص معمولاً نیازمند یک تیم برنامه نویسی است که هر کدام از اعضا وظایف مخصوص به خود را دارند.

همچنین علم تولید نرم‌افزار و برنامه نویسی در حدی پیچیده است که یک کار مهندسی بوده و دارای اصول و قواعد خود است. مهندسی نرم‌افزار بر روی انواع روش‌های تولید و نگهداری نرم‌افزار و نحوه پیاده‌سازی پروژه های نرم افزاری تمرکز دارد.کار برنامه نویس به این صورت است که برنامه را به یکی از زبان‌های برنامه نویسی برای کامپیوتر می‌نویسد و بعد از آن برنامه نوشته شده تبدیل به دستورات قابل فهم کامپیوتر می‌شود که این کار را کامپایلر ها و یا مفسر ها انجام می دهند. سپس آن برنامه اجرا می شود.

زبان جاوا چیست؟

اما زبان جاوا یا Java چیست؟ بعد از اینکه تا حدودی با کلمه برنامه و برنامه نویس آشنا شدیم حال سؤال اصلی این است که زبان برنامه نویسی جاوا چیست؟ برنامه نویس برای تولید نرم‌افزار نیازمند این است که دستورات را در قالب یک زبان به سخت‌افزار دیکته کند. حال این زبان باید به گونه‌ای باشد که به صورت دقیق منظور برنامه نویس را به سخت‌افزار اعلام کند. اینجاست که نیاز به زبان برنامه نویسی پیش می‌آید.

زبان برنامه نویسی زبانی است که به کمک آن برنامه نویس منظور خودش را برای کامپیوتر توضیح می دهد. حال زبان جاوا یک زبان برنامه نویسی سطح بالای شی گرا است. زبان سطح بالا یعنی اینکه به زبان نوشتار انسان نزدیک است. با استفاده از جاوا می‌توان برنامه‌های مختلف و در اندازه های مختلف و در زمینه‌های مختلف تولید کرد.

نوشتار جاوا مانند زبان C و C++ (سی پلاس پلاس) است با این تفاوت که زبان جاوا به صورت کامل شی گرا است و تمایزاتی نسبت به زبان‌های قبلی گفته شده دارد. از مزایای جاوا نسبت به سی و سی پلاس پلاس مدیریت حافظه و مکانیزم جمع آوری زباله (garbage collection) و حذف اشاره گرها می‌توان اشاره کرد.

همینطور برنامه نویسی به جاوا بسیار ساده‌تر شده است.با استفاده از جاوا می‌توان برای هر دستگاهی که ماشین مجازی جاوا را داشته باشد می‌توان برنامه نوشت. همچنین می‌توان برنامه‌های تحت وب و دسکتاپ و موبایل و …. نیز با این زبان نوشت.

تاریخچه جاوا چیست؟

در اوایل دهه 1990 میلادی در شرکت سان میکروسیستمز (Sun Micro-systems) یک تیم به رهبری شخصی به نام جیمز گاسلینگ بر روی پروژه ای کار می‌کردند که زبان برنامه نویسی را تولید کنند تا به کمک آن بتوانند برای دستگاه‌های الکترونیکی برنامه بنویسند. نام این پروژه Green بود.

نتیجه کار این تیم ساخته شدن یک زبان برنامه نویسی به نام Oak بود که طوری طراحی شده بود که وابسته به پلتفرم خاصی نباشد و برای سیستم‌های تعبیه شده (embedded system) مناسب باشد. در سال 1995 نام این زبان از Oak به java تغییر داده شد و عرضه عمومی شد و اولین نسخه‌ای بود که همه می توانستند از آن استفاده کنند.
زبان جاوا به دلیل امکاناتی مانند قابلیت حمل (portability) که با کمک آن کاربر می‌توانست یک برنامه بنویسد و در پلتفرم ها و دستگاه‌های مختلف اجرا کند بسیار محبوب شد. در طی سال‌ها شرکت سان قابلیت‌های بیشتری به جاوا اضافه کرد و آن را گسترش داد و نسخه های جدید تر و کامل‌تر این زبان را در اختیار برنامه نویسان قرار داد.
در سال 2009 شرکت اوراکل شرکت سان را خریداری کرد و از آن به بعد اوراکل جاوا را توسعه و نگهداری می‌کند و قابلیت‌های بسیاری را به آن اضافه کرده است. امروزه جاوا به یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برناهم نویسی تبدیل شده است و به همین خاطر کتابخانه‌ها و فریمورک ها و ابزارهای بسیاری برای این زبان تولید شده است که می‌تواند در بسیاری از برنامه‌ها و پروژه های نرم افزاری استفاده شود.

علت محبوبیت جاوا چیست؟

جاوا قابلیت‌های بسیاری دارد که باعث شده است به این محبوبیت برسد اما چند تا از ویژگی‌های کلیدی این زبان عبارتند از:

۱. زبان جاوا یک زبان شی گراست

جاوا یک زبان کاملاً شی گرا است. این به این معنی است که برای برنامه نویسی جاوا باید از مفاهیم و اصول شی گرایی تبعیت کنید. قواعد شی گرایی به ما کمک می‌کنند که برنامه‌ها و نرم افزارهای بزرگ را به ماژول ها و قطعات کوچک تبدیل کنیم که همین امر باعث می‌شود که بتوانیم از ماژول های تولید شده چندین وچند بار استفاده مجدد کنیم و به راحتی بتوانیم آن‌ها را مدیریت نماییم.

۲. زبان جاوا وابستگی به پلتفرم خاصی ندارد

برنامه‌های جاوا به پلتفرم خاصی تعلق ندارند و آن‌ها را می‌توان در هر پلتفرمی اجرا کرد یعنی شما می‌توانید برنامه‌های جاوا را بر روی ویندوز یا لینوکس یا مک اجرا کنید. دلیل این کار هم این است که برنامه‌های جاوا بعد از نوشتن به بایت کد تبدیل می‌شوند که این بایت کد ها بر روی ماشین مجازی جاوا (JVM) اجرا خواهند شد.

۳.زبان جاوا مدیریت حافظه را بصورت خودکار انجام می دهد

مدیریت حافظه در جاوا به صورت اتوماتیک انجام می‌شود یعنی لازم نیست که برنامه نویس کاری برای مدیریت حافظه انجام دهد درحالی که اگر با زبانهایی مانند سی و سی پلاس پلاس کار کرده باشید باید خودتان اشیاءی را که کارتان با آن‌ها به پایان رسیده است را از حافظه پاک کنید. ولی در جاوا jvm به صورت خودکار حافظه را به اشیاء اختصاص می‌دهد و بعد از اینکه کار برنامه نویس با آن‌ها تمام شد آن فضاهای حافظه را پاک می کند.

4.زبان جاوا یک زبان بسیار پایدار است

جاوا نوع داده‌هایی را که برنامه نویس استفاده می‌کند را به صورت دقیق بررسی می‌کند که این کار باعث کاهش قابل توجهی از خطاهای برنامه نویسی می‌شود و همچنین قابلیت پردازش استثناء (exception handling) باعث می‌شود که بسیاری از خطاهای زمان اجرا را مدیریت کنیم و این دو مکانیزم باعث می‌شود که خطای برنامه‌ها تا حد زیاد گرفته شود و برنامه‌ها هنگام اجرا پایدار تر باشند.

5. زبان جاوا دارای امنیت بسیار خوبی است

جاوا یک مدل امنیتی دارد که اجازه نمی‌دهد که ویروس ها و برنامه‌های خرابکار خود را در داخل برنامه و کدهای اصلی جاسازی کنند. همچنین یک مکانیزم امنیتی دیگری به نام sandbox دارد که اجازه نمی‌دهد سیستم و برنامه‌های دیگر به منبع برنامه‌های جاوا دسترسی داشته باشند و آن‌ها را تغییر دهند.

مطالعه بیشتر در مورد 4 مفهوم اصلی امنیت جاوا

6.زبان جاوا یک زبان چند Thread ای است

با استفاده از این امکان جاوا برنامه نویسان قادر خواهند بود که برنامه را به نخ های مختلفی تجزیه کنند. نخ های برنامه می‌توانند به صورت همزمان با نخ های دیگر اجرا شوند و بخش‌های مختلف برنامه به صورت موازی اجرا شوند و کارایی برنامه‌ها بالا برود.

7.زبان جاوا یک زبان Cross Platform است ( پرتابل )

برنامه‌های جاوا را می‌توان از یک پلتفرم به پلتفرم دیگر انتقال داد و در پلتفرم مقصد بدون اینکه نیاز باشد دوباره کامپایل شوند اجرا کرد. فقط باید در کامپیوتر مقصد jvm نصب شده باشد. با این امکان دیگر لازم نیست که برنامه نویسان نگران این باشند که برنامه نوشته شده قرار است در چه محیطی اجرا شود و سخت‌افزار و سیستم عامل مقصد چه چیزی است.

ماشین مجازی جاوا (Jvm) چیست؟

در زبان‌هایی مانند سی و سی پلاس پلاس وقتی که برنامه نویس برنامه‌ای را می‌نوشت آن را مستقیماً به دستورات زبان ماشین کامپایل می کرد. همین قضیه باعث بروز مشکلاتی می‌شد. مثلاً معماری کامپیوتر ها و تعداد دستورالعمل هر کدام با کامپیوتر دیگر فرق داشت همچنین هر پلتفرم و هر سیستم عامل امکانات بخصوصی در اختیار برنامه نویسان قرار می‌داد.

پس مجبور بودیم برنامه‌ای را که می نویسیم منطبق با همان محیط اجرای برنامه بنویسیم و قابلیت حمل برنامه به محیط های دیگر از ما گرفته می‌شد. با ظهور جاوا و معرفی ماشین مجازی این مشکل برطرف شد. ماشین مجازی جاوا برنامه‌ای است که بر روی سیستم نصب می‌شود و محیطی را برای برنامه‌های جاوا فراهم می‌کند که بدون نگرانی در مورد نوع ماشین و محیط اجرا و پلتفرم بتوانند اجرا شوند.

این کار باعث می‌شود که برنامه نوشته شده در هر پلتفرمی به راحتی در یک پلتفرم دیگر قابل اجرا باشد. فقط هر محیط اجرا باید jvm مربوط به خود را نصب کرده باشد. در اصل قضایای مربوط به محیط اجرا و امکانات سیستم عامل و معماری سخت‌افزار و …. همه در jvm بررسی می‌شوند و پیاده‌سازی های مربوطه انجام می شود. در حقیقت ماشین مجازی جاوا یک لایه نرم افزاری است که بین برنامه نوشته شده با جاوا و سیستم قرار می‌گیرد و همه پیچیدگی های مربوط به پلتفرم را خودش مدیریت می‌کند و لازم نیست برنامه نگران این مباحث باشد و بر روی هدف خود تمرکز می کند.

بایت کد چیست؟

قبلاً گفتیم که برنامه‌هایی که به زبان جاوا نوشته می‌شوند به زبان ماشین تبدیل یا کامپایل نمی‌شوند. ولی برنامه نوشته شده به زبان جاوا به زبان(انگلیسی) انسان بسیار نزدیک است و قابل فهم برای کامپیوتر و jvm نیست. برای حل این مشکل کدهای جاوا به زبانی تبدیل می‌شوند که ماشین مجازی آن‌ها را می فهمد.

به کدهایی که توسط ماشین مجازی جاوا (jvm) قابل فهم است بایت کد گفته می‌شود. به طور کلی برنامه‌های جاوا برای اجرا به بایت کد ها تبدیل (کامپایل) می‌شوند که نتیجه این عمل ساخته شدن فایل‌هایی با پسوند .class است و این فایل‌های با پسوند class حاوی بایت کدهای جاوا هستند. ماشین مجازی جاوا هم بایت کد ها را خط به خط خوانده و به زبان ماشین تفسیر می کند. هنگامی که کدهای زبان جاوا به بایت کد تبدیل می‌شوند بهینه سازی هایی در دستورات نوشته شده انجام می‌شود که سرعت و کارایی کد ها بالا تر برود.

تفاوت جاوا با جاوا اسکریپت چیست؟

از نظر اسمی جاوا و جاوا اسکریپت بسیار شبیه به هم هستند ولی باید بدانید که این دو زبان کاملاً با هم تفاوت دارند. جاوا اسکریپت در دهه 90 میلادی توسط شرکت Netscape توسعه داده شد و در ابتدا نام LiveScript را بر روی آن قرار داده بودند. زمانی که شرکت نت اسکیپ متوجه شد که کسی از زبان LiveScript استفاده نمی‌کند ولی محبوبیت زبان جاوا هر روز بیشتر می‌شود نام آن را به JavaScript تغییر داد تا بتواند از موج محبوبیت جاوا برای زبان خودش نفعی برده باشد و موفق هم شد.

از نظر فنی جاوا یک زبان برنامه نویسی قدرتمند است که بر روی jvm اجرا می‌شود ولی جاوا اسکریپت یک زبان اسکریپت نویسی است که بر روی مرورگرها اجرا می‌شود و بیشتر برای کار با front-end(بخش مربوط به مرورگر و تعامل با کاربر) مناسب می‌باشد.

