1. كلية المجتمع الخرج البرمجة - المستوى الثاني
تراكيب البيانات
كلية المجتمع الخرج
البرمجة - المستوى الثاني
إعداد: أ. محمد الفقهــــــــاء

2. مقدمــــة
الفكرة من هذا المقرر هو بيان طرق التعامل مع البيانات و جمعها و طرق الاضافة و التعدبل و الحذف و كيفية الوصول بأفضل الطرق للبيانات.
جميع تطبيقات الحاسب تقرأ البينات ثم تجري عليها عملية معالجة ثم في النهاية توجد المخرجات.
البيانات قد تكون أحرف, أرقام, كلمات
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهـــــــــاء

3. أنواع البيانات Data Types
البيانات يتم تصنيفها إلى عدة أنواع مثل (عدد صحيح, حرف, رقم عشري, ).
كل نوع يمثل مجال معين للبيانات لا يجوز خلطها مع أنواع أخرى. مثال: متغير من نوع عدد صحيح يجب أن يكون من أرقام فقط و لا يجوز إضافة حروف معه.
كل نوع يجرى عليه مجموعة من العمليات الخاص بذلك النوع فلا يجوز إجراء قسمة لمتغيرين حرفيين.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

4. المجال و العمليات Domain and Operations
مثــــــال:
النوع
المجال
العمليات
متغير ثنائي Boolean
1,0
And, Or, …..
متغير عدد صحيح Integer
الى
+, -, *, /
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

5. تراكيب أو هياكل البيانات
هي نوع من البيانات يمكن أن:
يقسم إلى مجموعة من العناصر.
يكون له هيكلية في بناءه تتضمن عناصره.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

6. المجموعات و تراكيب البيانات 1
التجميع أو المجموعة م طرق تراكيب البيانات و يمكن تقسيم مجموعات البيانات إلى قسمين رئسيين:
القسم الأول: مجموعات خطية. و هنالك ترتيب معين للبيانات و للترتيب درجات مثل المصفوفات.
القسم الثاني: مجموعات غير خطية. ليس هناك ترتيب ولا يوجد درجات أو رتب للبيانات.
المجموعات لها خصائص مثل عدد العناصر و يجرى عليها عمليات (إضافة, حذف, )
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

7. المجموعات و تراكيب البيانات 2
غير خطي
Nonlinear
تجميعي
Grouped
هيكلي
Hierarchal
خطي
Linear
الوصول المباشر
Direct Access
الوصول المتسلسل
Sequential Access
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

8. المجموعات الخطية Linear
و تقسم إلى قسمين:
الوصول المباشر Direct Access
الوصول المتسلسل Sequential Access
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

9. الوصول المباشر Direct Access
إن أشهر مثال على الوصول المباشر هو المصفوفة (Array) و التي تحمل مجموعة من العناصر المتشابهة في النوع.
يمكن الوصول إلى أي عنصر في المصفوفة عن طريق ترتيب العنصر في المصفوفة. ……
العنصر 1 2
n-1 j
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

10. الوصول المباشر Direct Access
إذا كان عدد العناصر في المصفوفة هو (n). فإن ترتيب آخر عنصر في المصفوفة هو (n-1) و ذلك لأن ترتيب أول عنصر بدأ بالرقم (0).
من الأمثلة الأخرى على الوصول المباشر هو ال (String). ……
العنصر 1 2
n-1 j
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

11. الوصول المباشر Direct Access
هناك نوع للبيانات من فصيلة الوصول المباشر و يسمى (Structure) و يتم بنائها و تعريفها من قبل المستخدم و يمكن أن تحتوي على عناصر غير متشابهة بالنوع.
مثال على ال (Structure) الموظف يكون له اسم من نوع string و له راتب من نوع Integer.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

12. الوصول المتسلسل Sequential Access
هو عبارة عن قائمة يتم تخزين القوائم بها بترتيب تسلسلي و هذا النوع من القوائم لا يحدد بحجم معين عند إنشائها.
يمكن توسعتها و تقليصها بشكل تلقائي.
الوصول إلى العناصر يكون بشكل متسلسل و مرتب.
العنصر
الأول
العنصر
الثاني
العنصر
الثالث ……
الأخير
Nth
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

13. الوصول المتسلسل Sequential Access
لغرض الوصول لأي عنصر في القائمة يجب أن تجتاز جميع العناصر التي قبله و هنالك وسيلتين لذلك:
الوسيلة الأولى: باتجاه واحد من البداية إلى النهاية.
الوسيلة الثانية: باتجاهين من البداية إلى النهاية و العكس.
إن أبسط مثال على القوائم الخطية هو قائمة البقالة.
القوائم الخطية المرتبة لها ميزة في أنها أسهل في تطبيق عملية البحث
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

14. المجموعات غير الخطية Nonlinear
و تقسم إلى قسمين:
المجموعات الهيكلية Hierarchal collections
التجاميع Group collection.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

