الدرس 2: تمثيل الخوارزميات (المخططات الانسيابية و Pseudocode) | اعداد خوارزميات بسيطة

الدرس الثاني: تمثيلات الخوارزميات: المخططات الانسيابية والتعليمات شبه البرمجية

بعد أن فهمنا ماهية الخوارزمية وخصائصها، يأتي السؤال الأهم: كيف نعبر عنها؟ لا يمكننا أن نتوقع من الحاسوب أن يفهم "اجعل الماء يغلي" مباشرةً. نحتاج إلى لغة وسيطة، منظمة وموحدة، لتمثيل هذه الخطوات. هنا يأتي دور تمثيلات الخوارزميات، وأبرزها المخططات الانسيابية والتعليمات شبه البرمجية.

1. المخططات الانسيابية (Flowcharts): التمثيل المرئي للمنطق

المخططات الانسيابية هي تمثيل رسومي للخوارزمية. تستخدم مجموعة قياسية من الأشكال والرموز الهندسية، كل منها يمثل نوعًا معينًا من العمليات، وتربط بينها أسهم لتوضيح تدفق التحكم (Control Flow).

أهمية المخططات الانسيابية:

• التصور البصري: تُسهل فهم الخوارزميات المعقدة.
• التوثيق: تُعد وسيلة توثيق فعالة للخوارزميات.
• التواصل: توفر لغة مشتركة بين المبرمجين والمحللين.
• الكشف عن الأخطاء المنطقية: تساعد في اكتشاف الأخطاء في مرحلة التصميم.

الرموز الأساسية للمخططات الانسيابية:

الرمز الهندسي	اسمه بالعربية	اسمه بالإنجليزية	وظيفته
	بداية/نهاية	Start/End (Terminal)	يُستخدم للإشارة إلى نقطة بدء الخوارزمية أو نهايتها.
	إدخال/إخراج	Input/Output	لتمثيل عمليات إدخال البيانات أو إخراج النتائج.
	عملية	Process	لتمثيل أي عملية حسابية أو معالجة للبيانات.
	قرار	Decision	لتمثيل نقطة اتخاذ قرار أو اختبار شرط (نعم/لا).
↓ →	خط التدفق	Flowline	لربط الرموز وتحديد اتجاه تدفق التحكم.

مثال تطبيقي: خوارزمية لحساب مساحة ومحيط دائرة

ابدأ

↓

اقرأ نصف القطر (r)

↓

S = 3.14 * r * r

M = 2 * 3.14 * r

↓

اطبع S, M

↓

توقف

2. التعليمات شبه البرمجية (Pseudocode): لغة البشر القريبة من لغة الآلة

التعليمات شبه البرمجية هي طريقة لوصف الخوارزمية باستخدام لغة طبيعية ممزوجة ببعض الكلمات المفتاحية والتركيبات الشبيهة بلغات البرمجة. إنها جسر ممتاز بين الفكر البشري والكود الفعلي.

أهمية التعليمات شبه البرمجية:

• المرونة وسهولة الكتابة: أسرع وأسهل في الكتابة من المخططات الانسيابية.
• التقارب مع لغات البرمجة: تسمح بالتركيز على المنطق ويمكن تحويلها بسهولة لأي لغة برمجة.
• التعبير عن التفاصيل الدقيقة: تسمح بالتعبير عن منطق دقيق قد يكون صعب التمثيل بصريًا.

مثال تطبيقي: خوارزمية رمزية لإيجاد قيمة y=x/(x-3)

ابدأ

↓

اقرأ قيمة x

↓

هل x = 3 ؟

↓ لا

احسب y = x / (x-3)

↓

اطبع قيمة y

↓ نعم

اطبع "لا يمكن القسمة على صفر"

↓

توقف

3. متى نستخدم أيًا منهما؟ (نصيحة للمتربص المتقدم)

المخططات الانسيابية: مثالية للمراحل الأولية، وللخوارزميات ذات التعقيد المتوسط، أو عند شرح المنطق لأشخاص غير تقنيين. مفيدة جداً لتصور تدفق التحكم.

التعليمات شبه البرمجية: تُفضل للخوارزميات الأكبر والأكثر تفصيلاً. هي الخطوة الأخيرة قبل البدء في كتابة الكود الفعلي، وتُسهل الترجمة المباشرة إلى لغة برمجة.

عادةً، يعمل المبرمجون المحترفون بمزيج من الطريقتين: قد يبدأون بمخطط انسيابي عالي المستوى، ثم ينتقلون إلى التعليمات شبه البرمجية لتفصيل منطق كل جزء.