برمجة Java: حل المشكلات باستخدام البرامج

ستتعلم في هذه الوحدة كيفية كتابة برامج Java الأولى وتشغيلها، بما في ذلك برنامج يطبع "Hello!" بلغات البلدان المختلفة، وآخر سيحلل محيطات الأشكال ومعلومات أخرى عنها. لإنجاز هذه المهام، ستتعلم أساسيات بناء جملة Java وكيفية تصميم حلول مُتدرجة باستخدام البرامج. بانتهاء هذه الوحدة ستكون قادرًا على: (1) تحميل BlueJ وتشغيله، بيئة برمجة Java لهذه الدورة؛ (2) الوصول لوثائق مكتبات Java المُصممة خصوصًا لهذه الدورة؛ (3) تحرير برنامج Java وتحويله برمجيًا وتشغيله؛ (4) إنشاء أساليب ومتغيرات، وعبارات if else، وحلقات تكرار for في Java؛ و (5) استخدام Iterables (مثل DirectoryResource) لتشغيل برنامج يتكرر عبر عدة سطور في مستند أو صفحة ويب أو ملفات متعددة في الدليل.

تبدأ هذه الوحدة بعرض تقديمي قصير من Raluca Gordân، الأستاذ المساعد في مركز الجينوم والبيولوجيا الحاسوبية بجامعة Duke، حول مشكلة مهمة يواجهها علماء الجينوم بانتظام: كيفية تحديد الجينات في شريط من الحمض النووي DNA. لمعالجة هذه المشكلة ستحتاج إلى فهم السلاسل: سلسلة من الأحرف مثل الأحرف والأرقام وعلامات الترقيم وما إلى ذلك. بعد التعرف على أساليب Java التي تعمل مع السلاسل، ستكون قادرًا على إيجاد الجينات داخل سلسلة DNA وكذلك معالجة مشكلات أخرى متعلقة بالسلسلة، مثل البحث عن جميع الروابط في صفحة الويب. بانتهاء هذه الوحدة ستكون قادرًا على: (1) استخدام أساليب مهمة لفئة Java String؛ (2) استخدام العبارات الشرطية، حلقات تكرار for وحلقات تكرار while بشكل مناسب في برنامج Java؛ (3) البحث عن أنماط البيانات التي تُمثلها السلاسل للمساعدة في تطوير الخوارزمية لبرنامجك؛ (4) فهم أهمية تصميم البرامج التي تفصل بين خطوات معالجة البيانات المختلفة؛ (5) استخدام تكرار StorageResource لهذه الدورة لتخزين بعض البيانات لمزيد من المعالجة؛ و (6) الاعتماد على وثائق Java لفهم كيفية استخدام حزم وفئات Java المختلفة بشكل أفضل.

التنسيق الشائع لتخزين البيانات الجدولية (أي بيانات منظمة في أعمدة وصفوف) هو ملفات القيمة المفصولة بفاصلة (CSV). في هذه الوحدة، ستتعلم كيفية تحليل البيانات ومعالجتها من عدة ملفات بيانات CSV باستخدام حزمة برامج قوية مفتوحة المصدر: Apache Commons CSV. سيُمكنك استخدام هذه المكتبة من حل المشكلات التي قد تكون معقدة للغاية ويتعذر حلها باستخدام جدول بيانات. بانتهاء هذه الوحدة ستكون قادرًا على: (1) استخدام المصدر المفتوح لحزمة Apache Commons CSV في برامج Java الخاصة بك؛ (2) الوصول للبيانات من ملف CVS واحد أو عدة ملفات باستخدام Java؛ (3) تحويل السلاسل إلى أعداد؛ (4) فهم كيفية استخدام “null” في برامج Java (عندما تُريد تمثيل "لا شيء")؛ (5) ابتكار خوارزمية (وتنفيذها في Java) للإجابة عن أسئلة عن بيانات CSV و (6) تحليل بيانات CSV عبر ملفات CSV متعددة (على سبيل المثال، إيجاد الحد الأقصى والحد الأدنى والمتوسطات والنتائج الإحصائية البسيطة).