أساسيات البرمجة بلغة الجافا

1. وصف المقرر

يقدم هذا المقرر المفاهيم الأساسية للبرمجة بلغة الجافا (Java) مع تركيز خاص على التطبيقات الأمنية. سيتمكن الطلاب من بناء أساس قوي في مبادئ البرمجة، مع فهم كيفية تطبيق هذه المبادئ في حل مشكلات الأمن السيبراني. يغطي المقرر ما يلي:

• أساسيات بناء البرامج: بما في ذلك المتغيرات، الجمل الشرطية، الحلقات التكرارية، الدوال، المصفوفات، ومفاهيم البرمجة الكائنية (OOP).
• تطبيق البرمجة في الأمن السيبراني: ستتعلم كيفية استخدام الجافا في معالجة البيانات، التحقق من المدخلات لصد الهجمات، وبناء أدوات أمنية بسيطة.
• كتابة أكواد آمنة: التركيز على استخدام بيئة التطوير Eclipse وكتابة أكواد خالية من الثغرات الشائعة التي يستغلها المخترقون.

2. أهداف المقرر

الأهداف المعرفية (المعرفة والفهم):

• فهم بنية لغة الجافا وعلاقتها المتينة بمجال الأمن السيبراني.
• معرفة أنواع البيانات المختلفة، هياكل التحكم (الشروط والحلقات)، والدوال وكيفية استخدامها في سياق البرمجة الآمنة.
• استيعاب مفاهيم البرمجة الكائنية التوجه (OOP) وتطبيقاتها في تطوير أنظمة برمجية آمنة ومرنة.

الأهداف المهارية (التطبيق والتحليل):

• القدرة على كتابة برامج جافا تعالج مشكلات أمنية بسيطة، مثل فحص كلمات المرور أو تحليل النصوص المشفرة.
• تحليل الأكواد البرمجية لاكتشاف نقاط الضعف المحتملة والثغرات الأمنية الشائعة (مثل ثغرات Buffer Overflow و Injection).
• استخدام المكتبات الأمنية المتاحة في جافا، مثل مكتبة Java Cryptography Architecture (JCA)، لتضمين وظائف التشفير والأمان.

الأهداف الوجدانية (القيم والاتجاهات):

• تعزيز الوعي بأهمية كتابة أكواد برمجية آمنة وخالية من الثغرات كجزء لا يتجزأ من عملية التطوير.
• تنمية التفكير المنطقي والتحليلي في حل المشكلات البرمجية المعقدة بأسلوب منظم وفعّال.

3. مخرجات التعلم

بنهاية هذا المقرر، سيكون الطالب قادرًا على:

فهم وشرح:

• مبادئ البرمجة بلغة الجافا وعلاقتها الوثيقة بتطبيقات الأمن السيبراني.
• الفروقات الجوهرية بين أنواع البيانات المتعددة وهياكل التحكم في لغة الجافا.
• مفاهيم الكائنات والكلاسات (Objects and Classes) وكيفية استخدامها في بناء أنظمة برمجية آمنة.

التطبيق العملي:

• كتابة برامج جافا تعالج بفاعلية مشكلات أمنية، مثل فحص صحة المدخلات لمنع الهجمات أو توليد تواقيع رقمية بسيطة.
• تحليل الأكواد البرمجية وتحديد نقاط الضعف الأمنية المحتملة فيها.

التحليل والتقييم:

• تقييم جودة الأكواد البرمجية من حيث الكفاءة التشغيلية ومستوى الأمان.
• اقتراح وتنفيذ تحسينات على البرامج لتجنب الثغرات الأمنية المستقبلية وتعزيز الحماية.

5. طرق التدريس والتقييم

أ. طرق التدريس:

• محاضرات نظرية: لشرح المفاهيم الأساسية للبرمجة والجافا والأمان.
• جلسات عملية: حل تمارين برمجية في معمل الحاسب لتطبيق المفاهيم المكتسبة.
• دراسات حالة: تحليل أكواد جافا حقيقية تحتوي على ثغرات أمنية لفهم كيفية اكتشافها وتجنبها.
• مشاريع جماعية: بناء أدوات بسيطة في مجال الأمن السيبراني باستخدام لغة الجافا.

ب. التقييم:

6. المراجع والمصادر

الكتب:

• "Introduction to Java Programming" – Y. Daniel Liang (مرجع شامل للمفاهيم الأساسية).
• "Effective Java" – Joshua Bloch (كتاب متقدم للممارسات الأفضل في الجافا).

مواقع إلكترونية:

• Oracle Java Documentation - المرجع الرسمي والكامل للغة الجافا ومكتباتها.
• OWASP Secure Coding Practices - مبادئ وممارسات للبرمجة الآمنة، ذات أهمية قصوى للأمن السيبراني.
• GeeksforGeeks - Java Tutorial - شروحات ومقالات مفصلة في الجافا.

أدوات وبيئات تطوير:

• Eclipse IDE: بيئة تطوير متكاملة ومفتوحة المصدر لكتابة وتصحيح أكواد الجافا.
• Java Cryptography Architecture (JCA): إطار عمل أساسي للتشفير وتوقيع البيانات في تطبيقات الجافا.

7. ملاحظات إضافية

• الممارسة اليومية: يُنصح الطلاب بشدة بممارسة البرمجة يوميًا عبر منصات التحديات البرمجية مثل LeetCode أو HackerRank لتعزيز مهاراتهم.
• الجانب الأمني: سيتم التركيز بشكل كبير على الجانب الأمني في كل وحدة، وربط المفاهيم البرمجية بتطبيقات الأمن السيبراني لضمان فهم شامل.
• المختبرات العملية: جزء كبير من المقرر سيعتمد على المختبرات العملية والتطبيقات البرمجية لترسيخ المفاهيم النظرية.