كتاب التوجيهي

‫مثال (‪ :)2‬جد حا�صل ال�ضرب في ما ي�أتي‪:‬‬ ‫‪111‬‬ ‫ــــــ*ـــــ‪1‬ـــــ‪0‬ـــــ‪1‬ــــــ‬ ‫الح ّل‪:‬‬ ‫بتطبيق قواعد ال�ضرب‪ ،‬يكون‪:‬‬ ‫‪1 11‬‬ ‫العدد ا ألول‬ ‫العدد الثاني‬ ‫ــــــ*ــــــ‪11‬ــــــ‪01‬ـــــــ‪1‬ـ‪1‬ــــــ‪1‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ــ‬ ‫‪0 00‬‬ ‫‪+‬‬ ‫‪111‬‬ ‫النتيجة‬ ‫ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ‬ ‫‪1 0 0011‬‬ ‫للت�أ ّكد من �صحة الح ّل‪ :‬ح ّول ك ّاًل من العددين ا ألول والثاني والنتيجة �إلى النظام الع�شري‪ ،‬كا آلتي‪:‬‬ ‫النظام الع�شري‬ ‫النظام الثنائي‬ ‫‪)7(10‬‬ ‫العدد ا ألول‬ ‫‪)111(2‬‬ ‫* ‪)5(10‬‬ ‫العدد الثاني‬ ‫* ‪)101(2‬‬ ‫ــــــــــــــــــــــــ‬ ‫ــــــــــــــــــــــــ‬ ‫‪)35(10‬‬ ‫النتيجة‬ ‫‪)100011(2‬‬ ‫نشاط (‪ :)15 - 1‬تنفيذ عملية ال�ضرب في النظام الثنائي‪.‬‬ ‫بالتعاون مع �أفراد مجموعتك؛ وبا�ستخدام ال�ضرب الثنائي‪ ،‬ن ّفذ ك ًّال م ّما ي�أتي‪:‬‬ ‫�أ ‪)6(10 * )7(10 -‬‬ ‫ب‪)101(2 * )100(2 -‬‬ ‫‪49‬‬

‫أ��سئلة الف�صل‬ ‫‪ - 1‬جد ناتـج الجمع بالنظام الثنائي في ك ٍّل مـ ّما ي�أتي‪:‬‬ ‫‪101001‬‬ ‫ب)‬ ‫‪1110‬‬ ‫أ� )‬ ‫ــ‪+‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ــــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ــــــــ‬ ‫ــ‪+‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ـــ‬ ‫‪1 11111‬‬ ‫د)‬ ‫‪111110‬‬ ‫جـ )‬ ‫ــ‪+‬ـــــــ‪1‬ــــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ـــــــــ‪1‬‬ ‫ــ‪+‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ــــــــــــــ‬ ‫‪11010‬‬ ‫‪ - 2‬جد ناتـج الطرح بالنظام الثنائي في ك ٍّل مـ ّما ي�أتي‪:‬‬ ‫ــ‪-‬ــــــ‪1‬ــــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ـــــــــــــــــــــــ‬ ‫أ� ) ‪ 1 1 1 1 0‬ب)‬ ‫ـــ‪-‬ـــــــ‪1‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ــــــــ‪1‬ــــــ‬ ‫‪11011‬‬ ‫د)‬ ‫‪111 11‬‬ ‫جـ )‬ ‫ــ‪-‬ـــــــ‪1‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ــــــــــــــــ‬ ‫ــ‪-‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ــــــــ‪1‬ـــــــ‪0‬ــــــــ‪1‬ـــــ‬ ‫‪ - 3‬با�ستخدام ال�ضرب بالنظام الثنائي‪ ،‬جد ناتـج ك ٍّل مـ ّما ي أ�تي‪:‬‬ ‫‪100‬‬ ‫ب)‬ ‫‪111‬‬ ‫أ� )‬ ‫ــ*ــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ــــــ‪1‬ــــــــ‬ ‫ــ*ـــــــ‪1‬ـــــــ‪1‬ــــــــــــــ‬ ‫‪110‬‬ ‫د)‬ ‫‪111‬‬ ‫جـ )‬ ‫ــ*ـــــــ‪0‬ـــــــ‪1‬ــــــ‪1‬ـــــــــ‬ ‫ــ*ــــــــ‪1‬ــــــ‪1‬ــــــ‪1‬ــــــــ‬ ‫‪50‬‬

‫‪IóMƒdG á∏Ä°SCG‬‬ ‫‪ - 1‬اأكمل الفرا‪ ‘ Æ‬ك ‪x‬ل مـما ي أاتي‪:‬‬ ‫أا ‪ -‬يعود الاخت‪ ‘ ±Ó‬أا�سماء ال أان¶مة العددية إالى ‪. .................‬‬ ‫ب‪ -‬ن¶ام الع ّد ال أاك‪ Ì‬ا�ستخدا ًما ‪g‬و ‪..................‬‬ ‫جـ‪ -‬اأ�سا�‪ ¢‬الن¶ام الع�‪ö‬ي ‪g‬و ‪ ...............‬والثنا‪F‬ي ‪g‬و ‪ ...............‬والثما‪g Ê‬و ‪................‬‬ ‫وال‪ù‬ساد�‪ ¢‬ع�‪g ö‬و ‪. .................‬‬ ‫د ‪ -‬وز¿ ا‪Ÿ‬ن‪õ‬لة ‘ أاي ن¶ام عددي ي‪ù‬ساوي ‪. .................‬‬ ‫‪g‬ـ ‪ّ “o -‬ثل الاأعداد ‘ الن¶ام الع�‪ö‬ي بو�ساطة ‪..................‬‬ ‫و ‪ -‬يتك ّو¿ العدد ا‪Ÿ‬كتوب ‘ الن¶ام الثنا‪F‬ي من ‪..................‬‬ ‫ز ‪ ‘ -‬حالة عدم وجود أاي رم‪ ‘ õ‬آاخر العدد من اليم‪ ،Ú‬ف إا¿ ‪P‬ل∂ يد ّ∫ عـلى اأ¿ العـدد‬ ‫مـمثل بالن¶ام ‪............‬‬ ‫‪ - ì‬ا�س ‪o‬تخدم الن¶اما¿ الثما‪ Ê‬وال‪ù‬ساد�‪ ¢‬ع�‪ ö‬لت‪ù‬س ّهل ‪..................‬‬ ‫• ‪.................. :»g ÊɪãdG ΩɶædG RƒeQ -‬‬ ‫ي ‪ -‬ن¶ام الع ّد ا‪ùŸ‬ستخدم ‘ ا◊ا�سوب ‪g‬و ‪..................‬‬ ‫‪o - 2‬قم بعمليات التحويل ا‪Ÿ‬نا�سبة‪ ،‬لك ‪x‬ل من الاأعداد ال آاتية‪:‬‬ ‫الن¶ا‪ Ω‬الع�‪…ö‬‬ ‫الن¶ا‪ Ω‬الث‪ª‬اني‬ ‫الن¶ا‪ Ω‬الثنا‪F‬ي‬ ‫‪)61(10‬‬ ‫‪)44(8‬‬ ‫‪)11111(2‬‬ ‫‪51‬‬

‫‪ - 3‬ح ّدد �أي العبارات الآتية �صحيحة و�أيها خاطئة‪:‬‬ ‫أ� ‪)13(10 > )23(8 -‬‬ ‫ب‪)FE(16 ≥ )251(10 -‬‬ ‫جـ‪)1110101(2 = )271(10 -‬‬ ‫‪52‬‬

‫ﺗﻘﻮﻳﻢ ذاﺗﻲ‬ ‫بناء على ما در�سته في هذه الوحدة‪ ،‬ق ّيم نف�سك ذاتـ ًّيا؛ باختيار تقديرك المنا�سب في المهارات‬ ‫المذكورة في الجدول الآتي‪:‬‬ ‫مـمتا‪ R‬جيد �صعي∞‬ ‫الـمـهـــارة‬ ‫الرقم‬ ‫‪ 1‬اُأع ّرف نظام الع ّد‪.‬‬ ‫‪ 2‬اأُع ّدد اأنواع اأنظمة الع ّد‪.‬‬ ‫‪ 3‬أاُح ّدد ا أل�سا�ض والأرقام الم�ستخدمة في كل نظام ع ّد‪.‬‬ ‫‪ 4‬اُأو ّ�سح العلاقة بين النظام الثنائي وت�سميم جهاز الحا�سوب‪.‬‬ ‫‪ 5‬أاُح ّول الأعداد ال�سحيحة الموجبة من النظام الع�صري‪ ،‬إالى اأنظمة الع ّد ا ألخرى‪.‬‬ ‫أاُح ّول الأعداد ال�سحيحة من النظام الثنائي‪ ،‬إالى اأنظمة الع ّد المختلفة‪.‬‬ ‫‪6‬‬ ‫ُاأح ّول عد ًدا �سحي ًحا من النظام ال ُثماني مك ّو ًنا من ثلاث منازل على‬ ‫‪7‬‬ ‫‪8‬‬ ‫الأكثر‪ ،‬إالى أانظمة الع ّد الأخرى‪.‬‬ ‫ُأاح ّول عد ًدا �سحي ًحا من النظام ال�ساد�ض ع�صر مك ّو ًنا من ثلاث منازل‬ ‫على الأكثر‪ ،‬إالى اأنظمة الع ّد ا ألخرى‪.‬‬ ‫‪ُ 9‬أان ّفذ عملية الجمع في النظام الثنائي على عددين �سحيحين موجبين‪.‬‬ ‫‪ 10‬أُان ّفذ الطرح الثنائي على عددين �سحيحين موجبين‪.‬‬ ‫ُاأن ّفذ ال�صرب الثنائي على عددين �سحيحين موجبين‪ ،‬مك ّونين من ثلاث‬ ‫‪11‬‬ ‫منازل على ا ألكثر‪.‬‬ ‫‪53‬‬

‫‪٢‬‬ ‫ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ‬ ‫ﺍﻟﺜـﺎﻧﻴـﺔ‬ ‫ﺍﻟﺬﻛﺎﺀ ﺍﻻﺻﻄﻨﺎﻋﻲ‬ ‫‪Artificial Intelligence/Al‬‬ ‫ح ّيرت القدرات العقلية التي يمتلكها الإن�سان‪ ،‬التي تم ّيزه عن غيره من الكائنات الحية‬ ‫العلماء‪ ،‬في كيفية معالجة العقل الب�صري لها‪ ،‬وقد �صرع الباحثون في مجال علوم الحا�سوب في‬ ‫محاولة محاكاة �سلوكيات العقل الب�صري؛ كالقدرة على التعلم والتفكير وح ّل الم�سكلات‪ ،‬باإيجاد‬ ‫أانظمة م�سابهة في طريقة معالجتها لهذه ال�سلوكيات‪� ،‬سمن فرع من فروع علم الحا�سوب‬ ‫ُي�س ّمى الذكاء ال�سطناعي‪.‬‬ ‫�ستتع ّرف في هذه الوحدة مفهوم الذكاء ال�سطناعي وبع�ض تطبيقاته‪ ،‬كالروبوت والنظم‬ ‫الخبيرة وخوارزميات البحث‪.‬‬ ‫‪54‬‬

‫اﻟﻨﺘﺎﺟﺎت‬ ‫يت�قّع من الطالب بعد نهاية هذ√ ال�حدة‪ ،‬أا¿ يك�¿ قاد ‪k‬را على اأ¿‪:‬‬ ‫• ُيع ّرف مفهوم الذكاء ال�سطناعي‪ ،‬ويع ّدد اأهدافه‪.‬‬ ‫• ُيع ّدد ميزات برامج الذكاء ال�سطناعي‪ ،‬وبع�ض تطبيقاته‪.‬‬ ‫• يتع ّرف الروبوت؛ مكوناته‪ ،‬و�سفاته‪ ،‬و أانواعه‪ ،‬وفوائده‪.‬‬ ‫• ُي�س ّنف الروبوتات ح�سب التطبيقات والخدمات التي تقدمها‪ ،‬أاو ح�سب حركتها‪.‬‬ ‫• يتع ّرف مفهوم النظم الخبيرة‪ ،‬ومكوناتها‪ ،‬ووظائفها‪ ،‬ومزاياها‪ ،‬ومحدداتها‪.‬‬ ‫• ُيح ّدد أانواع الم�سكلات التي تحتاج إالى النظم الخبيرة‪.‬‬ ‫• يتع ّرف مفهوم خورازميات البحث‪.‬‬ ‫• ُيع ّدد اأنواع خورازميات البحث‪.‬‬ ‫• يتع ّرف �سجرة البحث‪ ،‬وعنا�صرها‪.‬‬ ‫• ُيط ّبق خوارزمية البحث في العمق اأو ًل؛ لإيجاد م�سار البحث عن الحالة الهدف‪.‬‬ ‫‪55‬‬

