مفاهيم أساسية في البرمجة

2.1 كتابة خوارزمية بالكلمات – כתיבת אלגוריתם מילולי

قبل أن نكتب أمرا واحدا نسأل: ما الذي يدخل إلى البرنامج، وما الذي يجب أن يخرج منه؟ ثم نكتب الطريق بينهما بكلمات بسيطة.

عرّفنا الخوارزمية في البند 1.2 بأنها وصف مرتب ودقيق لخطوات الحل. نضيف هنا أن خطواتها منتهية، وأنها تقود من المُدخَلات إلى الحل، وأن كل خطوة فيها مفهومة ولا تترك مجالا للتخمين.

2.2 المتغيّر – משתנה

volts = 12
current = 0.5
print(volts)
print(current)

12
0.5

نختار للمتغيّر اسما يدل على معناه: current أوضح من c. وللأسماء قواعد:

• يتكوّن الاسم من حروف إنجليزية وأرقام والإشارة _، ولا يبدأ برقم.
• لا يصح أن يكون كلمة محجوزة في اللغة، مثل if أو else.
• الحروف الكبيرة والصغيرة مختلفة: Volts وvolts متغيّران مختلفان.

2volts = 12

SyntaxError: invalid decimal literal

Volts = 12
print(volts)

NameError: name 'volts' is not defined

2.3 الفئة، الصفات والعمليّات – מחלקה, תכונות ופעולות

نفكر في مقاومة على طاولة المختبر. كل المقاومات من النوع نفسه، لكن لكل واحدة قيمتها وقدرتها. الفئة هي الوصف العام، والكائن هو قطعة محددة صُنعت حسب هذا الوصف.

في بايثون كل قيمة هي كائن من فئة ما. نصل إلى صفة أو إلى عمليّة بواسطة نقطة بعد اسم الكائن. العمليّة تأتي بعدها أقواس، والصفة بلا أقواس:

label = "solar panel"
print(label.upper())
print(label.count("a"))
reading = 12.0
print(reading.is_integer())
print(reading.real)

SOLAR PANEL
2
True
12.0

هكذا عملنا في الفصل الأول مع الفئة الجاهزة Turtle: أنشأنا كائنا، وأعطيناه أوامر. أما كتابة فئات جديدة بأنفسنا فنتعلمها في الفصل 8.

import turtle
pen = turtle.Turtle()
pen.forward(100)
print(pen.position())

2.4 أنواع المعطيات الأساسية – טיפוסי נתונים בסיסיים

نوع القيمة يحدد ماذا يمكن أن نفعل بها: الأعداد نجمعها، والجمل النصية نصلها ببعضها. نوع المعطيات (טיפוס נתונים) هو الفئة التي تنتمي إليها القيمة.

samples = 250
volts = 11.7
device = "fan"
running = True
print(type(samples))
print(type(volts))
print(type(device))
print(type(running))

<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'str'>
<class 'bool'>

العدد 3.0 من النوع float مع أن قيمته صحيحة، لأن فيه نقطة. والجملة النصية "12" من النوع str مع أن أحرفها أرقام، لأنها بين علامتي اقتباس.

2.5 مجالات القيم وحجمها في الذاكرة – תחומי הערכים וגודלם בזיכרון

الوحدة الجاهزة sys تتيح لنا أن نسأل بايثون عن نفسها. نكتب import sys في بداية البرنامج، ثم نقرأ صفاتها:

import sys
print(2 ** 100)
print(sys.float_info.max)
print(sys.float_info.min)
print(sys.float_info.dig)
print(sys.int_info.bits_per_digit)
print(sys.float_info.max * 10)

1267650600228229401496703205376
1.7976931348623157e+308
2.2250738585072014e-308
15
30
inf

• العدد الصحيح int في بايثون بلا حد أقصى إلا ذاكرة الحاسوب، وهذا ما يبيّنه السطر الأول من المُخرَج. أما bits_per_digit فهو عدد الخانات الثنائية في كل قطعة من قطع تخزينه.
• العدد العشري float له مجال محدود: float_info.max هو أكبر عدد، وfloat_info.min هو أصغر عدد موجب بالدقة الكاملة، وfloat_info.dig هو عدد الأرقام العشرية الموثوقة.
• ما يتجاوز المجال يصبح inf، أي ما لا نهاية، كما في السطر الأخير.

