أهمية المخططات التدفقية FlowCharts في البرمجة للمبتدئين
سأشرح لك في مقال اليوم أهمية المخططات التدفقية للمبتدئين في البرمجة فالمخططات التدفقية مثل خريطة الطريق للبرمجة. تخيل أنك تريد بناء منزل - لن تبدأ بوضع الطوب فوراً، صح؟ سترسم مخططاً أولاً. هكذا تعمل المخططات التدفقية في البرمجة.
ماهي المخططات التدفقية FlowCharts
هي أشكال رسومية تساعدك على رؤية البرنامج بأكمله قبل كتابة أي كود. تجعل من السهل فهم كيف سيعمل البرنامج، وأين قد تكون المشكلات.
هذه المخططات مفيدة جداً للمبتدئين لأنها تبسط الأمور. بدلاً من التعامل مع كود معقد، تتعامل مع أشكال وأسهم وتساعد في فهم المنطق وراء البرنامج بشكل أفضل. أيضاً، عندما تخطئ في مخطط، من السهل تصحيحه. أسهل بكثير من محاولة إصلاح كود مليء بالأخطاء.
المخططات التدفقية (FlowCharts) لها أهمية كبيرة في البرمجة، خاصة للمبتدئين. دعني أوضح لك أهميتها وفوائدها:
أهمية المخططات التدفقية FlowCharts
- تسيط المفاهيم وتحول الأفكار المعقدة إلى تمثيل بصري بسيط.
- تسهل فهم سير العمليات والخوارزميات بشكل مرئي.
- تساعد في تنظيم الأفكار قبل البدء بكتابة الكود وتحديد الخطوات اللازمة لحل المشكلة بشكل منطقي.
- تحسن التفكير المنطقي والتفكير في كل الاحتمالات والمسارات الممكنة.
- تساعد في تحديد نقاط اتخاذ القرار وتسلسل العمليات وتقسيم المشكلات المعقدة إلى أجزاء أصغر وأكثر قابلية للإدارة.
- تساعد في تحديد الأخطاء المنطقية واكتشاف الثغرات أو الخطوات الناقصة قبل بدء البرمجة الفعلية
- تعد وسيلة فعالة لشرح الأفكار للآخرين وتسهل التعاون بين أعضاء الفريق البرمجي.
- تساعد في كتابة كود أكثر تنظيمًا وكفاءة وتقلل من احتمالية الأخطاء عند تحويل المخطط إلى كود.
- توفر وثائق مرئية يمكن الرجوع إليها لفهم سير البرنامج مما بسهل عملية تحديث أو تعديل البرنامج في المستقبل
- تساعد المبتدئين على فهم مفاهيم البرمجة الأساسية وتوفر طريقة لتمثيل الخوارزميات بشكل مستقل عن لغة البرمجة
عناصر المخططات التدفقية FlowCharts
أهم عناصر المخططات التدفقية البسيطة:
عملية: تمثل من خلال مستطيل عادي يمثل أي إجراء أو عملية حسابية.
بداية أو نهاية: تمثل من خلال شكل بيضوي يمثل نقطة البداية ونقطة النهاية في برنامجك.
دخل: تمثل من خلال متوازي أضلاع يستخدم لعرض الدخل والخرج (لإدخال البيانات أو عرض النتائج).
قرار: تمثل نقاط الشروط واتخاذ القرارات بشكل معين وعادة ما يخرج من كل معين مساران: نعم ولا.
الأسهم: تربط بين العناصر وتوضح اتجاه تدفق البرنامج.
الموصل: هو عبارة عن دائرة صغيرة تستخدم لربط أجزاء المخطط عندما لا يمكن رسم خط مباشر.
الحلقات: تمثل بتكرار العمليات، وعادة ما تستخدم الأسهم للإشارة إلى التكرار.
تمكنك هذه العناصر الأساسية من رسم معظم المخططات التدفقية البسيطة وتوضيح تسلسل الخطوات في برنامجك بطريقة سهلة الفهم وهناك العديد من العناصر الأخرى التي قد تحتاج لاستخدامها لرسم مخططات تدفقية أكثر تعقيدًا
يوضح الجدول التالي طريقة استخدام كل مكون:
المكون | الاستخدام |
---|---|
عملية Process | تنفيذ خطوة أو إجراء معين في العملية |
طرف المخطط Terminal | بداية أو نهاية المخطط |
شرط أو قرار Decision | اتخاذ قرار يعتمد على شرط معين |
إدخال يدوي Manual Input | إدخال بيانات يدوي من قبل المستخدم |
إدخال Input | إدخال البيانات إلى النظام |
عملية معرفة مسبقًا Predefined Process | تنفيذ عملية معرفة مسبقًا أو محددة مسبقًا |
قاعدة بيانات Database | تخزين البيانات بطريقة منظمة |
عملية يدوية Manual Operation | عملية يتم تنفيذها يدويًا |
مستند Document | إنشاء أو استخدام مستند |
مستندات متعددة Multidocument | إنشاء أو استخدام عدة مستندات |
تأخير Delay | تأخير في العملية لفترة زمنية محددة |
مرجع في الصفحة On-page Reference | الإشارة إلى جزء آخر من العملية داخل نفس الصفحة |
مرجع خارج الصفحة Off-page Reference | الإشارة إلى جزء من العملية في صفحة أخرى |
عملية بديلة Alternate Process | تنفيذ عملية بديلة أو مسار بديل |
بيانات Data | إدخال أو معالجة أو تخزين البيانات |
دمج Merge | دمج بيانات أو خطوات متعددة |
تحضير Preparation | تحضير وتجهيز شيء ما في العملية |
مثال على مخططات تدفقي بسيط
مثال على مخططات تدفقي متقدم
مثال على مخطط تدفقي وتحويله لكود برمجي
يوضح هذا المخطط البياني عملية تحديد ما إذا كان العدد المدخل زوجيًا أم فرديًا.