‫‪1‬‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ‬ ‫ا ول‬ ‫اﻟﺬﻛﺎء اﻻﺻﻄﻨﺎﻋﻲ وﺗﻄﺒﻴﻘﺎﺗﻪ‬ ‫مع تطور العالـم الرقمي والـحا�سوب‬ ‫في ع�صرنا الـحا�صر‪ ،‬اأ�سبح من ال�صروري‬ ‫مـجاراة هــذا التطــور للا�ستفــادة منه‪،‬‬ ‫واإيجــاد الـحلــول التــي تنا�ســب أاعقد‬ ‫الم�سكلات؛ لذا‪ ،‬لـج أا الإن�سان اإلى درا�سة‬ ‫واإيجاد نـمــاذج حا�سوبية تـحاكي قدرة‬ ‫العقل الب�صري علــى التفكير‪ ،‬والت�صرف‬ ‫كما يت�صرف الإن�ســان في مواقف مع ّينة‬ ‫ولو ب�سكل مـحــدود‪ ،‬وذلك عن طريق‬ ‫تطبيقات الذكاء ال�سطناعي‪.‬‬ ‫أو ًﻻ ﻣﻔﻬﻮم اﻟﺬﻛﺎء اﻻﺻﻄﻨﺎﻋﻲ‬ ‫�صرع الخبراء في درا�سة القدرات العقلية للاإن�سان وكيفية تفكيره‪ ،‬ومحاولة محاكاتها عن طريق‬ ‫الحا�سوب؛ لإنتاج بع�ض �سفات الذكاء من ِق َبل الآلة في ما يعرف بالذكاء ال�سطناعي‪ ،‬فما الذكاء‬ ‫ال�سطناعي؟ وما أاهدافه وميزاته؟ وما تطبيقاته؟‬ ‫‪ - 1‬تعري∞ الذكاء الا�صطناعي‬ ‫الـذكاء ال�سطناعي علم من علوم الـحا�سوب‪ ،‬يخت�ض بت�سميم وتـمثيل وبرمـجة نـماذج‬ ‫حا�سوبية في مـجالت الحياة المختلفة‪ ،‬تـحاكي في عملها طريقة تفكير الإن�سان وردود أافعاله في‬ ‫مواقف مع ّينة‪ .‬وللذكاء ال�سطناعي قوانين مبنية على درا�سة خ�سائ�ض الذكاء الإن�ساني‪ ،‬ومـحاكاة‬ ‫بع�ض عنا�صره‪.‬‬ ‫‪56‬‬

‫ُتع ّد �أبحاث الذكاء الا�صطناعي مـحاولات لاكت�شاف مظاهر الذكاء ا إلن�ساني التي يـمكن‬ ‫مـحاكاتها آ�لـ ًّيا وو�صفها‪ ،‬وقد ع ّرف بع�ض الباحثين في هذا المجال أ�ربع منهجيات يقوم عليها‬ ‫مو�ضوع الذكاء الا�صطناعي‪ ,‬وهي‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬التفكير كالإن�سان‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الت�صرف كا إلن�سان‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬التفكير منطق ًّيا‪.‬‬ ‫د ‪ -‬الت�صرف منطق ًّيا‪.‬‬ ‫كان للعالم ا إلنجليزي ( �آلان تورينغ ) ب�صمة وا�ضحة في علم الذكاء الا�صطناعي‪ ،‬حيث �ص ّمم‬ ‫اختبا ًرا يدعى اختبار تورينغ (‪ )Turing Test‬عام ‪1950‬م‪ ،‬حيث يقوم هذا الاختبار عن طريق‬ ‫مجموعة من ا أل�شخا�ص المح ّكمين‪ ،‬بتوجيه مجموعة من ا أل�سئلة الكتابية �إلى برنامج حا�سوبي مدة‬ ‫زمنية محددة‪ ،‬ف�إذا لم ي�ستطع ‪ ٪30‬من المح ّكمين تمييز �أن من يقوم با إلجابة (�إن�سان �أم برنامج)؛‬ ‫ف�إن البرنامج يكون قد نجح في الاختبار‪ ،‬ويو�صف ب�أنه برنامج ذكي‪� ،‬أو �أن الحا�سوب حا�سوب‬ ‫مف ّكر‪ ،‬وقد تمكن برنامج حا�سوبي للذكاء الا�صطناعي من اجتياز اختبار تورينغ لأول مرة في عام‬ ‫‪2014‬م‪ ،‬و ُيدعى (يوجين غو�ستمان)‪ .‬وهو برنامج حا�سوبي يحاكي طفل من �أوكرانيا عمره ‪13‬‬ ‫عا ًما‪ ،‬حيث ا�ستطاع �أن يخدع ‪ %33‬من محاوريه مدة خم�س دقائق‪ ،‬ولـم يميزوا أ�نه برنامج‪ ،‬بل‬ ‫ظنوا �أنه �إن�سان‪ .‬وال�شكل (‪ُ )1-2‬يبينّ الواجهة الرئي�سة لبرنامج (يوجين غو�ستمان)‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)1-2‬الواجهة الرئي�سة لبرنامج (يوجين غو�ستمان)‪.‬‬ ‫‪57‬‬

‫‪� - 2‬أهداف الذكاء الا�صطناعي‬ ‫يهدف الذكاء الا�صطناعي �إلى‪:‬‬ ‫أ� ‪� -‬إن�شاء �أنظمة خبيرة تظهر ت�ص ّر ًفا ذك ًّيا‪ ،‬قادرة على التعلم وا إلدارة‪ ،‬وتقديم الن�صيحة‬ ‫لم�ستخدميها‪.‬‬ ‫ب‪ -‬تطبيق الذكاء ا إلن�ساني في الآلة‪ ،‬عن طريق �إن�شاء �أنظمة تحاكي تفكير وتع ّلم وت�ص ّرف‬ ‫ا إلن�سان‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬برمجة ا آل آلت لت�صبح قادرة على معالجة المعلومات ب�شكل متوا ٍز (‪)Parallel Processing‬‬ ‫حيث يتم تنفيذ �أكثر من �أمر في وقت واحد في أ�ثناء ح ّل الم�سائل‪ ،‬وهي الطريقة الأقرب �إلى‬ ‫طريقة تفكير الإن�سان عند ح ّل الم�سائل‪.‬‬ ‫‪ -3‬لغات الذكاء الا�صطناعي‬ ‫يوجد لغات برمجة خا�صة بالذكاء الا�صطناعي‪ ،‬منها‪:‬‬ ‫أ� ‪ -‬لغة البرمجة ِل�ْسب (‪.)Lisp‬‬ ‫ب‪ -‬لغة البرمجة برولوغ (‪.)Prolog‬‬ ‫‪ -4‬ميزات برامج الذكاء الا�صطناعي‬ ‫تختلف برامج الذكاء الا�صطناعي عن البرامج التقليدية في عدة نوا ٍح‪ .‬فعلى �سبيل المثال‪ ،‬لا‬ ‫ت�ستطيع أ�ن ُتطلق على برنامج يقوم بح ّل معادلة ح�سابية أ�نه من �ضمن برامج الذكاء الا�صطناعي؛‬ ‫لأنه يتبع خوارزمية محددة الخطوات للو�صول �إلى الح ّل‪.‬‬ ‫وفي ما ي�أتي‪ ،‬بع�ض مميزات برامج الذكاء الا�صطناعي‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬تـمثيل المعرفة‪ :‬ويعني تنظيمها وترميزها وتخزينها �إلى ما هو موجود في الذاكرة‪ ،‬ويتطلب‬ ‫بناء برامج الذكاء الا�صطناعي كميات هائلة من المعارف الخا�صة بمجال معينّ ‪ ،‬والربط بين‬ ‫المعارف المتوافرة والنتائج‪.‬‬ ‫ب ‪ -‬التمثيل الرمزي‪ :‬تتعامل برامج الذكاء الا�صطناعي مع البيانات الرمزية (الأرقام والحروف‬ ‫والرموز)‪ ،‬التي ُتعبرّ عن المعلومات‪ ،‬بد ًال من البيانات الرقمية (الممثلة بالنظام الثنائي)‪،‬‬ ‫‪58‬‬

‫عن طريق عمليات المقارنة المنطقية والتحليل‪.‬‬ ‫جـ ‪ -‬القدرة على التعلم‪ :‬ويعني قدرة برنامج الذكاء الا�صطناعي على التعلم ذات ًيا عن طريق الخبرة‬ ‫المخزنة داخله‪ ،‬كقدرته على �إيجاد نمط مع نّي عن طريق عدد من المدخلات‪ ،‬أ�و ت�صنيف‬ ‫عن�صر �إلى فئة مع ّينة‪ ،‬بعد تع ّرفه عد ًدا من العنا�صر الم�شابهة‪.‬‬ ‫د ‪ -‬التخطيط‪ :‬قدرة برنامج الذكاء الا�صطناعي على و�ضع �أهداف والعمل على تحقيقها‪،‬‬ ‫والقدرة على تغير الخطة �إذا اقت�ضت الحاجة إ�لى ذلك‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬التعامل مع البيانات غير المكتملة �أو غير الم�ؤكدة‪ :‬ويعني قدرة برامج الذكاء الا�صطناعي على‬ ‫إ�عطاء حلول مقبولة‪ ،‬حتى لو كانت المعلومات لديها غير مكتملة �أو غير م ؤ�كدة‪ .‬على‬ ‫�سبيل المثال‪ ،‬قدرة برنامج ت�شخي�ص �أمرا�ض على �إعطاء ت�شخي�ص لحالة مر�ضية طارئة‪،‬‬ ‫من دون الح�صول على نتائج التحاليل الطبية كاملة‪.‬‬ ‫‪ -5‬تطبيقات الذكاء الا�صطناعي‬ ‫للذكاء الا�صطناعي تطبيقات كثيرة في مجالات عدة‪ ،‬منها‪:‬‬ ‫أ� ‪ -‬الروبوت الذكي‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الأنظمة الخبيرة‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬ال�شبكات الع�صبية‪.‬‬ ‫د ‪ -‬معالجة اللغات الطبيعية‪.‬‬ ‫هـ‪ -‬الأنظمة الب�صرية‪.‬‬ ‫و ‪� -‬أنظمة تمييز ا أل�صوات‪.‬‬ ‫ز ‪� -‬أنظمة تمييز خط اليد‪.‬‬ ‫ح‪ -‬أ�نظمة ا أللعاب‪.‬‬ ‫و�سيتم �شرح بع�ض هذه التطبيقات بالتف�صيل لاح ًقا‪.‬‬ ‫‪59‬‬

‫ﺛﺎﻧ ًﻴﺎ ﻋﻠﻢ اﻟﺮوﺑﻮت‬ ‫إاذا نظرت حولك‪� ،‬ستلاح‪ ß‬الكثير من ا آللت‬ ‫وا ألجهزة ا إللكترونية التي تق ّدم لك الخدمات الكثيرة‬ ‫على نطاق �سخ�سي‪ ،‬والتي أا�سبح من ال�سعب عليك‬ ‫ح�صرها‪ ،‬اأما إاذا بحثت عن آالت اإلكترونية تق ّدم‬ ‫خدمات في مجالت الحياة المختلفة؛ فاإن كلمة روبوت‬ ‫(‪� )Robot‬ستتكرر ب�سكل كبير في اأثناء البحث‪ ،‬فما‬ ‫الروبوت؟ ومنذ متى أاوجدت فكرته؟ وهل كل اآلة‬ ‫إالكترونية تقدم خدم ًة لل إان�سان ُت�س ّمى (روبوت)؟‬ ‫‪ -1‬مفه�م علم الروب�ت والروب�ت‬ ‫ا�س ُتقت كلمة روبوت لغو ًّيا من الكلمة الت�سيكية روبوتا (‪ ،)Robota‬التي ظهرت لأول مرة في‬ ‫م�صرحية للكاتب الم�صرحي الت�سيكي (كارل ت�سابيك) في عام ‪1920‬م‪ ،‬وتعني (العمل ا إلجباري)‬ ‫أاو (ال�سخرة)‪ ،‬ولم يكن لعلم الحا�سوب اأي علاقة باإيجاد الكلمة‪ ،‬إانما يعود ف�سل اإيجادها اإلى‬ ‫الأدب‪ ،‬وانت�صرت فكرة الآلت منذ ذلك التاريخ في خيال العلماء و أافلام الخيال العلمي‪ ،‬و ُق ّدمت‬ ‫الكثير من الت�سورات عن �سيطرة ا آللة والروبوتات على حياة ا إلن�سان‪ ،‬وفتح ذلك المجال اأمام‬ ‫العلماء والمخترعين لبتكار وت�سميم الكثير من ا آللت التي تنفذ أاعما ًل مختلفة تتعدد مجالتها‪.‬‬ ‫ُيطلق على العلم الذي يهتم بت�سميم وبناء وبرمجة الروبوتات لتتفاعل مع البيئة المحيطة‪ ،‬علم الروب�ت‪،‬‬ ‫وهو من اأكثر تقنيات الذكاء ال�سطناعي تق ّد ًما من حيث التطبيقات التي ُتق َّدم حلو ًل للم�سكلات‪.‬‬ ‫اأ ّما الروب�ت فيعرف على اأنه اآلة ( إالكترو‪ -‬ميكانيكية) ُتبرمج بو�ساطة برامج حا�سوبية خا�سة؛‬ ‫للقيام بالعديد من ا ألعمال‪ ،‬الخطرة وال�ساقة والدقيقة خا ّ�سة‪.‬‬ ‫‪ - 2‬تاريخ ن�صاأة علم الروب�ت‬ ‫ظهرت فكرة الروبوت في الع�سور القديمة قبل الميلاد‪ ،‬وذلك من خلال ت�سميم آالت اُأطلق‬ ‫عليها اآنذاك (اآلات ذاتية الحركة)‪ ،‬والجدول (‪ُ )1-2‬يب ّين تطور مفهوم فكرة الروبوت عبر الع�سور‪،‬‬ ‫‪60‬‬

