مخططات الانسياب و الخوارزميات

Flowchart هو نوع من الأنواع الرسوم البيانية التي تستخدم لتمثيل مجموعة من العمليات من البداية إلى النهائية باستخدام أشكال مختلفة متصلة بأسهم، ولأنه لا يوجد تعريب موحد لمصطلح Flowchart تعددت المسميات العربية لهذه الكلمة نذكر منها:
- مخطط انسيابي.
- خارطة انسياب أو خارطة انسيابية.
- خارطة تدفق العمل أو خارطة سير العمل.
وسنعتمد مسمى مخطط انسيابي لأنه الأقرب إلى المعنى وهو المستخدم من قبل Microsoft.

استخدامات المخططات الانسيابية

تستخدم المخططات الانسيابية لعدة أغراض:
- توثيق الإجراءات.
- تحليل العمليات.
- تتبع تدفق المعلومات.
- تعقب خطوات سير العمل.
- عرض حل لمشكلة ما خطوة بخطوة.

تعلم دلالات الرموز)الأشكال)

في المخططات الانسيابية يتم استخدام الأشكال الهندسية بحيث كل شكل يعتبر رمزا يحدد نوع العملية أو الخطوة. مثال على ذلك:

- الدوائر والأشكال البيضاوية والمستطيلات الدائرية تستخدم كرموز للبداية والنهاية.
- المستطيلات تستخدم كرموز للعمليات أو الخطوات.
- شكل المعين (شكل الألماس) يستخدم كرمز لاتخاذ القرار.
- شكل متوازي الأضلاع يستخدم كرمز لعملية إدخال أو إخراج البيانات
- شكل شبه المنحرف يستخدم كرمز لعملية يدوية.
وهكذا… أما الأسهم والخطوط فتدل على تسلسل الخطوات واتجاهها، والعلاقة بين كل عملية وأخرى.

لذلك من المهم معرفة رموز هذه الأشكال ودلالاتها لتساعدنا على فهم المخططات الانسيابية، ولنكون أيضا قادرين على إنشاء أو رسم المخططات الانسيابية.

المزيد من التوضيح

الشكل التالي هو مثال سهل الفهم لاستخدام المخططات الانسيابية قمت برسمه بواسطة  Microsoft Office PowerPoint 2007:

أما الشكل التالي فيوضح الرموز الشائعة في المخططات الانسيابية:

الرموز الشائع استخدامها في المخططات الانسيابية

# دلالات الرسوم المستخدمة في رسم مخطط الفلو تشارت : 
الدوائر والأشكال البيضاوية والمستطيلات الدائرية تستخدم كرموز للبداية والنهاية.
- المستطيلات تستخدم كرموز للعمليات أو الخطوات.
- شكل المعين يستخدم كرمز لاتخاذ القرار.
- شكل متوازي الأضلاع يستخدم كرمز لعملية إدخال أو إخراج البيانات
- شكل شبه المنحرف يستخدم كرمز لعملية يدوية.
وهكذا… أما الأسهم والخطوط فتدل على تسلسل الخطوات واتجاهها، والعلاقة بين كل عملية وأخرى.

مثال : ارسم ( flow chart ) يقوم بجمع الأرقام الطبيعية من 1إلى 50

              

مثال / الرسم ( Flow Chart ) للمقارنة بين ثلاثة أرقام وطباعة الرقم الأكبر

                 

# إيجابيات وسلبيات مخطط الـ Flow Chart

 *الإيجابيات : 

- تمثل ضرورة قبل كتابة البرامج الكبيرة.
- تمثل أحد أشكال توثيق البرنامج.
- تضع تصورا كاملا لحل المشكلة وتساعد في تتبع مسارها.
- تساعد في عدم تكرار أجزاء معينه في الرسم أو البرمجة.
- الأشكال المستخدمة في رسم خرائط التدفق لها مدلول واحد لدى جميع المتعاملين معها.
- تساعد في تصحيح الأخطاء بسهولة.
- تساعد في تطوير وصيانة البرامج.

* السلبيات : 

- قد تبدو الخريطة معقدة للمشكلات الكبيرة.
- بعض التعديلات في البرنامج قد يؤدي لإعادة رسم الخريطة.
- أحيانا تشكل نسخ خريطة التدفق صعوبة كبيرة.
- الوقوع في بعض التفاصيل التي تبعدنا عن الحل.