البته می‌توان با استفاده از موتور هایی مانند nodejs برای سیستم هم با زبان جاوا اسکریپت برنامه ساخت. از نظر نوع زبان جاوا اسکریپت یک زبان مفسری (کامپایل نمی شود) است و گرامر آن با جاوا کاملاً متفاوت است. تنها شباهتی که بین جاوا و جاوا اسکریپت وجود دارد این است که کدهای هر دو شبیه به کدهای زبان سی هستند و دستورات از زبان سی گرفته شده اند. ولی هم از نظر فنی و هم از نظر کاربردی با هم کاملاً متفاوت هستند.

مطالعه بیشتر در مورد تفاوت جاوا و جاوااسکریپت

شی گرایی در جاوا چیست؟

وقتی می‌گوییم جاوا یک زبان شی گرا است یعنی برای نوشتن برنامه باید از قواعد برنامه نویسی شی گرا در برنامه‌های جاوا استفاده کنید. جاوا یک زبان کاملاً شی گرا است یعنی به شما اجازه نمی‌دهد که به غیر از رویکرد شی گرایی رویکرد دیگری داشته باشید. حال شی گرایی چیست؟ شی گرایی یا Object-Oriented Programming (OOP) یک الگوی برنامه‌نویسی است که برای توسعه نرم‌افزارهای پیچیده و قابل توسعه استفاده می‌شود.

در این الگو، برنامه‌نویسی از طریق تعریف شی‌ها انجام می‌شود که هر کدام شامل داده‌های خود و روش‌هایی برای کنترل و دسترسی به داده‌ها هستند. هر شی نمونه‌ای از یک کلاس است که توسط برنامه‌نویس تعریف شده و مشخصات و رفتار آن شی توسط کلاس مشخص می‌شود.
یکی از مزایای شی گرایی، قابلیت استفاده مجدد از کد است که با استفاده از کلاس‌ها و شی‌های تعریف شده، برنامه‌نویسی انجام می‌شود. همچنین، با استفاده از شی‌ها، برنامه‌نویس می‌تواند برای هر شی تعریف شده، یک رفتار مشخصی را تعیین کند و این باعث می‌شود که برنامه نهایی، به سادگی قابل فهم و قابل توسعه باشد.در شی گرایی، از اصطلاحاتی مانند ارث‌بری، پلی‌مورفیسم و کپسوله‌سازی نیز استفاده می‌شود که در کل به کمک آنها، کد برنامه به شکلی سازمان‌یافته، قابل فهم و قابل توسعه است.

زبان جاوا در کجا کاربرد دارد؟

زبان جاوا یکی از پرکاربردترین زبان‌های برنامه‌نویسی در جهان است و در بسیاری از زمینه‌های مختلف کاربرد دارد. در زیر به برخی از کاربردهای این زبان اشاره می‌کنم:

توسعه برنامه‌های کاربردی : جاوا به عنوان یکی از زبان‌های پرکاربرد برای توسعه برنامه‌های کاربردی استفاده می‌شود. برنامه‌های اینترنتی، نرم‌افزارهای موبایل، برنامه‌های دسکتاپ و بسیاری از نرم‌افزارهای دیگر از جاوا برای پیاده‌سازی استفاده می‌کنند.

توسعه وب : جاوا به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی سمت سرور برای توسعه برنامه‌های وب مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختارهایی مانند Servlets، JSP و JSF برای توسعه برنامه‌های وب با استفاده از جاوا استفاده می‌شوند.

توسعه بازی : جاوا به عنوان یکی از زبان‌های پرکاربرد در توسعه بازی‌های کامپیوتری استفاده می‌شود. بازی‌های بسیاری مانند Minecraft، Runescape و Game of Thrones: Conquest با استفاده از جاوا توسعه داده شده‌اند.

توسعه برنامه‌های اندروید : جاوا به عنوان زبان برنامه‌نویسی اصلی برای توسعه نرم‌افزارهای اندروید استفاده می‌شود. اکثر نرم‌افزارهای موبایل اندرویدی با استفاده از جاوا توسعه داده شده‌اند.

1. راهکارهای صنعتی و embedded system ها : با توجه به امکانات قابلیت حمل و مدیریت حافظه جاوا از آن در سیستم‌های اینترنت اشیاء(IOT) و سیستم‌های embedded نیز استفاده می‌شود مانند مودم ها و ماشین لباسشویی و کنترل ترافیک و ابزارهای شبکه و …

ابزارهای تولید برنامه با جاوا چیست؟

برای تولید برنامه با جاوا نیاز است که در درجه اول jvm بر روی دستگاه نصب باشد و علاوه بر آن نیاز به کامپایلر جاوا هم می‌باشد که کدهای نوشته شده را به بایت کد کامپایل کند. همچنین کتابخانه‌های اصلی جاوا نیز لازم است تا بتوان از آن‌کتابخانه ها که از قبل آماده شده‌اند بسیاری ازمشکلات برنامه را حل کرد. همه این ابزارها در یک بسته به نام Java Development Kit (jdk) به معنی کیت توسعه جاوا قرار داده شده است که می‌توانید از اینترنت به صورت یک‌جا دانلود و نصب کنید.

از دیگر ابزار های لازم برای توسعه جاوا یک محیط کد نویسی است که به دو بخش تقسیم می‌شود: ویرایشگر و IDE. برای توسعه جاوا می‌توان از ویرایشگر های ساده مانند notepad ویندوز استفاده کرد و با استفاده از jdk آن را کامپایل و اجرا کرد. به غیر از notepad ویندوز می‌توان از هر ویرایشگر متنی دیگر هم استفاده کرد مانند Atom , Visual Studio code , bracket , ….
ولی مسأله ای که وجود دارد این است که این‌ها فقط یک ویرایشگر ساده هستند (البته فرض می‌کنیم از حالت خام ویرایشگر استفاده می کنیم) و کمک زیادی در نوشتن و خطایابی و اجرای کد به ما نمی کنند. فرایند برنامه نویسی فرایندی زمان بر و حساس است و اگر ماشین نتواند کمک کند بسیار سخت خواهد شد.

به همین دلیل نیاز به یک ابزار قوی‌تر حس می‌شود که نام این ابزار IDE یا محیط یکپارچه توسعه نامیده می‌شود. در داخل IDE ها می‌توان کد را نوشت و خطایابی کرد و آن را اجرا نمود. این ابزار هم در نوشتن برنامه و هم در خطایابی به برنامه نویس بسیار کمک می کند. برای جاوا IDE های متعددی وجود دارد که از محبوب‌ترین آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1. Eclipse یکی از محبوب‌ترین ابزارهای توسعه جاوا که قابلیت‌های متنوعی مانند کدنویسی، اشکال‌زدایی و تجزیه و تحلیل کد را ارائه می‌دهد.

2. NetBeans یک ابزار توسعه کامل برای توسعه برنامه‌های جاوا است. این ابزار از زبان‌های دیگری مانند C، C ++ و HTML / CSS نیز پشتیبانی می‌کند.

3. IntelliJ IDEA ابزاری کارآمد برای توسعه برنامه‌های جاوا است که قابلیت‌هایی مانند اشکال‌زدایی، تحلیل کد و کدنویسی پیشرفته را فراهم می‌کند. من به طور شخصی از این IDE استفاده می کنم.

علاوه بر IDE ها نیاز به ابزاری برای تست برنامه نوشته شده داریم تا ببینیم برنامه نوشته شده کیفیت و کارایی لازم را دارد که برای این کار Junit ابزار بسیار مفیدی خواهد بود. در پروژه های امروزی به دلیل وجود کتابخانه‌های آماده زیاد در پروژه این نیاز حس می‌شود که ابزاری وجود داشته باشد که کتابخانه‌های آماده‌ای را که در پروژه استفاده شده است را مدیریت کند که از بین آن‌ها می‌توان به maven, gradle اشاره کرد.

تفاوت jdk, jre در جاوا چیست؟

Jdk را در بخش ابزار ها توضیح دادیم و گفتیم که بسته ای است که شامل ماشین مجازی جاوا و کتابخانه‌های آماده همراه جاوا و کامپایلر جاوا (javac) و به طور کلی مواردی است که برای برنامه نویسی جاوا لازم است. اما jre شامل کتابخانه‌ها و برنامه‌هایی است که فقط در زمان اجرای برنامه‌های جاوا لازم است یعنی ماشین مجازی جاوا و یک سری موارد که هنگام اجرای برنامه‌های جاوا مورد نیاز هستند. پس jre نسبت به jdk بسته کوچک‌تری است که فقط برای اجرا شدن برنامه آماده جاوا استفاده می‌شود ولی jdk شامل موارد بیشتری است که برای برنامه نویسی زبان جاوا استفاده می شود.

مطالعه بیشتر برای نصب jdk

تا کنون چه ویرایش هایی از جاوا منتشر شده است؟

تا کنون ۳ ویرایش از جاوا منتشر شده است که هرکدام برای منظور خاصی ارائه شده‌اند که این ویرایش ها عبارتند از J2SE , J2EE, J2ME که هرکدام را به صورت خلاصه توضیح داده ایم.

J2SE (Java 2 Standard Edition): این ویرایش از جاوا برای تولید برنامه‌های تحت دسکتاپ و برنامه‌های سروری مورد استفاده قرار می گرفت. این ویرایش شامل کتابخانه‌های اصلی جاوا (Core) و ابزارها و ابزارهای اجرایی آن‌ها می‌باشد. اگر می‌خواهید برنامه دسکتاپ به همراه رابط کاربری (UI) و یا برنامه سروری بنویسید این ویرایش مناسب شما است.

J2EE (Java 2 Enterprise Edition): این ویرایش برای تولید برنامه‌های تجاری مناسب است. در این ویرایش همه امکانات J2SE قرار دارد به علاوه اینکه امکاناتی برای تولید برنامه‌های تحت وب و برنامه‌های توزیع شده و سایر برنامه‌های با اندازه های بزرگ در آن گنجانده شده است. J2EE به شما این امکان را می‌دهد که بتوانید برنامه‌های بسیار بزرگ با امنیت بالا و کارایی بالا تولید کنید.

J2ME (Java 2 Micro Edition) : این ویرایش زمانی مورد استفاده قرار می‌گرفت که گوشی های موبایل نسل قبل از گوشی های هوشمند وجود داشت و شما برنامه‌هایی با پسوند jar بر روی گوشی خود نصب می‌کردید. این ویرایش یک زیرمجموعه از J2SE بود که برخی کتابخانه‌های جاوا را همراه خود داشت و در دستگاه‌هایی که دارای محدودیت منابع سخت افزاری بودند استفاده می‌شد.

ویرایش هایی که گفته شد در حال حاضر به شکل گفته شده وجود ندارند و با نسخه های جدید جاوا جایگزین شده‌اند و نام J2EE به Java EE تغییر داده شده است و در حال حاضر J2SE به نام Core Java شناخته می‌شود.

امکانات جاوا برای برنامه دسکتاپ چیست؟

می‌دهند مانند ویرایشگر Microsoft word. حال با استفاده از جاوا می‌توانیم برنامه‌های دسکتاپی تولید کنیم که هم بر روی ویندوز و هم بر روی مک و هم بر روی لینوکس اجرا شوند. برنامه‌های دسکتاپ نیازمند طراحی رابط کاربری یا UI هستند. که در جاوا کتابخانه‌ها و فریمورک های مختلفی برای تولید رابط کاربری وجود دارد که محبوب‌ترین آن‌ها : JavaFX, Swing, SWT, AWT, Jgoodies, می‌باشد.

فریمورک های جاوا برای وب چیست؟

قبل از اینکه بگوییم فریمورک های وب جاوا چیست بهتر است بدانیم که فریمورک چیست؟ فریمورک (framework) یا چهارچوب کاری مجموعه‌ای از ابزارها و کتابخانه‌ها وقالب های برنامه است که امکان تولید برنامه را به ما می دهد. فریمورک های وب ساختاری را در اختیار ما قرار می‌دهد که تا اپلیکیشن هایی را برای وب بسازیم بدون اینکه درگیر کارهای تکراری و عمومی بشویم.
امروزه استفاده از وب بسیار بیشتر از گذشته شده است و زبان‌های برنامه نویسی برای اینکه از بقیه عقب نباشند فریمورک هایی برای تولید برنامه‌های تحت وب ارائه کرده‌اند که جاوا نیز از قافله عقب نمانده و فریمورک های قدرتمندی را برای طراحی و توسعه وب اپلیکیشن های ارائه داده است که تعداد آن‌ها بسیار زیاد است ولی از بین آن‌ها معروف ترین آن‌ها عبارتند از: Spring, Struts, Java Server Faces (JSF) , Play, Vaadin

مطالعه بیشتر در مورد spring

مطالعه بیشتر در مورد spring boot

فریمورک های جاوا برای موبایل چیست؟

قبل از ظهور گوشی ها و تبلت های هوشمند جاوا با ویرایش J2ME دستی بر طراحی برنامه برای موبایل داشت اما بعد از اینکه گوشی ها و تبلت های هوشمند فراگیر شدند بیشتر از گذشته از زبان جاوا برای برنامه نویسی استفاده شد. سیستم عامل اندروید که از جاوا به صورت کامل و اصلی‌ترین زبان پشتیبانی می‌کند.

