تصميم البرمجيات:-
 هي عملية حل مشكلات و تخطيط لبرنامج حاسوبي. بعد أن تكون الغاية من توصيف البرمجية قد حددت، يقوم المبرمجون أو المصممون بتطوير خطة للبرمجية. تحتوي هذه الخطة على أمور تتعلق بمكونات و خوارزميات متدنية المستوى إضافة إلى نظرة لمعمارية البرمجية.

تطورت أساليب استخدام الحاسوب في التعليم، وهنالك جهود كبيرة من جانب المؤسسات التعليمية في تطوير طرق التدريس بمساعدة الحاسوب، لما له من أثر كبير في تحسين مخرجات التعليم، وتحقيق مبدأ التعلم الذاتي. ويمكن توظيف تكنولوجيا المعلومات والاتصالات في تدريس العلوم بالإفادة من البرمجيات التعليمية المختلفة، والمواقع الإلكترونية ذات العلاقة بالموضوعات العلمية، والاتصال بمجتمع العلماء حول العالم عن طريق المؤتمرات الإلكترونية والبريد الإلكتروني والوسائل الأخرى لتبادل المعارف والخبرات ذات الصلة. ومن أجل تحسين فعالية العملية التعليمية قام الإنسان بتطوير العديد من الأدوات المختلفة المستخدمة في إيصال المعلومات للمتعلمين. تنوعت وتطورت هذه الأدوات على مر العصور، وأهمها تلك المستخدمة في تقنيات عرض الصوت والصورة والنص والأفلام والتي تعرف بالوسائط المتعددة. كما وأحدث وجود الحاسوب ثورة نوعية في القدرة على التعامل مع هذه التقنيات، حيث تم إنتاج برامج عديدة لتسهيل القدرة على استخدام هذه الوسائل مثل برامج بناء الوسائط المتعددة (Multimedia Builder)، و(Visual Basic for Application)” V.B.A”، والفلاش(Macromedia flash)، والعرض التقديمي (PowerPoint). وتزداد أهمية الحاسوب في قدرة عتاده (من أقراص صلبة وأقراص مدمجة ورقمية وغيرها) على تخزين ومعالجة واسترجاع تقنيات عرض الصوت والصورة والنص والأفلام بشكل سريع وممتع، الأمر الذي يزيد من متعة التعامل مع هذه التقنيات. بالإضافة إلى الميزات التي تحتويها هذه التقنيات كالسرعة والأمان و الخصوصية و قلة التكلفة النسبية، إضافة إلى متعة الاستخدام (طهبوب، 2002).

يعتبر التعلم الذاتي بالحاسوب من أهم أساليب التعلم التي تتيح للفرد توظيف مهارات التعلم بفاعلية عالية مدفوعا برغبته الخاصة، وتمكنه من التعلم في كل الأوقات، وتساعده في تنمية استعداداته وإمكاناته وقدراته بما يتلاءم مع حاجاته واهتماماته وميوله، فالمشاعر والتصورات، والأفكار النابعة من ذات المتعلم، والمرتبطة بالجوانب المعرفية والانفعالية والإرادية لديه، تشكل في مجموعها وترابطها مجموعة الأسس النفسية التي يرتكز عليها التعلم الذاتي، والتي يمكن تعلمها وتعليمها من أجل تنميتها والاستفادة منها في استمرار التعلم، ويلقى التعلم الذاتي بالحاسوب اهتماما كبيرا من قبل علماء النفس وعلماء التربية؛ باعتباره أسلوب التعلم الأفضل الذي يحقق لكل متعلم تعلما يتناسب مع قدراته وسرعته الذاتية في التعلم، بشكل يساعد المتعلم في تحمل مسؤولية تعلمه
اولا:-
مرحلة التخطيط.
ثانيا:-
مرحلة الاعداد.

