שפת סי||הקדמה חלק א', ביה"ס לתכנות-שפת סי

קורס C / רוני – הקדמה-חלק א'

הקורס עבר הגהה וביטוא ע"י אוראל, תודה רבה רבה לך על הביטוא אוראל:)

שלום רב לכולכם, מתכנתים ומתכנתות יקרים.
איך אתם? מה שלומכם? אני מקווה שיש לכם חיוך על הפנים ושאתם שמחים, אך אם לא - אל תדאגו, עד לסוף ההקדמה אתם תהיו מול צג המחשב עם חיוך מאוזן לאוזן וחלקכם אולי גם עם פטיש. למה? תגלו בהמשך.
וכעת, לפני שאומר לכם "רוצו למקלדת וכתבו חוברת", אסביר לכם כמה דברים שבלעדיהם אף צייר לא יוכל לצייר את יצירתו.
הביטו נא אל המסך שלפניכם, הקרוי גם בשמו השני - "צג". אתם רואים את הטקסט הזה ואת האתר הזה, נכון? (אם אתם קוראים את זה אני מאמינה שכן, אלא אם כן אתם קוראים את הדברים טלפתית, ואז זה כבר סיפור אחר, אבל בואו נחזור להסבר). ראיתם?
כעת חשבו בלבכם על הדבר אותו אתם רואים.
חשבתם?
בואו ואני אגיד לכם מה אתם ויתר האנשים רואים. אתם רואים דף מסוים, עם רקע אפור (נכון לכתיבת שורות אלה) ובמרכזו מלבן עם רקע כמעט לבן ובו מלל רב. אתם פוזלים עם עיניכם אל ראשית הדף ורואים בו כפתורים, כפתורים המקשרים לדפים אחרים שנמצאים תחת שמות אחרים, אך כתובתם הבסיסית זהה לזאת של האתר בו אתם נמצאים כעת, דבר זה מזכיר ספר, בעל אלפי דפים גדושים במלל שמעבירים לנו מידע, רגש והשראה.
בואו נביט על הדף הזה שוב, אבל הפעם עם יותר תשומת לב. אלה מכם שזקוקים לזכוכית מגדלת רשאים לשלוף אותה מנדנה, להחזיקה בידם ולבחון את הדף עליו דנו לפני שורות מספר. מה אתם רואים כעת? אתם רואים עולם אחר, נכון. עלם שכולו הוראות, פקודות ואופרטורים המופיעים אחד אחרי השני ויוצרים יותר ויותר כפתורים ומלל בדף בו אנו נמצאים כעת. אתם וודאי תוהים בלבכם: "מה החופרת הזאת רוצה לומר בכל ההקדמה חסרת התועלת הזו?" והרי זוהי התשובה, במהלך השיעורים שלי אתן לכם את הבסיס של הבסיס לעולם התכנות שמתרחב מדי יום ביומו ללא הפסק.
כאן אני מעוניינת להעיר הערה קטנה: אנחנו לא נלמד כיצד לפתח באינטרנט (כפי שאולי חלקכם הבינו מהפסקאות הקודמות), אלא תכנות, מלשון תוכנה.
ועכשיו, לפני שתירדמו על המקלדת, נתחיל את השיעור שלו חיכינו (לפחות אני) מאז חודש יוני. חבריי היקרים, צר לי לומר לכם, אך לפני שנכתוב פקודות, כדאי שנכיר קצת את העולם אליו אנחנו נכנסים. ואיך נוכל להתחיל ללמוד על העולם הזה אם לא מהבסיס... אני קוראת לו מק"מ, אבל אתם יכולים לקרוא לו מספרים-קבועים-משתנים.

מספרים
עולמנו מורכב משלל דרכי ספירה, חלקן מוכרות יותר וחלקן אינן מוכרות כלל, אך הן קיימות. אנו מטבענו האנושי סופרים בשיטה הפשוטה והיעילה ביותר שנקראת שיטת ספירה עשרונית (בסיס 10) וידועה גם בכינוי "דצימלי". הכוונה היא שאנו סופרים 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 וכן הלאה. המספרים בבסיס הספרה הנ"ל הם מאפס עד תשע. כלומר, אנו סופרים מהמספר 0, מגיעים לתשע ומוסיפים אחד לאפס (10). הסתבכתם? אל תדאגו, גם אני הסתבכתי לראשונה, אבל תראו אותי היום, מסבירה לכם את זה כשם שהסבירו לי את ה-א' ב'.
בקרוב תבינו את זה, מיד אחרי שאסביר לכם על הבסיס הבא, הבסיס בו משתמשים אלה העוסקים באלקטרוניקה ומחשוב, הלא זה הבסיס הבינארי (בסיס 2), בסיס עם שתי ספרות בלבד, אך עם אינסוף מספרים.
הבסיס הבינארי מורכב משתי ספרות (0,1). המספרים שנוצרים מספרות אלו מתורגמים לבסיס הספירה שלנו, העשרוני, במגוון דרכים ושיטות אותם אציין בהמשך.
המספרים נראים כך, לדוגמא: 0 שלנו - 0 בבסיס בינארי, 1 שלנו - 1 בבסיס בינארי, 2 שלנו - 10 בבסיס בינארי, 3 שלנו - 11 בבסיס בינארי וכך הלאה.
בסיס ספירה נוסף בו אנו, העוסקים באלקטרוניקה (וגם מפתחי אינטרנט שצריכים להשתמש בצבעים ע"י ייצוג צבע בשיטת RGB, עליו תוכלו לשאול בפורום מטומ"מ או את ויקיפדיה ), גם משתמשים, שהוא טיפה הרבה יותר מסובך, הוא בסיס הקסדצימלי, שהוא בסיס 16. הספרות בו הן 0-9 ו-A-F, כלומר:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, עוברים ל-A (שהוא שווה ל-10 שלנו), B=11, C=12, D=13, E=14, F=15, לאחר מכן מוסיפים 1 לספרה הראשונה (0) ויוצא 10 (שהוא שווה ל-16 שלנו) וכן הלאה.
העקרון של דרכי המעבר בין הבסיסים השונים הנו פשוט, אך דורש תרגול רב. ניסיון במעבר בין בסיסים תרכשו לאחר הכנת שיעורי הבית.

הערת המבטא: אוראל הכין במיוחד בשבילכם (הפתעה ) כלי שימושי אשר יוכל לעזור לכם רבות בהמרה מבסיס לבסיס. ולא, לא לגמרי אוטומטית, אתם בכל זאת צריכים להתרגל לעשות את זה לבד. זה רק נועד כדי להקל עליכם מעט (או קצת יותר ). בהמשך אסביר עליו, לבינתיים נחזור לשיעור של רוני.

המרה מבסיס כלשהו לבסיס 10 - שיטה I (הוסבר ע"י אוראל)
יש לנו את הביטוי 45A בבסיס הקסדצימלי, בואו נפרק אותו לספרותיו. בעצם נתון לנו פה A אחדות, 5 עשרות ו-4 מאות, כל זה בבסיס 16. במילים אחרות:

(X^Y זה X בחזקת Y).
ועכשיו נמיר את הערכים ההקסדצימלים למספרים בבסיס עשרוני:

כל מה שנותר לנו עכשיו הוא לפתור את הביטוי. לאחר שפתרנו את הביטוי, יצא לנו 1114 בבסיס עשרוני, שהם 45A בבסיס הקסדצימלי.
באותה שיטה ניתן להשתמש גם בהמרה מבסיסים אחרים לבסיס עשרוני, זאת ע"י שינוי ה-16 לבסיס אותו נרצה. כך, למשל נוכל להמיר 1001 מבסיס בינארי לבסיס עשרוני בשיטה הנ"ל:

