تقسيم المشكلات وتحليل المتطلبات

١ما هي المشكلة البرمجية؟

البرمجة ليست كتابة أوامر فقط؛ إنها حلّ مشكلات بمساعدة الحاسب. أي برنامج تراه حولك، من آلة حاسبة إلى تطبيق بنك، بدأ بمشكلة يريد أحدهم حلّها.

قبل أن نكتب سطرًا واحدًا من الكود نحتاج أن نفهم المشكلة جيدًا، ثم نقسّمها إلى أجزاء صغيرة. هذا ما يفعله المبرمج المحترف قبل أن يفتح بيئة التطوير.

كل برنامج تقريبًا يمرّ بثلاث مراحل:

٢تحليل متطلبات المشكلة

تحليل المتطلبات يعني أن تقرأ نصّ المسألة وتستخرج منه إجابات أسئلة محددة:

1. ما المطلوب بالضبط؟ ما الذي يجب أن يظهر في النهاية؟ (المخرجات)
2. ما المعطيات؟ ما البيانات التي سيدخلها المستخدم أو الموجودة مسبقًا؟ (المدخلات)
3. ما العلاقة بينهما؟ ما القانون أو الخطوات التي تحوّل المدخلات إلى مخرجات؟ (المعالجة)
4. ما الشروط والقيود؟ هل هناك قيم غير مسموحة؟ مثل قسمة على صفر أو درجة سالبة.

مثال: مسألة الزكاة

«اكتب برنامجًا يطلب من المستخدم إدخال مبلغ من المال، ثم يحسب الزكاة الواجبة فيه بنسبة 2.5% ويطبعها.»

مثال: مسألة الخصم

«اكتب برنامجًا يقرأ مبلغ المشتريات، فإذا كان 1000 ريال فأكثر يحصل العميل على خصم 10%، ثم يطبع مبلغ الخصم والمبلغ بعد الخصم. وإذا أُدخل مبلغ صفر أو أقل يطبع: قيمة المشتريات خاطئة.»

٣تفكيك المشكلة الكبيرة إلى مهام صغيرة

التفكيك (Decomposition) هو تقسيم مشكلة كبيرة إلى مشكلات أصغر، كل واحدة منها سهلة الفهم والحل. ثم نقسّم الأجزاء الكبيرة مرة أخرى حتى نصل إلى مهام بسيطة يمكن كتابتها بخطوات قليلة.

مثال من الحياة: «تنظيم رحلة» مشكلة كبيرة، لكنها تصبح سهلة عندما نقسّمها:

مثال برمجي: نظام نتائج الطلاب

المطلوب: برنامج يقرأ درجات طالب في ثلاثة اختبارات ويطبع مجموعه ومعدله وتقديره. نفككه هكذا:

كل مهمة في المستوى الأخير بسيطة جدًا، ويمكن أن تصبح سطرًا أو بضعة أسطر من الكود. وهذا ما سنراه الآن.

من التفكيك إلى الكود

هذا البرنامج بجافا يطابق المخطط تمامًا: كل تعليق يمثل مهمة من المهام السابقة. لا تقلق من تفاصيل الكتابة الآن، ستتعلمها في الدروس القادمة. اضغط ▶ شغّل هنا وأدخل ثلاث درجات.

import java.util.Scanner;public class Main {    public static void main(String[] args) {        Scanner in = new Scanner(System.in);        // قراءة البيانات        System.out.println("ادخل ثلاث درجات:");        double a = in.nextDouble();        double b = in.nextDouble();        double c = in.nextDouble();        // الحسابات        double sum = a + b + c;        double avg = sum / 3;        // تحديد التقدير        String grade;        if (avg >= 90) grade = "ممتاز";        else if (avg >= 80) grade = "جيد جدًا";        else if (avg >= 70) grade = "جيد";        else if (avg >= 60) grade = "مقبول";        else grade = "راسب";        // عرض النتيجة        System.out.println("المجموع: " + sum);        System.out.println("المعدل: " + avg);        System.out.println("التقدير: " + grade);    }}

٤خطوات منهجية لحل أي مسألة

استخدم هذه الخطوات الخمس مع كل مسألة في هذا المقرر، وستلاحظ أن الحل يصبح أسهل: