หน่วยที่1_การออกแบบและ การเขียนอัลกอริทึม

แนวคดิ เชงิ นามธรรม แนวคดิ เชิงนามธรรม (abstraction) : เปน็ เครอ่ื งมอื ในการแก้ปัญหาซ่งึ เปน็ องค์ประกอบของแนวคดิ เชงิ คานวณ โดยมแี นวคดิ ในการแก้ไขปญั หา อยา่ งเป็นระบบ เพือ่ ย่อยสถานการณ์และสามารถกาหนดข้ันตอนการแกป้ ัญหาไดอ้ ย่างชัดเจน พจิ ารณาเฉพาะส่วนท่เี ปน็ สาระสาคัญ โดยแยกสว่ นท่ไี มใ่ ช่สาระสาคญั ออกไป ส่วนที่เปน็ สาระสาคัญ

ใชแ้ นวคิดเชงิ นามธรรมในการแก้ปญั หาทางคณิตศาสตร์ หากต้องการหาแนวคิดเชิงนามธรรมของสเ่ี หลี่ยมมมุ ฉาก สามารถกระทาได้ โดยพจิ ารณาเฉพาะสาระสาคญั และจุดรว่ มของส่เี หล่ยี มของมมุ ฉาก ส่ีเหลีย่ มจตั รุ สั สีเ่ หล่ยี มผืนผา้ • ประกอบด้วยดา้ น 4 ดา้ น • ประกอบดว้ ยด้าน 4 ดา้ น • ทกุ มมุ เป็นมุมฉาก • ทุกมมุ เป็นมุมฉาก จากข้อมูลขา้ งตน้ เมอื่ ไมพ่ ิจารณาสิง่ ทไ่ี มจ่ าเป็น เช่น ความยาวของแตล่ ะด้าน เป็นต้น ดงั นั้น แนวคดิ เชงิ นามธรรมของสี่เหลยี่ มมมุ ฉาก คอื สีเ่ หลี่ยมใด ๆ ท่ปี ระกอบดว้ ยด้าน 4 ดา้ น และทุกมมุ ของสเี่ หลย่ี มเป็นมมุ ฉาก

ใช้แนวคิดเชงิ นามธรรมในการแกป้ ัญหาทางวทิ ยาศาสตร์ เม่อื แสงอาทิตยส์ ่องมายงั พนื้ โลก จะทาให้นา้ จากแหล่งต่างๆ ระเหยกลายเป็นไอลอยตวั สงู ข้นึ สบู่ รรยากาศและควบแนน่ กลายเปน็ หยดน้าขนาดเลก็ ลอยอยใู่ นอากาศในรูปของเมฆ ถา้ หยดน้ามีขนาดใหญจ่ นอากาศรบั นา้ หนกั ไมไ่ ด้ ก็จะตกลงมาเปน็ ฝนและถกู กกั เก็บไวต้ ามแหล่งน้าต่าง ๆ เมอ่ื ตอ้ งการหาแนวคดิ เชงิ นามธรรมของวัฏจกั รนา้ จากขอ้ มูลขา้ งต้น โดยพิจารณาเฉพาะสาระสาคัญจะไดอ้ งค์ประกอบสาคัญ ดงั นี้ หยาดนาฟา้ ไอนา้ บางสว่ นจะควบแนน่ กลายเปน็ หยดนา้ ลอยอยใู่ นอากาศในรูปของเมฆ และตกลงมาเป็นฝน การซมึ การระเหยเปน็ ไอ น้าจากแหลง่ ต่าง ๆ ระเหยกลายเปน็ ไอนา้ ลอยตัวสูงขน้ึ นา้ ซมึ ผา่ นพน้ื ผิวดนิ ไหลลงสูช่ ้นั ใต้ดิน และไหลไปรวมกนั ในแหล่งน้า และเกิดการหมนุ เวยี นเป็นวัฏจักรนา้

อลั กอรทิ ึมเบอื งต้น อัลกอริทึม (algorithm) : ระเบยี บวธิ หี รือขน้ั ตอนวิธีท่ดี าเนนิ การได้ดว้ ยคอมพวิ เตอร์เพื่อใช้ในการแกไ้ ขปัญหา โดยเป็นกระบวนการแกไ้ ขปัญหาที่สามารถอธบิ ายเป็นขัน้ ตอนที่ชัดเจน ซึ่งสามารถแบ่งได้ 3 รปู แบบ ดงั นี้ รูปแบบการเขยี นอัลกอรทิ ึม การเขยี นอัลกอริทึม การเขียนอัลกอรทิ มึ การเขยี นอลั กอรทิ ึม ดว้ ยภาษาธรรมชาติ ด้วยรหสั จาลอง ดว้ ยผงั งาน (Natural Language) (Pseudo Code) (Flowchart)