از بین فریمورک هایی که از جاوا برای طراحی برنامه‌های موبایل استفاده می‌شود می‌توان بهAndroid SDK اشاره کرد که اصلی‌ترین بسته برای تولید برنامه‌های اندرویدی است اشاره کرد تا بتوان برنامه‌های قدرتمند اندرویدی را با آن تولید کرد. همچنین JavaFX Mobile که با استفاده از امکانات JavaFX می‌توان برنامه‌های مختلفی برای موبایل ساخت. همچنین فریمورک هایی وجود دارد که منطق برنامه نویس را در قالب کدهای javascript, html , css پیاده‌سازی می‌کنند ولی در پس زمینه از زبان جاوا استفاده می‌کنند مانند React Native, PhoneGap, Ionic

برنامه نویسی بازی در جاوا چگونه است؟

با استفاده از جاوا به روش‌های مختلفی می‌توان بازی‌های جذاب طراحی کرد. شما می‌توانید از قابلیت‌های انیمیشن و صدا و گرافیک های دو بعدی و سه بعدی در کتابخانه‌های UI استفاده کنید و بازی بسازید و یا از جاوا در موتورهای بازی مانند Unity استفاده کنید و بازی‌های با گرافیک بالا طراحی کنید و یا از فریمورک های طراحی بازی جاوا استفاده کنید. تعدادی از این فریمورک ها عبارتند از: LibGDX و jMonkeyEngine و PlayN و LWJGL.

برنامه نویسی هوش مصنوعی در جاوا چیست؟

برای اینکه بتوانیم برنامه‌هایی با قابلیت‌های هوش مصنوعی با جاوا نوشت اول باید با مفاهیم هوش مصنوعی آشنا باشیم و به نوعی با مدل ها و قواعد هوش مصنوعی و شاخه‌های متعدد آن‌ها آشنا باشیم. از شاخه‌های هوش مصنوعی می‌توان به یادگیری ماشین و یادگیری عمیق و پردازش زبان طبیعی و بینایی ماشین اشاره کرد. بعد از اینکه با مفاهیم هوش مصنوعی آشنا شدید می‌توانید از فریمورک های جاوا برای توسعه برنامه‌های هوش مصنوعی استفاده کنید. تعدادی از این فریمورک ها عبارتند از: TensorFlowو Keras و Deeplearning4j و Mahout و Java-ML

منظور از برنامه نویسی Big Data در جاوا چیست؟

با توجه به حجم زیاد داده‌ها که امروزه در صنایع مختلف نیاز به ساز و کاری برای پردازش داده‌ها با حجم بسیار زیاد است. برای پردازش و ذخیره سازی و آنالیز داده‌های حجیم در جاوا فریمورک های متنوعی وجود دارد که عبارتند از: Apache Hadoop و Apache Spark و Apache Flink و Apache Storm و Apache Cassandra و Apache Kafka

آیا یادگیری بانک های اطلاعاتی در کنار برنامه نویسی جاوا لازم است؟

برنامه‌های متنوعی امروزه تولید و استفاده می‌شود اما از بین برنامه‌ها تعداد بسیار زیادی از برنامه‌ها نیاز دارند که داده‌های خود را در یک فضای منسجم ذخیره کنند و به سرعت آن‌ها را واکشی کرده و از آن‌ها استفاده کنند.تقریبا همه برنامه‌های تحت وب و برنامه‌های حسابداری و فروشگاهی و مالیات و اتوماسیون اداری و .. . همه اطلاعاتی را ذخیره می‌کنند از آن اطلاعات استفاده می کنند.

بنابراین بانک های اطلاعاتی را به صورت حیاتی لازم دارند. اگر می‌خواهید یک برنامه نویس قوی جاوا باشید باید حتماً کار کردن و ارتباط با بانک های اطلاعاتی را یاد بگیرید. امروزه بانک های اطلاعاتی مختلفی وجود دارند که در هر پروژه ممکن است از یک یا چند عدد از این بانک های اطلاعاتی استفاده شود. در جاوا می‌توان از انواع بانک های اطلاعاتی رابطه‌ای و غیر رابطه‌ای استفاده کرد. از جمله این بانک های اطلاعاتی می‌توان به MySQL , Oracle, Sql Server, Postgres, Mongodb اشاره کرد.

بازار کار و حقوق برنامه نویسی جاوا چگونه است؟

یادگیری جاوا شما را در مسیری قرار می‌دهد که دارای سیل عظیمی از فرصت های شغلی است. به خاطر فراگیری بسیار زیاد اندروید جاوا برای توسعه برنامه‌های اندرویدی بسیار مناسب می باشد. حتی با وجود ظهور زبان کاتلین زبان جاوا هنوز یک زبان بسیار کاربردی برای تولید برنامه‌های اندرویدی و برنامه‌های موبایل است.

همچنین در سازمان های بزرگ که امنیت داده‌ها و قابلیت اعتماد برای آن سازمان ها مهم است زبان جاوا بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. سازمان های دولتی هم استقبال بسیار زیادی از جاوا می کنند. پس با استفاده از این زبان قادر خواهید بود به سرعت شغل مناسب با حقوق مناسب پیدا کنید و به سرعت در کار خود پیشرفت کنید.

آیا یادگیری جاوا برای مهاجرت مناسب است؟

زبان جاوا هنوز به صورت گسترده در بسیاری از کشورهای دنیا استفاده می‌شود و در بسیاری از صنایع از جمله صنایع بانکی و مالی و در اپلیکیشن های زیادی مورد استفاده قرار می گیرد. اگر به آگهی های استخدام در سایت‌های مانند LinkedIn سر بزنید تعداد زیادی از آگهی های برنامه نویس جاوا را خواهید یافت. پس می‌توانید با یادگیری جاوا شرایط را برای مهاجرت ساده‌تر کنید. از شرکت های بزرگی که از جاوا استفاده می‌کنند عبارتند از: Amazon و eBay و LinkedIn و Uber و Airbnb و Twitter و Netflix و Google و Spotify و Dropbox

آیا با وجود زبان‌های مانند کاتلین باز هم از جاوا استفاده می شود؟

زبان‌های متفاوتی بر روی JVM ارائه شده‌اند که یکی از آن‌ها کاتلین است. کاتلین در حال رشد است ولی هنوز جاوا یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی در دنیا است. با توجه به استفاده گسترده از جاوا در سازمان ها و صنایع مختلف جاوا بسیار بازار خوبی دارد و از آن استفاده می شود. همچنین شرکت اوراکل قابلیت‌های جالب بسیاری را سالانه به این زبان اضافه می‌کند که مورد استقبال برنامه نویسان زیادی است.

آیا جاوا زبان خوبی برای شروع یادگیری برنامه نویسی است؟

بله جاوا یک انتخاب بسیار عالی برای یادگیری برنامه نویسی است. به خاطر اینکه جاوا یک زبان شی گرا است قابل فهم تر است چون از ماهیت اشیاء در فضای واقعی الهام می‌گیرد. همچنین داکیومنت ها و منابع یادگیری بسیاری برای جاوا وجود دارد که در صورت وجود مشکل و سؤال می‌توان از آن استفاده کرد. سینتکس جاوا شبیه به خانواده زبان سی است و با یادگیری آن می‌توانید کد ها و مفهوم سایر زبانهای خانواده سی و javascript و بسیاری دیگر از زبانها را به سادگی یاد بگیرید. اگر جاوا را برای یادگیری انتخاب کنید برنامه نویسی را به صورت اصولی یاد خواهید گرفت.

مطالعه بیشتر : 15 نکته در مورد یادگیری جاوا

پیش نیاز یادگیری جاوا چیست؟

برای اینکه یادگیری جاوا را شروع کنید قبل از آن نیاز به یک سری پیش نیاز ها است. اولین آن یک سیستم کامپیوتری است که بتوانید کدها را در داخل آن بنویسید و اجرا و خطایابی کنید. سپس به یک خط اینترنت نیاز دارید که آموزش‌ها را دریافت کرده و درصورت مشکل به دنبال راه حل آن در وب باشید. قبل از اینکه برنامه نویسی را شروع کنید نیاز است که تا حدودی بلد باشید با کامپیوتر کار کنید و با محیط آن آشنا باشید و بهتر است با نصب نرم‌افزار ها و جستجو در وب و کار با برنامه‌های عمومی نیز آشنا باشید.

همچنین داشتن دانش ابتدایی در مورد روش پردازش کامپیوتر و وظایف رم و پردازنده آشنا باشید. همچنین دانش زبان انگلیسی همیشه در برنامه نویسی می‌تواند شما را چندین قدم به جلو تر ببرد. نکته آخر این است که برای یادگیری برنامه نویسی (چه جاوا و چه هر زبان دیگری) نیازمند حوصله و وقت و پشتکار هستید.

چگونه یادگیری جاوا را شروع کنم؟

حال که با زبان جاوا آشنا شده‌اید و اگر تصمیم دارید که جاوا را یاد بگیرید سؤال پیش می‌آید که از کجا باید شروع کرد. برای شروع جاوا ابتدا باید یک سیستم کامپیوتری داشته باشید (رومیزی یا لپتاپ) و از منابع و آموزش‌های موجود یکی را انتخاب کنید و ابزارهای مورد نیاز را که توضیح دادیم نصب کنید و یادگیری را شروع کنید.

فقط باید به این نکته دقت کنید که یادگیری برنامه نویسی نیازمند تمرین بسیار زیاد است پس هر چقدر می‌توانید تمرین کنید و برای خودتان مسأله طرح کنید و برنامه آن را بنویسید. یکی از بهترین گزینه های به عنوان منبع یادگیری جاوا دوره آموزش جاوا است که جاوا را از شروع تا سطح پیشرفته آموزش داده است و مثال‌ها و پروژه های زیادی را به همراه خود دارد همچنین در صورت ایجاد مشکل و ابهام می‌توانید از پشتیبانی و راهنمایی استاد دوره استفاده کنید.

یادگیری جاوا چقدر زمان می خواهد؟

اینکه بتوانیم یک نسخه برای یادگیری جاوا به همه ارائه بدهیم کاری غیرممکن است. نمی‌توان به همه گفت که با طی چه مدت زمانی می‌تواند یک برنامه نویس ماهر جاوا شود. زیرا که فاکتور های بسیاری را باید در نظر گرفت فاکتور هایی مانند دانش پس زمینه افراد و شور اشتیاق آن‌ها برای یادگیری و مدت زمانی که برای یادگیری اختصاص می‌دهند و پشتکار آن‌ها و مقدار تمرین و بسیاری از موارد دیگر را می‌توان در نظر گرفت. ولی به صورت کلی می‌توان گفت با اختصاص روزانه 5 ساعت و اختصاص یک حدوداً یک سال تمرین و مطالعه مداوم می‌توانید یک برنامه نویس جاوای موفق شوید.خب امیدوارم که این مطلب توانسته باشد دید کلی در مورد زبان جاوا در اختیار شما عزیزان قرار بدهد. مشتاق دیدن نظرات شما هستم.

فرگمنت امکان بسیار جالبی برای استفاده ازکد و رابط کاربری به صورت چندباره در اندروید است. فرایند افزودن و یا حذف کردن یک فرگمنت از یک activity در قالب یک تراکنش انجام می‌شود که درانتهای تراکنش باید تراکنش را commit کنیم. در اندروید ۷ به بعد متدهای مختلفی برای commit کردن معرفی شده است که در این مطلب هر کدام را توضیح می‌دهیم و تفاوت آن را با دیگری بررسی می کنیم.

- Commit

امروزه کمتر کسی وجود دارد که اسم اندروید را نشنیده باشد و از آن بی‌خبر باشد. همچنین برای کسانی که می‌خواهند برنامه نویسی یاد بگیرند یک گزینه به نام برنامه نویسی اندروید وجود دارد که در این نوشته می‌خواهیم این مفاهیم را بررسی کنیم که اولاً اندروید چیست؟ برنامه نویسی اندروید چیست؟ چرا برنامه نویسی اندروید لازم است؟ اندروید روی چه دستگاه‌هایی وجود دارد؟ برای برنامه نویسی اندروید چه ابزارهایی نیاز است؟ پیش نیاز های برنامه نویسی اندروید چیست؟ مزایا و معایب برنامه نویسی اندروید چیست؟ بازار کار برنامه نویسی اندروید چگونه است؟ و بسیاری از سؤالات اینچنینی را در ادامه پاسخ خواهیم داد.

26. آینده و بازار کار برنامه نویسی اندروید چگونه است؟

اندروید چیست؟

اولین سؤال که پیش می‌آید این اندروید چیست که همه جا از آن صحبت می کنند؟ در پاسخ باید گفت که اندروید (Android) یک سیستم عامل است که بر روی دستگاه‌های مختلف مانند نصب می‌شود و آن دستگاه را مدیریت می‌کند. کلمه اندروید به معنی ربات انسان نما است. توسعه‌دهنده این سیستم عامل شرکت گوگل است که آن را به صورت متن باز (open source) ارائه کرده است. متن باز بودن به این معنی است که سورس کد این سیستم عامل در اختیار عموم قرار گرفته است و این باعث می‌شود که برای استفاده از نیاز به هزینه خرید لایسنس نیست و هر کسی می‌تواند آزادانه از آن استفاده کند. همچنین متن باز بودن باعث می‌شود که توسعه دهندگان و برنامه نویسان از کل دنیا این سیستم عامل را بررسی کنند و در صورت وجود مشکل و یا باگ آن را برطرف کنند و آن را ارتقا بدهند.
با توجه به اینکه این اندروید متن باز است از آن می‌توان هم در دستگاه‌های مختلفی استفاده کرد و هم می‌توان برای آن برنامه‌های مختلف کاربردی زیادی نوشت که امروزه می‌بینیم برای دستگاه‌های اندرویدی برنامه‌های کاربردی بیشماری وجود دارد.

