حل المشكلة Problem Solving فصل الثاني T.Bedooor

مقدمة قد يقابلك الكثير من المشكلات في حياتك بعضها بشكل يومي وذلك من خلال أنشطة متنوعة تحتوى على الكثير من المشكلات, والمشكلة Problem تعنى هدف أو ناتج مطلوب الوصول إليه فمثال إعداد وجبة معينة يمثل مشكلة ويجب الوصول إلى الهدف المطلوب من خلال إتباع عدة خطوات بترتيب محدد.. T.Bedooor

# لحل المشكلة يوجد عدة مراحل : # لحل المشكلة يوجد عدة مراحل :  ١- فهم المشكلة :  بحيث يتم تحليل المشكلة . ٢- تقسيم المشكلة:  تعتبر عملية تفصيل للمشكلة بحيث يتم فهم كل جزء من المشكلة ومحاولة ايجاد حل .  ٣- حل المشكلة :  بحيث يتم ايجاد حل لكل جزء من المشكلة .  T.Bedooor

فهم المشكلة المشاكل دائماَ تظهر اكثر تعقيداَ عن الحقيقة الي هي عليها وذلك لعد فهم المشكلة . يمكن الحصول على القاعدة الاول لحل المشكلة : حلل المشكلة بعناية فائقة محاولا فهم كل جزئياتها وتحديد كل المتطلبات للحصول على الحل المقبول :: يجيب تحديد مستوى النتائج المطلوبة في المرحلة الاولى يجب ان تكون الاهداف واضحة ومعلومة فهم المشكلة يمثل نص الحل وكذلك الفهم الجيد والصحيح والكامل للمشكلة يعطي دائما نتائج واضحة وصحيح T.Bedooor

تقسيم المشكلة بزيادة فهم المشكلة يزداد تبعاً له وضوع تفصيلات وابعاد المشكلة : القاعد الثانية : حاول ان تقسم المشكلة الى اجزاء بسيطة وغير معتمدة على بعضها البعض ثم ركز على كل جزء على حدة/ حاول تقسيم المشكلة الى مجموعه مشاكل (اجزاء ) بسيطة متتابعة ، اذا كانت المشكلة تتضمن بعض العمليات التي يعاد تكرارها حاول عزل العلميات التي لا تتطلب الا عادة اذا كانت لا تسطيع ان تقرر من اين تبدا فان هذا يحدث لوجود بعض الحالات الخاصة التي تسبب ازعاجها عن فصلها في البداية حاول ايجاد حل المشكلة في الحلات البسيطة او الحالات المشهور وعند الوصول أي حل صحصح يمكن تطوير هذا الحل ليشمل الحالة الخاصة لمعقدة T.Bedooor

عملية حل المشكلة يجيب انت تطبق ببطء وعناية وهذا يوضع قاعدة الثالثة : عند تقسيم المشكلة على اقسام صغير يجيب ان يكون التقسيم على خطوات متعددة بحيث تستخدم القواعد العامة في المراحل الاولى ثم ينتقل الى المراحل الخاصة بعد ذلك « المراحل الاولى في الحل تتطلب اعتبارات عامة وواسعة بينما المراحل المتأخرة تتطلب التركيز على التفاصيل والانتقال من العام الى الخاص وهذا ما يعرف بطريقه من الأعلى الى الاسفل Top-down design ويقترح الا يتجاوز عدد الأجزاء المقسمة في كل خطوة 5 اجزاء T.Bedooor

قاعدة الرابعة : في كل مرحلة من المراحل يجيب مراجعة الحل المقترح ليتم التأكد من انه كامل وصحيح يعني ذلك ان مراجعة واحدة للحل لن تكون كافية ويجب تطبيق القاعد الرابعة عند كل مرحلة بعد حل واحد من البرامج الفرعية او الجزاء يجيب اعادة النظر في الحل المقترح لنرى اذا كان يحقق المطلوب بدقة ام لا T.Bedooor

الخوارزم والكود الزائف Algorithm and Pseudo Code هي مجموعة من الإجراءات المرتبة ترتيباً منطقياً و التي يتم تنفيذها للوصول إلى هدف أو ناتج محدد من معطيات محددة. T.Bedooor

