فصل اول مقدمات برنامه نویسی

زبان های برنامه نویسی، برقراری ارتباط ما با رایانه را راحت تر می کنند. این زبان ها ساختاری شبیه به زبان انسان دارند تا کاربر بتواند به راحتی منظور خود را بیان کند، سپس این زبان، به زبان صفر و یک ترجمه می شود تا برای رایانه قابل فهم باشد.

طبق آنچه گفتیم زبان های برنامه نویسی در سطوح مختلفی طبقه بندی می شوند، به این ترتیب که هر چه زبان برنامه نویسی به زبان انسان نزدیک تر باشد به آن زبان، سطح بالاتر می گوییم و هر چه به زبان رایانه ( صفر و یک ) نزدیکتر باشد، آن زبان را سطح پایین تر می گوییم.

معروف ترین زبان های برنامه نویسی:

زبان اسمبلی (Assembly ): این زبان نزدیک ترین زبان به زبان صفر و یک رایانه است. در واقع یک رابطه ی ساده ی یک به یک بین دستورات صفر و یکی رایانه و دستورات زبان اسمبلی وجود دارد برنامه نویسی با زبان اسمبلی، هر چند از کار کردن با صفر و یک ها ساده تر است، ولی هنوز فاصله ی زیادی با زبان انسان دارد. از طرف دیگر زبان اسمبلی زبان بسیار قدرتمندی است، زیرا به طور مستقیم با پردازنده ی رایانه در ارتباط است و پردازنده را کاملاً در کنترل خود می گیرد.

زبان های c , c++c : زبان c، زبان سطح بالاتر از زبان اسمبلی است، پس می توانید حدس بزنید که برنامه نویسی با ان باید ساده تر از اسمبلی باشد، هم چنینی این زبان، زبان قدرتمندی نیز هست. خوب است بدانید که زبان c را با استفاده از زبان اسمبلی ساخته اند. نسخه جدیدیتر زبان c به نام c++c شناخته می شود.

زبان پاسکال: دستورات زبان پاسکال بسیار شبیه به کلمات زبان انگلیسی هستند، بنابراین یادگیری و برنامه نویسی با آن، راحت تر از زبان cز است و در نتیجه این زبان از زبان c سطح بالاتر است.                              

                      

زبان بیسیک (BASIC ): زبان بیسیک یکی دیگر از زبان های سطح بالا است. یادگیری زبان بیسیک و برنامه نویسی با آن بسیار ساده است.

زبان های بصری (visual): زبان های بصری مانند visual basic  و  visual c++c قابلیت های جدیدی را به زبان های پیشین اضافه کرده اند. شما می توانید در این زبان ها علاوه بر نوشتن برنامه، از امکانات آماده ای که به صورت تصویری در محیط برنامه نویسی گنجانده شده اند، استفاده کنید. این کار برنامه نویسی در محیط سیستم عامل ویندوز را بسیار راحت تر می کند.

سایر زبان ها: در دنیای برنامه نویسی از زبان های برنامه نویسی بسیاری استفاده می شود که هر کدام ویژگی ها و توانایی های مخصوص به خود را دارند. از جمله آن ها می توان به زبان های جاوا، c#c ، دلفی، پرل، فرترن، PHP و... اشاره کرد.

به روش انجام کار طبق قوانین خاص الگوریتم می گویند. محمد ابن موسی خوارزمی دانشمند بزرگ ایرانی، اولین کسی است که این راه را برای بیان روش انجام کارها پیشنهاد داد. لفظ الگوریتم نیز از نام الخوارزمی گرفته شده است.

هر دستور العمل باید دارای ویژگی های زیر باشد:

1- زبان قابل فهم برای اجرا کننده داشته باشد.

2- مراحل باید تا حدی ساده باشند که اجرا کننده بتواند تک تک آن ها را اجرا کند.

3- مراحل باید ترتیب صحیح داشته باشند.

فصل دوم:آشنایی با محیط QUICK BASIC

زبان های برنامه نویسی دارای یک محیط ویرایش گر برنامه هستند. ویرایش گر، در واقع محیطی است که برنامه در ان نوشته شده و تغییرات لازم در ان داده می شود. با استفاده از امکانات ویرایش گر می توانیم برنامه را ذخیره و بازیابی کنیم. هم چنین می توانیم برنامه خود را عیب یابی کنیم.

