بدايتك في مجال المعلوماتية الحيويّة: دليل شامل خطوة بخطوة

Bioinformatics and ROS for Robot Arm Specialization Courses
| Phi Science
January 20, 2022

نقدم لكم في هذا المقال دليلًا شاملًا يتضمّن طريق البداية في مجال المعلوماتية الحيوية، وكيف لك أن تغيّر مسارك المهني أو الأكاديمي الحالي إلى هذا التخصص المستقبلي.

الجزء الأوّل: لماذا تريد التّخصص في مجال المعلوماتية الحيوية على وجه التّحديد؟

بداية، أجب عن السؤال الآتي: ما السّبب وراء اهتمامك بمجال المعلوماتية الحيوية على وجه التّحديد؟ إذا كانت لديك إجابة واضحة عن هذا السّؤال، فستكون متميزًا في هذا المجال بمُنتهى السّهولة، وقادرًا على تحديد هدف واضح بناءً عليه.

من المهم حقًا أن تفهم ماذا تريد أن تفعل في مجال المعلوماتية الحيوية ولماذا تريده، خلاف ذلك، سيكون من الصعب تحقيق أي نوع من التقدم. تظهر هنا أهميّة تجنّب طرح الأسئلة من نوعيّة "ما هو مجال المعلوماتية الحيويّة؟ وما وظائف المُتخصّصين فيه؟" لأن أغلب الإجابات غير مُفيدة بالقدر الكافي لمُساعدتك، ومعقدة للغاية بالنسبة للمُبتدئين في المجال، لهذا احرص على تحديد هدفك، والمشاكل التي ترغب بإيجاد حل لها من خلال البحث الدّؤوب عن الحلول المُمكن تطبيقها.

لا تقلق إذا لم تكن لديك إجابة واضحة عن السّؤال المطروح أعلاه، لهذا السبب تحديدًا قمنا بكتابة هذه المقالة التي ستُساعدك على تحديد خطواتك وأهدافك المُقبلة.

الاستراتيجية التي نتناولها هنا مُختلفة كليًا، فمُعظمنا من عُشّاق علوم الحاسوب الذين تعلّموا كل شيء بأنفسهم. سنضعك في هذه المقالة على أوّل الطّريق بغض النظر عما إذا كنت تحمل درجة علمية أم لا، من خلال خطوات مُحدّدة لتنطلق في مجال المعلوماتية الحيوية وتُحدّد المسار الدّراسي الأمثل لك.

الجزء الثاني: ما الصّعوبات التي قد تواجهك إذا درست مجال المعلوماتية الحيوية دون أن تصقل مهاراتك البرمجية؟

لغة البرمجة بايثون (Python) -لغة البرمجة الأكثر شهرة عالميًا- ستكون محور اهتمامنا، فهي خيار سهل، نظرًا لتوفّر مئات المكتبات والحزم البرمجيّة المتاحة، وبساطة اللغة، وسهولة تنفيذ مُختلف التّعليمات البرمجية المُعقدّة، إضافة إلى مُنتداها الإلكتروني المليء بالمُحتوى المُميّز مما يجعلها لغة برمجية تخدم جميع الأهداف، وتستطيع كتابة أي نوع من البرنامج باستخدامها.

يهدر كثير من المُتدرّبين عشرات السّطور البرمجية لحل مُشكلة غاية في البساطة، حلّها لا يتجاوز 3 إلى 5 أسطر على أقصى تقدير، وهنا تكمن أهميّة الفهم الجيّد لإمكانيّات هذه الأداة.

بدايتك في مجال المعلوماتية الحيويّة: دليل شامل خطوة بخطوة، قد تواجهك صعوبات خلال مشوارك بمكنك تجاوزها

مُحاولتك استخدام أداة لا علم لك بإمكانيّاتها لحل مُشكلة مُحدّدة، سيؤثر على نشاطك وحماسك جراء عشرات بل مئات التّغييرات التي ستضطّر لإجراءها على الكود البرمجي.

في نهاية المطاف، ستجد نفسك عاجزًا عن فهم الأمثلة التي تُطرح عليك والمشاكل التي ستواجهك مُستقبلًا إثر عدم إلمامك بهياكل البيانات.

ستُلاحظ أن أغلب أكوادك البرمجيّة بالكاد تعمل، ودائمًا ما تكون غاية في البطء، وإصلاح أخطائها مُهمّة شبه مُستحيلة. لا تُفكّر أيضًا في نسخ الأكواد المكتوبة مُسبقًا من شبكة الإنترنت أو شروحات الفيديو على اختلاف أنواعها، فالفهم الجيد لكيفية كتابة الكود، هو المفتاح الأهم.

