مذكرة الحاسوب CS21 PDF

‫جاهعة طراتلس‬ ‫كلية العلىم – قسن علىم احلاسة اآليل‬ ‫املرحلة التوهيدية للعلىم التطثيقية‬ ‫أساسيات احلاسىب والربجمة‬ ‫‪CS011‬‬ ‫‪Introduction to Computer & programming‬‬ ‫‪Using Python‬‬ ‫الفصل الدراسي خريف ‪2222/2222‬‬ ...

‫جاهعة طراتلس‬ ‫كلية العلىم – قسن علىم احلاسة اآليل‬ ‫املرحلة التوهيدية للعلىم التطثيقية‬ ‫أساسيات احلاسىب والربجمة‬ ‫‪CS011‬‬ ‫‪Introduction to Computer & programming‬‬ ‫‪Using Python‬‬ ‫الفصل الدراسي خريف ‪2222/2222‬‬  ‫الحاسب اآللي ‪Computer‬‬ ‫تعريف الحاسب اآللي‬ ‫ى و رلموعة من الوحدات ادلتصلة مع بعضها البعض واليت تقوـ على استقباؿ البيانات كمدخالت من خالؿ وحدات االدخاؿ و زبزينها‬ ‫ومن مث تقوـ دبعاجلتها بتنفيذ العمليات احلسابية و ادلنطقية عليها وإخراجها على شكل معلومات عن طريق وحدات اإلخراج‪.‬‬ ‫أجيال الحاسب اآللي ‪Computer Generation‬‬ ‫مرت صناعة احلاسب اآليل دبراحل تطور متعددة وقد أطلق على كل ىذه ادلراحل (جيل) بناء التطور التكنولوجي ادلتبع يف صناعات‬ ‫احلاسب اآليل حىت وصلت اىل اجليل اخلامس‪.‬‬ ‫الجيل األول‬ ‫أستخدـ يف تصميم ىذا اجليل من احلاسبات ما يعرؼ بالصممات ادلفرغة (‪ )Vacuum Tubes‬حيث صنع جهاز احلاسب اآليل كبَت‬ ‫احلجم والذي امتاز بالتكلفة العالية وبطىء السرعة مع استهالؾ عايل للطاقة الكهربائية شلا ادى اىل ارتفاع درجة احلرارة حيث أستخدمت‬ ‫وحدات التكييف لتربيدىا‬ ‫الجيل الثاني‬ ‫أستخدـ يف تصميم ىذا اجليل الًتانزستور بدالً من الصمامات ادلفرغة شلا ادى اىل تقليل حجم و وزف اجلهاز عما كاف عليو ولكن زادت‬ ‫سرعة تنفيذ العمليات مع تقليل استهالؾ الطاقة الكهربائية وبالتايل أطلفظت درجة احلرارة‪.‬‬ ‫بدال من اللغات الرمزية أو لغة اآللة يف بررلة احلواسيب‪ ،‬حيث أف ادلختصوف سبكنوا‬ ‫استخدـ يف ىذا اجليل لغات بررلة ذات ادلستوى العايل ً‬ ‫من بررلتو بلغتُت ‪Cobol ، Fortran‬‬ ‫الجيل الثالث‬ ‫تطورت األجهزة يف ىذا اجليل وسبيز ىذا اجليل باستخداـ الدوائر الكهربائية ادلتكاملة ( ‪ ) IC‬ادلصنوعة من رقائق السيلكوف وىي عبارة عن‬ ‫حجما شلا سبق وأقل تكلفة‪.‬‬ ‫مواد شبو موصلة أقل حجم من الًتانزستور ‪ ،‬وبذلك أصبح احلاسوب أصغر ً‬ ‫الجيل الرابع‬ ‫ىي بداية ظهور أجهزة احلاسوب الدقيقة ‪ ، Micro Computer‬استخدـ ىذا اجليل الدوائر ادلتكاملة واستخدـ الشرائح وادلعاجلات‬ ‫الدقيقة ‪ ،‬حيث أدخلت تعديالت من حيث نظم التشغيل ونقل البيانات ووحدات االدخاؿ واالخراج والقدرة على التخزين وسرعة‬ ‫اسًتجاع ادلعلومات وظهر يف ىذا اجليل احلاسب اآليل الشخصي ‪PC‬‬ ‫الجيل الخامس‬ ‫بدأت يف ىذه ادلرحلة ظهور أجهزة احلاسوب احملمولة واحلاسوب حبجم الكف ‪ ،‬كما انتشرت اذلواتف الذكية واجلهزة االلكًتونية االخرى ‪،‬‬ ‫كما سبيز ىذا اجليل ببداية عصر الذكاء االصطناعي (‪ )Artificial Intelegent‬إلنتاج حاسبات ذكية رباكي قدرات االنساف‬ ‫العقليةمع التطور يف شبكات احلاسوب والزيادة اذلائلة يف السرعة مع زيادة القدرات التخزينية الضخمة‪.‬‬ ‫أىم مميزات الحاسب اآللي‬ ‫السرعة العالية ‪:‬القدرة على إجراء حسابات معقدة على كميات كبَتة من البيانات خالؿ أجزاء قليلة من الثانية‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫الدقة الفائقة ‪:‬يعطينا إجابات دقيقة وصحيحة من خالؿ قيامو حبسابات معقدة بدقة فائقة بنسبة ‪%.100‬‬ ‫‪‬‬ ‫التخزين ‪:‬لو القدرة على زبزين كميات ىائلة من البيانات والرجوع ذلا مىت ػلتاج ذلا‬ ‫‪‬‬ ‫االتاال ‪ :‬توصيل جهاز احلاسوب بالشبكات احلاسوبية يعطيو مزايا إضافية ؽلكن استغاللو بشكل أكرب وأوسع‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 2‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫مكونات جهاز الحاسب اآللي ‪Computer Components‬‬ ‫يتكوف جهاز احلاسب اآليل من ادلكونات ادلادية (‪ )Hardware‬و ادلكونات الربرلية ( ‪)Software‬‬ ‫المكونات المادية (‪)Hardware‬‬ ‫اف ادلكونات ادلادية جلهاز احلاسب اآليل تعٍت كافة االجزاء و األجهزة ادلادية اليت يتطلبها أي جهاز إلكًتوين‪ ،‬ليشمل كافة العناصر‬ ‫ادلتواجدة بلوحة الدائرة الكهربائية‪ ،‬دبا يف ذلك بطاقات الرسومات ووحدة ادلعاجلة ادلركزية‪ ،‬اللوحة األـ ومراوح التهوية ومصدر الطاقة وكامَتا‬ ‫الويب اىل اخره‪..