سیستم عامل چیست؟

سیستم عامل یک نرم‌افزار است که بر روی دستگاه نصب می‌شود و وظیفه آن مدیریت سخت‌افزار های دستگاه و همچنین مدیریت برنامه‌های نصب شده است. سیستم عامل به عنوان روح دستگاه است که اگر نباشد دستگاه قابل استفاده نخواهد بود. اگر بخواهیم مثال بزنیم سیستم عامل ویندوز یک سیستم عامل است. اگر بر روی کامپیوتر شما ویندوز نصب نشده باشد عملاً کامپیوتر شما به هیچ دردی نمی‌خورد و تنها راه استفاده از ویژگی‌های سخت افزاری یک سیستم کامپیوتری این است که بر روی آن سیستم عاملی مانند ویندوز یا اندروید یا لینوکس یا هر سیستم عامل دیگری نصب باشد.
از وظایف سیستم عامل ها مدیریت سخت‌افزار ها و ایجاد یک بستر برای اجرای نرم‌افزار های دیگر است. همچنین سیستم عامل مدیریت منابع سخت افزاری را بر عهده دارد و نحوه استفاده نرم‌افزار ها از سخت‌افزار ها را مدیریت می کند. به طوری که اگر سیستم عامل نتواند با یک سخت‌افزار کار کند برنامه‌های کاربردی نمی‌توانند با آن کار کنند. به صورت خلاصه سیستم عامل یک لایه بین برنامه‌های مختلف و سخت‌افزار است.

سیستم عامل اندروید چیست؟

امروزه دو سیستم عامل اصلی برای گوشی ها و تبلت های هوشمند سیستم عامل های اندروید از شرکت گوگل و سیستم عامل iOS از شرکت اپل هستند. البته سیستم عامل های دیگری هم برای دستگاه‌های هوشمند وجود دارند مانند ویندوز ولی کمتر مورد استفاده هستند. سیستم عامل اندروید بیش از 15 سال است که به عنوان یکی از اصلی‌ترین سیستم عامل های دستگاه‌های هوشمند وجود دارد.
سیستم عامل اندروید به صورت پیش‌فرض بر روی دستگاه‌های موبایل و تبلت های اندرویدی وجود دارد و آن‌ها را مدیریت می کند. البته به خاطر اینکه اندروید یک سیستم عامل متن باز است فقط به گوشی ها و تبلت های هوشمند محدود نیست و در دستگاه‌های هوشمند بسیاری از آن استفاده می‌شود دستگاه‌هایی مثل یخچال ها و تلویزیون‌های هوشمند و ساعت‌های هوشمند و دستگاه‌های کارت زنی و دستگاه‌های رزرو غذا و بسیاری از دستگاه‌های هوشمند دیگر.
هسته اندروید سیستم عامل لینوکس است که یک سیستم عامل قوی و قابل اعتماد است. همچنین عملیات پیچیده مانند ارتباط نرم افزارهای مختلف با سخت‌افزار و تطابق با سخت‌افزار و مدیریت پردازش ها و مدیریت حافظه و مدیریت فایل‌ها و … توسط هسته لینوکس انجام می‌شود. مطالعه بیشتر 5 دلیل کمبود حافظه در اندروید و نحوه مدیریت آن
با قابلیت‌هایی که سیستم عامل اندروید دارد باعث می‌شود که این سیستم عامل بسایر انعطاف پذیر باشد و با استفاده از این قابلیت‌ها برنامه نویسان و توسعه دهندگان می‌توانند برنامه‌های متنوعی تولید کنند که بتواند به راحتی از تمام ویژگی‌های یک دستگاه هوشمند مانن موبایل استفاده کنند. همین امر باعث شده که تعداد برنامه نویسان برای اندروید بسیار زیاد شود و شرکت های زیادی مشغول تولید برنامه برای این سیستم عامل باشند و همچنین فروشگاه های مختلفی برای ارائه برنامه‌های اندرویدی مانند play store ارائه شود تا بتوان به راحتی به یک دنیای وسیع از برنامه‌های اندرویدی دسترسی پیدا کرد.

امکانات اندروید چیست؟

سیستم عامل اندروید دنیایی از امکانات دارد که برای کاربران امروزه بسیار جذاب است که چند تا از مهمترین آن‌ها به شرح زیر است:

1. چون متن باز است می‌توان آن را برای نیاز های سازمان و یا شخص تغییر داد.
2. پشتیبانی از تکنولوژی های ارتباطی مثل بلوتوث و wifi, CDMA , GSM و سایر تکنولوژی های انتقال داده و مکالمه تلفنی.
3. دارا بودن Api های متفاوت برای کار با GPS و تکنولوژی های مکان یابی و کار با سنسور های مختلف
4. مدیریت فایل بسیار خوب و پشتیبانی کامل از سخت‌افزار هایی مانند دوربین و میکروفون.
5. پشتیبانی بسیار خوب از چند رسانه ای و انواع فرمت فایل‌های ویدیویی و صدا و عکس مثل mp4, mkv, jpg, gif , png mp3, …
6. چند وظیفگی (multi-tasking) و اجرای همزمان چندین برنامه
7. پشتیبانی از گرافیک دوبعدی و سه بعدی و تکنولوژي واقعیت مجازی.

چرا اندروید در این حد محبوب است؟

سیستم عامل اندروید به خاطر داشتن ویژگی‌های فوق‌العاده جذاب برای کاربران محبوب شده است که این ویژگی‌ها را در ادامه آورده ایم:

1. رابط کاربری ساده و زیبا که باعث می‌شود از امکانات مختلف این سیستم عامل به سادگی استفاده شود.
2. اتصال: این سیستم عامل انواع تکنولوژی های ارتباطی را در خود قرار داده است تکنولوژي هایی مانند. NFC, LTE, Wi-Fi, UMTS, EV-DO, CDMA, WCDMA, IDEN, GSM/EDGE, Bluetooth, Wimax
3. ذخیره سازی: برای ذخیره سازی محلی این سیستم عامل پایگاه داده SQLite را در اختیار برنامه‌ها و برنامه نویسان قرار داده است.
4. پشتیبانی از قابلیت‌ها و فرمت های چند رسانه ای مانند MIDI, mp3, AAC, HE-AAC, AAC5.1, AMR, AMR-WB, mp4, h.264 ,h263 , BMP, GIF, JPEG, Wav, Ogg
5. پشتیبانی از پیام رسانی در قالب SMS, MMS
6. پشتیبانی از جدیدترین قابلیت‌های صفحات وب و html5 , css3
7. به صورت داخلی از قابلیت چند لمسی استفاده می کند.
8. سیستم عامل چند کاره که می‌توان همزمان چند برنامه را باز کرد و از بین یک برنامه به برنامه دیگر پرش کرد.
9. در اندروید ابزارک (Widget) هایی وجود دارند که قابل تنظیم هم هستند تا در فضای کوچک بتوانند محتوا های بیشتر و مناسب تری را نمایش دهند و میانبر های مناسبی در برنامه‌ها باشند.
10. اندروید چند زبانه است و حتی می‌تواند متن های چند زبانه و دوجهتی را به خوبی نمایش دهد.

تاریخچه اندروید چیست؟

در سال 2005 گوگل شرکت کوچکی به نام اندروید را خریداری کرد. این شرکت توسط شخصی به نام اندی رابین Andrew E. Rubin تاسیس شده بود و هدف آن ساخت و توسعه برنامه‌های موبایلی بود. گوگل اندروید را در سال 2007 به صورت رسمی معرفی کرد اما در سال 2008 گوگل اولین نسخه سیستم عامل اندروید را ارائه کرد. اولین گوشی همراهی که از این نسخه سیستم عامل استفاده می‌کرد HTC Dream بود. این نسخه از اندروید بسیار ساده بود بسیاری از امکانات که گوشی های امروزی دارند را نداشت.
در سال 2009 گوگل تصمیم گرفت که تحت یک برنامه فشرده اندروید را بروزرسانی کرده و ارتقا دهد. گوگل اوایل برای هر نسخه یک نام که معمولاً نام شیرینی بود انتخاب می کرد. در این سال ۴ نسخه آپدیت برای اندروید ارائه شد.آخرین نسخه ارائه شده در سال 2009 نسخه Eclair (شیرینی خامه ای) نام گذاری شده بود. در طی سال‌های 2010 تا 2013 آپدیت های دیگری از این سیستم عامل ارائه شد که عبارت بودند از Froyo و Gingerbread و Honeycomb و Ice Cream Sandwich و Jelly Beanو KitKat
در طی این آپدیت ها و نسخه های جدید امکانات بسیار زیادی به این سیستم عامل اضافه شد. این امکانات برای بهتر کردن عمل‌کرد دستگاه و استفاده بهینه از منابع و پشتیبانی از قابلیت چند لمسی و موقعیت یابی و مسیریابی زنده وNFC و بسیاری از قابلیت‌های جدید بود.
بعد از اینکه نسخه 4 اندروید یعنی kitkat ارائه شد گوگل تصمیم گرفت که هر سال فقط یک نسخه منتشر کند و در طی یک سال به افزودن قابلیت‌ها و رفع مشکلات بپردازند. در نسخه 5 گوگل پا را از گوشی ها و تبلت ها فراتر گذاشت و این سیستم عامل را در تلویزیون‌های هوشمند و گجت های هوشمند هم استفاده کرد و تقریباً به یک سیستم عامل همه منظوره تبدیل شد. همچنین در این نسخه از رابط کاربری جدیدی به نام material design رو نمایی شد که بسیار مورد توجه واقع شد. به همین ترتیب قابلیت‌های مختلفی در هر نسخه ارائه شده است که لیست آن‌ها را از ابتدا آورده ایم:
۱. اندروید 1.0 (2008) این اولین نسخه بود و قابلیت‌های اولیه گوشی های هوشمند مانند مرورگر وب و ایمیل و پیام رسانی و دوربین را داشت. در این نسخه نقشه گوگل هم وجود داشت که خیلی طرفدار داشت.
۲. اندروید 1.5 (cupcake)(2009) در این نسخه قابلیت‌هایی مانند کیبورد لمسی، امکان فیلم‌برداری و ویجت ها ارائه شد.
3. اندروید 1.6 (Donut)(2009) امکانات این نسخه بهبود استفاده از دوربین و قابلیت‌های آن و همچنین پشتیبانی از صفحه نمایش با اندازه های مختلف و جستجوی متنی و صوتی را می‌توان نام برد.
4. اندروید 2.0 (Eclair)(2009) امکانات این نسخه بهبود قابلیت‌های دوربین و بهبود مرورگر وب و چند کاربره بودن بود.
5. اندروید 2.2 (Froyo) (2010) قابلیت‌هایی که در این نسخه اضافه شد Wi-Fi hotspot و پشتیبانی از فایل‌های flash و بهبود عملکرد سیستم عامل بین ۲ تا 5 برابر نسخه قبل بود.
6. اندروید2.3 (Gingerbread) (2010) افزودن قابلیت NFC و بهبود رابط کاربری و بهبود قابلیت copy/paste از امکانات این نسخه بود.
7. اندروید 3 و 3.1 و 3.2 بهینه سازی های این نسخه بیشتر برای کار با تبلت ها و خواندن کتاب بود و همچنین اضافه کردن امکان otg برای اتصال دستگاه جانبی به دستگاه بود.
8.اندروید 4.0 (Ice cream sandwitch) (2011)در این نسخه رابط کاربری تغییر کرد و بهبود داده شد. همچنین قابلیت تشخیص چهره در این نسخه اضافه شد و چند برنامگی و چند وظیفه‌ای بودن بهبود داده شد.
9. اندروید 4.1 (Jelly bean) (2012) در این نسخه قابلیت تشخیص صدا بهتر شد و قابلیت‌های دوربین گسترش داده شد و قابلیت google now هم به سیستم عامل اضافه شد. (google now) برنامه‌ای بود که گوگل اطلاعاتی را که کاربران نیاز داشتند را به آن‌ها پیشنهاد می داد.
10. اندروید 4.4(kitkat) (2013) در این نسخه کارایی سیستم عامل و سرعت آن افزایش یافت و قابلیت‌هایی مانند مد تمام صفحه (full screen) , چاپ بیسیم (wireless printing) به سیستم عامل اضافه شد.
11. اندروید 5.0(Lollipop) (2014) واسط کاربری material design در این نسخه معرفی شد و اعلان ها یا نوتیفیکیشن ها بهتر شدند و از این نسخه سیستم عامل از پردازنده های 64 بیتی پشتیبانی کرد.
12. اندروید 6.0 (Marshmallow)(2015) در این نسخه استفاده از باتری بهتر شد سیستم مجوز و دسترسی ها تغییر کرد و سیستم عامل شروع به پشتیبانی از پورت USB Type-c را شروع کرد.
13.اندروید 7.0 (Nougat)(2016) تکنولوژی واقعیت مجازی (virtual reality) در این نسخه به اندروید اضافه شد و نوتیفیکیشن ها بهتر شدند و قابلیت اینکه صفحه نمایش بین دو تا برناهم تقسیم شود و چند برنامه در یک صفحه نمایش داده شوند در این نسخه اضافه شد.
14. اندروید 8.0 (Oreo)(2017) حالت تصویر در تصویر در این نسخه اضافه شد و همچنین استفاده از باتری بهتر شد و پشتیبانی از پروژه Treble که باعث می‌شود آپدیت اندروید راحت‌تر انجام بگیرد از این نسخه اضافه شد.
15. اندروید 9.0 (Pie) (2018). در این نسخه قابلیت ژست‌های حرکتی (gesture navigation) اضافه شد که با استفاده از آن می‌توانید با کشیدن انگشت در صفحه بین برنامه‌ها جا به جا شوید و یا برنامه را ببندید و یا بین برنامه‌ها حرکت کنید. از دیگر قابلیت‌های این نسخه digital wellbeing یا سلامت دیجیتال است که سیستم عامل کنترل می‌کند که شما چقدر از دستگاه استفاده کرده‌اید و چقدر زمان صرف هرکدام از برنامه‌ها کرده‌اید و به شما اعلان می کند. این قابلیت به شما این امکان را می‌دهد که مقدار استفاده از برنامه‌ها را کنترل کنید و یا تمرکز خود را روی برنامه خاصی قرار دهید. همچنین قابلیت adaptive battery در این نسخه اضافه شده است که با استفاده از هوشمندی می‌تواند مقدار استفاده از باتری را بهتر کند و برنامه‌های بلا استفاده را ببندد و سرویس های آن‌ها را مسدود کند.
16. اندروید 10 (2019) در این نسخه تم تیره اضافه شد. همچنین قابلیت live caption (زیرنویس سریع برای فیلم ها) نیز در این نسخه اضافه شده است. در این نسخه کنترل های محرمانگی نیز بهتر شده اند.
17. اندروید 11 (2020) در این نسخه کنترل های چند رسانه ای ضبط صفحه نمایش بهتر شدند و قابلیت chat bubbles نیز به اندروید اضافه شده است. Chat bubbles قابلیتی است که وقتی در حال استفاده از یک برنامه دیگر هستید و نوتیفیکیشن یک پیام جدید را دریافت می‌کنید یک صفحه کوچک باز می‌شود و می‌توانید به آن پیام پاسخ دهید و یا لیست صحبت‌ها را مشاهده کنید. بدون اینکه بخواهید از برنامه خارج شوید.
18. اندروید 12 (2021) قابلیت‌های مهم این نسخه به اشتراک گذاری wifi و اضافه شدن رابط کاربری Material you و قابلیت کار یک دستی (کار کردن با یک دست) است. همچنین وقتی برنامه‌ای در حال یکی از دستگاه‌های مهم مانند میکروفون یا دوربین باشد درگوشه دستگاه به شما اعلان خواهد شد.
19. اندروید 13 (2022) تعداد برنامه‌های درحال اجرا در بخش اعلان ها به شما نشان داده می‌شوند و برنامه‌ها قبل از اینکه بتوانند اعلان بفرستند باید ازکاربر مجوز این کار را دریافت کنند.

