کشاورزی
کشاورزی به تولید مواد غذایی و کالا از راه زراعت و جنگل داری و دامداری است. کشاورزی همان چیزی است که به ظهور تمدن منجر شد. مطالعهٔ کشاورزی به نام علم کشاورزی شناخته می‌شود.
کشاورزی شامل طیف وسیعی از تخصص‌ها و فنون، از جمله راه‌هایی برای گسترش زمین‌های مناسب برای زراعت گیاه، حفر کانال‌ها و فرم‌های مختلف آبیاری می‌باشد.
در دنیای امروز با نگرانی‌های موجود و کمبود منابع، نیاز است تا کشاورزی را به سوی کشاورزی پایدار (مثلا کشاورزی زیستی) یا کشاورزی فشرده (مثلا صنعتی) پیش ببریم تا بتوانیم نیازها را در آینده برطرف نماییم.
زراعت مدرن، اصلاح نباتات، سموم، دفع آفات و کود و پیشرفت‌های تکنولوژیک به شدت باعث افزایش بازده محصول می‌شوند ولی باید در نظر داشت که این محاسن در کنار عیوبی چون آسیب گسترده زیست محیطی و اثرات منفی سلامت انسان حاصل می‌شوند.
شیوه‌های مدرن در دامپروی نیز به همین گونه‌است یعنی با افزایش تولید گوشت ما مشکلاتی چون ستم به حیوانات و تبعات بهداشتی ناشی از آنتی بیوتیکها، هورمون رشد، و سایر مواد شیمیایی که معمولاً در تولید گوشت‌های صنعتی استفاده می‌شود را داریم.
محصولات کشاورزی را میتوان به صورت عمده به غذاها، الیاف، سوخت، مواد اولیه، دارو و زینت آلات تقسیم نمود.
غذاهای عبارتند از غلات، سبزیجات، میوهها، و گوشت. الیاف عبارتند از پنبه، پشم، کنف، ابریشم و کتان. مواد خام مانند چوب.
مخدره عبارتند از تنباکو، الکل، تریاک، کوکائین. از دیگر مواد مفید توسط گیاهان، از رزین میتوان نام برد. سوخت‌های زیستی شامل متان از زیست توده‌ها، اتانول و بیودیزل.
در سال ۲۰۰۷، حدود یک سوم از کارگران جهان در بخش کشاورزی شاغل بودند. اگرچه در سال ۲۰۰۳ تعداد کمتری در بخش کشاورزی مشغول بودند اما به دلیل آگاهی کشاورزی در سال ۲۰۰۸ این آمار به سرعت افزایش یافته.
همچنین در بخش‌های دیگر کشاورزی مانند اقتصاد کشاورزی هم تعداد قابل ملاحظه‌ای مشغول به کار اند.
با این که بیش از یک سوم جمعیت جهان در این بخش مشغول اند ولی این بخش تنها ۵٪ از سود خالص جهانی را به خود اختصاص داده‌است.
تاریخچه
از آنجا که قدمت کشاورزی به ۱۰،۰۰۰ سال پیش باز می‌گردد دارای گستره وسیعی در سراسر جهان می‌باشد.
روشهای مختلف در کشاورزی از قبیل آبیاری، تناوب زراعی، کودها و سموم دفع آفات مدتها پیش توسعه داده شده بود، اما گام‌های بزرگ در قرن گذشته برداشته شد.
در جوامع اولیه افرادی که تولید کشاورزی آنهابیش از نیاز خانواده شان بود قادر بودند تا افراد دیگر را به طرف خود جذب نمایند. برخی از تاریخ دانان بر این عقیده‌اند که توسعه کشاورزی باعث به وجود آمدن تمدنها گردید.
کشاورزی گذرا (نوبتی)
در بعضی از مناطق کره زمین، بعضی از قبایل درختان جنگل‌ها را می‌سوزانند و یا قطع میکنند و فضایی را که قبلا جنگل بوده‌است، به زمین‌های کشاورزی تبدیل کرده و در آن کشاورزی میکنند. البته این نوع کشاورزی چندان دوام نداشته و خیلی زود به دلیل رویش سریع درختان و گیاهان هرز دیگر و کم قوت بودن زمین، دست از کشاورزی می‌کشند و آن مکان را ترک میکنند و به محل دیگری می‌روند و در آن مکان هم همین کار را تکرار میکنند و این نوع کشاورزی کم‌کم باعث تخریب زیست بومهای جنگلی می‌شود. به این نوع کشاورزی در اصطلاح کشاورزی گذرا یا نوبتی گویند.
سیستم‌های تولید دام
حیواناتی مانند قاطر، لاما، اسب، شتر، گاو، گوسفند و خوک و سگ را برای استفاده از گوشتشان و یا محصولات دامی (مانند شیر، پشم و …) پرورش میدهند. یک نوع پرورش، پرورش دادن دام در مراتع می‌باشد و آن در صورتی است که نتوان از آن زمین استفاده دیگری نمود که در این صورت دام را در مراتع رها میکنند تا از علوفه موجود در مراتع تغذیه نماید در عوض کود دامی حاصله می‌تواند برای مرتع مفید می‌باشد. تقریبا ۶۸ ٪ از مراتع دائمی مورد استفاده دام هستند.
فرایند تولید
خاکورزی: عمل شخم خاک را برای آماده‌سازی کاشت و یا برای اختلاط مواد مغذی و یا برای کنترل آفات انجام میدهند.
بهرهوری توسط با افزودن کود شیمیایی و کنترل علفهای هرز افزایش می‌یابد و خاک را بیشتر مستعد فرسایش، تجزیه مواد آلی آزاد، دی اکسید کربن و کاهش فراوانی و تنوع موجودات زنده میکند.
مبارزه با آفات: شامل مدیریت علفهای هرز، حشرات و بیماری می‌شود.
برای این کار از روشهای شیمیایی (حشره کش)، بیولوژیکی (کنترل بیولوژیکی)، مکانیکی (کشت)، و روشهای فرهنگی استفاده می‌شود. روشهای فرهنگی شامل تناوب کشت، وجین، پوشش محصولات زراعی، به زراعی، کمپوست، پیشگیری و مقاومت می‌باشد. روشهای غیر شیمیایی و پیشگیری بهتر است به این دلیل که باعث کاهش محصول نمی‌گردد و روشهای پیشگیرانه‌است و روش شیمیایی تنها زمانی توصیه می‌شود که راه دیگری باقی نمانده باشد.
مدیریت: شامل هر دو منبع ورودی‌های مواد مغذی هم برای تولید محصولات زراعی و هم دام است، و همچنین شامل روش استفاده از کود تولید شده توسط دام است.
ورودی‌ها می‌توند شامل، عناصر شیمیایی، کودهای آلی، کود سبز، کمپوست و مواد معدنی باشد. همچنین تناوب و یا دوره آیش را باید در مدیریت در نظر گرفت.
مدیریت آب: در دنیا این که آب باران کافی است یا نیاز به منابع دیگری هم هست بسته به منطقه متفاوت می‌باشد.
علم کشاورزی
علم کشاورزی دانشی گسترده‌است که از بخشهایی شامل علوم طبیعی، دقیق، اقتصادی و نوعی از روابط اجتماعی است که در درک درستی از کشاورزی به کار می‌رود (دامپزشکی بنا به تعریف جزء این شاخه نیست)
سیاست کشاورزی
سیاست کشاورزی یا خط مشی کشاورزی مجموعه‌ای از قوانین و مقررات مرتبط با کشاورزی داخلی و واردات و صادرات محصولات کشاورزی را دربرمی گیرد. حکومت‌ها از طریق سیاست گذاری کشاورزی اهدافی نظیر تضمین تأمین محصولات خاص در بازار، ثبات قیمت‌ها، کمیت و کیفیت تولید، بهره‌برداری از زمین‌ها و اشتغال نیروی انسانی را تعقیب میکنند. سیاست کشاورزی به دغدغه‌هایی نظیر امنیت غذایی و فقرزدایی مربوط می‌شود و از ابزارهایی نظیر یارانه کشاورزی، قیمت گذاری و قیمت تضمینی بهره می‌گیرد.
زمین ویژه کشاورزی
زمین ویژه کشاورزی یا زمین قابل کشت زمینی است که برای شخم زدن مناسب است، چنانکه از زمین چراگاهی و زمین جنگلی دائمی جدا می‌باشد.
کشاورزی دقیق
کشاورزی دقیق (Precision Farming یا Precision Agriculture) یک مفهوم جدید در کشاورزی امروزی است و بر مبنای وجود ناهمگونی در سطح مزرعه استوار است. یکی از دلایل رشد کشاورزی دقیق در میان دانشمندان و کشاورزان، پیشرفت تکنولوزی در زمینه‌های مختلف از جمله سیستم تعیین مختصات جغرافیایی یا جی پی اس، سنسورها، عکسهای هوایی یا ماهواره ای (یا سنجش از دور) و تسحیلات مدیریت اطلاعات جغرافیایی است. بر این اساس اطلاعات جمع آوری شده توسط تکنولوژی‌های ذکر شده برای انجام محاسبات دقیق در مورد سطح ناهمگونی در مزرعه از جهت‌های مختلف از جمله مقدار مواد مغذی خاک، گسترش و پخش آفتها بیماریها و علفهای هرز در سطح مزرعه همچنین تصمیم گیری در مورد موعد فعالیتهای مدیریتی و همچنین پیش بینی مقدار عملکرد مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت .
مزیتهای کشاورزی دقیق
کاهش مصرف کودهای شیمیایی به علت وجود نقشه‌های بیشینه و کمینه مواد مغذی خاک و کمک به کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از مصرف بیش از حد مواد شیمیایی و همچنین افزایش عملکرد در صورت عمل کردن به موقع و به میزان لازم در موارد مدیریتی است.
کشاورزی سنتی (معیشتی)
کشاورزی سنتی ( کشاورزی معیشتی) فعالیت کشاورزی را می توان به چند گروه و طبقه تقسیم بندی نمود.
کشاورزی صنعتی
کشاورزی نیمه صنعتی
کشاورزی سنتی (معیشتی)
کشاورزی سنتی ( معیشتی)
در کشاورزی سنتی، فعالیت کشاورزی از قبیل زراعت، باغداری و دام پروی و یا پروش ماهی و ... برای دهقان کار او و نوع زندگی او محسوب می شود و این مهمترین ویژگی این گروه و متامیز کننده از سایر افرادی که کشاورزی فقط شغل آنها و محل کسب در آمد آنها می باشد در صورتی که زندگی آنها می تواند در شهر یا در روستا باشد . در کشاورزی سنتی نیروی کار مهمترین عامل در افزایش تولید می باشد و این یکی از دلایل وجود خانوار های پر جمعیت در مناطق کشاورزی بوده است..
نقاط ضعف
کم بودن بهره وری
بهره وری نهاده ها در کشاورزی سنتی به نسبت کشاورزی صنعتی پایین می باشد.
کابر بودن
کم بود سرمایه گذاری
کوچک بودن اراضی کشاورزی
نقاط قوت
یکی از محاسن کشاورزی سنتی نسبت به کشاورزی صنعتی این است که به عقیده محققین در این نوع از کشاورزی آسیب کمتری به محیط زیست و منابع طبیعی وارد می شود . علاوه بر این که در کشوری مانند ایران این گروه یک طبقه اجتماعی با آداب و سنن خاص خود را تشکیل می دهند که جامعه شناسی روستایی خود مصداقی در این بار می باشد.
کشاورزی سنتی در ایران
در ایران حدود 25 تا 30 در صد از مردم ایران دارای کشاورزی سنتی می باشند.
کشاورزی شهری
طبق تعریف به هر گونه کشاورزی در محیط‌های شهری کشاورزی شهری گویند.
دلایل نیاز
در برخی از شهرها مانند لندن برای تامین غذا نیاز است که آنها را از مسافت‌های دور اورد که این امر زیاد خوش آیند نیست، علی اللخصوص در کشورهای فقیر تامین غذا بدین صورت امکان پذیر نمی‌باشد.
بنا به گزارش سازمان ملل متحد، حدود ۱۵ درصد محصولات غذایی جهان، در مناطق شهری تولید می‌شود و این مقدار رو به رشد است.
این کار بدین صورت تعریف می‌شود که جمعیت شهر نشین دنیا که چیزی در حدود یک، سوم جمعیت جهان هستند ساعاتی از روز خود را به کشاورزی اختصاص می دهند تا نیاز خانواده خود را تا حدی تامین نمایند یا محصولات خود را در سوپرمارکت‌ها بفروشند.این قبیل کشاورزان به دلیل استفاده از سیستم‌های نوین و سرمایه گذاری در بخش‌های پر سود معمولاً موفقیت بیشتری نسبت به کشاورزان روستایی دارند.
نمونه‌های کشاورزی شهری
نمونه ای از اینها را می توان مردمی که در کلکته ی هندوستان مشغول تولید کود از زباله هستند یا افرادی که در لیما و پرو به صورت غیر قانونی خوک پرورش می دهند یا عده ای که در نایروبی و کنیا در قفس هایی چسبیده به آپارتمانشان مرغ پرورش میدهند را نام برد
در شانگهای حدود یک میلیون نفر از ساکنان آن در این نوع مزارع به کشاورزی مشغول هستند.این شهر، شیر و تخم‌مرغ مورد نیاز خود و تقریباً قسمت عمده سبزی خود و بخشی از گوشت و تقریباً دومیلیون تن از غله مصرفی سالانه خود را تامین میکند.
مزیت
از مزیتهای این روش می توان به این اشاره نمود که این دست کشاورزان قادر به استفاده از کودهای غنی شده انسانی اند.
تحلیل این روش از کشاورزی
براساس گفته کریس اسکات، از موسسه بین‌المللی آب و خاک سری‌لانکا، حدود ۱۰ درصد زمین‌های زراعی شهری، همزمان با مواد بودار که از فاضلاب شهرها گرفته می‌شوند، آبیاری و تغذیه می‌شوند. اسکات معتقد است دولت‌ها باید از تصفیه فاضلاب از موادی مانند پتوژن‌ها و نگهداری مواد غذایی مفید آنها از این روش حمایت کنند.
جک‌اسمیت، مسئول شبکه کشاورزی شهری می‌گوید:
اکو شهرها باید تبدیل به شهرهای کشاورزی شوند. کشاورزی در شهرها موجب تولید فضای سبز و کاهش حمل و نقل در داخل شهر می‌شود و از فرسایش خاک جلوگیری میکند و همچنین موجب پاکیزه ماندن آب و هوا نیز می‌شود.
کشاورزی متمرکز
کشاورزی متمرکز گونه‌ای سامانهٔ تولیدی در کشاورزی است که دارای میزان هدررفت کم به ازای به‌کارگیری فراوان سرمایه، کارگر، آفتکشها، و کودهای شیمیایی در منطقه زیر کشت است.
چگونگی انجام
کشاورزی متمرکز بر سه پایه اصلی به منظور بالا بردن بهرهوری زمین و انرژی استوار است که به ترتیب زیر هستند:
از میان بردن گیاهان خودرو و رقیب محصول در زمین کشاورزی
جلوگیری از تغذیه جانوران از آن محصولات کشاورزی
نگهداری جانوران دامی در مکان‌های سربسته و محافظت‌شده
این سیاست‌ها توسط به کارگیری مواد آفت‌کش و یا هرزکش و نیز دامداری نوین اعمال می‌شوند. مواد آفت‌کش و هرزکش باعث می‌شوند که محصولات نه تنها انرژی بیشتری برای رشد به دست آورند، که از هدر رفت انرژی ذخیره شده در آنها توسط خورده شدنشان به دست جانورانی چون پرندگان و حشرات جلوگیری شود. دامداری نوین نیز در حفظ انرژی ذخیره شده در بدن دام‌ها موثر است چرا که مانع از راه رفتن زیاد آنها و تخلیه این انرژی در محیط می‌شود.
اثرات زیست‌محیطی
دیدگاه‌های گوناگون و متفاوتی در زمینه اثرات زیست‌محیطی این گونه کشاورزی بر سلامت محیط زیست وجود دارند.
مخالفت
مخالفان کشاورزی و دامداری متمرکز بر این باورند که سیاست‌های اعمالی برای پیشبرد این گونه کشاورزی اثرات مخرب و بدی بر محیط زیست و انسان می‌گذارند. برای نمونه بهره‌گیری بیش از اندازه از آفتکشها باعث می‌شود که نه تنها حشرات مخرب نابود شوند، که حشرات مفید و یا خنثی نسبت به حصول نیز تحت تاثیر قرار گیرند و کشته شوند. چنین چیزی باعث کاهش تنوع زیستی می‌شود. ورود مواد شیمیایی به بدن نیز اثرات بدی بر تندرستی انسان دارند.
کشت بدون خاک
کشت بدون خاک (Soilless culture) نوعی کشت است که در آن از خاک به عنوان بستر استفاده نمی‌شود. کشت بدون خاک قرن‌ها پیش زمانی آغاز شد که در دوران باستان کشاورزان مصر، چین و هند ا حل کردن کود دامی در آب برای پرورش خیار، هندوانه و سبزی‌های دیگر در بستر شنی رودخانه‌ها استفاده می‌کردند. این روش به عنوان کشت بستر رودخانه‌ای نامیده می‌شد. کارهای خوبی در زمینه کشت بدون خاک در قرن چهاردهم انجام شد ولی در دهه ۱۹۴۰ به صورت تجاری توصعه یافت و در دهه ۱۹۶۰ پیشرفت چشمگیری در طراحی انواع سیستم‌ها به وجود آمد. هم اکنون مزارع زیادی وجود دارد که با سیستم کشت بدون خاک، گیاهان مختلف را پرورش میدهند. در کشت‌های سنتی دسترسی گیاه به عناصر غذایی، به حاصیخیزی خاک، مقدار مواد آلی و معدنی، عوامل محیطی و جمعیت میکروارگانیزم‌های مورد نیاز برای تبدیل فرم آلی عناصر غذایی به معدنی بستگی دارد. در کشت بدون خاک عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به صورت مواد معدنی که توسط گیاه قابل جذب است، در اختیار ریشه قرار داده می‌شود.
مزایا
مزایای کشت بدون خاک را میتوان به صورت زیر خلاصه کرد:
افزایش عملکرد
عدم نیاز به تناوب زراعی
عدم وجود علف هرز
رشد سریع گیاه
تولید محصول یکنواخت
امکان کشت محصول در مناطقی که به دلیل خاک نامناسب قابل کشت نیست
افزایش کارایی مصرف آب
مصرف بهینه کودهای شیمیایی و آلوده نشدن محیط زیست
تولید محصول بهداشتی
معایب
معایب کشت بدون خاک:
هزینه اولیه احداث این سیستم نسبتا بالاست.
نیاز به وجود جریان برق برای تغذیه گیاه الزامی است.
برای تغذیه گیاه به کودهای شیمیایی با خلوص بالا و آب با کیفیت مناسب نیاز است.
محلول غذایی خاصیت تامپونی ندارد، بنابراین کوچکترین اشتباه در تهیه محلول غذایی می‌تواند سبب خسارت جبران ناپذیری گردد.
مدیریت کشاورزی
رشد بخش کشاورزی به عنوان بستری برای کسب اهداف توسعه در کشورهای در حال توسعه امری ضروری قلمداد می‌شود . در میان اهداف مورد نظر، بهبود و تقویت رشد اقتصادی و کاهش فقر، بهبود امنیت غذایی و حفظ منابع طبیعی بسیار مهم هستند.
کاهش فقر از طریق رشد اقتصادی
در کشورهای کم درآمد، بخش کشاورزی به دلیل گستردگی و پیوندهای قوی با سایر بخش‌های اقتصادی، به عنوان موتور و محرک اولیه رشد اقتصادی عمل می نماید. کشاورزی در این کشورها بیشترین سهم نیروی کار را به خود اختصاص داده و با 68 درصد اشتغال و 24 درصد تولید ناخالص داخلی جایگاه ویژهای دارد. اغلب جمعیت فقیر به طور مستقیم به این بخش به این بخش وابسته بوده و از طریق کشاورزی گذران زندگی میکنند . افزایش میزان بهره وری در بخش کشاورزی باعث ارزان تر شدن مواد غذایی شده و کمک قابل توجهی به اقتصاد خانوارهای فقیر میکند . همچنین کشاورزی نوین با اشتغال بیشتر در واحدهای فرآوری همراه شده و عرضهٔ خدمات و نهاده‌های بیشتری را در بازار به دنبال دارد . این روند به شکل غیر مستقیم به ایجاد اشتغال در مزارع منجر خواهد شد.
