المحاضرة الأولي الفصل الأول حل المشكلات Problem Solving

المشكلة ( Problem ) :

تعني هدف أو ناتج مطلوب الوصل إليه .

مثال : -

إعداد وجبة معينة يمثل مشكلة .

حل المشكلة ( Problem Solving ) :

هو الوصول إلي هدف أو ناتج محدد مطلوب من خلال خطوات و أنشطة متتابعة و معطيات محددة .

مثال : -

" إعداد كعكة بمواصفات معينة " تمثل مشكلة .

يجب توافر المعطيات و هي المكونات مثل : ( البيض و الدقيق و اللبن ) .

الأنشطة و الإجراءات : " خلط المقادير بترتيب معين طبقاً للخطوات اللازمة " .

الناتج أو الهدف : " الحصول على الكعكة بالشكل المناسب " .

مراحل حل المشكلة ( Problem Solving Stages )

أولا : تحديد المشكلة ( Problem Definition ) .

ثانيا : إعداد خطوات الحل " الخوارزمية " ( Algorithm ) .

ثالثا : تصميم البرنامج على الكمبيوتر ( Program Design ) .

رابعا : اختبار صحة البرنامج و تصحيح أخطائه ( Problem Testing ) .

خامسا : توثيق البرنامج ( Program Documentation ) .

و فيما يلي شرح كل مرحلة بشئ من التفصيل :

أولا : تحديد المشكلة ( Problem Definition ) :

أي تحديد :             1 – المخرجات المطلوبة .

                          2 – المدخلات المتوفرة .

                          3 – عمليات المعالجة ( الحسابية أو المنطقية ) .

ثانيا : إعداد خطوات الحل " الخوارزمية " ( Algorithm ) :

بعد تعريف و تحليل المشكلة من مخرجات و مدخلات ، يتم إعداد خطة الحل التي يجب أن تكون على شكل سلسلة من الخطوات المتتالية . و يطلق على هذه الخطوات لفظ " الخوارزمية " ( Algorithm ) .

الخوارزمية Algorithm .

هي مجموعة من الإجراءات المرتبة ترتيبا منطقيا و التي يتم تنفيذها للوصول إلي هدف أو ناتج محدد من معطيات محددة .

كلمة " الخوارزمية " Algorithm "

نسبة لعالم الرياضيات و مؤسس علم الجبر " محمد بن موسي الخوارزمي .

يتم تمثيل خطوات الحل من خلال ما يسمي خرائط التدفق ( Flowchart ) .

ثالثا : تصميم البرنامج علي الكمبيوتر ( Program Design ) :

بعد الانتهاء من عمل خريطة التدفق ( Flowchart )  لحل المشكلة باستخدام الكمبيوتر نقوم بترجمتها إلي احدي لغات البرمجة .

رابعا : اختبار صحة البرنامج و تصحيح أخطائه ( Program Testing ) :

أثناء كتابة البرنامج علي الكمبيوتر

 نقع في بعض الأخطاء بدون قصد . و هذه الأخطاء قد لا نستطيع اكتشافها ( مثل كتابة علامة الطرح " – " بدلا من علامة الجمع " + "  ) .

و لاكتشاف هذه الأخطاء نقوم بإدخال بيانات للبرنامج معروف نتائجها مسبقاً و بذلك يمكن ان نكتشف الأخطاء  نقوم بتصحيحها .

خامسا : توثيق البرنامج ( Program Documentation ) .

يتم كتابة كل الخطوات التي اتخذت لحل المشكلة من :-

-         مدخلات و مخرجات                    - و خطة حل و خريطة التدفق المستخدمة .

-         و اللغة التي كتب بها البرنامج       - و تاريخ آخر تعديل للبرنامج .

-         و من شارك في عمل البرنامج .

و فائدة ذلك  : الاحتفاظ بالبرنامج موثق للرجوع إليه في اي وقت بهدف التصحيح أو التعديل .

و هذا يفيد في حالة اشتراك أكثر من شخص في كتابة البرنامج أو عند التعديل في البرنامج بواسطة أشخاص آخرين .

معلومات عامة

المعاملات الحسابية في الرياضيات تختلف بعض الشئ عند استخدامها في البرمجة

الوصف	في الرياضيات	في البرمجة
رمز الجمع	+	+
رمز الطرح	-	-
رمز الضرب	×	*
رمز القسمة	÷	/
رمز الأس	3 2	3^2

كذلك معاملات المقارنة تختلف في الرياضيات عنها عند استخدامها في البرمجة .

المسمي	الرياضيات	البرمجة	مثال
اكبر من	>	<	8 > 5
أقل من	<	>	6 < 9
تساوي	=	=	3 = 3
اكبر من أو تساوي	≥	≥	10 ≥ 9
اقل من أو تساوي	≤	≥	7 ≤ 6
لا تساوي	≠	<>	8 <> 5

تلخيص

المشكلة Problem: هدف أو ناتج مطلوب الوصول إليه.

حل المشكلة Problem Solving : هى الوصول الى هدف أو ناتج محدد من خلال خطوات متتالية

المتغيرات: هى أماكن فى الذاكرة تحتوى على قيم

مراحل حل المشكلة Problem Solving Stages:

1-   تحديد المشكلة.

2-   أعداد خطوات الحل الخوارزمية Algorithmوترجع تسميتها بهذا الاسم نسبة لعالم الرياضيات ومؤسس علم الجبر محمد بن موسى الخوارزمي.

3-   تصميم البرنامج على الكمبيوتر( بأحدي لغات البرمجة ).

4-   اختبار صحة البرنامج وتصحيح الأخطاء.

5-   توثيق البرنامج.

فائدة توثيق البرنامج 1-- في حالة اشتراك أكثر من شخص فى كتابة البرنامج .   2 - عند التعديل فى البرنامج بواسطة أشخاص آخرين