المقدمة
الحمد لله رب العالمين والصلاة والسلام على سيد البشر والناس اجمعين وعلى اله الطيبين الطاهرين. ان الكتاب المقدم بين يديك عزيزي القارىء هو محاولة للربط بين علوم هندسة المواد وبين البرمجة بلغة (Visual basic-6-)، وما هو الآ محاولة لأختراق عملية الربط هذه اذ لم نجد كمستخدمين لهذه اللغة البرمجية الكفوءة مراجعاً او كتباً منهجية تطرقت لهذه الحالة، كما اننا كتدريسيين نحاول ان نضع لطلبتنا في الجامعات الهندسية امثلة برمجية تجعل من عملية الربط بين الجوانب النظرية التي يتطرق لها طالب كلية الهندسة امراً ممكناً. ولقد سعى مؤلفوا الكتاب بصورة مستمرة لأنتقاء الأمثلة الهندسية الخاصة بعلم هندسة المواد بحيث كانت امثلة متدرجة في درجة صعوبتها منتقلة في جميع فصول الكتاب من الأقل صعوبة برمجياً او تصميمياً الى الأكثر صعوبةً، وكان لابد من مراعاة توجيه المستخدم الى جميع تفاصيل التصميم الخاصة بكل مثال وبطريقة مفصلة تفصيلاً قد يكون مملاً والسبب في ذلك هو اعتبار ان المستخدم يملك بعض المهارات التصميمية البسيطة والألمام المحدود باللغة ليتم من خلال الكتاب نقله الى مرحلة اكثر تقدماً بهذه اللغة.
حاول مؤلفوا الكتاب من خلال الأمثلة في فصوله الستة التطرق الى اغلب الأيعازات الخاصة باللغة كما حاولوا استخدام اغلب كائنات اللغة في عملية التصميم الخاصة بكل الأمثلة، لكن ذلك تحقق بنسبة معينة بحسب درجة التعقيد للمثال في دراسة علوم هندسة المواد، ولقد سعى المؤلفون الى ان تكون طريقة البرمجة الخاصة بالأمثلة مبنية على خوارزميات واضحة ومباشرة وبعيدة بطريقة او بأخرى عن التعقيدات ليسهل على قارءى الكتاب تنفيذ البرامج الخاصة بالأمثلة، كما نجح مؤلفوا الكتاب في الأبتعاد كل البعد عن كتابة شفرات برمجية معقدة اذ كانت تسمية الثوابت العددية والمتغيرات والمصفوفات المعتمدة في جميع الأمثلة تسميات واضحة ذات علاقة بالمعادلات المحسوبة بالأمثلة ولم يتم استخدام الأختصارات في تسميات الكائنات اذ سعى المؤلفون الى تدريب المستخدمين على التعامل مع هذه الكائنات ومسمياتها المباشرة بغية تحقيق شيء من الألفة بينهم وبين بيئة عمل لغة البرمجة. قد يتبادر الى اذهان القارئين سؤالً عن طرق حل الأمثلة التي تم التطرق اليها في الكتاب الحالي أهي افضل او امثل طرق الحل ؟ والحقيقة ان البرمجة هي انعكاس لأبداعات المبرمج ومن الممكن ان تتم برمجة بعض الأمثلة الحالية بطرق اخرى قد تكون اقل بعدد اسطر كتابة الشفرة لكنها قد تكون غريبة او معقده على اذهان القارىء، وعلى هذا الأساس فأن مؤلفوا الكتاب قد تعمدوا برمجة بعض الأمثلة على ما هي عليه الآن والغاية هي تدريب المستخدم على نمطية واضحة في برمجته وانشاء تصورات ذهنية قد تجعل منه مبرمجاً مبدعاً في المستقبل خاصة ان هدفهم هو بناء مهندس مواد ملم بدرجة عالية بالبرمجة ومجال الأختصاص له.