15. المجموعات الهيكلية Hierarchal collections
مبدا التقسيم في هذه الطريقة هي المستويات, حيث أن العنصر في المستوى الأعلى له عنصر تابع في المستوى الأدنى.
نموذج الشجرة من الأمثلة الشائعة لهذه الطريقة و رأس الشجرة يسمى الجذر والعناصر الممتدة منه تسمى العقد.
تنظيم الملفات في الويندوز هو مثال على استخدام الشجرة.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

16. المجموعات Group و هي أيظا غير خطية و لها ثلاث أقسام: الفئات Sets
و هي أيظا غير خطية و لها ثلاث أقسام:
الفئات Sets
الرسوم Graphs
الشبكات Networks
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

17. المجموعات Group
الفئات Sets: مجموع من البيانات غير المرتبة لكنها لا تقبل التكرار مثل كشف أسماء الطلبة.
الرسوم Graph: مجموعة من النقاط Nodes و مجموعة من الروابط Edges تربط بين النقاط.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

18. المجموعات Group مثال على الرسوم
القصيم
الدمام
الخرج
مكة
الرياض
مثال على الرسوم
تستخدم هذه الطريق في حالة كان يجب المرور على جميع النقاط و الهدف الوصول إلى المسار المثالي
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

19. المجموعات Group
الشبكة Network: و هي شبيهة بالرسوم لكن الروابط يكون لها قيمة (وزن) و هو يمثل تكلفة إستخدام هذا الرابط للمرور إلى نقطة أخرى.
مثال: A C 72 91 D
186
142
202 B
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

20. خوارزميات الترتيب Sorting Algorithms
هنالك ثلاث أنواع رئيسية:
ترتيب الفقاعة Bubble Sort
ترتيب الإختيار Selection Sort
ترتيب الإدخال Insertion Sort
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

21. ترتيب الفقاعة Bubble Sort
من سلبياتها أنها بطيئة لكنها ابسط خوارزمية للترتيب من ناحية الفهم و التطبيق.
و طريقة عملها يقوم على مبدأ مقارنة العنصر الأول و الثاني و تبديل أماكنهما إن دعت الحاجة ثم الثاني مع الثالث و تستمر العملية حتى نهاية القائمة.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

22. مثال على ترتيب الفقاعة
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

23. ترتيب الإختيار Selection Sort
تبدأهذه الطريقة من بداية المصفوفة و يقارن أول عنصر مع باقي العناصر.
بعد المقارنة يوضع أصغر عنصر في الخانة (0).
يعاد الفحص من جديد لكن بدأ من الخانة (1).
نكمل الطريقة حتى نصل نهاية المصفوفة أو القائمة.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

24. ترتيب الإدخال Insertion Sort
هنا لا يوجد قائمة بل يتم الترتيب عند إدخال العناصر إلى القائمة.
يتم إختيار مكان العنصر بين العناصر الموجودة عند إدخاله إلى القائمة.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

25. Searching algorithms خوارزميات البحث
يعتبر البحث من أكثر العمليات شيوعا في نظام الحاسوب و أكثرها أهمية و مع إزدياد أحجام قواعد البيانات دعت الحاجة لوجود آليات بحث سريعة و ذات كفاءة عالية.
يمكن ذكر أشهر طريقتين على البحث:
البحث التسلسلي Sequential Search
البحث الثنائي Binary Search
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

26. Sequential Search البحث المتسلسل
و هو من أكثرها وضوحا و يقوم مبدأ البحث في البدء من أول القائمة وصولا إلى آخرها حتى يتم إيجاد (عنصر البحث) و تسمى أيضا البحث الخطي (Linear Search).
مثال: البحث عن أدنى أو أعلى قيمة؟
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

27. Sequential Search البحث المتسلسل
للبحث عن أدنى أو أعلى قيمة يتم إتباع الخطوات التالية:
تحديد أول عنصر بأنه أقل قيمة.
مقارنة أقل قيمة بالقيمة المجاورة.
إذا كانت القيمة المجاورة أقل تصبح هي أقل قيمة.
الإكمال بنفس الطريقة حتى نهاية القائمة.
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

28. Sequential Search البحث المتسلسل
أدنى قيمه 4
مثال توضيحي لـ البحث عن أدنى قيمه
لتسريع عملية البحث يمكن وضع الأرقام الأكثر تكرارا في مقدمة القائمة. 5 8 1 9 2 4
مقارنة
مقارنة
مقارنة 4 2 2 1
أدنى قيمه
أدنى قيمه
أدنى قيمه
أدنى قيمه
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء

29. Binary search البحث الثنائي
و يشترط لهذه الطريقة أن تكون القائمة مرتبة تصاعديا أو تنازليا.
مثال إبحث عن رقم 8 في القائمة التالية:
نأخذ الرقم الذي في المنتصف(5) و نقارنه مع 8.
نجد أن ال 8 موجودة على النصف الأيمن من القائمة.
نأخذ الرقم الذي في منتصف الجزء الأيمن فنجده 8.
تم إيجاد الرقم الذي نبحث عنه. 9 8 6 5 4 2 1
21/03/1440
إعداد: أ. محمد الفقهاء