وقتی وارد محیط برنامه می شوید، چیزی شبیه به تصویر زیر را خواهید دید. شما برنامه خود را در قسمت آبی رنگ بزرگ می نویسید و سپس آن را اجرا می کنید.

نام برنامه در بالای قسمت آبی رنگ نوشته می شود.

منوها (Menu)

1- منوی File

با ورود به منوی فایل، گزینه های مختلفی مشاهده می شود که مهم ترین آن ها را در زیر مشاهده می کنید:

New Program

Open Program

Save

Save As

Exit

گزینه New Progarm  را زمانی انتخاب می کنیم که می خواهیم یک برنامه جدید بنویسیم. این گزینه برنامه قبلی را از محیط بیسیک پاک کرده و امکان نوشتن برنامه جدید را فراهم می آورد.

گزینه Open Program  زمانی استفاده می شود که بخواهیم برنامه ای را که قبلاً ذخیره کرده ایم باز کنیم.

گزینه Save , Save As  برای ذخیره کردن برنامه  استفاده می کنیم.

گزینه Exit باعث خروج کامل از محیط زبان برنامه نویسی بیسیک می شود.

منوی Edit

منوی Edit یا ویرایش، دستوراتی را در خود جای داده که برای ویرایش کردن برنامه استفاده می شوند. مهمترین گزینه های این منو undo, cut, Copy, Paste  می باشند.

گزینه Undo باعث بازگرداندن تغییرات ایجاد شده در برنامه به حالت قبلی می شود. اگر در نوشتن برنامه اشتباهی صورت بگیرد با استفاده از فرمان Undo می توانیم آن را اصلاح کنیم.

فرمان های Copy, Cut, Paste  برای کپی کردن و انتقال بخش هایی از برنامه به قسمت های دیگر به کار می رود.

نکته: برای اجرای برنامه می توانیم کلید F5 را بزنیم و یا از منوی Run فرمان run را انتخاب کنیم.

منوی Search

 با اتخاب فرمان Find از این منو می توانیم عبارت مورد نظرمان را در متن برنامه بیابیم. فرمان Change نیز زمانی بکار می رود که می خواهیم عبارتی را در برنامه به عبارت دیگری تغییر دهیم.

منوی Debug

این منو ابزارهای اشکال یابی برنامه را در خود جای داده اشت.

انواع خطاها در برنامه نویسی:

خطای شکلی (Syntax Error): زمانی به وجود می اید که در نحوه ی نوشتن یک دستور اشتباه کرده باشیم.

خطای زمان اجرا (Runtime Error): به خطایی گفته می شود که تنها در زمان اجرای برنامه امکان روی دادن دارد.

خطای منطقی (logical error): زبان بیسیک نمی تواند این نوع خطا را تشخیص دهد! در این حالت برنامه اجرا می شود ولی کار مطلوب را انجام نمی دهد.

فصل سوم: دستورات ورودی و خروجی بیسیک

معمولاً هر برنامه رایانه، اطلاعاتی را از ما می گیرد، آن ها را پردازش می کند و سپس نتایج را به ما بر می گرداند.

دستور خروجی:

برای نمایش هر عبارت یا متنی بر روی صفحه نمایش گر از دستور PRINT استفاده می کنیم. دستور PRINT دو حالت مختلف دارد که عبارتند از:

الف) چاپ حاصل عبارات ریاض، برای نمایش حاصل یک عبارت ریاضی، آن را جلوی دستور PRINT می نویسیم.

نکته: در یک عبارت ریاضی می توانید از اعمال جمع (+)، تفریق (-)، ضرب (*)، تقسیم (/)، توان (^) و علامت پرانتز استفاده کنید.

اولویت ( حق تقدم ) اعمال ریاضی در بیسیک

زبان بیسیک برای محاسبه عبارت های ریاضی، اعمال ریاضی را به ترتیب اولویت آن ها انجام می دهد. اولویت اعمال ریاضی در زبان بیسیک به ترتیب زیر است:

پرانتز

توان

ضرب و تقسیم

جمع و تفریق

نکته: در زبان بیسیک، کروشه و آکولاد نداریم، به جای ان ها می توانیم هر چند تا پرانتز که دلمان خواست، استفاده کنیم.

