เทคโนโลยี (วิทยาการคำนวณ) ม.2 หน่วยที่ 2

การพฒั นาโปรแกรมเพื่อแกป้ ญั หา วงจรการพัฒนาโปรแกรม ความรู้พนื้ ฐานสาหรับการเขียนโปรแกรมภาษาไพธอน การเขยี นโปรแกรมแบบลาดบั การเขียนโปรแกรมแบบทางเลือก การเขียนโปรแกรมแบบวนซ้า ฟังกช์ นั วิทยาการคานวณ ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

วทิ ยาการคานวณ ชั้นมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

วงจรการพัฒนาโปรแกรม ( Software Development Life Cycle : SDLC ) การพฒั นาโปรแกรมเปน็ แนวทางในการพัฒนาระบบหรอื ซอฟต์แวร์ ซ่งึ มีรปู แบบ ท่ีหลากหลาย ขน้ึ อยู่กับบรบิ ทของทีมและภาระงาน วิทยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศึกษาปที ี่ 2

วงจรการพฒั นาโปรแกรม ( Software Development Life Cycle : SDLC ) 1. วิเคราะหค์ วามตอ้ งการ (Requirement Analysis) 2. ออกแบบ (Design) 3. พัฒนาโปรแกรม (Development) 4. ทดสอบ (Testing) 5. ตดิ ตงั้ และบารงุ รกั ษา (Deployment & Maintenance) 6. การปรบั ปรงุ อยา่ งตอ่ เนือ่ ง (Continuous Improvement) วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 2

วงจรการพัฒนาโปรแกรม ?ประกอบดว้ ยอะไรบา้ ง วทิ ยาการคานวณ ช้นั มัธยมศกึ ษาปีที่ 2

ความรูพ้ น้ื ฐานสาหรบั การเขียนโปรแกรมภาษาไพธอน 1. ภาษาคอมพิวเตอร์ เป็นภาษาที่ใชก้ บั การทางานของคอมพวิ เตอร์หรือใชเ้ พ่ือใหค้ อมพวิ เตอร์เขา้ ใจ และสามารถทางานตามจุดประสงคไ์ ด้ ภาษาคอมพิวเตอร์ แบ่งเป็น 5 ประเภท ไดแ้ ก่ 1.1 ภาษาเครื่อง เป็นภาษาคอมพวิ เตอร์ยคุ แรก ๆ เร่ิมใช้ 0 แทน Volt และใช้ 1 แทน แรงดนั ไฟฟ้า เช่น 5V คาสงั่ ของเครื่องประกอบดว้ ยตวั เลขในระบบฐานสอง ไดแ้ ก่ 0 และ 1 1.2 ภาษาระดับต่า เป็นภาษาในยคุ ที่ 2 มีช่ือวา่ ภาษาแอสเซมบลี ท่ีเป็นการใชส้ ญั ลกั ษณ์แทนกลุ่มของ เลขฐานสอง เพ่ือใหง้ ่ายต่อการเขา้ ใจในการเขียนโปรแกรมของมนุษยม์ ากข้ึน วทิ ยาการคานวณ ชัน้ มธั ยมศึกษาปที ี่ 2

การทางานของเคร่ืองคอมพิวเตอร์จะเขา้ ใจเฉพาะภาษาเคร่ืองเท่าน้นั ดงั น้นั จึง ตอ้ งมีการแปลโปรแกรมภาษาแอสเซมบลีใหเ้ ป็นภาษาเครื่องโดยกระบวนการ แปลภาษาท่ีเรียกวา่ แอสเซมเบลอร์ วทิ ยาการคานวณ ช้ันมัธยมศึกษาปีท่ี 2

1.3 ภาษาระดับสงู เป็นภาษารุ่นท่ี 3 ที่ถูกสร้างข้ึนมาเพอื่ ใหส้ ามารถเขียนและอ่านโปรแกรมไดง้ ่ายข้ึน โดยมีลกั ษณะเหมือนภาษาองั กฤษ จึงเป็นที่นิยมของโปรแกรมเมอร์ในการเขียน โปรแกรม ตวั อยา่ งของภาษาน้ี เช่น ภาษาโคบอล ภาษาปาสกาล ภาษาเบสิก ภาษาซี และภาษาจาวา วิทยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 2