به این ترتیب بخش کشاورزی به طور مستقیم از طریق تولید بیشتر و صادرات و به صورت غیر مستقیم از طریق افزایش تقاضا برای خدمات و کالاهای صنعتی در جوامع روستایی، به رشد اقتصادی کمک نموده و در نتیجه موجب خلق فرصت‌های شغلی جدید می گردد.
رشد در بخش اقتصادی نتایج مثبتی بر " فقرزدایی" به خصوص در مناطق روستایی دارد و ذکر این نکته نیز ضروری است که روند کاهش فقر شهری را می توان از طریق رشد بخش روستائی، به ویژه در بخش کشاورزی تسریع کرد. به طور کلی رشد کشاورزی به صورت غیر مستقیم به بهبود وضعیت خانوارهای شهری و روستائی کمک کرده و با افزایش دستمزدها، کاهش قیمت مواد غذایی و تقاضای بیشتر برای کالاها و خدمات واسطه ای همراه می شود. این پدیده به ترغیب و توسعهٔ فعالیتهای زراعی، افزایش سرمایه‌های تولیدی به قشرهای زحمت کش و بهبود کارایی بازار عوامل خواهد انجامید . یک مطالعه در سال 1997 پیرامون 35 کشور نشان داد که یک درصد افزایش تولید ناخالص داخلی سرانهٔ کشاورزی، 1.61 درصد افزایش در درآمدهای سرانهٔ 20 درصد فقیرترین قشرهای جمعیت را به همراه خواهد داشت.
اهمیت کشاورزی در کشاورزی در کشورهای در حال توسعه از بعد تاریخی، در فرآیند توسعه، سهم کشاورزی در تولید و نیروی کار کاهش می سابد. این فرآیند باعث شده تا برخی کارشناسان توسعه، بخش کشاورزی را به عنوان یک عامل فرعی در راستای توسعه به شمار آورند. از این رو کاهش فرآورده‌ها و نیروی کار این بخش را می توان ناشی از سیاست‌های تبعیض آمیز (یک سو نگر) داخلی و سازو کارهای تجارت بین‌الملل دانست. بخش کشاورزی، به عنوان محرک رشد اقتصادی، به ویژه در کشورهای در حال توسعهٔ فقیر مطرح بوده است و "کشاورزی" نقش مهمی در تولیناخالص داخلی و اقتصاد روستایی ایفا کرده و بخش قابل ملاحظه ای از جامعهٔ فقیران را تحت تاثیر قرار می دهد.
یک بخش سازمان یافته و یکپارچهٔ کشاورزی می تواند به بهبود امنیت غذایی، کاهش قیمت محصولات غذایی ( به خصوص به نفع جمعیت فقیر می‌باشد که سهم نامتناسبی از درآمد خود را صرف غذا می کنند.)، افزایش میزان اشتغال و درآمد، ایجاد پیوندهای اقتصادی مهم در زنجیرهٔ تولید، و ایجاد تاثیرات مثبت در محیط زیست کمک شایانی کند.
در طول دههٔ 1990، حمایت بین‌المللی توسعه بخش کشاورزی کاهش یافت زیرا بر اساس شواهد موجود بودجه‌های تخصیص یافته به پروژه‌های کشاورزی و تحقیقات از سوی دولت‌ها و سازمان‌های بین‌المللی مرتبط یافته است . با وجود چالش‌های موجود و روند سیاست‌های تجارت کشاورزی در کشورهای صنعتی، شدت فقر روستایی و نقش مهم کشاورزی در رشد اقتصادی کشورهای در حال توسعه به ظهور نیازهای فوری و اضطراری برای تاکید مجدد به این بخش و نیز استفادهاز مزیتهای نسبی در محصولات کشاورزی این کشورها منجر شده است.
با توجه به فقر گسترده در روستاها و فعالیتهای زیست محیطی زیان بار، باید یک چارچوب توسعه برای کشاورزی و با توجه باصول برابری و پایداری تدوین شود. این چارچوب حداقل شامل موارد زیر است:
• سیاست‌های اقتصادی در کشورهای در حال توسعه که در برابر تولیدات و صادرات عمده تبعیض آمیز و یک سو نگر نیستند.
• سیاست‌های تجاری در اقتصادی ثروتمند که در قبال کشورهای در حال توسعه تبعیض آمیز نیستند.
• سرمایه گذاری خصوصی و دولتی در زیر ساخت‌ها، توسعه فنی و اعتبار که برای مدرن سازی تولید و بهبود رقابت ضروری هستند.
بهبود در امنیت غذایی
در مقیاس جهانی، نیاز به مواغذایی و تغذیه، روندی رو به افزایش و وسیع داشته و اکنون تحت تاثیر جمعیت و درآمدهای رو به رشد و نیز تقاضای حجیم برای خوراک دام قرار دارد. گزارش‌های انتشار یافته از سوی مؤسسه بین‌المللی پژوهش در سیاست غذایی دلالت بر لزوم بازبینی مجدد در سرمایه گذاری‌های دولتی و خصوصی و تدوین برنامه‌های کلان در بلند مدت دارد، تا بتوان قیمت‌های غذایی را تا سال 2020 کاهش داد و اهداف هزارهٔ سوم را برای کاهش فقر و سوء تغذیه محقق کرد. در سطح ملی، رشد اقتصادی از طریق افزایش درآمد جمعیت فقیر سهم قابل ملاحظه ای در میزان دسترسی آنان به مواد غذایی خواهد داشت.
حفاظت از منابع طبیعی
بخش کشاورزی، بزرگترین مصرف کنندهٔ منابع طبیعی و در عین حال بیشترین نقش را در حفظ آن بر عهده دارد. تخریب منابع آب و خاک در بسیاری از مناطق، از جمله نگرانی‌های تولید کنندگان بوده و آگاهی‌های عمومی نسبت به محیط زیست، باعث ظهور و بکارگیری راهکارهای حفاظتی شده است . در برخی کشورها استفادهٔ زیاد از مواد شیمیایی و آفت کش‌ها که با تاسف باید اظهار داشت با پرداخت یارانه‌های مختلف همراه است، مشکلات زیست محیطی بسیاری را به وجود آورده است . خذف یارانه‌ها و افزایش درآمد کشاورزان از طریق بهبود بهرهوری از جمله راهبردهای مؤثر در کاهش روند تخریب منابع هستند.
آزاد سازی تجاری ضامن موفقیت
تعامل و یکپارچگی با اقتصاد جهانی می تواند روند رشد و فقر زدرا تقویت کند. در اغلب کشورها، آزادسازی تجاری گسترده و سهولت در مناسبات تجاری باعث تقویت روند رشد درآمدها و محصول خواهد شد. اندیشهٔ تجارت باز و سیاست سرمایه گذاری همواره تعامل با محیط تجارت جهانی و نیز واردات فناوری‌های متنوع و نوین را در جهت بهرهوری هرچه بیشتر، تسهیل میکند. به ویژه آزاد سازی تجارت با رشد هرچه بیشتر بخش کشاورزی همراه بوده است.در مقایسهٔ فرآیندهای مختلف اصلاح سیاست‌های تجاری، استنباط می‌شود که اگر تلاش‌های آزاد سازی ادامه یابند، در آن صورت بخش کشاورزی در یک دورهٔ چهار ساله بعد اصلاحات از یک نرخ رشد متوسط 5.7 درصدی برخوردار خواهد شد و این نرخ در مقایسه با نرخ 2.8 درصدی پیش از آن قابل توجه به نظر می رسد.
رفع موانعی مانند تعرفه‌های سنگین واردات محصولات کشاورزی و مواد غذایی از ابعاد مهمی در چرخه یفقرزددایی برخوردار است.این پدیده سبب می‌شود تا قیمت مواد غذایی پایین آمده و درنهایت، مصرف کننده بهره مند شود. از آن جا که جمعیت فقیر، بخش قابل ملاحظه ای از درآمد خود را صرف غذا می کند، به دنبال کاهش موانع تجاری، این گروه از منفعت بیشتری بهره مند خواهند شد.
با هدف حمایت از روند رشد کشاورزی و فقرزدایی، لازم است تا نظام اقتصادی در حال توسعه از طریق حذف یا کاهش موانع تجاری با اقتصاد جهانی تلفیق و همراه شده و به موضوع تجارت چند جانبه در میان خود و یا با کشورهای توسعه یافته بپردازند. کشورهای در حال توسعه برای ایفای نقش رقابت آمیز، باید مزیت‌ها و بهره وری محصولات کشاورزی خود را از طریق اعمال تغییرات لازم در الگوهای مناسب کشت، بهبود فناوری‌های تولید، ارتقای کانال‌های بازاریابی و دیگر راهکارهای تکمیلی افزایش دهند تا از منافع واقعی ناشی از آزاد سازی تجاری بهره مند شوند. این به معنی آن است که این کشورها باید در مذاکره‌های تجاری خود ملاحظه‌های لازم و ویژه ای را در نظر گیرند. همچنین، باید نسبت به اعمال ساز و کارهای تضمینی برای مواجهه با اثرات شدید ناشی از انطباق این مذاکره‌ها با اقشار آسیب پذیر، از جمله کارگران روستایی اهمیت دهند. به طور اساسی اهداف بلند مدت مورد نظر در کاهش موانع تجارت باید برای کشورهای د رحال توسعه و توسته یکسان باشد.
کشاورز
کشاورز به فردی گفته می‌شود که برای تولید غذا و بهره‌برداری اقتصادی به کشت و کار در زمین‌های کشاورزی و یا نگهداری دام‌های اهلی می‌پردازد. یک کشاورز ممکن است در زمین خود به عنوان مالک و یا در زمین‌های افراد دیگر به عنوان کارگر مشغول به کار باشد.
تعریف
اصطلاح کشاورز به کسی که در تولید محصولات زراعی، باغی، دامی و طیور فعال است، صدق میکند. محصولات کشاورزی می‌تواند تنها برای مصرف خانواده کشاورز و یا جامعه تولید شود.
در بسیاری از جوامع اصطلاحات گوناگونی برای فعالین بخش‌های مختلف کشاورزی در نظر گرفته شده است؛ به عنوان مثال، به کسانی که برای بهره‌برداری اقتصادی از گاو، گوسفند و بز نگهداری میکنند، دام‌دار یا چوپان و به کسانی که در باغ‌ها فعال می‌باشند، باغ‌دار و به کسانی که در زمین‌های زراعی فعال می‌باشند، کشاورز گفته می‌شود.
علوم طبیعی
علوم طبیعی یا همان تجربی دانش‌هائی هستند که موضوع آنها بررسی ویژگی‌های فیزیکی طبیعت (به معنای وسیع آن، یعنی همه جهان) است. به این معنا علوم طبیعی از علوم انسانی متمایز است. در علوم طبیعی کوشش می‌شود تا پدیده‌های طبیعی با روش علمی و براساس فرآیندهای طبیعی (و نه الهی یا عرفانی و مانند آن) توضیح داده شود. گاه منظور از علوم طبیعی همان علوم زیستی است ولی این کاربرد رایج نیست و علوم زیستی بخشی از علوم طبیعی به‌شمار می‌رود. در ایران امروز ( پس از دهه ی 50 شمسی ) بر خلاف دیروز ( پیش از دهه ی 50 شمسی ) به علوم طبیعی ، علوم تجربی می گویند که به نظر می رسد علوم طبیعی صحیح است و نه علوم تجربی چرا که علومی که با تجربه حاصل می شوند محصور در علوم طبیعی نیست و شامل علوم انسانی نیز می شود .
علوم انسانی
علوم انسانی به دسته‌ای از علوم اطلاق می‌شود که به موضوعاتی چون جامعه، فرهنگ، زبان، رفتار و کنش انسان، و روان و اندیشهٔ افراد توجه دارد. جامعه شناسی، روان شناسی، زبانشناسی، مدیریت، اقتصاد، علوم سیاسی و تاریخ چند نمونه از رشته‌های علوم انسانی‌اند. علوم انسانی در حال حاضر دارای دو پارادایم اصلی است. یکی پارادایم "علوم انسانی مدرن" و دوم "علوم انسانی جدید" که با نام پست مدرن هم خوانده می‌شود. در "علوم انسانی جدید" با روشهای عموماً تحلیلی، انتقادی و تفکری-تعمقی امور انسانی را مطالعه میکنند. این روش‌ها معمولاً در تقابل با روشهای تجربی در علوم تجربی و علوم انسانی مدرن قرار میگیرند. در علوم انسانی جدید روش بررسی موضوعات و پژوهش پیرامون آنها بیشتر با روش مشاهدهٔ غیر مستقیم است. در عین حال بسیاری از شاخه های علوم انسانی چون مدیریت،اقتصاد،حسابداری،جغرافیا و روانشناسی برای تجزیه و تحلیل از برخی علوم غیرانسانی همچون ریاضیات کاربردی(در مدیریت)،آمار کاربردی و تحلیل رگرسیون(اقتصاد و روانشناسی)، GISوسیستم های راداری و سنجش ازدور(در جغرافیا)وسایر روشهای تجربی استفاده میکنند. در واقع میتوان گفت آنقدر که برخی علوم پایه همچون: آمار و احتمالات و ریاضیات کاربردی در علوم انسانی اثرگذار بوده اند و مورد استفاده قرار میگیرند،در سایر علوم کاربرد پیدا نکرده اند!
زیست‌شناسی
زیست‌شناسی از علوم طبیعی و دانش مربوط به مطالعه جانداران زنده است. این دانش به بررسی ویژگی‌ها و رفتار سازواره‌ها، چگونگی پیدایش گونه‌ها و افراد، و نیز به بررسی برهمکنش جانداران با یکدیگر و محیط پیرامونشان می‌پردازد.زیست‌شناسی شامل موضوعات وسیعی است که دارای تقسیم‌بندی بسیاری از مباحث و رشته‌های مختلف است.از جمله مهم ترین موضوعات آن عبارت از پنج اصل به‌هم‌وابسته است که می توان آنها را اساس زیست شناسی مدرن نامید:
سلول‌ها به عنوان واحد اصلی حیات هستند.
گونه های جدید و صفات موروثی، محصول تکامل هستند.
ژن‌ها واحد اصلی وراثت هستند.
ارگانیسم‌ها محیط داخلی خود را برای حفظ یک وضعیت پایدار و ثابت، حفظ میکنند.
موجودات زنده انرژی مصرف میکنند و آن را به صورت دیگری تبدیل میکنند.
تاریخچه
اصطلاح بیولوژی (به انگلیسی: biology) از واژه یونانی βίος- بیوس "به معنی زندگی"، و پسوند λογία- لوژیا "به معنی مطالعه چیزی"، مشتق شده‌است. این کلمه در آلمان در اوایل سال ۱۷۹۱ ممکن است از پسین‌سازی کلمه قدیمی‌تر دوزیستان‌شناسی با حذف کلمه دوزیستان، به وجود آمده باشد.
اگرچه زیست‌شناسی در قالب مدرن خود پیشترفت‌های بسیاری یافته‌است، اماعلوم مرتبط و وابسته به آن، از زمان‌های قدیم مورد مطالعه قرار گرفته‌است. فلسفه طبیعی در اوایل تمدن‌های باستانی بین النهرین، مصر، شبه‌قاره هند و چین مورد مطالعه قرار گرفت.با این حال، ریشه‌های زیست‌شناسی مدرن و گرایش به مطالعه طبیعت اغلب به یونان باستان برمی‌گردد. در حالی که مطالعه رسمی طب به بقراط (حدود ۴۶۰ سال قبل از میلاد -- حدود ۳۷۰ سال قبل از میلاد) برمی گردد، اما ارسطو (۳۲۲ سال قبل از میلاد و ۳۸۴ پیش از میلاد) گسترده‌ترین سهم را برای توسعه زیست شناسی به کار گرفت. نقش برجسته او در تاریخچه حیوانات و کارهای دیگری با تکیه بر طبیعت‌گرایی، و فعالیتهای تجربی دیگری که بر روی علت و معلولی زیستی و تنوع زندگی متمرکز بود، از اهمیت ویژهای برخوردار است.ثئوفراستوس جانشین ارسطو در لیسه، سلسله کتاب‌هایی در زمینه گیاه‌شناسی نوشت که تا به امروز سالم ماند و به عنوان مهمترین سهم از دوران باستان و حتی قرون وسطی از علوم گیاهی به حساب می‌آید.
مبانی زیست شناسی مدرن
بخش عمده‌ای از زیست شناسی مدرن را میتوان متشکل از پنج اصل به‌هم وابسته دانست که شامل : نظریه سلولی، تکامل، ژنتیک، هموستازی، و انرژی است.
غلات
غَلات گیاهانی از خانواده گندمیان هستند که گیاهان علفی تک لپه‌ای بوده و دانه‌های ریز آنها، مصرف خوراکی دارد. غلات گیاهانی یک ساله هستند، یعنی چرخهٔ زندگی خود را در یک فصل زراعی به پایان می‌رسانند.
گونه‌های سردسیری غلات (گندم، جو و چاودار) در فصل پاییز و اوایل بهار کشت شده و در اواسط تا اواخر تابستان هم برداشت می‌شوند. گونه‌های گرمسیری غلات (برنج، ذرت، ذرت خوشه‌ای و ارزن) نیز با توجه به شرایط آب و هوایی در اواخر بهار یا اوایل تابستان کشت شده و اواخر تابستان یا اوایل پاییز هم برداشت می‌شوند.
تاریخچه
هزاران سال است که این گونه گیاهان، در تأمین غذای بشر نقش حیاتی ایفا میکنند. باستان شناسان جوامع ابتدایی توانسته‌اند از ویرانه‌های قدیمی مراکز سکونت انسان، دلایلی به دست آورند که نشان می‌دهد غلات در تمدن‌های اولیه بشری هم کشت می‌شده‌اند و برای مثال، گندم در سرزمین حاصلخیز میانرودان به عمل می‌آمده است. میانرودان امروزه بخشهایی از ترکیه، عراق، سوریه و ایران را تشکیل می‌دهد. شواهد به دست آمده نشان می‌دهد که در ۱۶٫۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ سال قبل از میلاد، انسان ما قبل تاریخ در این ناحیه گندم تولید می‌کرده است.
همچنین هر جا که جامعه‌ای تشکیل شده، یکی از انواع غلات در پیدایش آن نقش داشته اند. مثلاً برنج در تشکیل جوامع نخستین کشور چین و ذرت هم در تشکیل جوامع آفریقایی مؤثر بوده اند.
اهمیت امروزی غلات
در بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقایی، بیش از ۸۰ درصد غذای مردم از غلات تأمین می‌گردد. سهم غلات در غذای مردمان اروپایی ۴۵ تا ۵۵ درصد بوده و در ایالات متحده آمریکا تقریباً ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد.
امروزه نزدیک به ۷۰ درصد سطح زیر کشت یک میلیارد هکتاری جهان را غلات اشغال نموده اند. تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به ویژه در آسیا به طور مستقیم از غلات تأمین می‌گردد.
همچنین تولید غلات در مقایسه با دیگر فراورده‌های غذایی از جمله گوشت، تخم مرغ، شیر و... بسیار بیشتر است. تولید سالانه غلات در جهان، بیش از یک میلیارد و هفتصد میلیون تن می‌باشد. گندم، برنج و ذرت سه محصول مهم هستند که هر کدام تقریباً یک چهارم تولید سالانه غلات را تشکیل میدهند.
برنج، غذای عمده و روزمره مردم نواحی گرم و مرطوب است. این غله معمولاً در زمین‌هایی تولید می‌شود که بتوان آنها را در برخی فصول سال غرقاب یا گل- آب نمود. گندم به عنوان غله‌ای سازگار، عمدتاً در زمین‌های چمن طبیعی و همچنین در مناطقی که آب و هوا برای کشت ذرت مناسب نیست، به عمل می‌آید. گندم از غلاتی است که در نواحی سرد هم کشت می‌شود. این غله در سراسر جهان در فصول مختلفی کشت می‌شود، به طوریکه در هر ماه از سال، گندم در یکی از نقاط جهان در حال برداشت می‌باشد. ذرت هم به عنوان یک گیاه گرمسیری، در مناطقی که رطوبت و حرارت کافی در فصل زراعت فراهم باشد، رشد می‌نماید.
ارزش غذایی غلات
غلات منبع انرژی برای انسان هستند. در کشورهای در حال توسعه، این دسته مواد تمام رژیم غذایی را در بر میگیرند. غلات حاوی هیدرات کربن، پروتئین، چربی، مواد معدنی و انواع ویتامین هستند که البته ضمن مراحل مختلف نگهداری و تهیه، ممکن است بخشی از مواد مغذی مذکور از بین برود.
