วิทยาการคำนวณ

วทิ ยาการคานวณ แนวคดิ เชงิ คานวณ จัดทาโดย นาย ฐิติศกั ดิ์ ดาภูนา ช้นั ม.4/1 เลขท่ี3

สารบญั หนา้ 1 เร่ือง บทที่1 แนวคดิ เชิงคานวณ 2-4 5 1.1ขั้นตอนวิธี 6 1.2การแยกสว่ นประกอบและการยอ่ ยปญั หา 7 1.3การหารปู แบบ 1.4แนวคดิ เชิงนามธรรม 8-11 บทที่2 การออกแบบขน้ั ตอนวิธี

บทท1ี่ แนวคิดเชงิ คานวณ บทนจี้ ะกล่าวถงึ แนวคดิ เชงิ คานวณ(computational Thinking) ซ่งึ เปน็ พน้ื ฐานของการแก้ปัญหาตา่ งๆ ท่ี สามารถนาไปประยุกตม์ นการแกไ้ ขปญั หาในชีวิตประจาวัน แนวคิดน้ีไม่ใชเ่ ร่ืองใหม่ เพราะมนุษยต์ อ้ งแก้ปญั หาตา่ งๆ อยตู่ ลอดเวลาความทา้ ทายหลกั ของแนวคดิ เชงิ คานวรอยทู่ ่ี การออกแบบกระบวนการแก้ปยั หาทคี่ ลุมเครอื เปน็ ขน้ั ตอน ที่ชดั เจนมากพอทจ่ี ะนาไปแกป้ ญั หาได้

1.1ขน้ั ตอนวิธ(ี algorithm) ข้ันตอนวธิ ี คอื ลาดับข้ันตอนในการแก้ปัญหาหรือการ ทางานที่ชัดเจน การคิดค้น อธบิ ายขน้ั ตอนวิธใี นการ แก้ปญั หาตา่ งๆ มมี าตั้งแต่สมยั โบราณ เชน่ ข้ันตอนในการ บวก ลบ คูณ และหาร ท่พี ฒั นาโดยนักคณติ ศาสตร์ชาว เปอรเ์ ซยี ยกตวั อย่างของการคิดแบบขน้ั ตอนวธิ ี เชน่ การหาห.ร.ม. แบบยุคลิดโดยมวี ธิ กี าร ดังน้ี ยคู ลิด (Euclid) เป็นนกั คณิตศาสตร์ชาวกรีก ซ่ึงมีชีวิตอยู่ ประมาณ 325 – 265 ปี ก่อนคริสตศ์ กั ราช ไดก้ ล่าวถึงการ หารร่วมมาก หรือ ห.ร.ม. ของจานวนนบั สองจานวน ที่มีคา่ มากไดอ้ ยา่ งรวดเร็วดว้ ยวิธีที่เรียกวา่ ข้นั ตอนวธิ ีแบบยคู ลิด ตวั อยา่ งการหา ห.ร.ม. ของ 258 และ 504 ดว้ ยวธิ ีต่อไปน้ี

ข้นั ท่ี 1 หารจานวนมาก 504 ดว้ ยจานวนนอ้ ย 258 ข้นั ที่ 2 หารตวั หารตวั แรก 258 ดว้ ยเศษ 246 ข้นั ที่ 3 หารตวั หารตวั ท่ีสอง 246 ดว้ ยเศษ 12

ข้นั ท่ี 4 หารตวั หารตวั ท่ีสาม 12 ดว้ ย 6 การหารในคร้ังน้ีลงตวั จึงยตุ ิการหารและจะไดต้ วั หารตวั สุดทา้ ยคือ 6 เป็น ห.ร.ม.ของ 258 และ 504 ดังน้ัน ในทางปฏิบตั ิ การหา ห.ร.ม.ของจานวนนบั สอง จานวนตามวธิ ีการขา้ งตน้ รวมทุกข้นั ตอน เขียนไดด้ งั น้ี

1.2การแยกส่วนประกอบและการยอ่ ยปัญหา (decomposition) การแยกส่วนประกอบเปน็ วธิ คี ิดรปู แบบหนึ่งของแนวคดิ เชิงคานวณ เปน็ การพิจารณาเพอ่ื แบ่งปญั หาหรืองานออกเปน็ ส่วนย่อย ทาให้สามารถจดั การกบั ปญั หาหรอื งานได้ง่ายขึ้น เพ่อื อธิบายแนวคดิ น้ีใหน้ ักเรียนพจิ ารณารูปจกั รยานดังรปู

