วิทยาการคำนวณ2(แนวคิดเชิงคำนวณ)

แนวคดิ เชิงคำนวณ แนวคิดเชิงคำนวณ กำรแจกแจง กำรคดิ หำรูปแบบ กำรคดิ เชิงนำมธรรม กำรออกแบบข้ันตอนวธิ ี วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ที่ 2

แนวคดิ เชิงคำนวณ คืออะไร??? วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

แนวคดิ คดิ วเิ ครำะห์ เชิงคำนวณ คดิ อย่ำงเป็ น ระบบ คดิ อย่ำงเป็ น ข้นั ตอน วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

โดยมขี ้นั ตอนในกำรคดิ เชิงคำนวณ 4 ข้นั ตอน ดงั นี้ วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

ตัวอย่ำงแนวคดิ เชิงคำนวณ ในการจบั คู่ชอ้ นส้อมเพือ่ จดั ชุดสารับรับประทานอาหาร ถา้ ในบา้ นของนกั เรียนมีชอ้ นและส้อมที่คละสี แลว้ เรา ตอ้ งการจบั คู่ชอ้ นกบั สอ้ มจานวน 6 คู่ นกั เรียนจะมีวธิ ีการ อยา่ งไร วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

ตัวอย่ำงแนวคดิ เชิงคำนวณ วธิ ีท่ี 1 สุ่มหยบิ ช้อนมำ 1 คนั จำกน้ันสุ่มหยบิ เฉพำะส้อม ทลี ะคนั จนกว่ำจะได้ แบบทคี่ ู่กนั ทำตำมข้นั ตอน จนได้ครบ 6 คู่ วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

ตัวอย่ำงแนวคดิ เชิงคำนวณ วธิ ีที่ 2 สุ่มหยบิ ช้อนมำวำงแยก แต่ละสำรับ หยบิ ส้อมทีละคนั หำกสีของส้อมตรงกบั สีช้อน คนั ไหน ให้นำส้อมไปวำงกับ ช้อนสีน้ัน **จะเห็นวา่ ท้งั 2 แนวคิดน้นั สามารถแกป้ ัญหา ไดส้ าเร็จ แตแ่ นวคิดที่ 2 น้นั จะใชเ้ วลาท่ีเร็วกวา่ ** วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

กำรแจกแจง (Decomposition) กำรแจกแจง เป็ นกำรแบ่งปัญหำทซี่ ับซ้อนออกเป็ นส่วนย่อย ๆ ซึ่งจะทำให้ ปัญหำทกี่ ำลงั พจิ ำรณำจดั กำรได้ง่ำยขนึ้ แก้ปัญหำได้ตรงประเด็น และครอบคลุม ปัญหำมำกยง่ิ ขึน้ ตัวอย่ำง กรรไกร เป็ นเครื่องมือทใ่ี ช้ตดั วสั ดุบำง ๆ โดยใช้แรงกดไม่มำก เมื่อวเิ ครำะห์ แยกส่วนของกรรไกรจะสำมำรถอธิบำย ได้ดังนี้ วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ที่ 2

เหตุใดจงึ ต้องมกี าร ?แจกแจงปัญหา วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

กำรคดิ หำรูปแบบ (Pattern Recognition) เป็นการสงั เกตส่ิงที่มีความคลา้ ยคลึงกนั ท้งั ในดา้ นลกั ษณะการทางาน หรือพฤติกรรม ซ่ึงส่ิงท่ีมีรูปแบบเดียวกนั มีแนวโนม้ ที่จะใชแ้ นวคิดเดียวกนั ในการอธิบาย ทาใหล้ ดจานวนของปัญหาและลดระยะเวลาในการทางานได้ ตัวอย่ำง กำรแสดงผลตวั เลขดจิ ทิ ลั จะเกดิ จำกกำรเปิ ด-ปิ ด ของหลอดไฟ LED ท้งั 7 ดวง ในรูปแบบท่ี แตกต่ำงกนั วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

การคดิ หารูปแบบช่วยให้เรา ?แก้ปัญหาได้อย่างไร วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ที่ 2

