الخوارزمية Algorithms

الخوارزميات تعريف الخوارزمية سابقاً : الوصف الدقيق لتنفيذ مهمه من المهمات أو حل مسألة من المسائل. وقد أشتق الغربيون هذه الكلمة من اسم عالم الرياضيات المسلم المعروف , محمد بن موسى الخوارزمي. تعريف الخوارزمية في الوقت الحالي : مجموعه الخطوات ( التعليمات ) المرتبة , لتنفيذ عمليه حسابيه أو منطقيه , أو غيرها بشكل تتابعي متسلسل ومنظم .

صفات الخوارزمية خطوات الخوارزمية مرتبة. خطوات الخوارزمية منتهية. خطوات الخوارزمية مرتبة.  خطوات الخوارزمية منتهية.  الخطوات تنفذ عمليات بسيطة.  يجب أن يكون للخوارزمية بداية و نهاية.  يجب أن تكون الخوارزمية معرفة جيدًا وواضحة. أن تكون طريقة الحل عامة أن تنطبق على مسائل عديدة متشابهة فلا نطبق الخوارزمية على عمليات جمع أرقام معروفة  أن تكون فعالة أي يجب كتابتها بأفضل وأقصر الطرق

مثال : أكتب خوارزمية لإيجاد مجموع عددين A,B وتخزين الناتج في المتغير C الحــــــــــــــــــــل :- 1- البداية  2- أدخل قيمة A ,B 3- احسب C=A+B 4-اطبع C 5- النهاية  شرح الخوارزمية :- 1-البداية ------> تمثل بداية الخوارزمية أو بداية الحل للمسألة  2- أدخل قيمة A,B ------> في هذه الخطوة يتم الطلب من المستخدم أن يقوم بإدخال قيمة للمتغير العددي A والمتغير العددي B 3- احسب ------> C=A+B يتم جمع قيمة المتغيرين A,B وتخزين الناتج في المتغير C 4- أطبع ------> C ويتم هنا طباعة المتغير C حيث أن المتغير C يمثل ناتج عملية الجمع للعملية الحسابية C=A+B 5- النهاية ------> وتمثل نهاية الحل للمسألة أو الخوارزمية ، وعندها تتنتهي الخوارزمية

مثال على الخوارزمية مثال : إذا أردنا ان نوجد متوسط درجات الحرارة : t1,t2,t3 فإن خطوات الحل المنطقية يمكن ترتيبها في الخوارزمية التالية: 1 : ابدأ 2 : اقرأ قيم درجات الحرارة t1,t2,t3 3 : احسب متوسط درجات الحرارة Av=(t1+t2+t3)/3 4 : اطبع النتيجة 5 : توقف

مثال على الخوارزمية مثال : أراد شخص أن يحسب الزكاة Z عن أمواله النقدية Cmوالتي بلغت النصاب الشرعي ، بعد مرور حول قمري عليها وهي في حوزته فكيف يفعل ؟ 1 : ابدأ 2 : اقرأ قيمة ما بحوزته من مال نقدي بالغ للنصاب Cm 3 : احسب قيمة الزكاة المستحقة Z من المعادلةZ = 0.025 × Cm 4 : اطبع النتيجة Z 5 : توقف

مثال على الخوارزمية 1-أكتبي خوارزمية لحساب مساحة المستطيل علما ان مساحة المستطيل = الطول * العرض ؟ 2-أكتبي خوارزمية لحساب مساحة المربع علما ان مساحة المربع = طول الضلع*طول الضلع ؟

المتحولات المتحولات (Variables):عبارة عن مقادير تأخذ قيماً مختلفة وتخزن القيم في ذاكرة الحاسب. أنواع المتحولات : متحولات عددية (قيم رقمية) متحولات حرفية (لاتخضع للعمليات الحسابية) متحولات منطقية (قيمتين صح او خطأ) والمتحولات التي سوف نستخدمها في الخوارزميات والمخططات لا تخضع لقواعد لغات البرمجة والحاسب. يمكن تسمية المتحولات بأي حرف نريده أو أكثر من حرف لكي يصبح ذا معنى.

التعاليم والأوامر الأساسية التي يتقبلها الحاسب الأوامر التعاليم التي يتعامل معها الحاسب هي : قراءة عدد أو اسم وحفظة في الذاكرة طبع عدد أو اسم موجود . القيام بالعمليات الحسابية. القدرة على تصنيف أو الحكم بقرارات صائبة أو خاطئة. التوقف عن تنفيذ الأوامر والانتقال أو القفز من أمر لآخر الخوارزميات المبرمجة: نقصد وضع الخوارزمية بشكل مفصل ومنظم وفق منطق مترابط ويتقبله الحاسب وينسجم مع تكوينه.

خرائط التدفق أو المخططات التدفقية (Flowcharts) أتت كضرورة لتسهيل عمل المبرمج عندما تتعقد الخوارزمية

خرائط التدفق أو المخططات التدفقية (Flowcharts) الرموز المستخدمة في رسم المخططات التدفقية:

أهمية استخدام خرائط التدفق يعطي صورة متكاملة للخطوات المطلوبة لحل المسائل في ذهن المبرمج. تساعد في تشخيص الأخطاء التي تقع عادة والتي يعتمد اكتشافها على وضع التسلسل. تسهل للمبرمج إدخال التعديلات في أي مكان بالتخطيط. تسهل متابعة التفاصيل الدقيقة والتفرعات الكثيرة من خلال المخطط . تعتبر المخططات مراجع لحل المسائل المشابهة لها .

أنواع خرائط التدفق خرائط سير النظام System Flow charts خرائط سير البرامج Programs Flow charts

خرائط سير النظم خرائط سير النظم System Flow charts تستخدم عند تصميم الأجهزة الهندسية في المصانع وغيرها. مثل إشارات المرور الضوئية , اجهزة ضبط درجات الضغط والحرارة. تعتبر هنا خرائط التدفق بمثابة المخطط الكامل الذي يبين ترتيب وعلاقة ووظيفة كل مرحلة بما قبلها وبما بعدها داخل إطار النظام المتكامل.

خرائط سير البرامج خرائط سير البرامج Programs Flow charts يستخدم هذا النوع ليبين الخطوات الرئيسة التي توضح لحل مسالة ما. عن طريق الرسوم الاصطلاحية التي تبين العلاقات المنطقية بين سائر خطوات الحل. خرائط التتابع البسيط Simple Sequential Flowcharts الخرائط ذات الفروع Branched Flowcharts خرائط الدوران الواحد Simple Loop Flowcharts خرائط الدورانات المتعددة Multi loop Flowcharts يمكن للبرنامج الواحد أن يشمل أكثر من نوع واحد من هذه الأنواع.