ตวั แปลภาษาระดบั สงู 1) อินเทอรพ์ รีเตอร์ เป็นตวั แปลภาษาระดบั สูงใหเ้ ป็นภาษาเครื่อง โดยจะแปล ทีละบรรทดั และทางานตามคาสั่งทนั ที เม่ือมีความผดิ พลาดจะรายงานทนั ที โปรแกรมเมอร์จะตอ้ งแกไ้ ขคาสงั่ บรรทดั น้นั ใหถ้ ูกตอ้ ง แลว้ จึงส่ังใหโ้ ปรแกรม เริ่มทางานใหม่ ภาษาท่ีใชอ้ ินเทอร์พรีเตอร์ เช่น ภาษาเบสิก ภาษาไพธอน วิทยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 2

2) คอมไพเลอร์ เป็นโปรแกรมท่ีใชแ้ ปลภาษาระดบั สูงใหเ้ ป็นภาษาเคร่ือง และเกบ็ ขอ้ มูลท่ีแปลไดใ้ นรูปแบบภาษาเคร่ือง ถา้ มีขอ้ ผดิ พลาดคอมไพเลอร์ จะบอกขอ้ ผดิ พลาดท้งั หมดที่มีในโปรแกรมออกมา ภาษาที่ใชค้ อมไพเลอร์ เช่น ภาษาฟอร์แทรน ภาษาโคบอล ภาษาซี ภาษาจาวา วทิ ยาการคานวณ ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 2

ตวั แปลภาษาแบบอินเทอรพ์ รเี ตอรก์ ับ ?คอมไพเลอรแ์ ตกต่างกันอยา่ งไร วทิ ยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 2

1.4 ภาษาระดับสงู มาก เป็นภาษาโปรแกรมยคุ ที่ 4 มีลกั ษณะคลา้ ยภาษาพดู ของมนุษยจ์ ดั เป็นภาษาที่ไร้ กระบวนคาส่งั ผใู้ ชเ้ พยี งบอกวา่ ใหค้ อมพิวเตอร์ทาอะไร ใกลเ้ คียงกบั ภาษาของมนุษย์ ภาษาโปรแกรมท่ีเขียนไดแ้ ก่ ภาษาเอสคิวแอล (SQL) ตัวอย่างการใชภ้ าษา SQL ในการเข้าถึงขอ้ มูล วิทยาการคานวณ ช้นั มธั ยมศึกษาปที ่ี 2

1.5 ภาษาธรรมชาติ เป็นภาษาโปรแกรมยคุ ท่ี 5 เป็นภาษาแบบ Non-procedural สามารถส่ังงาน คอมพวิ เตอร์ไดโ้ ดยใชภ้ าษามนุษยโ์ ดยตรง อาจมีรูปแบบท่ีไม่แน่นอนตายตวั ถูกสร้างข้ึน จากเทคโนโลยที างดา้ นระบบผเู้ ชี่ยวชาญปัญญาประดิษฐ์ ปัจจุบนั มีการนามาใชเ้ ฉพาะดา้ น เช่น การแพทย์ การพยากรณ์อากาศ การลงทุน เว็บไซต์ Youtube ใช้ Machine Learning Face id วิทยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศึกษาปที ่ี 2

2. ภาษาไพธอน เป็นภาษาระดบั สูงที่เหมาะกบั การฝึกเขียนโปรแกรมสาหรับผเู้ ร่ิมตน้ ฝึกเขียน โปรแกรม โดยมีโครงสร้างภาษาที่ไม่ซบั ซอ้ น สามารถต่อยอดเพื่อพฒั นาชิ้นงาน อ่ืน ๆ ไดอ้ ีกมากมาย เช่น การสร้างเกม การสร้างเวบ็ แอปพลิเคชนั วิทยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 2