ب) چاپ متن، برای نمایش یک متن روی صفحه نمایش گر، آن متن را داخل گیومه جلوی دستور PRINT می نویسیم

متغیرها ( خانه های حافظه )

برای ذخیره اطلاعات، از خانه های حافظه ( متغیرها ) استفاده می کنیم. حافظه کامپیوتر از تعدادی خانهی حافظه تشکیل شده که در هر کدام می توان یک عدد یا یک کلمه ذخیره کرد. برای استفاده از خانه های حافظه ( متغیرها ) باید اول برای ان ها اسمی انتخاب کرد. اسم گذاری یک خانه حافظه قواعدی دارد که به شزح زیر است:

* اسم یک خانه حافظه حتماً باید با یکی از حروف الفبا شروع شود.

* اسم خانه حافظه فقط می تواند شامل حروف و اعداد باشد.

* اسم خانه حافظه نباید جزء دستورات بیسیک باشد.

نکته: اگر بخواهیم در داخل خانه حافظه، به جای عدد، کلمه ( یا مجموعه ای از حروف الفبا ) ذخیره کنیم، باید در انتهای اسم آن یک علامت $ بگذاریم.

دستور ورودی

دستوری که با آن، رایانه از ما اطلاعات گرفته و در داخل یک خانه حافظه ذخیره کند این دستور INPUT است و جلوی آن اسم خانه حافظه نوشته می شود. مثلاً اگر بنویسیم:

INPUT A

 و آن را اجرا کنیم رایانه از ما یک عدد می گیرد و آن را در خانه حافظه A ذخیره می کند. هم چنین اگر بخواهیم رایانه یک کلمه از ما بگیرد و در داخل خانه حافظه $A ذخیره کند، کافی است بنویسیم:

$INPUT A

نکته: در آغاز اجرای هر برنامه، داخل تمام خانه های حافظه ی عددی که در ان برنامه استفاده شده اند مقدار صفر قرار دارد.

زبان بیسیک این قابلیت را دارد که جلوی یک دستور INPUT، چند خانه حافظه را بنویسیم. مثلاً دستور:

INPUT A,B

هرگاه اجرا شود، دو عدد از ما می گیرد ( که باید با کاما از هم جدا شوند ) و انها را به ترتیب در خانه های حافظه B , A ذخیره می کند

فصل چهارم: دستورات جایگزینی، شرط، پرش

دستور جایگزینی (LET)

 اگر بخواهیم یک مقدار معلوم ( که آن را از کاربر نمی پرسیم ) دورن یک خانه حافظه بریزیم، از دستور LET  استفاده می کنیم. شکل کلی این دستور به صورت زیر است:

عبارت = نام خانه حافظه LET

این دستور حاصل عبارت سمت راست را حساب کرده و آن را درون خانه حافظه ( متغیر ) مشخص شده می ریزد.

نکته: در دستور LET هموراه نام خانه حافظه در سمت چپ و عبارت در سمت راست نوشته می شود. یعنی اگر بخواهیم عدد 2 را درون خانه حافظه A بریزیم، باید بنویسیم: LET A=2، نه این که بنویسیم LET 2=A.

توجه:

1- دستور LET A+B=C+D در زبان بیسیک بی معنی است، چون در سمت چپ مساوی حتماً باید اسم یک خانه حافظه بیاید، اما A+B اسم خانه حافظه نیست.

2- در زبان بیسیک LET A=B و  LET B=A با هم تفاوت دارند، دستور اول محتوای خانه حافظه B را درون خانه حافظه A می ریزد و دستور دوم محتوای خانه حافظه A را درون B می ریزد.

3-وقتی دستور LET A=B اجرا می شود محتوای خانه حافظه B درون خانه حافظه A ریخته می شود، اما محتوای خانه حافظه B خودش دست نخورده باقی می ماند.

4- می توانید دستور LET را در زبان بیسک ننویسید، یعنی دو خط زیر در زبان بیسیک یک معنی دارند:

LET A=2*3

A=2*3

5- در هر خانه حافظه تنها یک عدد می توانیم ذخیره کنیم. یعنی وقتی مقداری را با دستور LET درون یک خانه حافظه می ریزیم، مقدار قبلی آن از بین می رود.

نمونه: برنامه ای بنویسید که محتوای خانه حافظه A را از کاربر بپرسد. سپس آن را 5 برابر کرده، درون خانه حافظه B بریزد و نهایتاً محتوای خانه حافظه را نمایش دهد.

پاسخ:

INPUT A

LET B=A*5

PRINT B

زبان بیسیک برای عوض کردن محتوای دو خانه حافظه با همدیگر یک دستور دارد. این دستور:

SWAP A,B

محتوای دو خانه حافظه A و B را با هم عوض می کند.