1.3การหารปู แบบ(pattern recognition) การหารูปแบบเป็นทักษะการหาความสมั พนั ธท์ ี่เกี่ยวข้อง แนวโนม้ และลกั ษณะทว้ั ไปของสง่ิ ต่างๆ โดยทัว่ ไปแลว้ นักเรยี นจะเริ่มพิจารณาปัญหาหรอื สง่ิ ที่สนใจ จากน้นั อาจใช้ ทักษะการแยกส่วนประกอบทาให้ไดอ้ งค์ประกอบทาให้ได้ องค์ประกอบภายในอื่นๆ แลว้ จึงใช้ทักษะการหารปู แบบเพือ่ สรา้ งความเขา้ ใจระหวา่ งองค์ประกอบเหล่าน้ัน

1.4การคดิ เชิงนามธรรม(abstraction) การคดิ เชงิ นามธรรม คือ กระบวนการคดั แยกคณุ ลักษณะ ท่ีสาคัญออกจากรายละเอียดในโจทย์ปัญหาหรืองานทกี่ าลัง พิจารณา เพอ่ื ให้ได้องค์ประกอบที่จาเป็นเพยี งพอ และกระชับ ทีส่ ดุ ในการพิจารณาภายใต้สถานการณ์ทสี่ นใจ นกั เรยี น อาจจะเคยเหน็ การใชแ้ นวคดิ นม้ี าบา้ งแล้วในการเรียนวชิ า วทิ ยาศาสตร์ เช่น เรื่องวงจรไฟฟ้า

บทท2่ี การออกแบบข้ันตอนวธิ (ี algorithm design) อลั กอรทิ มึ (Algorithm) คอื กระบวนการแก้ปัญหาท่ีสามารถ อธบิ ายออกมาเป็นขน้ั ตอนที่ชดั เจน เมื่อนาเข้าอะไร แลว้ จะตอ้ งไดผ้ ลลัพธ์เช่นไร กระบวนการนี้ ประกอบดว้ ย วธิ กี ารเปน็ ขั้นๆ และมีส่วนทีต่ อ้ งทาแบบวนซา้ อีก จนกระทง่ั เสร็จสน้ิ การทางาน Algorithm ไมใ่ ชค่ าตอบแต่เปน็ ชดุ คาสง่ั ท่ที าให้ไดค้ าตอบ วธิ ีการใน การอธิบาย Algorithm ได้แก่ 1. Natural Language อธบิ ายแบบใชภ้ าษาทเี่ ราส่ือสาร กนั ท่ัวไป 2. Pseudo code อธบิ ายด้วยรหสั จาลองหรอื รหัสเทยี ม 3. Flowchart อธบิ ายด้วยแผนผัง การนาข้ันตอนวิธีไปใชแ้ ก้ปัญหา ไมจ่ ากดั เฉพาะการเขยี น โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ แต่สามารถใช้กับปญั หาอ่นื ๆ ได้ เช่นเดยี วกนั เพ่ือใหเ้ กิดการใชท้ รพั ยากรอย่างมีประโยชนส์ งู สุด ซง่ึ จาเปน็ ตอ้ งวางแผนอย่างเป็นระบบ เป็นขั้นตอน จึงจาเปน็ ตอ้ งอาศยั Algorithm ดว้ ย เพื่อให้ทราบถงึ ขั้นตอนต่างๆ และสามารถตดั ทอน ขน้ั ตอนท่ีเกินความจาเป็น อีกทง้ั ยังสามารถปรบั ปรุง และเพม่ิ เติม ขนั้ ตอนใหม่ เขา้ ไปได้ ช่วยลดความสบั สนขณะทางานด้วย



จงเขยี นโปรแกรมเพ่ือคานวณหาพืน้ ที่รูปสามเหลยี่ ม แสดงผลลพั ธ์ทางเครอื่ งพมิ พ์/ภาพ 1.Algorlithm 1.เริ่มตน้ 2.รบั คา่ ความยาวฐาน(Base) 3.รบั ค่าความสงู (Height) 4.คานวณหาพ้ืนที่ Area=1/2*Base*Height 5.แสดงผลพน้ื ทอี่ อกเคร่อื งพิมพ์ 6.จบ 2.Pseudo code 1.Start 2.Read Base 3.Read Height 4.Compute Area=1/2*Base*Height 5. Print Area 6.End

3.Flowchart