วิทคำนวน

วทิ ยาการคานวณ

ผจู้ ดั ทำ นำย ณัฐภัค จักรลี ำ เลขท4ี่ ม.4/1 เสนอ คุณครู นวพร ษฎั เสน

Computational thinking

แนวคดิ เชิงคำนวณ(computational thinking) คือเปน็ การแก้ไขปญั หาอย่าง เปน็ ลาดบั ข้นั ตอนโดยการเขา้ ใจปัญหาและวธิ กี ารในการแก้ไขปัญหาอย่างเปน็ ระบบเพอื่ ใหไ้ ดม้ าซึง่ วธิ ีการแก้ปญั หาท้งั มนุษยแ์ ละคอมพวิ เตอร์หรือกระบวนการ คิดในการแกไ้ ขปญั หาทท่ี งั้ มนุษยแ์ ละคอมพิวเตอรส์ ามารถเขา้ ใจร่วมกันได้ เปน็ วิธคี ิดรูปแบบหน่ึงของแนวคิดคานวณเปน็ การพจิ ารณาเพื่อแบง่ ปญั หาหรืองาน ออกเปน็ ส่วนย่อยทาให้สามารถจัดการกับปัญหาหรอื งานไดง้ า่ ยข้นึ

4 เสำหลัก ของกำรคดิ เชิงคำนวณ Decomposition (กำรย่อยปัญหำ) หมายถงึ การยอ่ ยปัญหาหรือระบบที่ ซบั ซ้อนออกเป็นสว่ นเลก็ ๆ เพื่อให้ง่ายตอ่ การจดั การและแก้ปัญหา เชน่ หาก ตอ้ งการเขา้ ใจว่าระบบของจักรยานทางานยงั ไง ทาได้โดยการแยกจักรยานออกเปน็ ส่วนๆ แล้วสังเกตและทดสอบการทางานของแตล่ ะองค์ประกอบ จะเขา้ ใจได้งา่ ย กว่าวิเคราะห์จากระบบใหญท่ ี่ซบั ซอ้ น

Pattern Recognition (กำรจดจำรูปแบบ) เม่ือเรายอ่ ยปัญหาออกเป็นส่วน เลก็ ๆ ขน้ั ตอนต่อไปคอื การหารูปแบบหรือลักษณะท่ีเหมอื นกันของปญั หาเลก็ ๆ ท่ี ถูกยอ่ ยออกมา เชน่ หากต้องวาดซีรส่ี ร์ ูปแมว แมวทง้ั หลายย่อมมลี ักษณะบางอย่าง ท่เี หมือนกนั พวกมันมตี า หาง ขน และชอบกินปลา และรอ้ งเหมยี วๆ ลกั ษณะทีม่ ี ร่วมกนั น้ี เราเรยี กวา่ รูปแบบ เม่อื เราสามารถอธิบายแมวตัวหนงึ่ ได้ เราจะอธบิ าย ลกั ษณะของแมวตัวอื่นๆ ได้ ตามรูปแบบที่เหมอื นกนั นั่นเอง

Abstraction (ควำมคดิ ด้ำนนำมธรรม) คือการมงุ่ ความคิดไปที่ขอ้ มูลสาคัญ และคดั กรองส่วนท่ีไมเ่ กี่ยวขอ้ งออกไป เพอื่ ให้จดจอ่ เฉพาะสิ่งท่เี ราตอ้ งการจะทา เชน่ แม้ว่าแมวแต่ละตวั จะมลี ักษณะเหมือนกัน แต่มันกม็ ลี ักษณะเฉพาะตวั ทตี่ ่างกนั เช่น มีตาสีเขียว ขนสดี า ชอบกินปลาทู ความคิดดา้ นนามธรรมจะคัดกรองลักษณะ ทไี่ มไ่ ด้รว่ มกนั กบั แมวตัวอืน่ ๆ เหล่านี้ ออกไป เพราะรายละเอียดที่ไม่เกยี่ วขอ้ ง เหลา่ น้ี ไมไ่ ด้ช่วยให้เราอธิบายลกั ษณะพ้นื ฐานของแมวในการวาดภาพมันออกมาได้ กระบวนการคดั กรองสง่ิ ทไ่ี มเ่ ก่ียวข้องออกไป และมงุ่ ทีร่ ปู แบบซึง่ ชว่ ยใหเ้ รา แกป้ ญั หาได้เรียกว่าแบบจาลอง(model) เมือ่ เรามีความคดิ ดา้ นนามธรรม มนั จะ ช่วยใหเ้ รารู้วา่ ไมจ่ าเป็นท่ีแมวทุกตัวตอ้ งหางยาวและมขี นส้นั หรือทาให้เรามีโมเดล ความคดิ ท่ีชัดเจนขึน้ นน่ั เอง

