Flowcharts - خرائط التدفق - المخطط الإنسيابي

ما هي خرائط التدفق - المخطط الإنسيابي - Flowcharts؟ ولماذا يجب تعلم رسم خرائط التدفق؟ وما هي الأشكال الأساسية المستخدمة في رسم خرائط التدفق (Flowchart)، وكيفية إنشاء مفتاح لخريطة التدفق - Flowchart Key.

ما هي خرائط التدفق - Flowchart؟

تسمى أيضا بـ المخطط الإنسيابي وهذه المصطلحات هي ترجمة للكلمة الإنجليزية Flowchart.

خرائط التدفق هي نوع أو شكل من أشكال الرسم البياني، فهي عبارة عن مجموعة من الأشكال الهندسية تكون متصلة مع بعضها البعض من خلال مجموعة من الأسهم ذات الإتجاه المحدد، بحيث يمثل كل شكل هندسي خطوة من خطوات حل المشكلة (خطوات الخوارزمية)، ويمثل إتجاه الأسهم ترتيب الخطوات.

وهذه الأشكال الهندسية ذات دلالات محددة، أي أنها تتبع معايير قياسية محددة مسبقا، أو بشكل مبسط، كل شكل من الأشكال له وظيفة ثابتة، فـ لكي تقوم بعملية إدخال للبيانات يجب أن تستخدم الشكل الهندسي المخصص لعملية إدخال البيانات، وهكذا.

لماذا يجب أن تتعلم خرائط التدفق؟

تعتبر خرائط التدفق (المخطط الإنسيابي) وسيلة أو طريقة من طرق كتابة الخوارزمية، ويفضل كثيرا أن تتعلم كيفية كتابتها أو على أقل تقدير يجب أن تتعلم كيفية قرائتها، وذلك حتى تتمكن من تحويل خطوات الخوارزمية المكتوبة بخرائط التدفق إلى برنامج.

في الحياة العملية لن تصادف كتابة الخوارزميات بطريقة خرائط التدفق كثيرا، وذلك لأنها تستخدم عادة لكتابة الخوارزميات البسيطة، و لكن خرائط التدفق تعتبر سهلة جدا بعد أن تتعلم معنى أو وظيفة كل شكل من الأشكال الهندسية الخاصة بكتابة الخريطة، ولذلك أنصحك أن تتعرف عليها، فهي تعتبر إضافة جيدة لأدوات المبرمج.

الأشكال الهندسية المستخدمة لرسم خرائط التدفق

يوجد العديد من الأشكال الهندسية المستخدمة في رسم خرائط التدفق، وحتى انه يمكن لأي مجموعة عمل أن تحدد أشكال أخرى إضافية لتكتب بها خطوات الخوارزميات ولكن يجب أن يتم تحديد هذه الأشكال وإستخدامات كل منها في فهرس أو دليل ويدمج مع خريطة التدفق لكي يتمكن كل من يتعامل معها من فهم الخطوات، والجدول التالي يوضح الأشكال الهندسية الأكثر إستخداما في رسم خرائط التدفق:

