برمجة مهيكلة Structured Programming المحاضرة (1)

قسم الرياضيات والحاسوب / مرحلة اولى
برمجة مهيكلة Structured Programming
المحاضرة (1)
الهدف من المحاضرة : هو التعرف على مكونات الحاسوب وتقديم لمحة عن لغات البرمجة وكيفية تطويرها، كما سيتم التعرف على اساليب البرمجة.
جهاز الحاسوب (Computer) : هو جهاز يتكون من مجموعة من الدوائر الألكترونية قادر على انجاز العمليات الحسابية واتخاذ القرارات المنطقية بسرعة ملايين بل مليارات المرات اسرع من البشر. وهو جهاز لا يفكر ولا يخطط وبالتالي يجب ان تكون هنالك كوادر بشرية تسمى مبرمجين Programmers متخصصة لكتابة البرامج التي توجه الوحدات لانجاز وظائف معينة.
مكونات الحاسوب (Computer Components ) : يتكون الحاسوب من اجزاء كثيرة تعمل معا وتشمل:
? المكونات المادية (Hardware): هي التي يمكن لمسها باليد مثل لوحة المفاتيح، الشاشة، الماوس، الأقراص، الذاكرة، سيدي روم ، ووحدات المعالجة كما في الشكل التالي.
ويمكن القول بأن الاجزاء المادية (Hardware) تتكون من جزئين:
? وحدة النظام (System Unit): هي الوحدة الاساسية من المكونات المادية للحاسوب كما في الشكل رقم (2) حيث تتضمن مايلي:
• وحدة المعالجة المركزية Central Processing Unit (CPU): تكون مسؤولة عن معالجة البيانات وتعتبر الجزء الاساسي لجهاز الحاسب.
• وحدة الذاكرة Main Memory Unit: هي المسؤولة عن تخزين البيانات الجاري تنفيذها في وحدة المعالجة المركزية.
• الذاكرة الثانوية Secondary Memory: هي المسؤولة عن تخزين البيانات بشكل مستمر.
الوحدات الطرفية (Peripheral Units): وهي تتضمن الاجهزة الفرعية المتصلة بالنظام كما في الشكل رقم (3) حيث تنقسم الى قسمين:
1- وحدات الادخال (Input Units): وهي الوحدات المسؤولة عن ادخال البيانات بمختلف انواعها مثل لوحة المفاتيح (Keyboard)، الفأرة (Mouse)، الماسح الضوئي (Scanner)، الكاميرة الرقمية (Camera)، المايكروفون (Microphone).
2- وحدات الاخراج (Output Units): وهي الوحدة المسؤولة عن اخراج البيانات وعرضها وتتكون من مجموعة من الاجهزة مثل شاشة العرض (Monitor)، الطابعة (Printer)، السماعات وغيرها من الأجهزة.
? المكونات البرمجية (Software): التي تشير الى التعليمات والأوامر التي توجه الاجزاء لانجاز وظائف معينة، والتي يشار اليها بأسم البرامجيات وتشمل:
1. نظام التشغيل ( Operating System OS): هو مجموعة من البرامج التي يجب أن تكون متاحة لأي حاسوب لغرض تشغيله، وهو اهم جزء من البرامجيات وظيفته الأساسية التخاطب بين الحاسوب وملحقاته من جهة والانسان من جهة اخرى. مثال على نظم التشغيل MS-DOS ونظام النوافذ Windows واليونكس UNIX ولينوكس Linux.
2. البرامج التطبيقية (Application Programs): هي برامج تستخدم لإداء وظيفة أو مجموعة وظائف بموضوع محدد (إداري، تجاري، علمي ، ..الخ) من امثلتها حزمة برامج الأوفيس Office Application التي تستخدم لتنظيم العمل المكتبي ، الاوتوكاد AutoCAD الذي يستخدم للرسوم الهندسية ، وGIS لنظم المعلومات الجغرافية.
3. لغات البرمجة Programming Language: هي لغات التخاطب بين (المبرمج) والحاسوب لها قواعدها وأصولها ، تنقسم الى :
? لغات المستوى الأدنى Low Level Language: تسمى بلغة الآلة Machine Language لبعد مفرداتها عن لغة الانسان . وهي اللغة التي يفهمها الحاسب حيث يتم تنفيذها مباشرة دون الحاجة الى مترجم لأن البرامج المكتوبة تتكون من النظام الثنائي (0، 1) التي تستخدم للتعبير عن الأوامر المختلفة التي يتكون منها البرنامج. تعتبر لغة معقدة وصعبة لا يحسن استخدامها إلا قلة من المبرمجين الذين لديهم خبرة ومهارة في البرمجة. مثال ذلك :
00101010 000000000001 000000000010
10011001 000000000010 000000000011
? لغات المستوى المتوسط Middle Level Language: هي لغات وسط بين لغة الآلة ولغات المستوى العالي، وتستخدم خليط من الرموز والعلامات تسمى لغة التجميع Assembly Language. تؤدي لغات التجميع نفس المهام مثل لغات الآلة، ولكنها تستخدم أسماء رمزية للشفرات التشعبية والعمليات بدلا من 1s و 0s، مثال على ذلك: