วิทยาการคำนวณ บทที่ 1

วทิ ยาการคานวณ 1 ( ว 21182) ผสู้ อน อาจารยก์ ติ ตทิ ตั ม่วงอยู่

คาอธิบายรายวิชา ศึกษาแนวคิดเชิงนามธรรม การคัดเลือกคุณลักษณะที่จาเป็นต่อ การแก้ปัญหา การเขียนรหัสจาลอง ผังงาน และการเขียนโปรแกรม อยา่ งง่ายทมี่ ีการใช้งานตัวแปร เงื่อนไข และการวนซา เพ่ือแกป้ ัญหาทาง คณิตศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์ การรวบรวมข้อมูลปฐมภูมิ การ ประมวลผลขอ้ มลู เพอ่ื ตัดสินใจซอฟตแ์ วรแ์ ละบรกิ ารอินเทอร์เน็ตท่ีใช้ใน การจัดการข้อมูล แนวทางการใช้งานเทคโนโลยีสารสนเทศให้ปลอดภัย การจัดอัตลักษณ์ การพิจารณาความเหมาะสมของเนือหา ข้อตกลงและ ข้อกาหนดการใชส้ ่ือและแหล่งข้อมูลไปประยุกต์ใชใ้ นการเขียนโปรแกรม หรือการแก้ปัญหาในชีวิตจริง รวบรวมข้อมูลและสร้างทางเลือกในการ ตัดสนิ ใจได้อย่างมปี ระสทิ ธภิ าพ

การวัดและประเมนิ ผล 10• แบบฝึกหดั ท้ายบท 5 ใบงาน 10 20• ออกแบบผงั งาน / งานเดี่ยว 10• เขียนโปรแกรมโดยใช้ Scratch 10• สรุปเนอื หา (Mind Map) 2 ครัง 20• เข้าหอ้ งเรยี น 20• สอบกลางภาค 100• สอบปลายภาค รวม

บทท่ี 1แนวคิดเชิงนามธรรม

แนวคดิ เชิงนามธรรม แนวคดิ เชิงนามธรรม (abstract thinking หรอื abstraction)เป็นองค์ประกอบหนง่ึ ของแนวคิดเชงิ คานวณ (computational thinking)ซง่ึ ใช้กระบวนการคัดแยกคุณลักษณะทีส่ าคัญออกจากรายละเอยี ดปลกี ย่อยในปญั หาหรอื งานที่กาลังพิจารณา เพ่อื ใหไ้ ดข้ ้อมลู ทจี่ าเปน็ และเพียงพอในการแก้ปัญหา

แนวคดิ เชิงนามธรรม (abstraction) : เปน็ เครื่องมือในการแกป้ ัญหาซง่ึ เปน็ องคป์ ระกอบของแนวคิด เชงิ คานวณ โดยมีแนวคดิ ในการแกไ้ ขปัญหา อยา่ งเปน็ ระบบ เพ่ือยอ่ ยสถานการณแ์ ละสามารถกาหนด ขนั ตอนการแก้ปัญหาไดอ้ ย่างชัดเจน ส่เี หลย่ี ม ส่ีเหลยี่ มผนื ผา้ จตั รุ ัส • ประกอบดว้ ยด้าน 4 ดา้ น • ทกุ มมุ เปน็ มมุ ฉากจากข้อมูลขา้ งต้น เมอื่ ไม่พิจารณาสง่ิ ท่ีไมจ่ าเปน็ เชน่ ความยาวของแต่ละด้าน เป็นตน้ ดังนัน แนวคดิ เชิงนามธรรม ของส่ีเหลี่ยมมมุ ฉาก คือ ส่เี หลย่ี มใด ๆ ท่ีประกอบด้วยดา้ น 4 ด้าน และทุกมุมของสเี่ หลีย่ มเป็นมมุ ฉาก

ใชแ้ นวคดิ เชิงนามธรรมในการแก้ปญั หาทางวทิ ยาศาสตร์เม่อื แสงอาทิตย์สอ่ งมายงั พนื โลก จะทาใหน้ าจากแหล่งต่าง ๆ ระเหยกลายเป็นไอลอยตัวสูงขนึ ส่บู รรยากาศและควบแน่นกลายเป็นหยดนาขนาดเลก็ ลอยอยู่ในอากาศในรปู ของเมฆถ้าหยดนามีขนาดใหญจ่ นอากาศรบั นาหนกั ไม่ได้ กจ็ ะตกลงมาเป็นฝนและถูกกกั เก็บไว้ตามแหล่งนาตา่ งๆ เมอื่ ต้องการหาแนวคิดเชงิ นามธรรมหยาดนาฟา้ ของวัฏจกั รนาจากขอ้ มลู ขา้ งตน้ โดยไอนาบางสว่ นจะควบแนน่ พจิ ารณาเฉพาะสาระสาคัญจะได้กลายเป็นหยดนา ลอยอยูใ่ น องค์ประกอบสาคัญ ดงั นีอากาศในรูปของเมฆ และตกลงมาเป็นฝน การซมึ การระเหยเป็นไอนาซมึ ผา่ นพนื ผิวดินไหลลงสู่ชนั ใตด้ นิ นาจากแหลง่ ตา่ ง ๆ ระเหยและไหลไปรวมกันในแหลง่ นา และ กลายเป็นไอนาลอยตัวเกิดการหมนุ เวยี นเป็นวฏั จกั รนา สูงขนึ