مطالعه بیشتر نسخه های مختلف اندروید و برنامه نویسی برای نسخه های مختلف

برنامه نویسی اندروید چیست؟

تا اینجا با سیستم عامل اندروید آشنا شدیم و از قابلیت‌های آن و استفاده های آن آشنا شدیم. حال می‌خواهیم در بخش ببینیم که برنامه نویسی اندروید چیست؟ منظور از برنامه نویسی اندروید طراحی و تولید برنامه‌ها و اپلیکیشن ها برای اجرا شدن روی این سیستم عامل اندروید است. برای این کار باید از یک زبان برنامه نویسی مانند جاوا یا کاتلین و یا …. استفاده کنیم و کدهای مربوط به برنامه را بنویسیم و منطق برنامه را پیاده‌سازی کنیم. برنامه نویسی اندروید می‌تواند به صورت انفرادی و یا تیمی انجام شود. به خاطر اینکه برنامه نویسی اندروید یک فرایند مهندسی نرم‌افزار است پس باید در طی برنامه نویسی از اصول مهندسی نرم‌افزار استفاده شود تا فرایند برنامه نویسی به صورت اصولی و سریع انجام شود.

مطالعه بیشتر آموزش جابه جایی بین برنامه ها در اندروید کار با نقشه ها در اندروید کار با فرگمنت ها در اندروید ارسال پیامک با اندروید

چرا برای اندروید برنامه می نویسیم؟

اگر به اطراف خود نگاه کنید می‌بینید که افراد بسیاری از کارهای خود را از مسیریابی تا کارهای بانکی و سرگرمی و ارتباطات و خیلی از کسب و کارها را با استفاده از تلفن‌های همراه یا یا سایر دستگاه‌های هوشمند مانند تبلت ها انجام می‌دهند. خب اندروید هم بخش بزرگی از بازار سیستم عامل های موبایل ها و دستگاه‌های هوشمند را گرفته است. به همین خاطر می‌توان با برنامه نویسی برای موبایل ها هم ایده‌های بسیاری را پیاده‌سازی کرد و هم با استفاده از این پیاده‌سازی ها به درآمد های قابل توجه رسید.
از طرف دیگر به خاطر اینکه سیستم عامل اندروید توسط گوگل پشتیبانی می‌شود و شرکت های سخت افزاری بسیار بزرگی مانند سامسونگ دستگاه‌های خود را بر پایه این سیستم عامل ارائه می‌کنند. همچنین با توجه به منابع و کتابخانه‌های فراوانی که در اینترنت برای برنامه نویسی اندروید وجود دارد یادگیری برنامه نویسی اندروید می‌تواند بسیار جذاب و قابل توجه بسیاری از برنامه نویسان باشد. برنامه نویسی برای اندروید ممکن است که به خاطر برطرف کردن نیاز یک سازمان باشد و یا با هدف انجام خدمات باشد. همچنین می‌توان برای ساخت بازی یا رساندن محتوا به دست قشر گسترده ای از کاربران اندروید بخواهیم برنامه نویسی اندروید را انجام دهیم. دلایلی که برای چرایی برنامه نویسی اندروید می‌توانیم بگوییم عبارتند از این که
۱. اندروید محبوب‌ترین پلتفرم برای برنامه‌های تلفن همراه حداقل در ایران است.
۲. برنامه نویسی برای اندروید نسبتاً ساده است
3. پشتیبانی قوی و جامعه قوی

چرا باید برنامه نویسی اندروید را یادگرفت؟

طبق آمارهای مختلف برنامه نویسی اندروید جزء رده های بالای لیست شغل‌های مرتبط با برنامه نویسی است. به همین خاطر فرصت های شغلی برای آن بسیار زیاد است . همچنین راه‌های درآمدی متنوعی برای برنامه نویسی اندروید وجود دارد. از طرفی ساختار برنامه‌های اندرویدی قابل فهم است و منابع زیادی هم برای یادگیری وجود دارد. همچنین شما با استفاده از زبان‌های برنامه نویسی مختلفی می‌توانید برای اندروید برنامه تولید کنید. همین مباحث باعث می‌شود که برنامه نویسی اندروید یکی از انتخاب های بسیار جذاب برای کسانی باشد که می‌خواهند برنامه نویسی را شروع کنند.

مشاغل چگونه از برنامه نویسی اندروید سود می برند؟

معمولاً هر شرکتی برای حل یک یا چند مشکل از مشتریان و افزایش اعتبار برند خود فعالیت می کند. شرکت ها با تولید برنامه‌های موبایل به صورت سفارشی می‌توانند از برنامه نویسی اندروید به عنوان یک ابزار برای رسیدن به هدف خود استفاده کنند. اما برنامه نویسی اندروید چه ویژگی‌هایی دارد که می‌تواند به شرکت ها برای رسیدن به اهداف خود کمک کند؟ در اینجا به چند مورد اشاره می کنیم.
۱. هزینه کم و بازده زیاد
کسب و کارها می‌توانند با کمی سرمایه‌گذاری روی برنامه نویسی اندروید برنامه مخصوص به خود را تولید کنند. حال این برنامه تولید شده تعامل با کاربران و مشتریان را آسان می‌کند و همین امر باعث می‌شود که بازده کسب و کار و رضایتمندی مشتریان بالا تر برود و در نتیجه سود شرکت بیشتر شود.
۲. انعطاف پذیری بالا و استقرار راحت‌تر
برنامه‌های اندروید انعطاف بالایی دارند و با تکنولوژی های جدید مثل اینترنت اشیاء (IOT) و واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی (VR) به راحتی ادغام می‌شوند و می‌توان در اندروید از آن‌ها استفاده کرد. همین امر کمک می‌کند که کسب و کارها بتوانند چالش های به وجود آمده را راحت‌تر حل کنند. از طرفی با توجه به فروشگاه های متنوع و مختلف و پشتیبانی از نسخه های مختلف سیستم عامل و دستگاه‌های مختلف می‌توان به راحتی برنامه توسعه داده شده را بر روی سیستم‌های مشتریان و کاربران مستقر نمود.
۳. امنیت بالا
یکی از دلایل انتخاب اندروید توسط کسب و کارها بالا بودن امنیت آن و قابلیت اطمینان آن است. اندروید فاکتورهای امنیتی بسیاری دارد و گوگل سعی می‌کند هر روز این سیستم عامل را امن تر و مطمئن تر کند. مثلاً در اندروید 9 قابلیت‌های امنیتی به اندروید اضافه شده است که از آن در مقابل بدافزارهای مختلف محافظت می کند.
4. سفارشی سازی
رابط کاربری ساده و کاربردی همیشه اولویت گوگل بوده است و این مسأله را می‌توانید از سایر محصولات گوگل هم متوجه شوید. در رابطه با اندروید هم این اصل پابرجاست و گوگل سعی می‌کند که امکانات زیادی برای تولید رابط کاربری زیبا و کاربردی به برنامه نویسان ارائه دهد تا بتوانند برنامه‌های خود را با توجه به کاربرد و هدف آن بهینه کنند و برنامه سفارشی غنی برای کاربران خود تولید کنند که برای شرکت های مختلف این امری ضروری و حیاتی است. زیرا که گروه هدف کاربران اندروید بسیار وسیع است و اندروید باید توانایی این را داشته باشد که کاربران با مهارت های مختلف و توانایی‌های مختلف بتوانند از این سیستم عامل به راحتی استفاده کنند و نیاز های خود را با آن برطرف نمایند.

با اندروید برای چه دستگاه‌هایی می‌توان برنامه نوشت؟

همانطور که قبلاً هم اشاره شد اندروید یک سیستم عامل متن باز است که قابلیت اجرا در بسیاری از دستگاه‌ها را دارد. پردازنده ها و سیستم‌هایی که می‌توانند اندروید را اجرا کنند بسیار زیاد هستند و نسبت به سایر سیستم‌های کامپیوتری ارزان‌تر هستند. همین امر باعث شده است که اندروید به دستگاه‌های متنوعی راه پیدا کند و ماشین‌های مختلفی اندروید را به عنوان سیستم عامل اصلی خود انتخاب کنند. به طور کلی امروزه اندروید در دستگاه‌هایی مانند دستگاه‌های زیر استفاده می شود:
گوشی های تلفن همراه : برای برقراری تماس و شبکه‌های اجتماعی و دوربین و موسیقی و فیلم‌برداری و تماس و برنامه‌های اینترنتی و بازی و مطالعه و هزاران کاربرد دیگر.
تبلت ها: همچون گوشی های تلفن برای کاربرد های مختلفی مانند ارتباط با دیگران و گوش دادن به موسیقی و تماشای ویدیو های آنلاین و آفلاین و مطالعه و مدیریت مالی و کارهای تجاری و هزاران کاربرد دیگر
دستگاه‌های پوشیدنی: دستگاه‌هایی مانند ساعت‌های هوشمند برای کارهای معمول روزمره و دستگاه‌های ورزشی و تناسب اندام برای مدیریت فعالیت‌های ورزشی و مدیریت سلامت و خواب و استرس
تلویزیون‌های هوشمند: برای گشت و گذار در اینترنت و تماشای آنلاین و کاربا حافظه های جانبی و استفاده از انواع برنامه‌های اندرویدی.
دستگاه‌های واقعیت مجازی: برای هدف‌های مختلف مانند بازی و سرگرمی و مقاصد صنعتی و گردشگری مورد استفاده قرار می‌گیرد
دستگاه‌های پرداخت دیجیتال هوشمند: برای اعمالی مانند خرید و پرداخت دیجیتال از آن‌ها استفاده می‌شود
دستگاه‌های نظارت بر تغذیه: برای محل هایی مانند رستوران‌ها و سلف سرویس دانشگاه‌ها و ادارات از این دستگاه‌ها برای روزرو و مدیریت تغذیه استفاده می شود.
دستگاه‌های موقعیت یاب و ناوبری: برخی از دستگاه‌های مسیریابی و موقعیت یاب که بر روی خودرو ها نصب می‌شود از این سیستم عامل استفاده می کنند.
سیستم عامل اصلی در لپ تاپ های کروم بوک: اگر با لپ تاپ های کروم بوک که سیستم عامل آن‌ها کروم است آشنا باشید می‌دانید که به راحتی برنامه‌های اندرویدی را پشتیبانی می‌کند و می‌توانید برنامه‌های اندرویدی را بر روی آن نصب کنید و از این برنامه‌ها در لپ تاپ خود بهره مند شوید.