- START :بداية العملية.
- Input Number (إدخال العدد): يطلب من المستخدم إدخال عدد
- Decision (قرار): يفحص العدد المدخل لمعرفة ما إذا كان العدد يقبل القسمة على 2 بدون باقي (إذا كان العدد زوجي).الشرط المستخدم هو
If number % 2 == 0
. - تعني Yes إذا تحقق الشرط (أي أن العدد زوجي)، يتم عرض "Even Number" (عدد زوجي).
- تعني No إذا لم يتحقق الشرط (أي أن العدد فردي)، يتم عرض "Odd Number" (عدد فردي).
- END تعني نهاية العملية.
الكود الموافق بلغة بايثون:
def check_even_odd():
# طلب إدخال العدد من المستخدم
number = int(input("Please enter a number: "))
# التحقق مما إذا كان العدد زوجيًا أم فرديًا
if number % 2 == 0:
print("العدد زوجي")
else:
print("العدد فردي")
# بدء تنفيذ الدالة
check_even_odd()
عرفنا في الكود أعلاه دالة check_even_odd
التي تحتوي على الخطوات اللازمة للتحقق من نوع العدد هل هو فردي أم زوجي وطلبنا من المستخدم إدخال عدد وحولنا العدد المدخل إلى نوع البيانات integer (عدد صحيح). ثم فحصنا ما إذا كان العدد يقبل القسمة على 2 بدون باقي من خلال الشرط if number % 2 == 0 فإذا كان الشرط صحيحًا، يتم عرض عبارة (العدد زوجي) وإكان الشرط غير صحيح else يتم الانتقال إلى الجزء الآخر من الشرط وعرض عبارة (عدد فردي) ولبدء التنفيذ نستدعي الدالة check_even_odd
.
أدوات مفيدة لرسم المخططات التدفقية FlowCharts
هناك العديد من الأدوات والمواقع التي تسهّل رسم المخططات التدفقية (الانسيابية) تقدم ميزات مختلفة تساعد المستخدمين على إنشاء مخططات احترافية بسهولة. إليك بعض أفضل الأدوات في إنشاء المخططات التدفقية، وكل منها يقدم ميزات مختلفة تناسب احتياجات متنوعة، سواء كانت للاستخدام الشخصي أو للاستخدام في بيئات العمل. يمكنك تجربة الأدوات المجانية منها لتحديد الأنسب لاحتياجاتك قبل الاشتراك في الخطط المدفوعة.
Lucidchart
يوفر Lucidchart واجهة سهلة الاستخدام تدعم التعاون الفوري عبر الإنترنت. يمكن للمستخدمين إنشاء مخططات تدفقية من أي جهاز بفضل دعمها القائم على السحابة. كما توفر العديد من القوالب والتكاملات مع تطبيقات أخرى مثل Slack وGoogle Drive.
هناك خطة مجانية وخطة مدفوعة تبدأ من 7.95 دولار شهريًا، توفر النسخة المجانية ميزات محدودة، وقد يتطلب الوصول إلى الميزات المتقدمة الاشتراك في النسخة المدفوعة.
Venngage
يوفر Venngage قوالب جاهزة للتخصيص التي تسرّع من عملية إنشاء المخططات. كما يدعم التصميم بدون الحاجة لخبرة سابقة في التصميم.
يوفر خطة مجانية متاحة، والخطة المدفوعة تبدأ من 10 دولارات شهريًا. لتحميل المخططات بجودة عالية أو الوصول إلى ميزات متقدمة، يحتاج المستخدم إلى الاشتراك في الخطة المدفوعة.
Microsoft Visio
Visio هو أداة قوية ومتكاملة ضمن نظام Microsoft Office، مما يجعله خيارًا ممتازًا للشركات التي تستخدم منتجات Microsoft بشكل كبير. وهو يتطلب اشتراكًا مدفوعًا، ويمكن أن يكون مكلفًا لبعض المستخدمين. تبدأ الخطط المدفوعة من 5 دولارات شهريًا.
Creately
يدعم Creately التعاون في الوقت الحقيقي ويتيح للمستخدمين إنشاء المخططات بسرعة باستخدام مجموعة كبيرة من القوالب.تقدم النسخة المجانية ميزات محدودة مقارنة بالنسخة المدفوعة وتبدأ الخطط المدفوعة من 5 دولارات شهريًا.
Cacoo
ما هي لغة Mermaid وما أهميتها في رسم المخططات التدفقية
تستخدم لغة Mermaid النصية لإنشاء الرسوم البيانية البسيطة والمخططات التوضيحية، بما في ذلك الرسوم البيانية لتدفقات البرنامج، والهياكل التنظيمية، والشبكات، وغيرها.وتُستخدم عبر تضمينها في الصفحات والمستندات باستخدام كود المصدر المفتوح. ويمكنك استخدامها في العديد من السياقات التقنية مثل البرمجة، وإدارة المشاريع، والتوثيقات التقنية وغيرها.
على سبيل المثال يمكن رسم خطوات تنفيذ البرنامج التالي
for i in range(1, 6): print(i)
من خلال كود Mermaid التالي
graph TD; A[البداية] --> B[تهيئة i = 1] B --> C{التحقق من i <= 5} C -- نعم --> D[طباعة i] D --> E[زيادة i] E --> C C -- لا --> F[النهاية]
الخلاصة
تعلم التعامل مع المخططات التدفقية وفائدتها وأهم مكوناتها فهي أداة رائعة للمبتدئين. تساعدك على التفكير مثل مبرمج، وتخطيط برامجك بشكل أفضل، قبل أن تبدأ في كتابة أي كود.