برای ریختن یک کلمه یا جمله در خانه حافظه از نوع کلمه ای، از دستور LET استفاده می کنیم و کلمه یا جمله را درون گیومه می گذاریم. مثلاً دستور:

"LET A$="SALAM

دستور شرط:

زبان بیسیک دستوری دارد که در صورت درست بودن یک شرط، کاری را انجام می دهد و در صورت غلط بودن آن به خط بعدی می رود. این دستور به شکل زیر است:

دستور THEN شرط IF

وقتی رایانه به خط بالا می رسد، شرط بعد از کلمه IF را بررسی می کند. اگر این شرط درست بود، دستور بعد از کلمه THEN را اجرا می کند و گرنه هیچ کاری انجام نمی دهد و به خط بعدی می رود.

توجه:

شرطی که جلوی دستور IF وجود دارد، غالباً مقایسه بین دو مقدار است،

علامت های مقایسه دیگر در زبان بیسیک به صورت زیر هستند:

  کوچکتر مساوی یا بزرکتر مساوی      <=  یا =<

  علامت مخالف <>  یا ><

نکته: هر جای برنامه دستور END را بنویسید، اجرای برنامه همان جا ختم می یابد.

نمونه: می خواهیم برنامه ای بنویسیم که با گرفتن طول و عرض یک چهارضلعی بگوید آن چهار ضلعی مربع است یا مستطیل؟

input tool , arz

"if tool=arz then print "morabae

"if tool<>arz then print "mostatil

اگر بخواهیم در صورت درست بودن شرط، به جای یک دستور، چند دستور اجرا شود، از دستور IF  به شکل زیر استفاده می کنیم:

THEN شرط IF

دستور 1

دستور 2

...

END IF

یعنی تمام دستوراتی که می خواهیم در صورت درست بودن شرط اجرا شوند را بعد از THEN ( هر کدام در یک خط) می نویسیم و در آخر کلمه ی END IF را می نویسیم. رایانه با دستوراتی که بعد از THEN  و قبل از  END IF نوشته شده اند به صورت یک مجموعه رفتار می کند، یعنی یا همه آن ها را اجرا می کند یا هیچ کدام را.

دستورات شرطی زبان بیسیک قابلیت دیگری نیز دارند. فرض کنید می خواهید رایانه شرطی را بررسی کند، اگر شرط درست بود دستور شماره 1 و اگر شرط غلط بود دستور شماره 2 را اجرا می کند. با این که با دو دستور if می توان چنین کاری را انجام داد، اما زبان بیسیک دستور ویژه ای هم برای این کار دارد که به شکل زیر است:

دستور 2 ELSE دستور 1 THEN شرط IF

کلمات IF و THEN  و ELSE به همین ترتیب نوشته می شوند. اگر شرط جلوی IF درست باشد، دستور 1 , و اگر غلط باشد دستور 2 اجرا می شود.

اگر بخواهیم در صورت درست بودن شرط، چند دستور خاص و در صورت غلط بودن آن چند دستور خاص دیگر اجرا شوند، می توانیم از شکل زیر استفاده کنیم:

THEN  شرط IF

مجموعه دستورات 1

ELSE

مجموعه دستورات 2

END IF

 در این حالت در صورت درست بودن شرط، مجموعه دستورات 1 و در صورت غلط بودن آن مجموعه دستورات 2 اجرا می شود.

برای ترکیب چند شرط می توان بین آن دو از دو کلمه AND  به معنی «و» و OR به معنی «یا» استفاده کرد.

دستور پرش

فرض کنید بنا به دلایلی می خواهید از یک خط برنامه به خط دیگری بپرید، برای این کار هم زبان بیسیک دستور ویژه ای به شکل زیر دارد:

شماره خط GOTO

وقتی رایانه به دستور بالا برسد، می رود به سراغ خطی از برنامه که شماره آن را جلوی دستور GOTO نوشته ایم.

توجه: برای هر خط از برنامه که خواستید شماره بگذارید، کافی است در ابتدای آن خط از برنامه، شماره اش را بنویسید و بعذ از یک فاصله، دستور ان خط را بنویسید.