‬‬ ‫المكونات البرمجية ( ‪)Software‬‬ ‫وتشمل ادلكونات الربرلية كل الربامج ادلستخدمة دبا يف ذلك أنظمة تشغيل أجهزة احلاسب اآليل واليت تعمل دبكونات تشغيل سلتلفة ‪ ،‬لكن‬ ‫برغم من ذؿ كافة أجهزة احلاسب اآليل ربمل بداخلها مكونات رئيسية واليت ال زبتلف مهما تنوعت برارلها االفًتاضية او دبا يسمي‬ ‫“السوفت وير” الذي يتم تشغيلها على جهاز احلاسوب‬ ‫دورة معالجة البيانات ‪Data Processing Cycle‬‬ ‫دورا يف غاية األعلية يف كافة أنواع األنظمة‪ ،‬حيث تشكل ادلادة اخلاـ ادلستخدمة يف تصنيع ادلعلومات بعد اخلضوع للمعاجلة‪،‬‬ ‫تلعب البيانات ً‬ ‫وحىت يتم معاجلة البيانات لتخرج إلينا على ىيئة معلومات ذات فائدة؛ ال بد من تتوفر نظاـ معاجلة خاص يؤدي ىذا الغرض فظهر نظام‬ ‫معالجة البيانات في الحاسوب‪.‬‬ ‫معلومات‬ ‫المعالجة‬ ‫البيانات‬ ‫‪Information‬‬ ‫‪Processing‬‬ ‫‪Data‬‬ ‫مكونات نظام معالجة البيانات في الحاسوب‬ ‫يتألف نظاـ معاجلة البيانات يف احلاسوب من رلموعة من ادلكونات الثابتة‪ ،‬وىي‪:‬‬ ‫اختصارا بػ‪ ، CPU‬تؤدي دور ادلفسر األوؿ‬ ‫ً‬ ‫وحدة المعالجة المركزية)‪ ، (Central Processing Unit‬ويرمز ذلا‬ ‫‪‬‬ ‫والدقيق للبيانات وادلعلومات وادلعاًف ذلا‪.‬‬ ‫الذاكرة )‪ (main memory‬وتستخدـ عاد ًة لتخزين البيانات ادلعاجلة واألولية فيها‪ ،‬إال أهنا تفقد كل ادلعلومات فور انقطاع‬ ‫‪‬‬ ‫التيار الكهربائي أو إغالؽ جهاز احلاسوب‪ ،‬إذ تعرؼ بأهنا عشوائية‪.‬‬ ‫وحدات اإلدخال واإلخراج ‪:‬ؽلكن القوؿ بأهنا الوسيلة اليت يقوـ اإلنساف بواسطتها إدخاؿ البيانات ادلراد معاجلتها إىل جهاز‬ ‫‪‬‬ ‫مثل يف صورة ادلعلومات ادلفيدة‪.‬‬ ‫احلاسوب؛ مث يصار إىل معاجلتها واستعراضها على وحدات اإلخراج كالشاشة ً‬ ‫وحدة الحساب والمنطق ‪ :‬وىي تلك الوحدة ادلستخدمة يف زبزين البيانات فيها على ىيئة أعداد بعد خضوعها للعمليات‬ ‫‪‬‬ ‫ادلنطقية‪.‬‬ ‫العنار البشري ‪:‬يكمن دور العنصر البشري سواء كاف ُمصنّع أو مربمج بأنو معطي األوامر ومدخل البيانات ليتم معاجلتها‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 3‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫البوابات المنطقية األساسية ‪Logical Gates‬‬ ‫تُع ّد البوابات ادلنطقية ‪ Logical Gates‬عنصراً أساسياً يف أي نظاـ رقمي‪ ،‬حيث تكوف على شكل دارة إلكًتونية بسيطة تتواجد يف‬ ‫احلواسيب شلثّلةً بالنظاـ الثنائي ( ‪ ) Binary Number System‬و ادلبٍت على ( ‪ ) 1 ، 0‬وتُقسم البوابات ادلنطقية إىل نوعُت‬ ‫رئيسيُت؛ البوابات ادلنطقية األساسية والبوابات ادلنطقية ادلشتقة وفيما يأيت أنواع البوابات ادلنطقية األساسية‪:‬‬ ‫ُ‬ ‫وتضم مدخلَُت وسلرجاً واحداً‪ ،‬وتُعامل معاملة عملية الضرب يف الرياضيات‪ ،‬كما ىو موضح أدناه‬ ‫(و)‪ّ ،‬‬ ‫سمى َ‬ ‫تُ ّ‬ ‫بوابة ( ‪: ) AND‬‬ ‫‪ 0 )AND( 0‬تُعطي ‪0‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 1 )AND( 0‬تُعطي ‪0‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 0 )AND( 1‬تُعطي ‪0‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪ 1 )AND( 1‬تُعطي ‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫وتضم مدخلَُت وسلرجاً واحداً‪ ،‬وتُعامل معاملة عملية اجلمع يف الرياضيات‪ ،‬كما ىو موضح أدناه‬ ‫بوابة ( ‪ : ) OR‬تُ ّ‬ ‫سمى (أ َو)‪ّ ،‬‬ ‫‪ 0 )OR( 0 ‬تُعطي ‪0‬‬ ‫‪ 1 )OR( 0 ‬تُعطي ‪1‬‬ ‫‪ 0 )OR( 1 ‬تُعطي ‪1‬‬ ‫‪ 1 )OR( 1 ‬تُعطي ‪1‬‬ ‫ومسّيت العاكِس ّ‬ ‫ألهنا تُعطي‬ ‫وتضم مدخالً واحداً وسلرجاً واحداً‪ُ ،‬‬ ‫ّ‬ ‫بوابة ( ‪ : ) NOT‬تُ ّ‬ ‫سمى ليس أو العاكس أو بوابة النفي ادلنطقية ‪،‬‬ ‫نتيجة ُمعاكسة كما ىو موضح أدناه‬ ‫‪ )NOT( 0 ‬تُعطي ‪1‬‬ ‫‪ )NOT( 1 ‬تُعطي ‪0‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 44‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫استخدامات البوابات المنطقية‬ ‫فوائد البوابات ادلنطقية ال تع ّد وال ُربصى‪ ،‬فهي تدخل يف العديد من الصناعات التكنولوجية‪ ،‬ومن أبرزىا ما يأيت‬ ‫بناء معاجلات األجهزة اإللكًتونية‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫بررلة احلواسيب‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫صناعة مضخات خزانات ادلياه‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫صناعة األجهزة وادلعدات الطبية‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫صناعة أشباه ادلوصالت‬ ‫‪‬‬ ‫صناعة الساعات الرقمية وادلؤقتات الزمنية‬ ‫‪‬‬ ‫العبارات المنطقية‬ ‫العبارة ادلنطقية ىي العبارة القابلة للصواب ‪ True‬أو اخلطأ ‪ False‬فمثال‪:‬‬ ‫العبارة ‪ (True and False) :‬ىي عبارة منطقية وقيمتها خطأ ‪False‬‬ ‫العبارة ‪ ) 9 8) :‬تساوي ‪ (3‬ي أيضا ىنا منطقية وقيمتها ‪ ، True‬وغلب أف نالحظ أف معامال ادلؤثر ادلنطقػي قػد تكػوف‬ ‫تعابَت منطقية أو قد يكونا تعابَت عالئقية‪.