الخوارزميات:-
ما هي الخوارزمية :
هي عبارة عن مجموعة من الخطوات التي تؤدي عند تنفيذها الى الحل المطلوب.
لماذا سميت الخوارزمية بهذا الاسم؟
سميت بهذا الاسم نسبة للعالم محمد بن موسى الخوارزمي الذي عاش في القرن التاسع ونبغ في علم الجبر.
ملاحظات هامة عن الخوارزميات :
الخطوط العامة لبناء الخوارزمية:
1- لكل خوارزمية مجموعة من الخطوات تمثل العمليات التي نجريها للوصول الى الناتج.
2- يجب أن يكون لكل خوارزمية بداية ونهاية.
3- غالبا نستخدم في الخوارزمية الأمر (اقرا) لإدخال البيانات أو المعطيات.
4- غالبا نستخدم في الخوارزمية الأمر(احسب) لحساب معادلة أو صيغة رياضية .
5- قد نستخدم في الخوارزمية الأمر (اجعل) في حالة إسناد قيمة إلى متغير أو في الصيغ المنطقية.
6- قد نستخدم في الخوارزمية الأمر (انتقل إلى) للانتقال إلى خطوة سابقة أو لاحقة .
7- قد نستخدم في الخوارزمية الأمر (إذا كان ) للدلالة على عملية مقارنة أو الشرط ويجب أن يتلو عملية المقارنة عمليتين للدلالة على تحقق الشرط التي تبدأ ب(فان ، فاحسب ، فاجعل، فانتقل إلى) و عند عدم تحققه التي تبدأ ب(وإلا فاحسب،وإلا فانتقل إلى ، وإلا فاجعل).

هندسة البرمجيات:-
 (بالإنجليزية: Software engineering) ^[1]هي مهنة تهتم بتطوير، وتصميم البرمجيات، عالية الجودة آخذة بعين الاعتبار تخصيصات المستخدم، ومتطلباته على جميع المستويات. تهتم هندسة البرمجيات بتكوين البرنامج منذ مراحله الأولى أثناء تحليل المشكلة، ومن ثم التصميم، وكتابة البرنامج حتى القيام بتجريبه، واختباره، وتنصيبه على الأجهزة، والقيام بعملية صيانته. وهي حديثاً يمكن أن تنقسم لقسمين الحوسبة اللينة والحوسبة الصلبة

تاريخ هندسة البرمجيات:-

استخدمت هندسة البرمجيات كمفهوم نظري من حين لآخر في أواخر الخمسينات وبداية الستينات من القرن الماضي. أما الاستخدام الرسمي الأول لهذا المصطلح فكان في مؤتمر عقد من قبل اللجنة العلمية في منظمة حلف شمال الأطلسي 1968 ^[3]حول البرمجيات، وقد أخذ هذا المصطلح بالانتشار منذ ذلك الحين ولاقى اهتماماً متزايداً في نواح مختلفة. عقد المؤتمر لمعالجة مايعرف “أزمة البرمجيات” والتي ظهرت بسبب عدم استخدام منهجية في التفكير (Software Development Process) عند بناء البرمجيات، مما أدى إلى ظهور أخطاء كثيرة خلال عملية بناء وصيانة البرمجيات، وبالتالي أصبحت البرمجيات تحتاج إلى وقت كبير لتطويرها ولصيانتها، وكلفة مالية عالية أكثر مما هو مخمن لها، وبعد تحمل التأخر في الوقت وتجاوز الميزانية كانت البرمجيات ذات كفاءة ضعيفة في إنجاز الوظائف المطلوبة، وقلة في الفعالية كذلك بعدم تلبية كافة المتطلبات بالشكل الكامل

المكونات الرئيسية لقوالب التصميم:-

كريستوفر ألكسندر كتب عن قوالب التصميم: “كل قالب يصف مشكلة متكررة الحدوث، مع تقديم لفكرة علاج أو خوارزمية يمكن تطبيقها لملايين المرات دون أن تجد تشابه تام بين الحلول”.