برنامه نویسی اندروید صنعتی چیست؟

از سیستم عامل اندروید در صنایع مختلفی استفاده می‌شود که ما به آن‌ها به عنوان برنامه نویسی اندروید صنعتی اشاره کرده ایم. تاکنون به صورت ضمنی به بعضی از آن‌ها اشاره کرده‌ایم اما در این بخش به صورت خاص استفاده از این سیستم عامل را در صنایع مختلف بررسی می کنیم.
استفاده از اندروید در صنعت گردشگری
صنایع مرتبط با گردشگری شدیداً به موبایل و اپلیکیشن های موبایل وابسته هستند. زیرا با این کار راحت‌تر به مشتریان خود دسترسی دارند و مشتریان نیز به شرکت های موجود در این صنعت راحت‌تر دسترسی خواهند داشت. از مواردی که از برنامه‌های موبایلی و همچنین برنامه‌های اندرویدی در صنعت گردشگری و مسافرت استفاده شده است می‌توان به برنامه‌های رزرو هتل ها و برنامه‌های واقعیت افزوده و واقعیت مجازی برای اماکن مختلف و همچنین برنامه‌های اتاق هوشمند نام برد به علاوه اینکه مشتریان می‌توانند با استفاده از برنامه‌های مختلف در صنعت گردشگری داده‌ها و نظرات مختلفی را برای مقصد گردشگری خود ببینند و در مورد مزایا و معایب آن مطالعه کنند و هوشمندانه تر تصمیم بگیرند و مقصد خود را آگاهانه تر انتخاب نمایند. همچنین شرکت های موجود در این صنعت با استفاده از برنامه‌های موبایلی می‌توانند بازخورد مشتریان را راحت‌تر دریافت کرده و خدمات خود را بهتر کنند.
صنایع مرتبط با بهداشت و سلامت
یکی از بهترین نمونه‌ها در صنعت پزشکی و سلامت که از اندروید در آن استفاده شده است ابزارهای اینترنت اشیای پزشکی هستند که دستگاه‌هایی هستند که به اینترنت متصل می‌شوند و وضعیت سلامت و پزشکی را ثبت و مدیریت می‌کنند. علاوه بر آن امروزه برنامه‌های مختلفی برای مشاوره های پزشکی و روان پزشکی وجود دارد که می‌توانید از طریق آن‌ها با پزشکان و روان پزشکان در مکان های و شهرهای مختلف ارتباط برقرار کنید و راهنمایی بگیرید. همچنین برنامه‌هایی وجود دارد برای رزرو نوبت با پزشکان مختلف و دریافت نوبت در بیمارستان ها که بیماران می‌توانند از آن استفاده کنند. نسخه‌های الکترونیکی نیز نمونه‌ای از استفاده از برنامه‌های موبایلی در صنعت پزشکی و سلامت هستند.
صنایع بانکداری و مالی
برنامه‌ها و ابزارهایی که به کمک بانکداری و انجام تراکنش ها می‌روند را فین تک یا financial technologies(فناوری های مالی) می نامیم. برنامه‌های اندرویدی بسیاری در صنایع فین تک ارائه شده اند. امروزه هر بانک برای خود یک برنامه اندرویدی ارائه می‌کند که بسیاری از کارها را می‌توان بدون مراجعه به بانک انجام داد. همچنین برنامه‌های متنوعی برای انجام تراکنش های روزانه و واریز و انتقال وجه و پرداخت قبوض مختلف وجود دارند که کار را برای کاربران بسیار آسان کرده است. از نمونه برنامه‌های صنایع فین تک می‌توان به برنامه‌های مدیریت مالی و حسابداری اشاره کرد.
صنایع ورزش و تیم های ورزشی
صنعت ورزش در حال حاضر صنعتی بسیار محبوب است که سود بسیاری دارد برای مثال همه می‌دانیم که ورزش فوتبال در کشور ما چه محبوبیتی دارد و چقدر مخاطب دارد. در این صنعت کانال‌های ورزشی می‌توانند با تولید برنامه‌های ورزشی سود بسیاری را عاید خود کنند. از برنامه‌های ورزشی که می‌توان از آن‌ها در این صنعت نام برد برنامه‌های خبری ورزشی و اینترنت اشیاء و ربات های گفتگو هستند.
صنعت تجارت الکترونیک
شکی نیست که امروزه تجارت الکترونیک یک صنعت بسیار پر پول است. بخش زیادی از کاربران امروزه اینترنت حتی با استفاده از رسانه اجتماعی مانند اینستاگرام در حال خرید و فروش اجناس مختلف هستند. حال برنامه‌های اندرویدی مختلفی امروزه پیاده‌سازی شده‌اند که انواع مدل های تجارت الکترونیکی(مانند B2C (خرید و فروش از کسب و کار به مصرف کننده) و C2C (خرید و فروش مصرف کننده با مصرف کننده)) را در خود پیاده‌سازی کرده‌اند و کاربران می‌توانند به سرعت و به سادگی کالا یا خدمات خود را در قالب این برنامه‌ها عرضه کرده و نظر حجم عظیمی از مشتریان را به خود جلب کنند.
صنعت حمل و نقل
امروزه همه با تاکسی های اینترنتی و پیک های اینترنتی و وانت اینترنتی و … آشنا هستیم. با استفاده از برنامه‌های اندرویدی خدمات حمل و نقل را به راحتی با هم مقایسه می‌کنیم و از آن‌ها استفاده می‌کنیم.

چالش های برنامه نویسی اندروید چیست؟

با اینکه سیستم عامل اندروید قابلیت‌های بسیاری دارد و برنامه نویسی اندروید جذابیت های زیادی برای ما به ارمغان آورده است ولی هنوز چالش هایی در برنامه نویسی اندروید وجود دارند که برنامه نویسان باید با آن‌ها روبرو شوند و با توجه به هدف خود به آن‌ها رسیدگی کنند. این چالش ها عبارتند از:
۱. اندازه های مختلف صفحه نمایش‌ها
همانطور که گفتیم اندروید روی میلیاردها دستگاه نصب است و از موبایل گرفته تا ساعت‌ها و تلویزیون ها در حال اجرا است. همه این دستگاه‌ها دارای صفحه نمایش‌های مختلف هستند که از نظر اندازه و قابلیت‌ها با هم تفاوت دارند و برنامه‌ای که برای آن‌ها تولید می‌شود باید بتواند با آن دستگاه به خوبی ارتباط برقرار کند و اندازه صفحه نمایش را به گونه‌ای مدیریت کند که بتواند رابط کاربری زیبا و کاربردی را به کاربر ارائه کند. مطالعه بیشتر پیدا کردن رزولوشن گوشی
2.عملکرد صحیح
از آنجایی که اندروید روی سیستم‌هایی اجرا می‌شود که برخی محدودیت‌هایی مانند سرعت پردازش و حافظه و باتری و شبکه را دارند برنامه‌هایی که برای آن نوشته می‌شوند باید به گونه‌ای بهینه شده باشند که از منابع به درستی استفاده کنند. کاربران برنامه‌هایی که مصرف باتری زیادی دارند و یا حجم اینترنت آن‌ها را سریع تمام می‌کنند و یا سنگین اجرا می‌شوند را دوست ندارند و ممکن است که آن را با برنامه دیگری جایگزین کنند.
سازگاری با نسخه های قدیمی
با اینکه نسخه های جدید اندروید و استفاده از قابلیت‌های آن‌ها همیشه برای برنامه نویسان جذاب بوده است ولی از طرفی باید به این نکته توجه داشت که همه کاربران اندروید از آخرین نسخه استفاده نمی‌کنند و برنامه‌ای که نوشته می‌شود باید این قابلیت را داشته باشد که هم بر روی نسخه های قدیمی به درستی اجرا شوند و هم از قابلیت نسخه های جدید استفاده کنند. البته گوگل برای این نیاز تمهیداتی قرار داده است و سازگاری با نسخه های قدیمی چالش خیلی بزرگی نیست.

روش‌های کسب درآمد از برنامه نویسی اندروید چیست؟

برنامه نویسی اندروید هم یک شغل است و نتیجه آن کسب درآمد است. حال برای کسب درآمد از اندروید روش‌های مختلفی وجود دارد که با توجه به وضعیت و سطح دانش خود می‌توانید یکی از این راه‌ها را انتخاب کنید. طبیعی است که هرکدام از این روش‌ها مزایا و معایب و چالش های خود را دارند.

سفارش طراحی اپ (فریلنسری)

افراد و شرکت های متعددی وجود دارند که یک ایده دارند و میخواهند برنامه اندرویدی آن ایده را داشته باشند ولی خودشان دانش برنامه نویسی برای تولید برنامه مورد نظر را ندارند. همچنین در بسیاری از موارد وب سایتی برای هدف خاصی وجود دارد ولی به دلایل مختلف صاحبان آن سایت نیاز دارند که برای خود برنامه اندرویدی داشته باشند و خودشان نیروی لازم برای تولید برنامه اندرویدی مورد نظر را ندارند. در چنین مورد هایی وظیفه تولید برنامه اندرویدی به برنامه نویسان اندرویدی داده خواهد شد که شما می‌توانید به عنوان برنامه نویسان اندروید این پروژه ها را گرفته و آن‌ها را توسعه دهید.

پیاده‌سازی یک ایده نرم افزاری

ممکن است که خود شما یا اطرافیان شما یک ایده برای برنامه اندرویدی داشته باشند و شما آن را مناسب پیاده‌سازی ببینید و به این نتیجه برسید که بازار و کاربران به ایده شما نیاز دارند و این ایده می‌تواند برای آن‌ها سودمند باشد بنابراین آن ایده را پیاده‌سازی می‌کنید و به بازار عرضه می کنید.

تبلیغات درون برنامه‌ای

برنامه‌ها و بازی‌های مختلفی وجود دارند که به نوعی سودمند و سرگرم کننده هستند. این برنامه ها از شما پولی برای تولید برنامه نمی‌گیرند اما داخل برنامه تبلیغات از برنامه‌ها و محصولات مختلف برای شما نشان داده شود. توسعه دهندگان این نوع برنامه‌ها درآمد خود را از طریق نمایش تبلیغ به دست می آورند. صاحبان این برنامه‌ها از کاربران پولی نمی‌گیرند ولی از شرکت ها و سایت‌هایی که برای آن‌ها تبلیغات انجام می‌دهند هزینه دریافت می کنند.

پرداخت درون برنامه‌ای

اگر فروشگاه ها را بررسی کرده باشید برخی برنامه‌های سودمند و بازی‌ها وجود دارند که دارای دو بخش هستند. بخش رایگان و بخش Premium (اشتراک ویژه). این برنامه‌ها یک سری امکانات و خدمات را در بخش رایگان در اختیار کاربران قرار می‌دهند ولی برای اینکه کاربران بتوانند به یک سری دیگر از امکانات و خدمات دسترسی داشته باشند نیاز است که اشتراک آن برنامه را خریداری کنند. این هم یک روش برای کسب درآمد از برنامه نویسی اندروید است. البته باید دقت داشته باشید که اولاً برنامه شما جذابیت کافی را داشته باشد تا کاربر راغب باشد آن را دانلود و نصب کند و همچنین بخش اشتراک ویژه شما هم باید جذابیت داشته باشد تا کاربر مایل باشد برای آن پول پرداخت کند. البته این روش ایرادی که دارد این است که درصدی از هزینه اشتراک را باید به فروشگاهی که برنامه شما بر روی آن قرار دارد بدهید.

کارمندی

اگر پیدا کردن پروژه و ایده پردازی برای شما دشوار است. شرکت ها و تیم های برنامه نویسی زیادی در حال کار کردن بر روی پروژه های اندرویدی هستند می‌توانید دانش برنامه نویسی خود را قوی کنید سپس به دنبال آگهی استخدام این شرکت ها بگردید و در مصاحبه کاری آن‌ها شرکت کنید و در آن‌ها استخدام شوید. در این صورت در تیم برنامه نویسی کار خواهید کرد و وظایف مشخص خواهید داشت و سرماه حقوق خواهید گرفت.

برنامه‌های رایگان اندروید چگونه درآمد دارند؟

همان‌طور که گفتیم یکی از راه‌های کسب در آمد از برنامه‌ای که به صورت رایگان در اختیار عموم قرار داده‌اید تبلیغات درون برنامه‌ای است ولی این تنها راه نیست راه‌های دیگری نیز وجود دارند که از جمله آن‌ها حمایت مالی از سوی شرکت ها و برخی ارگان های فرهنگی است (برای مثال شما برنامه‌ای برای مساجد می نویسید و از سمت اداره اوقاف حمایت مالی می شوید.)

سودآور ترین برنامه‌های اندرویدی کدامند؟

اگر به دید کسب درآمد به برنامه‌های اندرویدی نگاه کنیم همه آن‌ها یکسان نیستند. اما تجربه و آمارها نشان داده است که برخی از این برنامه‌ها سود بیشتری عاید تولید کنندگان می کنند. از جمله این برنامه‌ها می‌توان به بازی‌ها و سپس برنامه‌های تجارت الکترونیک (مانند برنامه‌های فروش محصول و خدمات) و همچنین برنامه‌هایی که به مدیریت روزانه و برنامه‌های کاربران کمک می کنند اشاره کرد. دقت داشته باشید که هرچه این برنامه‌ها سودمند تر باشند و استفاده از آن‌ها راحت‌تر باشد و امکانات بیشتری داشته باشند موفق تر خواهند بود.