‬‬ ‫كيفية قراءة مخططات الكترونية تشمل على بوابات منطقية‬ ‫يتم قراءة وربليل ادلخططات االلكًتونية اليت تشمل على بوابات منطقية عن طريق فرض ادلتغَتات على مداخلها مت تتبع ادلنطق احلاصل على‬ ‫تلك ادلتغَتات ادلنطقية فمثال ادلعادلة ادلنطقية االتية‬ ‫̃‬ ‫الناذبة من الدارة ادلنطقية التالية ‪ ،‬مت استخراجها عن طريق التتبع يف ادلخطط اخلاص بتلك الدارة على النحو االيت‪:‬‬ ‫̃‪،‬‬ ‫نالحظ نفي ادلتغَت ‪ A‬ليصبح ̃ ومن مث يدخل اىل البوابة ادلنطقية ‪ AND‬مع ادلتغَت ‪ B‬ليصبح ادلخرج عن تلك البوابة‬ ‫̃ مع ادلتغَت ادلنطقي ‪ C‬يف البوابة ادلنطقية ‪ OR‬لتكوف النتيجة النهائية للعملية ادلنطقية‬ ‫واخَتا تدخل القيمة ادلنطقية‬ ‫̃ وىو ما ؽلثل االخراج النهائي‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 45‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬ ‫̃ مساوياً للمنطق ‪ 1‬أو ‪ 0‬ويتم ذلك‬ ‫بعد معرفتنا لتلك ادلعادلة ‪ ،‬أصبح بإلمكاف معرفة مىت يكوف الناتج ادلنطقي للمعادلة‬ ‫حسب اجلدوؿ الصواب (ادلنطقي) االيت ‪:‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪C‬‬ ‫̃‬ ‫̃‬ ‫̃‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫تمرين‪:‬‬ ‫باستخداـ النظاـ الثنائي و جدواؿ الصواب (ادلنطقي) أوجد قيمة كل من ( ‪ ) x‬و ( ‪ ) y‬يف الدوائر ادلنطقية االتية ‪:‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 46‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫األنظمة العددية – ‪Number Systems‬‬ ‫احلاسوب يف احلقيقة ال يفهم إال لغة واحدة وتسمى لغة اآللة ( ‪ (Machine Language‬وال يوجد هبذه اللغة إال رمزاف علا‬ ‫الصفر والواحد أو النظاـ العددي الثنائي (‪ )Binary digits‬ومن الصعب التخاطب مع احلاسوب هبذه اللغة‪.‬وغلري ربويل كل‬ ‫احلروؼ واالرقاـ والرموز واالوامر إىل سلسلة من االصفار والواحدات بإستخداـ برامج خاصة (‪ compilers‬أو ‪)interprators‬‬ ‫حىت يتمكن احلاسوب من فهمها وتنفيذ ادلطلوب‪.‬وتستخدـ عدة أنظمة ترميز أو تشفَت "‪ "code systems‬لتحويل احلروؼ‬ ‫واالرقاـ والرموز واالوامر إىل لغة اآللة من أشهرىا نظاـ الًتميز (‪.)ASCII‬‬ ‫ونظاـ الًتميز (‪ )ASCII‬ىو عبارة عن رلموعة من الرموز الرقمية اليت سبثل احلروؼ واألرقاـ والرموز اخلاصة ‪ ،‬وتستخدـ على نطاؽ‬ ‫واسع يف نقل البيانات بُت أجهزة الكمبيوتر‪(.‬فمثال سلسلة االرقاـ ‪ 01000001‬بالنظاـ الثنائي والذي يكافئ ‪ 65‬بالنظاـ العشري‬ ‫ؽلثل حرؼ ‪ A‬يف نظاـ الًتمز القياسي األمريكي لتبادؿ ادلعلومات ‪.)ASCII‬ونظرا ألف احلاسوب يعتمد على االنظمة الرقيمة‬ ‫فسنقوـ بدراسة بعض األنظمة الرقمية وكيفية التحويل من نظاـ رقمي إىل نظاـ رقمي آخر‪.‬‬ ‫يوجد العديد من األنظمة العددية علي سبيل ادلثاؿ‪:‬‬ ‫‪.1‬النظام العشري (‪ – )Decimal system‬نظاـ عددي أساسو ‪ 10‬ويتكوف من الرموز (‪,6 ,5 ,4 ,3 ,2 ,1 ,0‬‬ ‫‪.)9 ,8 ,7‬يعترب النظاـ العشري أكثر أنظمة العد شيوعا واستعماال من قبل اإلنساف‪.‬وسبثل األعداد يف النظاـ العشري‬ ‫بواسطة األساس ‪.10‬‬ ‫على سبيل ادلثاؿ العدد العشري ‪ 125‬ؽلكن كتابتو ‪1102  2 101  5 100‬‬ ‫والعدد ‪7 103  1102  2 101  9 100  4 101  5 102 = 7129.45‬‬ ‫‪.2‬النظام الثنائي (‪ – )Binary system‬نظاـ عددي أساسو ‪ 2‬ويتكوف من رمزين علا (‪.)1 ,0‬وىذا النظاـ الذي‬ ‫يتعامل بو احلاسوب‪.‬‬ ‫‪.3‬النظام الثماني (‪ – )Octal system‬نظاـ عددي أساسو ‪ 8‬ويتكوف من الرموز (‪.)7 ,6 ,5 ,4 ,3 ,2 ,1 ,0‬‬ ‫‪.4‬نظام السادس عشر (‪ - )Hexadecimal‬نظاـ عددي أساسو ‪ 16‬ويتكوف من الرموز (‪,5 ,4 ,3 ,2 ,1 ,0‬‬ ‫‪.)F, E, D, C, B, A ,9 ,8 ,7 ,6‬ويستعمل يف علم احلاسوب لتسهيل كتابة الشفرات الثنائية‪.‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 47‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫اجلدوؿ التايل على سبيل ادلثاؿ يبُت االعداد العشرية من ‪ 0‬إىل ‪ 16‬وما يقابلها يف النظم الثالث األخرى‪:‬‬ ‫السادس عشر‬ ‫الثماين‬ ‫الثنائي‬ ‫العشري‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0000‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0001‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪0010‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪0011‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪0100‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪0101‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪0110‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪0111‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪1000‬‬ ‫‪8‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪1001‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪1010‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪1011‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪1100‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪1101‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪E‬‬ ‫‪16‬‬ ‫‪1110‬‬ ‫‪14‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪17‬‬ ‫‪1111‬‬ ‫‪15‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10000‬‬ ‫‪16‬‬ ‫التحويل من النظام الثنائي إلى النظام العشري‪:‬‬ ‫الرقم الثنائي وعادة يكتب على النحو التايل (الرقم )‪ 2‬علي سبيل ادلثاؿ‪:‬‬ ‫= ‪ 10 = 8 + 0 + 2 + 0‬بالنظاـ العشري‪.‬‬ ‫‪= 2 )1010( ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ ‬أما الرقم (‪).01( + 2 )1101( = 2 )1101.01‬‬ ‫= ‪13 = 8 + 4 + 0 + 1‬‬ ‫(‪= 2)1101‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0.25 = 0 ‬‬ ‫=‬ ‫(‪= 2).01‬‬ ‫‪4‬‬ ‫أو ‪ 13.25‬بالنظاـ العشري‪.‬‬ ‫‪10 (13‬‬ ‫إذا (‪+.25( = 2)1101.01‬‬ ‫‪‬‬ ‫القاعدة العامة للتحويل من النظام الثنائي إلى النظام العشري‪:‬‬ ‫‪ ‬اجلزء الصحيح‬ ‫‪ ‬اجلزء الكسري‬ ‫‪ ‬ادلكايفء بالنظاـ العشري = ‪d  f‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 48‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫التحويل من النظام العشري إلى النظام الثنائي‪:‬‬ ‫أوال‪ :‬ربويل اجلزء الصحيح‬ ‫حيث‬ ‫للتحويل من النظاـ العشري ولنشَت لو بػ ‪ d‬إىل النظاـ الثنائي ولنشَت لو بػ ‪ b‬ضلتاج إلغلاد ادلعامالت‬ ‫وؽلكن أداء ذلك بتكرر تنفيذ اجلملتُت التاليتُت طادلا أف قيمة ‪ d‬ال تساوي صفر ‪:‬‬ ‫‪ ‬حساب ناتج قسمة العدد علي ‪ 2‬أي ‪.d = d // 2‬حيث ادلؤثر ‪ / /‬يعطي العدد الصحيح فقط من ناتج القسمة‪.‬‬ ‫‪ ‬حساب باقي قسمة العدد بالنظاـ العشري علي ‪ 2‬ولنشَت لو بػ ‪. m‬أي أف ‪m = d % 2‬‬ ‫(‪10 )10‬‬ ‫مثاؿ‪ :‬أوجد ادلقابل الثنائي للعدد‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪1//2=0‬‬ ‫‪2//2=1‬‬ ‫‪5//2=2‬‬ ‫‪10//2=5‬‬ ‫‪d//2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪d%2‬‬ ‫)‪2‬‬ ‫إذاً ادلقابل بالثنائي= ( ‪1 0 1 0‬‬ ‫(‪10)615‬‬ ‫مثاؿ‪ :‬أوجد ادلقابل الثنائي للعدد‬ ‫‪1‬‬ ‫‪9‬‬ ‫‪76‬‬ ‫‪307‬‬ ‫‪1//2‬‬ ‫‪2//2 4//2 9//2 19//2 38//2 76//2 153//2 307//2 615//2‬‬ ‫‪d//2‬‬ ‫‪=0‬‬ ‫‪=1 =2 =4‬‬ ‫‪=9‬‬ ‫‪=19 =38‬‬ ‫‪=76‬‬ ‫‪=153 =307‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪d%2‬‬ ‫(‪2)1001100111‬‬ ‫إذاً ادلقابل بالثنائي=‬ ‫ثانيا‪ :‬ربويل اجلزء الكسري‬ ‫وؽلكن أداء ذلك بتكرر تنفيذ اجلملتُت التاليتُت طادلا أف قيمة ‪ d‬ال تساوي صفر ‪:‬‬ ‫‪ ‬حساب ناتج حاصل ضرب العدد‪ d‬يف ‪ 2‬أي ‪.d = d * 2‬‬ ‫‪ ‬ذبزئة ناتج حاصل الضرب إىل جزء صحيح = )‪ int(d‬وجزء كسري )‪d = d – int(d‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 49‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫(‪10)0.125‬‬ ‫مثاؿ‪ :‬أوجد ادلقابل الثنائي للعدد‬ ‫‪d = d*2‬‬ ‫‪0.125 * 2 = 0.25‬‬ ‫‪0.25 * 2 = 0.5‬‬ ‫‪0.5 * 2 = 1.0‬‬ ‫)‪int(d‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫)‪d = d – int(d‬‬ ‫‪0.25‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫‪0‬‬ ‫(‪2)0.001‬‬ ‫=‬ ‫(‪102)0.125‬‬ ‫إذاً ادلقابل بالثنائي للعدد العشري‬ ‫(‪10)0.6875‬‬ ‫مثاؿ‪ :‬أوجد ادلقابل الثنائي للعدد‬ ‫‪0.375‬‬ ‫‪0.75‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫‪d = d*2‬‬ ‫‪0.6875*2 =1.375‬‬ ‫‪.375 * 2 =.75.75*2 = 1.5‬‬ ‫‪.5*2 = 1.0‬‬ ‫)‪int(d‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫)‪d = d – int(d‬‬ ‫‪0.375‬‬ ‫‪0.75‬‬ ‫‪0.5‬‬ ‫‪0‬‬ ‫‪2)0.