والدالة sys.getsizeof تعطي عدد البايتات التي تشغلها القيمة في الذاكرة:

import sys
print(sys.getsizeof(5))
print(sys.getsizeof(2 ** 100))
print(sys.getsizeof(1.5))
print(sys.getsizeof("abc"))
print(sys.getsizeof(True))

28
40
24
44
28

2.6 أوامر الإسناد – פקודות השמה

في أمر الإسناد (השמה) أولا تُحسب القيمة التي على يمين الإشارة =، وبعدها توضع في المتغيّر الذي على يسارها. لذلك count = count + 1 ليست معادلة، بل تعني: نأخذ القيمة الحالية، نضيف إليها واحدا، ونضع النتيجة مكانها.

count = 10
count = count + 1
count += 4
count -= 2
count *= 3
print(count)

39

12 = volts

SyntaxError: cannot assign to literal here. Maybe you meant '==' instead of '='?

يمكن الإسناد إلى أكثر من متغيّر في أمر واحد:

v, i = 12, 0.5
print(v, i)
a = b = 0
print(a, b)

12 0.5
0 0

a = 3
b = 8
temp = a
a = b
b = temp
print(a, b)

8 3

a = 3
b = 8
a, b = b, a
print(a, b)

8 3

2.7 تعريف المتغيّرات وتهيئتها – הגדרה ואתחול של משתנים

المتغيّر يولد في أول مرة نسند إليه قيمة، وهذه هي تهيئته (אתחול). لا نكتب نوعه مسبقا، فبايثون تعرفه من القيمة. وقبل الإسناد الأول لا وجود له:

print(power)
power = 60

NameError: name 'power' is not defined

الترتيب هنا هو الخطأ: البرنامج يُنفَّذ من الأعلى إلى الأسفل، ولا ينظر إلى ما سيأتي. والدالة type تكشف نوع المتغيّر في كل لحظة، وقد يتغيّر مع القيمة:

x = 5
print(type(x))
x = 2.5
print(type(x))
x = "off"
print(type(x))

<class 'int'>
<class 'float'>
<class 'str'>

2.8 المعاملات الحسابية – אופרטורים חשבוניים

print(7 + 2)
print(7 - 2)
print(7 * 2)
print(7 / 2)
print(8 / 2)
print(2 ** 10)

9
5
14
3.5
4.0
1024

volts = 12
current = 1.5
power = volts * current
hours = 4
energy = power * hours
print(power)
print(energy)

18.0
72.0

a = 9
b = 4
print(a / b)
print(a * b - 1)
print(a ** 2)

2.9 خارج القسمة وباقي القسمة – אופרטור מנה ושארית חלוקה

المعامل // يعطي خارج القسمة (מנה) بعد حذف الكسر، والمعامل % يعطي الباقي (שארית). هذان المعاملان يظهران في كل امتحان تقريبا. وإذا كان أحد العددين عشريا جاءت النتيجة عشرية أيضا، كما في السطرين الأخيرين من مُخرَج البرنامج التالي.

print(17 / 5)
print(17 // 5)
print(17 % 5)
print(17.5 // 5)
print(17.5 % 5)

3.4
3
2
3.0
2.5

seconds = 7384
hours = seconds // 3600
left = seconds % 3600
minutes = left // 60
secs = left % 60
print(hours, minutes, secs)

2 3 4

data = 1000
size = 64
full = data // size
rest = data % size
print(full, rest)

15 40

print(-7 // 2)
print(-7 % 2)
print(int(-7 / 2))

-4
1
-3

2.10 دوال رياضية جاهزة – פעולות מתמטיות בסיסיות

print(pow(2, 8))
print(max(4.1, 3.9, 5.0))
print(min(4.1, 3.9, 5.0))
print(abs(-12.5))
print(round(3.14159, 2))
print(round(3.7))
print(sum([12, 11.5, 12.5]))
print(divmod(17, 5))

256
5.0
3.9
12.5
3.14
4
36.0
(3, 2)

الأقواس المربعة في sum تكوّن قائمة قيم، وسنتعرف إليها في الفصل 6. والأقواس المستديرة في نتيجة divmod تجمع قيمتين معا.

print(round(2.5))
print(round(3.5))
print(round(2.675, 2))

2
4
2.67

a = 11.8
b = 12.4
c = 12.0
high = max(a, b, c)
low = min(a, b, c)
print(round(high - low, 2))
print(round(sum([a, b, c]) / 3, 2))

0.6
12.07

الوحدة random تعطي قيما عشوائية، وهي مفيدة لمحاكاة حسّاس قبل أن يكون بين أيدينا. الدالة randint تعطي عددا صحيحا في المجال شاملا طرفيه، وrandom() تعطي عددا عشريا بين 0 و1، وuniform عددا عشريا في المجال:

import random
random.seed(7)
print(random.randint(1, 6))
print(random.randint(1, 6))
print(round(random.random(), 3))
print(round(random.uniform(11.5, 12.5), 2))