המרה מבסיס כלשהו לבסיס 10 - שיטה II (נכתב ע"י אוראל)
יש לנו את הביטוי 45A בבסיס הקסדצימלי, ואותו אנו רוצים להמיר לבסיס עשרוני.
מתחילים משמאל לימין. מה לחלק ל-16 (כי זה בסיס 16) יהיה 0 (כי מתחילים ב-0) עם שארית 4 (כי הוא המספר משמאל לימין בו אנו נמצאים)? התשובה היא, כמובן, 4. ניקח את ה-4 ונמשיך.
מה לחלק ל-16 (שוב, זה בסיס 16) יהיה 4 (בגלל שקיבלנו אותו בשלב הקודם) עם שארית 5 (בגלל שהמספר הבא משמאל לימין במספר שבבסיס ההקסדצימלי הוא 5)? אבל איך לחשב את זה, הרי יהיו פעמים שזה הרבה יותר מסובך, אתם שואלים? ובכן, בואו ניזכר בשיטות הישנות. כמו כששאלו אתכם בכיתה א' (?) מה פחות 6 יצא 10? אז אתם עשיתם 6 ועוד 10 ויצא לכם 16. בהמשך לימדו אתכם איך לעשות זאת בכפל וחילוק, כך בדיוק פה. אז בואו נחשוב ביחד מה לחלק ל-16 יהיה X עם שארית Y? התשובה היא, כמובן, X*16+Y. בואו נראה מה אנחנו עושים במקרה שלנו. 16*4=64, נוסיף 5 - כי יש לנו שארית 5 - ויצא 69. נזכור את 69 ונמשיך.
A בבסיס הקסדצימלי הוא 10, כפי שרוני לימדה לא מזמן. אז מה לחלק ל-16 יהיה 69 עם שארית 10? ניזכר בשיטה שלמדנו. 69*16 (תשלפו מחשבון. היתרון האדיר בשיטה הזאת הוא שהשיטה הזאת פשוטה, וניתן לעשות אותה יחסית בקלות אף ללא מחשבון, בניגוד לשיטה הקודמת שתהיה הרבה יותר מסובכת ללא מחשבון). יצא לנו 1104, נוסיף לו את השארית, שהיא 10 (ולא נשכח אותה חס וחלילה, שמא תיעלב), ויצא לנו 1114. בואו נבדוק רגע... זהו! נגמר לנו המספר בבסיס 16, מה שאומר שאין לנו עוד מה לעשות. נבדוק גם אם התוצאה תואמת לשיטה הקודמת, ונגלה שכן.

בשתי שיטות הנ"ל העיקרון הוא אותו העיקרון גם בבסיסים אחרים, רק שצריך להחליף את ה-16 בבסיס אותו נרצה להמיר לבסיס עשרוני.
אנו מצאנו כי השיטה הראשונה מאוד יעילה לפעמים, במיוחד כשיש לנו מחשבון. השיטה השנייה מאוד תעזור לנו כשלא יהיה לנו מחשבון. אבל בתאכלס - זו בחירה שלכם איך לעשות את זה ומתי.

המרה מבסיס 10 לבסיס כלשהו
יש לנו את המספר 1114 בבסיס עשרוני ונרצה להמיר אותו לבסיס 2.
מכיוון שזה בסיס 2, נחלק את 1114 ל-2 (אם זה היה הקסדצימלי, למשל, היינו מחלקים ב-16 ולא ב-2). נקבל 557 עם שארית 0, ולכן נתחיל לרשום - הפעם משמאל לימין - 0.
נחלק גם את 557 ב-2, והפעם נקבל 278 עם שארית 1. נכתוב 1 משמאל ל-0, כך שלבינתיים יש לנו 10.
נחלק את 278 ב-2 ונקבל 139 ללא שארית (שארית 0). נכתוב 010.
נחלק את 139 ב-2 ונקבל 69 עם שארית 1. נכתוב 1010.
נחלק את 69 ב-2 ונקבל 34 ושארית 1. נרשום 11010.
נחלק את 34 ב-2 ונקבל 17 ללא שארית. נרשום 011010.
נחלק את 17 ב-2 ונקבל 8 עם שארית 1. נרשום 1011010.
נחלק את 8 ב-2 ונקבל 4 ללא שארית. נרשום 01011010.
נחלק את 4 ב-2 ונקבל 2 ללא שארית. נרשום 001011010.
נחלק את 2 ב-2 ונקבל 1 ללא שארית. נרשום 0001011010.
נחלק את 1 ב-2 ונקבל 0 עם שארית 1. נרשום 10001011010.
נחלק את 0 ב-2 ונקבל 0 עם שארית 0. נרשום 010001011010.
נחלק את 0 ב-2 ונקבל 0 עם שארית 0. נרשום 0010001011010.
וכך הלאה...
סתם, סתם, בצחוק! כשמגיעים ל-0, אין צורך להמשיך, כי לא משנה כמה נמשיך - התוצאה תהיה שווה.
מסקנות:
- 1114 בבסיס בינארי הוא 10001011010.
- במידה וקיבלנו מספר (ממש כמו בבסיס עשרוני) שיש בו אפסים מצד שמאל, ניתן לצמצם אותו ע"י הורדת אותם האפסים.

