البرمجة

ماهي الخوارزميات

ماهي الخوارزميات 

ماهي الخوارزميات

  • الخوارزميات؟

  • تُعرف الخوارزميات باللغة الإنجليزية باسم (Algorithms)، وتُعرف أيضًا باسم حل المشكلات ، ومن خلال هذا العنوان ، يمكنك تحديد الخوارزمية كمجموعة من الخطوات التي يتم تطبيقها على مجموعة من البيانات المتاحة تسمى المدخلات ، لتحصل على نتيجة (حل المشكلات) ، وهو ما يُعرف بالإخراج ، وهذه الخطوات هي مجرد خوارزمية ، ويوضح الشكل التالي الفكرة أكثر:
What are algorithms?

  • ما هو الغرض من خوارزميات التعلم؟
  • الهدف الرئيسي من خوارزميات التعلم هو معرفة أو فهم كيفية معالجة الكمبيوتر (الكمبيوتر) للبيانات ، بحيث يمكنك التفكير مثل الكمبيوتر ، وبالطبع الكمبيوتر هو جهاز لا يعتقد ، لكنها تنفذ التعليمات فقط (أوامر البرنامج) واحدة تلو الأخرى ، وبالتالي يجب عليك كتابة التعليمات بالتفصيل وعلى وجه التحديد من أجل الحصول على النتيجة المرجوة من هذه التعليمات (أوامر البرنامج).
    • لذلك هناك قاعدة أساسية يجب عليك اتباعها عند تصميم أي خوارزمية:فكِر مثل الكمبيوتر

    • طرق / خطوات لكتابة خوارزمية؟

    • يتم حل أي مشكلة (تصميم الخوارزمية) في أربع خطوات رئيسية. لكي أتمكن من فهم كل خطوة جيدًا ، سأقدم مشكلة برمجية بسيطة وسنقوم بحل المشكلة من خلال تطبيق خطوات كتابة الخوارزمية.
    • اكتب خوارزمية للحصول على متوسط ​​رقمين واطبع النتيجة

    • 1. تعريف المشكلة

    • تعريف المشكلة هو الخطوة الأولى في حل المشكلة ، حيث يتم تحديد المدخلات والمخرجات بدقة ووضوح في شكل متغيرات ، ثم عليك كمبرمج أن تحدد مفاهيم المشكلة في شكل المتغيرات باسم معين ونوع بيانات محدد ، حيث يشار إلى هذه البيانات في الخوارزمية بالاسم ، ويحدد نوع البيانات العمليات التي يمكن إجراؤها على البيانات ، وهناك أنواع عديدة من البيانات ولكن يمكنك تصنيف البيانات في نوعين رئيسيين هما البيانات الرقمية والبيانات النصية.
    • في هذه الخطوة ، يتم عادةً إنشاء جدول باستخدام جدول البيانات. يحتوي هذا الجدول على فئتين رئيسيتين ، وهما متغيرات الإدخال ومتغيرات الإخراج.
    • المدخلات
      X الرقم الأول
      Y الرقم الثاني
      المخرجات
      average المتوسط الحسابي للرقمين
    • 2- كتابة خوارزمية

    • في هذه الخطوة ، يجب على المبرمج التفكير في كيفية حل المشكلة ، ثم تقسيم هذه الطريقة إلى مجموعة من الخطوات ، بحيث تؤدي كل خطوة عملية واحدة فقط ، ويجب أن يكون ترتيب هذه الخطوات تؤخذ بعين الاعتبار ، لأن الكمبيوتر ينفذ هذه الخطوات واحدة تلو الأخرى بالترتيب الذي يقوم به. يمكن للمبرمج تحديد متغيرات جديدة للمساعدة في حل المشكلة ، وفي هذه الحالة تسمى هذه المتغيرات متغيرات البرنامج وهذه المتغيرات لا تأتي من المدخلات أو المخرجات.
      قبل أن تبدأ في كتابة الخوارزمية ، يجب أن تعرف أن هناك طريقتان لكتابة الخوارزمية ، وهما كالتالي:

      2-طريقة أسلوب كتابة الكود – كود زائف:

      وبهذه الطريقة ، يكتب المبرمج خطوات حل المشكلة (الخوارزمية) بتسلسل رقمي أو غير مرقم ، وكل خطوة مكتوبة على سطر منفصل ، ويستخدم المبرمج اللغة التي يتحدث بها ، إما اللغة العربية أو الإنجليزية لكتابة تسلسل الخطوات ، ومن أهم ميزات هذه الطريقة المرونة ، حيث يمكن للمبرمج كتابة الأفكار في شكل خطوات باللغة الأساسية التي يستخدمها في الحياة اليومية ، من السهل تحويل الخوارزميات المكتوبة بشكل جيد بهذه الطريقة إلى رموز أو أوامر للكمبيوتر ، والعيب الرئيسي لهذه الطريقة هو أنه مع الحجم الكبير للخوارزمية ، يصبح من الصعب اتباعها ومراجعة خطواتها ، وكذلك عيوب ذلك. الطريقة التي لا تسمح للمبرمجين الذين يتحدثون لغة مختلفة عن تلك التي كتبت بها الخوارزمية هي فهمها. بتطبيق هذه الطريقة على المثال ، نحصل على الخوارزمية التالية:

    • Start
      Read: X, Y
      sum = X + Y
      average = sum / 2
      Write: average
      End
      إبدأ
      إقرأ المدخلات: X, Y
      sum = X + Y
      average = sum / 2
      إطبع المتغير: average
      النهاية

    • 2-2المخطط

    • وبهذه الطريقة ، يكتب المبرمج أيضًا خطوات لحل الخوارزمية ، ولكن باستخدام مجموعة من الأشكال الهندسية الأساسية بحيث يمثل كل شكل خطوة لحل المشكلة ، وهناك معيار سائد ومتبع لاستخدام هذه الأشكال.
    • تتمثل إحدى مزايا استخدام هذه الطريقة في أنها بسيطة وبسيطة وسهلة اتباع خطوات الخوارزمية. أيضا ، يمكن فهم الخوارزمية المكتوبة بهذه الطريقة من أي مبرمج ، أيا كانت اللغة التي يتحدث بها.

    • 3. تتبع الخوارزمية

    • في هذه الخطوة ، نقوم باختبار الخوارزمية التي كتبناها ، عن طريق إدخال البيانات المعروفة مسبقًا للنتيجة ، خطوة بخطوة لقياس مدى صلاحية وكفاءة الخوارزمية ،كما أخبرتك عن القاعدة الأساسية لتعلم الخوارزميات ، فكر مثل الكمبيوتر ، يجب إعطاء الكمبيوتر تعليمات واحدًا تلو الآخر بالترتيب والتفاصيل حتى يتمكن من حساب أو حل أو تنفيذ أي خوارزمية ، وهذا هو الهدف الرئيسي لتعلم خوارزميات البرمجة.

    • 4. تحويل الخوارزمية إلى برنامج كمبيوتر – كتابة التعليمات البرمجية

    • هنا يجب أن تتعلم أولاً أي لغة برمجة حتى تتمكن من تحويل الخوارزمية التي صممتها إلى برنامج.

    اترك تعليقاً

    لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

    شاهد أيضاً

    إغلاق
    إغلاق