الشكل / الرمزإستخدامات الشكل
Flowchart Start/Stop shapeيستخدم لتحديد نقطة بداية الخوارزمية ونهايتها ويتم ذلك من خلال كتابة كلمة إبدأ أو إنهاء، أو بالإنجليزية Start/Stop، داخل الشكل.
Flowchart Input shapeيستخدم في تحديد المدخلات والمخرجات (Input/Output) من و إلى الخوارزمية أو البرنامج، وعادة ما يتم كتابة إسم المتغير الذي يقوم المستخدم بإدخال قيمته أو المتغير الذي يتم طباعة محتوياته بداخل هذا الشكل.
وفي بعض المراجع يتم إستخدام هذا الشكل في عملية إدخال البيانات فقط ويتم إستخدام شكل آخر لتحديد عملية الطباعة، أو مخرجات البرنامج.
Flowchart Process shapeيستخدم هذا الشكل لتحديد إجراء عملية سواء حسابية أو منطقية، حيث يتم كتابة المعادلة (formula) بداخل هذا الشكل، وأحيانا يتم كتابة أكثر من معادلة (عملية) بداخل الشكل الواحد.
Flowchart Branching shapeيستخدم هذا الشكل لتحديد عملية التفرع (Branching) أو الشرط (Condition) أو بمعنى أبسط يستخد هذا الشكل مع العمليات المنطقية بحيث نحصل من خلاله على إجابة بـ نعم (True) أو لا (False)، فيمكنك مثلا أن تقارن قيمة متغير مثال: X > 3 فإذا كانت قيمة المتغير X أكبر من الرقم 3 نحصل على إجابة True وإذا كانت أقل من أو يساوي 3 نحصل على إجابة بـ False.
ولذلك سوف تجد أن هذا الشكل دائما ما يخرج منه سهمين، أحدهما يمثل القيمة True والآخر يمثل القيمة False وعادة ما يتم كتابة القيم (True/False) أو (Yes/No) على هذه الأسهم.
Flowchart Print/Output shapeيستخدم هذا الشكل لطباعة التقارير، وأحيانا يتم إستخدامه لتحديد مخرجات البرنامج (Output Operation)، بدلا من الشكل المخصص لـ مدخلات ومخرجات البرنامج.
فعلى سبيل المثال إذا أردت أن تسأل مستخدم البرنامج عن شيء فيمكنك ذلك بكتابة الجملة التي تريدها بداخل الشكل أو يمكنك على سبيل المثال طباعة نتيجة العملية الحسابية التي يقوم بها البرنامج وذلك بكتابة إسم المتغير الذي يحمل النتيجة بداخل الشكل.
Flowchart Connector shapeيستخدم هذا الشكل لتوصيل صفحتين سويا، فـ أحيانا عند كتابة الخوارزمية بطريقة خرائط التدفق لا تكفي صفحة واحدة لرسم الخريطة، وبالتالي نحتاج إلى إكمال الخريطة مع الحفاظ على ترتيب الخطوات، وبالتالي نقوم بإستخدام هذا الشكل في نهاية الصفحة ويتم تحديد أي رمز بداخله وليكن الحرف A على سبيل المثال، ثم في الصفحة التالية نبدأ الخريطة بهذا الشكل مع كتابة نفس الرمز الذي تم كتابته في الصفحة السابقة وهو الرمز A، ثم نكمل باقي خطوات الخوارزمية.
Flowchart Arrow shapesيستخدم هذا الشكل لتوصيل الأشكال الهندسية (مكونات خريطة التدفق) مع بعضها البعض، سوف تلاحظ من الشكل أننا قمنا برسم مجموعة من الأسهم التي تتجه في الأربع إتجاهات الرئيسية وذلك لتوضيح طريقة إستخدام الأسهم حيث عادة يتم رسم السهم وتحديد إتجاه واحد فقط، وذلك طبقا لأماكن الأشكال وكيفية ترتيبها.

بالرغم من وجود المعايير القياسية التي تم من خلالها تحديد الأشكال الهندسية وإستخداماتها، إلا أنه لا يوجد ما يلزم كل المبرمجين بإستخدام الأشكال في إستخداماتها فقط، ونظرا أيضا للتحديث المستمر بإضافة أشكال جديدة كل فترة ليتم إستخدامها في رسم خرائط التدفق، فإنه يتوجب عليك كمبرمج أن تقوم بتحديد (مفتاح خريطة التدفق) وهو المعروف بـ Flowchart Key وهو عبارة عن رسم لكل الأشكال المستخدمة في رسم خريطة التدفق مع توضيح بسيط لإستخدام كل شكل، وذلك لكي تسهل إستخدام خريطة التدفق.

والشكل التالي يوضح الشكلين الأكثر إستخداما كـ مفتاح لـ خريطة التدفق:

Flowchart Key - مفتاح خريطة التدفق