الخوارزميات Algorithms الوصف الدقيق لتنفيذ مهمه من المهمات ، او حل مسألة من المسائل . وقد اشتق الغريبون هذا الكلمة من اسم عالم الرياضيات المسلم المعروف (محمد بن موسى الخوارزمي ) هي عبارة عن مجموعة الخطوات (التعليمات ) لتنفيذ عملية حسابية او منطقية او غيرها بشكل تتابعي متسلسل ومنظم خوارزمية تكون من خطوات مرتبة بعضها اثر البعض كل خطوة تعتبر نفسها وحدة من وحدات البناء يختلف حجم هذا الخطوات باختلاف الخوارزميات واختلاف الاشخاص الذين يقومون بتنفيذ تلك الخطوات T.Bedooor

الخوارزم والكود الزائف Algorithm and Pseudo Code بعد ان استعرضنا خطوات التفكير لحل مألة برمجية نقو ان الحل بمرحلتين كما هو مبين بشكل (1-1) المرحلة الاولى : تحديد معالم المسألة تحليل عناصرها ، وذلك معرفة معطياتها ، ولهدف الاساسي لها ، واهم النتائج المطلوبة منها . البحث والتفكير في طريقة حل المسألة تدوين الحل يجب أن تكون على شكل سلسلة من الخطوات المتتالية. T.Bedooor

مراحل حل مسألة باستخدام الحساب فحص العمليات (البيانات ) تحديد المسألة المرحلة الاولى : مراحل حل مسألة باستخدام الحساب تحليل عناصر المسألة خوارزمية المسألة فحص العمليات (البيانات ) البرنامج كتابة البرنامج قائمة اخطاء البرنامج المرحلة الثانية : ترجمة البرنامج انهاء تصحيح الاخطاء اصدار النتائج تنفيذ البرنامج T.Bedooor

المرحلة الثانية : هذه المرحلة تمثل دور الحاسب نفسه في حل المسالة والتي تبدا بترجمة البرنامج المكتوب بلغة المستوى العالي الى لغة الالة بواسطة المترجم Compiler T.Bedooor

مثال عن الخوارزمية اوجدي نسبة حساب المتوسط درجات الحرارة T1,T2,T3 الخطوة الثانية / احسب المتوسط درجات الحرارة AV ؟ من المعادلة: T1,T2,T3)/ 3 ) =AV الخطوة الثالثة : اطبع النتيجة T.Bedooor

وسوف نركز في هذا الكتاب على حل المشكلات باستخدام الكمبيوتر مراحل حل المشكلة : اولا : تحديد المشكلة ) Problem Definition ثاني : إعداد خطوات الحل الخوارزمية) Algorithm ثالثًا: تصميم البرنامج على الكمبيوتر )Program Design اربعا: اختبار صحة البرنامج وتصحيح أخطائه Program Testing خامس : توثيق البرنامج )Program Documentation T.Bedooor

اولاَ : تحديد المشكلة ) Problem Definition أي تحديد المخرجات المطلوبة والمدخلات المتوفرة وعمليات المعالجة الحسابية أو المنطقية. ثاني : إعداد خطوات الحل الخوارزميةAlgorithm( بعد تعريف وتحليل المشكلة من مخرجات ومدخلات يتم إعداد خطة الحل التي يجب أن تكون على شكل سلسلة من الخطوات المتتالية ويطلق على هذه الخطوات لفظ الخوارزمية )Algorithm( نسبة لعالم الرياضيات ويتم تمثيل خطوات الحل من خلال خرائط شرحها الحقاً التدفق )Flowchart( والتي سيتم . T.Bedooor

ثالثًا: تصميم البرنامج على الكمبيوترProgram Design( بعد الانتهاء من عمل خريطة التدفق flowchart ولحل المشكلة باستخدام الكمبيوتر نقوم بترجمتها إلى إحدى لغات البرمجة. اربعا: اختبار صحة البرنامج وتصحيح أخطائه )Program Testing( أثناء كتابة البرنامج نقع في بعض الأخطاء بدون قصد )قد نكتب عملية الطرح (-) بدال من عالمة الجمع (+) . T.Bedooor