‬‬ ‫إذاً ادلقابل بالثنائي= ( ‪1 0 1 1‬‬ ‫(‪10).6875‬‬‫مثاؿ‪ :‬أوجد ادلقابل الثنائي للعدد (‪+ 10)10( = 10)10.6875‬‬ ‫= ( ‪2)0.1011( + 2)1010‬‬ ‫= ( ‪2)1010.1011‬‬ ‫مالحظة‪:‬‬ ‫ليس كل الكسور العشرية قابلة للتحويل إىل كسر ثنائي علي سبيل ادلثاؿ الكسر (‪.10 )0.1‬كما احلاؿ بالنظاـ العشري ليس كل‬ ‫‪1‬‬ ‫‪10‬‬ ‫)‬ ‫الكسور اإلعتيادية قابلة للتحويل إىل كسور عشرية على سبيل ادلثاؿ (‬ ‫‪3‬‬ ‫التحويل من النظام الثماني إلى الثنائي‪:‬‬ ‫لتحويل أي عدد شباين إىل مكافئو الثنائي نستبدؿ كل رقم من أرقاـ العدد الثماين دبكافئو الثنائي ادلكوف من ثالث خانات و بذلك ينتج‬ ‫لدينا العدد الثنائي ادلكافئ للعدد الثماين ادلطلوب ربويلو‪.‬‬ ‫مثاؿ‪ :‬حوؿ العدد الثماين )‪ 8 (772.5‬إىل مكافئو الثنائي‪:‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 20‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫التحويل من النظام الثنائي إلى الثماني‪:‬‬ ‫لتحويل األعداد الثنائية الصحيحة إىل شبانية نتبع اخلطوات التالية‪:‬‬ ‫‪ -1‬نقسم العدد الثنائي إىل رلموعات كل منها مكوف من ثالث خانات‪ ،‬و غلب أف نبدأ التقسيم من الرقم األقل أعلية )‪. (LSD‬‬ ‫‪ -2‬إذا كانت اجملموعة األخَتة غَت مكتملة فإننا نضيف يف هنايتها الرقم صفر حىت تصبح مكونة من ثالث خانات ثنائية‪.‬‬ ‫‪ - 3‬نضم األرقاـ الثمانية معاً للحصوؿ على العدد ادلطلوب‪.‬‬ ‫‪ - 4‬يف حالة الكسور الثنائية نبدأ بالتقسيم إىل رلموعات من اخلانة القريبة على الفاصلة‪.‬‬ ‫التحويل من النظام الست عشري إلى الثنائي‪:‬‬ ‫لتحويل أي عدد من النظاـ السداسي عشر إىل مكافئو الثنائي نتبع اآليت‪:‬‬ ‫مثاؿ حوؿ العدد السداسي عشر )‪ 16 (D39A‬إىل مكافئو الثنائي‪.‬‬ ‫‪ ‬نستبدؿ اخلانات ادلكتوبة بداللة احلروؼ إف وجدت يف العدد باألعداد العشرية ادلكافئة ذلا‪.‬‬ ‫‪ ‬نقوـ بتحويل االعداد العشرية دلا يكافئها من االعداد الثنائية حبيث يكوف كل عدد ثنائي بو أربع خانات‪.‬‬ ‫‪ ‬مث نضم األرقاـ الثنائية مع بعضها لنحصل على العدد ادلطلوب‪:‬‬ ‫التحويل من النظام الثنائي إلى النظام الست عشري‪:‬‬ ‫لتحويل أي عدد صحيح من النظاـ الثنائي إىل الست عشري نتبع اآليت‪:‬‬ ‫‪.1‬نقسم العدد الثنائي إىل رلموعات كل منها يتكوف من ‪4‬خانات مع مراعاة أف يبدأ التقسيم من الرقم األقل أعلية )‪(LSD‬‬ ‫مثاؿ‪ :‬العدد الثنائي التايل ‪ 101001101101111001101‬يصبح تقسيمو إىل إىل رلموعات‬ ‫كاآليت‪1 0100 1101 1011 1100 1101 :‬‬ ‫‪.2‬إذا كانت اجملموعة األخَتة غَت مكتملة فإننا نضيف يف هنايتها الصفر حىت تصبح مكونة من أربعة خانات ‪:‬‬ ‫‪0001‬‬ ‫‪0100‬‬ ‫‪1101‬‬ ‫‪1011‬‬ ‫‪1100‬‬ ‫‪1101‬‬ ‫‪.3‬ضلوؿ كل رلموعة ثنائية إىل مكافئها يف النظاـ العشري‪:‬‬ ‫‪0001‬‬ ‫‪0100‬‬ ‫‪1101‬‬ ‫‪1011‬‬ ‫‪1100‬‬ ‫‪1101‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪13‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 24‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫‪.4‬نستبدؿ كل رقم عشري (من اخلطوة السابقة) أكرب من ‪ 9‬بداللة حروؼ النظاـ السداسي عشر‪:‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪11‬‬ ‫‪12‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪.5‬نظم األرقاـ الناذبة مع بعضها لنحصل على ادلطلوب بالنظاـ السادس عشر ‪14DBCD‬‬ ‫‪.6‬إذا كاف العدد الثنائي كسراً نبدأ بالتقسيم إىل رلموعات من اخلانة القريبة على الفاصلة مث نتبع باقي اخلطوات ادلشروحة سابقاً‪.‬‬ ‫تمارين ‪1.1‬‬ ‫‪.1‬قم بالتحويالت اآلتية‪:‬‬ ‫( يف النظاـ العشري‬ ‫)‬ ‫‪ ‬العدد الثنائي )‪ ( 10101.11‬يساوي‬ ‫( يف النظاـ السادس عشر‬ ‫)‬ ‫‪ ‬العدد العشري ) ‪ ( 15‬يساوي‬ ‫( يف النظاـ الثماين‬ ‫‪ ‬العدد السادس عشر ) ‪ ( AF.D‬يساوي )‬ ‫( يف النظاـ الثنائي‬ ‫)‬ ‫‪ ‬العدد الثماين ) ‪ (37.21‬يساوي‬ ‫‪.2‬إحسب ادلكايفء بالنظاـ العشري للقيم بالنظاـ الثنائي‪.‬‬ ‫ادلكايفء بالنظاـ العشري‬ ‫الرقم بالنظاـ الثنائي‬ ‫(‪2)100101‬‬ ‫(‪2)111111‬‬ ‫(‪2)1100.101‬‬ ‫(‪2)0.1100011‬‬ ‫‪.3‬إحسب ادلكايفء بالنظاـ الثنائي للقيم بالنظاـ العشري‪.