3
2
0.395
11.55

2.11 التعابير الحسابية وترتيب العمليّات – ביטויים חשבוניים וסדר קדימויות

print(2 + 3 * 4)
print((2 + 3) * 4)
print(2 ** 3 ** 2)
print(-2 ** 2)
print(20 / 2 * 5)

14
20
512
-4
50.0

a = 10
b = 20
print(a + b / 2)
print((a + b) / 2)

20.0
15.0

r1 = 100
r2 = 300
total = r1 * r2 / (r1 + r2)
print(total)

75.0

2.12 التحويل بين الأنواع – המרות בין טיפוסי הנתונים

الدوال int وfloat وstr وbool تحوّل قيمة إلى النوع الذي تحمل اسمه:

print(int(3.9))
print(int(-3.9))
print(int("42"))
print(float(7))
print(float("3.5"))
print(str(12.5))
print(bool(0))
print(bool(0.5))
print(bool(""))
print(bool("0"))
print(int(True))

3
-3
42
7.0
3.5
12.5
False
True
False
True
1

• int يحذف الكسر ولا يقرّب: int(3.9) يعطي 3.
• bool يعطي False لكل صفر ولكل جملة نصية فارغة، وTrue لكل ما عداهما من قيم الأنواع التي تعلمناها حتى الآن، حتى الجملة النصية "0".

التحويل قد يفشل. جملة نصية فيها نقطة لا تتحوّل مباشرة إلى int، ولا نستطيع أن نصل عددا بجملة نصية من دون تحويل:

print(int("3.5"))

ValueError: invalid literal for int() with base 10: '3.5'

print("Volts: " + 12)

TypeError: can only concatenate str (not "int") to str

الإشارة + تعني الجمع بين عددين والوصل بين جملتين نصيتين، والإشارة * تعني الضرب بين عددين وتكرار جملة نصية:

print("Volts: " + str(12))
print("12" + "3")
print(12 + 3)
print("ab" * 3)

Volts: 12
123
15
ababab

2.13 عرض القيم بطرق مختلفة – הצגת ערכים בצורות שונות

العدد نفسه يمكن كتابته بأكثر من نظام عد، كما تعلمنا في موضوع الأنظمة الرقمية. والحاسوب يخزّن كل حرف كعدد.

print(bin(13))
print(hex(255))
print(0b1101)
print(0xFF)
print(int("1101", 2))
print(int("FF", 16))
print(ord("V"))
print(chr(86))
print(bin(ord("V")))
print(hex(ord("V")))

0b1101
0xff
13
255
13
255
86
V
0b1010110
0x56

الأسطر الثلاثة الأخيرة تُظهر ما يحدث حقا عندما نرسل حرفا مثل V إلى أردوينو، كما سنفعل في الفصل 10: لا يُرسل حرف، بل بايت قيمته 0x56.

2.14 أنواع الأخطاء – שגיאות לוגיות, שגיאות תחביר, שגיאות בזמן ריצה

الخطأ النحوي: قوس ناقص، فلا يطبع البرنامج شيئا، حتى ما كُتب قبل الخطأ:

print("start")
print("end"

SyntaxError: '(' was never closed

خطأ التشغيل: الأمر الأول يعمل، ثم يتوقف البرنامج عند القسمة على صفر أو عند اسم غير معروف، ولا يصل إلى ما بعده:

print("start")
r = 0
print(12 / r)
print("end")

start
ZeroDivisionError: division by zero

print("start")
print(volt)

start
NameError: name 'volt' is not defined

الخطأ المنطقي هو الأخطر: البرنامج التالي يعمل بلا شكوى، لكنه يضرب بدل أن يقسم في قانون أوم. التيار الصحيح هو 3 A:

volts = 12
resistance = 4
current = volts * resistance
print(current)

48

2.15 الإدخال والإخراج ووصل الجمل النصية – פעולות קלט/פלט ושרשור מחרוזות

الدالة print تطبع قيما، وتفصل بينها بمسافة، وتنتقل إلى سطر جديد. الوسيط sep يغيّر الفاصل، والوسيط end يغيّر ما يأتي في النهاية. أما وصل الجمل النصية (שרשור) بالإشارة + فلا يضيف مسافة، ويحتاج إلى تحويل الأعداد:

volts = 12
print("Volts:", volts)
print("a", "b", "c", sep="-")
print("no new line", end=" | ")
print("same line")
print()
print("Volts: " + str(volts))

Volts: 12
a-b-c
no new line | same line

Volts: 12

الدالة input تعرض رسالة، تنتظر ما يكتبه المستخدم، وتعيده جملة نصية دائما:

name = input("Sensor name: ")
print("Reading", name)