خامس : توثيق البرنامج )Program Documentation( يتم كتابة كل الخطوات التي اتخذت لحل المشكلة من مدخلات ومخرجات وخطة حل وخريطة التدفق المستخدمة واللغة التي كتب بها البرنامج و أوامر البرنامج وتاريخ آخر تعديل للبرنامج ومن شارك في عمل البرنامج للاحتفاظ به موثق للرجوع إليه في أي وقت بهدف التصحيح وهذا يفيد في حالة اشتراك أكثر من شخص في كتابة البرنامج أو عند التعديل في البرنامج بواسطة أشخاص آخرين T.Bedooor

خرائط التدفق Flow charts تعريف :تستخدم خرائط التدفق في بيان خطوات حل المسألة وكيفية ارتباطها ببعض ، باستخدام رموز اصطلاحية لتوضيح خطوات الحل مسألة او مشكله محددة . فوائد تعطي صورة متكاملة للخطوات المطلوبة لحل المسائل في ذهن المبرمج تساعد المبرمج على تشخيص الاخطاء التي تقع عادة في البرامج ، وخاصة الاخطاء المنطقية منها تيسر للمبرمج امر ادخال أي تعديلات ، في أي جزء من اجزاء المسألة تعتبر رسوم خرائط التدفق المستعملة في تصميم حلول بعض المسائل مرجعاً في حلو مسائل اخرى مشابهة T.Bedooor

انواع خرائط التدفق خرائط سير النظم System Flowcharts خرائط سير البرامج Programs Flowcharts T.Bedooor

A. خرائط سير النظم System Flowcharts يستخدم هذا النوع من الخرائط عند تصميم الاجهزة الهندسية في المصانع وغيرها تبين موقع كل خطوة من الخطوات الاخرى المكونة للنظام تسهيل اجراء التعديلات التي قد تطرا مستقبلاً على برنامج النظام بيان التفصيلات عن المعطيات المطلوبة إدخالها الى النظام بيان التفضيلات عن انواع النتائج المتوقعة او المطلوبة من البرنامج المعدة للنظام بيان طرق ربط النظام ، يبقيه الانظمة الموجودة في المؤسسة المعنية T.Bedooor

. Bخرائط سير البرامج Programs Flowcharts يستعمل هذا النوع من الخرائط ،لبيان الخطوات الرئيسة التي توضع لحل مسالة ما وذلك بشكل رسمي اصطلاحية ويمكن تصنيف خرائط سير البرامج هذه الى 4 انواع خرائط التتابع البسيط Simple Sequential Flowcharts الخرائط ذات الفروع Branched Flowcharts خرائط الدوران الواحد Simple- Loop Flowcharts خرائط الدورانان المتعددة Multi - Loop Flowcharts T.Bedooor

يتم رسم أغلب خرائط التدفق باستخدام الرموز الاصطلاحية لخرائط التدفق نقطه توصيل وربط Connector تعليق ولإيضاح Comment T.Bedooor

خرائط التتابع البسيط Simple Sequential Flowcharts مثال 1: اطلب الكتاب استلم الفاتورة ادفع الفاتورة و غادر T.Bedooor

المخرجات : المطلوب؟؟ المدخلات :المطلوبة ؟؟ مثال 2 : ارسم خريطة التدفق لحساب مجموع عددين مع كتابة خطوات الحل المخرجات : المطلوب؟؟ المدخلات :المطلوبة ؟؟ T.Bedooor

الحل : الحل:C=A+B حيث الناتج هو C خطوات الحل : بداية مثال 2 : ارسم خريطة التدفق لحساب مجموع عددين مع كتابة خطوات الحل ؟؟ start المخرجات : مجموعة عددين C المدخلات :العددين (العدد الاول A) و (العدد الثاني B) الحل : الحل:C=A+B حيث الناتج هو C خطوات الحل : بداية ادخل العددين A , B حساب مجموعة العددين بالعلاقة : C = A + B 4) طباعة قيمه C 5) نهاية Read A and B C = A + B Print C End T.Bedooor