‬‬ ‫ادلكايفء بالنظاـ الثنائي‬ ‫الرقم بالنظاـ العشري‬ ‫‪25.75‬‬ ‫‪36.8125‬‬ ‫‪99.275‬‬ ‫‪64.111‬‬ ‫‪128.0625‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 22‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬ ‫·‬ ‫‪.1‬تحديد المسألة (ربليل ادلسألة) ‪:‬وىو أمر ضروري حىت نتمكن من التصميم اجليد للربنامج و يعٌت ربديد "بوضوح" ادلعطيات‬ ‫(ادلدخالت) للربنامج والناتج ادلستهدؼ (ادلخرجات) للمسائلة ادلراد حلها‪ ،‬ويشمل نوع البيانات ووسط التعامل(واجهات)‬ ‫إلدخاؿ البيانات ووسط عرض النتائج (بيانات رقمية ورمزية‪ ،‬روسومات‪ ،‬صورة‪ ،‬صوت‪...،‬اخل) وكذلك ىل ادلطلوب حفط‬ ‫البيانات ادلدخلة والنتائج بوسائل حفظ البيانات ادلختلفة مثل القرص الصلب‪... ،‬اخل‪.‬أي فهم ادلسألة جيداً‪.‬‬ ‫‪.2‬تاميم الحل‪ :‬اخلوارزمية (‪ - )Algorithm‬أي ربديد اخلطوات والعمليات الالزمة حلل ادلسألة " بوضوح" حبيث تكوف غَت‬ ‫قابلة للتفسَت بأكثر من طريقة ‪ ،‬إما بكتابة اخلطوات بإستخداـ احد اللغات احلية أو بإستخداـ ادلخططات اإلنسيابية ( ‪Flow‬‬ ‫‪ )Chart‬وىي غَت مناسبة للحاسوب‪ ،‬مت ربويل اخلوارزمية أو ادلخطط اإلنسيايب إىل برنامج بأحد لغات الربرلة‪ ،‬ويف حالة‬ ‫ادلسائل ادلعقدة يتم ذبزئة ادلسائلة إىل عدد من ادلسائل اجلزئية الصغَتة‪.‬‬ ‫‪.3‬تجربة البرنامج وتنفيذه على جهاز احلاسوب ببيانات عشوائية وبيانات معروفة النتائج مسبقا‪.‬‬ ‫‪.4‬التاحيح )‪ : (debugging‬مراجعة اخلطوات يف حالة وجود أخطاء وتصحيحها وؽلكن تصنيف األخطاء إىل‪ 3‬أنواع‪:‬‬ ‫‪ ‬خطأ لغوي (‪ : )Syntax Error‬خطأ ػلدث نتيجة دلخالفة قواعد اللغة وعادة ما يتم اكتشافو من قبل الربنامج‬ ‫ادلًتجم‪.‬مثال‪ )2+1( :‬صبلة صحيحة‪ ،‬لكن ‪ )2+1‬صبلة غَت صحيحة‪.‬‬ ‫‪ ‬خطأ منطقي (‪ : )Semantic Error‬وىذا النوع من األخطاء ال تكتشفو لغة الربرلة‪ ،‬وعادة ما يتم اكتشافو من قبل‬ ‫ادلربمج بتجربة الربنامج ببعض البيانات اليت يتوقع نتائج معاجلتها‪.‬يف ىذا اخلطأ الربنامج ينفذ وينتج سلرجات ولكن ادلهمة‬ ‫اليت أصلزىا ليست ادلهمة ادلطلوبة‪ ،‬أي بعبارة أخرى الربنامج الذي مت كتابتو ليس الربنامج ادلطلوب‪.‬‬ ‫‪ ‬خطأ تنفيذي (‪ :)Runtime Error‬ويسمى احيانا بػ ‪.Exceptions‬وىذا النوع من األخطاء ػلدث نتيجة‬ ‫حدوث خطأ أثناء تنفيذ صبل الربنامج مثال ‪ :‬الفيض (‪ ،)Over Flow, Under Flow‬القسمة علي صفر‪.‬‬ ‫‪.5‬تحسين البرنامج ويشمل‪:‬‬ ‫‪ ‬ادلدخالت‪.‬‬ ‫‪ ‬ادلخرجات‪.‬‬ ‫‪ ‬العمليات ‪ :‬على سبيل ادلثاؿ حساب رلموع االعداد من ‪.n..1‬ىناؾ طريقتُت للحل‪ :‬األوؿ والبديهي ولكن ليس األفضل‬ ‫ىو صبع االعداد بداية من ‪ 1‬إىل غاية ‪ n‬وتتطلب ىذه ادلهمة ‪ n‬عملية صبع‪.‬أي أف عمليات اجلمع تثأتر بقيمة ‪.n‬‬ ‫‪ ‬واحلل األمثل ىو حساب رلموع ىذه االعداد باستخداـ العالقة التالية‪:‬‬ ‫‪(1  n)n‬‬ ‫وربتاج ىذه ادلهمة ‪ 3‬عمليات فقط مهما كانت قيمة ‪( n‬عملية صبع‪ ،‬وعملية ضرب‪،‬‬ ‫رلموع االعداد =‬ ‫‪2‬‬ ‫وعملية قسمة)‪.‬‬ ‫‪ ‬تسهيل استخداـ الربنامج من قبل الغَت (مثال بإضافة تعليقات توضح مهاـ الربنامج ‪.)comments‬‬ ‫‪.1.3‬الخوارزميات ‪Algorithms‬‬ ‫الخوارزمية ‪ :‬عبا رة عن رلموعة من اخلطوات اليت عند تنفيذىا تصل إىل احلل ادلطلوب‪.‬ومسيت هبذا االسم نسبة للعامل ادلسلم زلمد‬ ‫بن موسى اخلوارزمي الذي وضع اسلوبا زلدد حلل ادلسائل اجلربية علي صورة رلموعة من اخلطوات اليت باتباعها نصل إىل احلل‬ ‫ادلطلوب‪.‬بعبارة أخرى ىي خطوات تبُت طريقة حل ادلشكلة‪.‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 30‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬ ‫بعد ربديد ادلسألة وفهمها بصورة صحيحة‪ ،‬نأيت إىل خطوة تصميم احلل ذلذه ادلسألة‪.‬فبعد أف تًتسخ خطوات حل ادلسألة يف دماغ‬ ‫ادلصمم ضلتاج إىل إبراز ىذه اخلطوات (اليت سبثل اخلوارزمية) إىل الوجود ويتم ذلك بعدة طرؽ منها اآليت ‪:‬‬ ‫الطريقة الناية ‪:‬‬ ‫‪‬‬ ‫يف ى ذه الطريقة يتم التعبَت عن اخلوارزمية بإستخداـ خطوات مكتوبة بلغة معينة‪ ،‬قد تكوف من اللغات الطبيعية مثل ‪ :‬االصلليزية‬ ‫أو العربية أو ‪...‬أو شفرة شبيهة الربنامج )‪ (pseudo-code‬وؽلكن استخداـ أحد لغات الربرلة وقد مت استخداـ لغة‬ ‫‪ Algol‬يف بداية النهضة يف علم احلاسوب لغرض عرض اخلوارزميات يف البحوث والنشرات والدوريات العلمية ‪.‬‬ ‫الطريقة الرسومية (‪: )Flow Chart‬‬ ‫‪‬‬ ‫وىي طريقة تستخدـ األشكاؿ الرسومية للتعبَت عن اخلوارزمية‪.‬حيث أف كل شكل لو مدلوؿ خاص‪.‬‬ ‫ولكن يف ىذه الدروس سنتبع منهجا جديدا وىو التعبَت عن اخلوارزمية بإستخداـ لغة بررلة (‪ )Python‬وىي لغة بسيطة وسهلة‬ ‫وقابلة للتنفيذ على جهاز احلاسوب علي عكس الطريقتُت السابقتُت ( الطريقة النصية‪ ،‬الطريقة الرسومية) واللتاف ذلما العديد من‬ ‫السلبيات وىذا ما نالحظو من بعض األمثلة‪.