دانه غلات که کاریوپس یا گندمه نام دارد، منبع خوبی برای تغذیه انسان می‌باشد. میزان پروتئین برنج از گندم کمتر است. میزان ویتامین‌های ضروری (از جمله تیامین) برنج صیقل داده شده هم از برنج قهوه‌ای کمتر می‌باشد، چون سبوس خود دارای ویتامین‌های گوناگونی است که در مرحلهٔ صیقل دهی از برنج جدا می‌گردد.
البته به خاطر داشته باشید که با وجود همهٔ موادی که ذکر شد، غلات غذای کاملی بشمار نمی‌آیند. مصرف این مواد به تنهایی نمی‌تواند یک رژیم غذایی متعادل و کامل محسوب گردد. میزان پروتئین و در واقع اسیدهای آمینه غلات و همچنین ویتامین موجود در آنها محدود است. برای این که یک فرد بالغ بتواند ۶۵ تا ۸۰ گرم پروتئین مورد نیاز خود را تنها از طریق غلات تأمین کند، باید مقدار بسیار زیادی از این دسته مواد بخورد که در عوض، به دلیل این که غلات حاوی هیدرات کربن هستند، فرد ممکن است چاق شود. بسیاری از پروتئین‌های گیاهی به همین دلیل که اسیدهای آمینه کافی ندارند نمی‌توانند به تنهایی در رژیم غذایی افراد مورد استفاده قرار گیرند، بلکه در کنار آنها باید از پروتئین‌های حیوانی و سبزیجات و حبوبات هم استفاده نمود. البته پروتئین‌های حیوانی که از انواع حیوانات تأمین می‌شوند، خود متکی بر منابع گیاهی و از جمله غلات هستند. چون اغلب از انواع گیاهان و غلات، به عنوان خوراک دام استفاده می‌شود.
امروزه مهندسین ژنتیک سعی میکنند تا با اصلاح نباتات، غلاتی با پروتئین‌هایی که اسیدهای آمینهٔ ضروری بیشتری داشته باشند، تولید نمایند. مقدار دو اسید آمینه ضروری به نامهای لیسین و ایزولوسین در غلات کم است و تمام متخصصین اصلاح نباتات تلاش میکنند غلاتی که میزان بیشتری از این دو نوع اسید آمینه داشته باشند را تولید نمایند.
غلات بیشترین شکل انرژی خود را به صورت نشاسته عرضه میکنند. استفاده از دانه کامل غلات، منبع خوبی برای فیبر گیاهی و اسیدهای چرب ضروری می‌باشد. از برنج به صورت پخته یا آرد برنج استفاده می‌شود. معمولاً غلات را برای استفاده تبدیل به آرد میکنند. گندم یکی از این غلات است که بیشتر آرد آن به کار می‌رود. از انواع غلات آرد شده در تهیهٔ نان، پاستا، دسر، پیراشکی، کلوچه و... استفاده میکنند. البته آرد را گاهی از سیب زمینی، شاه بلوط، حبوبات و... هم تهیه میکنند.
آب و هوای مناسب برای رشد غلات
عوامل مختلف آب و هوایی قادرند طرز رشد، میزان عملکرد و همچنین کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین تولید اقتصادی هر نوع غله در هر ناحیه، کاملاً تابع شرایط آب و هوایی می‌باشد. گندم، جو و چاودار که به دلیل کوچک بودن بوته‌شان، غلات کوچک نام میگیرند، به بارندگی سالیانه ۳۰۰ تا ۱۳۰۰ میلیمتر نیاز دارند و به صورت دیم هم کشت می‌شوند.
برنج به حرارت و بارندگی کافی (یا آبیاری کافی) نیاز دارد. معمولاً برنج در نواحی که سالانه نزدیک به ۱۰۰۰ میلیمتر یا بیشتر بارندگی دارند کشت می‌شود. ذرت هم با این که یک گیاه گرمسیری است در آب و هوا و ارتفاعات مختلف از نواحی پست تا ارتفاع ۳۰۰۰ متری از سطح دریا کشت می‌گردد.
جو از همهٔ غلات مقاوم تر است و میتوان آن را حتی در کشور سیبری هم کاشت. گندم از همهٔ غلات رایج تر است. معمولاً گیاهان سردسیری را در نواحی گرمسیری، البته در نواحی بلند و خنک کوهستانی می‌کارند که در این صورت، کشاورزان می‌توانند به دلیل شرایط مساعد و خنکی کوهستان‌های نواحی گرمسیر، هر ساله چند بار غلات بکارند.
غلات گرمسیری را در نواحی پست گرمسیری که آب و هوای معتدلی دارند می‌کارند و همچنین میتوان این غلات را در نواحی معتدل، البته در فصل‌هایی که سرما و یخبندان نباشد کشت نمود. معمولاً این دسته انواع بهاره و زمستانی دارند.
ساختمان دانه غلات
دانه غلات، میوه خشکی است که اصطلاحاً به آن گندمه و به زبان عامیانه دانه یا غله می‌گویند. این دانه دارای چندین لایه خارجی بوده که خارجی‌ترین لایه را پریکارپ می‌نامند و همچنین دو قسمت به نامهای آندوسپرم و گیاهک دارد. غشای تخمدان، پوست دانه و لایه آلورون که در مجموع سبوس را تشکیل میدهند، در مرحلهٔ تهیه آرد از غلات جدا می‌شوند. حتی گاهی گیاهک را هم از دانه جدا نموده و با سبوس مخلوط می‌نمایند. سبوسی که گیاهک داشته باشد، پروتئین بیشتری نسبت به آندوسپرم نشاسته‌ای دارد. چون پروتئین گیاهک از هر قسمت دیگری در دانه بیشتر است. آردی که در تهیهٔ آن از تمام قسمت‌های دانه غلات استفاده نموده باشند نسبت به آرد سفید، که برای تهیه آن سبوس و گیاهک را جدا نموده‌اند دارای مواد مغذی بیشتری می‌باشد.
مراحل رشد غلات
دوره رشد غلات شامل مراحل جوانه زنی، پنجه زنی، تشکیل روزت، ساقه رفتن، تشکیل گل و تشکیل میوه است که هر کدام از این مراحل را به اختصار در اینجا توضیح می‌دهیم:
جوانه زنی: این مرحله با نفوذ ریشه در پوست دانه و غشای تخمدان آغاز می‌شود. ریشهٔ اولیه چندان پر پشت نیست، اما ریشه‌های ثانویه که شامل ریشه‌های نا بجا هم می‌شود، در مراحل اولیه رشد به وجود خواهند آمد که این ریشه‌های ثانویه قوی تر بوده و قدرت کافی برای نگه داشتن گیاه در خاک را دارند.
پنجه زنی: پس از آن که اولین برگ‌های گیاه سطح خاک را شکافت و ساقه اصلی شروع به رشد نمود، مرحله پنجه زنی آغاز می‌گردد؛ یعنی جوانه‌های موجود در محل اتصال برگ‌های پایینی به ساقه، فعال شده و شروع به رشد میکنند.
تشکیل روزت: برگ‌های گیاه در فاصلهٔ دو مرحله پنجه زنی و ساقه رفتن رشد نموده و بلند می‌شوند و مجموعه‌ای برگ را در ابتدای ساقه ایجاد میکنند. این مرحله را تشکیل روزت می‌نامند.
ساقه رفتن: در این مرحله ساقه طویل می‌شود. در اوایل این مرحله، گل آذین هم تشکیل می‌شود. تشکیل گل آذین: در این مرحله گل آذین بوته از داخل غلاف خارج می‌شود. گل کردن غلات معمولاً زمانی که گل آذین داخل غلاف است یا بلافاصله پس از تشکیل گل آذین صورت می‌گیرد. گل‌های گیاهان خانواده گرامینه، به صورت گروهی به وجود می‌آیند. منظور از گل آذین، آرایش گل یا طرز قرار گرفتن گل روی ساقه است. مجموع چند گلچه که روی محور گل آذین است را سنبلچه می‌گویند.
میوه: زمانی که میوه می‌رسد، غشای تخمدان نازک شده و به پوست دانه می‌چسبد. این گونه میوهها را گندمه گویند، مثل دانه گندم، ذرت و چاودار. دانه بعضی غلات حتی پس از برداشت هم داخل غلاف باقی می‌ماند، مثل برنج و جو.
کشاورزی به تولید مواد غذایی و کالا از راه زراعت و جنگل داری و دامداری است. کشاورزی همان چیزی است که به ظهور تمدن منجر شد. مطالعهٔ کشاورزی به نام علم کشاورزی شناخته می‌شود.
کشاورزی شامل طیف وسیعی از تخصص‌ها و فنون، از جمله راه‌هایی برای گسترش زمین‌های مناسب برای زراعت گیاه، حفر کانال‌ها و فرم‌های مختلف آبیاری می‌باشد.
در دنیای امروز با نگرانی‌های موجود و کمبود منابع، نیاز است تا کشاورزی را به سوی کشاورزی پایدار (مثلا کشاورزی زیستی) یا کشاورزی فشرده (مثلا صنعتی) پیش ببریم تا بتوانیم نیازها را در آینده برطرف نماییم.
زراعت مدرن، اصلاح نباتات، سموم، دفع آفات و کود و پیشرفت‌های تکنولوژیک به شدت باعث افزایش بازده محصول می‌شوند ولی باید در نظر داشت که این محاسن در کنار عیوبی چون آسیب گسترده زیست محیطی و اثرات منفی سلامت انسان حاصل می‌شوند.
شیوه‌های مدرن در دامپروی نیز به همین گونه‌است یعنی با افزایش تولید گوشت ما مشکلاتی چون ستم به حیوانات و تبعات بهداشتی ناشی از آنتی بیوتیکها، هورمون رشد، و سایر مواد شیمیایی که معمولاً در تولید گوشت‌های صنعتی استفاده می‌شود را داریم.
محصولات کشاورزی را میتوان به صورت عمده به غذاها، الیاف، سوخت، مواد اولیه، دارو و زینت آلات تقسیم نمود.
غذاهای عبارتند از غلات، سبزیجات، میوهها، و گوشت. الیاف عبارتند از پنبه، پشم، کنف، ابریشم و کتان. مواد خام مانند چوب.
مخدره عبارتند از تنباکو، الکل، تریاک، کوکائین. از دیگر مواد مفید توسط گیاهان، از رزین میتوان نام برد. سوخت‌های زیستی شامل متان از زیست توده‌ها، اتانول و بیودیزل.
در سال ۲۰۰۷، حدود یک سوم از کارگران جهان در بخش کشاورزی شاغل بودند. اگرچه در سال ۲۰۰۳ تعداد کمتری در بخش کشاورزی مشغول بودند اما به دلیل آگاهی کشاورزی در سال ۲۰۰۸ این آمار به سرعت افزایش یافته.
همچنین در بخش‌های دیگر کشاورزی مانند اقتصاد کشاورزی هم تعداد قابل ملاحظه‌ای مشغول به کار اند.
با این که بیش از یک سوم جمعیت جهان در این بخش مشغول اند ولی این بخش تنها ۵٪ از سود خالص جهانی را به خود اختصاص داده‌است.
تاریخچه
از آنجا که قدمت کشاورزی به ۱۰،۰۰۰ سال پیش باز می‌گردد دارای گستره وسیعی در سراسر جهان می‌باشد.
روشهای مختلف در کشاورزی از قبیل آبیاری، تناوب زراعی، کودها و سموم دفع آفات مدتها پیش توسعه داده شده بود، اما گام‌های بزرگ در قرن گذشته برداشته شد.
در جوامع اولیه افرادی که تولید کشاورزی آنهابیش از نیاز خانواده شان بود قادر بودند تا افراد دیگر را به طرف خود جذب نمایند. برخی از تاریخ دانان بر این عقیده‌اند که توسعه کشاورزی باعث به وجود آمدن تمدنها گردید.
کشاورزی گذرا (نوبتی)
در بعضی از مناطق کره زمین، بعضی از قبایل درختان جنگل‌ها را می‌سوزانند و یا قطع میکنند و فضایی را که قبلا جنگل بوده‌است، به زمین‌های کشاورزی تبدیل کرده و در آن کشاورزی میکنند. البته این نوع کشاورزی چندان دوام نداشته و خیلی زود به دلیل رویش سریع درختان و گیاهان هرز دیگر و کم قوت بودن زمین، دست از کشاورزی می‌کشند و آن مکان را ترک میکنند و به محل دیگری می‌روند و در آن مکان هم همین کار را تکرار میکنند و این نوع کشاورزی کم‌کم باعث تخریب زیست بومهای جنگلی می‌شود. به این نوع کشاورزی در اصطلاح کشاورزی گذرا یا نوبتی گویند.
سیستم‌های تولید دام
حیواناتی مانند قاطر، لاما، اسب، شتر، گاو، گوسفند و خوک و سگ را برای استفاده از گوشتشان و یا محصولات دامی (مانند شیر، پشم و …) پرورش میدهند. یک نوع پرورش، پرورش دادن دام در مراتع می‌باشد و آن در صورتی است که نتوان از آن زمین استفاده دیگری نمود که در این صورت دام را در مراتع رها میکنند تا از علوفه موجود در مراتع تغذیه نماید در عوض کود دامی حاصله می‌تواند برای مرتع مفید می‌باشد. تقریبا ۶۸ ٪ از مراتع دائمی مورد استفاده دام هستند.
فرایند تولید
خاکورزی: عمل شخم خاک را برای آماده‌سازی کاشت و یا برای اختلاط مواد مغذی و یا برای کنترل آفات انجام میدهند.
بهرهوری توسط با افزودن کود شیمیایی و کنترل علفهای هرز افزایش می‌یابد و خاک را بیشتر مستعد فرسایش، تجزیه مواد آلی آزاد، دی اکسید کربن و کاهش فراوانی و تنوع موجودات زنده میکند.
مبارزه با آفات: شامل مدیریت علفهای هرز، حشرات و بیماری می‌شود.
برای این کار از روشهای شیمیایی (حشره کش)، بیولوژیکی (کنترل بیولوژیکی)، مکانیکی (کشت)، و روشهای فرهنگی استفاده می‌شود. روشهای فرهنگی شامل تناوب کشت، وجین، پوشش محصولات زراعی، به زراعی، کمپوست، پیشگیری و مقاومت می‌باشد. روشهای غیر شیمیایی و پیشگیری بهتر است به این دلیل که باعث کاهش محصول نمی‌گردد و روشهای پیشگیرانه‌است و روش شیمیایی تنها زمانی توصیه می‌شود که راه دیگری باقی نمانده باشد.
مدیریت: شامل هر دو منبع ورودی‌های مواد مغذی هم برای تولید محصولات زراعی و هم دام است، و همچنین شامل روش استفاده از کود تولید شده توسط دام است.
ورودی‌ها می‌توند شامل، عناصر شیمیایی، کودهای آلی، کود سبز، کمپوست و مواد معدنی باشد. همچنین تناوب و یا دوره آیش را باید در مدیریت در نظر گرفت.
مدیریت آب: در دنیا این که آب باران کافی است یا نیاز به منابع دیگری هم هست بسته به منطقه متفاوت می‌باشد.
علم کشاورزی
علم کشاورزی دانشی گسترده‌است که از بخشهایی شامل علوم طبیعی، دقیق، اقتصادی و نوعی از روابط اجتماعی است که در درک درستی از کشاورزی به کار می‌رود (دامپزشکی بنا به تعریف جزء این شاخه نیست)
سیاست کشاورزی
سیاست کشاورزی یا خط مشی کشاورزی مجموعه‌ای از قوانین و مقررات مرتبط با کشاورزی داخلی و واردات و صادرات محصولات کشاورزی را دربرمی گیرد. حکومت‌ها از طریق سیاست گذاری کشاورزی اهدافی نظیر تضمین تأمین محصولات خاص در بازار، ثبات قیمت‌ها، کمیت و کیفیت تولید، بهره‌برداری از زمین‌ها و اشتغال نیروی انسانی را تعقیب میکنند. سیاست کشاورزی به دغدغه‌هایی نظیر امنیت غذایی و فقرزدایی مربوط می‌شود و از ابزارهایی نظیر یارانه کشاورزی، قیمت گذاری و قیمت تضمینی بهره می‌گیرد.
زمین ویژه کشاورزی
زمین ویژه کشاورزی یا زمین قابل کشت زمینی است که برای شخم زدن مناسب است، چنانکه از زمین چراگاهی و زمین جنگلی دائمی جدا می‌باشد.
کشاورزی دقیق
کشاورزی دقیق (Precision Farming یا Precision Agriculture) یک مفهوم جدید در کشاورزی امروزی است و بر مبنای وجود ناهمگونی در سطح مزرعه استوار است. یکی از دلایل رشد کشاورزی دقیق در میان دانشمندان و کشاورزان، پیشرفت تکنولوزی در زمینه‌های مختلف از جمله سیستم تعیین مختصات جغرافیایی یا جی پی اس، سنسورها، عکسهای هوایی یا ماهواره ای (یا سنجش از دور) و تسحیلات مدیریت اطلاعات جغرافیایی است. بر این اساس اطلاعات جمع آوری شده توسط تکنولوژی‌های ذکر شده برای انجام محاسبات دقیق در مورد سطح ناهمگونی در مزرعه از جهت‌های مختلف از جمله مقدار مواد مغذی خاک، گسترش و پخش آفتها بیماریها و علفهای هرز در سطح مزرعه همچنین تصمیم گیری در مورد موعد فعالیتهای مدیریتی و همچنین پیش بینی مقدار عملکرد مورد ارزیابی قرار خواهند گرفت .
مزیتهای کشاورزی دقیق
کاهش مصرف کودهای شیمیایی به علت وجود نقشه‌های بیشینه و کمینه مواد مغذی خاک و کمک به کاهش آلودگی‌های زیست محیطی ناشی از مصرف بیش از حد مواد شیمیایی و همچنین افزایش عملکرد در صورت عمل کردن به موقع و به میزان لازم در موارد مدیریتی است.
کشاورزی سنتی (معیشتی)
کشاورزی سنتی ( کشاورزی معیشتی) فعالیت کشاورزی را می توان به چند گروه و طبقه تقسیم بندی نمود.
کشاورزی صنعتی
کشاورزی نیمه صنعتی
کشاورزی سنتی (معیشتی)
کشاورزی سنتی ( معیشتی)
در کشاورزی سنتی، فعالیت کشاورزی از قبیل زراعت، باغداری و دام پروی و یا پروش ماهی و ... برای دهقان کار او و نوع زندگی او محسوب می شود و این مهمترین ویژگی این گروه و متامیز کننده از سایر افرادی که کشاورزی فقط شغل آنها و محل کسب در آمد آنها می باشد در صورتی که زندگی آنها می تواند در شهر یا در روستا باشد . در کشاورزی سنتی نیروی کار مهمترین عامل در افزایش تولید می باشد و این یکی از دلایل وجود خانوار های پر جمعیت در مناطق کشاورزی بوده است..
نقاط ضعف
کم بودن بهره وری
بهره وری نهاده ها در کشاورزی سنتی به نسبت کشاورزی صنعتی پایین می باشد.
کابر بودن
کم بود سرمایه گذاری
کوچک بودن اراضی کشاورزی
نقاط قوت
یکی از محاسن کشاورزی سنتی نسبت به کشاورزی صنعتی این است که به عقیده محققین در این نوع از کشاورزی آسیب کمتری به محیط زیست و منابع طبیعی وارد می شود . علاوه بر این که در کشوری مانند ایران این گروه یک طبقه اجتماعی با آداب و سنن خاص خود را تشکیل می دهند که جامعه شناسی روستایی خود مصداقی در این بار می باشد.
کشاورزی سنتی در ایران
در ایران حدود 25 تا 30 در صد از مردم ایران دارای کشاورزی سنتی می باشند.
کشاورزی شهری
طبق تعریف به هر گونه کشاورزی در محیط‌های شهری کشاورزی شهری گویند.
دلایل نیاز
در برخی از شهرها مانند لندن برای تامین غذا نیاز است که آنها را از مسافت‌های دور اورد که این امر زیاد خوش آیند نیست، علی اللخصوص در کشورهای فقیر تامین غذا بدین صورت امکان پذیر نمی‌باشد.
بنا به گزارش سازمان ملل متحد، حدود ۱۵ درصد محصولات غذایی جهان، در مناطق شهری تولید می‌شود و این مقدار رو به رشد است.
این کار بدین صورت تعریف می‌شود که جمعیت شهر نشین دنیا که چیزی در حدود یک، سوم جمعیت جهان هستند ساعاتی از روز خود را به کشاورزی اختصاص می دهند تا نیاز خانواده خود را تا حدی تامین نمایند یا محصولات خود را در سوپرمارکت‌ها بفروشند.این قبیل کشاورزان به دلیل استفاده از سیستم‌های نوین و سرمایه گذاری در بخش‌های پر سود معمولاً موفقیت بیشتری نسبت به کشاورزان روستایی دارند.