การเขยี นอัลกอริทมึ ดว้ ยภาษาธรรมชาติ การบรรยายขันตอนการทางานของอลั กอริทึมใด ๆ โดยใช้ภาษามนษุ ยเ์ พอ่ื อธบิ ายถงึ ลาดับข้ันตอนการทางาน ตามลาดับการทางานกอ่ นหลงั ตัวอยา่ ง การอธบิ ายการการคานวณหาพ้ืนทส่ี ่ีเหล่ียม และแสดงผลลพั ธ์การคานวณ ดว้ ยการใชภ้ าษาธรรมชาติ สูตรการคานวณหาพืนท่ีส่เี หลย่ี ม พ้ืนที่สีเ่ หลย่ี ม = ความกว้าง x ความยาว เรมิ่ ต้นการทางาน นาเข้าขอ้ มูล นาเขา้ ขอ้ มลู ความกวา้ งของสเี่ หลี่ยม ความยาวของสเ่ี หลยี่ ม จบการทางาน แสดงผลพน้ื ทสี่ ี่เหลีย่ ม คานวณพื้นที่ส่เี หล่ียม ความกวา้ ง x ความยาว

การเขยี นอลั กอริทมึ ดว้ ยรหัสจาลอง เปน็ คาสั่งท่ีจาลองความคดิ เป็นลาดบั ข้ันตอนโดยใชส้ ญั ลักษณ์เปน็ ประโยคภาษาอังกฤษ ตวั อย่างประโยคภาษาอังกฤษเขยี นจาลองคาสั่ง เชน่ Input a number : ใสข่ ้อมลู นาเขา้ เปน็ ค่าตวั เลข Find the sum of the number : คานวณรวมคา่ ตัวเลขท่ีนาเข้า ตัวอย่าง การอธิบายการการคานวณหาพน้ื ทส่ี เ่ี หลีย่ ม และแสดงผลลพั ธก์ ารคานวณ ดว้ ยการใช้รหัสจาลอง สตู รการคานวณหาพนื ทสี่ เ่ี หลย่ี ม พ้นื ทสี่ ีเ่ หล่ียม = ความกวา้ ง x ความยาว รหัสจาลอง INPUT width INPUT length COMPLETE area OUTPUT area STOP = width x length START คานวณพ้ืนท่ีสี่เหลย่ี ม ภาษาธรรมชาติ นาเข้าขอ้ มูล ความกว้าง x ความยาว แสดงผล จบการทางาน ความยาวของส่เี หลีย่ ม พนื้ ทส่ี เี่ หล่ยี ม เร่ิมต้น นาเขา้ ขอ้ มลู การทางาน ความกว้างของสเ่ี หล่ยี ม

การเขียนอลั กอรทิ มึ ด้วยผงั งาน หลกั การเขียนอัลกอริทึมด้วยผังงานจะอา้ งองิ จากกระบวนการทางคอมพิวเตอร์ 3 กระบวนการ ไดแ้ ก่ การรับขอ้ มลู การประมวลผล การแสดงผลลพั ธ์ (input) (process) (output)

โดยการการเขยี นอลั กอรทิ ึมดว้ ยผงั งาน จะนยิ มใช้สัญลกั ษณใ์ นการเขียนผังงาน ซงึ่ แต่ละสัญลักษณจ์ ะมีความหมายดังนี ภาพสัญลักษณ์ ความหมาย ภาพสัญลักษณ์ ความหมาย เรมิ่ ตน้ /สินสุดการทางาน แสดงผลทางหนา้ จอ รบั ขอ้ มูล/ การกาหนดค่า แสดงผลโดยไม่กาหนดอุปกรณ์ หรือการประมวลผล รบั ข้อมูลทางแปน้ พิมพ์ predefined process หรือโปรแกรมย่อย ทางเลือก เงื่อนไข ทศิ ทางการทางาน แสดงผลทาง เครอ่ื งพิมพ์