مزایای برنامه نویسی اندروید چیست؟

تاکنون در مباحث مختلفی به مزایای برنامه نویسی اندروید اشاره کردیم ولی به صورت موردی می‌توان به موارد زیر برای مزایای برنامه نویسی اندروید اشاره کرد.

• گوگل یک ساختار مشخص را برای برنامه نویسی اندروید ارائه کرده است تا برنامه نویسی اندروید ساده‌تر باشد.
• منابع زیادی برای یادگیری برنامه نویسی اندروید وجود دارد.
• ابزار ها و شبیه ساز های متنوعی برای برنامه نویسی اندروید وجود دارد.
• انتشار برنامه‌های اندرویدی در فروشگاه Google play در مقایسه با سایر پلتفرم ها آسان‌تر است.
• اندروید قابلیت سفارشی سازی بسیاری دارد و کاربران می‌توانند برنامه‌های متنوع و سفارشی سازی شده بسیاری پیاده‌سازی کنند و ایده‌های خود را به صورتی که مایل هستند پیاده‌سازی نمایند.
• اندروید به صورت گسترده در همه جا استفاده می شود.

آیا شروع برنامه نویسی اندروید سخت است؟

این سؤالی است که برای برخی که می‌خواهند برنامه نویسی اندروید را شروع کنند پیش می آید. بدون مقدمه چینی به شما می‌گویم که برنامه نویسی اندروید سخت نیست ولی نیازمند صرف زمان برای یادگیری و تمرین هستید. برخی کارها با تمرین کمی انجام می‌شوند ولی یادگیری برخی دیگر نیازمند تمرین بیشتر و پشتکار است. کلاً برنامه نویسی به این شکل است که شما باید منطقی رفتار کنید و از قوانین و قواعد برنامه نویسی پیروی کنید. در برنامه نویسی شما با خطاها و باگ های بسیاری روبرو می‌شوید و باید این پشتکار را داشته باشید تا با تحقیق و مطالعه آن‌ها را یکی یکی برطرف کنید و در آن زمینه قدرتمند شوید.

ابزارهای تولید برنامه اندروید چیست؟

برای اینکه برنامه نویسی اندروید را شروع کنیم مانند هر کار دیگری نیازمند یک سری ابزار ها هستیم. برای یادگیری برنامه نویسی اندروید هم به ابزارهای زیر نیاز داریم.

۱. کامپیوتر

داشتن کامپیوتر برای نوشتن برنامه یک چیز بدیهی هست. برای برنامه نویسی اندروید شما به یک کامپیوتر مدرن با پردازنده و حافظه تقریباً قوی نیاز دارید تا بتوانید محیط توسعه اندروید (IDE) را به همراه شبیه ساز اندروید در آن اجرا کنید. که هر دوی این ابزارها نیازمند قدرت پردازشی هستند همچنین فرایند کامپایل و اجرای برنامه هم نیازمند قدرت پردازشی است که اگر سیستم کامپیوتری قدرت لازم را نداشته باشد این فرایند زمان بر خواهد شد.

۲. منبع آموزشی

یادگیری برنامه نویسی اندروید را باید از یک منبع شروع کنیم. قبلاً انواع منابع آموزشی را نام برده ایم و گفتیم که برای شروع بهتر است که از دوره های آموزشی استفاده شود. زیرا که تماشای ویدیوهای آموزشی برای افرادی که تازه شروع کرده‌اند راحت‌تر است. یکی از بهترین دوره های آموزشی برای یادگیری اندروید در این لینک در وب سایت tosinso موجود است. همچنین شما در طی روند یادگیری نیاز است که به مستندات رسمی اندروید در سایت گوگل هم مراجعه کنید.

۳. محیط توسعه اندروید

برای نوشتن برنامه‌ها و مدیریت فایل‌ها و رفع خطاها و به صورت کلی هر کاری در رابطه با برنامه نویسی اندروید نیاز به محیطی دارید که این قابلیت‌ها را داشته باشد. اگر چنین محیطی وجود نداشته باشد برنامه نویسی اندروید بسیار سخت و طاقت فرسا خواهد شد و وقت برنامه نویس برای مدیریت فایل‌ها و بیلد کردن پروژه و خطایابی هدر خواهد رفت. محیط توسعه یا محیط برنامه نویسی یا محیط یکپارچه برنامه نویسی (IDE) محیطی است که همه امکانات برنامه نویسی در آن وجود دارد و کدهای شما را به خوبی مدیریت می کند. در حال حاضر محیط های توسعه مختلفی برای اندروید وجود دارد ولی یکی از محبوب‌ترین محیط های توسعه اندروید که خود گوگل هم به صورت رسمی آن را ارائه کرده و توصیه می‌کند محیط Android studio است. این برنامه را می‌توانید از سایت رسمی اندروید دانلود کنید و به رایگان استفاده نمایید. البته محیط های دیگری هم مانند eclipse هستند که می‌توانید استفاده کنید. برای مطالعه بیشتر می توانید از لینک های زیر استفاده کنید:

افزایش سرعت اندروید استودیو و رفع خطاهای اندروید استودیو و رفع خطای gradle در اندروید استودیو ساخت فایل نصبی با اندروید استودیو

4. Android SDK

برای برنامه نویسی اندروید نیاز است که به کتابخانه‌ها و ابزارهایی که برای برنامه نویسی اندروید استفاده می‌شود دسترسی داشته باشیم. گوگل این کتابخانه‌ها و ابزارها را در یک بسته به نام کیت توسعه نرم‌افزار برای اندروید یا همان Android SDK ارائه کرده است که می‌توانید نسخه های مختلف آن را از سایت رسمی اندروید دانلود کرده استفاده کنید.

۵. شبیه ساز اندروید

اگر برنامه‌ای برای اندروید نوشته‌ باشید باید بتوانید آن را اجرا کنید و خطاهای احتمالی را بررسی کنید و نتیجه کار را قبل از اینکه برنامه را در اختیار مشتری قرار بدهید را ببینید و بررسی کنید. برای این کار می‌توانید از دستگاه‌های فیزیکی اندروید مثل گوشی موبایل خودتان استفاده کنید. اما یک راه بهتر هم هست و آن استفاده از شبیه ساز اندروید است. شبیه ساز اندروید برنامه‌ای است که در روی کامپیوتر اجرا شده و به عنوان یک دستگاه اندروید مجازی کار می کند. حال می‌توانید برنامه‌های نوشته شده را بر روی آن دستگاه مجازی تست کنید و اجرا کنید و خروجی کار را ببینید. انواع مختلفی از شبیه ساز های اندرویدی وجود دارند که ممکن است هرکدام نسخه خاصی از اندروید را اجرا کنند. برای مطالعه بیشتر 17 شبیه ساز برای اندروید را مطالعه کنید

6.زبان برنامه نویسی

زبان‌های برنامه نویسی همان زبانی هستند که دستورات برنامه با آن زبان برای کامپیوتر نوشته می شود. با زبان‌های برنامه نویسی مختلفی می‌توان برای اندروید برنامه نوشت ولی به صورت رسمی گوگل زبان جاوا و زبان کاتلین را برای برنامه نویسی اندروید توصیه می کند.

برای یادگیری برنامه نویسی اندروید از کجا شروع کنم؟

برای یادگیری برنامه نویسی اندروید در قدم اول شما باید برنامه نویسی را یاد بگیرید و با مفاهیم آن آشنا شوید. سپس باید یک زبان برنامه نویسی را بیاموزید که پیشنهاد خود گوگل زبان‌های جاوا و کتلین می باشد. بعد از آن می‌توانید به سراغ منابع مختلف برای یادگیری اندروید بروید و شروع به یادگیری کنید. البته به شما توصیه می‌کنم که سعی کنید یک منبع مناسب انتخاب کنید و بعد از انتخاب کردن فقط طبق آن منبع پیش بروید و منبع یادگیری را تغییر ندهید تا نتیجه بگیرید. مطالعه بیشتر نکاتی برای برنامه نویسی اندروید در لینوکس

بهترین منبع یادگیری برنامه نویسی اندروید چیست؟

هرکسی که امروزه در شغل برنامه نویسی مشغول است ممکن است به روش متفاوتی برنامه نویسی را آموخته باشد و این با توجه به وضعیت و موقعیت افراد طبیعی است. روش‌هایی مانند خواندن کتاب‌های آموزشی یا شرکت در کلاس‌های حضوری یا استفاده از فیلم‌های مختلف مربوط به برنامه نویسی اندروید که در یوتوب وجود دارند و یا خواندن مستندات و نمونه‌های موجود در سایت اندروید و یا استفاده از دوره های آموزشی آنلاین وجود دارند که هرکس با توجه به نیازش از آن‌ها استفاده می کند. ولی با توجه به آمارهای مختلف برای یادگیری برنامه نویسی اندروید استفاده از دوره های آموزشی و فیلم‌های آموزشی و تمرین و تکرار آن‌ها برای شروع نسبت به بقیه روش‌ها طرفدار بیشتری دارد و نتیجه بهتری را می دهد. شما می‌توانید بعد از اینکه برنامه نویسی اندروید را با استفاده از دوره های آموزشی فرا گرفتید برای یادگیری عمیق‌تر و ریز تر از مستندات اندروید هم استفاده کنید و یا برای یادگیری موردی از ویدیوهای یوتیوب استفاده کنید. یکی از منابع بسیار خوبی که برای یادگیری اندروید موجود است دوره آموزش برنامه نویسی اندروید است که قدم به قدم برنامه نویسی را به شما آموزش می دهد و شما را در این راه یاری می کند.

چه زبان‌های برنامه نویسی برای اندروید مناسب هستند؟

اینکه با چه زبانی می‌خواهید برای اندروید برنامه نویسی کنید گزینه های زیادی هستند که می‌توانید از داخل آن‌ها گزینه درست را انتخاب کنید و بر روی آن کار کنید. در این بخش هر کدام از زبان‌های محبوب اندروید را توضیح می‌دهیم تا انتخاب شما ساده‌تر شود. البته فقط این زبان ها نیستند و زبان های دیگری هم وجود دارند که با کمک آنها امکان برنامه نویسی برای اندروید وجود دارد.

هنگامی که صحبت از برنامه نویسی اندروید می‌شود اولین زبان و یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی جاوا است. جاوا زبان رسمی اندروید است یعنی گوگل از آن پشتیبانی می‌کند و اکثر برنامه‌های اندرویدی با این زبان نوشته شده اند. همچنین مثالهایی که گوگل در نمونه کدهای خود آورده است نیز با این زبان زده شده اند.
برای مطالعه بیشتر به لینک جاوا چیست مراجعه کنید. برای مطالعه بیشتر مقاله جاوا چیست را مطالعه کنید.

Kotlin

حدود چند سالی است که گوگل یک زبان رسمی دیگر را برای اندروید معرفی کرده است و آن کاتلین است. این زبان بسیاری از پیچیدگی های زبان جاوا را ندارد و شاید بتوان گفت که برای یادگیری ساده‌تر است. پس اگر مبتدی هستید می‌توانید از این زبان برای شروع استفاده کنید. برای مطالعه بیشتر 5 ویژگی جالب کاتلین برای برنامه نویسی اندروید را مطالعه کنید

C++/C

اگر قصد تولید بازی‌های سه بعدی دارید که می‌خواهید پردازش ها و مدیریت حافظه و … را در سطح پایین‌تر مدیریت کنید می‌توانید از این زبان‌ها استفاده کنید. این زبان‌ها از سرعت و کارایی بالایی برخوردارند. البته استفاده از این زبان‌ها در برنامه نویسی نیاز به دانش بالاتر برنامه نویسی دارد. اگر قصد استفاده از این زبان‌ها را در برنامه نویسی اندروید دارید حتماً مستندات را مطالعه کنید تا مشکلی در دستگاه‌های مختلف برای برنامه شما پیش نیاید.

سی شارپ (#C)

این زبان محبوب‌ترین زبان شرکت مایکروسافت است که به همراه پلتفرم دات نت ارائه شده است و قابلیت‌های متعددی دارد که در این مقاله می‌توانید با آن آشنا شوید. برای برنامه نویسی اندروید با استفاده از سی شارپ گزینه های متفاوتی وجود دارد برای مثال می‌توانید برای توسعه بازی از موتورهایی مانند unity استفاده کنید و یا برای تولید برنامه از فریمورک هایی مانند Xamarin و یا Maui استفاده کنید. برای مطالعه بیشتر مقاله سی شارپ چیست را مطالعه کنید.

Basic

این زبان به طور رسمی توسط اندروید پشتیبانی نمی‌شود ولی می‌توان با استفاده از فریمورک B4A (Basic for Android) برای اندروید به زبان بیسیک برنامه نویسی کنید. البته معمولاً این زبان گزینه اول برنامه نویسان اندروید نیست.

Python

زبان پایتون یکی از محبوب‌ترین زبان‌های حال حاضر است. این زبان فریمورکی به نام kivy دارد که توسط آن می‌توان برای دستگاه‌های موبایل برنامه نویسی کرد.