نمونه‌های کشاورزی شهری
نمونه ای از اینها را می توان مردمی که در کلکته ی هندوستان مشغول تولید کود از زباله هستند یا افرادی که در لیما و پرو به صورت غیر قانونی خوک پرورش می دهند یا عده ای که در نایروبی و کنیا در قفس هایی چسبیده به آپارتمانشان مرغ پرورش میدهند را نام برد
در شانگهای حدود یک میلیون نفر از ساکنان آن در این نوع مزارع به کشاورزی مشغول هستند.این شهر، شیر و تخم‌مرغ مورد نیاز خود و تقریباً قسمت عمده سبزی خود و بخشی از گوشت و تقریباً دومیلیون تن از غله مصرفی سالانه خود را تامین میکند.
مزیت
از مزیتهای این روش می توان به این اشاره نمود که این دست کشاورزان قادر به استفاده از کودهای غنی شده انسانی اند.
تحلیل این روش از کشاورزی
براساس گفته کریس اسکات، از موسسه بین‌المللی آب و خاک سری‌لانکا، حدود ۱۰ درصد زمین‌های زراعی شهری، همزمان با مواد بودار که از فاضلاب شهرها گرفته می‌شوند، آبیاری و تغذیه می‌شوند. اسکات معتقد است دولت‌ها باید از تصفیه فاضلاب از موادی مانند پتوژن‌ها و نگهداری مواد غذایی مفید آنها از این روش حمایت کنند.
جک‌اسمیت، مسئول شبکه کشاورزی شهری می‌گوید:
اکو شهرها باید تبدیل به شهرهای کشاورزی شوند. کشاورزی در شهرها موجب تولید فضای سبز و کاهش حمل و نقل در داخل شهر می‌شود و از فرسایش خاک جلوگیری میکند و همچنین موجب پاکیزه ماندن آب و هوا نیز می‌شود.
کشاورزی متمرکز
کشاورزی متمرکز گونه‌ای سامانهٔ تولیدی در کشاورزی است که دارای میزان هدررفت کم به ازای به‌کارگیری فراوان سرمایه، کارگر، آفتکشها، و کودهای شیمیایی در منطقه زیر کشت است.
چگونگی انجام
کشاورزی متمرکز بر سه پایه اصلی به منظور بالا بردن بهرهوری زمین و انرژی استوار است که به ترتیب زیر هستند:
از میان بردن گیاهان خودرو و رقیب محصول در زمین کشاورزی
جلوگیری از تغذیه جانوران از آن محصولات کشاورزی
نگهداری جانوران دامی در مکان‌های سربسته و محافظت‌شده
این سیاست‌ها توسط به کارگیری مواد آفت‌کش و یا هرزکش و نیز دامداری نوین اعمال می‌شوند. مواد آفت‌کش و هرزکش باعث می‌شوند که محصولات نه تنها انرژی بیشتری برای رشد به دست آورند، که از هدر رفت انرژی ذخیره شده در آنها توسط خورده شدنشان به دست جانورانی چون پرندگان و حشرات جلوگیری شود. دامداری نوین نیز در حفظ انرژی ذخیره شده در بدن دام‌ها موثر است چرا که مانع از راه رفتن زیاد آنها و تخلیه این انرژی در محیط می‌شود.
اثرات زیست‌محیطی
دیدگاه‌های گوناگون و متفاوتی در زمینه اثرات زیست‌محیطی این گونه کشاورزی بر سلامت محیط زیست وجود دارند.
مخالفت
مخالفان کشاورزی و دامداری متمرکز بر این باورند که سیاست‌های اعمالی برای پیشبرد این گونه کشاورزی اثرات مخرب و بدی بر محیط زیست و انسان می‌گذارند. برای نمونه بهره‌گیری بیش از اندازه از آفتکشها باعث می‌شود که نه تنها حشرات مخرب نابود شوند، که حشرات مفید و یا خنثی نسبت به حصول نیز تحت تاثیر قرار گیرند و کشته شوند. چنین چیزی باعث کاهش تنوع زیستی می‌شود. ورود مواد شیمیایی به بدن نیز اثرات بدی بر تندرستی انسان دارند.
کشت بدون خاک
کشت بدون خاک (Soilless culture) نوعی کشت است که در آن از خاک به عنوان بستر استفاده نمی‌شود. کشت بدون خاک قرن‌ها پیش زمانی آغاز شد که در دوران باستان کشاورزان مصر، چین و هند ا حل کردن کود دامی در آب برای پرورش خیار، هندوانه و سبزی‌های دیگر در بستر شنی رودخانه‌ها استفاده می‌کردند. این روش به عنوان کشت بستر رودخانه‌ای نامیده می‌شد. کارهای خوبی در زمینه کشت بدون خاک در قرن چهاردهم انجام شد ولی در دهه ۱۹۴۰ به صورت تجاری توصعه یافت و در دهه ۱۹۶۰ پیشرفت چشمگیری در طراحی انواع سیستم‌ها به وجود آمد. هم اکنون مزارع زیادی وجود دارد که با سیستم کشت بدون خاک، گیاهان مختلف را پرورش میدهند. در کشت‌های سنتی دسترسی گیاه به عناصر غذایی، به حاصیخیزی خاک، مقدار مواد آلی و معدنی، عوامل محیطی و جمعیت میکروارگانیزم‌های مورد نیاز برای تبدیل فرم آلی عناصر غذایی به معدنی بستگی دارد. در کشت بدون خاک عناصر غذایی مورد نیاز گیاه به صورت مواد معدنی که توسط گیاه قابل جذب است، در اختیار ریشه قرار داده می‌شود.
مزایا
مزایای کشت بدون خاک را میتوان به صورت زیر خلاصه کرد:
افزایش عملکرد
عدم نیاز به تناوب زراعی
عدم وجود علف هرز
رشد سریع گیاه
تولید محصول یکنواخت
امکان کشت محصول در مناطقی که به دلیل خاک نامناسب قابل کشت نیست
افزایش کارایی مصرف آب
مصرف بهینه کودهای شیمیایی و آلوده نشدن محیط زیست
تولید محصول بهداشتی
معایب
معایب کشت بدون خاک:
هزینه اولیه احداث این سیستم نسبتا بالاست.
نیاز به وجود جریان برق برای تغذیه گیاه الزامی است.
برای تغذیه گیاه به کودهای شیمیایی با خلوص بالا و آب با کیفیت مناسب نیاز است.
محلول غذایی خاصیت تامپونی ندارد، بنابراین کوچکترین اشتباه در تهیه محلول غذایی می‌تواند سبب خسارت جبران ناپذیری گردد.
مدیریت کشاورزی
رشد بخش کشاورزی به عنوان بستری برای کسب اهداف توسعه در کشورهای در حال توسعه امری ضروری قلمداد می‌شود . در میان اهداف مورد نظر، بهبود و تقویت رشد اقتصادی و کاهش فقر، بهبود امنیت غذایی و حفظ منابع طبیعی بسیار مهم هستند.
کاهش فقر از طریق رشد اقتصادی
در کشورهای کم درآمد، بخش کشاورزی به دلیل گستردگی و پیوندهای قوی با سایر بخش‌های اقتصادی، به عنوان موتور و محرک اولیه رشد اقتصادی عمل می نماید. کشاورزی در این کشورها بیشترین سهم نیروی کار را به خود اختصاص داده و با 68 درصد اشتغال و 24 درصد تولید ناخالص داخلی جایگاه ویژهای دارد. اغلب جمعیت فقیر به طور مستقیم به این بخش به این بخش وابسته بوده و از طریق کشاورزی گذران زندگی میکنند . افزایش میزان بهره وری در بخش کشاورزی باعث ارزان تر شدن مواد غذایی شده و کمک قابل توجهی به اقتصاد خانوارهای فقیر میکند . همچنین کشاورزی نوین با اشتغال بیشتر در واحدهای فرآوری همراه شده و عرضهٔ خدمات و نهاده‌های بیشتری را در بازار به دنبال دارد . این روند به شکل غیر مستقیم به ایجاد اشتغال در مزارع منجر خواهد شد.
به این ترتیب بخش کشاورزی به طور مستقیم از طریق تولید بیشتر و صادرات و به صورت غیر مستقیم از طریق افزایش تقاضا برای خدمات و کالاهای صنعتی در جوامع روستایی، به رشد اقتصادی کمک نموده و در نتیجه موجب خلق فرصت‌های شغلی جدید می گردد.
رشد در بخش اقتصادی نتایج مثبتی بر " فقرزدایی" به خصوص در مناطق روستایی دارد و ذکر این نکته نیز ضروری است که روند کاهش فقر شهری را می توان از طریق رشد بخش روستائی، به ویژه در بخش کشاورزی تسریع کرد. به طور کلی رشد کشاورزی به صورت غیر مستقیم به بهبود وضعیت خانوارهای شهری و روستائی کمک کرده و با افزایش دستمزدها، کاهش قیمت مواد غذایی و تقاضای بیشتر برای کالاها و خدمات واسطه ای همراه می شود. این پدیده به ترغیب و توسعهٔ فعالیتهای زراعی، افزایش سرمایه‌های تولیدی به قشرهای زحمت کش و بهبود کارایی بازار عوامل خواهد انجامید . یک مطالعه در سال 1997 پیرامون 35 کشور نشان داد که یک درصد افزایش تولید ناخالص داخلی سرانهٔ کشاورزی، 1.61 درصد افزایش در درآمدهای سرانهٔ 20 درصد فقیرترین قشرهای جمعیت را به همراه خواهد داشت.
اهمیت کشاورزی در کشاورزی در کشورهای در حال توسعه از بعد تاریخی، در فرآیند توسعه، سهم کشاورزی در تولید و نیروی کار کاهش می سابد. این فرآیند باعث شده تا برخی کارشناسان توسعه، بخش کشاورزی را به عنوان یک عامل فرعی در راستای توسعه به شمار آورند. از این رو کاهش فرآورده‌ها و نیروی کار این بخش را می توان ناشی از سیاست‌های تبعیض آمیز (یک سو نگر) داخلی و سازو کارهای تجارت بین‌الملل دانست. بخش کشاورزی، به عنوان محرک رشد اقتصادی، به ویژه در کشورهای در حال توسعهٔ فقیر مطرح بوده است و "کشاورزی" نقش مهمی در تولیناخالص داخلی و اقتصاد روستایی ایفا کرده و بخش قابل ملاحظه ای از جامعهٔ فقیران را تحت تاثیر قرار می دهد.
یک بخش سازمان یافته و یکپارچهٔ کشاورزی می تواند به بهبود امنیت غذایی، کاهش قیمت محصولات غذایی ( به خصوص به نفع جمعیت فقیر می‌باشد که سهم نامتناسبی از درآمد خود را صرف غذا می کنند.)، افزایش میزان اشتغال و درآمد، ایجاد پیوندهای اقتصادی مهم در زنجیرهٔ تولید، و ایجاد تاثیرات مثبت در محیط زیست کمک شایانی کند.
در طول دههٔ 1990، حمایت بین‌المللی توسعه بخش کشاورزی کاهش یافت زیرا بر اساس شواهد موجود بودجه‌های تخصیص یافته به پروژه‌های کشاورزی و تحقیقات از سوی دولت‌ها و سازمان‌های بین‌المللی مرتبط یافته است . با وجود چالش‌های موجود و روند سیاست‌های تجارت کشاورزی در کشورهای صنعتی، شدت فقر روستایی و نقش مهم کشاورزی در رشد اقتصادی کشورهای در حال توسعه به ظهور نیازهای فوری و اضطراری برای تاکید مجدد به این بخش و نیز استفادهاز مزیتهای نسبی در محصولات کشاورزی این کشورها منجر شده است.
با توجه به فقر گسترده در روستاها و فعالیتهای زیست محیطی زیان بار، باید یک چارچوب توسعه برای کشاورزی و با توجه باصول برابری و پایداری تدوین شود. این چارچوب حداقل شامل موارد زیر است:
• سیاست‌های اقتصادی در کشورهای در حال توسعه که در برابر تولیدات و صادرات عمده تبعیض آمیز و یک سو نگر نیستند.
• سیاست‌های تجاری در اقتصادی ثروتمند که در قبال کشورهای در حال توسعه تبعیض آمیز نیستند.
• سرمایه گذاری خصوصی و دولتی در زیر ساخت‌ها، توسعه فنی و اعتبار که برای مدرن سازی تولید و بهبود رقابت ضروری هستند.
بهبود در امنیت غذایی
در مقیاس جهانی، نیاز به مواغذایی و تغذیه، روندی رو به افزایش و وسیع داشته و اکنون تحت تاثیر جمعیت و درآمدهای رو به رشد و نیز تقاضای حجیم برای خوراک دام قرار دارد. گزارش‌های انتشار یافته از سوی مؤسسه بین‌المللی پژوهش در سیاست غذایی دلالت بر لزوم بازبینی مجدد در سرمایه گذاری‌های دولتی و خصوصی و تدوین برنامه‌های کلان در بلند مدت دارد، تا بتوان قیمت‌های غذایی را تا سال 2020 کاهش داد و اهداف هزارهٔ سوم را برای کاهش فقر و سوء تغذیه محقق کرد. در سطح ملی، رشد اقتصادی از طریق افزایش درآمد جمعیت فقیر سهم قابل ملاحظه ای در میزان دسترسی آنان به مواد غذایی خواهد داشت.
حفاظت از منابع طبیعی
بخش کشاورزی، بزرگترین مصرف کنندهٔ منابع طبیعی و در عین حال بیشترین نقش را در حفظ آن بر عهده دارد. تخریب منابع آب و خاک در بسیاری از مناطق، از جمله نگرانی‌های تولید کنندگان بوده و آگاهی‌های عمومی نسبت به محیط زیست، باعث ظهور و بکارگیری راهکارهای حفاظتی شده است . در برخی کشورها استفادهٔ زیاد از مواد شیمیایی و آفت کش‌ها که با تاسف باید اظهار داشت با پرداخت یارانه‌های مختلف همراه است، مشکلات زیست محیطی بسیاری را به وجود آورده است . خذف یارانه‌ها و افزایش درآمد کشاورزان از طریق بهبود بهرهوری از جمله راهبردهای مؤثر در کاهش روند تخریب منابع هستند.
آزاد سازی تجاری ضامن موفقیت
تعامل و یکپارچگی با اقتصاد جهانی می تواند روند رشد و فقر زدرا تقویت کند. در اغلب کشورها، آزادسازی تجاری گسترده و سهولت در مناسبات تجاری باعث تقویت روند رشد درآمدها و محصول خواهد شد. اندیشهٔ تجارت باز و سیاست سرمایه گذاری همواره تعامل با محیط تجارت جهانی و نیز واردات فناوری‌های متنوع و نوین را در جهت بهرهوری هرچه بیشتر، تسهیل میکند. به ویژه آزاد سازی تجارت با رشد هرچه بیشتر بخش کشاورزی همراه بوده است.در مقایسهٔ فرآیندهای مختلف اصلاح سیاست‌های تجاری، استنباط می‌شود که اگر تلاش‌های آزاد سازی ادامه یابند، در آن صورت بخش کشاورزی در یک دورهٔ چهار ساله بعد اصلاحات از یک نرخ رشد متوسط 5.7 درصدی برخوردار خواهد شد و این نرخ در مقایسه با نرخ 2.8 درصدی پیش از آن قابل توجه به نظر می رسد.
رفع موانعی مانند تعرفه‌های سنگین واردات محصولات کشاورزی و مواد غذایی از ابعاد مهمی در چرخه یفقرزددایی برخوردار است.این پدیده سبب می‌شود تا قیمت مواد غذایی پایین آمده و درنهایت، مصرف کننده بهره مند شود. از آن جا که جمعیت فقیر، بخش قابل ملاحظه ای از درآمد خود را صرف غذا می کند، به دنبال کاهش موانع تجاری، این گروه از منفعت بیشتری بهره مند خواهند شد.
با هدف حمایت از روند رشد کشاورزی و فقرزدایی، لازم است تا نظام اقتصادی در حال توسعه از طریق حذف یا کاهش موانع تجاری با اقتصاد جهانی تلفیق و همراه شده و به موضوع تجارت چند جانبه در میان خود و یا با کشورهای توسعه یافته بپردازند. کشورهای در حال توسعه برای ایفای نقش رقابت آمیز، باید مزیت‌ها و بهره وری محصولات کشاورزی خود را از طریق اعمال تغییرات لازم در الگوهای مناسب کشت، بهبود فناوری‌های تولید، ارتقای کانال‌های بازاریابی و دیگر راهکارهای تکمیلی افزایش دهند تا از منافع واقعی ناشی از آزاد سازی تجاری بهره مند شوند. این به معنی آن است که این کشورها باید در مذاکره‌های تجاری خود ملاحظه‌های لازم و ویژه ای را در نظر گیرند. همچنین، باید نسبت به اعمال ساز و کارهای تضمینی برای مواجهه با اثرات شدید ناشی از انطباق این مذاکره‌ها با اقشار آسیب پذیر، از جمله کارگران روستایی اهمیت دهند. به طور اساسی اهداف بلند مدت مورد نظر در کاهش موانع تجارت باید برای کشورهای د رحال توسعه و توسته یکسان باشد.
کشاورز
کشاورز به فردی گفته می‌شود که برای تولید غذا و بهره‌برداری اقتصادی به کشت و کار در زمین‌های کشاورزی و یا نگهداری دام‌های اهلی می‌پردازد. یک کشاورز ممکن است در زمین خود به عنوان مالک و یا در زمین‌های افراد دیگر به عنوان کارگر مشغول به کار باشد.
تعریف
اصطلاح کشاورز به کسی که در تولید محصولات زراعی، باغی، دامی و طیور فعال است، صدق میکند. محصولات کشاورزی می‌تواند تنها برای مصرف خانواده کشاورز و یا جامعه تولید شود.
در بسیاری از جوامع اصطلاحات گوناگونی برای فعالین بخش‌های مختلف کشاورزی در نظر گرفته شده است؛ به عنوان مثال، به کسانی که برای بهره‌برداری اقتصادی از گاو، گوسفند و بز نگهداری میکنند، دام‌دار یا چوپان و به کسانی که در باغ‌ها فعال می‌باشند، باغ‌دار و به کسانی که در زمین‌های زراعی فعال می‌باشند، کشاورز گفته می‌شود.
علوم طبیعی
علوم طبیعی یا همان تجربی دانش‌هائی هستند که موضوع آنها بررسی ویژگی‌های فیزیکی طبیعت (به معنای وسیع آن، یعنی همه جهان) است. به این معنا علوم طبیعی از علوم انسانی متمایز است. در علوم طبیعی کوشش می‌شود تا پدیده‌های طبیعی با روش علمی و براساس فرآیندهای طبیعی (و نه الهی یا عرفانی و مانند آن) توضیح داده شود. گاه منظور از علوم طبیعی همان علوم زیستی است ولی این کاربرد رایج نیست و علوم زیستی بخشی از علوم طبیعی به‌شمار می‌رود. در ایران امروز ( پس از دهه ی 50 شمسی ) بر خلاف دیروز ( پیش از دهه ی 50 شمسی ) به علوم طبیعی ، علوم تجربی می گویند که به نظر می رسد علوم طبیعی صحیح است و نه علوم تجربی چرا که علومی که با تجربه حاصل می شوند محصور در علوم طبیعی نیست و شامل علوم انسانی نیز می شود .
علوم انسانی
علوم انسانی به دسته‌ای از علوم اطلاق می‌شود که به موضوعاتی چون جامعه، فرهنگ، زبان، رفتار و کنش انسان، و روان و اندیشهٔ افراد توجه دارد. جامعه شناسی، روان شناسی، زبانشناسی، مدیریت، اقتصاد، علوم سیاسی و تاریخ چند نمونه از رشته‌های علوم انسانی‌اند. علوم انسانی در حال حاضر دارای دو پارادایم اصلی است. یکی پارادایم "علوم انسانی مدرن" و دوم "علوم انسانی جدید" که با نام پست مدرن هم خوانده می‌شود. در "علوم انسانی جدید" با روشهای عموماً تحلیلی، انتقادی و تفکری-تعمقی امور انسانی را مطالعه میکنند. این روش‌ها معمولاً در تقابل با روشهای تجربی در علوم تجربی و علوم انسانی مدرن قرار میگیرند. در علوم انسانی جدید روش بررسی موضوعات و پژوهش پیرامون آنها بیشتر با روش مشاهدهٔ غیر مستقیم است. در عین حال بسیاری از شاخه های علوم انسانی چون مدیریت،اقتصاد،حسابداری،جغرافیا و روانشناسی برای تجزیه و تحلیل از برخی علوم غیرانسانی همچون ریاضیات کاربردی(در مدیریت)،آمار کاربردی و تحلیل رگرسیون(اقتصاد و روانشناسی)، GISوسیستم های راداری و سنجش ازدور(در جغرافیا)وسایر روشهای تجربی استفاده میکنند. در واقع میتوان گفت آنقدر که برخی علوم پایه همچون: آمار و احتمالات و ریاضیات کاربردی در علوم انسانی اثرگذار بوده اند و مورد استفاده قرار میگیرند،در سایر علوم کاربرد پیدا نکرده اند!