โปรแกรมภาษาไพธอนมีขอ้ ดีอย่างไร ?สาหรับผเู้ ร่มิ ฝกึ เขยี นโปรแกรม วทิ ยาการคานวณ ช้นั มธั ยมศึกษาปที ี่ 2

3. การติดต้งั อนิ เทอร์พรีเตอร์ภาษาไพธอน 3.1 ไปที่หนา้ เวบ็ ไซต์ https://www.python.org/downloads/ เพ่อื ดาวนโ์ หลดตวั ติดต้งั 3.2 ดบั เบิลคลิกเมาส์ท่ีตวั ติดต้งั อินเทอร์พรีเตอร์ python 3.7.0 วทิ ยาการคานวณ ช้ันมัธยมศึกษาปีที่ 2

3.3 คลิกเมาส์ที่คาสง่ั Install Now 3.4 รอดาเนินการติดต้งั วทิ ยาการคานวณ ช้ันมธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

3.5 ติดต้งั สาเร็จ คลิกเมาส์ที่ป่ ุม close วทิ ยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปที ่ี 2

อินเทอรพ์ รเี ตอร์ ?ตดิ ตง้ั เพือ่ จดุ ประสงคใ์ ด วทิ ยาการคานวณ ช้นั มัธยมศกึ ษาปีท่ี 2

4. การติดตง้ั โปรแกรม PyCharm สาหรบั ใช้เป็น IDE ภาษาไพธอน 4.1 ไปที่หนา้ เวบ็ ไซต์ https://www.jetbrains.com/pycharm/download/ เพ่ือดาวนโ์ หลดตวั ติดต้งั โปรแกรม PyCharm วิทยาการคานวณ ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

4.2 คลิกเมาส์ที่ป่ ุม Download 4.3 ดบั เบิลคลิกเมาส์ท่ีตวั ติดต้งั 4.4 โปรแกรมจะแสดงหนา้ จอ ตอ้ นรับดงั ภาพ จากน้นั คลิกเมาส์ ท่ีป่ ุม Next วิทยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

4.5 โปรแกรมสอบถามตาแหน่งติดต้งั ของโปรแกรมดงั ภาพ จากน้นั เลือก ตาแหน่งที่ตอ้ งการติดต้งั แลว้ คลิกเมาส์ ที่ป่ ุม Next 4.6 โปรแกรมจะสอบถามการสร้าง icon บนหนา้ จอ จากน้นั ทาเคร่ืองหมาย ✓ลงในช่องวา่ งหนา้ 64-bit แลว้ คลิก เมาส์ท่ีป่ ุม Next วิทยาการคานวณ ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 2

4.7 คลิกเมาส์ที่ป่ ุม Install เพอ่ื เร่ิมการติดต้งั 4.8 เมื่อติดต้งั เสร็จแลว้ คลิกเมาส์ท่ีป่ ุม Finish วิทยาการคานวณ ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2

หากการลงโปรแกรมไม่สมบรู ณ์ ?นักเรยี นมีวธิ ีแกไ้ ขอย่างไร วทิ ยาการคานวณ ชั้นมธั ยมศึกษาปีที่ 2

5. การใชง้ านโปรแกรม PyCharm เบอ้ื งต้น 5.1 คลิกเมาส์ที่ icon โปรแกรมบนหนา้ Desktop 5.2คลิกเมาส์เลือกหนา้ คาสงั่ Do not import settings จากน้นั คลิกเมาส์ป่ ุม OK วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศึกษาปีท่ี 2

5.3 อ่านขอ้ ตกลง แลว้ คลิกเมาส์ป่ ุม Accept วทิ ยาการคานวณ ช้นั มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

5.4 เริ่มเขา้ ใชง้ านโปรแกรม แลว้ คลิกเมาส์ท่ี Create New Project วิทยาการคานวณ ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปีท่ี 2

5.5 เริ่มสร้างโพรเจกต์ โดยคลิกเมาส์เลือก File เลือก New Project วิทยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