Sensor name: Temp-1
Reading Temp-1

a = input("a: ")
b = input("b: ")
print(a + b)
print(int(a) + int(b))

a: 12
b: 30
1230
42

لذلك نحوّل مباشرة عند القراءة: int(input()) أو float(input()). نعود الآن إلى خوارزمية البطارية من البند 2.1، وكل خطوة منها تصبح أمرا:

capacity = float(input("Capacity (Ah): "))
load = float(input("Load (A): "))
total = round(capacity / load * 60)
hours = total // 60
minutes = total % 60
print("Runs for", hours, "h", minutes, "min")

Capacity (Ah): 20
Load (A): 3
Runs for 6 h 40 min

2.16 جدول المتابعة – ביצוע טבלת מעקב

جدول المتابعة (טבלת מעקב) يعرض ما يحدث في البرنامج أمرا بعد أمر: عمود لكل متغيّر وعمود للمُخرَج. الخانة الفارغة تعني أن القيمة لم تتغير. وفي الفصل التالي يُضاف عمود لكل شرط.

volts = 12
current = 2
power = volts * current
volts = volts - 1
print(volts, power)

seconds = int(input("Seconds: "))
minutes = seconds // 60
seconds = seconds % 60
print(minutes, seconds)

x = 7
y = x % 3
x = x // 2 + y
y = y * x
print(x, y)

adc_batt = int(input("ADC battery: "))
adc_temp = int(input("ADC temp: "))
step = 5 / 1023
battery = adc_batt * step * 4
temp = adc_temp * step * 100
print("Battery:", round(battery, 2), "V")
print("Temp:", round(temp, 1), "C")

ADC battery: 620
ADC temp: 82
Battery: 12.12 V
Temp: 40.1 C

أهمّ أفكار الفصل:

• نكتب الخوارزمية بالكلمات أولا، ثم نترجمها.
• المتغيّر يحفظ قيمة واحدة، والإسناد يحسب اليمين أولا ثم يضع النتيجة في اليسار.
• القسمة / تعطي عددا عشريا، و// و% يعطيان الخارج والباقي.
• الدالة input تعيد جملة نصية دائما، ونحوّلها قبل أن نحسب بها.
• الخطأ المنطقي لا يعطي رسالة، ولذلك نفحص كل برنامج على مثال نعرف نتيجته.

ملخّص أوامر الفصل:

قاموس المصطلحات – מילון מונחים:

أسئلة للتمرين:

a = 14
b = 4
print(a // b, a % b)
print(a / b)
print(a ** 2 - b)
print(type(a / 2))

volts = float(input("V: "))
print("Half:", volts / 2)

a = input("a: ")
b = input("b: ")
print("Sum: " + a + b)

a = int(input("a: "))
b = int(input("b: "))
print("Sum: " + str(a + b))

amps = float(input("Current (A): "))
hours = float(input("Hours: "))
print("Charge:", amps * hours, "Ah")

f = float(input("Fahrenheit: "))
c = (f - 32) * 5 / 9
print(round(c, 1))

vin = float(input("Vin: "))
r1 = float(input("R1: "))
r2 = float(input("R2: "))
vout = vin * r2 / (r1 + r2)
print("Vout:", round(vout, 2))

parts = int(input("Parts: "))
reel = int(input("Parts per reel: "))
print("Full reels:", parts // reel)
print("Left over:", parts % reel)

value = int(input("Value: "))
print(bin(value))
print(hex(value))
print(value // 16, value % 16)

adc = int(input("ADC: "))
percent = adc * 100 / 1023
print(round(percent, 1), "%")

import random
random.seed(3)
reading = 20 + random.uniform(-0.5, 0.5)
print(round(reading, 2))

bits = int(input("Bits: "))
print("Bytes:", bits // 8)
print("Extra bits:", bits % 8)
print("Bytes needed:", (bits + 7) // 8)

שאלות בגרות – أسئلة بجروت للفصل 2

بجروت 2026 السؤال 9 — خانات عدد من ثلاث خانات

البند	المطلوب	الإجابة
(ج)	مجموع خانات عدد موجب من ثلاث خانات.	في الأسفل
(أ) ، (ب)	يعتمدان على الحلقات والقوائم والعمليّات.	في الفصل 7

الحل الكامل بالعربية: fahed-lab.com/exams/electronics-815381/815381/solutions/solution-2026

لم نتعلم كتابة العمليّات بعد، ولذلك نحسب مباشرة لعدد واحد. num // 100 يعطي خانة المئات، وnum % 10 يعطي خانة الآحاد، و(num // 10) % 10 يعطي خانة العشرات:

num = 472
hundreds = num // 100
tens = (num // 10) % 10
ones = num % 10
print(hundreds, tens, ones)
print(hundreds + tens + ones)

4 7 2
13