‫�إلى أ�ن و�صلت �إلى ما هي عليه الآن‪.‬‬ ‫الجدول (‪ :)1-2‬تاريخ ن�ش أ�ة الروبوت‪.‬‬ ‫● في القرنين الثاني ع�شر والثالث ع�شر للميلاد‪ ،‬قام العالـم‬ ‫الـم�سلم الـملقب بــ (الـجزري) �أحد أ�عظم المهند�سين‬ ‫والميكانيكيين والمخترعين الم�سلمين‪ ،‬و�صاحب كتاب‬ ‫(معرفة الحيل الهند�سية)‪ ،‬بت�صميم �ساعات مائية و�آلات‬ ‫�أخرى و إ�نتاجها‪ ،‬مثل �آلـة لغ�سل اليدين تقدم ال�صابون‬ ‫والمنا�شف آ�لـ ًّيا لم�ستخدمها‪.‬‬ ‫● في القرن التا�سع ع�شر‪ ،‬تم ابتكار دمى �آلية في اليـابـان‪،‬‬ ‫قـادرة على تقديـم ال�شاي �أو �إطلاق ال�سهام أ�و‬ ‫الطلاء‪ ،‬وتدعى (�ألعاب كاراكوري)‪.‬‬ ‫● في خم�سينيات و�ستينيات القرن الـما�ضي‪ ،‬ظهر‬ ‫م�صطلح الذكاء الا�صطناعي‪ ،‬و ُ�ص ّمم أ�ول نظام‬ ‫خبير لـح ّل م�شكلات ريا�ضية �صعبة‪ ،‬كما ُ�ص ّمم‬ ‫�أول ذراع روبوت في ال�صناعة‪.‬‬ ‫● ومنذ العـــام ‪2000‬م‪ ،‬ظهر الـجيل الـجـديــد من‬ ‫الروبوتات التي ت�شبه في ت�صميمها ج�سم ا إلن�سـان‪،‬‬ ‫و�أطلـق عليهــا ا�سـم الإن�سـان ا آللي‪ ،‬ا�س ُتخدمت في‬ ‫أ�بحاث الف�ضاء من ِقـ َبل وكالة نا�سـا‪.‬‬ ‫‪61‬‬

‫‪� - 3‬صفات آ�لة الروبوت ومك ّونـاتـها‬ ‫يظن الكثيرون أ� ّن الروبوت آ�لة �أتوماتيكية م�ص ّممة على هيئة ج�سم �إن�سان بيدين وقدمين‪ ،‬وهذا‬ ‫مفهوم غير �صحيح‪� ،‬إذ لا يمكن �أن يطلق على �أي �آلة يتم التحكم بها للقيام بعمل ما (روبوت)‪،‬‬ ‫وكي ُيطلق على أ�ي آ�لة م�س ّمى الروبوت‪ ،‬يجب أ�ن تجمع ثلاث �صفات‪:‬‬ ‫أ� ‪ -‬الا�ست�شعار‪ :‬و ُيـم ّثـل المدخلات‪ ،‬كا�ست�شعار الـحرارة أ�و ال�ضوء أ�و ا ألج�سـام المحيطة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬التخطيط والمعالجة‪ :‬ك�أن يخطط الروبوت للتوجه إ�لى هدف معينّ ‪� ،‬أو ُيغيرّ اتجاه حركته‪� ،‬أو‬ ‫يدور ب�شكل معينّ ‪ ،‬أ�و �أي فعل آ�خر ُبرمج للقيام به‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬الا�ستجابة وردة الفعل‪ :‬وتمُ ّثل ردة الفعل على ما تم أ�خذه كمدخلات‪ ،‬انظر ال�شكل (‪.)2-2‬‬ ‫ال�شكل (‪� :)2-2‬صفات �آلة الروبوت‪.‬‬ ‫ُت�ص ّمم الروبوتات ب أ��شكال و�أحجام مختلفة ح�سب المهمة التي �ست�ؤديها؛ كنقل المنتجات‬ ‫�أو لـحامها أ�و طلائها أ�و غير ذلك‪ .‬ومن أ�كثر �أنواع الروبوتات ا�ستخدا ًما وانت�شا ًرا في مجال‬ ‫ال�صناعة‪ ،‬و أ�ب�سطها من ناحية الت�صميم‪ ،‬روبوت ب�سيط على �شكل ذراع‪.‬‬ ‫ويتك ّون الروبوت من الأجزاء ا آلتية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ذراع ميكانيكية‪ :‬ت�شبه في �شكلها ذراع ا إلن�سان‪ ،‬وتحتوي على مفا�صل �صناعية لت�سهيل‬ ‫حركتها عند تنفيذ ا ألوامر ال�صادرة إ�ليها‪ ،‬ح�سب الغر�ض الذي ُ�ص ّمم الروبوت من �أجله‪.‬‬ ‫انظر ال�شكل (‪.)3-2‬‬ ‫‪62‬‬

‫ذراع ميكانيكية‬ ‫الم�ستجيب النهائي‬ ‫مفا�صل‬ ‫ال�شكل (‪ :)3-2‬مك ّونات الروبوت الب�سيط‪.‬‬ ‫‪ - 2‬الم�ستجيب النهائي‪ :‬وهو ذلك الجزء النهائي من الروبوت الذي ين ّفذ المهمة التي ي�صدرها‬ ‫الروبوت‪ ،‬ويعتمد ت�صميمه على طبيعة تلك المهمة‪ ،‬فقد تكون قطعة الم�ستجيب ي ًدا‪ ،‬أ�و‬ ‫بخا ًخا �أو مطرقة‪ ،‬وقد تكون في الروبوتات الطبية �أداة لخياطة الجروح‪ .‬ويو ّ�ضح ال�شكل‬ ‫(‪ )4-2‬بع�ض أ��شكال الم�ستجيبات النهائية للروبوت‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪� :)4-2‬أمثلة على م�ستجيبات نهائية للروبوت‪.‬‬ ‫‪ - 3‬المتح ّكم‪ :‬وهو (دماغ) الروبوت‪ ،‬ي�ستقبل البيانات‪ ،‬ثم يعالجها عن طريق التعليمات البرمجية‬ ‫المخزنة داخله‪ ،‬ويعطي ا ألوامر اللازمة للا�ستجابة لها‪.‬‬ ‫‪63‬‬

‫‪ - 4‬الم�ش ّغل الميكانيكي‪ :‬وهو (ع�ضلات) الروبوت‪ ،‬وهو الـجزء الم�س ؤ�ول عن حركته حيث يح ّول‬ ‫�أوامر المتح ّكم �إلى حركة فيزيائية‪.‬‬ ‫‪ - 5‬الح�ّسا�سات‪ :‬ت�شبه وظيفة الح�ّسا�سات في الروبوت وظيفة الحوا�س الخم�سة في الإن�سان تما ًما‪،‬‬ ‫وتع ّد �صلة الو�صل بين الروبوت والبيئة المحيطة‪ ،‬حيث تكون وظيفتها جمع البيانات ليتم‬ ‫معالجتها والا�ستجابة لها من ِق َبل الروبوت بفعل معينّ ‪ ،‬و ُيبينّ ال�شكل (‪ ،)5-2‬مجموعة من‬ ‫الح�ّسا�سات التي تو�صل مع الروبوت ألهداف مختلفة‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)5-2‬مجموعة من الح�ّسا�سات (‪.)Sensors‬‬ ‫‪64‬‬

‫وتوجد �أنواع مختلفة من الح�ّسا�سات الم�ستخدمة في الروبوت‪ .‬و ُيبينّ الجدول (‪ ،)2-2‬بع�ض‬ ‫�أنواع الح�ّسا�سات ووظيفتها‪.‬‬ ‫الجدول (‪ :)2-2‬بع�ض الح�ّسا�سات ووظيفة كل منها‪.‬‬ ‫ا�سم الح�ّسا�س وظيفته �شكله‬ ‫ح�ّسا�س اللم�س ي�سـت�شع��ر التمـا���س ب�ين الـروب��وت‬ ‫(‪ )Touch Sensor‬و أ� ّي ج�سم مادي خـارجي كالـجدار‬ ‫مثلاً ‪� ،‬أو بين أ�جزاء الروبوت الداخلية‬ ‫كذراع الروبوت واليد‪.‬‬ ‫ي�سـت�شع��ر الـم�سافـ��ة بـ�ين الروبوت‬ ‫ح(�ّس‪e‬ا‪n�c‬س‪a‬ا‪t‬لم‪�is‬سا‪D‬فة‬ ‫والأج�س��ام المادية؛ ع��ن طريق �إطلاق‬ ‫موج��ات لت�صطدم في الج�س��م وترتد‬ ‫‪)Sensor‬‬ ‫عنه‪ .‬وبنا ًء عليه‪ ،‬يح�سب الم�سافة ذات ًّيا‪.‬‬ ‫ي�ست�شع��ر ه��ذا الح�ّسا�س �ش�� ّدة ال�ضوء‬ ‫ح�ّسا�س ال�ضوء‬ ‫الـمنعك�س م��ن ا ألج�سـام المخـتـلفـة‪،‬‬ ‫(‪)Light Sensor‬‬ ‫و ُيـم ّيز بـين أ�لوانها‪.‬‬ ‫ي�شب��ه الميكرف��ون‪ ،‬وي�سـت�شع��ر �ش�� ّدة‬ ‫ال�صوت‬ ‫(‪r‬ح‪sّ�o‬سا‪e�n‬س‪S‬‬ ‫ا أل�صوات الـمحيـط��ة‪ ،‬ويحـ ّولها إ�لى‬ ‫‪)Sound‬‬ ‫نب�ضـات كهربائيـة تـر�سل �إلى المتحكم‬ ‫في الروبوت‪.‬‬ ‫‪65‬‬

‫‪� - 4‬أ�صناف الروبوتات‬ ‫يمكن ت�صنيف الروبوتات ح�سب الا�ستخدام والخدمات التي تق ّدمها‪ ،‬أ�و ح�سب إ�مكانية‬ ‫تنقلها‪ .‬ومن �أنواع الروبوتات ح�سب الا�ستخدام والخدمات التي تقدمها‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬الروبوت ال�صناعي‪ُ :‬ي�ستخدم الروبوت ال�صناعي في الكثير من العمليات ال�صناعية‪ ،‬مثل‬ ‫عمليات الطلاء بالبخ الحراري في الم�صانع؛ لتقليل تع ّر�ض العمال لمادة الدهان التي‬ ‫ت�ؤ ّثر في �صحتهم‪ ،‬وفي أ�عمال ال�صب و�سكب المعادن‪ ،‬حيث تتطلب هذه العمليات‬ ‫التع ّر�ض لدرجة حرارة عالية‬ ‫ج ًّدا لا ي�ستطيع الإن�سان تحم ّلها‪،‬‬ ‫وعمليات تجميع القطع وتثبيتها‬ ‫في �أماكنها‪ .‬وال�شـــكل (‪،)6-2‬‬ ‫يـظـهر طريـقـة طلاء �آليــة من‬ ‫دون وجود الإن�سان با�ستخدام‬ ‫ال�شكل (‪ :)6-2‬الطلاء با�ستخدام الروبوت‪.‬‬ ‫الروبوت‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الـروبـوت الطبي‪ُ :‬ي�سـتخدم الـروبـوت الطبي في إ�جـراء العمليات الـجراحيـة الـمعـقدة‪،‬‬ ‫مثل جراحـة الدمـاغ وعمـليـات‬ ‫الـقلب المفتوح‪ ،‬ولعــل أ�بــرز‬ ‫ا�سـتخدامات الروبوت في المجال‬ ‫الطبي م�ساعدة ذوي الاحتياجات‬ ‫الـخا ّ�صة‪ ،‬كذراع الـروبـوت التي‬ ‫ت�سـتطيع ا�سـتـ�شـعار النـب�ضـات‬ ‫ال�شكل (‪ :)7-2‬ذراع الروبوت‪.‬‬ ‫الع�صبـيـة ال�صـــادرة عن الدمــاغ‬ ‫والا�ســتـجـابــة لهـا‪ .‬والـ�شــكل‬ ‫(‪ُ )7-2‬يبينّ ذراع الروبوت ل�شخ�ص فقد ذراعه‪.‬‬ ‫‪66‬‬

‫جـ‪ -‬الروبوت التعليمي‪�ُ :‬ص ّممت روبوتات‬ ‫لتحفيز الطلبـة وجـذب انتبـاهم إ�لى‬ ‫التعليم‪ ،‬وب أ��شكال مختلفة‪ ،‬وقد تكون‬ ‫على هيئة �إن�سان معلم كما في ال�شكل‬ ‫(‪.)8-2‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)8-2‬الروبوت المعلم‪.‬‬ ‫د ‪ -‬الـروبــوت في الـفـ�ضـاء‪ :‬ا�سـ ُتخـدم في‬ ‫المركبات الف�ضائية‪ ،‬مثل درا�سة �سطح‬ ‫المريخ‪ .‬وال�شكل (‪ُ )9-2‬يبينّ �شكل‬ ‫روبوت ف�ضائي‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)9-2‬روبوت الف�ضاء‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬الروبوت في المجال الأمني‪ :‬ا�س ُتخدم في‬ ‫مكافحة الـحرائق و�إبـطـال مفـعول‬ ‫ا أللـغام والقنابل‪ ،‬ونقل المواد ال�سا ّمة‬ ‫والم�شعة‪ .‬وال�شـكل (‪ُ )10-2‬يـبينّ‬ ‫(روبـوت) لمكافحة الحرائق‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)10-2‬روبوت لمكافحة الحرائق‪.‬‬ ‫‪67‬‬