الجزء الثالث: إتقان أساسيّات البرمجة

نوصي بشدّة بتعلّم أساسيات لغة البرمجة بايثون، المقصود بلفظ "أساسيات" هنا هو الحد الأدنى من الفهم للغات البرمجة، وآليّات عملها، وأفضل مُمارسات استخدامها لحل مُختلف المشاكل.

لحسن الحظ، قائمة الأساسيات ليست طويلة، إليك أهم الجزئيات اللّازم تعلّمها (بالتّرتيب):

  1. ١. المُتغيّرات وأنواع البيانات  (Variables/Data Types)(الأرقام الصّحيحة، الأرقام العشريّة، والكلمات، والحروف، والرّموز، والجبر البولياني، إلخ.)
  2. ٢. العمليات والبوابات المنطقيّة والتفرّعيّة  (Logic/Branching)(مثل حالات IF, Else، <، >، = =، !، إلخ.).
  3. ٣. حلقات التّكرار  (Loops) (For، While)
  4. ٤. الدّوال  (Functions)(إرجاع القيم، ونقل القيم)
  5. ٥. هياكل البيانات الأساسية (المصفوفات، والقوائم، والخرائط، والقواميس، إلخ..)


بمُجرّد فهمك لهذه الأساسيات ستصبح قادرًا على كتابة برنامج صغير لمُعالجة بيانات الجينوم. بعد أن تكتسب الثّقة اللّازمة للاستمرار من خلال إتقان ما أسلفنا، يُمكنك تعلّم الخوارزميات الأكثر تعقيدًا لإيجاد الأنماط في بيانات الجينوم.

الأمر يُشبه كثيرًا تعلّم قيادة السّيارات، فلكي تبدأ، ينبغي عليك تعلّم بعض الأساسيات (مثل  معاني إشارات المرور، وأنواع الطّرق، وكيفية تشغيل السّيارة) وبعد ذلك يُمكنك استخدام هذه الأساسيات للقيادة في أي مكان حول العالم، وعلى نفس الشّاكلة، تعلّم البرمجية وعلوم الأحياء المُختلفة هي خُطوة هامة لا يُمكن تجاوزها بأي شكل من الأشكال.

نصيحة: جرّب أن تعمل على مشروع صغير يدمج كل ما تعلمت.

الجزء الرّابع: من أين أبدأ؟

بدايةً، علينا توفير المُتطلّبات الأساسية الآتية:

  • جهاز حاسوب
  • مُحرّر أكواد مُناسب (ننصح بـ VSCode وVSCodium لبساطتهما).
  • دورة تدريبية
  • مُجتمع داعم ومُحب للعلم


يمثل المُجتمع والبيئة الدّاعمة من حولك وقودًا يُبقيك نشيطًا ومُتحمسًا لتحقيق هدفك، لهذا احرص على تعلّم وإتقان الأساسيات لتُفيد وتستفيد ممن حولك. تجنّب طرح الأسئلة البسيطة التي يُمكن إيجاد إجاباتها على الإنترنت خلال بضع دقائق من البحث على جوجل.

الجزء الخامس:خطّة العمل

وصلنا إلى الجزء الأهم الآن من المقال. بعد أن تجّهزنا بما يلزم، ستجد أدناه قائمة بالموارد اللّازمة للانطلاق في هذا المجال والوقوف على أرض صلبة في المعلوماتية الحيوية والبرمجة على حد سواء لتُنجز مشروعك الأوّل على أكمل وجه.

ستحتاج إلى:

لنتناول النّقاط أعلاه.  نوفر في فاي للعلوم دورة تدريبية في مجال المعلوماتية الحيوية تُغطّي كلا العالمين: المعلوماتية الحيوية والبرمجة.

هذه الدّورة التّدريبية ستأخذك في رحلة تعليميّة مُقسّمة إلى 3 مراحل على مدار 16 أسبوعًا، ففي أوّل شهر سيتم تناول أساسيات البرمجة والتّحليل بلغة البايثون مع ترسيخ مفاهيم علم الأحياء الجزيئي اللّازمة للمرحلتين القادمتين.

سيتم التّركيز بعدها على مفاهيم علم المعلوماتية الحيوية الأساسية، وفروعه، واستخداماته التي لا حصر لها، وعلى مدار الشّهرين أو الثّلاثة أشهر المُتبقيّة من الدّورة التّدريبية، ستحظى بجلسات أسبوعية مُباشرة مع المُحاضر وجلسات مُتابعة مع مُساعديه.