‬‬ ‫يف األمثلة التالية سنستعرض بعض ادلسائل وطريقة احلل بإستخداـ الطريقة النصية والطريقة الرسومية‪.‬‬ ‫‪.1.4‬الخوارزمية الناية ‪:‬‬ ‫مثال‪ : 1‬اكتب خوارزمية لقراءة نصف قطر دائرة وحساب ادلساحة واحمليط‪..‬‬ ‫تاميم الحل ‪:‬‬ ‫‪ ‬المعطيات ‪ :‬نصف قطر الدائرة (نق) وقيمة ط تقريبا = ‪3.14159‬‬ ‫‪ ‬المعالجة ‪ :‬تبُت كيفية (خطوات إغلاد ادلطلوب) للوصوؿ إىل ادلطلوب‪.‬ويف ىذا ادلثاؿ ضلتاج إىل معادلة ادلساحة ومعادلة‬ ‫احمليط‪.‬‬ ‫َك)‬ ‫ط‬ ‫(ذ‬ ‫َك ) و المحيط‬ ‫ط‬ ‫و‬ ‫المساحة (‬ ‫‪ ‬المخرجات‪ :‬عرض قيمة كل من ادلساحة واحمليط‪.‬‬ ‫مبدئيا لتصميم حل متكامل ذلذا ادلثاؿ نقوـ بتفكيك ادلسألة إىل ثالث أجزاء كاآليت‪:‬‬ ‫‪.1‬البداية‬ ‫‪.2‬إدخال المعطيات‬ ‫‪.3‬المعالجة‬ ‫‪.4‬عرض المطلوب‬ ‫‪.5‬النهاية‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 34‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬ ‫ادلرحلة الثانية من التصميم ىي ربسُت التصميم أي كتابة اخلطوات بتفاصيل أكثر‪.‬وبذلك تكوف اخلوارزمية قد اكتملت‪.‬وىي‬ ‫كالتايل‪:‬‬ ‫الخوارزمية ‪:‬‬ ‫‪.1‬البداية‬ ‫‪.2‬اقرأ قيمة نق‬ ‫‪.3‬ط = ‪3.14159‬‬ ‫َك احسب قيمة‬ ‫ط‬ ‫‪.4‬احسب قيمة المساحة‪ :‬و‬ ‫ق‬ ‫ط‬ ‫المحيط‪ :‬ذ‬ ‫‪.5‬طباعة قيمة م و قيمة ح‬ ‫‪.6‬النهاية‬ ‫خطوة البداية تنبو ادلتتبع للخوارزمية أف التتبع يبدأ من ىنا‪ ،‬وخطوة النهاية تدؿ على هناية اخلوارزمية‪.‬‬ ‫كيفية التاكد من صحة الخوارزمية ؟‬ ‫تتبع اخلوارزمية يدويا بقيم سلتلفة لنصف القطر وىذا غَت مقبوؿ يف اخلوارزميات ادلعقدة واليت تشمل العديد من العمليات احلسابية و‬ ‫العالئقية ادلعقدة‪.‬‬ ‫مثال‪ : 2‬اكتب خوارزمية حلساب متوسط درجات الطلبة الدارسُت دبقرر ‪.CS100‬‬ ‫تاميم الحل ‪:‬‬ ‫‪ ‬المعطيات‪ :‬عدد الطلبة ويشار لو بػ ف والدرجة بػ د‪.‬‬ ‫‪ ‬المعالجة ‪ :‬تبُت كيفية (خطوات إغلاد ادلطلوب) الوصوؿ إىل ادلطلوب‪.‬اخلطوات االزمة لتحقيق ادلطلوب ىي ‪:‬‬ ‫‪ ‬صبع صبيع الدرجات ويشار لو بػ ج‪.‬‬ ‫ج‬ ‫‪ ‬حساب ادلتوسط م‬ ‫ى‬ ‫‪.1‬المخرجات‪ :‬عرض قيمة ادلتوسط م‪.‬‬ ‫ومبدئيا لتصميم حل متكامل ذلذا ادلثاؿ نقوـ بتفكيك ادلسألة إىل ثالث أجزاء كاآليت ‪:‬‬ ‫‪.1‬البداية‬ ‫‪.2‬إدخال المعطيات‬ ‫‪.3‬المعالجة‬ ‫‪.4‬عرض المطلوب‬ ‫‪.5‬النهاية‬ ‫ادلرحلة الثانية من التصميم ىي ربسُت التصميم أي كتابة اخلطوات بتفاصيل أكثر‪.‬خطوة ادلعاجلة يف ىذا ادلثاؿ ربتاج إىل تفصيل‬ ‫أكثر ‪ ،‬إلغلاد ادلتوسط ضلتاج إىل قراءة الدرجة وإضافتها إىل الدرجات السابقة ذلا يف اإلدخاؿ‪ ،‬ىذا الفعل يتكرر حىت قراءة أخر درجة‪،‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 32‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫مث قسمة ىذا اجملموع على عدد الطلبة للحصوؿ على ادلتوسط‪.‬وبذلك تكوف اخلوارزمية قد اكتملت‪.‬وىي كالتايل‪:‬‬ ‫الخوارزمية‪:‬‬ ‫‪.1‬البداية‬ ‫‪.2‬دع قيمة ج = ‪0‬‬ ‫‪.3‬دع قيمة العداد ع = ‪0‬‬ ‫‪.4‬إقرأ عدد الطلبة (ن)‬ ‫‪.5‬طالما (ع > ن) كرر تنفيذ‪:‬‬ ‫‪ -5.1‬إقرأ الدرجة د‬ ‫‪ -5.2‬اضف قيمة د إلى ج‬ ‫‪ -5.3‬أضف ‪ 1‬إلى عداد الطلبة ع‬ ‫ج‬ ‫‪.6‬احسب المتوسط و‬ ‫ٌ‬ ‫‪.7‬اعرض قيمة المتوسط م‬ ‫‪.8‬النهاية‬ ‫‪.1.5‬الخوارزمية الرسومية ‪:‬‬ ‫المخطط االنسيابي (‪ :)Flow Chart‬ويسمى بػمخطط سَت العمليات ‪ -‬وىو طريقة زبطيطية باستخداـ أشكاؿ ىندسية‬ ‫وأسهم توضح مسار العمليات‪ ،‬وكل شكل ىندسي يعرب عن نوع من األوامر أو التعليمات ادلستخدمة يف حل ادلسألة واألشكاؿ‬ ‫اذلندسية ىى علي سبيل ادلثاؿ‪:‬‬ ‫جدوؿ يبُت االشكاؿ ادلستخدمة يف ادلخطط االنسيايب‬ ‫البداية أو النهاية‬ ‫جمل التعيين والمعالجة‬ ‫جملة شرطية‬ ‫اإلدخال‬ ‫اإلخراج‬ ‫الربط‬ ‫اتجاه سير العمليات‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 33‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫مثال‪ :3‬أعد كتابة ادلثاؿ‪ 1‬بإستخداـ ادلخطط االنسيايب‪.‬‬ ‫انثذاٌح‬ ‫ط = ‪3.14159‬‬ ‫لًٍح َك‬ ‫و = ط ‪َ x‬ك ‪َ x‬ك‬ ‫ذ = ‪ x 2‬ط ‪َ x‬ك‬ ‫لًٍح و ٔلًٍح ذ‬ ‫انُٓاٌح‬ ‫مثال‪ :4‬أعد كتابة ادلثاؿ‪ 2‬بإستخداـ ادلخطط االنسيايب‪.