طبقة التجريد

الموسوعة الحرة

في مجال الحوسبة ، تُعدّ طبقة التجريد أو مستوى التجريد وسيلةً لإخفاء تفاصيل عمل النظام الفرعي. ومن أمثلة نماذج البرمجيات التي تستخدم طبقات التجريد نموذج OSI لبروتوكولات الشبكة ، و OpenGL ، ومكتبات الرسومات الأخرى ، والتي تسمح بفصل الاهتمامات لتسهيل التوافق التشغيلي واستقلالية المنصات .

في علوم الحاسوب ، تُعرَّف طبقة التجريد بأنها تعميم لنموذج مفاهيمي أو خوارزمية ، بعيدًا عن أي تطبيق محدد. تنشأ هذه التعميمات من أوجه تشابه واسعة، يُفضَّل تجسيدها بنماذج تُعبِّر عن أوجه التشابه الموجودة في مختلف التطبيقات المحددة. يُتيح التبسيط الذي توفره طبقة التجريد الجيدة سهولة إعادة الاستخدام من خلال استخلاص مفهوم مفيد أو نمط تصميم ، بحيث يُمكن التعرف بسرعة على الحالات التي يُمكن تطبيقه فيها بدقة. لا يُعتبر مجرد تجميع عناصر من مستوى أدنى في بنية ما طبقة تجريد إلا إذا حجبت عن المستخدمين تعقيدها الكامن. [ 1 ]

تُعتبر الطبقة فوق طبقة أخرى إذا كانت تعتمد عليها. يمكن لأي طبقة أن توجد دون الطبقات التي تعلوها، وتتطلب الطبقات التي تليها لكي تعمل. غالبًا ما تُركّب طبقات التجريد في تسلسل هرمي لمستويات التجريد. يتألف نموذج OSI من سبع طبقات تجريدية. تُغلف كل طبقة من طبقات النموذج جزءًا مختلفًا من احتياجات الاتصالات الرقمية وتُعالجه، مما يُقلل من تعقيد الحلول الهندسية المرتبطة بها.

من أشهر أقوال ديفيد ويلر : "يمكن حل جميع مشاكل علوم الحاسوب بمستوى إضافي من التوجيه غير المباشر ." [ 2 ] كثيرًا ما يُنقل هذا القول بشكل خاطئ، حيث يُستبدل مصطلح "التجريد" بمصطلح "التوجيه غير المباشر". كما يُنسب أحيانًا خطأً إلى بتلر لامبسون . ويضيف كيفلين هيني : "...باستثناء مشكلة كثرة طبقات التوجيه غير المباشر." [ 3 ]

هندسة الحاسوب

في بنية الحاسوب ، عادةً ما يتم تمثيل نظام الحاسوب على أنه يتكون من عدة مستويات تجريدية، مثل:

غالبًا ما تُعتبر المنطق القابل للبرمجة جزءًا من المكونات المادية، بينما تُعتبر التعريفات المنطقية أحيانًا جزءًا من برمجيات الجهاز أو البرامج الثابتة. قد تقتصر البرامج الثابتة على البرمجيات منخفضة المستوى، ولكنها قد تشمل أيضًا جميع البرمجيات، بما في ذلك نظام التشغيل والتطبيقات. يمكن تقسيم طبقات البرمجيات إلى طبقات تجريد الأجهزة، وبرامج تشغيل الأجهزة المادية والمنطقية، ومستودعات مثل أنظمة الملفات، ونواة نظام التشغيل، والبرمجيات الوسيطة، والتطبيقات، وغيرها. كما يمكن التمييز بين لغات البرمجة منخفضة المستوى مثل VHDL ، ولغة الآلة ، ولغة التجميع ، واللغات المُترجمة ، والمفسرات ، ولغات البرمجة النصية . [ 4 ]

المدخلات والمخرجات

في نظام التشغيل يونكس، تُعتبر معظم عمليات الإدخال والإخراج عبارة عن تدفقات من البايتات تُقرأ من جهاز أو تُكتب إليه. يُستخدم نموذج تدفق البايتات هذا في عمليات إدخال/إخراج الملفات، والمقابس، والمحطات الطرفية، لضمان استقلالية الجهاز. لقراءة البيانات والكتابة إلى جهاز على مستوى التطبيق، يستدعي البرنامج دالةً لفتح الجهاز، والذي قد يكون جهازًا حقيقيًا، مثل محطة طرفية، أو جهازًا افتراضيًا، مثل منفذ شبكة أو ملف في نظام ملفات. يتولى نظام التشغيل إدارة الخصائص الفيزيائية للجهاز، حيث يُقدم بدوره واجهةً مجردةً تُمكّن المبرمج من قراءة وكتابة البايتات من/إلى الجهاز. ثم يُجري نظام التشغيل التحويلات اللازمة لقراءة وكتابة تدفق البايتات إلى الجهاز.

الرسومات

تُوفّر معظم مكتبات الرسومات، مثل OpenGL، نموذجًا مجردًا لجهاز الرسومات كواجهة. وتتولى هذه المكتبة مسؤولية ترجمة الأوامر التي يُدخلها المبرمج إلى أوامر الجهاز اللازمة لرسم العناصر والكائنات الرسومية. تختلف أوامر الجهاز الخاصة بالراسمة عن أوامر الجهاز الخاصة بشاشة CRT ، ولكن مكتبة الرسومات تُخفي تفاصيل التنفيذ والتفاصيل المتعلقة بالجهاز من خلال توفير واجهة مجردة تُقدّم مجموعة من العناصر الأساسية المفيدة عمومًا لرسم الكائنات الرسومية.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ هوب، غريغور (9 مارس 2012). أنماط تكامل المؤسسات: تصميم وبناء ونشر حلول المراسلة (سلسلة أديسون-ويسلي سيجنتشر (فاولر)) . أديسون-ويسلي بروفيشنال. ISBN 978-0321200686.
  2. ↑ سبينليس، ديوميديس (2007). "الفصل 17. مستوى آخر من التوجيه غير المباشر" . الكود الجميل: كبار المبرمجين يشرحون طريقة تفكيرهم . سيباستوبول، كاليفورنيا: أورايلي وشركاؤه. الصفحات 279-291 . مؤرشف من الأصل في 6 مارس 2024. 
  3. ↑ هيني، كيفلين [@kevlinhenney] (3 سبتمبر 2012). "@drunkcod نعم، هذه هي النتيجة المنطقية :^)" ( تغريدة ). مؤرشفة من الأصل في 29 مارس 2022 – عبر تويتر . 
  4. ↑ تانينباوم، أندرو س. (1979). تنظيم الحاسوب الهيكلي . إنجلوود كليفس، نيو جيرسي : برنتيس هول. ISBN 0-13-148521-0.