في نهاية المرحلة الثّانية، سيُطلب منك العمل على مشروع عملي بحلول نهاية الشّهر الثّاني من الدّورة التّدريبية، كما سُيطلب منك اجتيار اختبار نهائي شامل للتّأكيد على المهارات والمعلومات التي اكتسبتها طوال الفترة التّدريبيّة.

بدايتك في مجال المعلوماتية الحيويّة دليل شامل خطوة بخطوة، خطة العمل

كما ذكرنا سابقًأ، يجب أن تتعلم لغة البايثون وتفهم هذه اللغة فهمًا عميقًا. ونسأل سؤالًا مهمًأ هنا: هل يُمكنك الانضمام إلى الدّورة التّدريبية رغم ضعف مهاراتك البرمجية؟

الإجابة بكل بساطة: بكل تأكيد! فبالرغم من أنها ميزة إضافية، إلا أنها ليست عائقًا يحول بينك وبين هذه الدّورة التّدريبية، كما أنك ستحصل على حساب مجاني في منصة DataCamp لتعلم أساسيات البرمجة بلغة البايثون، وستُقابل مُحاضر الدّورة التّدريبية في جلسات مُباشرة أسبوعيًا لمُتابعة تطوّر مُستواك. تذكّر دائمًا، المُمارسة المُستمرة ستحجز لك مكانة مُميّزة في سوق العمل مُستقبلًا.

أنت الآن جاهز للبدء، بغض النظر عن مستوى معرفتك بالبرمجة أو علم الأحياء. عند الانتهاء ، سيكون لديك فكرة جيدة جدًا عن المجال وستكون لديك الكثير من المؤشرات والاقتراحات (توفرها الدورة التدريبية) حول المكان الذي يجب أن تذهب إليه بعد ذلك وما هي مشكلات المعلوماتية الحيوية المتاحة لك للعمل عليها. ستكون جاهزًا لاتخاذ خطوتك التالية.

قم بزيارة الصفحة الخاصة للدورة من هنا لمعرفة جميع التفاصيل المتعلقة بها، وإذا كان لديك أي سؤال إضافي، لا تتردد بالاتصال معنا عن طريق البريد الإلكتروني info@phi.science

Sources

بدايتك في مجال المعلوماتية الحيويّة: دليل شامل خطوة بخطوة

My story with Phi
Bioinformatics and ROS for Robot Arm Specialization Courses
| Phi Science
٢٠ يناير، ٢٠٢٢

نقدم لكم في هذا المقال دليلًا شاملًا يتضمّن طريق البداية في مجال المعلوماتية الحيوية، وكيف لك أن تغيّر مسارك المهني أو الأكاديمي الحالي إلى هذا التخصص المستقبلي.

الجزء الأوّل: لماذا تريد التّخصص في مجال المعلوماتية الحيوية على وجه التّحديد؟

بداية، أجب عن السؤال الآتي: ما السّبب وراء اهتمامك بمجال المعلوماتية الحيوية على وجه التّحديد؟ إذا كانت لديك إجابة واضحة عن هذا السّؤال، فستكون متميزًا في هذا المجال بمُنتهى السّهولة، وقادرًا على تحديد هدف واضح بناءً عليه.

من المهم حقًا أن تفهم ماذا تريد أن تفعل في مجال المعلوماتية الحيوية ولماذا تريده، خلاف ذلك، سيكون من الصعب تحقيق أي نوع من التقدم. تظهر هنا أهميّة تجنّب طرح الأسئلة من نوعيّة "ما هو مجال المعلوماتية الحيويّة؟ وما وظائف المُتخصّصين فيه؟" لأن أغلب الإجابات غير مُفيدة بالقدر الكافي لمُساعدتك، ومعقدة للغاية بالنسبة للمُبتدئين في المجال، لهذا احرص على تحديد هدفك، والمشاكل التي ترغب بإيجاد حل لها من خلال البحث الدّؤوب عن الحلول المُمكن تطبيقها.

لا تقلق إذا لم تكن لديك إجابة واضحة عن السّؤال المطروح أعلاه، لهذا السبب تحديدًا قمنا بكتابة هذه المقالة التي ستُساعدك على تحديد خطواتك وأهدافك المُقبلة.

الاستراتيجية التي نتناولها هنا مُختلفة كليًا، فمُعظمنا من عُشّاق علوم الحاسوب الذين تعلّموا كل شيء بأنفسهم. سنضعك في هذه المقالة على أوّل الطّريق بغض النظر عما إذا كنت تحمل درجة علمية أم لا، من خلال خطوات مُحدّدة لتنطلق في مجال المعلوماتية الحيوية وتُحدّد المسار الدّراسي الأمثل لك.