زیست‌شناسی
زیست‌شناسی از علوم طبیعی و دانش مربوط به مطالعه جانداران زنده است. این دانش به بررسی ویژگی‌ها و رفتار سازواره‌ها، چگونگی پیدایش گونه‌ها و افراد، و نیز به بررسی برهمکنش جانداران با یکدیگر و محیط پیرامونشان می‌پردازد.زیست‌شناسی شامل موضوعات وسیعی است که دارای تقسیم‌بندی بسیاری از مباحث و رشته‌های مختلف است.از جمله مهم ترین موضوعات آن عبارت از پنج اصل به‌هم‌وابسته است که می توان آنها را اساس زیست شناسی مدرن نامید:
سلول‌ها به عنوان واحد اصلی حیات هستند.
گونه های جدید و صفات موروثی، محصول تکامل هستند.
ژن‌ها واحد اصلی وراثت هستند.
ارگانیسم‌ها محیط داخلی خود را برای حفظ یک وضعیت پایدار و ثابت، حفظ میکنند.
موجودات زنده انرژی مصرف میکنند و آن را به صورت دیگری تبدیل میکنند.
تاریخچه
اصطلاح بیولوژی (به انگلیسی: biology) از واژه یونانی βίος- بیوس "به معنی زندگی"، و پسوند λογία- لوژیا "به معنی مطالعه چیزی"، مشتق شده‌است. این کلمه در آلمان در اوایل سال ۱۷۹۱ ممکن است از پسین‌سازی کلمه قدیمی‌تر دوزیستان‌شناسی با حذف کلمه دوزیستان، به وجود آمده باشد.
اگرچه زیست‌شناسی در قالب مدرن خود پیشترفت‌های بسیاری یافته‌است، اماعلوم مرتبط و وابسته به آن، از زمان‌های قدیم مورد مطالعه قرار گرفته‌است. فلسفه طبیعی در اوایل تمدن‌های باستانی بین النهرین، مصر، شبه‌قاره هند و چین مورد مطالعه قرار گرفت.با این حال، ریشه‌های زیست‌شناسی مدرن و گرایش به مطالعه طبیعت اغلب به یونان باستان برمی‌گردد. در حالی که مطالعه رسمی طب به بقراط (حدود ۴۶۰ سال قبل از میلاد -- حدود ۳۷۰ سال قبل از میلاد) برمی گردد، اما ارسطو (۳۲۲ سال قبل از میلاد و ۳۸۴ پیش از میلاد) گسترده‌ترین سهم را برای توسعه زیست شناسی به کار گرفت. نقش برجسته او در تاریخچه حیوانات و کارهای دیگری با تکیه بر طبیعت‌گرایی، و فعالیتهای تجربی دیگری که بر روی علت و معلولی زیستی و تنوع زندگی متمرکز بود، از اهمیت ویژهای برخوردار است.ثئوفراستوس جانشین ارسطو در لیسه، سلسله کتاب‌هایی در زمینه گیاه‌شناسی نوشت که تا به امروز سالم ماند و به عنوان مهمترین سهم از دوران باستان و حتی قرون وسطی از علوم گیاهی به حساب می‌آید.
مبانی زیست شناسی مدرن
بخش عمده‌ای از زیست شناسی مدرن را میتوان متشکل از پنج اصل به‌هم وابسته دانست که شامل : نظریه سلولی، تکامل، ژنتیک، هموستازی، و انرژی است.
غلات
غَلات گیاهانی از خانواده گندمیان هستند که گیاهان علفی تک لپه‌ای بوده و دانه‌های ریز آنها، مصرف خوراکی دارد. غلات گیاهانی یک ساله هستند، یعنی چرخهٔ زندگی خود را در یک فصل زراعی به پایان می‌رسانند.
گونه‌های سردسیری غلات (گندم، جو و چاودار) در فصل پاییز و اوایل بهار کشت شده و در اواسط تا اواخر تابستان هم برداشت می‌شوند. گونه‌های گرمسیری غلات (برنج، ذرت، ذرت خوشه‌ای و ارزن) نیز با توجه به شرایط آب و هوایی در اواخر بهار یا اوایل تابستان کشت شده و اواخر تابستان یا اوایل پاییز هم برداشت می‌شوند.
تاریخچه
هزاران سال است که این گونه گیاهان، در تأمین غذای بشر نقش حیاتی ایفا میکنند. باستان شناسان جوامع ابتدایی توانسته‌اند از ویرانه‌های قدیمی مراکز سکونت انسان، دلایلی به دست آورند که نشان می‌دهد غلات در تمدن‌های اولیه بشری هم کشت می‌شده‌اند و برای مثال، گندم در سرزمین حاصلخیز میانرودان به عمل می‌آمده است. میانرودان امروزه بخشهایی از ترکیه، عراق، سوریه و ایران را تشکیل می‌دهد. شواهد به دست آمده نشان می‌دهد که در ۱۶٫۰۰۰ تا ۱۰٫۰۰۰ سال قبل از میلاد، انسان ما قبل تاریخ در این ناحیه گندم تولید می‌کرده است.
همچنین هر جا که جامعه‌ای تشکیل شده، یکی از انواع غلات در پیدایش آن نقش داشته اند. مثلاً برنج در تشکیل جوامع نخستین کشور چین و ذرت هم در تشکیل جوامع آفریقایی مؤثر بوده اند.
اهمیت امروزی غلات
در بسیاری از کشورهای آسیایی و آفریقایی، بیش از ۸۰ درصد غذای مردم از غلات تأمین می‌گردد. سهم غلات در غذای مردمان اروپایی ۴۵ تا ۵۵ درصد بوده و در ایالات متحده آمریکا تقریباً ۲۰ تا ۳۰ درصد می‌باشد.
امروزه نزدیک به ۷۰ درصد سطح زیر کشت یک میلیارد هکتاری جهان را غلات اشغال نموده اند. تقریباً نیمی از کل نیازهای غذایی انسان به ویژه در آسیا به طور مستقیم از غلات تأمین می‌گردد.
همچنین تولید غلات در مقایسه با دیگر فراورده‌های غذایی از جمله گوشت، تخم مرغ، شیر و... بسیار بیشتر است. تولید سالانه غلات در جهان، بیش از یک میلیارد و هفتصد میلیون تن می‌باشد. گندم، برنج و ذرت سه محصول مهم هستند که هر کدام تقریباً یک چهارم تولید سالانه غلات را تشکیل میدهند.
برنج، غذای عمده و روزمره مردم نواحی گرم و مرطوب است. این غله معمولاً در زمین‌هایی تولید می‌شود که بتوان آنها را در برخی فصول سال غرقاب یا گل- آب نمود. گندم به عنوان غله‌ای سازگار، عمدتاً در زمین‌های چمن طبیعی و همچنین در مناطقی که آب و هوا برای کشت ذرت مناسب نیست، به عمل می‌آید. گندم از غلاتی است که در نواحی سرد هم کشت می‌شود. این غله در سراسر جهان در فصول مختلفی کشت می‌شود، به طوریکه در هر ماه از سال، گندم در یکی از نقاط جهان در حال برداشت می‌باشد. ذرت هم به عنوان یک گیاه گرمسیری، در مناطقی که رطوبت و حرارت کافی در فصل زراعت فراهم باشد، رشد می‌نماید.
ارزش غذایی غلات
غلات منبع انرژی برای انسان هستند. در کشورهای در حال توسعه، این دسته مواد تمام رژیم غذایی را در بر میگیرند. غلات حاوی هیدرات کربن، پروتئین، چربی، مواد معدنی و انواع ویتامین هستند که البته ضمن مراحل مختلف نگهداری و تهیه، ممکن است بخشی از مواد مغذی مذکور از بین برود.
دانه غلات که کاریوپس یا گندمه نام دارد، منبع خوبی برای تغذیه انسان می‌باشد. میزان پروتئین برنج از گندم کمتر است. میزان ویتامین‌های ضروری (از جمله تیامین) برنج صیقل داده شده هم از برنج قهوه‌ای کمتر می‌باشد، چون سبوس خود دارای ویتامین‌های گوناگونی است که در مرحلهٔ صیقل دهی از برنج جدا می‌گردد.
البته به خاطر داشته باشید که با وجود همهٔ موادی که ذکر شد، غلات غذای کاملی بشمار نمی‌آیند. مصرف این مواد به تنهایی نمی‌تواند یک رژیم غذایی متعادل و کامل محسوب گردد. میزان پروتئین و در واقع اسیدهای آمینه غلات و همچنین ویتامین موجود در آنها محدود است. برای این که یک فرد بالغ بتواند ۶۵ تا ۸۰ گرم پروتئین مورد نیاز خود را تنها از طریق غلات تأمین کند، باید مقدار بسیار زیادی از این دسته مواد بخورد که در عوض، به دلیل این که غلات حاوی هیدرات کربن هستند، فرد ممکن است چاق شود. بسیاری از پروتئین‌های گیاهی به همین دلیل که اسیدهای آمینه کافی ندارند نمی‌توانند به تنهایی در رژیم غذایی افراد مورد استفاده قرار گیرند، بلکه در کنار آنها باید از پروتئین‌های حیوانی و سبزیجات و حبوبات هم استفاده نمود. البته پروتئین‌های حیوانی که از انواع حیوانات تأمین می‌شوند، خود متکی بر منابع گیاهی و از جمله غلات هستند. چون اغلب از انواع گیاهان و غلات، به عنوان خوراک دام استفاده می‌شود.
امروزه مهندسین ژنتیک سعی میکنند تا با اصلاح نباتات، غلاتی با پروتئین‌هایی که اسیدهای آمینهٔ ضروری بیشتری داشته باشند، تولید نمایند. مقدار دو اسید آمینه ضروری به نامهای لیسین و ایزولوسین در غلات کم است و تمام متخصصین اصلاح نباتات تلاش میکنند غلاتی که میزان بیشتری از این دو نوع اسید آمینه داشته باشند را تولید نمایند.
غلات بیشترین شکل انرژی خود را به صورت نشاسته عرضه میکنند. استفاده از دانه کامل غلات، منبع خوبی برای فیبر گیاهی و اسیدهای چرب ضروری می‌باشد. از برنج به صورت پخته یا آرد برنج استفاده می‌شود. معمولاً غلات را برای استفاده تبدیل به آرد میکنند. گندم یکی از این غلات است که بیشتر آرد آن به کار می‌رود. از انواع غلات آرد شده در تهیهٔ نان، پاستا، دسر، پیراشکی، کلوچه و... استفاده میکنند. البته آرد را گاهی از سیب زمینی، شاه بلوط، حبوبات و... هم تهیه میکنند.
آب و هوای مناسب برای رشد غلات
عوامل مختلف آب و هوایی قادرند طرز رشد، میزان عملکرد و همچنین کیفیت محصول را تحت تأثیر قرار دهند. بنابراین تولید اقتصادی هر نوع غله در هر ناحیه، کاملاً تابع شرایط آب و هوایی می‌باشد. گندم، جو و چاودار که به دلیل کوچک بودن بوته‌شان، غلات کوچک نام میگیرند، به بارندگی سالیانه ۳۰۰ تا ۱۳۰۰ میلیمتر نیاز دارند و به صورت دیم هم کشت می‌شوند.
برنج به حرارت و بارندگی کافی (یا آبیاری کافی) نیاز دارد. معمولاً برنج در نواحی که سالانه نزدیک به ۱۰۰۰ میلیمتر یا بیشتر بارندگی دارند کشت می‌شود. ذرت هم با این که یک گیاه گرمسیری است در آب و هوا و ارتفاعات مختلف از نواحی پست تا ارتفاع ۳۰۰۰ متری از سطح دریا کشت می‌گردد.
جو از همهٔ غلات مقاوم تر است و میتوان آن را حتی در کشور سیبری هم کاشت. گندم از همهٔ غلات رایج تر است. معمولاً گیاهان سردسیری را در نواحی گرمسیری، البته در نواحی بلند و خنک کوهستانی می‌کارند که در این صورت، کشاورزان می‌توانند به دلیل شرایط مساعد و خنکی کوهستان‌های نواحی گرمسیر، هر ساله چند بار غلات بکارند.
غلات گرمسیری را در نواحی پست گرمسیری که آب و هوای معتدلی دارند می‌کارند و همچنین میتوان این غلات را در نواحی معتدل، البته در فصل‌هایی که سرما و یخبندان نباشد کشت نمود. معمولاً این دسته انواع بهاره و زمستانی دارند.
ساختمان دانه غلات
دانه غلات، میوه خشکی است که اصطلاحاً به آن گندمه و به زبان عامیانه دانه یا غله می‌گویند. این دانه دارای چندین لایه خارجی بوده که خارجی‌ترین لایه را پریکارپ می‌نامند و همچنین دو قسمت به نامهای آندوسپرم و گیاهک دارد. غشای تخمدان، پوست دانه و لایه آلورون که در مجموع سبوس را تشکیل میدهند، در مرحلهٔ تهیه آرد از غلات جدا می‌شوند. حتی گاهی گیاهک را هم از دانه جدا نموده و با سبوس مخلوط می‌نمایند. سبوسی که گیاهک داشته باشد، پروتئین بیشتری نسبت به آندوسپرم نشاسته‌ای دارد. چون پروتئین گیاهک از هر قسمت دیگری در دانه بیشتر است. آردی که در تهیهٔ آن از تمام قسمت‌های دانه غلات استفاده نموده باشند نسبت به آرد سفید، که برای تهیه آن سبوس و گیاهک را جدا نموده‌اند دارای مواد مغذی بیشتری می‌باشد.
مراحل رشد غلات
دوره رشد غلات شامل مراحل جوانه زنی، پنجه زنی، تشکیل روزت، ساقه رفتن، تشکیل گل و تشکیل میوه است که هر کدام از این مراحل را به اختصار در اینجا توضیح می‌دهیم:
جوانه زنی: این مرحله با نفوذ ریشه در پوست دانه و غشای تخمدان آغاز می‌شود. ریشهٔ اولیه چندان پر پشت نیست، اما ریشه‌های ثانویه که شامل ریشه‌های نا بجا هم می‌شود، در مراحل اولیه رشد به وجود خواهند آمد که این ریشه‌های ثانویه قوی تر بوده و قدرت کافی برای نگه داشتن گیاه در خاک را دارند.
پنجه زنی: پس از آن که اولین برگ‌های گیاه سطح خاک را شکافت و ساقه اصلی شروع به رشد نمود، مرحله پنجه زنی آغاز می‌گردد؛ یعنی جوانه‌های موجود در محل اتصال برگ‌های پایینی به ساقه، فعال شده و شروع به رشد میکنند.
تشکیل روزت: برگ‌های گیاه در فاصلهٔ دو مرحله پنجه زنی و ساقه رفتن رشد نموده و بلند می‌شوند و مجموعه‌ای برگ را در ابتدای ساقه ایجاد میکنند. این مرحله را تشکیل روزت می‌نامند.
ساقه رفتن: در این مرحله ساقه طویل می‌شود. در اوایل این مرحله، گل آذین هم تشکیل می‌شود. تشکیل گل آذین: در این مرحله گل آذین بوته از داخل غلاف خارج می‌شود. گل کردن غلات معمولاً زمانی که گل آذین داخل غلاف است یا بلافاصله پس از تشکیل گل آذین صورت می‌گیرد. گل‌های گیاهان خانواده گرامینه، به صورت گروهی به وجود می‌آیند. منظور از گل آذین، آرایش گل یا طرز قرار گرفتن گل روی ساقه است. مجموع چند گلچه که روی محور گل آذین است را سنبلچه می‌گویند.
میوه: زمانی که میوه می‌رسد، غشای تخمدان نازک شده و به پوست دانه می‌چسبد. این گونه میوهها را گندمه گویند، مثل دانه گندم، ذرت و چاودار. دانه بعضی غلات حتی پس از برداشت هم داخل غلاف باقی می‌ماند، مثل برنج و جو.
1:54 pm
کاربرد برنامه نویسی
زبان برنامه نویسی یک مکانیزم ساخت یافته برای تعریف داده‌ها، و عملیات یا تبدیل‌هایی که ممکن است بطور اتوماتیک روی آن داده انجام شوند، فراهم میکند. یک برنامه نویس از انتزاعات آماده در زبان استفاده میکند تا مفاهیم به کار رفته در محاسبات را بیان کند. این مفاهیم به عنوان یک مجموعه از ساده‌ترین عناصر موجود بیان می‌شوند(مفاهیم ابتدایی نامیده می‌شوند).
زبان‌های برنامه نویسی با غالب زبان‌های انسانی تفاوتی دارد و آن این است که نیاز به بیان دقیق تر و کامل تری دارد. هنگام استفاده از زبان‌های طبیعی برای ارتباط با دیگر انسان‌ها، نویسندگان و گویندگان می‌توانند مبهم باشند و اشتباهات کوچک داشته باشند، و همچنان انتظار داشته باشند که مخاطب آنها متوجه شده باشد. اگرچه، مجازا، رایانه‌ها "دقیقاً آنچه که به آنها گفته شده را انجام میدهند." و نمی‌توانند "بفهمند" که نویسنده دقیقاً چه کدی مد نظر نویسنده بوده‌است] البته امروزه برنامه‌هایی برای انجام این کار تولید شده‌اند و تلاش‌های بسیاری در این زمینه انجام شده ولی هنوز به نتیجهٔ رضایت بخشی نرسیده است[. ترکیب تعریف زبان، یک برنامه، و ورودی برنامه بطور کامل رفتار خروجی را به هنگام اجرای برنامه (در محدوده کنترل آن برنامه) مشخص میکند. برنامه‌های یک رایانه ممکن است در یک فرایند ناپیوسته بدون دخالت انسان اجرا شوند، یا یک کاربر ممکن است دستورات را در یک مرحله فعل و انفعال مفسر تایپ کند.در این حالت "دستور"ها همان برنامه‌ها هستند، که اجرای آنها زنجیروار به هم مرتبطند.به زبانی که برای دستور دادن به برنامه‌ای استفاده می‌شود، زبان اسکریپت می‌گویند. بسیاری از زبان‌ها کنار گذاشته شده‌اند، برای رفع نیازهای جدید جایگزین شده‌اند، با برنامه‌های دیگر ترکیب شده‌اند و در نهایت استعمال آنها متوقف شده‌است. با وجود اینکه تلاش‌هایی برای طراحی یک زبان رایانه" کامل" شده‌است که تمام اهداف را تحت پوشش قرار دهد، هیچ یک نتوانستند بطور کلی این جایگاه را پر کنند. نیاز به زبان‌های رایانه‌ای گسترده از گستردگی زمینه‌هایی که زبان‌ها استفاده می‌شوند، ناشی می‌شود:
محدوده برنامه‌ها از متون بسیار کوچک نوشته شده توسط افراد عادی تا سیستم‌های بسیار بزرگ نوشته شده توسط صدها برنامه نویس است
توانایی برنامه نویس‌ها: از تازه کارهایی که بیش از هر چیز به سادگی نیاز دارند تا حرفه‌ای‌هایی که با پیچیدگی قابل توجهی کنار می‌آیند.
برنامه‌ها باید سرعت، اندازه و سادگی را بسته به سیستم‌ها از ریزپردازندها تا ابر رایانه‌ها متناسب نگه دارند.
برنامه‌ها ممکن است یک بار نوشته شوند و تا نسل‌ها تغییر نکنند، و یا ممکن است پیوسته اصلاح شوند.
در نهایت، برنامه نویس‌ها ممکن است در علایق متفاوت باشند: آنها ممکن است به بیان مسائل با زبانی خاص خو گرفته باشند.
