مقدمة في حل المشكلات في الحاسوب

• الحاسوب هو أداة قوية لحل المشكلات المعقدة.
• لتمكين الكمبيوتر من أداء مهمة معينة (حل مشكلة)، يجب كتابة برنامج كمبيوتر.
• يوجه برنامج الحاسوب الحاسوب من خلال إعطائه مجموعة من التعليمات التفصيلية خطوة بخطوة.
• برنامج الحاسوب هو مجموعة من التعليمات والأوامر المكتوبة بلغات البرمجة لتوجيه الحاسوب لأداء مهام محددة.
• يتم تنفيذ هذه التعليمات بواسطة وحدة المعالجة المركزية (CPU) في الحاسوب لتحقيق وظيفة معينة.

خطوات حل المشكلة حاسوبياً:

• سلسلة من المراحل التي تساعد في تحويل فكرة أو مشكلة إلى برنامج عملي.
• تشمل تحليل المشكلة، وكتابة الخوارزمية، وكتابة شبه الشفرة، ورسم المخطط الانسيابي، وكتابة البرنامج.

تحليل المشكلة:

• يجب تحليل المشكلة جيدًا.
• يتم ذلك من خلال إلقاء نظرة عامة على المشكلة وفهم المطلوب، وتحديد المدخلات (Input) وهي البيانات المتوفرة، وتحديد كيفية معالجة المدخلات الحسابية أو الرياضية للحصول على النتائج المطلوبة، وتحديد المخرجات (Output) المتوقعة الناتجة عن معالجة المدخلات.

كتابة الخوارزمية:

• مجموعة من الخطوات المرتبة والمتسلسلة التي تهدف إلى حل مشكلة معينة وتحقيق نتائج محددة عند تنفيذها.

كتابة شبه الشفرة:

• طريقة سهلة لعرض خطوات حل مسألة معينة بلغة مبسطة تشبه اللغة الطبيعية وتقترب من لغات البرمجة.
• تصف الخطوات التي يتبعها الحل بشكل واضح، ويمكن تحويلها بسهولة إلى لغة برمجة فعلية.

بعض المصطلحات المستخدمة في شبه الشفرة:

• READ, GET, INPUT: إدخال البيانات.
• COMPUTE, CALCULATE: معالجة المدخلات.
• PRINT, DISPLAY, OUTPUT: عرض النتائج.
• LET, SET: إعطاء قيم للمتغيرات.
• DECLARE: تعريف بشيء ما.

رسم المخطط الانسيابي:

• تمثيل بصري لخوارزمية الحل باستخدام الرسومات والأشكال الهندسية.
• يصف المخطط العمليات التي تحتاجها لحل مشكلة بطريقة منظمة، مما يسهل رؤية التسلسل المنطقي للحل.
• فوائد: فهم الخطوات المتتابعة بشكل مرئي، سهولة التفسير والتحليل، سهولة استخراج الخوارزمية.

الأشكال الهندسية المستخدمة في رسم المخطط الانسيابي ومعناها:

• بيضاوي (بداية/نهاية): يمثل بداية أو نهاية العملية.
• مستطيل (معالجة): يمثل عملية معالجة البيانات.
• متوازي الأضلاع (إدخال/إخراج): يمثل إدخال أو إخراج البيانات.
• معين (اتخاذ قرار): يمثل نقطة اتخاذ قرار.
• أسهم: تحدد اتجاه سير العملية.

أنواع المخطط الانسيابي:

• متسلسل: يمثل العمليات التي تنفذ بترتيب خطي.

• ذو تفرع: يتضمن نقاط اتخاذ قرار تؤدي إلى مسارات مختلفة.

• ذو تكرار: يتضمن عمليات تتكرر عدة مرات.

• مركب: يجمع بين الأنواع السابقة.

• البرنامج مجموعة من التعليمات أو الأوامر تكتب بلغة برمجة ويتم تحويلها إلى لغة الآلة بواسطة المحولات (المترجم أو المفسر).

• المتغير هو اسم لمكان في الذاكرة يحمل قيمة متغيرة أثناء تشغيل البرنامج وله اسم ونوع وقيمة.

أمثلة مختلفة

• تتضمن أمثلة من المحاضرة حلول لكتابة الخوارزميات، وكتابة الكود الزائف ورسم مخطط تدفق لمشاكل مختلفة.
• تتضمن المشاكل إيجاد:
  • مساحة ومحيط مربع.
  • مساحة الدائرة.
  • مكعب عدد ما.
  • مجموع ثلاثة أرقام.