T.Bedooor

المخرجات : المطلوب؟؟ المدخلات :المطلوبة ؟؟ مثال 3 : ارسم خريطة التدفق لحساب متوسط وحاصل ضرب ثلاثة اعداد ؟؟ المخرجات : المطلوب؟؟ المدخلات :المطلوبة ؟؟ T.Bedooor

المخرجات : متوسط ثالث أعداد Average و حاصل ضربهم Product مثال 3 : ارسم خريطة التدفق لحساب متوسط وحاصل ضرب ثلاثة اعداد ؟؟ المخرجات : متوسط ثالث أعداد Average و حاصل ضربهم Product المدخلات: العدد , X العدد ,Y العدد Z الحل : Product=X*Y*Z و Average=(X+Y+Z)/3 خطوات الحل : T.Bedooor

المخرجات : المطلوب؟؟ المدخلات :المطلوبة ؟؟ مثال 4 : ارسم خريطة التدفق لحل معادلة من الدرجة الاولى Y=3*X +2 ؟؟ المخرجات : المطلوب؟؟ المدخلات :المطلوبة ؟؟ T.Bedooor

الحل : احساب قيمة Y من المعادلة Y=3X+2 خطوات الحل : مثال 4 : ارسم خريطة التدفق لحل معادلة من الدرجة الاولى Y=3X +2 ؟؟ المخرجات : قيمة Y المدخلات: X الحل : احساب قيمة Y من المعادلة Y=3X+2 خطوات الحل : T.Bedooor

تذكر دائماً ! 1- يجب أن يحتوى الطرف الأيسر لأي معادلة على متغير واحد وهو ناتج ( مخرج ) المعادلة. 2- يمكن أن يحتوى الطرف الأيمن على قيم مجردة او تعبير حسابي يمكن أن يحتوي على متغير أو أكثر ( مدخلات) T.Bedooor

تمارين اكتب خطوات الحل وارسم خريطة التدفق لحساب مساحة الدائرة بمعلومية نصف القطر R مع العلم أن معادلة حساب المساحة هي Area=3.14*R*R T.Bedooor

الخرائط ذات الفروع Branched Flowcharts (اتخاذ القرار(Decision هناك الكثير من المشكلات تحتوى على سؤال وحسب الإجابة يتم التفرع إلى جزء محدد من خريطة التدفق وفى أغلب الأحيان تكون إجابة السؤال نعم أو لا, ويمكن وجود أكثر من إجابتين. T.Bedooor

T.Bedooor

مثال 1 : ارسم خريطة التدفق لطباعة ناجح في حالة ان تكون الدرجة المدخلة اكبر من او تساوي 50 المخرجات : ؟ المدخلات: : ؟ الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

الحل : إذا كانت قيمة X أكبر من أو تساوى 50 يطبع كلمة ناجح. مثال 1 : ارسم خريطة التدفق لطباعة ناجح في حالة ان تكون الدرجة المدخلة اكبر من او تساوي 50 المخرجات : طباعه ناجح المدخلات: الدرجة X الحل : إذا كانت قيمة X أكبر من أو تساوى 50 يطبع كلمة ناجح. خطوات الحل : T.Bedooor

ارسم خريطة التدفق لإدخال رقم ثم طباعة نوع العدد (زوجي او فردي ) مثال 2 : ارسم خريطة التدفق لإدخال رقم ثم طباعة نوع العدد (زوجي او فردي ) المخرجات : ؟ المدخلات: : ؟ الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

ارسم خريطة التدفق لإدخال رقم ثم طباعة نوع العدد (زوجي او فردي ) مثال 2 : ارسم خريطة التدفق لإدخال رقم ثم طباعة نوع العدد (زوجي او فردي ) المخرجات : طباعة نوع العدد (زوجي أو فردى) المدخلات: :عدد N الحل : يتم تحديد العدد زوجي إذا كان يقبل القسمة على 2 بدون باقي وغير ذلك فيعنى انه رقم فردى خطوات الحل : T.Bedooor

مثال 3 : ارسم خريطة التدفق لإدخال لإدخال عددين ثم طباعة "العدد الأكبر هو ؟" و "العدد الأصغر هو ؟ المخرجات : ؟ المدخلات: : ؟ الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