ان الهدف من الكتاب الحالي هو اذلال المعوقات والصعوبات التي قد تواجه طالب كلية الهندسة او المهندس في عملية بناء البرامج الحاسوبية التي قد يحتاجها في دراسته الهندسية او حياته المهنية، اذ انه قد يبني برنامجاً خاصاً بعمل معين يحتاجه بفترة معينة من الدراسة الهندسية او ممارسة المهنة فليس بالظرورة ان يجد تطبيقات هندسية او برامج تحل جميع المشكلات الهندسية التي قد يواجهها، ويمكن لهذا الكتاب ان يكون مفيداً لطلبة كليات الهندسة بصورة عامة بدون الأنحياز لتخصص معين اذ تم مراعاة ان تكون الأمثلة المنتقاة واضحة ومباشرة لتفيد اكبر شريحة ممكنة من طلبة كليات الهندسة عموماً وبذلك فقد احتوى الكتاب على امثلة وايعازات وتوجيهات مبسطة احياناً ومعقدة احياناً اخرى لتعليم كيفية البرمجـة بلغـة (Visual Basic-6-) ولم يحتوي على نمطية عمل هذه اللغة او اعطاء تفاصيل عمل ايعازات اللغة.
يتناول هذا الكتاب ستة فصول حيث تضمن:
- الفصل الأول مقدمة عامة ومبسطة حول لغة (Visual Basic-6-) وقد اشتملت على تعريف المستخدم بالمبادىء الأساسية المتعلقة بالعمل على اللغة وبيئتها التطويرية.
اما الفصل الثاني وصولاً الى الفصل الأخير فقد احتوت جميعها على امثلة متعلقة بعلم هندسة المواد آخذين بنظر الأعتبار تصنيفات علم هندسة المواد، بحيث تضمن الفصل الثاني امثلة عامة في علم هندسة المواد (الفلزات والسبائك).
واحتوى الفصل الثالث امثلة حول البوليمرات.
أما الفصل الرابع فقد تضمن امثلة حول المواد السيراميكية.
واحتوى الفصل الخامس على امثلة في المواد المتراكبة.
اما الفصل السادس فقد تم التطرق فيه الى امثلة بالمعادن.
واخيراً نتمنى من الله ان نكون قد وفقنا في تقديم الكتاب ومحتوياته لتحقق الغاية المرجوه منه وان نكون قد ساهمنا في اغناء المكتبة العربية الهندسية وما التوفيق الآ من عند الله.
أ.د. قحطان خلف الخزرجي
م.د. ليث قيس عباس الحيدري
م.د. عباس خماس حسين الساعدي
بغداد / حزيران 2010
الأهداء
الى وطننا الغالي .............العراق
الى شعبنا العزيز
الى طالبي العلم
نهدي ثمرة جهودنا هذه .
المؤلفون
1-1 مقدمة حول لغة البيسك المرئي:
تطورت برامجيات الحاسوب عبر السنوات الماضية بشكل كبير، فمنذ ظهور الحاسوب والمبرمجون آخذون بالتفكير في انتاج برامج متميزه بالبساطة والوضوح بالأستخدام او التفاعل معها، وظهرت لغات البرمجة المتقدمة او العالية (High Level Language) مثل لغة (Basic , Qbasic , C , …etc) لتحل محل لغات البرمجة المتدنية المستوى (Low Level Language) كلغة (Assembly) وغيرها من اللغات، ثم تم تطوير هذه اللغات لتقدم طرقاً برمجيـة اسهـل واقـوى مـن شأنهـا ان توفـر الكثيـر مـن الوقـت والجهـد علـى المبرمجيـن فظهـرت لغـات البرمجة المرئيـة (Visual Programming Languages) حيث احتوت على مجموعة من اللغات المتقدمة المتميزة والتي كان من ابرزها لغة البيسك المرئي (Visual Basic) بأصداراته المتعددة التي سمحت للمبرمجين بأستخدام واجهات ورسومات وصور وحتى تطبيقات معينة عند كتابتهم لبرامجهم. من هنا يمكن ان نعرف لغات البرمجة المرئية على انها اللغات التي يتم من خلالها استخدام التعابير المرئية (Visual Expressions) لكتابة شفرة برمجة معينة (Code) وربطها بمجموعة من الكائنات (Objects) لبناء او تصميم برنامج معين يحتوي على مجموعة من النوافذ التي يقوم بتصميمها المبرمج حسب حاجته وبالبيئة التي يراها مناسبة لبرنامجه.