یک سیر رایج در گسترش زبان‌های برنامه نویسی این است که قابلیت حل مسائلی با درجات انتزاعی بالاتری را اضافه کنند. زبان‌های برنامه نویسی اولیه به سخت‌افزار رایانه گره خورده بودند. همانطور که زبان‌های برنامه نویسی جدید گسترش پیدا کرده‌اند، ویژگی‌هایی به برنامه‌ها افزوده شده که به برنامه نویس اجازه دهد که ایده‌هایی که از ترجمه ساده به دستورات سخت‌افزار دورتر هستند نیز استفاده کند. چون برنامه نویس‌ها کمتر به پیچیدگی رایانه محدود شده‌اند، برنامه‌های آنها می‌تواند محاسبات بیشتری با تلاش کمتر از سوی برنامه نویس انجام دهند. این به آنها این امکان را می‌دهد که کارایی بیشتردر واحد زمان داشته باشند. "پردازنده‌های زبان طبیعی" به عنوان راهی برای ازبین بردن نیاز به زبان‌های اختصاصی برنامه نویسی پیشنهاد شده‌اند. هرچند، این هدف دور است و فواید آن قابل بحث است. "ادسگر دیجسترا" موافق بود که استفاده از یک زبان رسمی برای جلوگیری از مقدمه سازی ساختارهای بی معنی واجب است، و زبان برنامه نویسی طبیعی را با عنوان "احمقانه" رد کرد، "آلن پرلیس" نیز مشابها این ایده را رد کرد. مطابق با متدولوژی نامتجانس استفاده شده توسط langpop.com در سال ۲۰۰۸، ۱۲ زبان پرکاربرد عبارتند از: C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, PHP, Python, Ruby, Shell, SQL, and Visual Basic.
المان‌ها
تمام زبان‌های بزنامه نویسی تعدادی بلوک‌های ابتدایی برای توضیح داده و پردازش یا تبدیل آنها(مانند جمع کردن دو عدد با انتخاب یک عضو از یک مجموعه)دارند. این " عناصرابتدایی" بوسیله قوانین معناشناسی و دستوری تعریف می‌شوند که ساختار و معنای مربوطه را توضیح میدهند.
دستور(
syntax)
فرم سطحی یک زبان برنامه نویسی دستور آن نامیده می‌شود. غالب زبان‌های برنامه نویسی کاملاً متنی اند؛ و از دنبالهٔ متون شامل کلمات، اعداد، نشانگذاری، بسیار شبیه زبان نوشتاری طبیعی استفاده میکنند. از طرف دیگر، برنامه‌هایی نیز وجود دارند که بیشتر گرافیکی اند، و از روابط بصری بین سمبل‌ها برای مشخص کردن برنامه استفاده میکنند. دستور یک زبان ترکیبات ممکن سمبل‌ها برای ایجاد یک برنامهٔ درست را از نظر دستوری مشخص میکند. معنایی که به یک ترکیب سمبل‌ها داده می‌شود با معناشناسی اداره می‌شود(قراردادی یا نوشته شده در پیاده سازی منبع). از آنجا که اغلب زبان‌ها متنی هستند، این مقاله دستور متنی را مورد بحث قرار می‌دهد.
دستور زبان برنامه نویسی معمولاً بوسیله ترکیب عبارات معین(برای ساختار لغوی) و فرم توضیح اعمال(برای ساختار گرامری) تعریف می‌شوند. متن زیر یک گرامر ساده، به زبان lisp است: expression ::= atom | list atom ::= number | symbol number ::= [+-]?['۰'-'۹']+ symbol ::= ['A'-'Za'-'z'].* list ::= '(' expression* ')' این گرامر موارد ذیل را مشخص میکند:
یک عبارت یا atom است و یا یک لیست
یک atom یا یک عدد است و یا یک سمبل
یک عدد دنباله ناشکسته‌ای از یک یا تعداد بیشتری اعداد دهدهی است، که یک علامت مثبت و یا منفی می‌تواند پیش از آن بیاید.
یک سمبل حرفی است که بعد از هیچ یا تعدادی کاراکتر (جز فاصله) می‌آید.
یک لیست تعدادی پرانتز است که می‌تواند صفر یا چند عبارت در خود داشته باشد.
"۱۲۳۴۵"، "()"، "(a b c۲۳۲ (۱))" مثال‌هایی هستند از دنباله‌های خوش فرم در این گرامر.
همه برنامه‌هایی که از لحاظ دستوری درست هستند، از نظر معنا درست نیستند. بسیاری از برنامه‌های درست دستوری، بد فرم اند، با توجه به قوانین زبان؛ و ممکن است (بسته به خصوصیات زبان و درست بودن پیاده سازی) به خطای ترجمه و یا استثنا(exception) منتج شود. در برخی موارد، چنین برنامه‌هایی ممکن است رفتار نامشخصی از خود نشان دهند. حتی اگر یک برنامه در یک زبان به خوبی بیان شده باشد، ممکن است دقیقاً مطلوب نویسنده آن نبوده باشد.
به عنوان مثال در زبان طبیعی، ممکن نیست به برخی از جملات درست از لحاظ گرامری، معنای خاصی اطلاق کرد و یا ممکن است جمله نادرست باشد:
"ایده‌های بی رنگ سبز با خشم می‌خوابند."از نظر دستوری خوش فرم است ولی معنای مورد قبولی ندارد.
"جان یک مجرد متاهل است." از نظر دستوری درست است، ولی معنایی را بیان میکند که نمی‌تواند درست باشد.
این قسمت از زبان C از نظر دستوری درست است، اما دستوری را انجام می‌دهد که از نظرمعنایی تعریف نشده است(چون p یک اشاره گر خالی است، عمل p->real,p->im معنای خاصی ندارد.) complex *p = NULL; complex abs_p = sqrt (p->real * p->real + p->im * p->im);
گرامر مورد نیاز برای مشخص کردن یک زبان برنامه نویسی می‌تواند با جایگاهش در "سلسله مراتب چامسکی" طبقه بندی شود. دستور اغلب زبان‌های برنامه نویسی می‌تواند بوسیله یک گرامر نوع ۲ مشخص گردد، برای مثال، گرامرهای مستقل از متن.
معناشناسی ایستا
معناشناسی ایستا محدودیت‌هایی بر روی ساختار مجاز متن‌ها تعیین میکند که بیان آنها در فرمول دستوری استاندارد مشکل و یا غیر ممکن است. مهمترین این محدودیت‌ها به وسیله سیستم نوع گذاری انجام می‌شود.
سیستم نوع گذاری
یک سیستم نوع گذاری مشخص میکند که یک زبان برنامه نویسی چگونه مقادیر و عبارات را در نوع(type) دسته بندی میکند، چگونه می‌تواند آن نوع‌ها را تغییر دهد و رفتار متقابل آنها چگونه‌است. این کارعموما توضیح داده ساختارهایی که می‌توانند در آن زبان ایجاد شوند را شامل می‌شود. طراحی و مطالعه سیستم‌های نوع گذاری بوسیله ریاضیات قراردادی را تئوری نوع گذاری گویند.
زبان‌های نوع گذاری شده و بدون نوع گذاری
یک زبان نوع گذاری شده‌است اگر مشخصات هر عملیات، نوع داده‌های قابل اجرا توسط آن را با نشان دادن نوع‌هایی که برای آنها قابل اجرا نیست، تعیین کند. برای مثال، "این متن درون گیومه قرار دارد" یک رشته‌است. در غالب زبان‌های برنامه نویسی، تقسیم یک رشته با یک عدد معنایی ندارد. در نتیجه غالب زبان‌های برنامه نویسی مدرن ممکن است اجرای این عملیات را توسط برنامه‌ها رد کنند. در برخی زبان‌ها، عبارات بی معنی ممکن است هنگام ترجمه(compile) پیدا شود(چک کننده نوع ایستا)، و توسط کامپایلر رد شود، در حالی که در سایر برنامه‌ها، هنگام اجرا پیدا شود.(چک کننده نوع دینامیک) که به استثنای در حال اجرا منتج شود(runtime exception). حالت خاص زبان‌های نوع دار زبان‌های تک نوعند. این زبان‌ها غالباً اسکریپتی و یا مارک آپ هستند، مانند rexx وSGML و فقط یک داده گونه دارند—غالباً رشته‌های کاراکتری که هم برای داده‌های عددی و هم برای داده‌های سمبلی کاربرد دارند. در مقابل، یک زبان بدون نوع گذاری، مثل اکثر زبان‌های اسمبلی، این امکان را می‌دهد که هر عملیاتی روی هر داده‌ای انجام شود، که معمولاً دنباله‌ای از بیت‌ها با طول‌های متفاوت در نظر گرفته می‌شوند. زبان‌های سطح بالا که بی نوع هستند شامل زبان‌های ساده رایانه‌ای و برخی از انواع زبان‌های نسل چهارم.
در عمل، در حالیکه تعداد بسیار کمی از دیدگاه نظریه نوع، نوع گذاری شده تلقی می‌شوند(چک کردن یا رد کردن تمام عملیات‌ها)، غالب زبان‌های امروزی درجه‌ای از نوع گذاری را فراهم میکنند. بسیاری از زبان‌های تولیدکننده راهی را برای گذشتن یا موقوف کردن سیستم نوع فراهم میکنند.
نوع گذاری ایستا و متحرک
در نوع گذاری ایستا تمام عبارات نوع‌های خود را قبل از اجرای برنامه تعیین میکنند(معمولاً در زمان کامپایل). برای مثال، ۱ و (۲+۲) عبارات عددی هستند؛ آنها نمی‌توانند به تابعی که نیاز به یک رشته دارد داده شوند، یا در متغیری که تعریف شده تا تاریخ را نگه دارد، ذخیره شوند.
زبان‌های نوع گذاری شده ایستا می‌توانند با مانیفست نوع گذاری شوند یا با استفاده از نوع استنباط شوند. در حالت اول، برنامه نویس بیشتر صریحاً نوع‌ها را در جایگاه‌های منتنی مشخص می‌نویسد(برای مثال، در تعریف متغیرها). در حالت دوم، کامپایلر نوع عبارات و تعریف‌ها را بر اساس متن استنباط میکند. غالب زبان‌های مسیر اصلی(mainstream) ایستا نوع گذاری شده، مانند C#,C++ و Java، با مانیفست نوع گذاری می‌شوند
نوع گذاری قوی و ضعیف
نوع گذاری ضعیف این امکان را ایجاد میکند که با متغیری به جای متغیری دیگر برخورد شود، برای مثال رفتار با یک رشته به عنوان یک عدد. این ویژگی بعضی اوقات ممکن است مفید باشد، اما ممکن است باعث ایجاد برخی مشکلات برنامه شود که موقع کامپایل و حتی اجرا پنهان بمانند.
نوع گذاری قوی مانع رخ دادن مشکل فوق می‌شود. تلاش برای انجام عملیات روی نوع نادرست متغیر منجر به رخ دادن خطا می‌شود. زبان‌هایی که نوع گذاری قوی دارند غالباً با نام "نوع-امن" و یا امن شناخته می‌شوند. تمام تعاریف جایگزین برای "ضعیف نوع گذاری شده" به زبان‌ها اشاره میکند، مثل perl, JavaScript, C++، که اجازه تعداد زیادی تبدیل نوع داخلی را میدهند. در جاوااسکریپت، برای مثال، عبارت ۲*x به صورت ضمنی x را به عدد تبدیل میکند، و این تبدیل موفقیت آمیز خواهد بود حتی اگر x خالی، تعریف نشده، یک آرایه، و یا رشته‌ای از حروف باشد. چنین تبدیلات ضمنی غالباً مفیدند، اما خطاهای برنامه نویسی را پنهان میکنند.
قوی و ایستا در حال حاضر عموماً دو مفهوم متعامد فرض می‌شوند، اما استفاده در ادبیات تفاوت دارد، برخی عبارت "قوی نوع گذاری شده" را به کار می‌برند و منظورشان قوی، ایستایی نوع گذاری شده‌است، و یا، حتی گیچ کننده تر، منظورشان همان ایستایی نوع گذاری شده‌است. بنابراین C هم قوی نوع گذاری شده و هم ضعیف و ایستایی نوع گذاری شده نامیده می‌شود.
معناشناسی اجرا
وقتی که داده مشخص شد، ماشین باید هدایت شود تا عملیات‌ها را روی داده انجام دهد. معناشناسی اجرا ی یک زبان تعیین میکند که چگونه و چه زمانی ساختارهای گوناگون یک زبان باید رفتار برنامه را ایجاد کنند.
برای مثال، معناشناسی ممکن است استراتژی را که بویسله آن عبارات ارزیابی می‌شوند را تعریف کند و یا حالتی را که ساختارهای کنترلی تحت شرایطی دستورها را اجرا میکنند.
کتابخانه هسته
اغلب زبان‌های برنامه نویسی یک کتابخانه هسته مرتبط دارند(گاهی اوقات "کتابخانه استاندارد" نامیده می‌شوند، مخصوصا وقتی که به عنوان قسمتی از یک زبان استاندارد ارائه شده باشد)، که به طور قراردادی توسط تمام پیاده سازی‌های زبان در دسترس قرار گرفته باشند. کتابخانه هسته معمولاً تعریف الگوریتم‌ها، داده ساختارها و مکانیزم‌های ورودی و خروجی پرکاربرد را در خود دارد. کاربران یک زبان، غالباً با کتابخانه هسته به عنوان قسمتی از آن رفتار میکنند، اگرچه طراحان ممکن است با آن به صورت یک مفهوم مجزا رفتار کرده باشند. بسیاری از خصوصیات زبان هسته‌ای را مشخص میکنند که باید در تمام پیاده سازی‌ها موجود باشند، و در زبان‌های استاندارد شده این کتابخانه هسته ممکن است نیاز باشد. بنابراین خط بین زبان و کتابخانه هسته آن از زبانی به زبان دیگر متفاوت است. درواقع، برخی زبان‌ها به گونه‌ای تعریف شده‌اند که برخی از ساختارهای دستوری بدون اشاره به کتابخانه هسته قابل استفاده نیستند. برای مثالف در جاوا، یک رشته به عنوان نمونه‌ای از کلاس “java.lang.String” تعریف شده است؛ مشابها، در سمال تاک(smalltalk) یک تابع بی نام(یک "بلاک") نمونه‌ای از کلاس BlockContext کتابخانه می‌سازد. بطور معکوس، Scheme دارای چندین زیرمجموعه مرتبط برای ایجاد سایر ماکروهای زبان می‌باشد، و در نتیجه طراحان زبان حتی این زحمت را نیز تحمل نمی‌کنند که بگویند کدام قسمت زبان به عنوان ساختارهای زبان باید پیاده سازی شوند، و کدام یک به عنوان بخشی ازکتابخانه.
عمل
طراحان زبان و کاربران باید مصنوعاتی ایجاد کنند تا برنامه نویسی را در عمل ممکن سازند و کنترل کنند. مهمترین این مصنوعات خصوصیات و پیاده سازی‌های زبان هستند.
خصوصیات
یک زبان برنامه نویسی باید تعریفی فراهم کند که کاربران و پیاده کننده‌های زبان می‌توانند از آن استفاده کنند تا مشخص کنند که رفتار یک برنامه درست است. با داشتن کد منبع: خصوصیات یک زبان برنامه نویسی چندین قالب می‌تواند بگیرد، مانند مثال‌های زیر:
تعریف صریح دستور، معناشناسی ایستا، ومعناشناسی اجرای زبان. درحالیکه دستور معمولاً با یک معناشناسی قراردادی مشخص می‌شود، تعاریف معناشناسی ممکن است در زبان طبیعی نوشته شده باشند (مثل زبان C)، یا معناشناسی قراردادی(مثل StandardML ,Scheme)
توضیح رفتار یک مترجم برای زبان(مثل C,fortran). دستور و معناشناسی یک زبان باید از این توضیح استنتاج شوند، که ممکن است به زبان طبیعی یا قراردادی نوشته شود.
پیاده سازی منبع یا مدل. گاهی اوقات در زبان‌های مشخص شده(مثل: prolog,ANSI REXX).دستور و معناشناسی صریحاً در رفتار پیاده سازی مدل موجودند.
پیاده سازی
پیاده سازی یک زبان برنامه نویسی امکان اجرای آن برنامه را روی پیکربندی مشخصی از سخت‌افزار و نرم‌افزار را فراهم میکند. بطور وسیع، دو راه رسیدن به پیاده سازی زبان برنامه نویسی وجود دارد. کامپایل کردن و تفسیر کردن. بطور کلی با هر بک از ابن دو روش میتوان یک زبان را پیاده سازی کرد.
خروجی یک کامپایلر ممکن است با سخت‌افزار و یا برنامه‌ای به نام مفسر اجرا شود. در برخی پیاده سازی‌ها که از مفسر استفاده می‌شود، مرز مشخصی بین کامپایل و تفسیر وجود ندارد. برای مثال، برخی پیاده سازی‌های زبان برنامه نویسی بیسیک کامپایل میکنند و سپس کد را خط به خط اجرا میکنند.
برنامه‌هایی که مستقیماً روی سخت‌افزار اجرا می‌شوند چندین برابر سریعتر از برنامه‌هایی که با کمک نرم‌افزار اجرا می‌شوند، انجام می‌شوند.
یک تکنیک برای بهبود عملکرد برنامه‌های تفسیر شده کامپایل در لحظه آن است. در این روش ماشین مجازی، دقیقاً قبل از اجرا، بلوک‌های کدهای بایتی که قرار است استفاده شوند را برای اجرای مستقیم روی سخت‌افزار ترجمه میکند.
تاریخچه
پیشرفت‌های اولیه
اولین زبان برنامه نویسی به قبل از رایانه‌های مدرن باز می‌گردد. قرن ۱۹ دستگاه‌های نساجی و متون نوازنده پیانو قابل برنامه نویسی داشت که امروزه به عنوان مثال‌هایی از زبان‌های برنامه نویسی با حوزه مشخص شناخته می‌شوند. با شروع قرن بیستم، پانچ کارت‌ها داده را کد گذاری کردند و پردازش مکانیکی را هدایت کردند. در دهه ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰، صورت گرایی حساب لاندای آلونزو چرچ و ماشین تورینگ آلن تورینگ مفاهیم ریاضی بیان الگوریتم‌ها را فراهم کردند؛ حساب لاندا همچنان در طراحی زبان موثر است.
در دهه ۴۰، اولین رایانه‌های دیجیتال که توسط برق تغذیه می‌شدند ایجاد شدند. اولین زبان برنامه نویسی سطح بالا طراحی شده برای کامپیوتر پلانکالکول بود، که بین سال‌های ۱۹۴۵ و ۱۹۴۳ توسط کنراد زوس برای ز۳ آلمان طراحی شد.
کامپیوترهای اوایل ۱۹۵۰، بطور خاص ÜNIVAC ۱ و IBM ۷۰۱ از برنامه‌های زبان ماشین استفاده می‌کردند. برنامه نویسی زبان ماشین نسل اول توسط نسل دومی که زبان اسمبلی نامیده می‌شوند جایگزین شد. در سال‌های بعد دهه ۵۰، زبان برنامه نویسی اسمبلی، که برای استفاده از دستورات ماکرو تکامل یافته بود، توسط سه زبان برنامه نویسی سطح بالا دیگر: FORTRAN,LISP , COBOL مورد استفاده قرار گرفت. نسخه‌های به روز شده این برنامه‌ها همچنان مورد استفاده قرار میگیرند، و هر کدام قویا توسعه زبان‌های بعد را تحت تاثیر قرار دادند. در پایان دهه ۵۰ زبان algol ۶۰ معرفی شد، و بسیاری از زبان‌های برنامه نویسی بعد، با ملاحظه بسیار، از نسل algol هستند. قالب و استفاده از زبان‌های برنامه نویسی به شدت متاثر از محدودیت‌های رابط بودند.
پالایش
دوره دهه ۶۰ تا اواخر دهه ۷۰ گسترش مثال‌های عمده زبان پرکاربرد امروز را به همراه داشت. با این حال بسیاری از جنبه‌های آن بهینه سازی ایده‌های اولیه نسل سوم زبان برنامه نویسی بود:
APL برنامه نویسی آرایه‌ای را معرفی کرد و برنامه نویسی کاربردی را تحت تاثیر قرار داد.
PL/i(NPL) دراوایل دهه ۶۰ طراحی شده بود تا ایده‌های خوب فورترن و کوبول را بهم پیوند دهد.
در دهه ۶۰، Simula اولین زبانی بود که برنامه نویسی شئ گرا را پشتیبانی می‌کرد، در اواسط دهه۷۰. Smalltalk به دنبال آن به
عنوان اولین زبان کاملاً شئ گرا معرفی شد.
C بین سال‌های ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۳ به عنوان زبان برنامه نویسی سیستمی طراحی شد و همچنان محبوب است.
Prolog، طراحی شده در ۱۹۷۲، اولین زبان برنامه نویسی منطقی بود.
