เทคโนโลยี (วิทยาการคำนวณ) ม.2 หน่วยที่ 1

แนวคิดเชิงคำนวณ แนวคิดเชงิ คำนวณ กำรแจกแจง กำรคดิ หำรปู แบบ กำรคิดเชิงนำมธรรม กำรออกแบบขนั้ ตอนวิธี วทิ ยำกำรคำนวณ ช้นั มัธยมศึกษำปีที่ 2

แนวคิดเชิงคำนวณ คืออะไร??? วทิ ยำกำรคำนวณ ชั้นมธั ยมศกึ ษำปีท่ี 2

แนวคิด คดิ วิเครำะห์ เชงิ คำนวณ คดิ อย่ำงเป็น ระบบ คิดอย่ำงเป็น ขั้นตอน วทิ ยำกำรคำนวณ ชัน้ มัธยมศกึ ษำปที ่ี 2

โดยมีข้ันตอนในกำรคิดเชิงคำนวณ 4 ขน้ั ตอน ดงั น้ี วิทยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศกึ ษำปที ่ี 2

วทิ ยำกำรคำนวณ ชั้นมธั ยมศกึ ษำปที ่ี 2

ตัวอยำ่ งแนวคิดเชงิ คำนวณ 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 วิทยำกำรคำนวณ ชั้นมธั ยมศึกษำปีท่ี 2

ตัวอย่ำงแนวคิดเชิงคำนวณ วธิ ที ่ี 1 สุม่ หยบิ ช้อนมำ 1 คนั จำกน้นั สุ่มหยิบเฉพำะสอ้ ม ทีละคนั จนกวำ่ จะได้ แบบท่ีคกู่ ัน ทำตำมขน้ั ตอน จนไดค้ รบ 6 คู่ วทิ ยำกำรคำนวณ ช้นั มัธยมศึกษำปีท่ี 2

ตัวอย่ำงแนวคิดเชิงคำนวณ วธิ ที ี่ 2 สมุ่ หยิบช้อนมำวำงแยก แตล่ ะสำรบั หยิบสอ้ มทีละคนั หำกสีของสอ้ มตรงกบั สีชอ้ น คนั ไหน ให้นำสอ้ มไปวำงกบั ช้อนสีนนั้ **จะเห็นวา่ ท้งั 2 แนวคิดน้นั สามารถแกป้ ัญหา ไดส้ าเร็จ แตแ่ นวคิดที่ 2 น้นั จะใชเ้ วลาที่เร็วกวา่ ** วทิ ยำกำรคำนวณ ช้นั มัธยมศึกษำปีท่ี 2

กำรแจกแจง (Decomposition) กำรแจกแจง เป็นกำรแบ่งปญั หำท่ีซบั ซ้อนออกเป็นส่วนย่อย ๆ ซึง่ จะทำให้ ปญั หำที่กำลงั พจิ ำรณำจดั กำรได้งำ่ ยขึน้ แก้ปญั หำได้ตรงประเด็น และครอบคลุม ปญั หำมำกย่งิ ข้ึน ตัวอยำ่ ง กรรไกร เปน็ เครอื่ งมอื ที่ใช้ตัดวัสดบุ ำง ๆ โดยใชแ้ รงกดไม่มำก เม่ือวเิ ครำะห์ แยกสว่ นของกรรไกรจะสำมำรถอธบิ ำย ได้ดังนี้ วทิ ยำกำรคำนวณ ชัน้ มธั ยมศึกษำปีที่ 2

เหตุใดจึงตอ้ งมกี าร ?แจกแจงปัญหา วทิ ยำกำรคำนวณ ชัน้ มัธยมศกึ ษำปีท่ี 2

กำรคิดหำรปู แบบ (Pattern Recognition) เป็นการสงั เกตส่ิงท่ีมีความคลา้ ยคลึงกนั ท้งั ในดา้ นลกั ษณะการทางาน หรือพฤติกรรม ซ่ึงส่ิงที่มีรูปแบบเดียวกนั มีแนวโนม้ ที่จะใชแ้ นวคิดเดียวกนั ในการอธิบาย ทาใหล้ ดจานวนของปัญหาและลดระยะเวลาในการทางานได้ ตวั อยำ่ ง กำรแสดงผลตวั เลขดิจิทลั จะเกิด จำกกำรเปิด-ปิด ของหลอดไฟ LED ท้งั 7 ดวง ในรูปแบบท่ี แตกต่ำงกัน วิทยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศกึ ษำปีท่ี 2

การคดิ หารปู แบบชว่ ยให้เรา ?แก้ปญั หาได้อย่างไร วิทยำกำรคำนวณ ชั้นมัธยมศึกษำปที ่ี 2

ควำมคดิ เชิงนำมธรรม (Abstraction) เป็นกระบวนการคิดแกป้ ัญหาโดยการคดั เลือกสิ่งที่จาเป็นต่อปัญหาไว้ และคดั เลือก สิ่งท่ีไม่จาเป็นต่อปัญหาออกไป จะทาใหก้ รอบของปัญหาแคบลงและมีความชดั เจนข้ึน ในการปฏิบตั ิการคิดเชิงนามธรรม สามารถสรุปเป็นสาระสาคญั ดว้ ยขอ้ ความหรือ แผนภาพได้ ตัวอย่ำง ระบบย่อยอำหำร --> อำหำรผำ่ นชอ่ งปำก-->ผ่ำนกำรบดเค้ียวดว้ ยฟนั -->เคลือ่ นที่ส่หู ลอดอำหำรผ่ำนคอหอย-->ไปกระเพำะอำหำร -->ไปลำไส้เลก็ -->ไปลำไสใ้ หญ่-->จนย่อยเหลือเพียงกำกอำหำร แล้วขับออกทำงทวำรหนัก ซ่ึงสำมำรถอธบิ ำยเป็นรปู แผนภำพ ดังน้ี วิทยำกำรคำนวณ ชัน้ มธั ยมศกึ ษำปีท่ี 2