احتوت لغة البيسك المرئي ضمن كائناتها الكثير من سبل العروض التفاعلية المتقدمة التي تسهل من عمل وتفاعل مستخدمي البرامج المصممة بهذه اللغة، فوفرت على المبرمجين الكثير من العناء عند تصميم برامجهم فأصبح بالأمكان استخدام اساليب الحركة (Animations) والصور المجسمة (Three Dimensions Images) والصوت (Sounds)...الخ، ليستخدمها المبرمج عند بناء برنامجه، فظهرت الكثير من البرامج التي تعد اكثر كفاءة وتطور في نقل المعلومات الى الأشخاص التي كانت تعد لهم، فضلاً عن امكانية الربط المباشر بين اللغة وبين الكثير من التطبيقات التي تعمل تحت نظام التشغيل (Windows) بكافة نسخه.
ولابد من الأشارة الى ان مصممي لغة البيسك المرئي قد حاولوا ان تكون كائنات اللغة المصممة من قبلهم شاملة بقدر كبير فوضعوا كائنات الأدخال والأخراج للمعلومات كصناديق النصوص (Text Boxes) واداة العنوان (Label) وصناديق الصور (Picture Box , Image) وادوات التحكم واتخاذ القرارات (Command Buttons , Check Boxes , Option Boxes …etc) وادوات التحكم بالعروض (Vertical Scroll Bar , Horizontal Scroll Bar , Vertical & Horizontal Scrolls) المستخدمة بعرض النصوص والصور وصناديق الأختيارات المتعددة (List Box , Combo Box) وادوات التحكم بالملفات وادوات الوصول الى اجزاء وحدات الخزن بمختلف انواعها (Diver List Box , Directory File Box) واداة الأرتباط (OLE) او اداة تكوين الروابط بالتطبيقات والبرامجيات التي تعمل تحت نظام التشغيل (Windows) ليتم تشغيلها من داخل البرنامج المصمم بلغة البيسك المرئي (Visual Basic)...الخ من الكائنات التي تم وضعها من قبل مصممي اللغة وكائنات اخرى يستطيع المستخدم اضافتها بحسب حاجته عند تصميم برنامج معين، فقد تم وضع هذه الكائنات بهذا الأسلوب لكي يتمكن المبرمج من استخدام اغلب ما يحتاجه ويصمم برنامجاً اغلب مايكون شبيهاً ببيئة البرامج الحاسوبية السائدة في عصرنا هذا فكانت كائنات اللغة بأشكالها ونمطية عملها قريبة بدرجة كبيرة من ماموجود في اغلب النسخ والأصدارات لنظام التشغيل (Windows) بشكل خاص واغلب البرامج بشكل عام لكي تكون لغة البيسك المرئي مدرباً للمستخدم للأنتقال به من مرحلة المبرمج الأعتيادي الى معد للبرامج الحاسوبية تحت هذه اللغة. وبقي ان نشير الى ان لغة البيسك المرئي (Visual Basic) قد اتاحت الفرصة للمبرمج في امكانية التحكم بالكائنات المستخدمة من حيث الحجم واللون والشكل والتجسيم وامكانية الأستخدام وامكانية التحريك ووضع الجمل ضمن الكائنات...الخ، من الأمكانيات عبر نافذة الخصائص وبذلك فقد اختصرت بعض الجمل البرمجية التي كان يستخدمها المبرمج لكي يلون نص مثلاً كما في لغة (QBasic) على سبيل المثال.
كما ان لغة البيسك المرئي اعتمدت اسلوب المحاورة الذكية المباشرة مع المبرمج من خلال صناديق ذكية للأختيارات او الحوارات واتاحة الأمكانية للمبرمج ببناءه صناديق خاصة ببرنامجه، كما وفرت امكانية تصحيح لأخطاء التي يمكن ان يقع فيها اثناء كتابة اسطر الشفرة (Coding) من خلال تحديد موقع الخطأ بتأشيره بلون معين واعطاء نوع الخطأ من خلال رسالة قصيرة للمبرمج.