در ۱۹۷۸ ML سیستم نوع چند ریخت روی لیسپ ایجاد کرد، و در زبان‌های برنامه نویسی کاربردی ایستا نوع گذاری شده پیشگام شد.
هر یک از این زبان‌ها یک خانواده بزرگ از وارثین از خود به جای گذاشت، و مدرنترین زبان‌ها از تبار حداقل یکی از زبان‌های فوق به شمار می‌آیند.
دهه‌های ۶۰ و ۷۰ مناقشات بسیاری روی برنامه نویسی ساخت یافته به خود دیدند، و اینکه آیا زبان‌های برنامه نویسی باید طوری طراحی شوند که آنها را پشتیبانی کنند.
"ادسگر دیکسترا" در نامهای معروف در ۱۹۶۸ که در ارتباطات ACM منتشر شد، استدلال کرد که دستورgoto باید از تمام زبان‌های سطح بالا حذف شود.
در دهه‌های ۶۰ و ۷۰ توسعهٔ تکنیک‌هایی صورت گرفت که اثر یک برنامه را کاهش می‌داد و در عین حال بهره وری برنامه نویس و کاربر را بهبود بخشید. دسته کارت برای ۴GL اولیه بسیار کوچکتر از برنامهٔ هم سطح بود که با ۳GL deck نوشته شده بود.
یکپارچگی و رشد
دهه ۸۰ سال‌های یکپارچگی نسبی بود. C++ برنامه نویسی شئ گرا و برنامه نویسی سیستمی را ترکیب کرده بود. ایالات متحده ایدا(زبان برنامه نویسی سیستمی که بیشتر برای استفاده توسط پیمان کاران دفاعی بود) را استاندارد سازی کرد. در ژاپن و جاهای دیگر، هزینه‌های گزافی صرف تحقیق در مورد زبان نسل پنجم می‌شد که دارای ساختارهای برنامه نویسی منطقی بود. انجمن زبان کاربردی به سمت استانداردسازی ML و Lisp حرکت کرد. به جای ایجاد مثال‌های جدید، تمام این تلاش‌ها ایده‌هایی که در دهه‌های قبل حلق شده بودند را بهتر کرد.
یک گرایش مهم در طراحی زبان در دهه ۸۰ تمرکز بیشتر روی برنامه نویسی برای سیستم‌های بزرگ از طریق مدول‌ها، و یا واحدهای کدهای سازمانی بزرگ مقیاس بود. مدول-۲، ایدا. و ML همگی سیستم‌های مدولی برجسته‌ای را در دهه ۸۰ توسعه دادند. با وجود اینکه زبان‌های دیگر، مثل PL/i، پشتیبانی بسیار خوبی برای برنامه نویسی مدولی داشتند. سیستم‌های مدولی غالباً با ساختارهای برنامه نویسی عام همراه شده‌اند.
رشد سریع اینترنت در میانه دهه ۹۰ فرصت‌های ایجاد زبان‌های جدید را فراهم کرد. Perl، در اصل یک ابزار نوشتن یونیکس بود که اولین بار در سال ۱۹۸۷ منتشر شد، در وب‌گاه‌های دینامیک متداول شد. جاوا برای برنامه نویسی جنب سروری مورد استفاده قرار گرفت. این توسعه‌ها اساساً نو نبودند، بلکه بیشتر بهینه سازی شده زبان و مثال‌های موجود بودند، و بیشتر بر اساس خانواده زبان برنامه نویسی C بودند. پیشرفت زبان برنامه نویسی همچنان ادامه پیدا میکند، هم در تحقیقات و هم در صنعت. جهت‌های فعلی شامل امنیت و وارسی قابلیت اعتماد است، گونه‌های جدید مدولی(mixin، نماینده‌ها، جنبه‌ها) و تجمع پایگاه داده.
۴GLها نمونه‌ای از زبان‌هایی هستند که محدوده استفاده آنها مشخص است، مثل SQL. که به جای اینکه داده‌های اسکالر را برگردانند، مجموعه‌هایی را تغییر داده و بر می‌گردانند که برای اکثر زبان‌ها متعارفند. Perl برای مثال، با "مدرک اینجا" خود می‌تواند چندین برنامه ۴GL را نگه دارد، مانند چند برنامه جاوا سکریبت، در قسمتی از کد پرل خود و برای پشتیبانی از چندین زبان برنامه نویسی با تناسب متغیر در "مدرک اینجا" استفاده کند.
سنجش استفاده از زبان
مشکل است که مشخص کنیم کدام زبان برنامه نویسی بیشتر مورد استفاده‌است، و اینکه کاربرد چه معنی می‌دهد با توجه به زمینه تغییر میکند. یک زبان ممکن است زمان بیشتری از برنامه نویس بگیرد، زبان دیگر ممکن است خطوط بیشتری داشته باشد، و دیگری ممکن است زمان بیشتری از پردازنده را مصرف کند. برخی زبان‌ها برای کاربردهای خاص بسیار محبوبند. برای مثال: کوبول همچنان در مراکزداده متحد، غالباً روی کامپیوترهای بزرگ توانا است؛ fortran در مهندسی برنامه‌های کاربردی، C در برنامه‌های تعبیه شده و سیستم‌های عامل؛ و بقیه برنامه‌ها معمولاً برای نوشتن انواع دیگر برنامه‌ها کاربرد دارند. روشهای مختلفی برای سنجش محبوبیت زبان‌ها، هر یک متناسب یا یک ویژگی محوری متفاوت پیشنهاد شده‌است:
شمارش تعداد تبلیغات شغلی که از آن زبان نام می‌برند.
تعداد کتاب‌های آموزشی و شرح دهندهٔ آن زبان که فروش رفته‌است.
تخمین تعداد خطوطی که در آن زبان نوشته شده اند- که ممکن است زبان‌هایی را که در جستجوها کمتر پیدا می‌شوند دست کم گرفته شوند.
شمارش ارجاع‌های زبان(برای مثال، به اسم زبان) در موتورهای جستجوهای اینترنت.
طبقه بندی‌ها هیچ برنامه غالبی برای دسته بندی زبان‌های برنامه نویسی وجود ندارد. یک زبان مشخص معمولاً یک زبان اجدادی ندارد. زبان‌ها معمولاً با ترکیب المان‌های چند زبان پیشینه بوجود می‌آیند که هربار ایده‌های جدید درگردشند. ایده‌هایی که در یک زبان ایجاد می‌شوند در یک خانواده از زبان‌های مرتبط پخش می‌شوند، و سپس از بین خلاهای بین خانواده‌ها منتقل شده و در خانواده‌های دیگر ظاهر می‌شوند.
این حقیقت که این دسته بندی ممکن است در راستای محورهای مختلف انجام شوند، این وظیفه را پیچیده تر میکند؛ برای مثال، جاوا هم یک زبان شیءگرا(چون به برنامه نویسی شیءگرا تشویق میکند) و زبان همزمان(چون ساختارهای داخلی برای اجرای چندین جریان موازی دارد) است. پایتون یک زبان اسکریپتی شیءگراست.
در نگاه کلی، زبان‌های برنامه نویسی به مثال‌های برنامه نویسی و یک دسته بندی بر اساس محدوده استفاده تقسیم می‌شوند. مثال‌ها شامل برنامه نویسی رویه‌ای، برنامه نویسی شیءگرا، برنامه نویسی کاربردی، وبرنامه نویسی منطقی؛ برخی زبان‌ها ترکیب چند مثالند. یک زبان اسمبلی مثالی از یک مدل مستقیم متضمن معماری ماشین نیست. با توجه به هدف، زبان‌های برنامه نویسی ممکن است همه منظوره باشند، زبان‌های برنامه نویسی سیستمی، زبان‌های اسکریپتی، زبان‌های محدوده مشخص، زبان‌های همزمان/ گسترده(و یا ترکیب اینها). برخی زبان‌های همه منظوره تا حد زیادی برای اهداف آموزشی طراحی شده‌اند.
یک زبان برنامه نویسی ممکن است با فاکتورهای غیر مرتبط به مثال‌های برنامه نویسی دسته بندی شود. برای مثال، غالب زبان‌های برنامه نویسی کلمات کلیدی زبان انگلیسی را استفاده میکنند، در حالیکه تعداد کمی این کار را نمی‌کنند. سایر زبان‌ها ممکن است براساس داخلی بودن یا نبودن دسته بندی شوند.
زبان برنامه نویسی یک مکانیزم ساخت یافته برای تعریف داده‌ها، و عملیات یا تبدیل‌هایی که ممکن است بطور اتوماتیک روی آن داده انجام شوند، فراهم میکند. یک برنامه نویس از انتزاعات آماده در زبان استفاده میکند تا مفاهیم به کار رفته در محاسبات را بیان کند. این مفاهیم به عنوان یک مجموعه از ساده‌ترین عناصر موجود بیان می‌شوند(مفاهیم ابتدایی نامیده می‌شوند).
زبان‌های برنامه نویسی با غالب زبان‌های انسانی تفاوتی دارد و آن این است که نیاز به بیان دقیق تر و کامل تری دارد. هنگام استفاده از زبان‌های طبیعی برای ارتباط با دیگر انسان‌ها، نویسندگان و گویندگان می‌توانند مبهم باشند و اشتباهات کوچک داشته باشند، و همچنان انتظار داشته باشند که مخاطب آنها متوجه شده باشد. اگرچه، مجازا، رایانه‌ها "دقیقاً آنچه که به آنها گفته شده را انجام میدهند." و نمی‌توانند "بفهمند" که نویسنده دقیقاً چه کدی مد نظر نویسنده بوده‌است] البته امروزه برنامه‌هایی برای انجام این کار تولید شده‌اند و تلاش‌های بسیاری در این زمینه انجام شده ولی هنوز به نتیجهٔ رضایت بخشی نرسیده است[. ترکیب تعریف زبان، یک برنامه، و ورودی برنامه بطور کامل رفتار خروجی را به هنگام اجرای برنامه (در محدوده کنترل آن برنامه) مشخص میکند. برنامه‌های یک رایانه ممکن است در یک فرایند ناپیوسته بدون دخالت انسان اجرا شوند، یا یک کاربر ممکن است دستورات را در یک مرحله فعل و انفعال مفسر تایپ کند.در این حالت "دستور"ها همان برنامه‌ها هستند، که اجرای آنها زنجیروار به هم مرتبطند.به زبانی که برای دستور دادن به برنامه‌ای استفاده می‌شود، زبان اسکریپت می‌گویند. بسیاری از زبان‌ها کنار گذاشته شده‌اند، برای رفع نیازهای جدید جایگزین شده‌اند، با برنامه‌های دیگر ترکیب شده‌اند و در نهایت استعمال آنها متوقف شده‌است. با وجود اینکه تلاش‌هایی برای طراحی یک زبان رایانه" کامل" شده‌است که تمام اهداف را تحت پوشش قرار دهد، هیچ یک نتوانستند بطور کلی این جایگاه را پر کنند. نیاز به زبان‌های رایانه‌ای گسترده از گستردگی زمینه‌هایی که زبان‌ها استفاده می‌شوند، ناشی می‌شود:
محدوده برنامه‌ها از متون بسیار کوچک نوشته شده توسط افراد عادی تا سیستم‌های بسیار بزرگ نوشته شده توسط صدها برنامه نویس است
توانایی برنامه نویس‌ها: از تازه کارهایی که بیش از هر چیز به سادگی نیاز دارند تا حرفه‌ای‌هایی که با پیچیدگی قابل توجهی کنار می‌آیند.
برنامه‌ها باید سرعت، اندازه و سادگی را بسته به سیستم‌ها از ریزپردازندها تا ابر رایانه‌ها متناسب نگه دارند.
برنامه‌ها ممکن است یک بار نوشته شوند و تا نسل‌ها تغییر نکنند، و یا ممکن است پیوسته اصلاح شوند.
در نهایت، برنامه نویس‌ها ممکن است در علایق متفاوت باشند: آنها ممکن است به بیان مسائل با زبانی خاص خو گرفته باشند.
یک سیر رایج در گسترش زبان‌های برنامه نویسی این است که قابلیت حل مسائلی با درجات انتزاعی بالاتری را اضافه کنند. زبان‌های برنامه نویسی اولیه به سخت‌افزار رایانه گره خورده بودند. همانطور که زبان‌های برنامه نویسی جدید گسترش پیدا کرده‌اند، ویژگی‌هایی به برنامه‌ها افزوده شده که به برنامه نویس اجازه دهد که ایده‌هایی که از ترجمه ساده به دستورات سخت‌افزار دورتر هستند نیز استفاده کند. چون برنامه نویس‌ها کمتر به پیچیدگی رایانه محدود شده‌اند، برنامه‌های آنها می‌تواند محاسبات بیشتری با تلاش کمتر از سوی برنامه نویس انجام دهند. این به آنها این امکان را می‌دهد که کارایی بیشتردر واحد زمان داشته باشند. "پردازنده‌های زبان طبیعی" به عنوان راهی برای ازبین بردن نیاز به زبان‌های اختصاصی برنامه نویسی پیشنهاد شده‌اند. هرچند، این هدف دور است و فواید آن قابل بحث است. "ادسگر دیجسترا" موافق بود که استفاده از یک زبان رسمی برای جلوگیری از مقدمه سازی ساختارهای بی معنی واجب است، و زبان برنامه نویسی طبیعی را با عنوان "احمقانه" رد کرد، "آلن پرلیس" نیز مشابها این ایده را رد کرد. مطابق با متدولوژی نامتجانس استفاده شده توسط langpop.com در سال ۲۰۰۸، ۱۲ زبان پرکاربرد عبارتند از: C, C++, C#, Java, JavaScript, Perl, PHP, Python, Ruby, Shell, SQL, and Visual Basic.
المان‌ها
تمام زبان‌های بزنامه نویسی تعدادی بلوک‌های ابتدایی برای توضیح داده و پردازش یا تبدیل آنها(مانند جمع کردن دو عدد با انتخاب یک عضو از یک مجموعه)دارند. این " عناصرابتدایی" بوسیله قوانین معناشناسی و دستوری تعریف می‌شوند که ساختار و معنای مربوطه را توضیح میدهند.
دستور(
syntax)
فرم سطحی یک زبان برنامه نویسی دستور آن نامیده می‌شود. غالب زبان‌های برنامه نویسی کاملاً متنی اند؛ و از دنبالهٔ متون شامل کلمات، اعداد، نشانگذاری، بسیار شبیه زبان نوشتاری طبیعی استفاده میکنند. از طرف دیگر، برنامه‌هایی نیز وجود دارند که بیشتر گرافیکی اند، و از روابط بصری بین سمبل‌ها برای مشخص کردن برنامه استفاده میکنند. دستور یک زبان ترکیبات ممکن سمبل‌ها برای ایجاد یک برنامهٔ درست را از نظر دستوری مشخص میکند. معنایی که به یک ترکیب سمبل‌ها داده می‌شود با معناشناسی اداره می‌شود(قراردادی یا نوشته شده در پیاده سازی منبع). از آنجا که اغلب زبان‌ها متنی هستند، این مقاله دستور متنی را مورد بحث قرار می‌دهد.
دستور زبان برنامه نویسی معمولاً بوسیله ترکیب عبارات معین(برای ساختار لغوی) و فرم توضیح اعمال(برای ساختار گرامری) تعریف می‌شوند. متن زیر یک گرامر ساده، به زبان lisp است: expression ::= atom | list atom ::= number | symbol number ::= [+-]?['۰'-'۹']+ symbol ::= ['A'-'Za'-'z'].* list ::= '(' expression* ')' این گرامر موارد ذیل را مشخص میکند:
یک عبارت یا atom است و یا یک لیست
یک atom یا یک عدد است و یا یک سمبل
یک عدد دنباله ناشکسته‌ای از یک یا تعداد بیشتری اعداد دهدهی است، که یک علامت مثبت و یا منفی می‌تواند پیش از آن بیاید.
یک سمبل حرفی است که بعد از هیچ یا تعدادی کاراکتر (جز فاصله) می‌آید.
یک لیست تعدادی پرانتز است که می‌تواند صفر یا چند عبارت در خود داشته باشد.
"۱۲۳۴۵"، "()"، "(a b c۲۳۲ (۱))" مثال‌هایی هستند از دنباله‌های خوش فرم در این گرامر.
همه برنامه‌هایی که از لحاظ دستوری درست هستند، از نظر معنا درست نیستند. بسیاری از برنامه‌های درست دستوری، بد فرم اند، با توجه به قوانین زبان؛ و ممکن است (بسته به خصوصیات زبان و درست بودن پیاده سازی) به خطای ترجمه و یا استثنا(exception) منتج شود. در برخی موارد، چنین برنامه‌هایی ممکن است رفتار نامشخصی از خود نشان دهند. حتی اگر یک برنامه در یک زبان به خوبی بیان شده باشد، ممکن است دقیقاً مطلوب نویسنده آن نبوده باشد.
به عنوان مثال در زبان طبیعی، ممکن نیست به برخی از جملات درست از لحاظ گرامری، معنای خاصی اطلاق کرد و یا ممکن است جمله نادرست باشد:
"ایده‌های بی رنگ سبز با خشم می‌خوابند."از نظر دستوری خوش فرم است ولی معنای مورد قبولی ندارد.
"جان یک مجرد متاهل است." از نظر دستوری درست است، ولی معنایی را بیان میکند که نمی‌تواند درست باشد.
این قسمت از زبان C از نظر دستوری درست است، اما دستوری را انجام می‌دهد که از نظرمعنایی تعریف نشده است(چون p یک اشاره گر خالی است، عمل p->real,p->im معنای خاصی ندارد.) complex *p = NULL; complex abs_p = sqrt (p->real * p->real + p->im * p->im);
گرامر مورد نیاز برای مشخص کردن یک زبان برنامه نویسی می‌تواند با جایگاهش در "سلسله مراتب چامسکی" طبقه بندی شود. دستور اغلب زبان‌های برنامه نویسی می‌تواند بوسیله یک گرامر نوع ۲ مشخص گردد، برای مثال، گرامرهای مستقل از متن.
معناشناسی ایستا
معناشناسی ایستا محدودیت‌هایی بر روی ساختار مجاز متن‌ها تعیین میکند که بیان آنها در فرمول دستوری استاندارد مشکل و یا غیر ممکن است. مهمترین این محدودیت‌ها به وسیله سیستم نوع گذاری انجام می‌شود.
سیستم نوع گذاری
یک سیستم نوع گذاری مشخص میکند که یک زبان برنامه نویسی چگونه مقادیر و عبارات را در نوع(type) دسته بندی میکند، چگونه می‌تواند آن نوع‌ها را تغییر دهد و رفتار متقابل آنها چگونه‌است. این کارعموما توضیح داده ساختارهایی که می‌توانند در آن زبان ایجاد شوند را شامل می‌شود. طراحی و مطالعه سیستم‌های نوع گذاری بوسیله ریاضیات قراردادی را تئوری نوع گذاری گویند.
زبان‌های نوع گذاری شده و بدون نوع گذاری
یک زبان نوع گذاری شده‌است اگر مشخصات هر عملیات، نوع داده‌های قابل اجرا توسط آن را با نشان دادن نوع‌هایی که برای آنها قابل اجرا نیست، تعیین کند. برای مثال، "این متن درون گیومه قرار دارد" یک رشته‌است. در غالب زبان‌های برنامه نویسی، تقسیم یک رشته با یک عدد معنایی ندارد. در نتیجه غالب زبان‌های برنامه نویسی مدرن ممکن است اجرای این عملیات را توسط برنامه‌ها رد کنند. در برخی زبان‌ها، عبارات بی معنی ممکن است هنگام ترجمه(compile) پیدا شود(چک کننده نوع ایستا)، و توسط کامپایلر رد شود، در حالی که در سایر برنامه‌ها، هنگام اجرا پیدا شود.(چک کننده نوع دینامیک) که به استثنای در حال اجرا منتج شود(runtime exception). حالت خاص زبان‌های نوع دار زبان‌های تک نوعند. این زبان‌ها غالباً اسکریپتی و یا مارک آپ هستند، مانند rexx وSGML و فقط یک داده گونه دارند—غالباً رشته‌های کاراکتری که هم برای داده‌های عددی و هم برای داده‌های سمبلی کاربرد دارند. در مقابل، یک زبان بدون نوع گذاری، مثل اکثر زبان‌های اسمبلی، این امکان را می‌دهد که هر عملیاتی روی هر داده‌ای انجام شود، که معمولاً دنباله‌ای از بیت‌ها با طول‌های متفاوت در نظر گرفته می‌شوند. زبان‌های سطح بالا که بی نوع هستند شامل زبان‌های ساده رایانه‌ای و برخی از انواع زبان‌های نسل چهارم.