الجزء الثاني: ما الصّعوبات التي قد تواجهك إذا درست مجال المعلوماتية الحيوية دون أن تصقل مهاراتك البرمجية؟

لغة البرمجة بايثون (Python) -لغة البرمجة الأكثر شهرة عالميًا- ستكون محور اهتمامنا، فهي خيار سهل، نظرًا لتوفّر مئات المكتبات والحزم البرمجيّة المتاحة، وبساطة اللغة، وسهولة تنفيذ مُختلف التّعليمات البرمجية المُعقدّة، إضافة إلى مُنتداها الإلكتروني المليء بالمُحتوى المُميّز مما يجعلها لغة برمجية تخدم جميع الأهداف، وتستطيع كتابة أي نوع من البرنامج باستخدامها.

يهدر كثير من المُتدرّبين عشرات السّطور البرمجية لحل مُشكلة غاية في البساطة، حلّها لا يتجاوز 3 إلى 5 أسطر على أقصى تقدير، وهنا تكمن أهميّة الفهم الجيّد لإمكانيّات هذه الأداة.

بدايتك في مجال المعلوماتية الحيويّة: دليل شامل خطوة بخطوة، قد تواجهك صعوبات خلال مشوارك بمكنك تجاوزها

مُحاولتك استخدام أداة لا علم لك بإمكانيّاتها لحل مُشكلة مُحدّدة، سيؤثر على نشاطك وحماسك جراء عشرات بل مئات التّغييرات التي ستضطّر لإجراءها على الكود البرمجي.

في نهاية المطاف، ستجد نفسك عاجزًا عن فهم الأمثلة التي تُطرح عليك والمشاكل التي ستواجهك مُستقبلًا إثر عدم إلمامك بهياكل البيانات.

ستُلاحظ أن أغلب أكوادك البرمجيّة بالكاد تعمل، ودائمًا ما تكون غاية في البطء، وإصلاح أخطائها مُهمّة شبه مُستحيلة. لا تُفكّر أيضًا في نسخ الأكواد المكتوبة مُسبقًا من شبكة الإنترنت أو شروحات الفيديو على اختلاف أنواعها، فالفهم الجيد لكيفية كتابة الكود، هو المفتاح الأهم.

الجزء الثالث: إتقان أساسيّات البرمجة

نوصي بشدّة بتعلّم أساسيات لغة البرمجة بايثون، المقصود بلفظ "أساسيات" هنا هو الحد الأدنى من الفهم للغات البرمجة، وآليّات عملها، وأفضل مُمارسات استخدامها لحل مُختلف المشاكل.

لحسن الحظ، قائمة الأساسيات ليست طويلة، إليك أهم الجزئيات اللّازم تعلّمها (بالتّرتيب):

  1. ١. المُتغيّرات وأنواع البيانات  (Variables/Data Types)(الأرقام الصّحيحة، الأرقام العشريّة، والكلمات، والحروف، والرّموز، والجبر البولياني، إلخ.)
  2. ٢. العمليات والبوابات المنطقيّة والتفرّعيّة  (Logic/Branching)(مثل حالات IF, Else، <، >، = =، !، إلخ.).
  3. ٣. حلقات التّكرار  (Loops) (For، While)
  4. ٤. الدّوال  (Functions)(إرجاع القيم، ونقل القيم)
  5. ٥. هياكل البيانات الأساسية (المصفوفات، والقوائم، والخرائط، والقواميس، إلخ..)


بمُجرّد فهمك لهذه الأساسيات ستصبح قادرًا على كتابة برنامج صغير لمُعالجة بيانات الجينوم. بعد أن تكتسب الثّقة اللّازمة للاستمرار من خلال إتقان ما أسلفنا، يُمكنك تعلّم الخوارزميات الأكثر تعقيدًا لإيجاد الأنماط في بيانات الجينوم.

الأمر يُشبه كثيرًا تعلّم قيادة السّيارات، فلكي تبدأ، ينبغي عليك تعلّم بعض الأساسيات (مثل  معاني إشارات المرور، وأنواع الطّرق، وكيفية تشغيل السّيارة) وبعد ذلك يُمكنك استخدام هذه الأساسيات للقيادة في أي مكان حول العالم، وعلى نفس الشّاكلة، تعلّم البرمجية وعلوم الأحياء المُختلفة هي خُطوة هامة لا يُمكن تجاوزها بأي شكل من الأشكال.