‫وتق�سم الروبوتات ح�سب مجال حركتها‪ ،‬و إ�مكانية تجوالها �ضمن م�ساحة معيّنة‪ ،‬إ�لى ق�سمين‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬الروبوت الثابت‪ :‬ي�ستطيع الروبوت‬ ‫الثابت العمل �ضمن م�ساحة محدودة‪،‬‬ ‫حيث �إن بع�ضها يتم تثبيت قاعدته‬ ‫على أ�ر�ضية ثابتة‪ ،‬وتقوم ذراع‬ ‫الروبوت ب أ�داء المهمة المطلوبة‪ ،‬بنقل‬ ‫عنا�صر أ�و حملها �أو ترتيبها بطريقة‬ ‫ال�شكل (‪ :)11-2‬الروبوت الثابت‪.‬‬ ‫مع ّينة‪ .‬انظر ال�شكل (‪.)11-2‬‬ ‫ب‪ -‬الروبوت الـج ّوال أ�و الـمتـن ّقل‪ :‬ت�سمح‬ ‫برمـجة الروبوت المتنقل (الج ّوال)‬ ‫بالتح ّرك والتنقل �ضمن م�ساحات‬ ‫متنوعة لأداء مهامه؛ لذا‪ ،‬تجده يملك‬ ‫جز ًءا ي�ساعده على الحركة‪ ،‬ومن‬ ‫أ�نواعه‪:‬‬ ‫‪ . 1‬الروبـوت ذو العجـلات‬ ‫انظر ال�شكل (‪.)12-2‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)12-2‬الروبوت ذو العجلات‪.‬‬ ‫‪68‬‬

‫‪ . 2‬الروبـوت ذو ا ألرجـل‪ ،‬انــظــر‬ ‫ال�شكل (‪.)13-2‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)13-2‬الروبوت ذو الأرجل‪.‬‬ ‫‪ . 3‬الروبوت ال�س ّباح‪ ،‬انظر ال�شكل‬ ‫(‪.)14-2‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)14-2‬الروبوت ال�س ّباح‪.‬‬ ‫‪ . 4‬الروبوت على هيئة إ�ن�سان‪ /‬الرجل‬ ‫ا آللـي‪ ،‬انظر ال�شكل (‪.)15-2‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)15-2‬الرجل الآلي‪.‬‬ ‫وما زال عـلم الـروبـوت في‬ ‫‪69‬‬ ‫تطور م�ستمر‪ ،‬فقد تجد في ال�سنوات‬ ‫القادمة أ��شكا ًال أ�خرى للروبوتات‬ ‫ابتدعها عقل ا إلن�سان‪ ،‬غير ا أل�شكال‬ ‫التي تم ذكرها‪.‬‬

‫‪ - 5‬فوائد الروبوت في مجال ال�صناعة ومحدداته‬ ‫ظهر أ�ثر ا�ستخدام الروبوتات في ال�صناعة ب�شكل وا�ضح ج ًّدا‪ ،‬حيث كان له الكثير من الفوائد‬ ‫في هذا المجال‪ ،‬منها‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬يقوم الروبوت بالأعمال التي تتطلب تكرا ًرا مدة طويلة من دون تعب‪ ،‬ما ي ؤ�دي �إلى‬ ‫زيادة ا إلنتاجية‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ي�ستطيع القيام با ألعمال التي تتطلب تجميع القطع وتركيبها في مكانها بدقة عالية‪ ،‬ما‬ ‫يزيد من �إتقان العمل‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬يـقـ ّلل ا�سـتـخدام الـروبـوت من الـم�شكلات التي تتعر�ض لهـا الـم�صانع مـع العمال‪،‬‬ ‫كا إلجازات والت أ�خير والتعب‪.‬‬ ‫د ‪ -‬يـمكن التـعديـل على البرنـامج الم�صمم للروبوت لزيـادة الـمرونة في الت�صنـيع‪ ،‬ح�سب‬ ‫المتطلبات التي تقت�ضيها عملية الت�صنيع‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬ي�ستطيع العمل تحت ال�ضغط‪ ،‬وفي ظروف غير ملائمة ل�صحة ا إلن�سان‪ ،‬ك أ�عمال الدهان‬ ‫ور� ّش المواد الكيمائية ودرجات الرطوبة والحراراة العاليتين‪.‬‬ ‫وعلى الرغم من الفوائد الكبيرة التي يق ّدمها الروبوت في مجال ال�صناعة‪� ،‬إ ّال أ�نه يوجد بع�ض‬ ‫المحددات لا�ستخدام الروبوت في ال�صناعة‪ ،‬ومنها‪:‬‬ ‫‪ - 1‬الا�ستغناء عن الموظفين في الم�صانع وا�ستبدالهم بالروبوت ال�صناعي؛ �سيزيد من ن�سبة البطالة‪،‬‬ ‫و ُيق ّلل من فر�ص العمل‪.‬‬ ‫‪ - 2‬لا ي�ستطيع الروبوت القيام بالأعمال التي تتطلب ح�ًّسا فن ًّيا أ�و ذو ًقا في الت�صميم �أو �إبدا ًعا‪،‬‬ ‫فعقل الإن�سان له قدرة على ابتداع ا ألفكار‪.‬‬ ‫‪ - 3‬تكلفة ت�شغيل الروبوت في الم�صانع عاليـة؛ لذا‪ُ ،‬تع ّد غير منا�سبة في الم�صانع المتو�سطة وال�صغيرة‪.‬‬ ‫‪ - 4‬يحتاج الموظفون �إلى برامج تدريبية للتعامل مع الروبوتات ال�صناعية وت�شغيلها‪ ،‬وهذا �سيكلف‬ ‫ال�شركات ال�صناعية ما ًال ووق ًتا‪.‬‬ ‫‪ - 5‬م�ساحة الم�صانع التي �ست�ستخدم الروبوتات يجب �أن تكون كبير ًة ج ًّدا؛ لتجنب الا�صطدامات‬ ‫والحوادث في �أثناء حركتها‪.‬‬ ‫‪70‬‬

‫ﺛﺎﻟ ًﺜﺎ اﻟﻨﻈﻢ اﻟﺨﺒﻴﺮة‬ ‫ظهر مفهوم النظم الخبيرة أاول مرة من ِق َبل العا ِلـم اإدوارد فيغنبوم (‪،)Edward Feigenbaum‬‬ ‫واأو�سح (اإدوارد) أان العالـم ينتقل من معالجة البيانات (‪ )Data Processing‬إالى معالجة المعرفة‬ ‫(‪ )Knowledge Processing‬وا�ستخدامها في حل الم�سكلات واقتراح الحلول الـ ُمثلى؛ بالعتماد‬ ‫على محاكاة ال�سخ�ض الخبير في ح ّل الم�سكلات‪ .‬فما النظم الخبيرة؟ وما مك ّوناتها؟ وما اآلية عملها؟‬ ‫وما مميزاتها ومحدداتها؟‬ ‫‪ - 1‬مفه�م النظام الخبير و أاهم تطبيقاته‬ ‫النظام الخبير هو برنامج حا�سوبي ذكي‪ ،‬ي�ستخدم مجموعة من قواعد المعرفة في مجال مع ّين‬ ‫لح ّل الم�سكلات التي تحتاج إالى الخبرة الب�صرية‪ .‬وتكون طريقة ح ّل الم�سكلات في هذه النظم‬ ‫م�سابهة مع الطريقة التي يتبعها الإن�سان الخبير في هذا المجال‪ ،‬ويتميز النظام الخبير عن البرنامج‬ ‫العادي بقدرته على التعلم واكت�ساب الخبرات الجديدة‪.‬‬ ‫‪ôcq òJ‬‬ ‫• المعرفة هي ح�سيلة المعلومات والخبرة الب�صرية‪ ،‬التي تجمع في عقول الأفراد عن طريق‬ ‫الخبرة‪ ،‬وهي نتاج ا�ستخدام المعلومات التي تنتج من معالجة البيانات ودمجها مع الخبرات‪.‬‬ ‫النظم الخبيرة مرتبطة بمجال مع ّين‪ ،‬فاذا ُ�س ّممت لح ّل م�سكلة مع ّينة فلا يمكن تطبيقها أاو تغييرها‬ ‫لح ّل م�سكلة أاخرى‪ ،‬ومن اأ�سهر الأمثلة على النظم الخبيرة‪ :‬نظام خبير لت�سخي�ض اأمرا�ض الدم‬ ‫‪71‬‬

‫الذي ي�صعب تعديله لت�شخي�ص �أمرا�ض �أخرى‪ ،‬وتكون عملية ت�صميم نظام آ�خر من البداية‬ ‫عملية �أ�سهل من التعديل على النظام الموجود‪.‬‬ ‫الجدول (‪ )3-2‬يو ّ�ضح بع�ض ا ألمثلة على البرامج الخبيرة ومجال ا�ستخدامها‪.‬‬ ‫الجدول (‪ :)3-2‬أ�مثلة عملية على برامج النظم الخبيرة‪.‬‬ ‫ر�سم تو�ضيحي‬ ‫الـمجـال‬ ‫النـظام الـخبـير‬ ‫تحديد مك ّونات المر ّكبات‬ ‫ديندرال‬ ‫الكيميائية‪.‬‬ ‫‪DENDRAL‬‬ ‫نظام طبي لت�شخي�ص �أمرا�ض‬ ‫باف‬ ‫الجهاز التنف�سي‪.‬‬ ‫‪PUFF‬‬ ‫ُي�ستخدم من ِق َبل الجيولوجيين؛‬ ‫برو�سبكتر‬ ‫لتحديد مواقع الحفر للتنقيب‬ ‫عن النفط والمعادن‪.‬‬ ‫‪PROSPECTOR‬‬ ‫ُيق ّدم ن�صائح لت�صميم رقائق‬ ‫ديزاين �أدفايزر‬ ‫المعالج‪.‬‬ ‫‪DESIGN‬‬ ‫‪ADVISOR‬‬ ‫يعطي ن�صائح لعلماء ا آلثار‬ ‫ليثيان‬ ‫لفح�ص الأدوات الحجرية‪.‬‬ ‫‪LITHIAN‬‬ ‫‪72‬‬

‫‪� - 2‬أنواع الم�شكلات (الم�سائل) التي تحتاج الى النظم الخبيرة‬ ‫للنظم الخبيرة مجالات مع ّينة �أثبتت فيها قدرتها �أكثر من غيرها‪ ،‬فقد نجحت النظم الخبيرة في‬ ‫التعامل مع الم�شكلات في مجالات متنوعة‪ ,‬تقع معظمها في واحدة من الفئات الآتية‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬الت�شخي�ص‪ :‬مثل ت�شخي�ص �أعطال المعدات لنوع معينّ من ا آللات‪� ،‬أو الت�شخي�ص الطبي‬ ‫ألمرا�ض ا إلن�سان‪ .‬وال�شكل (‪ )16-2‬يو ّ�ضح مثا اًل على ا�ستخدام برنامج خبير طبي‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪� :)16-2‬شا�شة برنامج خبير طبي‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الت�صميم‪ :‬مثل �إعطاء ن�صائح عند ت�صميم مك ّونات أ�نظمة الحا�سوب والدارات ا إللكترونية‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬التخطيط‪ :‬مثل التخطيط لم�سار الرحلات الجوية‪.‬‬ ‫د ‪ -‬التف�سير‪ :‬مثل تف�سير بيانات ال�صور الإ�شعاعية‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬التنب�ؤ‪ :‬مثل التنب�ؤ بالطق�س أ�و أ��سعار ا أل�سهم‪.‬‬ ‫‪ - 3‬مك ّونات ا ألنظمة الخبيرة‬ ‫تتك ّون ا ألنظمة الخبيرة ب�شكل أ��سا�سي من �أربعة �أجزاء رئي�سة‪ ،‬هي‪ :‬قاعدة المعرفة‪ ،‬ومـح ّرك‬ ‫الا�ستدلال‪ ،‬وذاكرة العمل‪ ،‬وواجهة الم�ستخدم‪ ،‬حيث يتفاعل الم�ستخدم مع النظام عن طريق‬ ‫طرح الا�ستف�سارات أ�و الا�ستعلام عن مو�ضوع ما بمجال معينّ ‪ ،‬ويقوم النظام الخبير بالرد عن‬ ‫طريق إ�عطاء ن�صيحة �أو الح ّل المقترح للم�ستخدم‪ ،‬كما هو مو ّ�ضح بال�شكل (‪.)17-2‬‬ ‫‪73‬‬

‫‪Ωóîà°ùŸG‬‬ ‫‪Ωóîà°ùŸG á¡LGh‬‬ ‫‪ÒÑÿG ΩɶædG‬‬ ‫‪ÒÑÿG øe áaô©ŸG‬‬ ‫‪ΩÓ©à°SG‬‬ ‫‪IóYÉb‬‬ ‫‪∑ôq ë`e‬‬ ‫‪áaô©ŸG‬‬ ‫‪πq ë`dG‬‬ ‫‪∫’óà°S’G‬‬ ‫‪πª©dG IôcGP‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)17-2‬المك ّونات الرئي�سة للنظم الخبيرة‪.‬‬ ‫وفي ما ي�أتي‪ ،‬تو�ضيح لهذه المك ّونات‪:‬‬ ‫أ� ‪ -‬قاعدة المعرفة (‪:)Knowledge Base‬‬ ‫تحتوي قاعدة المعرفة على مجموعة من الحقائق والمبادئ والخبرات بمجال معرفة معينّ ‪،‬‬ ‫و ُت�ستخدم من ِق َبل الخبراء لحل الم�شكلات‪.‬‬ ‫والفرق بين قاعدة المعرفة وقاعدة البيانات‪ ،‬أ�ن قاعدة البيانات تتك ّون من مجموعة من‬ ‫البيانات والمعلومات المترابطة في ما بينها‪ ،‬بينما قاعدة المعرفة تبنى بالاعتماد على الخبرة‬ ‫الب�شرية‪ ،‬بالإ�ضافة �إلى المعلومات والبيانات‪ .‬كما تتم ّيز قاعدة المعرفة بالمرونة‪ ،‬حيث‬ ‫يمكن ا إل�ضافة عليها �أو الحذف منها �أو التعديل عليها من دون الت�أثير في المك ّونات‬ ‫الأخرى للنظام الخبير‪.‬‬ ‫ب‪ -‬مـح ّرك الا�ستدلال (‪:)Inference Engine‬‬ ‫برنامج حا�سوبي يقوم بالبحث في قاعدة المعرفة لح ّل م�س�ألة أ�و م�شكلة‪ ،‬عن طريق �آلية‬ ‫ا�ستنتاج تحاكي �آلية عمل الخبير عند الا�ست�شارة في م�س�ألة ما لإيجاد الح ّل‪ ،‬واختيار‬ ‫الن�صيحة المنا�سبة‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬ذاكرة العمل (‪:)Working Memory‬‬ ‫جزء من الذاكرة‪ ،‬مخ ّ�ص�ص لتخزين الم�شكلة المدخلة بو�ساطة م�ستخدم النظام‪ ،‬والمطلوب‬ ‫إ�يجاد ح ّل لها‪.‬‬ ‫‪74‬‬