Algorithm Design (กำรออกแบบอัลกอริท่ึม) คอื การพฒั นาแนวทาง แก้ปัญหาอยา่ งเปน็ ข้ันเป็นตอน หรือสร้างหลกั เกณฑข์ ้นึ มาเพ่ือดาเนนิ ตามทีละ ขั้นตอนในการแกไ้ ขปญั หา เชน่ เมอ่ื เราตอ้ งการสัง่ คอมพวิ เตอรใ์ ห้ทางานบางอยา่ ง เราตอ้ งเขยี นโปรแกรมคาส่งั เพอ่ื ใหม้ นั ทางานไปตามขัน้ ตอน การวางแผนเพ่ือให้ คอมพิวเตอร์ทางานตอบสนองความต้องการของเรานี้เอง ทเ่ี รยี กว่าวธิ ีคิดแบบอัล กอริทม่ึ คอมพวิ เตอรจ์ ะทางานได้ดเี พียงใด ขึ้นอย่กู บั ชดุ คาส่งั อัลกอรทิ ึ่มทเี่ ราสั่งให้ มันทางานนน่ั เอง การออกแบบอลั กอริท่มึ ยงั เป็นประโยชน์ต่อการคานวณ การ ประมวลผลข้อมลู และการวางระบบอัตโนมัติตา่ งๆ

การเขยี นผงั งาน

ผงั งำน (Flowchart) คือ แผนภาพแสดงการทางานของโปรแกรม โดยใชส้ ญั ลักษณ์แสดงขั้นตอน และลกั ษณะการทางานแบบต่างๆ สัญลักษณ์เหล่านีจ้ ะถกู เชื่อมโยงดว้ ยลูกศรเพอ่ื แสดง ลาดับการ ทางาน ช่วยให้มองเห็นภาพการทางานโดยรวมของโปรแกรม สะดวกต่อการตรวจสอบ ความถูกต้องของลาดับการทางานและการไหลของข้อมลู ในโปรแกรม การเขียนผังงานจะ ใชส้ ัญลักษณส์ อื่ สารความหมายให้เขา้ ใจตรงกันของสถาบันมาตรฐานแหง่ ชาติอเมริกนั (The American National Standard Institute, ANSI) ได้กาหนดสญั ลักษณไ์ ว้เปน็ มาตรฐาน ซึง่ มรี ายละเอยี ดรูปแบบและความหมายทคี่ วรทราบตามตารางต่อไปน้ี ตำรำงแสดงสัญลักษณท์ ีใ่ ชใ้ นกำรเขยี นผังงำน







โครงสร้างของผงั งาน (Sequence Structure) โครงสร้างพื้นฐานของผังงานแบ่งเป็น 3 ประเภท ดังน้ี 1. โครงสร้างแบบลาดบั (Sequential Structure) หมายถงึ โครงสร้างทแี่ สดงขัน้ ตอนการ ทางานเป็นไปตามลาดับก่อนหลัง 1. โครงสรา้ งแบบลาดบั ตัวอยา่ ง ลาดบั ขนั้ ตอนการวางแผนไปโรงเรียน เร่มิ ต้น ตน่ื นอน อาบน้าแตง่ ตัว ไปโรงเรยี น จบ กำรจำลองควำมคิดเปน็ ผังงำน (แบบลำดับ)

2. โครงสรา้ งแบบมที างเลือก (Selection Structure) หมายถึง โครงสร้างทม่ี เี งอ่ื นไข ข้ันตอนการทางานบางขนั้ ตอน ต้องมกี ารตดั สนิ ใจ 2. โครงสรา้ งแบบทางเลือก ตัวอยา่ ง ลาดับขัน้ ตอนการประเมินผลสอบ เรม่ิ ตน้ ทดสอบ ตรวจผลการสอบและคดิ คะแนนทไ่ี ด้ ตรวจสอบคะแนนทไ่ี ดว้ า่ น้อยกว่าร้อยละ่ 50 หรือไม่ ถา้ น้อยกว่า ให้สอบแกต้ ัว ถ้าไม่นอ้ ยกวา่ ใหส้ อบผา่ น จบ กำรจำลองควำมคดิ เป็นผงั งำน (แบบทำงเลอื ก)

3. โครงสร้างแบบทาซา้ (Repetition Structure) หมายถงึ โครงสรา้ งทข่ี น้ั ตอนการทางาน บางข้ันตอนได้รบั การประมวลผลมากกวา่ 1 ครง้ั 3. โครงสร้างแบบทาซา้ ตัวอย่าง ลาดบั การตักน้าจากตุ่มครง้ั ล่ะ 1 ขันใสจ่ นถังน้าเตม็ เร่มิ ต้น ตกั น้าจากตุม่ 1 ขนั เทนา้ ใสถ่ งั ตรวจสอบนา้ เต็มถงั หรอื ไม่ ถา้ ไม่เต็ม ให้ตกั น้าตอ่ ไป ถ้าเตม็ ให้หยดุ ตกั น้า จบ กำรจำลองควำมคิดเป็นผงั งำน (แบบทำซำ)