نصيحة: جرّب أن تعمل على مشروع صغير يدمج كل ما تعلمت.

الجزء الرّابع: من أين أبدأ؟

بدايةً، علينا توفير المُتطلّبات الأساسية الآتية:

  • جهاز حاسوب
  • مُحرّر أكواد مُناسب (ننصح بـ VSCode وVSCodium لبساطتهما).
  • دورة تدريبية
  • مُجتمع داعم ومُحب للعلم


يمثل المُجتمع والبيئة الدّاعمة من حولك وقودًا يُبقيك نشيطًا ومُتحمسًا لتحقيق هدفك، لهذا احرص على تعلّم وإتقان الأساسيات لتُفيد وتستفيد ممن حولك. تجنّب طرح الأسئلة البسيطة التي يُمكن إيجاد إجاباتها على الإنترنت خلال بضع دقائق من البحث على جوجل.

الجزء الخامس:خطّة العمل

وصلنا إلى الجزء الأهم الآن من المقال. بعد أن تجّهزنا بما يلزم، ستجد أدناه قائمة بالموارد اللّازمة للانطلاق في هذا المجال والوقوف على أرض صلبة في المعلوماتية الحيوية والبرمجة على حد سواء لتُنجز مشروعك الأوّل على أكمل وجه.

ستحتاج إلى:

لنتناول النّقاط أعلاه.  نوفر في فاي للعلوم دورة تدريبية في مجال المعلوماتية الحيوية تُغطّي كلا العالمين: المعلوماتية الحيوية والبرمجة.

هذه الدّورة التّدريبية ستأخذك في رحلة تعليميّة مُقسّمة إلى 3 مراحل على مدار 16 أسبوعًا، ففي أوّل شهر سيتم تناول أساسيات البرمجة والتّحليل بلغة البايثون مع ترسيخ مفاهيم علم الأحياء الجزيئي اللّازمة للمرحلتين القادمتين.

سيتم التّركيز بعدها على مفاهيم علم المعلوماتية الحيوية الأساسية، وفروعه، واستخداماته التي لا حصر لها، وعلى مدار الشّهرين أو الثّلاثة أشهر المُتبقيّة من الدّورة التّدريبية، ستحظى بجلسات أسبوعية مُباشرة مع المُحاضر وجلسات مُتابعة مع مُساعديه.

في نهاية المرحلة الثّانية، سيُطلب منك العمل على مشروع عملي بحلول نهاية الشّهر الثّاني من الدّورة التّدريبية، كما سُيطلب منك اجتيار اختبار نهائي شامل للتّأكيد على المهارات والمعلومات التي اكتسبتها طوال الفترة التّدريبيّة.

بدايتك في مجال المعلوماتية الحيويّة دليل شامل خطوة بخطوة، خطة العمل

كما ذكرنا سابقًأ، يجب أن تتعلم لغة البايثون وتفهم هذه اللغة فهمًا عميقًا. ونسأل سؤالًا مهمًأ هنا: هل يُمكنك الانضمام إلى الدّورة التّدريبية رغم ضعف مهاراتك البرمجية؟

الإجابة بكل بساطة: بكل تأكيد! فبالرغم من أنها ميزة إضافية، إلا أنها ليست عائقًا يحول بينك وبين هذه الدّورة التّدريبية، كما أنك ستحصل على حساب مجاني في منصة DataCamp لتعلم أساسيات البرمجة بلغة البايثون، وستُقابل مُحاضر الدّورة التّدريبية في جلسات مُباشرة أسبوعيًا لمُتابعة تطوّر مُستواك. تذكّر دائمًا، المُمارسة المُستمرة ستحجز لك مكانة مُميّزة في سوق العمل مُستقبلًا.

أنت الآن جاهز للبدء، بغض النظر عن مستوى معرفتك بالبرمجة أو علم الأحياء. عند الانتهاء ، سيكون لديك فكرة جيدة جدًا عن المجال وستكون لديك الكثير من المؤشرات والاقتراحات (توفرها الدورة التدريبية) حول المكان الذي يجب أن تذهب إليه بعد ذلك وما هي مشكلات المعلوماتية الحيوية المتاحة لك للعمل عليها. ستكون جاهزًا لاتخاذ خطوتك التالية.

قم بزيارة الصفحة الخاصة للدورة من هنا لمعرفة جميع التفاصيل المتعلقة بها، وإذا كان لديك أي سؤال إضافي، لا تتردد بالاتصال معنا عن طريق البريد الإلكتروني info@phi.science

Bana-img

المصادر