‫د ‪ -‬واجهة الم�ستخدم (‪:)User Interface‬‬ ‫و�سيلة تفاعل بين الم�ستخدم والنظام الخبير‪ ،‬حيث ت�سمح ب إ�دخال الم�شكلة والمعلومات‬ ‫�إلى النظام الخبير و�إظهار النتيجة‪ .‬و ُتدخل المعلومات من خلال الاختيار من مجموعة‬ ‫من الخيارات الم�صاغة على �شكل أ��سئلة و�إجابات؛ لتزويد النظام بمعلومات عن موقف‬ ‫محدد‪ .‬ويتطلب ت�صميم واجهة الم�ستخدم الاهتمام باحتياجات الم�ستخدم‪ ،‬مثل �سهولة‬ ‫الا�ستخدام‪ ،‬وعدم الملل �أو التعب من عملية �إدخال المعلومات والإجابات‪.‬‬ ‫ال�شكل(‪)18-2‬يو ّ�ضح�شا�شةبرنامجخبيرلت�شخي�ص�أعطالال�سيارة(‪،)eXpertise2Go‬‬ ‫حيث ي�س أ�ل النظام الم�ستخدم عن أ�عطال ال�سيارة‪ ،‬ويجيب الم�ستخدم عن ا أل�سئلة‪ ،‬ويمكنك‬ ‫ملاحظة ا آلتي‪:‬‬ ‫‪ - 1‬وجود خيار (لا �أعرف)‪ ،‬ويدل على قدرة النظام على التعامل مع ا إلجابات الغام�ضة‪.‬‬ ‫‪ - 2‬إ�ﺔﻴﻧﺎﻜﻣ ا�ستخدام معطيات غير كاملة‪ ،‬حيث ُيـمكن للم�ستخدم �إدخال ﺔﺟﺭﺩ الت�أ ّكد‬ ‫(‪ )Degree of Certainty‬من �إجابته‪.‬‬ ‫‪� - 3‬إمكانية تف�سير �سبب طرح البرنامج هذا ال�س�ؤال للم�ستخدم‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪ :)18-2‬مثال على واجهة الم�ستخدم لنظام خبير لت�شخي�ص �أعطال ال�سيارات‪.‬‬ ‫وبعد �إجابة الم�ستخدم عن الكثير من الأ�سئلة التي يطرحها النظام عن طريق ال�شا�شات‪ ،‬تظهر‬ ‫التو�صيات والحلول‪.‬‬ ‫‪75‬‬

‫وال�شكل (‪ )19-2‬يو ّ�ضح الحلول والتو�صيات التي يقدمها النظام الخبير لت�شخي�ص أ�عطال‬ ‫ال�سيارة للم�ستخدم ودرجة الت أ� ّكد من ا إلجابة‪ ،‬و�إمكانية تف�سير الاحتمالات الممكنة جميعها لح ّل‬ ‫هذه الم�شكلة‪.‬‬ ‫ال�شكل (‪� :)19-2‬شا�شة الحلول المقترحة لم�شكلة ال�سيارة‪.‬‬ ‫‪ - 4‬مزايا النظم الخبيرة ومحدداتها‬ ‫أ�ثبتت ا ألنظمة الخبيرة نجاحها في الكثير من التطبيقات‪ ،‬حيث كان لها الكثير من الفوائد‪ ،‬من‬ ‫�أهمها ما ي�أتي‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬النظام الخبير غير ُﻣﺮ ّﻌ�ﺽ ﻨﻠﻟ�ﻥﺎﻴﺴ‪ ،‬ألنه ُيـو ّثق قراراته ب�شكل دائم‪.‬‬ ‫ب‪ -‬الم�سـاعدة على تدريب المخت�صين ذوي الـخبرة المنخف�ضة‪ ،‬ويـعود الف�ضل �إلى و�سائل‬ ‫التف�سير وقواعد المعرفة التي تخدم بو�صفها و�سائل للتعليم‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬تو ّفر النظم الخبيرة م�ستوى عال ًيا من الخبرات‪ ،‬عن طريق تجميع خبرة أ�كثر من �شخ�ص‬ ‫في نظام واحد‪.‬‬ ‫د ‪ -‬ن�شر الخبرة النادرة �إلى �أماكن بعيدة للا�ستفادة منها في أ�ماكن متفرقة في العالـم‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬القدرة على العمل بمعلومات غير كاملة �أو م�ؤكدة‪ ،‬حتى مع الإجابة (لا �أعرف) ي�ستطيع‬ ‫النظام الخبير �إعطاء نتيجة‪ ،‬على الرغم من أ�نها قد تكون غير م ؤ� ّكدة‪.‬‬ ‫‪76‬‬

‫وعلى الرغم من الفوائد الكثيرة التي تو ّفرها النظم الخبيرة‪� ،‬إ اّل �أن لديها الكثير من المحددات‪،‬‬ ‫ومن هذه المحددات ما ي�أتي‪:‬‬ ‫‪ -1‬عدم قدرة النظام الخبير على الإدراك والحد�س‪ ،‬بالمقارنة مع الإن�سان الخبير‪.‬‬ ‫‪ -2‬عدم قدرة النظام الخبير على التجاوب مع المواقف غير الاعتيادية �أو الم�شكلات خارج‬ ‫نطاق التخ�ص�ص‪.‬‬ ‫‪� -3‬صعوبة جمع الخبرة والمعرفة اللازمة لبناء قاعدة المعرفة من الخبراء‪.‬‬ ‫ومن الجدير بالذكر‪ ،‬أ�ن النظم الخبيرة ﻻ يمكن أ�ن تـحل مـح ّل الخبير نهائ ًّيا‪ ،‬على الرغم‬ ‫من �أ ّن النتائج التي تتو ّ�صل �إليها في بع�ض المجالات‪ ،‬تتطابق أ�و حتى تفوق النتائج التي ي�صل‬ ‫�إليها الخبير‪ ،‬إ� ّﻻ �أن ﻫـذﻩ النظم تعمل ج ّي ًدا فقط �ضمن مو�ضوع مـح ّدد‪ ،‬مثل ت�شخي�ص‬ ‫ا ألعطال لنوع معينّ من الآلات‪ ،‬وكلما ات�سع نطاق المجال‪� ،‬ضعفت قدرتها الا�ستنتاجية‪.‬‬ ‫‪77‬‬

‫‪π°üØdG á∏Ä°SGC‬‬ ‫جـ‪ -‬علم الروبوت‪.‬‬ ‫‪ - 1‬ع ّرف ك ًّلا من الم�سطلحات ا آلتية‪:‬‬ ‫اأ ‪ -‬الذكاء ال�سطناعي‪ .‬ب‪ -‬النظم الخبيرة‪.‬‬ ‫‪ - 2‬ما المنهجيات الأربع التي يقوم عليها مو�سوع الذكاء ال�سطناعي؟‬ ‫‪ - 3‬ح ّدد نوع الح�ّسا�ض المنا�سب في الجدول الآتي‪ ،‬ح�سب الوظيفة التي يوؤديها‪:‬‬ ‫وظيفته التي ي ؤ�ديها‬ ‫ا�صم الح�ّصا�س‬ ‫) ا�ست�سعار الم�سافة بين الروبوت وا ألج�سام الماد ّية‪.‬‬ ‫(‬ ‫) ا�ست�سعار التما�ض بين الروبوت و أاي ج�سم مادي خارجي كالجدار‪.‬‬ ‫(‬ ‫) ا�ست�سعار ال�سوء المنعك�ض من ا ألج�سام المختلفة والتمييز بين األوانها‪.‬‬ ‫(‬ ‫) ا�ست�سعار �س ّدة الأ�سوات المحيطة‪ ،‬وتحويلها اإلى نب�سات كهربائية‪.‬‬ ‫(‬ ‫‪ -4‬و ّ�سح مبداأ اختبار تورينغ‪.‬‬ ‫‪ -5‬و ّ�سح كيف ا�س ُتخدم الروبوت في المجالت الآتية‪:‬‬ ‫ب‪ -‬التعليم‪.‬‬ ‫أا ‪ -‬ال�سناعة‪.‬‬ ‫‪ -6‬ع ّدد اأنواع الم�سكلات التي تحتاج إالى النظم الخبيرة؟‬ ‫‪ -7‬ما الفرق بين قاعدة البيانات وقاعدة المعرفة؟‬ ‫‪ -8‬امل أا ال�سكل الآتي بمك ّونات النظام الخبير‪:‬‬ ‫‪ÒÑÿG ΩɶædG‬‬ ‫‪ÒÑÿG øe áaô©ŸG‬‬ ‫‪ΩÓ©à°SG‬‬ ‫‪πq ë`dG‬‬ ‫‪78‬‬

‫ﺧﻮارزﻣﻴﺎت اﻟﺒﺤﺚ ﻓﻲ ‪2‬‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ‬ ‫اﻟﺜﺎﻧﻲ‬ ‫اﻟﺬﻛﺎء اﻻﺻﻄﻨﺎﻋﻲ‬ ‫اأ�سهمت الحو�سبة الحديثة والإنترنت‪ ،‬في الو�سول اإلى كميات كبيرة من المعلومات؛ لذا‪،‬‬ ‫أا�سبحت القدرة على البحث بكفاية في هذه المعلومات متطل ًبا �صرور ًّيا‪ ،‬لقد ُ�س ّمم با�ستخدام‬ ‫الذكاء ال�سطناعي عدد كبير من خوارزميات البحث؛ لـح ّل اأ�سعب الم�سكلات في الكثير من‬ ‫التطبيقات‪ ،‬ومن ا ألمثلة على هذه التطبيقات عمليات الملاحة‪.‬‬ ‫�ستتعرف في هذا الف�سل مفهوم خوارزميات البحث ومبد أا عملها و أانواعها‪.‬‬ ‫أو ًﻻ ﻣﻔﻬﻮم ﺧﻮارزﻣﻴﺎت اﻟﺒﺤﺚ‬ ‫خوارزميات البحث �سل�سلة من الخطوات غير المعروفة م�سب ًقا؛ للعثور على الح ّل الذي يطابق‬ ‫مجموعة من المعايير من بين مجموعة من الحلول المحتملة‪ .‬ويقوم مبداأ عمل خوارزميات البحث‬ ‫على أاخذ الم�سكلة على اأنها مدخلات‪ ،‬ثم القيام ب�سل�سلة من العمليات‪ ،‬والتو ّقف عند الو�سول‬ ‫اإلى الهدف‪ .‬وال�سكل (‪ )20-2‬يو ّ�سح مبد أا عمل خوارزميات البحث‪.‬‬ ‫الهدف‬ ‫�صـل�صـلـة مـن‬ ‫الم�صكلة‬ ‫العمليات والنتائج‬ ‫ال�سكل (‪ :)20-2‬مبد أا عمل خوارزميات البحث‪.‬‬ ‫‪o‬وجدت ‪�N‬ار‪R‬ميات البحث في الذكاء الا�صطناعي; لح ّل الم�صكلات ذات ال�صفات الاآتية‪:‬‬ ‫‪ - 1‬ل يوجد للح ّل طريقة تحليلية وا�سحة‪ ،‬اأو أان الح ّل م�ستحيل بالطرائق العادية‪.‬‬ ‫‪ - 2‬يحتاج الح ّل اإلى عمليات ح�سابية كثيرة ومتنوعة لإيجاده (مثل‪ :‬الألعاب‪ ،‬والت�سفير‪ ،‬وغيرها)‪.‬‬ ‫‪ - 3‬يحتاج الح ّل إالى حد�ض عالي (مثل ال�سطر„)‪.‬‬ ‫للتعبير عن هذا النوع من الم�سكلات‪ُ ،‬تم ّثل با�ستخدام �سجرة البحث‪ .‬فما �سجرة البحث؟‬ ‫‪79‬‬