المخرجات : طباعة عبارة "العدد الأكبر هو ؟" و "العدد الأصغر هو ؟ مثال 3 : ارسم خريطة التدفق لإدخال لإدخال عددين ثم طباعة "العدد الأكبر هو ؟" و "العدد الأصغر هو ؟ المخرجات : طباعة عبارة "العدد الأكبر هو ؟" و "العدد الأصغر هو ؟ المدخلات: : أدخل العدد X و العدد Y الحل : يتم المقارنة بين العددين X و Y او X > Y خطوات الحل : T.Bedooor

مثال 4 : ارسم خريطة التدفق لسير البرنامج الاشارات السير الضوئية (إشارات المرور)؟ المخرجات : ؟ المدخلات: : ؟ الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

مثال 4 : ارسم خريطة التدفق لسير البرنامج الاشارات السير الضوئية (إشارات المرور)؟ المخرجات : المدخلات: : الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

مثال 5 : قم بكتابة خطوات الحل ورسم خريطة تدفق لحساب مساحة دائرة نصف قطرها R علماُ بأن مساحة الدائرة = 3.14 بحيث تظهر رسالة غير مسموح ثم الخروج من البرنامج عند إدخال قيمة R بالسالب ؟ المخرجات : ؟ المدخلات: : ؟ الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

خطوات الحـــــــــــل مثال 5 / قم بكتابة خطوات الحل ورسم خريطة تدفق لحساب مساحة دائرة نصف قطرها R علماُ بأن مساحة الدائرة = 3.14 بحيث تظهر رسالة غير مسموح ثم الخروج من البرنامج عند إدخال قيمة R بالسالب ؟ المخرجات : طباعة مساحة الدائرة Area المدخــلات : نصف قطرالدائرة R الحــــــــــل : إذا كانت R < 0 يطبع "غير مسموح" وإلا إحتسابArea = 3.14 * R *R خطوات الحـــــــــــل 1 – بداية 2 – أدخل نصف قطرالدائرة R 3 – إذا كان R < 0 إذن : 3 – 1 – طباعة " غير مسموح " 3 – 2 – إذهب للخطوة ر قم 6 او تكتب نهاية 4 – غير ذلك : 4 – 1 – Area = 3.14 * R *R 5 – طباعة قيمة المتغير Area 6 – نهاية START Read R Print " غير مسموح "   R < 0 True False Area = 3.14 * R * R Area End T.Bedooor

المخرجات : المدخلات: : الحل : خطوات الحل : مثال 6 : خريطة تدفق لطباعة حاصل قسيمة عددين واذا كان المقسوم عليه يساوي صفر يطلع ” غير معروف ” المخرجات : المدخلات: : الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

خريطة تدفق لطباعة حاصل قسيمة عددين واذا كان المقسوم عليه يساوي صفر يطلع ” غير معروف ” T.Bedooor

الخرائط ذات الفروع Branched Flowcharts (اتخاذ القرار (Decision اكثر من شرط T.Bedooor

الحصول على درجة الحرارة ثم طباعة تساوي الصفر و اقل من الصفر و اكبر من الصفر .. المخرجات : المدخلات: : الحل : خطوات الحل : T.Bedooor

مثال 6/ الحصول على درجة الحرارة ثم طباعة تساوي الصفر و اقل من الصفر و اكبر من الصفر .. T.Bedooor

خرائط الدوران الواحد Simple- Loop Flowcharts وهذه الخرائط نحتاج اليها لا عادة عملية او مجموعة من العمليات في البرنامج عداد محدودا او غير محدود من المرات ، وقد سميت هذه الخرائط بخرائط الدوران الواحدة لانها تستعمل حلقة وحدة , وتسمى أحيانا خرائط الدوران البسيط T.Bedooor

يتكرر الحدث كل دورة حتى يصبح الجواب Yes Event y Condition ? يتكرر الحدث كل دورة حتى يصبح الجواب Yes NO Yes T.Bedooor

يتكرر الحدث كل دورة طالما كان الجواب الشرط Yes Condition ؟ Event y يتكرر الحدث كل دورة طالما كان الجواب الشرط Yes NO Yes T.Bedooor