ควำมคดิ เชิงนำมธรรม (Abstraction) เป็นกระบวนการคิดแกป้ ัญหาโดยการคดั เลือกสิ่งท่ีจาเป็นต่อปัญหาไว้ และคดั เลือก สิ่งท่ีไม่จาเป็นต่อปัญหาออกไป จะทาใหก้ รอบของปัญหาแคบลงและมีความชดั เจนข้ึน ในการปฏิบตั ิการคิดเชิงนามธรรม สามารถสรุปเป็นสาระสาคญั ดว้ ยขอ้ ความหรือ แผนภาพได้ ตัวอย่ำง ระบบย่อยอำหำร --> อำหำรผ่ำนช่องปำก-->ผ่ำนกำรบดเคยี้ วด้วยฟัน -->เคลื่อนทส่ี ู่หลอดอำหำรผ่ำนคอหอย-->ไปกระเพำะอำหำร -->ไปลำไส้เลก็ -->ไปลำไส้ใหญ่-->จนย่อยเหลือเพยี งกำกอำหำร แล้วขบั ออกทำงทวำรหนัก ซึ่งสำมำรถอธิบำยเป็ นรูปแผนภำพ ดงั นี้ วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

การคดิ เชิงนามธรรม ?มีลกั ษณะอย่างไร วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ี (Algorithm Design) เป็ นกำรถ่ำยทอดควำมคดิ ทใี่ ช้ในกำรแก้ปัญหำหรือกำรทำงำน เพื่อทำให้ สำมำรถนำแนวคดิ ทอ่ี อกแบบไปปฏบิ ัตติ ำมและสำมำรถศึกษำในภำยหลงั ได้ เคร่ืองมือทน่ี ิยมใช้ในกำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ี ได้แก่ 1. กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีแบบบรรยำย (Narrative Description) 2. กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีด้วยรหัสลำลอง (Pseudo Code) 3. กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีด้วยผงั งำน (Flowchart) วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

1. กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีแบบบรรยำย (Narrative Description) เป็นการอธิบายข้นั ตอนดว้ ยคาพดู ท่ีเขา้ ใจง่าย เป็นลาดบั ตวั อย่ำง : ข้นั ตอนกำรล้ำงรถ 1. ฉีดนำ้ ใส่รถเพ่ือขจดั ฝ่ ุน 2. ผสมนำ้ ยำล้ำงรถ 3. นำฟองนำ้ ชุบนำ้ ยำ เช็ดให้ทว่ั รถ 4. ฉีดนำ้ ล้ำงให้สะอำด ใช้ผ้ำเช็ดให้แห้ง วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ที่ 2

2. กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีด้วยรหัสลำลอง (Pseudo Code) เป็นการอธิบายข้นั ตอนการทางานของโปรแกรมโดยใชถ้ อ้ ยคาผสมระหวา่ ง ภาษาองั กฤษและภาษาการเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้าง วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

3. กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีด้วยผงั งำน (Flowchart) เป็นการอธิบายข้นั ตอนวธิ ีโดยการใชส้ ญั ลกั ษณ์ที่มีความหมายแตกต่างกนั เป็นลาดบั ข้นั เพือ่ ใชใ้ นการแกป้ ัญหา โดยสถาบนั มาตรฐานแห่งชาติอเมริกา (The American National Standard Institute : ANSI)ไดก้ าหนดสญั ลกั ษณ์มาตรฐาน เพื่อใหส้ ่ือสารไดต้ รงกนั ดงั ตาราง วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ท่ี 2

สัญลกั ษณ์มำตรฐำนของผงั งำน วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

ตวั อย่ำง กำรหำค่ำทมี่ ีมำกกว่ำ จำกข้อมูล 2 จำนวน จำกตวั อย่ำง ถ้ำจำนวนท่ี 1 มำกกว่ำจำนวนที่ 2 ถ้ำเป็ นจริงให้แสดงตวั เลขของ จำนวนที่ 1 แต่ถ้ำไม่เป็ นจริงให้แสดงตวั เลขของจำนวนที่ 2 วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

ทาไมจงึ ต้องมกี าร ?ออกแบบข้นั ตอนวธิ ี วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

กำรออกแบบข้นั ตอนวธิ ีมโี ครงสร้ำงควบคุมหลกั 3 รูปแบบ ดงั นี้ 1. โครงสร้ำงแบบลำดบั (sequential structure) 2. โครงสร้ำงแบบทำงเลือก (selection structure) 3. โครงสร้ำงแบบวนซ้ำ (repetition structure) วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

1. โครงสร้ำงแบบลำดับ (sequential structure) วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ที่ 2

2. โครงสร้ำงแบบทำงเลือก (selection structure) มีการตรวจสอบเงื่อนไขแยกเป็นทางเลือกสองทางคือ T (จริง) หรือ F (เทจ็ ) วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ที่ 2

วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปี ท่ี 2

3. โครงสร้ำงแบบวนซ้ำ (repetition structure) มีการวนซ้าหากเง่ือนไขน้นั เป็นจริง วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมัธยมศึกษำปี ที่ 2