‫وكيف تمُ ّثل الم�شكلات با�ستخدامها؟‬ ‫‪� -1‬شجرة البحث (‪)Search Tree‬‬ ‫�شجرة البحث هي الطريقة الم�ستخدمة للتعبير عن الم�س�ألة (الم�شكلة) لت�سهيل عملية البحث‬ ‫عن الحلول الممكنة من خلال خوارزميات البحث‪ .‬إ� ّال �أن بع�ض الم�شكلات المعقدة ي�صعب و�صفها‬ ‫بهذه الطريقة‪ .‬تجد �شجرة البحث حلاًّ محتملاً للم�شكلة‪ ،‬عن طريق النظر في البيانات المتاحة‬ ‫بطريقة منظمة تعتمد على هيكلية ال�شجرة‪ ،‬وفي ما ي�أتي تو�ضيح لأهم المفاهيم في �شجرة البحث‪:‬‬ ‫أ� ‪ -‬مجموعة من النقاط أ�و العقد (‪ :)Node‬هي النقاط التي ُتن ّظم ب�شكل هرمي (م�ستويات مختلفة)‪.‬‬ ‫ولتو�ضيح ذلك؛ انظر ال�شكل (‪ ،)21-2‬الذي يو ّ�ضح خارطة للأماكن الرئي�سة في المدينة‪،‬‬ ‫ممثلة با�ستخدام �شجرة البحث‪ ،‬فمثلا النقطة (‪ )A‬في الم�ستوى الأول والنقطتان (‪ )B٫G‬في‬ ‫الم�ستوى الثاني‪.‬‬ ‫ُتـم ّثل ك ّل نقطة حالة من حالات ف�ضاء البحث‪ ،‬حيث �إن ف�ضاء البحث هو الحالات الممكنة‬ ‫جميعها لح ّل الم�شكلة‪ .‬فمثلا النقاط (‪ )A٫B٫G٫D٫C٫E٫F٫H٫I‬تمُ ّثل حالات ف�ضاء البحث‬ ‫جميعها للطريق بين و�سط المدينة (النقطة ‪ )A‬والمكتبة العامة (النقطة ‪ D‬أ�و النقطة ‪.)I‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪G‬‬ ‫المدر�سة‬ ‫و�سط المدينة‬ ‫الم�ست�شفى‬ ‫‪D‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪E‬‬ ‫‪F‬‬ ‫المكتبة العامة‬ ‫الم�صنع‬ ‫الحديقة‬ ‫الجامعة‬ ‫‪H‬‬ ‫ا إلذاعة‬ ‫‪I‬‬ ‫المكتبة العا ّمة‬ ‫ال�شكل (‪ :)21-2‬مثال تو�ضيحي لهيكلية ال�شجرة‪.‬‬ ‫‪80‬‬

‫ب ‪ -‬جذر ال�صجرة (‪ :)Root‬هو النقطة الموجودة اأعلى ال�سجرة‪ ،‬وهو الحالة البتدائية للم�سكلة‪،‬‬ ‫اأي اأنها نقطة البداية التي نبداأ منها البحث‪ ،‬في ال�سكل (‪ )21-2‬النقطة (‪ُ )A‬تم ّثل جذر‬ ‫ال�سجرة والحالة البتدائية للم�سكلة‪.‬‬ ‫جـ ‪ -‬ال أاب (‪ :)Parent‬هو النق‪£‬ة التي تتف ّر´ منها ‪f‬قاط ‪C‬ا‪N‬ر‪h ,i‬النقاط المتفرعة منها ُت�س ّم≈‬ ‫ا ألبناء (‪ .)Children‬في ال�سكل (‪ )21-2‬تع ّد النقطة (‪ )G‬هي ا’‪ ÜC‬للنقاط (‪،)F٫E‬‬ ‫والنقطة (‪ُ )D‬تم ّثل البن للنقطة (‪ُ .)B‬ت�س ّمى النقطة التي لي�ض لديها أابناء النقطة الميتة؛‬ ‫مثل النقطة (‪.)C‬‬ ‫د ‪ -‬النقطة الهدف اأو الـحالة الهـدف‪ :‬هي الهدف المطلوب الو�سول إاليه أاو الـحالة النهائيـة‬ ‫للم�سكلـة‪ ،‬في ال�سكل (‪ )21-2‬الهدف هو الو�سول اإلى المكتبة العامة؛ لذا‪ ،‬فاإ ّن النقطة‬ ‫اأو الحالة الهدف هي النقطة (‪ )D‬اأو النقطة (‪.)I‬‬ ‫هـ ‪ -‬الـم�صار‪h :‬هو ›موعة م‪ ø‬النقاط المتتالية ‘ ‪T‬س‪é‬ر‪ I‬ال‪ åëÑ‬مثل (‪ .)G - F - H‬و ُتـح ّل‬ ‫الم�سكلة عن طريق ا ّتباع خوارزمية البحث للو�سول إالى الم�سار ال�سحيح (م�سار الح ّل)‬ ‫من الحالة البتدائية أاو جذر ال�سجرة إالى الحالة الهدف‪ .‬فمث ًلا‪ ،‬م�سار الح ّل في ال�سكل‬ ‫(‪ )21-2‬هو (‪ ،)A-B-D‬لح‪ ß‬اأنه لي�ض الم�سار الوحيد للح ّل‪ ،‬ولكنه الم�سار الأف�سل‬ ‫لأنه اأق�صر م�سار‪.‬‬ ‫ﻣﺜﺎل )‪ :(١‬ت أا ّمل ال�صكل (‪K ،)22-2‬م اأجب عن الاأ�ص‪Ä‬لة التي تليه‪:‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪DE‬‬ ‫‪FG‬‬ ‫‪IJ‬‬ ‫‪KL M‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪OP‬‬ ‫ال�سكل (‪ :)22-2‬مثال على �سجرة بحث‪.‬‬ ‫‪81‬‬

‫�أ ‪ -‬ع ّدد حالات ف�ضاء البحث التي تم ّثلها هذه ال�شجرة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ما الحالة الابتدائية للم�شكلة؟‬ ‫جـ‪ -‬ما جذر ال�شجرة؟‬ ‫د ‪ -‬اذكر �أمثلة على نقاط تحتوي على علاقة (الأب ‪ -‬ا ألبناء)‪.‬‬ ‫هـ ‪ -‬ع ّدد �أمثلة على م�سار �ضمن ال�شجرة‪.‬‬ ‫و ‪ -‬اذكر مثا اًل على نقطة ميتة‪.‬‬ ‫الح ّل‪:‬‬ ‫�أ ‪ -‬حالات الف�ضاء هي (‪.)A٫B٫C٫D٫E٫F٫G٫H٫I٫J٫K٫L٫M٫N٫O٫P‬‬ ‫ب‪ -‬الحالة الابتدائية هي (‪.)A‬‬ ‫جـ‪ -‬جذر ال�شجرة هو (‪.)A‬‬ ‫د ‪ -‬النقطة (‪ )A‬هي ا ألب للنقطة (‪.)B‬‬ ‫النقطة (‪ )A‬هي الأب للنقطة (‪.)C‬‬ ‫هـ ‪ -‬الم�سار ا ألول‪. A- B - E - K :‬‬ ‫الم�سار الثاني‪C - H - O :‬‬ ‫و ‪ -‬من الأمثلة على النقاط الميتة النقطة ‪.G‬‬ ‫لاحظ‬ ‫‪ -‬تكتب حالات ف�ضاء البحث بو�ضع فوا�صل بين كل رمز والآخر‪.‬‬ ‫‪ -‬يكتب م�سار الحل و ُيقر�أ من الي�سار �إلى اليمين وتو�ضع إ��شارة (‪ )-‬للف�صل بين الرموز كما‬ ‫يمكن ا�ستخدام �أي رمز آ�خر ما عدا الفا�صلة‪.‬‬ ‫‪82‬‬

‫ﻧﺸﺎﻁ ) ‪� :( ١ - ٢‬صجرة البحث‪.‬‬ ‫ت أا ّمل ال�سكل ا آلتي‪ ،‬ثم اأجب عن الأ�سئلة التي تليه‪:‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪DE‬‬ ‫‪G‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪HI‬‬ ‫‪J‬‬ ‫‪K‬‬ ‫أا ‪ -‬ع ّدد حالت ف�ساء البحث التي تم ّثلها هذه ال�سجرة‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ما الحالة البتدائية للم�سكلة؟‬ ‫جـ‪ -‬ما جذر ال�سجرة؟‬ ‫د ‪ -‬ع ّدد ا‪C‬مثلة عل≈ ‪f‬قاط –تو… عل≈ علا‪b‬ة (ا ‪ - Ü’C‬ا’‪C‬بنا‪.)A‬‬ ‫هـ ‪ -‬ما الم�سار بين النقطتين (‪ )B‬و(‪)H‬؟‬ ‫‪ - h‬ع ّدد النقاط الميتة ‘ ال�س‪é‬ر‪.I‬‬ ‫‪83‬‬

‫ﻣﺜﺎل )‪ :(٢‬ت أا ّمل ال�صكل (‪K ،)23-2‬م اأجب عن ال أا�ص‪Ä‬لة التي تليه‪:‬‬ ‫عل ًما ب أان هذا ال�سكل جزء من �سجرة بحث للعبة (‪ )X O‬بين لعبين‪ ،‬ويقوم‬ ‫اللاعبان باللعب بالتناوب؛ حيث يقوم اللاعب الأول (الحا�سوب) بو�سع الحرف‬ ‫(‪ ،)X‬واللاعب الثاني (الم�ستخدم) بو�سع الحرف (‪.)O‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪oo x‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oo x‬‬ ‫‪oo x‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪E‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪G‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪J‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪xo‬‬ ‫‪x xo‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪oxo‬‬ ‫‪oxo‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪xxx‬‬ ‫‪x xo‬‬ ‫‪xxo‬‬ ‫‪xxx‬‬ ‫‪oxo‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪oxo‬‬ ‫ال�سكل ( ‪ :)23-2‬جزء من لعبة (‪.)X O‬‬ ‫‪ - 1‬ما النقطة التي تم ّثل جذر ال�سجرة؟‬ ‫‪ - 2‬كم عدد حالت ف�ساء البحث؟ اذكرها‪.‬‬ ‫‪ - 3‬اذكر اأمثلة على م�سار‪.‬‬ ‫‪ - 4‬ما عدد النقاط الميتة?‬ ‫‪ - 5‬ما الحالة الهدف في هذه ال�سجرة؟ ولماذا؟‬ ‫‪84‬‬

:‫اﻟﺤ ّﻞ‬ .(A) á£≤ædG »g Iôé°ûdG QòL πãq “ »àdG á£≤ædG - 1 (A^B^C^D^E^F^G^H^I^J^K^L^M^N) »gh ,14 ƒg AÉ°†ØdG ä’ÉM OóY - 2 .A-B-F-K : QÉ°ùe ≈∏Y ∫Éãe - 3 .•É≤f 6 ƒg áà«ŸG •É≤ædG OóY - 4 ,܃°SÉ◊G Rƒa πãq “o (K^N) •É≤ædG ¿ÉE a ,ºq K øeh .áÑ©∏dÉH RƒØdG πãq “o »àdG ádÉ◊G »g ±ó¡dG ádÉ◊G - 4 .Ωóîà°ùª∏d RƒØdG ádÉM πãq “o (E ,G) •É≤ædGh ‫ﺛﺎﻧ ًﻴﺎ أﻧﻮاع ﺧﻮارزﻣﻴﺎت اﻟﺒﺤﺚ‬ åëÑdG äÉ«eRQGƒN ∞∏àîJh ,»YÉ棰U’G AÉcòdG ‘ åëÑdG ≥FGôWh äÉ«dBG øe ÒãµdG óLƒj .±ó¡dG ádÉ◊G øY åëÑdG AÉæKGC ‘ åëÑdG Iôé°T ‘ •É≤ædG ¬«a QÉàîJ …òdG Ö«JÎdG Ö°ùM Ωóîà°ùJh ,É¡∏q ëH Ωƒ≤à°S »àdG ádÉC °ùŸG øY á≤Ñ°ùe äÉeƒ∏©e …GC ∂∏à“ ’ äÉ«eRQGƒÿG √ògh âfÉc GPGE áaô©Ÿ ,iôNC’G ƒ∏J IóMGh AÉ°†ØdG ä’ÉM πq c ¢üëØJo å«ëH ,åëÑ∏d áàHÉK á«é«JGΰSEG ,¬H ΩÉ«≤dG äÉ«eRQGƒÿG √ò¡d øµÁ …òdG ó«MƒdG A»°ûdÉa .á≤HÉ£e ÒZ ΩGC ܃∏£ŸG ±ó¡∏d á≤HÉ£e .±ó¡dG ádÉM øe ±ó¡dG ÒZ ádÉM ÚH õ««ªàdG ƒg á«eRQGƒNh ’k hGC ≥ª©dG ‘ åëÑdG á«eRQGƒN :πãe åëÑdG äÉ«eRQGƒÿ ´GƒfGC IóY óLƒJh .’k hCG ≥ª©dG ‘ åëÑdG á«eRQGƒN »JCÉj Ée ‘ ±ôq ©àà°Sh ,á«°Só◊G á«eRQGƒÿGh ’k hGC ¢Vô©dG ‘ åëÑdG (Depth First Search Algorithm) ’k hCG ≥ª©dG ‘ åëÑdG á«eRQGƒN -1 ≈°übGC QÉ°ùŸG (»°SCGôdG åëÑdG É°†jGC ≈ªq °ùJo »àdGh) ’k hCG ≥ª©dG ‘ åëÑdG á«eRQGƒN òNÉC J ádÉM ‘h .áà«e á£≤f ≈dEG π°üJ ≈àM ,ΩÉeC’G ≈dEG √ÉŒ’ÉH ¬°üëØJh åëÑdG Iôé°T ‘ QÉ°ù«dG º`d ôNGB ´ôq ØJ É¡«a ¿ƒµj Iôé°ûdG ‘ á£≤f ÜôbCG ≈dEG ∞∏ÿG ≈dGE Oƒ©J ,áà«e á£≤f ≈dGE ∫ƒ°UƒdG .±ó¡dG á£≤ædG ≈dEG ∫ƒ°Uƒ∏d á«q ∏ª©dG Qôq µJ ºK ,¬àjÉ¡f ≈àM QÉ°ùŸG ∂dP Èàîjh ,¢üëØjo 85