การคดิ เชิงนามธรรม ?มีลกั ษณะอย่างไร วทิ ยำกำรคำนวณ ชั้นมธั ยมศึกษำปีท่ี 2

กำรออกแบบขั้นตอนวธิ ี (Algorithm Design) เป็นกำรถำ่ ยทอดควำมคดิ ท่ใี ชใ้ นกำรแก้ปญั หำหรอื กำรทำงำน เพอื่ ทำให้ สำมำรถนำแนวคิดทอี่ อกแบบไปปฏบิ ัติตำมและสำมำรถศึกษำในภำยหลงั ได้ เครอ่ื งมือท่ีนยิ มใช้ในกำรออกแบบขัน้ ตอนวิธี ไดแ้ ก่ 1. กำรออกแบบขน้ั ตอนวธิ แี บบบรรยำย (Narrative Description) 2. กำรออกแบบขน้ั ตอนวิธดี ว้ ยรหสั ลำลอง (Pseudo Code) 3. กำรออกแบบขัน้ ตอนวิธีด้วยผังงำน (Flowchart) วิทยำกำรคำนวณ ช้นั มธั ยมศกึ ษำปที ่ี 2

1. กำรออกแบบข้ันตอนวธิ แี บบบรรยำย (Narrative Description) เป็นการอธิบายข้นั ตอนดว้ ยคาพดู ที่เขา้ ใจง่าย เป็นลาดบั ตัวอยำ่ ง : ขั้นตอนกำรลำ้ งรถ 1. ฉีดนำ้ ใส่รถเพื่อขจดั ฝุ่น 2. ผสมน้ำยำล้ำงรถ 3. นำฟองน้ำชบุ นำ้ ยำ เชด็ ใหท้ ว่ั รถ 4. ฉีดน้ำล้ำงให้สะอำด ใช้ผำ้ เชด็ ใหแ้ ห้ง วิทยำกำรคำนวณ ช้นั มธั ยมศึกษำปีที่ 2

2. กำรออกแบบข้ันตอนวิธีดว้ ยรหัสลำลอง (Pseudo Code) เป็นการอธิบายข้นั ตอนการทางานของโปรแกรมโดยใชถ้ อ้ ยคาผสมระหวา่ ง ภาษาองั กฤษและภาษาการเขียนโปรแกรมแบบมีโครงสร้าง วิทยำกำรคำนวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษำปีที่ 2

3. กำรออกแบบขั้นตอนวธิ ีด้วยผังงำน (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 ช้นั มัธยมศึกษำปที ่ี 2

สญั ลักษณม์ ำตรฐำนของผงั งำน วทิ ยำกำรคำนวณ ช้ันมธั ยมศึกษำปที ่ี 2

ตวั อย่ำง กำรหำค่ำท่ีมมี ำกกวำ่ จำกข้อมลู 2 จำนวน จำกตวั อย่ำง ถำ้ จำนวนที่ 1 มำกกวำ่ จำนวนที่ 2 ถ้ำเปน็ จริงใหแ้ สดงตวั เลขของ จำนวนท่ี 1 แต่ถำ้ ไมเ่ ป็นจริงให้แสดงตวั เลขของจำนวนที่ 2 วิทยำกำรคำนวณ ชน้ั มธั ยมศึกษำปีท่ี 2

ทาไมจึงต้องมกี าร ?ออกแบบขน้ั ตอนวิธี วทิ ยำกำรคำนวณ ชนั้ มธั ยมศึกษำปีท่ี 2

กำรออกแบบขั้นตอนวิธีมีโครงสร้ำงควบคมุ หลกั 3 รปู แบบ ดังน้ี 1. โครงสรำ้ งแบบลำดบั (sequential structure) 2. โครงสรำ้ งแบบทำงเลือก (selection structure) 3. โครงสรำ้ งแบบวนซ้ำ (repetition structure) วิทยำกำรคำนวณ ชนั้ มธั ยมศกึ ษำปีที่ 2

1. โครงสร้ำงแบบลำดับ (sequential structure) วทิ ยำกำรคำนวณ ช้นั มธั ยมศกึ ษำปที ี่ 2

2. โครงสร้ำงแบบทำงเลือก (selection structure) มีการตรวจสอบเงื่อนไขแยกเป็นทางเลือกสองทางคือ T (จริง) หรือ F (เทจ็ ) วทิ ยำกำรคำนวณ ชั้นมัธยมศกึ ษำปที ี่ 2

วทิ ยำกำรคำนวณ ชั้นมธั ยมศกึ ษำปที ่ี 2

3. โครงสร้ำงแบบวนซำ้ (repetition structure) มีการวนซ้าหากเง่ือนไขน้นั เป็นจริง วิทยำกำรคำนวณ ชั้นมัธยมศกึ ษำปีที่ 2