هناك أربع مكونات رئيسية لقوالب التصميم:

1. الاسم : الاسم يختزل ذكر المشكلة وعلاجها والنتائج المترتبة على تطبيق القالب، لكن قد يكون أحيانا ايجاد اسم ملائم أكثر صعوبة من ايجاد حل للمشكلة. لتقريب الفكرة، تذكر عندما كنت مبتدءً في البرمجة وبدأت بعمل ادخال تعديلات على برنامج زميلك ثم فوجئت بالمتغير “س” أو “ص” أمامك،

2. المشكلة : وصف للمشكلة ومتى تقوم بتطبيق القالب.

3. الحل : شرح العناصر اللازمة للحل وكيفية ربطها وتعاونها. لا يقوم الحل بتقديم شرح تفصيلي لحل المشكلة وإنما يقوم بإعطاء حل تجريدي أو فكرة أولية للحل.

4. النتائج والعواقب : النتائج المترتبة عند تطبيق القالب وهي الصوت الخفي من المكونات. تبحث بشكل عام استهلاك المكونات وتستخدم لتقويم القالب أونموذج التصميم

الفكرة من وراء نماذح البرمجة:-

لنقرب الفكرة إلى ذهن القارئ, علينا أن نربط الموضوع بمثال حي من الحياة اليومية. تخيل أنك تقود سيارتك في مكان منعزل ولأول مرة وفجأة اختلت سيطرتك على السيارة بسبب وجود عطل في الاطار. لأول مرة في حياتك تجد أنك بحاجة إلى تغيير الاطار مع أنك لم تعمل ذلك من قبل . سوف تبدأ بالتفكير بجميع الحلول المتاحة أمامك. عادة ما كنت ترى الناس يقومون برفع السيارة فتفعل نفس الشيء, ثم انك بحاجة إلى فصل البراغي انها مشدودة بشكل قوي وأنا لا أستطيع السيطرة على العجل لأنه في الهواء وكلما أحاول دار العجل, إذا علي أن انزل السيارة أولا وأفصل البراغي والسيارة على الأرض… وهكذا. تعلمك من هذا الدرس يجعل خطوات إصلاح العجلة اسرع وما برمجة الحاسوب ببعيد عن هذا المثال. دائما ما نواجه مشاكل في البرمجة سبق وأن تعرضنا لها مرارا فنحاول تطبيق الحلول السابقة عليها واعادة استخدام هذه الاساليب مع اعادة تعديلها بما يتوافق والمشكلة الراهنة.

التصميم:-

تصميم البرمجيات هي مرحلة من مراحل دورة حياة النظام، تساعدنا في تحديد كيفية حل المشكلة “كيف سنحل المشكلة؟”، والتخطيط للتوصل إلى حلول للمشكلة، والدخول في تفاصيل النظام. التصميم يحدد هيكلية وبنية النظام من خلال تجزأة النظام إلى مجموعة من الأنظمة الفرعية Sub-Systems مما يساهم في السيطرة على التعقيد في النظام System Complexity ، وتحديد الواجهات ونوافذ المستخدم User Interfaces ،والمكونات Components ، والوحدات Modules والبيانات للنظام كي يحقق النظام متطلبات الزبون. ونقوم بمرحلة التصميم باستخدام المتطلبات التي حددناها في مرحلة التحليل. مرحلة التصميم يتم خلالها إيجاد التصميم الأمثل لنظام المعلومات الحاسوبي الذي يلبي احتياجات المستخدمين التي تم توصيفها في مرحلة التحليل. إن عملية التصميم في جوهرها هي عملية حل مشكلات، أي يجري البحث خلالها عن أفضل الحلول التصميمية لبناء نظم ذات أهداف محددة.

الفرق بين البرمجة وهندسة البرمجيات:-

البرمجة هي كتابة الكود المصدري للبرنامج، وبالتالي تعتبر جزء من مرحلة التنفيذ (Implementation) في هندسة البرمجيات التي تعمل على بناء النظام البرمجي كمشروع متكامل