اخيراً نقول ان الكمال لله (عز وجل) فمن المؤكد ان هذه اللغة تحتوي على بعض النقاط التي لم يغطيها مصمموا اللغة، وان هذا الكتاب ما هو الآ محاولة لنقل طالب كلية الهندسة من مرحلة المستخدم المبتدىء الى مرحلة مبرمج لمشاكل هندسية لمحاولة حلها من خلال طرق هندسية بحته والله من وراء القصد.
1-2 الدخول الى لغة البيسك المرئي (Visual Basic-6-):
يفترض من القارىء ان يمتلك حاسوباً محتوياً ضمن البرامج المجلسة عليه لغة البيسك المرئي الأصدار السادس (Visual Basic-6-) التي يمكنه الدخول لها بالطريقتين التاليتين :-
1- الضغط على المفتاح (Start) ثم فتح القائمة (All Programs) ثم فتح القائمة (Microsoft Visual Studio) ثم الضغط على (Microsoft Visual Basic).
2- من خلال النقر المزدوج على ايقونة تشغيل البرنامج (Microsoft Visual Basic Icon) اذا كانت موجوده على سطح المكتب (Desk Top).
وقد سمي بصندوق الحوار الذكي لأنه ينتظر من المستخدم اختيارت معينة يجب ان يحددها لكي تعمل اللغة وفقاً لأختياراته وبذلك فأن العمل هنا يتطلب من المستخدم القدرة على الأختيار وان العملية هنا عملية تفاعلية بين الحاسوب والمستخدم لتقوم اللغة بعد اختيار المستخدم بتشغيل برامج داخلية متعددة بناءاً على نـوع اختيـارات المستخـدم.
ان هذا الصندوق يحاول ان يحاور المستخدم ضمن لغة مبسطة وخيارات متعدده متيحه للمستخدم سهولة الأستخدام واجراءات محدده ضمن ما متاح امامه. يحتوي هذا الصندوق على ثلاثة قوائم رئيسية هي (New , Recent , Existing) وثلاثة مفاتيح تحكم هي (Open , Help , Cancel) ومجموعة من الأيقونات لتشغيل اللغة يختار منها المستخدم الأختيار (Standard EXE) اذا اراد ان يبني برنامجاً اعتيادياً بلغة البيسك المرئي (Visual Basic) ثم يتوجب الضغط على المفتاح (Open) لتظهر امام المستخدم البيئة التطويرية المتكاملة للغة، وعلى المستخدم الأخذ بنظر الأعتبار الملاحظات التالية :
1- لتشغيل اللغة وكتابة البرامج فعلى المستخدم ان يختار دائماً القائمة (New).
2- ان القائمة (Recent) تعرض للمستخدم آخر البرامج المكتوبة ضمن اللغة.
3- ان القائمة (Existing) تعرض للمستخدم برنامجاً صممه مسبقاً وهو على علم مسبق بموضع خزنه ضمن وسائل الحفظ او الخزن.
4- ان المفتاح (Help) يشغل برامج المساعدة التي تحتوي على ايعازات اللغة وامثلة عليها وشروحاً مختلفة ذات علاقة بها وان برامج المساعدة هذه لاتعمل الآ اذا تم تجليس قرصين مضغوطين لمجموعة برامج (Microsoft Visual Studio MSDN).
5- ان المفتاح (Cancel) يلغي الصندوق بجميع محتوياته وبذلك يكون برنامج اللغة جاهزاً لفتح احدى الملفات التي تكون معده مسبقاً ومن خلال الأمر (Open Project) الموجود في القائمة (File).
1-3 البيئة التطويرية المتكاملة للغة (Visual Basic-6-) :-
تتكون بيئة التطوير المتكاملة (Integrated Development Environment) الموضحة بالشكل (1-2) من مجموعة من النوافذ والأدوات اهمها :-
1- نافذة النموذج (Form Window).
2- صندوق ادوات التحكم (Tool Box Control).
3- نافذة الخصائص (Properties Window).
4- نافذة مكتشف المشروع (Project Explorer).
5- نافذة ظهور النموذج (Form Layout Window).
6- شريط القوائم (Menu Bar).
7- شريط الأدوات (Tool Bar).
8- شريط العنوان (Title Bar ).
