الخوارزميات — مفهومها وطرق تمثيلها (المخطط الانسيابي والشيفرة الوصفية) — الأولى ثانوي (شعبة تقني رياضي) — الإعلام الآلي

🎯 أهداف التعلم

• تعريف الخوارزمية وشرح مفهومها الأساسي.
• التعرف على الخصائص الأساسية للخوارزمية الصحيحة.
• تمثيل الخوارزميات بطريقتين: المخطط الانسيابي والشيفرة الوصفية (Pseudo-code).
• تحليل أمثلة بسيطة واستخراج الخوارزمية المناسبة.
• ربط مفهوم الخوارزمية بالحياة اليومية لتسهيل الفهم.

🔷 تمهيد

هل تساءلت يومًا كيف تتمكن التطبيقات التي نستخدمها يوميًا من أداء ملايين العمليات في ثوانٍ؟ الإجابة تكمن في الخوارزميات. فالخوارزمية هي القلب النابض لأي برنامج حاسوبي، وهي مجموعة من التعليمات المتسلسلة والمنطقية التي تؤدي إلى حل مشكلة محددة. في حياتنا اليومية، نطبق خوارزميات دون أن ندري — مثل اتباع وصفة طبخ، أو طريقة حل معادلة رياضية، أو حتى طريقة تحضير كوب من الشاي!

📖 مفهوم الخوارزمية

الخصائص الأساسية للخوارزمية الصحيحة:

1. المدخلات (Input): يجب أن تحتوي على صفر أو أكثر من المدخلات.
2. المخرجات (Output): يجب أن تنتج مخرجًا واحدًا على الأقل.
3. المحدودية (Finiteness): يجب أن تنتهي بعد عدد محدود من الخطوات.
4. الوضوح (Definiteness): كل خطوة يجب أن تكون واضحة وغير قابلة للتأويل.
5. الفعالية (Effectiveness): كل خطوة يجب أن تكون قابلة للتنفيذ فعليًا.

📐 طرق تمثيل الخوارزميات

الطريقة الأولى: المخطط الانسيابي (Flowchart)

المخطط الانسيابي هو تمثيل بياني (رسمي) للخوارزمية باستخدام أشكال هندسية موحدة، حيث يرمز كل شكل إلى نوع معين من العمليات.

الأشكال الأساسية في المخطط الانسيابي:

    ( بداية )
        │
        ▼
  [ اقرأ A, B ]
        │
        ▼
      ◇─── هل A > B ؟
     / \       │
    /   \      │ نعم
   /     \     ▼
  / لا    \ [ اطبع A ]
  │        │
  ▼        │
[ اطبع B ] │
  │        │
  └───┬────┘
      ▼
   ( نهاية )

Début
    Lire(A, B)
    Si A > B Alors
        Ecrire(A)
    Sinon
        Ecrire(B)
    FinSi
Fin

الطريقة الثانية: الشيفرة الوصفية (Pseudo-code)

الشيفرة الوصفية هي طريقة لكتابة الخوارزمية باستخدام لغة طبيعية منظمة قريبة من لغة البرمجة، ولكنها غير مرتبطة بلغة برمجة محددة. تتميز بسهولة الفهم والتحويل إلى أي لغة برمجة لاحقًا.

أهم تعليمات الشيفرة الوصفية:

🏆 تمارين بكالوريا محلولة

Début
    Lire(A, B)
    Somme ← A + B
    Ecrire("مجموع العددين هو: ", Somme)
Fin

Début
    Lire(N)
    Si N > 0 Alors
        Ecrire("العدد موجب")
    Sinon
        Ecrire("العدد سالب أو صفر")
    FinSi
Fin

📌 ملخص الدرس

✍️ تمارين إضافية

1. اكتب خوارزمية تقرأ ثلاث أعداد A و B و C وتطبع أكبرهم.
2. اكتب خوارزمية تقرأ عمر شخص وتطبع “بالغ” إذا كان العمر ≥ 18 و”قاصر” إذا كان العمر < 18.
3. ارسم مخططًا انسيابيًا لخوارزمية تحسب مساحة مستطيل (الطول × العرض).
4. اكتب خوارزمية تطبع الأعداد الزوجية من 1 إلى 20 باستخدام حلقة تكرار.

💡 نصائح للتلميذ

📍 دروس مشابهة:

• أنظمة التشغيل: مفهومها ووظائفها وأنواعها – الأولى ثانوي (شعبة تقني رياضي) – الإعلام الآلي
• الخوارزميات المتقدمة: المصفوفات والدوال في البرمجة – الثالثة ثانوي (بكالوريا) إعلام آلي
• البرمجة الهيكلية والدوال في لغة C++ – الثالثة ثانوي (بكالوريا) إعلام آلي