الإعلام الآلي — مفهوم الخوارزمية وخصائصها — الأولى ثانوي — شعبة علوم — المنهاج الجزائري

الدرس 4: مفهوم الخوارزمية وخصائصها

1. تعريف الخوارزمية

الخوارزمية (Algorithm) هي مجموعة من الخطوات المنطقية والمرتبة والمحددة التي تؤدي إلى حل مشكلة معينة. يمكن تشبيه الخوارزمية بوصفة طبخ: مجموعة من التعليمات التي يجب اتباعها بالترتيب للحصول على نتيجة محددة.

2. خصائص الخوارزمية

• المدخلات (Input): يجب أن يكون للخوارزمية مدخلات محددة (قد تكون صفراً أو أكثر).
• المخرجات (Output): يجب أن تنتج الخوارزمية مخرجات محددة (واحدة على الأقل).
• الوضوح (Definiteness): كل خطوة في الخوارزمية يجب أن تكون واضحة وغير قابلة للتأويل.
• الفعالية (Effectiveness): كل خطوة يجب أن تكون قابلة للتنفيذ عملياً.
• المنتهية (Finiteness): يجب أن تنتهي الخوارزمية بعد عدد محدود من الخطوات.

3. طرق تمثيل الخوارزميات

أ. النص الوصفي (اللغة الطبيعية):

كتابة الخطوات بلغة طبيعية واضحة.

ب. المخطط الانسيابي (Flowchart):

استخدام أشكال هندسية موحدة لتمثيل الخطوات:

• البيضاوي: البداية والنهاية
• المستطيل: عملية حسابية أو تنفيذية
• المعين: قرار أو شرط
• متوازي الأضلاع: إدخال أو إخراج البيانات
• السهم: اتجاه سير التنفيذ

ج. الكود الوهمي (Pseudocode):

لغة وسيطة بين اللغة الطبيعية ولغة البرمجة.

4. مثال: خوارزمية حساب مجموع عددين

بالمخطط الانسيابي:

1. البداية
2. قراءة العدد الأول (A)
3. قراءة العدد الثاني (B)
4. حساب المجموع S = A + B
5. طباعة المجموع S
6. النهاية

5. مثال تطبيقي:

أكتب خوارزمية لتحديد أكبر عدد بين ثلاثة أعداد.

الحل:

1. البداية
2. قراءة A, B, C
3. إذا كان A > B فانتقل إلى الخطوة 4، وإلا فانتقل إلى الخطوة 5
4. إذا كان A > C فـ MAX = A وإلا MAX = C
5. إذا كان B > C فـ MAX = B وإلا MAX = C
6. طباعة MAX
7. النهاية

6. تمارين

التمرين الأول: اكتب خوارزمية لحساب مساحة مستطيل علماً أن الطول L والعرض l.

التمرين الثاني: اكتب خوارزمية لتحديد إذا كان عدد معين فردياً أم زوجياً.

التمرين الثالث: اكتب خوارزمية لحساب مجموع الأعداد من 1 إلى N.

التمرين الرابع: اكتب خوارزمية لحساب مضروب العدد n (n! = 1 × 2 × 3 × … × n).

للمزيد من الدروس المشابهة، يمكنكم الاطلاع على:
درس الهياكل الأساسية للخوارزميات
و درس بايثون المتغيرات والعمليات الأساسية.