1-4 الأقسام الرئيسية للبرمجة المرئية بلغة (Visual Basic-6-):
تنقسم عملية البرمجة بلغة (Visual Basic-6-) الى ثلاثة اقسام رئيسية وهي :-
1-4-1 جانب التصميم:
يقوم المبرمج بهذا الجانب بأدراج مجموعة من الكائنات (Objects) ضمن نافذة المشروع كمفاتيح التحكم (Command Buttons) او صناديق النص (Text Boxes) او غيرها من الكائنات المتاح ادراجها ضمن نافذة نموذج المشروع والموجودة في صندوق ادوات التحكم، ويمكن للمبرمج ان يحدد موقع اي كائن من الكائنات يدوياً من خلال تقنية السحب والألقاء (Drag-Drop) كما يقوم المبرمج بتحديد جميع المواصفات الخاصة بهذا الكائن كاللون ونمط الظهور (مجسم ام مستوي) والحجم ولون خلفية هذا الكائن...الخ من المواصفات من خلال نافذة الخصائص.
1-4-2 جانب كتابة الشفرة (Coding) :-
يمكن ان نسمي هذا الجانب بجانب البرمجة، ويتم الدخول اليه من خلال النقر المزدوج على اي كائن من الكائنات التي يكتب المبرمج بداخلها شفرة برمجة معينة لينفذ حدث يرغب بتنفيذه. وعادة ما تكون اسطر الشفرة متكونة من مجموعة من الأوامر والأيعازات التي تقود الى تأدية مهام معينة، ويلاحظ في برنامج البيسك المرئي امكانيته في محاولة التوضيح والتوجية المستمرة للمبرمج من خلال مايعرف بالنص المختصر التوجيهي الذي يظهر كمستطيل اصفر حاوي على بعض التوجيهات التعريفية للمستخدم، ويظهر في جانب كتابة الشفرة اثناء كتابة بعض الأوامر مثل (Input Box , Dim , Message Box ,…etc) ليتيح للمبرمج امكانية التوضيح لما يكتب وبذلك فأن لغة البيسك المرئي قد تفوقت على مثيلاتها السابقات في عدم ترك المبرمج تماما في مسالك البرمجة بل تحاول ان تتفاعل مهه بأستمرار وتعطي له اهم التوضيحات التي تساعد في بناء برنامجه.
1-4-3 جانب التنفيذ (Run Time) :
ان هذا الجانب معني بتنفيذ البرنامج الذي تم تصميمه وكتابة اسطر شفرته، حيث تظهر فيه كافة تفاصيل جانب التصميم من كائنات وخيارات لها، ويتم الذهاب له من خلال القائمة (Run) واختيار الأمر (Start) او من خلال الضغط على المفتاح (F5). ان اي تعديلات يرغب المبرمج ان يقوم بها على نمط التنفيذ تستدعي منه العودة الى جانب التصميم لتغييرها، وان هذا الجانب هو عبارة عن نافذة التفاعل الرئيسية بين المستخدم والحاسوب وعليه يجب ان تراعى من قبل المستخدم بدرجة عالية لكونها سبيلاً اساسياً في ادخال واخراج المعلومات من والى الحاسوب.
1-5 البيئة التطويرية المتكاملة للغة (Visual Basic-6-) :
نلاحظ من الشكل (1-2) ان بيئة برنامج اللغة متكونة من عدد من النوافذ والأشرطة والأدوات... الخ، وان جميع هذه النوافذ الموجودة في هذه البيئة مشابهه في عملها لعمل نوافذ نظام التشغيل (Windows) حيث تمتلك بعضاً من خصائصه الأصليه كأمتلاكها لمفتاح الأغلاق (Close Button) ومفتاحي التكبير والتصغير (Maximize & Minimize Buttons) وشريط للعنوان (Title Bar) واسماً بحسب النافذه التي يتعامل معها المبرمج، واذا عدنا الى اي نافذه في نظام التشغيل (Windows) نجد جميع ما تم ذكره في هذه النافذه.
ولتوضيح بيئة التطوير المتكاملة اكثر علينا التطرق الى بعض محتوياتها والتي يمكننا ان نقسمها الى ما يلي:
1-5-1 نافذة النموذج (Form) :-