‬‬ ‫انثذاٌح‬ ‫ج=‪0‬‬ ‫ع=‪0‬‬ ‫ػذد انطهثح ٌ‬ ‫ال‬ ‫ع>ٌ‬ ‫نعم‬ ‫ج‬ ‫دسخح انطهثح د‬ ‫و‬ ‫ٌ‬ ‫ج=ج‪+‬د‬ ‫لًٍح و‬ ‫ع=ع‪1+‬‬ ‫انُٓاٌح‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 34‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬ ‫من الواضح وادلالحظ أف استخداـ ادلخطط اإلنسيايب لكتابة خطوات حل ادلسألة يعاين من ضياع الوقت برسومات قد تعقد احلل يف‬ ‫ادلسائل الكبَتة ادلعقدة‪ ،‬وتعتمد ادلخططات اإلنسيابية علي االسهم لتوجيو سَت العمليات (‪ )adhoc method‬شلا غلعل الربنامج‬ ‫صعب التتبع والتصحيح نتيجة لتشابك األسهم وعلي سبيل ادلثاؿ ادلخطط التايل‪ :‬وىو سلطط إنسيايب إلغلاد أكرب قيمة من بُت ‪ 3‬قيم‪.‬‬ ‫‪start‬‬ ‫‪a, b, c‬‬ ‫ال‬ ‫نعم‬ ‫نعم‬ ‫‪b>c‬‬ ‫‪a>b‬‬ ‫‪a>c‬‬ ‫نعم‬ ‫ال‬ ‫ال‬ ‫‪a‬‬ ‫‪b‬‬ ‫‪c‬‬ ‫‪end‬‬ ‫" وبالرغم من بساطتة‪ ،‬فإف ادلخطط االنسيايب يوفر إمكانيات قوية وفعالة بسبب حرية احلركة واالنتقاؿ من مكاف الخر داخل ادلخطط‬ ‫حسب ما سبلية منطقيات احلل دوف التقيد بًتكيبات أو بسياؽ منطقي متقن‪.‬وينتج عن ذلك سلططا معقد من كثرة اخلطوط ادلتداخلة‬ ‫والنقالت ادلفا جئة‪.‬ويف مرحلة الربرلة إما اف يستجيب ادلربمج دلثل ىذا ادلخطط باستخداـ التعليمة السحرية ادلشهورة ‪ GOTO‬أو أف‬ ‫ي همل ادلخطط االنسيايب ويتقيد بقواعد الربرلة احلديثة وأعلها الربرلة اذليكلية ‪ Structured Programming‬والربرلة ادلرئية‬ ‫‪ Visual Programming‬والربرلة الشيئية ‪ Object-Oriented Programming‬وينتج عنة ذلك تضارب يف وثائق‬ ‫‪1‬‬ ‫ادلسألة يعوؽ حسن التنفيذ والصيانة والتطويرفيما بعد‪".‬‬ ‫ويف النهاية ضلتاج إىل لغة بررلة لتحويل ادلخططات اإلنسابية أو اخلوارزميات النصية إىل برنامج لتنفيذىا على احلاسوب ‪ ،‬وىذا جعل‬ ‫كثَت من ادلربرلُت يتجاوزوف ىذه ادلرحلة وخاصة يف الوقت احلاضر لتوفر ورخص أجهزة احلاسوب وكذلك الربامج واللغات ادلفتوحة‬ ‫ادلصدر‪.‬باإلمكاف اإلستعانة بلغة بررلة بسيطة‪ ،‬سهلة االستعماؿ مرنة‪ ،‬تسمح بالبناء التدرغلي للحل‪ ،‬متوافقة مع األساليب احلديثة يف‬ ‫الربرلة مثل ما يعرؼ بػ ‪ ،(OOP) Object Oriented Programming‬شلا يوفر للمصمم فرصة للتحقق من طريقة‬ ‫حلو للمسألة مباشرة بدوف احلاجة إىل خطوة إعادة كتابة اخلوارزمية إىل شفرة معينة‪.‬وىذا يوفر على ادلصمم كثَتا من الوقت واجلهد‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫يصطفى ػثذانؼال‪ ،‬إيسًذ تٍ صاٍْح‪.‬ذسسٍٍ انًخططاخ االَسٍاتٍح ألغشاض انثشيدح انٍٓكهٍح ‪.‬انًدهح انهٍثٍح نهؼهٕو‪ ،‬يُشٕساخ خايؼح انفاذر ‪ /‬كهٍح‬ ‫انؼهٕو (انؼذد ‪ – 11‬أ ‪.)2002‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 36‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬  ‫تمارين‬ ‫‪.1‬اكتب خوارزميات نصية للتمارين ‪ 2‬و ‪ 3‬و ‪4‬‬ ‫‪.2‬ارسم ادلخطط االنسيايب لقراءة قيمة صحيحة لػ ‪ n‬من لوحة ادلفاتيح وحساب وعرض مضروب العدد ولنشر لو بػ ‪nfact‬‬ ‫‪nfact = 1 x 2 x 3 x... x (n – 1) x n‬‬ ‫‪.3‬ارسم ادلخطط االنسيايب لقراءة قيمة صحيحة لػ ‪ 1 < n‬وحساب وعرض ناتج ادلعادلة ‪:‬‬ ‫)‪Sum = (1 – 1/4) x (1 + 1/9) x … x (1 ± 1/ n²‬‬ ‫‪.4‬ارسم ادلخطط االنسيايب لقراءة قيمة صحيحة لػ ‪ 1 < n‬وحساب وعرض ناتج ادلعادلة ‪:‬‬ ‫‪−‬‬ ‫‪.5‬مت تكليفك من قبل شركة ادلدار لإلتصاالت اذلاتفية لرسم ادلخطط االنسيايب حلساب وعرض تكلفة ادلكادلات الصادرة من‬ ‫ادلشًتكُت ويشار لو بػ ‪ cost‬دبعرفة الزمن ادلستغرؽ للمكادلة بالدقائق ويشار لو بػ ‪ time‬وبإستخداـ اجلدوؿ التاليلحساب‬ ‫التكلفة‪:‬‬ ‫تكلفة الدقيقة الواحدة بالدراىم (‪)price‬‬ ‫زمن ادلكادلة بالدقائق (‪)time‬‬ ‫‪100‬‬ ‫من ‪ 1‬إىل ‪ 5‬دقائق‬ ‫‪80‬‬ ‫من الدقيقة السادسة وحىت العاشرة‬ ‫‪50‬‬ ‫من الدقيقة احلادية عشر إىل هناية ادلكادلة‬ ‫‪.6‬ارسػػم ادلخطػػط االنسػػيابة لقػراءة ال ػ ‪ 3‬درجػػات ويشػػار ذلػػم ب ػ ‪ g3, g2, g1‬علمػػا بػػأف الدرجػػة أكػػرب أو تسػػاوي صػػفر وأصػػغر أو‬ ‫تساوي ‪.100‬مت حساب وعرض متوسط رلموع أعلي درجتُت من الثالث درجات‪.‬‬ ‫ؽلكنك التحقق بإالستعانة باجلدوؿ التاليعلى سبيل ادلثاؿ‪:‬‬ ‫شكل الناتج ادلطلوب عرضو‬ ‫‪fg‬‬ ‫‪g3‬‬ ‫‪g2‬‬ ‫‪g1‬‬ ‫‪Final grade = 65‬‬ ‫‪(70+60)/2=65‬‬ ‫‪70‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪40‬‬ ‫‪Final grade = 70‬‬ ‫‪(80+60)/2=70‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪60‬‬ ‫‪Final grade = 55‬‬ ‫‪(55+65)/2=60‬‬ ‫‪50‬‬ ‫‪65‬‬ ‫‪55‬‬ ‫المرحلة التمهيدية للعلوم التطبيقية (‪) CS011‬‬ ‫( ‪) 404 - 37‬‬ ‫قسن علوم الحاسب اآللي – كلية العوم‬