تعريف لغة الآلة

مباشرة: يمكن للكمبيوتر تنفيذ التعليمات المكتوبة بلغة الآلة دون الحاجة إلى ترجمة.
تعقيد: صعبة الفهم للبشر، حيث تتطلب معرفة عميقة ببنية المعالج.
كفاءة: تعطي أداءً عاليًا لأنها تعمل مباشرةً مع مكونات النظام.

تتكون برامج لغة الآلة من تعليمات محددة:
- تعليمات العملية: مثل الجمع والطرح.
- تعليمات التحكم: للتحكم بتدفق البرنامج (مثل الحلقات والشروط).
- تعليمات الإدخال والإخراج: تتعلق بالتفاعل مع الأجهزة.

المزايا:
- أداء عالٍ وكفاءة.
- التحكم الكامل في الموارد hardware.
العيوب:
- صعوبة التعلم والبرمجة.
- عدم القابلية للنقل بين أنواع المعالجات المختلفة.

تُترجم لغات البرمجة عالية المستوى إلى لغة الآلة بواسطة المترجمات (Compilers) أو المفسرات (Interpreters).

التعليمات بلغة الآلة تُنفذ بشكل مباشر بواسطة الكمبيوتر، مما يؤدي إلى سرعة في الأداء.
تمثل لغة الآلة مستوىً عالٍ من التعقيد للبشر، حيث تحتاج إلى معرفة متقدمة بهياكل المعالجات.
تضمن كفاءة في الأداء، حيث تعمل بصورة مباشرة مع مكونات النظام دون وسطاء.

برامج لغة الآلة تتكون من تعليمات مخصصة:
- تشمل تعليمات العملية مثل القيام بعمليات الجمع والطرح.
- تعليمات التحكم التي تنظم تدفق تنفيذ البرنامج بما في ذلك الحلقات والشروط.
- تعليمات الإدخال والإخراج التي تدير التفاعل بين البرنامج والأجهزة.

تُستخدم لغة الآلة بشكل واسع في برمجة أنظمة التشغيل لضمان أداء عالٍ وفعالية.
تلعب دوراً هاماً في تطوير البرمجيات عالية الأداء، حيث يتطلب الأمر كفاءة في التنفيذ.
تُعتبر ضرورية في مجالات البرمجة المنخفضة المستوى، مثل برمجة الأجهزة والتحكم في العتاد.

المزايا:
- أداء عالي وكفاءة ممتازة نتيجة للتفاعل المباشر مع موارد الجهاز.
- توفر السيطرة الكاملة على موارد العتاد مما يُتيح تخصيصات دقيقة.
العيوب:
- صعوبة التعلم والبرمجة، مما يتطلب وقتًا وجهدًا كبيرين لاكتساب المهارات اللازمة.
- عدم القدرة على النقل بسهولة بين أنواع المعالجات المختلفة، مما يسبب قيودًا في التوافق.

يتم ترجمة لغات البرمجة عالية المستوى إلى لغة الآلة من خلال استخدام المترجمات (Compilers) أو المفسرات (Interpreters)، مما يسهل فهم الأجهزة للتعليمات البرمجية المعقدة.

تعريف الخوارزمية: مجموعة من الخطوات الدقيقة والواضحة لحل مشكلة معينة أو تنفيذ مهمة محددة.
خصائص الخوارزميات:
- محددة: كل خطوة واضحة ودقيقة.
- منتهية: يجب أن تنتهي بعد عدد محدد من الخطوات.
- إمكانية التنفيذ: يمكن تنفيذها باستخدام أدوات محددة.

خوارزميات البحث:
- البحث الخطي: يتم البحث عن عنصر بتصفح القائمة واحداً تلو الآخر.
- البحث الثنائي: يحتاج إلى قائمة مرتبة، حيث يتم تقسيم القائمة إلى نصفين للبحث.
خوارزميات الفرز:
- فرز الفقاعة: تقنية بسيطة لفرز العناصر عن طريق المقارنة والتبديل.
- فرز الإدراج: بناء قائمة مرتبة واحداً تلو الآخر.
- فرز الاختيار: اختيار أقل عنصر وتبديله بمكانه حتى انتهاء القائمة.
- فرز الدمج: يعتمد على تقسيم القائمة إلى أجزاء صغيرة ودمجها بعد الفرز.
خوارزميات الديناميكية: تستخدم لحل المشاكل عن طريق تخزين الحلول السابقة وتقليل الزمن المستغرق.

تعريف البرمجة: كتابة التعليمات لتشغيل الحواسيب وتنفيذ المهام.
لغات البرمجة:
- عالية المستوى: تسهل كتابة التعليمات مثل Python، Java، C#.
- منخفضة المستوى: تتيح التحكم المباشر في الأجهزة مثل Assembly، C.

المتغيرات: تُستخدم لتخزين البيانات ذات الأنواع المختلفة.
الشروط: التحكُم بسير التنفيذ باستخدام الجمل الشرطية مثل (if-else).
الحلقات: استعمال الجمل (for، while) لتنفيذ كود معين لعدد محدد أو غير محدد من المرات.
الدوال: تجمع منطقًا محددًا يمكن استدعاؤه عدة مرات في البرامج.

العلاقة: الخوارزميات تمثل الأساس المنطقي للبرمجة، حيث إن كل برنامج يعتمد على خوارزمية لتحقيق الأهداف.
أهمية الخوارزميات: تعمل على تحسين الكفاءة والأداء، وتخفيض الزمن المستغرق لإنجاز العمل.