أمثلة توضيحية أخرى : 

الخوارزميات (Algorithms)

ما هي الخوارزمية :
هي عبارة عن مجموعة من الخطوات التي تؤدي عند تنفيذها الى الحل المطلوب.
لماذا سميت الخوارزمية بهذا الاسم؟
سميت بهذا الاسم نسبة للعالم محمد بن موسى الخوارزمي الذي عاش في القرن التاسع ونبغ في علم الجبر.
ملاحظات هامة عن الخوارزميات :
الخطوط العامة لبناء الخوارزمية:
1- لكل خوارزمية مجموعة من الخطوات تمثل العمليات التي نجريها للوصول الى الناتج.
2- يجب أن يكون لكل خوارزمية بداية ونهاية.
3- غالبا نستخدم في الخوارزمية الأمر (اقرا) لإدخال البيانات أو المعطيات.
4- غالبا نستخدم في الخوارزمية الأمر(احسب) لحساب معادلة أو صيغة رياضية .
5- قد نستخدم في الخوارزمية الأمر (اجعل) في حالة إسناد قيمة إلى متغير أو في الصيغ المنطقية.
6- قد نستخدم في الخوارزمية الأمر (انتقل إلى) للانتقال إلى خطوة سابقة أو لاحقة .
7- قد نستخدم في الخوارزمية الأمر (إذا كان ) للدلالة على عملية مقارنة أو الشرط ويجب أن يتلو عملية المقارنة عمليتين للدلالة على تحقق الشرط التي تبدأ ب(فان ، فاحسب ، فاجعل، فانتقل إلى) و عند عدم تحققه التي تبدأ ب(وإلا فاحسب،وإلا فانتقل إلى ، وإلا فاجعل).

8- قد نستخدم في الخوارزمية الرمز(*) كعلامة للضرب، والرمز (/) كعلامة للقسمة ، والرمز (+) للجمع ، والرمز(-) للطرح.
9- غالبا نستخدم في الخوارزمية الأمر (اطبع) لإخراج المطلوب حسابه.
10- تؤدي العمليات بمجملها إلى حل المسالة الحل الصحيح.
11- ليس من الضروري أن نستخدم كل الأوامر الموجودة في أعلاه لحل خوارزمية معينة (حيث أن الاستخدام يتحدد حسب طبيعة المسالة). 

الخوارزمية هي مجموعة من الخطوات والمتسلسلة اللازمة لحل مشكلة ما. وسميت الخوارزمية بهذا الاسم نسبة إلى العالم المسلم    الاصل أبو جعفر الذي ابتكرها في القرن التاسع الميلادي. الكلمة المنتشرة في اللغات اللاتينية والأوروبية هي «algorithm» وفي الأصل كان معناها يقتصر على خوارزمية لتراكيب ثلاثة فقط وهي:  (selection).

·         التسلسل: تكون الخوارزمية عبارة عن مجموعة من التعليمات المتسلسلة، هذه التعليمات قد تكون إما بسيطة أو من النوعين التاليين.

·         الاختيار: بعض المشاكل لا يمكن حلها بتسلسل بسيط للتعليمات، وقد تحتاج إلى اختبار بعض الشروط وتنظر إلى نتيجة الاختبار، إذا كانت النتيجة صحيحة تتبع مسار يحوي تعليمات متسلسلة، وإذا كانت خاطئة تتبع مسار آخر مختلف من التعليمات. هذه الطريقة هي ما تسمى اتخاذ القرار أو الاختيار.

·         التكرار: عند حل بعض المشاكل لا بد من إعادة نفس تسلسل الخطوات عدد من المرات. وهذا ما يطلق عليه التكرار.

و قد أثُبت أنه لا حاجة إلى تراكيب إضافية. استخدام هذه التراكيب الثلاث يسهل فهم الخوارزمية واكتشاف الأخطاء الواردة فيها وتغييرها.

المزيد من التوضيح

 

                

نلاحظ في الشكل 12-15 أننا نحتاج إلى العناصر الآتية:
•القيمة الأولية للعداد I (هنا(I=1 .
•القيمة النهائية للعداد I (هنا I=1).
• القيمة النهائية للعداد I (هنا n).
• قيمة الزيادة عند نهاية كل دورة .
نلاحظ في الشكل 12-15 إن إجراءات الدوران كانت تتم طبقاً للخطوات الآتية والمفصلة من قبل المبرمج:
1. أعط I قيمة أولية.
2. أتم الإجراءات المطلوب إعادتها. 
3. (تقرير) إذا كانت قيمة العداد 1 وصلت إلى القيمة النهائية n اخرج إلى الخطوة التالية في البرنامج وإلا فاذهب إلى الخطوة (4).
4. زد I بمقدار الزيادة .
5. عد إلى الخطوة (2).

في أنظمة , يمثل الخوارزمية في الأساس صورة من  أعيد كتابته بواسطة (برمجيات) ليصبح أكثر فعالية يمكن استغلاله في الحواسيب والحصول على النتائج (مخرجات) من بيانات معطاة (مدخلات).

قواعد البرمجة

هناك أربعة طرق يستعان بها في الخوارزمية البرمجي هي:

·         التكرار Looping

مثال لحساب 2 أس 50.

·         التفرع Branching

وتمكننا من ادخال معادلات معقدة للحاسوب ليقوم بمعالجتها بطريقة آلية.

·         الاختيار Selection

فائدة هذه الخاصية تظهر خاصة في ترتيب اعداد بطريقة تنازلية او العكس.

·         التتابع Sequence

تتابع الاوامر حيث ينفذها جهاز الحاسوب حسب الترتيب.

اسم: زياد عبدالله الخطيب                   شعبة: 2