‫ﻣﺜﺎل )‪ :(١‬ت أا ّمل ال�صكل (‪ّ K ،)24-2‬م أاجب عن ال�ص�ؤال الذي يليه?‬ ‫‪A‬‬ ‫‪BC‬‬ ‫‪D E F GH‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪J KLM‬‬ ‫‪N‬‬ ‫الـحالـة‬ ‫‪OP‬‬ ‫الهدف‬ ‫ال�سكل (‪ :)24-2‬مثال على �سجرة بحث‪.‬‬ ‫• ما م�سار البحث عن النقطة الهدف (‪ )N‬با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق أاو ًل؟‬ ‫اﻟﺤ ّﻞ‪ :‬إليجاد م�سار البحث عن الحالة الهدف (‪ )N‬با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق‬ ‫اأو ًل‪ ،‬نتبع الآتي‪:‬‬ ‫تبداأ عملية البحث في ‪�N‬ار‪R‬مية البحث في العم≥ أاول ‪k‬ا من الحالة البتدائية أاو جذر ال�سجرة (‪،)A‬‬ ‫ثم نختار الم�سار في اأق�سى الي�سار(‪ )B‬ثم (‪ )D‬ثم (‪ )I‬ونقارن ك ّل نقطة أاو حالة مع النقطة الهدف‬ ‫(‪ .)N‬بعد الو�سول إالى نقطة (‪ )I‬التي ُتع ّد ‪f‬ق‪£‬ة ميتة ( ‪ ’ ¬f’C‬يوجد لها ‪f‬قاط فرعية)‪f ,‬رج™ ‪E‬ال≈‬ ‫الخلف اإلى النقطة ال�سابقة (‪ .)D‬لح‪ ß‬أانه تم فح�ض النقطة (‪� )D‬ساب ًقا؛ لذا‪ ،‬ل ُتك ّرر هذه النقطة‬ ‫في م�سار البحث‪ .‬عند النقطة (‪ )D‬يوجد ‪f‬قاط فرعية ‪ ⁄‬يتم ف‪üë‬سها ‪C‬ا‪ h‬ا‪N‬ت‪Ñ‬ا‪Q‬ها‪ ,‬فتتم عملية تت‪™Ñ‬‬ ‫هذا الم�سار للنقطة (‪ )J‬فن�سل إالى نقطة ميتة‪ ،‬ف‪Ô‬جع مرة اأخرى اإلى الخلف إالى النقطة (‪ ،)D‬والتي‬ ‫اخ ُتبرت جميع م�ساراتها‪ ،‬ف‪Ô‬جع مرة اأخرى اإلى الخلف إالى النقطة (‪ ،)B‬حيث نجد أان نقطة (‪)E‬‬ ‫لـم ُتختبر‪ .‬وبعد ذلك نختار الم�سار اأق�سى الي�سار فن�سل اإلى النقطة (‪ )K‬التي تع ّد نقطة ميتة‪ ،‬ف‪Ô‬جع‬ ‫إالى الخلف‪ .‬ثم ُنك ّرر هذه العملية إالى اأن ن�سل اإلى النقطة الهدف‪ .‬وبنا ًء على ما �سبق‪ ،‬ف إان م�سار‬ ‫البحث عن الح ّل با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق اأو ًل‪ ،‬هي‪:‬‬ ‫‪A-B-D-I-J-E-K-L-M-C-F-N‬‬ ‫لح‪ ß‬اأ ّن خوارزمية البحث تو ّقفت عند الو�سول إالى النقطة الهدف‪ ،‬ولم تقم بالمرور أاو‬ ‫ف‪ ¢üë‬النقاط ‪.G٫H٫O٫P‬‬ ‫‪86‬‬

‫ﻣﺜﺎل )‪ :(٢‬ت أا ّمل ال�صكل‪K ،‬م أاجب عن الاأ�ص‪Ä‬لة التي تليه‪:‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪EF‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪J‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪xo‬‬ ‫‪xo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪G‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪oox‬‬ ‫‪xxo‬‬ ‫‪xxx‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫أا ‪ -‬جـد م�سـار البحث عن الحالـة الهدف في �سـجرة البحث؛ با�ستخدام خوارزمية البحث في‬ ‫العمق اأو ًل‪ ،‬عل ًما باأن الهدف هو فوز اللاعب (‪.)X‬‬ ‫ب‪ -‬هل يوجد م�سار اآخر للحل؟ ما هو؟ وهل يمكن الو�سول إاليه با�ستخدام خوارزمية البحث‬ ‫في العمق أاو ًل؟‬ ‫اﻟﺤ ّﻞ‪:‬‬ ‫أا ‪ -‬م�سار البحث عن الهدف؛ با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق أاو ًل هو‪:‬‬ ‫(‪)S-D-E-F-G‬‬ ‫ب‪ -‬يوجد م�ساران آاخران للحل‪ ،‬هما‪:‬‬ ‫‪)S - C( . 1‬‬ ‫‪)S - H - J - K( . 2‬‬ ‫ول يمكن الو�سول إاليها با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق اأو ًل‪.‬‬ ‫‪87‬‬

‫ﻧﺸﺎﻁ ) ‪ :( ٢ - ٢‬ا�صتخدام ‪�N‬ار‪R‬مية البحث بالعم≥ أاول‪k‬ا‪.‬‬ ‫ت أا ّمل ال�سكل الآتي‪ ،‬ثم أاجب عن ال�سوؤال الذي يليه‪:‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪AB‬‬ ‫‪C DE F‬‬ ‫‪ ‬جد م�سار البحث عن الحالة الهدف با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق أاو ًل‪ ،‬عل ًما ب أان‬ ‫‪ E‬هي الحالة الهدف‪.‬‬ ‫‪88‬‬

‫‪π°üØdG á∏Ä°SGC‬‬ ‫ب ‪ -‬الح�لة البتدا‪F‬ية‪.‬‬ ‫‪ - 1‬م� ا‪ü≤Ÿ‬سود بك ‪x‬ل من‪:‬‬ ‫أا ‪ -‬خوارزمي�ت البحث‪.‬‬ ‫جـ ‪ -‬ا‪�Ÿ‬س�ر‪.‬‬ ‫‪ - 2‬اأ… العب�رات ا ‪B‬لتية ‪U‬سحيحة‪ ،‬و أا ّ‪j‬ه� خ‪�£‬أ؟‬ ‫أا ‪ -‬تع ّد خوارزمي�ت البحث‪ ،‬من ‪W‬را‪F‬ق ح ّل ا‪�Ÿ‬سكلات في الذك�ء ال‪U‬س‪�æ£‬عي‪) ( .‬‬ ‫ب‪ -‬ت�ستخدم خوارزمية البحث في العمق اأو ًل‪ ،‬معلوم�ت م�سب≤ة عن الـم�سكلـة ا‪£Ÿ‬لوب‬ ‫حله� في عملية البحث‪) ( .‬‬ ‫جـ‪ -‬ال‪£≤æ‬ة ا‪Ÿ‬يتة هي ال‪£≤æ‬ة الهدف‪) ( .‬‬ ‫د ‪ -‬الح�لة البتدا‪F‬ية ‪o‬تـم ّ‪ã‬ل جذر ال�سجرة‪) ( .‬‬ ‫‪ - 3‬ت أ� ّمل ال�سكل ا ‪B‬لتي‪ ،‬ثم اأجب عن ا أل�سئلة التي تليه‪ ،‬عل ًم� ب�أن ال‪£≤æ‬ة (‪ )K‬هي الح�لة الهدف‪:‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪G‬‬ ‫‪E H JK‬‬ ‫ب‪ -‬اذكر م‪ً �ã‬ل عل≈ م�س�ر‪.‬‬ ‫اأ ‪ -‬ح ّدد جذر ال�سجرة‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬اذكر م‪ً �ã‬ل عل≈ ‪£≤f‬ة ميتة‪ .‬د ‪ -‬ع ّدد ا ألب‪�æ‬ء لل‪£≤æ‬ة (‪.)C‬‬ ‫هـ‪ -‬م� م�س�ر البحث عن الح�لة الهدف؛ ب��ستخدام خوارزمية البحث في العمق أاو ًل؟‬ ‫‪89‬‬

‫‪IóMƒdG á∏Ä°SGC‬‬ ‫‪ - 1‬ح ّدد ا‪üŸ‬س‪£‬ل‪ í‬ا‪��æŸ‬سب لك ‪x‬ل من ا÷مل ا ‪B‬لتية‪.:‬‬ ‫اأ ‪ -‬ال‪£‬ر‪≤j‬ة ا‪�Ÿ‬ستخدمة للتعب‪ Ò‬عن ا‪�Ÿ‬س�ألة لت�سهيل عملية البحث عن الحلو∫ ا‪Ÿ‬مك‪æ‬ة عن ‪W‬ر‪j‬ق‬ ‫خوارزمي�ت البحث‪) ( .‬‬ ‫ب‪B -‬الـة ( ‪E‬الك‪Î‬و ‪ -‬ميك�‪f‬يكية ) ‪o‬ت‪È‬م‪ è‬بو�س�‪W‬ة برام‪ è‬ح��سوبية خ�‪U‬سة لل≤ي�م ب�لك‪ Òã‬من‬ ‫الأعم�∫ ا‪£ÿ‬رة ال�س�‪b‬ة والد‪b‬ي≤ة‪) ( .‬‬ ‫جـ‪ -‬ا÷‪õ‬ء ال‪æ‬ه�‪F‬ي من الروبوت الذ… ‪Øّ æj‬ذ ا‪Ÿ‬همة التي ‪üj‬سدره� الروبوت‪ ،‬و‪j‬عتمد ‪T‬سكله عل≈‬ ‫‪W‬بيعة ا‪Ÿ‬همة‪) ( .‬‬ ‫‪U - 2‬س ّ‪ ∞æ‬ا ‪B‬لتي ‪E‬ال≈ ‪E‬احد‪U i‬س‪�Ø‬ت الروبوت (ا�ست�سع�ر‪ ،‬تخ‪£‬ي§ ومع�÷ة‪ ،‬ا�ستج�بة)‪.‬‬ ‫اأ ‪ -‬ت¨ي‪ Ò‬الروبوت ‪�Ÿ‬س�ر√ ب�سبب وجود ع�‪F‬ق‪.‬‬ ‫‪ -Ü‬التقاط ‪j Aƒ°V‬د∫ ع∏≈ ‪ƒLh‬د ‪ øe Öjôb º°ùL‬ال‪.äƒHhô‬‬ ‫جـ‪ -‬دوران الروبوت ‪ 540‬لليم‪Ú‬؛ أل‪f‬ه م‪È‬م‪ è‬عل≈ ذل∂‪.‬‬ ‫ب‪ -‬مـح ّر∑ ال�ستدل∫‪.‬‬ ‫‪ - 3‬اذكر و‪X‬ي‪Ø‬ة واحدة لك ‪x‬ل من‪:‬‬ ‫د ‪ -‬واجهة ا‪�Ÿ‬ستخدم في ال‪�¶æ‬م ا‪ÿ‬ب‪.Ò‬‬ ‫أا ‪ -‬الذرا´ ا‪Ÿ‬يك�‪f‬يكية‪.‬‬ ‫جـ‪ -‬الـمـتـح ّكم‪.‬‬ ‫‪ - 4‬ع ّدد ‪ّ ‬ددات ا أل‪¶f‬مة ا‪ÿ‬ب‪Ò‬ة‪.‬‬ ‫‪ - 5‬ع ّلل م� ‪�j‬أتي‪:‬‬ ‫‪ -‬ل ‪Á‬كن اأن – ّل ال‪¶æ‬م ا‪ÿ‬ب‪Ò‬ة مك�ن ا ‪E‬ل‪�f‬س�ن ا‪ÿ‬ب‪f Ò‬ه�‪v F‬ي�‪.‬‬ ‫‪ -‬ا�ستخدام خوارزمية البحث في العمق أاو ًل‪ ،‬ل ‪j‬ع‪£‬ي ا‪�Ÿ‬س�ر ا أل‪ öüb‬للح ّل دا‪ً F‬م�‪.‬‬ ‫‪90‬‬

‫‪ - 6‬ت�أ ّمل ال�شكل‪ ,‬ثم �أجب عن ا أل�سئلة التي تليه‪ ،‬عل ًما ب أ�ن الهدف هو فوز اللاعب (‪:)X‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪oo‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪B‬‬ ‫‪E‬‬ ‫‪F‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪oo‬‬ ‫‪oo‬‬ ‫‪x‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪G‬‬ ‫‪H‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪J‬‬ ‫‪K‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪ooo‬‬ ‫‪ooo‬‬ ‫‪ox‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪oo‬‬ ‫‪oo‬‬ ‫‪xo‬‬ ‫‪xxo‬‬ ‫‪xx‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪D‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪M‬‬ ‫‪N‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xox‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪xoo‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫‪xxo‬‬ ‫‪xxo‬‬ ‫‪oxx‬‬ ‫�أ ‪ -‬كم عدد حلاات ف�اضء البحث؟ اذكرها‪.‬‬ ‫ب‪ -‬ما جذر ال�شجرة؟‬ ‫جـ‪ -‬ع ّدد النقاط الميتة‪.‬‬ ‫د ‪ -‬ما م�سار البحث عن الحالة الهدف؛ با�ستخدام خوارزمية البحث في العمق �أولًا ؟‬ ‫‪91‬‬