آیا یادگیری xml در اندروید لازم است؟

برای اینکه بتوانید برای اندروید برنامه نویسی کنید باید با ساختار پروژه های اندرویدی آشنا شوید. یک پروژه اندرویدی از فایل‌های مختلفی ساخته شده است که بخشی از آن‌ها فایل‌های مربوط به برنامه نویسی و منطق برنامه است ولی بخش دیگر مربوط به طراحی رابط کاربری و قالب بندی برنامه است. بخش منطق برنامه با یک زبان برنامه نویسی پیاده‌سازی می‌شود ولی بخش طراحی رابط کاربری با زبان نشانه گذاری xml پیاده‌سازی می‌شود که در نتیجه نیاز است که شما با این زبان آشنا باشید. البته این زبان را به راحتی و در طی چند ساعت می‌توانید بیاموزید و لازم نیست که نگران آن باشید.

چه کتابخانه‌هایی در برنامه نویسی اندروید استفاده می شود؟

کتابخانه‌ها کدهای آماده‌ای هستند که برای انجام هدف خاصی نوشته شده و در اختیار عموم قرار می گیرند. در اندروید تعداد کتابخانه‌های موجود بسیار زیاد است ولی از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به کتابخانه‌های زیر اشاره کرد.
Retrofit کتابخانه ای برای ارسال درخواست های http و کار با api های وب و تحت شبکه که به صورت امن درخواست های http را می‌توانید با آن ارسال کنید.
Glide: کتابخانه ای بسیار سریع برای نمایش و لود کردن و کش کردن تصاویر از آدرس‌های راه دور و یا محلی است که می‌توانید برای نمایش عکس‌ها از آن استفاده کنید.
Room: برای کار با دیتابیس SQLite محلی اندروید استفاده می‌شود و کارهای دیتابیسی را با آن می‌توان انجام داد و به نوعی ORM محسوب می شود.
Dagger: کتابخانه ای برای کم کردن وابستگی بین کلاس‌های مختلف پروژه های اندرویدی است که با قابلیت Dependency injection وابستگی کلاس‌ها به یکدیگر را مدیریت می کند.
RxJava: کتابخانه ای برای ساده‌تر کردن عملیات async و event-based است تا بتوان برنامه را واکنش گراتر نمود.
Gson: کتابخانه ای برای کار با داده‌های json و تبدیل داده‌های به json و برعکس است.

یادگیری برنامه نویسی اندروید چقدر طول می کشد؟

برای مدت زمان یادگیری برنامه نویسی اندروید باید به موارد مختلفی را در نظر گرفت تا بتوان تخمین درستی زد مواردی مثل داشتن تجربه قبلی برنامه نویسی، نحوه یادگیری شما و سطح مهارتی که می‌خواهید به آن برسید. اگر شما با برنامه نویسی آشنا هستید و با زبانهایی مانند جاوا کار کرده باشید زمان خیلی کمتری از کسی که بدون دانش برنامه نویسی می‌خواهد برنامه نویسی اندروید را یاد بگیرد لازم دارید تا بتوانید برنامه‌های اندروید تولید کنید. زیرا که با مفاهیم برناهم نویسی و منطق ها و شکل کلی دستورات آشنا هستید و فقط باید آن را در قالب اندروید و با ساختار اندروید پیاده‌سازی کنید. به صورت کلی اگر تازه کار هستید حدود ۶ ماه زمان لازم دارید که هر روز چند ساعت مطالعه و تمرین داشته باشید و با برنامه نویسی اندروید کلنجار بروید. خب البته اوایل این کار کمی دشوار خواهد بود ولی رفته‌رفته به روی روال افتاده و کارها ساده‌تر خواهد شد. البته چالش های جدیدی هم برایتان پیش خواهد آمد که توصیه می‌کنم در هر فیلد برنامه نویسی حتماً پشتکار داشته باشید و سمج باشید.

آینده و بازار کار برنامه نویسی اندروید چگونه است؟

طبق آمارهای موجود میلیاردها گوشی تلفن همراه در حال استفاده است و همچنین سایر دستگاه‌های اندرویدی در حال رشد هستند. در کشور ما گوشی های اندرویدی نسبت به گوشی های با سیستم عامل iOS مورد استقبال بیشتری هستند. بنابراین اگر در این زمینه تبدیل به یک متخصص بشوید حتماً بازار کار خواهید داشت و می‌توانید با تخصص برنامه نویسی اندروید به کسب درآمد هم در داخل و هم در خارج از کشور بپردازید.

به آموزش برنامه نویسی خوش آمدید. در این مطلب قصد داریم مفاهیمی که شما برای شروع آموزش برنامه نویسی به آن نیاز دارید را در اختیار شما قرار دهیم و شما را با مهمترین مفاهیمی که در طول یادگیری یک زبان برنامه نویسی با آن برخورد می کنید آشنا کنیم. سعی کردم این مطلب را با زبان ساده و به صورت گام به گام به همراه مثال های متعدد آماده کنم تا دوستان با کمترین میزان آشنایی با دنیای برنامه بتونن آموزش برنامه نویسی رو شروع کنن. برای مطالعه این مطلب شما نیاز به پیش نیاز خاصی ندارید.

مفاهیم اولیه برنامه نویسی

برنامه نویسی دنیای زیباییه و وقتی زیبا تر میشه که آموزش برنامه نویسی رو شروع کنی! وقتی واردش بشی دیگه نمیتونی ازش دل بکنی. این جمله رو با تمام وجودم میگم و بهش اعتقاد دارم. با اینکه سال هاست کار برنامه نویسی انجام میدم و مدت زیادی رو درگیر آموزش برنامه نویسی بودم، اما هنوز هم برام تازگی داره. خیلی از افراد رو میبینم که تصمیم دارن کار برنامه نویسی رو شروع کنن، اما نمیدونن از کجا باید این کار و انجام بدن و یک جورایی سردرگم هستن و یا اصلاً نمیدونن که از کجا باید منابع آموزش برنامه نویسی رو انتخاب کنن!

قبل از هر چیز باید پایه های اون کار رو محکم ایجاد کنید. آموزش برنامه نویسی هم از این قاعده مستثنی نیست. واژه ها و مفاهیم زیادی وجود داره که یادگیری اون ها جزو اصول اولیه یادگیری یک زبان برنامه نویسی هست و البته یادگیری این موضوعات چیز پیچیده ای نیست. به همین خاطر تصمیم گرفتم یکسری مطالب در مورد مفاهیم برنامه نویسی و مباحث مرتبط با آموزش برنامه نویسی رو در وب سایت توسینسو قرار بدم.

این مطلب نه در مورد زبان برنامه نویسی خاصی هست و نه قصد داره تکنیک های برنامه نویسی رو به شما آموزش بده، تنها قصدم از نوشتن این مطلب اینه که دوستانی که قصد ورود به دنیای برنامه نویسی دارن و به دنبال منبع مناسبی برای آموزش برنامه نویسی هستن رو با یکسری مفاهیم و موضوعات که پیش نیاز شروع برنامه نویسی هست آشنا کنم.

برای خواندن این مطلب، تنها کافیست که با شیوه روش کردن یک کامپیوتر، کار کردن با موس و کیبورد و البته اجرا کردن یک برنامه کامپیوتری مانند Media Player که برای پخش آهنگ و فیلم از آن استفاده می کنید آشنا باشید، همین و نه هیچ چیز بیشتر! برای شروع بهتر است که با سه مفهوم اصلی یعنی برنامه کامپیوتری، برنامه نویس و زبان برنامه نویسی آشنا شویم.

برنامه کامپیوتری چیست؟

قبل از شروع به آموزش برنامه نویسی باید با یکسری مفاهیم ا ولیه آشنا بشیم! در قدم اول به سراغ تعریف برنامه کامپیوتری رفتیم. اگر بخواهیم یک تعریف ساده از یک برنامه کامپیوتری داشته باشیم می توانیم اینگونه بگوییم که یک برنامه کامپیوتری مجموعه ای از دستورالعل ها است که با اجرای آن توسط کامپیوتر یک یا چند نیاز کاربربرطرف می شود. برای مثال، برنامه ای مانند Media Player، برنامه ایست که از آن برای پخش موسیقی و فیلم استفاده می شود.

هر کامپیوتری، برای اینکه قابل استفاده باشد نیاز به برنامه دارد. سیستم عامل یک برنامه کامپیوتری است که بعد اجرا محیطی را برای کاربر فراهم می کند که سایر برنامه ها را اجرا کند. امروزه حجم زیادی از برنامه های کامپیوتری وجود دارند که هر یک بر اساس یک یا چند نیاز مشخص ایجاد شده اند.

برنامه نویس کیست؟

همانطور که گفتیم، برنامه های کامپیوتری مجموعه ای از دستور العمل ها هستند که توسط کامپیوتر اجرا می شوند. اما این دستورالعمل ها چگونه ایجاد می شوند؟ جواب سوال ساده است، برنامه نویس شخصی است که دستورالعمل های یک برنامه کامپیوتری را می نویسد. برنامه نویس بر اساس نیازهایی که شناسایی می شود اقدام به نوشتن برنامه می کند. این نیازها بر اساس درخواست های مشتری یا شرکتی که برنامه نویس برای آن کار می کند مشخص می شود. معمولاً برنامه نویسان با واژه هایی مانند Programmer یا Developer و یا Coder خطاب می شوند.

زبان برنامه نویسی چیست؟

برنامه نویس برای نوشتن دستورالعمل های یک برنامه کامپیوتری نیاز به یک زبان برنامه نویسی دارد. زبان های برنامه نویسی امکانی را برای برنامه نویس فراهم می کنند تا برنامه نویس بتواند دستورالعمل های مورد نظر خود را برای اجرا توسط کامپیوتر بنویسد. هر زبان برنامه نویسی ساختار منحصر به خودش را برای نوشتن دستورالعمل ها دارد.

مثالی بزنیم، فرض کنید میدان ونک هستید و از شخصی برای رفتن به نمایشگاه بین المللی آدرس می پرسید، شخصی که آدرس از او پرسیده می شود، یکسری دستورالعمل به شما می دهد که با انجام آن دستور العمل ها به مقصد خود می رسید، این دستور العمل ها بر اساس اشخاص مختلف تفاوت دارد، برای مثال، شخصی به شما اینگونه آدرس می دهد:

1. وارد اتوبان کردستان شمال می شوی
2. میری بزرگاه نیایش غرب
3. وارد بزرگاه سئول می شوی
4. چند کیلومتر جلوتر تابلوی ورودی نمایشگاه بین المللی رو دیدی می تونی بری تو پارکینگ

اما شخص دیگری به شما اینگونه آدرس می دهد:

1. وارد اتوبان کردستان جنوب می شوی
2. بعد از آن وارد اتوبان حکیم غرب می شوی
3. بعد از آن وارد اتوبان چمران شمال می شوی
4. از آن جا وارد اتوبان سئول می شوی که نمایشگاه بین المللی آنجاست

دقت کنید، مقصدی که گفته شد هر دو یکی است، اما آدرس اول سر راست تر و شما سریع تر به مقصد خود می رسید، زیرا شخص آدرس دهنده آگاهی بهتری نسبت مسیرهای مختلف در شهر تهران دارد. برنامه های کامپیوتری نیز به همین صورت است، ممکن است دو برنامه نویس متفاوت، دستورالعمل های متفاوتی را برای یک وظیفه مشخص بنویسند که این کاملاً بستگی به میزان آگاهی و علم برنامه نویس دارد.

ممکن است یک برنامه نویس دستورالعمل های اشتباهی برای برنامه بنویسد که باعث ایجاد خروجی اشتباه برای برنامه کامپیوتری می شود، مشابه اینکه شخص مورد نظر آدرس اشتباه به شما دهد و با انجام دستورالعمل های آن شخص، به جای نمایشگاه بین المللی سر از میدان تجریش در آورید!

برنامه کامپیوتر چگونه اجرا می شود؟

بعد از نوشتن برنامه، یک فایل اجرایی تولید می شود که دیگران می توانند با اجرای آن، از برنامه استفاده کنند. کامپیوتر شما برنامه ها را بوسیله واحد پردازشگر مرکزی (Central Processing Unit) که همان CPU خودمان است اجرا می کند. کامپیوتر تنها زبان ماشین را متوجه می شود.

زبان ماشین، زبانی است که از اعداد 0 و 1 تشکیل می شود. یعنی تنها دو عدد 0 و 1 برای کامپیوتر قابل فهم است. برنامه نویس ها می توانند برنامه ها را تحت یک زبان مشخص بنویسند، اما مهم این است که تمامی این برنامه ها، بعد از نوشته شدن باید به زبان ماشین تبدیل شوند تا قابل اجرا باشند...

امنیت یکی از بخش های حیاتی یک برنامه جاوا است. به همین دلیل فریمورک های متعددی نوشته شده اند تا امنیت را در برنامه برای ما فراهم کنند. ولی مفاهیمی در همه آنها وجود دارد که یکسان است و در همه فریمورک ها استفاده می شود. در این مطلب در مورد این مفاهیم که مبانی امنیت در جاوا هستند صحبت می کنیم و همچنین شباهت ها و تفاوت های آنها را بررسی می کنیم.برای یادگیری رایگان زبان جاوا و آموزش جاوا به زبان ساده به این لینک مراجعه کنید