توابع پر کاربرد

تابع قسمت صحیح

اگر بخواهید رایانه قسمت صحیح ( عدد صحیح قبل از ) هر عدد را برای شما حساب کند، کافی است از عبارت زیر استفاده کنید:

(عبارت) INT

دقت کنید که خط بالا دستور نیست، بلکه یک عدد است که آن را می توان نمایش داد ( با دستور PRINT) یا در عبارت ها استفاده کرد.

تابع تبدیل عدد تصادفی

برای تولید یک عدد تصادفی بین 0 و 1 از دستور RND استفاده می کنیم. رایانه هر وقت به کلمه RND بر بخورد به جای آن یک عدد اتفاقی اعشاری بین 0 و 1 قرار می دهد. ( امکان دارد خود صفر تولید شود اما یک نه )

برای تولید یک عدد اتفاقی صحیح بین A و  B ( با امکان تولید خود A و B) می توان از دستور زیر استفاده کرد:

INT(RAN*(B-A-1))+A

عملگر باقی مانده

برای بدست اوردن باقی مانده ی تقسیم A بر B می توانید از دستور زیر استفاده کنید:

A MOD B

عملگر خارج قسمت

برای به دست آوردن خارج قسمت صحیح تقسیم A بر B ضمن استفاده از تابع INT، می توانید از دستور زیر هم استفاده کنید:

A\B

فصل پنجم: حلقه

یکی از دلایل استفاده از رایانه ها، انجام اعمال تکراری با دقت و سرعت بالا است. بسیار پیش می آید که ما برنامه ای برای انجام کارهای تکراری نیاز داشته باشیم. در زبان بیسیک برای انجام کارهای تکراری از حلقه ها استفاده می کنیم.

حلقه ی FOR

چون تکرار یک کار در زبان بیسیک زیاد مورد استفاده دارد، در زبان بیسیک دستور خاصی هم برای تکرار داریم. این دستور به شکل زیر است:

مقدار نهایی TO مقدار اولیه=نام متغیر FOR

                                 دستورات

                                        نام متغیرNEXT

 رایانه به این شکل با سه خط بالا رفتار می کند:ابتدا مقدار اولیه را درون متغیر ذخیره می کند سپس دستوراتی که بین خط FOR و خط NEXT نوشته شده را انجام می دهد. بعد به خط NEXT می رسد. کار این خط این است که یک واحد به محتوای متغیر مورد استفاده اضافه می کند. سپس رایانه بررسی می کند که آیا محتوای فعلی متغیر از مقدار نهایی اش که در خط FOR نوشته ایم، بیشتر شده یا نه. اگر بیشتر نبود دوباره تمام دستورات بین FOR و NEXT را انجام می دهد، بعد دوباره به خط NEXT می رسد و یکی به محتوای متغیر اضافه می کند و دوباره مراحل بالا را طی می کند تا زمانی که محتوای متغیر از مقدار نهایی که برایش مشخص کرده ایم، بیشتر شود در این صورت رایانه به خط های بالای NEXT بر نمی گردد و به سراغ خط بعد از NEXT می رود و ادامه ی برنامه اجرا می شود.

گام حلقه

اگر بخواهیم در خط NEXT  به جای اینکه هر دفعه 1 واحد به محتوای متغیرمان اضافه شود، یک مقدار دیگر ( مثلاً 2 واحد یا 3 و یا ... ) اضافه شود در زبان بیسیک قابلیت این کار پیش بینی شده است برای عوض کردن گام حلقه به عددی غیر از 1، کافی است جلوی خط FOR، کلمه یSTEP و سپس گام مورد نظر را بنویسید.

توجه:

1- موقعی که گام حلقه منفی باشد، زمانی کار حلقه خاتمه می یابد که مقدار متغیر از مقدار نهایی که برای آن مشخص کرده ایم، کمتر شود.

2- گام حلقه، مقدار نهایی و مقدار اولیه می توانند هر عدد مثبت یا منفی یا اعشاری باشند.

3- اگر در حلقه ای با گام مثبت ( گام منفی ) مقدار اولیه از مقدار نهایی بزرگ تر ( کوچک تر ) باشد، دستورات داخل حلقه اصلاً اجرا نمی شوند و رایانه به سراغ دستورات بعد از خط NEXT می رود.

4- اگر مقدار اولیه و نهایی یک حلقه با هم مساوی باشند، دستورات داخل حلقه فقط یکبار اجرا می شوند.

نکته: اگر خواستید در حین اجرای برنامه، آن را متوقف کنید، کلیدهای Ctrl وBreak  را با هم فشار دهید.