กจิ กรรม แนวคิดเชิงนามธรรม ชวนคิด ให้ผ้เู รียนแตล่ ะคนลองเขียนคาวา่ hello เปน็ ภาษาองั กฤษลงในกระดาษ ตามจินตนาการ ใหน้ ักเรียนแตล่ ะกลุ่มชกู ระดาษทเี่ ขยี นเสร็จแลว้ ให้เพื่อนในหอ้ งดู

ลกั ษณะของคำวำ่ HELLO ตำมรำยละเอียดทีต่ ้องกำร

พจิ ารณาลักษณะตอ่ ไปนีว่าคอื อะไร เปลือกมีหนำม ผลมีกลิ่นแรงผลมีเนื้อและเมด็ ผลกินได้ ท้ังนี้ประสบกำรณม์ ีผลกบั คำตอบดว้ ย

ตวั อย่ำง แชรก์ ับฉัน ห้องเรียนห้องหนึ่งในโรงเรียนมัธยมแห่งหนึง่ มีนกั เรียนอยู่ทั้งหมด 20 คน เพือ่ เปน็ การต้อนรบั การเปิดเทอมกว๊ นเพือ่ นรักซ่งึ ประกอบไปด้วยหนูนกิ หนูแนน และหนหู น่อยได้นัดกันไปรบั ประทานอาหารทร่ี า้ นปา้ แปว๋ ใกล้โรงเรียน และตกลงกันว่าไม่ว่าใครจะสั่งอะไรกจ็ ะจ่ายคา่ อาหารคนละเท่า ๆ กนั โดยมีรายการอาหารดังนี้

ตอ้ งกำรทรำบวำ่ แตล่ ะคนต้องแชร์ค่ำอำหำรคนละเทำ่ ใด ข้อมูลทีจ่ ำเป็นกับกำรแก้ปัญหำ คอื ?      

ต้องจำ่ ยคำ่ อำหำรคนละเทำ่ ไหร่?o หนนู กิ สั่งสลัดผกั กบั นามะนาวป่ัน (20+25=45)o หนแู นนส่งั ขา้ วผัดกบั ชาเย็น (30+15=45)o หนหู นอ่ ยสงั่ กว๋ ยเตี๋ยวกับทบั ทมิ กรอบ (34+20=54)รวมคำ่ อำหำรทง้ั สิ้น 45+45+54 =144 บำทจ่ำยคำ่ อำหำรคนละ 144/3 = 48 บำท

อลั กอรทิ ึมเบอื งต้นอลั กอรทิ ึม (algorithm) : ระเบยี บวธิ ีหรอื ขนั ตอนวธิ ที ี่ดาเนนิ การได้ด้วยคอมพวิ เตอร์เพ่ือใช้ในการแก้ไขปัญหา โดยเปน็ กระบวนการแกไ้ ขปัญหาทีส่ ามารถอธิบายเปน็ ขันตอนทช่ี ัดเจน ซงึ่ สามารถแบ่งได้ 3 รปู แบบ ดงั นี การเขียนอลั กอริทมึ รปู แบบการเขียน การเขียนอัลกอริทึม ดว้ ยภาษาธรรมชาติ อัลกอรทิ มึ ดว้ ยผังงาน(Natural Language) (Flowchart) การเขยี นอัลกอรทิ มึ ดว้ ยรหสั จาลอง (Pseudo Code)

โดยการการเขียนอัลกอรทิ มึ ด้วยผังงาน จะนยิ มใชส้ ญั ลกั ษณใ์ นการเขยี นผังงาน ซ่งึ แต่ละสญั ลกั ษณ์จะมคี วามหมายดงั นี ภาพ ความหมาย ภาพ ความหมายสญั ลกั ษณ์ สัญลกั ษณ์ เร่ิมต้น/สนิ สดุ การทางาน แสดงผลทางหน้าจอ รบั ขอ้ มลู / การกาหนดคา่ แสดงผลโดยไมก่ าหนดอุปกรณ์ หรือการประมวลผล รบั ขอ้ มูลทาง predefined แปน้ พมิ พ์ process ทางเลือก หรือโปรแกรมย่อย เงอ่ื นไข ทศิ ทางการทางาน แสดงผลทาง เครอ่ื งพิมพ์

การบ้าน ใหน้ กั เรยี นไปศกึ ษาค้นคว้า1. กระบวนการจดั การข้อมูล ท่ใี ชแ้ นวคิดเชิงนามธรรม ใหย้ กตัวอย่างพร้อมอธบิ าย มา 1 ตัวอย่าง 2. การเขยี นอลั กอรทิ ึม ด้วยภาษาธรรมชาติ มีกระบวนการทางานอะไรเขา้ ไปเกย่ี วขอ้ งบ้าง3. การประมวลผลแบบกลมุ่ ตา่ งกบั การประมวลผลแบบเชอื่ มตรง อย่างไร