תוכלו לגשת לכלי אותו הזכיר אוראל ע"י לחיצה כאן. הכלי יעזור לכם מאוד במקרה שתרצו להמיר מספר מבסיס עשרוני לבסיס הקסדצימלי, למשל, מכיוון שלא כל אחד יכול לחלק מספר ב-16 ולמצוא מספר שלם ושארית תוך שניות ספורות. כל מה שתצרכו לעשות זה להיכנס לקישור הנ"ל, להקליד את המספר לחלק לבסיס וללחוץ אנטר. לאחר שתלחצו אנטר, יופיעו לכם למטה התוצאה השלמה והשארית. לתקלות טכניות בכלי הנ"ל תוכלו לפנות ישירות לאוראל - LighTo273.


אלו הן השיטות הכי יעילות והכי מוכרות למעבר בין בסיסים, מי מכם שמוכן לנסות להמציא שיטה חדשה מוזמן בהחלט, העולם זקוק לגאונים נוספים שישפרו את עולם האלקטרוניקה של ימינו.

שיעורי הבית בנושא המספרים הם:
תרגמו כל אחד מהמספרים הבאים לשני הבסיסים הנותרים מבין בסיס עשרוני, בינארי והקסדצימלי (לא לשכוח לכתוב גם את כל הדרך בה המרתם מבסיס לבסיס, ממש כמו מבחן במתמטיקה, בו צריך להראות את הדרך):
00101011 (בינארי), 136 (עשרוני), 122 (עשרוני), 24A (הקסדצימלי) ואחרון חביב - 1110110111 (בינארי).
בהצלחה לכם, תלמידיי.


מספרים
חכו, אל תארזו את הציוד, עדיין לא נשמע הצלצול ויש לנו עוד חצי שעה לפחות, שזה מספיק זמן בכדי לסיים את הנושא הזה ולעבור לנושא הבא, אז קדימה, עטים - החוצה, מחברת פתוחה, הלאה.
נכון, דיברנו על מספרים ועל בסיסי הספירה שלהם, אך עדיין איננו מכירים את כל סוגי המספרים; בעולם קיימים שני סוגי מספרים עיקריים.

• מספרים טבעיים. מספרים אלו הם מספרים חיוביים ושלמים (כלומר, מעל 0 וללא שבר). המספרים הללו לא יכולים להיות שלילים, מכיוון שבטבע אין מספר שלילי, השלילי הומצא בבנק.
• מספרים רציונאליים. מספרים אלו הם שלמים עם שברים, שניתן להציגם כמונה של מספר שלם.
  0.25 מהווה דוגמא למספר רציואנלי, כי הוא מייצג ¼ ו-25/100.
  דוגמא למספר אי רציונאלי - פאי, מכיוון שלא ניתן להציגו כמונה של מספר שלם.

אלו הם סוגי המספרים. אתם איתי? עד כאן יש לכם שאלות? אני רואה שיש לכם. הכינו אותם לסוף השיעור, נעבור עליהם במהרה מיד לאחר שנסיים לדבר על שני הנושאים הבאים שלנו, מי בר המזל עליו נלמד כעת? קבועים. האם אתם מוכנים?
הקבועים הם נתונים החלטיים אשר אינם ניתנים לשינוי. לדוגמא, מספר חברי הכנסת הוא 120; נתון זה אינו ניתן לשינוי בשום דרך אפשרית. לעומת זאת, דבר שאינו קבוע זה מספר חברי הממשלה, עקב היותו ניתן לשינוי. בתחום האלקטרוניקה ובו שפת התכנות קיימים תווים, מספרים וקבועים רבים אשר אינם ניתנים לשינוי, אודותיהם נלמד בהמשך.

שיעורי הבית בנושא מספרים טבעיים
כתבו לי בבקשה שני דברים קבועים ושני דברים אשר אינם קבועים, כל זאת מחיי היומיום.

אז החזירו את הספרים לתיקים , ושיהיה לכם המשך יומדהים.אז בהצלחה. ותיזהרו מהשקשוקה החריפה בקפיטריה.




הודעה זו נערכה ע"י Who Nose ב Feb 22 2014, 16:20 PM