در عمل، در حالیکه تعداد بسیار کمی از دیدگاه نظریه نوع، نوع گذاری شده تلقی می‌شوند(چک کردن یا رد کردن تمام عملیات‌ها)، غالب زبان‌های امروزی درجه‌ای از نوع گذاری را فراهم میکنند. بسیاری از زبان‌های تولیدکننده راهی را برای گذشتن یا موقوف کردن سیستم نوع فراهم میکنند.
نوع گذاری ایستا و متحرک
در نوع گذاری ایستا تمام عبارات نوع‌های خود را قبل از اجرای برنامه تعیین میکنند(معمولاً در زمان کامپایل). برای مثال، ۱ و (۲+۲) عبارات عددی هستند؛ آنها نمی‌توانند به تابعی که نیاز به یک رشته دارد داده شوند، یا در متغیری که تعریف شده تا تاریخ را نگه دارد، ذخیره شوند.
زبان‌های نوع گذاری شده ایستا می‌توانند با مانیفست نوع گذاری شوند یا با استفاده از نوع استنباط شوند. در حالت اول، برنامه نویس بیشتر صریحاً نوع‌ها را در جایگاه‌های منتنی مشخص می‌نویسد(برای مثال، در تعریف متغیرها). در حالت دوم، کامپایلر نوع عبارات و تعریف‌ها را بر اساس متن استنباط میکند. غالب زبان‌های مسیر اصلی(mainstream) ایستا نوع گذاری شده، مانند C#,C++ و Java، با مانیفست نوع گذاری می‌شوند
نوع گذاری قوی و ضعیف
نوع گذاری ضعیف این امکان را ایجاد میکند که با متغیری به جای متغیری دیگر برخورد شود، برای مثال رفتار با یک رشته به عنوان یک عدد. این ویژگی بعضی اوقات ممکن است مفید باشد، اما ممکن است باعث ایجاد برخی مشکلات برنامه شود که موقع کامپایل و حتی اجرا پنهان بمانند.
نوع گذاری قوی مانع رخ دادن مشکل فوق می‌شود. تلاش برای انجام عملیات روی نوع نادرست متغیر منجر به رخ دادن خطا می‌شود. زبان‌هایی که نوع گذاری قوی دارند غالباً با نام "نوع-امن" و یا امن شناخته می‌شوند. تمام تعاریف جایگزین برای "ضعیف نوع گذاری شده" به زبان‌ها اشاره میکند، مثل perl, JavaScript, C++، که اجازه تعداد زیادی تبدیل نوع داخلی را میدهند. در جاوااسکریپت، برای مثال، عبارت ۲*x به صورت ضمنی x را به عدد تبدیل میکند، و این تبدیل موفقیت آمیز خواهد بود حتی اگر x خالی، تعریف نشده، یک آرایه، و یا رشته‌ای از حروف باشد. چنین تبدیلات ضمنی غالباً مفیدند، اما خطاهای برنامه نویسی را پنهان میکنند.
قوی و ایستا در حال حاضر عموماً دو مفهوم متعامد فرض می‌شوند، اما استفاده در ادبیات تفاوت دارد، برخی عبارت "قوی نوع گذاری شده" را به کار می‌برند و منظورشان قوی، ایستایی نوع گذاری شده‌است، و یا، حتی گیچ کننده تر، منظورشان همان ایستایی نوع گذاری شده‌است. بنابراین C هم قوی نوع گذاری شده و هم ضعیف و ایستایی نوع گذاری شده نامیده می‌شود.
معناشناسی اجرا
وقتی که داده مشخص شد، ماشین باید هدایت شود تا عملیات‌ها را روی داده انجام دهد. معناشناسی اجرا ی یک زبان تعیین میکند که چگونه و چه زمانی ساختارهای گوناگون یک زبان باید رفتار برنامه را ایجاد کنند.
برای مثال، معناشناسی ممکن است استراتژی را که بویسله آن عبارات ارزیابی می‌شوند را تعریف کند و یا حالتی را که ساختارهای کنترلی تحت شرایطی دستورها را اجرا میکنند.
کتابخانه هسته
اغلب زبان‌های برنامه نویسی یک کتابخانه هسته مرتبط دارند(گاهی اوقات "کتابخانه استاندارد" نامیده می‌شوند، مخصوصا وقتی که به عنوان قسمتی از یک زبان استاندارد ارائه شده باشد)، که به طور قراردادی توسط تمام پیاده سازی‌های زبان در دسترس قرار گرفته باشند. کتابخانه هسته معمولاً تعریف الگوریتم‌ها، داده ساختارها و مکانیزم‌های ورودی و خروجی پرکاربرد را در خود دارد. کاربران یک زبان، غالباً با کتابخانه هسته به عنوان قسمتی از آن رفتار میکنند، اگرچه طراحان ممکن است با آن به صورت یک مفهوم مجزا رفتار کرده باشند. بسیاری از خصوصیات زبان هسته‌ای را مشخص میکنند که باید در تمام پیاده سازی‌ها موجود باشند، و در زبان‌های استاندارد شده این کتابخانه هسته ممکن است نیاز باشد. بنابراین خط بین زبان و کتابخانه هسته آن از زبانی به زبان دیگر متفاوت است. درواقع، برخی زبان‌ها به گونه‌ای تعریف شده‌اند که برخی از ساختارهای دستوری بدون اشاره به کتابخانه هسته قابل استفاده نیستند. برای مثالف در جاوا، یک رشته به عنوان نمونه‌ای از کلاس “java.lang.String” تعریف شده است؛ مشابها، در سمال تاک(smalltalk) یک تابع بی نام(یک "بلاک") نمونه‌ای از کلاس BlockContext کتابخانه می‌سازد. بطور معکوس، Scheme دارای چندین زیرمجموعه مرتبط برای ایجاد سایر ماکروهای زبان می‌باشد، و در نتیجه طراحان زبان حتی این زحمت را نیز تحمل نمی‌کنند که بگویند کدام قسمت زبان به عنوان ساختارهای زبان باید پیاده سازی شوند، و کدام یک به عنوان بخشی ازکتابخانه.
عمل
طراحان زبان و کاربران باید مصنوعاتی ایجاد کنند تا برنامه نویسی را در عمل ممکن سازند و کنترل کنند. مهمترین این مصنوعات خصوصیات و پیاده سازی‌های زبان هستند.
خصوصیات
یک زبان برنامه نویسی باید تعریفی فراهم کند که کاربران و پیاده کننده‌های زبان می‌توانند از آن استفاده کنند تا مشخص کنند که رفتار یک برنامه درست است. با داشتن کد منبع: خصوصیات یک زبان برنامه نویسی چندین قالب می‌تواند بگیرد، مانند مثال‌های زیر:
تعریف صریح دستور، معناشناسی ایستا، ومعناشناسی اجرای زبان. درحالیکه دستور معمولاً با یک معناشناسی قراردادی مشخص می‌شود، تعاریف معناشناسی ممکن است در زبان طبیعی نوشته شده باشند (مثل زبان C)، یا معناشناسی قراردادی(مثل StandardML ,Scheme)
توضیح رفتار یک مترجم برای زبان(مثل C,fortran). دستور و معناشناسی یک زبان باید از این توضیح استنتاج شوند، که ممکن است به زبان طبیعی یا قراردادی نوشته شود.
پیاده سازی منبع یا مدل. گاهی اوقات در زبان‌های مشخص شده(مثل: prolog,ANSI REXX).دستور و معناشناسی صریحاً در رفتار پیاده سازی مدل موجودند.
پیاده سازی
پیاده سازی یک زبان برنامه نویسی امکان اجرای آن برنامه را روی پیکربندی مشخصی از سخت‌افزار و نرم‌افزار را فراهم میکند. بطور وسیع، دو راه رسیدن به پیاده سازی زبان برنامه نویسی وجود دارد. کامپایل کردن و تفسیر کردن. بطور کلی با هر بک از ابن دو روش میتوان یک زبان را پیاده سازی کرد.
خروجی یک کامپایلر ممکن است با سخت‌افزار و یا برنامه‌ای به نام مفسر اجرا شود. در برخی پیاده سازی‌ها که از مفسر استفاده می‌شود، مرز مشخصی بین کامپایل و تفسیر وجود ندارد. برای مثال، برخی پیاده سازی‌های زبان برنامه نویسی بیسیک کامپایل میکنند و سپس کد را خط به خط اجرا میکنند.
برنامه‌هایی که مستقیماً روی سخت‌افزار اجرا می‌شوند چندین برابر سریعتر از برنامه‌هایی که با کمک نرم‌افزار اجرا می‌شوند، انجام می‌شوند.
یک تکنیک برای بهبود عملکرد برنامه‌های تفسیر شده کامپایل در لحظه آن است. در این روش ماشین مجازی، دقیقاً قبل از اجرا، بلوک‌های کدهای بایتی که قرار است استفاده شوند را برای اجرای مستقیم روی سخت‌افزار ترجمه میکند.
تاریخچه
پیشرفت‌های اولیه
اولین زبان برنامه نویسی به قبل از رایانه‌های مدرن باز می‌گردد. قرن ۱۹ دستگاه‌های نساجی و متون نوازنده پیانو قابل برنامه نویسی داشت که امروزه به عنوان مثال‌هایی از زبان‌های برنامه نویسی با حوزه مشخص شناخته می‌شوند. با شروع قرن بیستم، پانچ کارت‌ها داده را کد گذاری کردند و پردازش مکانیکی را هدایت کردند. در دهه ۱۹۳۰ و ۱۹۴۰، صورت گرایی حساب لاندای آلونزو چرچ و ماشین تورینگ آلن تورینگ مفاهیم ریاضی بیان الگوریتم‌ها را فراهم کردند؛ حساب لاندا همچنان در طراحی زبان موثر است.
در دهه ۴۰، اولین رایانه‌های دیجیتال که توسط برق تغذیه می‌شدند ایجاد شدند. اولین زبان برنامه نویسی سطح بالا طراحی شده برای کامپیوتر پلانکالکول بود، که بین سال‌های ۱۹۴۵ و ۱۹۴۳ توسط کنراد زوس برای ز۳ آلمان طراحی شد.
کامپیوترهای اوایل ۱۹۵۰، بطور خاص ÜNIVAC ۱ و IBM ۷۰۱ از برنامه‌های زبان ماشین استفاده می‌کردند. برنامه نویسی زبان ماشین نسل اول توسط نسل دومی که زبان اسمبلی نامیده می‌شوند جایگزین شد. در سال‌های بعد دهه ۵۰، زبان برنامه نویسی اسمبلی، که برای استفاده از دستورات ماکرو تکامل یافته بود، توسط سه زبان برنامه نویسی سطح بالا دیگر: FORTRAN,LISP , COBOL مورد استفاده قرار گرفت. نسخه‌های به روز شده این برنامه‌ها همچنان مورد استفاده قرار میگیرند، و هر کدام قویا توسعه زبان‌های بعد را تحت تاثیر قرار دادند. در پایان دهه ۵۰ زبان algol ۶۰ معرفی شد، و بسیاری از زبان‌های برنامه نویسی بعد، با ملاحظه بسیار، از نسل algol هستند. قالب و استفاده از زبان‌های برنامه نویسی به شدت متاثر از محدودیت‌های رابط بودند.
پالایش
دوره دهه ۶۰ تا اواخر دهه ۷۰ گسترش مثال‌های عمده زبان پرکاربرد امروز را به همراه داشت. با این حال بسیاری از جنبه‌های آن بهینه سازی ایده‌های اولیه نسل سوم زبان برنامه نویسی بود:
APL برنامه نویسی آرایه‌ای را معرفی کرد و برنامه نویسی کاربردی را تحت تاثیر قرار داد.
PL/i(NPL) دراوایل دهه ۶۰ طراحی شده بود تا ایده‌های خوب فورترن و کوبول را بهم پیوند دهد.
در دهه ۶۰، Simula اولین زبانی بود که برنامه نویسی شئ گرا را پشتیبانی می‌کرد، در اواسط دهه۷۰. Smalltalk به دنبال آن به
عنوان اولین زبان کاملاً شئ گرا معرفی شد.
C بین سال‌های ۱۹۶۹ تا ۱۹۷۳ به عنوان زبان برنامه نویسی سیستمی طراحی شد و همچنان محبوب است.
Prolog، طراحی شده در ۱۹۷۲، اولین زبان برنامه نویسی منطقی بود.
در ۱۹۷۸ ML سیستم نوع چند ریخت روی لیسپ ایجاد کرد، و در زبان‌های برنامه نویسی کاربردی ایستا نوع گذاری شده پیشگام شد.
هر یک از این زبان‌ها یک خانواده بزرگ از وارثین از خود به جای گذاشت، و مدرنترین زبان‌ها از تبار حداقل یکی از زبان‌های فوق به شمار می‌آیند.
دهه‌های ۶۰ و ۷۰ مناقشات بسیاری روی برنامه نویسی ساخت یافته به خود دیدند، و اینکه آیا زبان‌های برنامه نویسی باید طوری طراحی شوند که آنها را پشتیبانی کنند.
"ادسگر دیکسترا" در نامهای معروف در ۱۹۶۸ که در ارتباطات ACM منتشر شد، استدلال کرد که دستورgoto باید از تمام زبان‌های سطح بالا حذف شود.
در دهه‌های ۶۰ و ۷۰ توسعهٔ تکنیک‌هایی صورت گرفت که اثر یک برنامه را کاهش می‌داد و در عین حال بهره وری برنامه نویس و کاربر را بهبود بخشید. دسته کارت برای ۴GL اولیه بسیار کوچکتر از برنامهٔ هم سطح بود که با ۳GL deck نوشته شده بود.
یکپارچگی و رشد
دهه ۸۰ سال‌های یکپارچگی نسبی بود. C++ برنامه نویسی شئ گرا و برنامه نویسی سیستمی را ترکیب کرده بود. ایالات متحده ایدا(زبان برنامه نویسی سیستمی که بیشتر برای استفاده توسط پیمان کاران دفاعی بود) را استاندارد سازی کرد. در ژاپن و جاهای دیگر، هزینه‌های گزافی صرف تحقیق در مورد زبان نسل پنجم می‌شد که دارای ساختارهای برنامه نویسی منطقی بود. انجمن زبان کاربردی به سمت استانداردسازی ML و Lisp حرکت کرد. به جای ایجاد مثال‌های جدید، تمام این تلاش‌ها ایده‌هایی که در دهه‌های قبل حلق شده بودند را بهتر کرد.
یک گرایش مهم در طراحی زبان در دهه ۸۰ تمرکز بیشتر روی برنامه نویسی برای سیستم‌های بزرگ از طریق مدول‌ها، و یا واحدهای کدهای سازمانی بزرگ مقیاس بود. مدول-۲، ایدا. و ML همگی سیستم‌های مدولی برجسته‌ای را در دهه ۸۰ توسعه دادند. با وجود اینکه زبان‌های دیگر، مثل PL/i، پشتیبانی بسیار خوبی برای برنامه نویسی مدولی داشتند. سیستم‌های مدولی غالباً با ساختارهای برنامه نویسی عام همراه شده‌اند.
رشد سریع اینترنت در میانه دهه ۹۰ فرصت‌های ایجاد زبان‌های جدید را فراهم کرد. Perl، در اصل یک ابزار نوشتن یونیکس بود که اولین بار در سال ۱۹۸۷ منتشر شد، در وب‌گاه‌های دینامیک متداول شد. جاوا برای برنامه نویسی جنب سروری مورد استفاده قرار گرفت. این توسعه‌ها اساساً نو نبودند، بلکه بیشتر بهینه سازی شده زبان و مثال‌های موجود بودند، و بیشتر بر اساس خانواده زبان برنامه نویسی C بودند. پیشرفت زبان برنامه نویسی همچنان ادامه پیدا میکند، هم در تحقیقات و هم در صنعت. جهت‌های فعلی شامل امنیت و وارسی قابلیت اعتماد است، گونه‌های جدید مدولی(mixin، نماینده‌ها، جنبه‌ها) و تجمع پایگاه داده.
۴GLها نمونه‌ای از زبان‌هایی هستند که محدوده استفاده آنها مشخص است، مثل SQL. که به جای اینکه داده‌های اسکالر را برگردانند، مجموعه‌هایی را تغییر داده و بر می‌گردانند که برای اکثر زبان‌ها متعارفند. Perl برای مثال، با "مدرک اینجا" خود می‌تواند چندین برنامه ۴GL را نگه دارد، مانند چند برنامه جاوا سکریبت، در قسمتی از کد پرل خود و برای پشتیبانی از چندین زبان برنامه نویسی با تناسب متغیر در "مدرک اینجا" استفاده کند.
سنجش استفاده از زبان
مشکل است که مشخص کنیم کدام زبان برنامه نویسی بیشتر مورد استفاده‌است، و اینکه کاربرد چه معنی می‌دهد با توجه به زمینه تغییر میکند. یک زبان ممکن است زمان بیشتری از برنامه نویس بگیرد، زبان دیگر ممکن است خطوط بیشتری داشته باشد، و دیگری ممکن است زمان بیشتری از پردازنده را مصرف کند. برخی زبان‌ها برای کاربردهای خاص بسیار محبوبند. برای مثال: کوبول همچنان در مراکزداده متحد، غالباً روی کامپیوترهای بزرگ توانا است؛ fortran در مهندسی برنامه‌های کاربردی، C در برنامه‌های تعبیه شده و سیستم‌های عامل؛ و بقیه برنامه‌ها معمولاً برای نوشتن انواع دیگر برنامه‌ها کاربرد دارند. روشهای مختلفی برای سنجش محبوبیت زبان‌ها، هر یک متناسب یا یک ویژگی محوری متفاوت پیشنهاد شده‌است:
شمارش تعداد تبلیغات شغلی که از آن زبان نام می‌برند.
تعداد کتاب‌های آموزشی و شرح دهندهٔ آن زبان که فروش رفته‌است.
تخمین تعداد خطوطی که در آن زبان نوشته شده اند- که ممکن است زبان‌هایی را که در جستجوها کمتر پیدا می‌شوند دست کم گرفته شوند.
شمارش ارجاع‌های زبان(برای مثال، به اسم زبان) در موتورهای جستجوهای اینترنت.
طبقه بندی‌ها هیچ برنامه غالبی برای دسته بندی زبان‌های برنامه نویسی وجود ندارد. یک زبان مشخص معمولاً یک زبان اجدادی ندارد. زبان‌ها معمولاً با ترکیب المان‌های چند زبان پیشینه بوجود می‌آیند که هربار ایده‌های جدید درگردشند. ایده‌هایی که در یک زبان ایجاد می‌شوند در یک خانواده از زبان‌های مرتبط پخش می‌شوند، و سپس از بین خلاهای بین خانواده‌ها منتقل شده و در خانواده‌های دیگر ظاهر می‌شوند.
این حقیقت که این دسته بندی ممکن است در راستای محورهای مختلف انجام شوند، این وظیفه را پیچیده تر میکند؛ برای مثال، جاوا هم یک زبان شیءگرا(چون به برنامه نویسی شیءگرا تشویق میکند) و زبان همزمان(چون ساختارهای داخلی برای اجرای چندین جریان موازی دارد) است. پایتون یک زبان اسکریپتی شیءگراست.
در نگاه کلی، زبان‌های برنامه نویسی به مثال‌های برنامه نویسی و یک دسته بندی بر اساس محدوده استفاده تقسیم می‌شوند. مثال‌ها شامل برنامه نویسی رویه‌ای، برنامه نویسی شیءگرا، برنامه نویسی کاربردی، وبرنامه نویسی منطقی؛ برخی زبان‌ها ترکیب چند مثالند. یک زبان اسمبلی مثالی از یک مدل مستقیم متضمن معماری ماشین نیست. با توجه به هدف، زبان‌های برنامه نویسی ممکن است همه منظوره باشند، زبان‌های برنامه نویسی سیستمی، زبان‌های اسکریپتی، زبان‌های محدوده مشخص، زبان‌های همزمان/ گسترده(و یا ترکیب اینها). برخی زبان‌های همه منظوره تا حد زیادی برای اهداف آموزشی طراحی شده‌اند.
یک زبان برنامه نویسی ممکن است با فاکتورهای غیر مرتبط به مثال‌های برنامه نویسی دسته بندی شود. برای مثال، غالب زبان‌های برنامه نویسی کلمات کلیدی زبان انگلیسی را استفاده میکنند، در حالیکه تعداد کمی این کار را نمی‌کنند. سایر زبان‌ها ممکن است براساس داخلی بودن یا نبودن دسته بندی شوند.
ساعت : 1:54 pm | نویسنده : admin
|
گرافیکسولوژی |
مطلب قبلی