‫ﺗﻘﻮﻳﻢ ذاﺗﻲ‬ ‫ب‪ً �æ‬ء عل≈ م� در�سته في هذ√ الوحدة‪ّ b ،‬يم ‪�Øf‬س∂ ذاتـ ‪v‬ي�؛ بتعبئة ‪F�b‬مة الر‪U‬سد ا‪Ÿ‬ذكورة في ا÷دو∫‬ ‫ا ‪B‬لتي‪:‬‬ ‫‪¿É≤J’E G áLQO‬‬ ‫‪IQÉ```¡`ª`dG‬‬ ‫‪ºbôdG‬‬ ‫‪’ º©f‬‬ ‫‪ 1‬أا‪o‬ع ّرف م‪Ø‬هوم الذك�ء ال‪U‬س‪�æ£‬عي‪ ،‬و أاع ّدد أاهدافه‪.‬‬ ‫‪ 2‬اأ‪o‬ع ّدد مي‪õ‬ات برام‪ è‬الذك�ء ال‪U‬س‪�æ£‬عي‪ ،‬وبع�‪ ¢‬ت‪£‬بي≤�ته‪.‬‬ ‫‪o 3‬أاع ّرف الروبوت؛ مك ّو‪�f‬ته‪ ،‬و‪U‬س‪�Ø‬ته و أا‪f‬واعه وفوا‪F‬د√‪.‬‬ ‫‪ 4‬ا‪o‬أ‪U‬س ّ‪ ∞æ‬الروبوت�ت ح�سب الت‪£‬بي≤�ت وا‪ÿ‬دم�ت التي ت≤ ّدمه�‪ ،‬أاو ح�سب حركته�‪.‬‬ ‫أ‪o‬ام ّي‪ õ‬الح�ّس��س�ت ا‪U�ÿ‬سة ب�لروبوت‪ ،‬و ‪o‬اأح ّدد و‪ØF�X‬ه�‪.‬‬ ‫‪5‬‬ ‫ا‪o‬أع ّرف م‪Ø‬هوم ال‪¶æ‬م ا‪ÿ‬ب‪Ò‬ة‪ ،‬ومك ّو‪�f‬ته� وو‪ØF�X‬ه�‪ ،‬وم‪õ‬ا‪�j‬ه�‪ ،‬و‪ّ ‬دداته�‪.‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪7‬‬ ‫اأ‪o‬ح ّدد أا‪f‬وا´ ا‪�Ÿ‬سكلات التي –ت�‪E ê‬ال≈ ال‪¶æ‬م ا‪ÿ‬ب‪Ò‬ة‪.‬‬ ‫‪ 8‬اأ‪o‬ع ّرف م‪Ø‬هوم خورازمي�ت البحث‪.‬‬ ‫‪ 9‬أ‪o‬اع ّرف ‪T‬سجرة البحث‪.‬‬ ‫‪o 10‬أاع ّدد اأ‪f‬وا´ خوارزمي�ت البحث‪.‬‬ ‫‪ 11‬ا‪o‬أ‪ّ W‬بق خوارزمية البحث في العمق أاو ًل؛ ل‪jE‬ج�د م�س�ر الح ّل عن الح�لة الهدف‪.‬‬ ‫‪92‬‬

‫الفصل الدراسي الثاني‬ ‫‪93‬‬

‫ﺍﻷﺳﺎﺱ ﺍﻟﻤﻨﻄﻘﻲ ﻟﻠﺤﺎﺳﻮﺏ ‪٣‬‬ ‫ﺍﻟﻮﺣﺪﺓ‬ ‫ﺍﻟﺜـﺎﻟﺜـﺔ‬ ‫ﻭﺍﻟﺒ ّﻮﺍﺑﺎﺕ ﺍﻟﻤﻨﻄﻘﻴﺔ‬ ‫‪Logical Gates‬‬ ‫در�ست في ال�س∞ الحادي ع�‪ ö‬التعاب‪ Ò‬العلائقية والتعاب‪ Ò‬المنطقية‪ ،‬وتع ّرفت المعاملات‬ ‫المنطقية ‪ .And^Or^Not‬ف أا‪U‬سبحت قاد ًرا عل≈ كتابة جدول الحقيقة للمعاملات المنطقية‪،‬‬ ‫واإ‪éj‬اد ناتج التعب‪ Ò‬المنطقي‪ .‬و�ستتع ّر‪ ±‬في ه‪ √ò‬الوحدة م‪Ø‬هوم البوابات المنطقية واأنواعها‪،‬‬ ‫واآلية عملها‪ ،‬واأ�سا�سيات الج‪ È‬المنطقي‪.‬‬ ‫‪94‬‬

‫اﻟﻨﺘﺎﺟﺎت‬ ‫‪:¿CG ≈∏Y GQk OÉb ¿ƒµj ¿CG ,IóMƒdG √òg ájÉ¡f ó©H ÖdÉ£dG øe ™qbƒàj‬‬ ‫• ‪j‬تع ّر‪ ±‬البوابات المنطقية؛ أانواعها‪ ،‬واآلية عملها‪.‬‬ ‫• ُ‪ّ Á‬ي‪ õ‬رمو‪ R‬البوابات المنطقية‪.‬‬ ‫• ‪j‬كتب جداول الحقيقة للبوابات المنطقية‪.‬‬ ‫• ‪j‬تـت ّب™ ناتـج البوابات المنطقية‪.‬‬ ‫• ُ‪ّ Á‬ثل العبارات الج‪jّ È‬ة المنطقية؛ با�ستخدام البوابات المنطقية‪.‬‬ ‫• ‪j‬كتب جداول الحقيقة للعبارات المنطقية المك ّونة من مت¨ ّ‪jÒ‬ن عل≈ الأك‪.Ì‬‬ ‫• ‪éj‬د ناتـج العبارات المنطقية‪ ،‬التي تتك ّون من البوابات المنطقية ا أل�سا�سية‪.‬‬ ‫• ‪éj‬د ناتـج العبارات المنطقية‪ ،‬التي تتك ّون من بوابات منطقية م�ستقة من النو´ ن‪�Ø‬سه‪.‬‬ ‫• ‪j‬ر�سم البوابات والدوائر المنطقية الأ�سا�سية والم�ستقة‪ ،‬التي تدخل في تركيب ا ألن¶مة الحا�سوبية‪.‬‬ ‫• ‪j‬تع ّر‪ ±‬م‪Ø‬هوم الج‪ È‬المنطقي (البوو‹)‪.‬‬ ‫• ُ‪ّ Á‬ثل العبارات المنطقية؛ با�ستخدام التعاب‪ Ò‬الج‪jÈ‬ة المنطقية‪.‬‬ ‫• ‪éj‬د ناتـج التعاب‪ Ò‬الج‪jÈ‬ة المنطقية‪.‬‬ ‫‪95‬‬

‫‪1‬‬ ‫اﻟﻔﺼﻞ‬ ‫ا ول‬ ‫اﻟﺒﻮاﺑﺎت اﻟﻤﻨﻄﻘﻴﺔ‬ ‫‪j‬تك ّون الـحا�ســوب من الكـث‪ Ò‬من‬ ‫الدوائر المنطقية (‪،)Logical Circuits‬‬ ‫التــي ُت�ستخــدم في معالـ‪é‬ــة البيانــات‬ ‫الممثلة بالن¶ــام الثنائي (‪ ،)1^0‬وتتك ّون‬ ‫الـدوائر المنطقيـة من عدد من البوابـات‬ ‫المنطقية (‪� .)Logical Gates‬سـتـتـع ّر‪±‬‬ ‫في ه‪ò‬ا ال‪�Ø‬سل م‪Ø‬هوم البوابات المنطقية‬ ‫و أانواعها‪ ،‬و آالية عمل كل منها‪.‬‬ ‫أو ًﻻ ﻣﻔﻬﻮم اﻟﺒﻮاﺑﺎت اﻟﻤﻨﻄﻘﻴﺔ‬ ‫البوابة المنطقية دارة إالك‪Î‬ونية ب�سيطة‪ ،‬تقوم بعملية منطقية عل≈ مدخل واحد أاو اأك‪ ،Ì‬وتنتج‬ ‫مخر ًجا منطق ‪v‬يا واح ًدا‪ ،‬و ُت�ستخدم في بنا‪ A‬معالجات ا ألجه‪õ‬ة الإلك‪Î‬ونية والحوا�سيب‪ ،‬وتعتمد‬ ‫البوابات المنطقية في عملها عل≈ مبد أا ال�سواب اأو ا‪ÿ‬ط أا‪ ،‬اأو ما ُ‪�j‬س ّم≈ رقم ‪v‬يا ‪ 1‬اأو ‪( 0‬رمو‪ R‬الن¶ام‬ ‫الثنائي)‪ ،‬وه‪ò‬ا هو المبد أا ال�سا�سي الم�ستخدم في مدخلات ه‪ √ò‬البوابات‪ ،‬وال‪ò‬ي ‪j‬تح ّكم ‪Ã‬خرجات‬ ‫الدوائر المنطقية‪ .‬و أاقرب مثال عل≈ ذل∂‪ ،‬الدارة الكهربائية الب�سيطة التي –توي م�سبا ًحا كهربائ ًيا‬ ‫وم‪Ø‬تاح تو‪U‬سيل‪ ،‬فعند ‪Z‬لق الدارة بو�سا‪W‬ة الم‪Ø‬تاح ‪†j‬سي‪ A‬الم�سباح‪ ،‬و ُ“ ّثل الحالة بالرم‪ õ‬الثنائي(‪،)1‬‬ ‫وعند فت‪ í‬الدارة بو�سا‪W‬ة الم‪Ø‬تاح؛ ‪j‬نط‪ ÅØ‬الم�سباح‪ ،‬و ُ“ ّثل ه‪ √ò‬الحالة بالرم‪ õ‬الثنائي (‪ ،)0‬ان¶ر‬ ‫ال�سكل ( ‪.)1-3‬‬ ‫‪96‬‬

‫م�سدر تيار كهربائي‬ ‫م‪Ø‬تاح التو‪U‬سيل م‪Ø‬توح = ‪0‬‬ ‫م�سباح‬ ‫م‪Ø‬تاح التو‪U‬سيل م¨لق = ‪1‬‬ ‫م‪Ø‬تاح تو‪U‬سيل‬ ‫ال�سكل (‪ :)1-3‬دارة كهربائية ب�سيطة‪.‬‬ ‫ﺛﺎﻧ ًﻴﺎ أﻧﻮاع اﻟﺒﻮاﺑﺎت اﻟﻤﻨﻄﻘﻴﺔ‬ ‫ُتق�سم البوابات المنطقية إال≈ البوابات المنطقية الأ�سا�سية‪ ،‬وت†سم بوابات ‪،AND ، OR ، NOT‬‬ ‫والبوابات المنطقية الم�ستقة ومنها بوابات (‪ )NAND‬و (‪.)NOR‬‬ ‫وفي ما ‪ j‬أاتي تو‪V‬سي‪ í‬للبوابات المنطقية ا أل�سا�سية‪:‬‬ ‫‪:AND á«≤£æŸG áHGƒÑdG - 1‬‬ ‫ُتع ّد واحدة مـن البوابـات المنطقية الأ�سا�سية‪ ،‬التـي تدخل فـي بنا‪ A‬مع¶م الدوائر المنطقية‪،‬‬ ‫ولها مدخلان ومـخر‪ ê‬واحد‪ ،‬و ُت�س ّم≈ {و‪ z‬المنطقية‪ ،‬و ُ‪j‬رم‪ õ‬لها بالرم‪ õ‬المب ّين في ال�سكل‬ ‫(‪ ،)2-3‬حي‪�jُ å‬س‪ X Ò‬و ‪ Y‬اإل≈ مداخل البوابة‪ .‬و ‪ A‬مخر‪ ê‬البوابة‪ ،‬و ُ‪j‬ع ّ‪ È‬عنها بالعبارة‬ ‫المنطقية ‪.A = X AND Y‬‬ ‫‪X‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪Y‬‬ ‫ال�سكل (‪ :)2-3‬رم‪ õ‬البوابة المنطقية ‪.AND‬‬ ‫‪97‬‬

‫تعطـي بوابـة ‪ AND‬مـخر ًجا قيمتة (‪ )1‬إاذا كانت قيمة المداخل جميعها ‪ 1‬فقط‪ ،‬وتعطي‬ ‫مخر ًجا قيمته (‪ )0‬اإذا كانت قيمة أاي من المدخلين اأو كلاهما (‪ ،)0‬و ُ‪ّ Á‬ثل الجدول (‪ )1-3‬جدول‬ ‫الحقيقة للبوابة المنطقية ‪.AND‬‬ ‫‪AND á«≤£æŸG áHGƒÑ∏d á≤«≤◊G ∫hóL :(1-3) ∫hó÷G‬‬ ‫‪X Y A = X AND Y‬‬ ‫‪111‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪010‬‬ ‫‪000‬‬ ‫‪º∏q ©J‬‬ ‫جدول الحقيقة “ثيل لعبارة منطقية ُ‪j‬ب ّين الحتمالت المختل‪Ø‬ة للمت¨ ّ‪Ò‬ات المك ّونة للعبارة‬ ‫المنطقية‪ ،‬ونتي‪é‬ة ه‪ √ò‬الحتمالت‪ ،‬فعدد الحتمالت في الجدول ‪�j‬ساوي ‪ 2n‬حي‪ å‬إان ‪ّ “ُ n‬ثل‬ ‫عدد المت¨ ّ‪Ò‬ات في العبارة المنطقية‪ ،‬وك ّل مت¨ ّ‪j Ò‬اأخ‪ ò‬قيمتين إاما (‪ )0‬اأو (‪ .)1‬مث ًلا‪j ،‬حتوي جدول‬ ‫الحقيقة للعبارة المنطقية ‪ X AND Y‬عل≈ أاربعة احتمالت (‪.)22‬‬ ‫ت�ستطي™ ت�سميم دارة كهربائية ُ“ ّثل البوابة المنطقية ‪Øà AND‬تاحي تو‪U‬سيل في و‪V‬سعية ‪،‹GƒàdG‬‬ ‫بحي‪†j å‬سي‪ A‬الم�سباح عندما ‪j‬كون ‪p‬كلا الم‪Ø‬تاحين في حالة اإ‪Z‬لا‪ ¥‬فقط‪ ،‬ان¶ر ال�سكل (‪.)3-3‬‬ ‫م�سدر تيار‬ ‫‪A‬‬ ‫م�سباح‬ ‫‪XY‬‬ ‫م‪Ø‬تاحي تو‪U‬سيل‬ ‫ال�سكل (‪ :)3-3‬دارة كهربائية ُ“ ّثل البوابة المنطقية ‪.AND‬‬ ‫‪98‬‬