المعلوميات · الثالثة إعدادي
مفهوم البرمجة والخوارزمية
يساعدك هذا الدرس على فهم مفهوم البرمجة والخوارزمية وتطبيق المفاهيم في نشاط مدرسي. اقرأ الشرح، ثم أنجز التمارين قبل إظهار التصحيح.
1. المشكلة والخطوات
الخوارزمية سلسلة خطوات واضحة لحل مسألة، والبرنامج ترجمتها إلى تعليمات بلغة قابلة للتنفيذ. نحدد المدخلات والمخرجات ثم القواعد. لا يكفي كتابة أوامر صحيحة لغويًا إذا كانت الخطة تحل مسألة أخرى.
2. بنيات أساسية
التتابع ينفذ الخطوات بالترتيب، والشرط يختار مسارًا حسب نتيجة اختبار، والتكرار يعيد عمليات. مثال: نقرأ نقطة، نتحقق أنها ضمن المجال المسموح، ثم نعالجها. كل بنية تؤدي دورًا مختلفًا.
3. الاختبار والتصحيح
نجرب حالات عادية وحالات حدية، ونقارن المتوقع بالملاحظ. خطأ الصياغة يمنع فهم الأمر، والخطأ المنطقي يعطي نتيجة خاطئة رغم قبول الأوامر. نغير سببًا محددًا ثم نعيد الاختبار بدل تعديلات عشوائية.
تطبيق محلول
لحساب متوسط 3 قيم: نقرأها، نجمعها، نقسم على 3، نعرض النتيجة. اختبار 6 و9 و12 يجب أن يعطي 9؛ إذا أعطى 27 فقد نسينا القسمة.
تمارين مع التصحيح
1. ما الفرق بين خوارزمية وبرنامج؟
إظهار التصحيح
الخوارزمية وصف الحل، والبرنامج صياغته بلغة تنفيذ.
2. ما فائدة اختبار قيم نعرف نتيجتها؟
إظهار التصحيح
يكشف أخطاء المنطق ويساعد على التحقق من الحل.
إعداد تربوي أصلي للمنير. المصطلحات والوظائف العامة ثابتة، وقد تختلف أسماء القوائم بحسب البرنامج والإصدار.
4. نشاط: تتبع خوارزمية والتحقق من الحالات الحدية
قبل كتابة البرنامج، نحدد ما الذي يدخل وما الذي ينبغي أن يخرج. مثال: نقرأ طول مستطيل وعرضه بوحدة واحدة، ثم نحسب محيطه. يجب أن يكون البعدان موجبين. الرموز التالية شبه كود لتوضيح التفكير، وليست أوامر جاهزة للنسخ في XLOGO.
Lire L, l
Si L > 0 et l > 0 alors
P ← 2 × (L + l)
Afficher P
Sinon
Afficher "Dimensions invalides"
FinSi
السهم ← يعني إسناد قيمة إلى متغير. عند L = 5 وl = 3 يكون الشرط صحيحًا، فنحسب P = 2 × (5 + 3) = 16. إذا كانت الأطوال بالسنتيمتر فالمحيط بالسنتيمتر. عندما يكون العرض صفرًا، نعرض رسالة رفض ولا نحسب محيط مستطيل صالح.
كيف أختار الاختبارات؟
- حالة عادية: 5, 3 تعطي 16.
- حالة حدية: 5, 0 يجب رفضها.
- حالة غير مقبولة: -2, 3 يجب رفضها.
- حالة أبعاد متساوية: 4, 4 تعطي 16؛ المربع حالة خاصة من المستطيل.
نجاح اختبار واحد لا يثبت صحة الحل في جميع الحالات. نختار أمثلة تكشف الخطأ المحتمل: الصيغة 2 × L + l تعطي 13 بدل 16 عند 5, 3، لأن الأقواس التي تجمع الطول والعرض مفقودة.
تتبع متغير خطوة بخطوة
لنحسب مجموع الأعداد 1 و2 و3: نبدأ S = 0. نضيف 1 فتصبح S = 1، ثم 2 فتصبح S = 3، ثم 3 فتصبح S = 6. التعليمة S ← S + i تستعمل القيمة القديمة لـS لحساب القيمة الجديدة؛ ليست مساواة رياضية تطلب أن يكون العدد مساويًا لنفسه زائد i.
التمرين 3 — استخراج المدخلات والمخرجات
نريد حساب ثمن 4 دفاتر، مع إدخال ثمن الدفتر الواحد. حدد المدخل والمخرج والمعالجة.
إظهار التصحيح 3
المدخل: ثمن الدفتر. المعالجة: ضربه في 4. المخرج: الثمن الإجمالي. إذا كان ثمن الدفتر 7 دراهم فالنتيجة 28 درهمًا.
التمرين 4 — كشف خطأ منطقي
استعمل تلميذ P ← 2 × L + l للأبعاد L = 6 وl = 2. قارن بالنتيجة الصحيحة.
إظهار التصحيح 4
الصيغة الخاطئة تعطي 14. الصحيحة 2 × (6 + 2) = 16. نصحح الأقواس ثم نعيد الاختبار.
التمرين 5 — فحص الحد
شرط قبول البعدين هو أن يكونا أكبر من صفر. هل يقبل البرنامج طولًا 8 وعرضًا 0؟ ولماذا؟
إظهار التصحيح 5
لا؛ الاختبار على العرض يفشل. استعمال «أكبر من أو يساوي صفرًا» بدل «أكبر من صفر» يغيّر القاعدة ويسمح بمدخل غير صالح لهذا النشاط.
التمرين 6 — تتبع الإسناد
ابدأ بـS = 0 ونفذ S ← S + 2 ثم S ← S + 5. ما القيمتان المتتاليتان؟
إظهار التصحيح 6
بعد التعليمة الأولى S = 2. بعد الثانية S = 7. لا نعيد S إلى الصفر بين التعليمتين.