5.6 คลิกเมาส์ท่ีป่ ุมโฟลเดอร์ เพ่อื กาหนดตาแหน่งที่จะ บนั ทึก แลว้ คลิกเมาส์ป่ ุม OK 5.7 หากมีขอ้ ความเตือน Interpreter field is empty ใหเ้ ลือกอินเทอร์พรีเตอร์ดงั ภาพ แลว้ คลิกเมาส์ป่ ุม Create วิทยาการคานวณ ชน้ั มธั ยมศึกษาปีท่ี 2

5.8 เร่ิมสร้างไฟลง์ านคลิกเมาส์ เลือก File เลือก New แลว้ เลือก ชนิดไฟล์ Python File 5.9 ต้งั ชื่อไฟลง์ าน แลว้ คลิกเมาส์ป่ ุม OK วทิ ยาการคานวณ ชั้นมัธยมศกึ ษาปที ่ี 2

5.10 ทดสอบการเขียนโปรแกรมดว้ ยคาสงั่ print (“test”) จากน้นั เลือกเมนู Run ‘test’ วทิ ยาการคานวณ ชัน้ มัธยมศึกษาปที ี่ 2

5.11 โปรแกรมจะแสดงผลลพั ธ์ของโปรแกรม ดงั ภาพ วทิ ยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีที่ 2

ถา้ นักเรียนทดสอบโปรแกรมแล้ว เกิดปญั หาโปรแกรม ไม่แสดงผลข้อมูลทน่ี ักเรียนเขียน จะมีวธิ ีการตรวจสอบอยา่ งไร? วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มัธยมศึกษาปที ่ี 2

6. การเขียนคาอธบิ าย การเขียนคอมเมนตใ์ ชเ้ ม่ือตอ้ งการอธิบายการทางานของโปรแกรม จะใช้ เครื่องหมายชาร์ป (#) นาหนา้ ขอ้ ความ ดงั ตวั อยา่ ง หรือหากตอ้ งการเขียนคอมเมนตพ์ ร้อมกนั หลายบรรทดั สามารถใชเ้ คร่ืองหมาย Double Quote 3 คู่ ครอบส่วนที่ตอ้ งการคอมเมนต์ ดงั ตวั อยา่ ง วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศึกษาปที ี่ 2

?ทาไมจึงต้องเขยี นคาอธิบาย วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศึกษาปีที่ 2

7. ชนิดข้อมลู (Data type) ขอ้ มูลจะถูกจดั เกบ็ ในหน่วยความจา ซ่ึงจะมีวธิ ีเกบ็ ขอ้ มูลแตกต่างกนั ไป ชนิดขอ้ มูลท้งั หมดในภาษาไพธอนประกอบดว้ ย วทิ ยาการคานวณ ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

7.1 จานวนเตม็ (Integer) มีขนาด 8 Bytes (64bits) สามารถกาหนดเป็นเลขฐาน ต่าง ๆ ได้ โดยการใส่เลข 0 นาหนา้ แลว้ ตามดว้ ยอกั ษรประจาฐาน ไดแ้ ก่ เลขฐานสอง ใชเ้ ลขโดด 0 และ 1 ตวั อกั ษรประจาฐาน b เลขฐานแปด เลขฐานสิบหก ใชเ้ ลขโดด 0-7 ตวั อกั ษรประจาฐาน o เลขฐานสิบ ใชเ้ ลขโดด 0-9 และ A-F ตวั อกั ษรประจาฐาน x ใหพ้ มิ พเ์ ป็นตวั เลขปกติ ดงั ตวั อยา่ ง วิทยาการคานวณ ชน้ั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 2

7.2 จานวนทศนยิ ม (Floating-Point Number) จานวนทศนิยม เช่น 12.45 นอกจากน้ียงั สามารถกาหนดทศนิยมในรูปสญั กรณ์วทิ ยาศาสตร์ ดงั ตวั อยา่ ง 7.3 ตรรกะ (Boolean) เป็นข้อมลู ทปี่ ระกอบด้วย 2 คา่ คือ - จริง (True) หรือตวั ยอ่ T - เทจ็ (False) หรือตวั ยอ่ F วทิ ยาการคานวณ ช้ันมธั ยมศกึ ษาปที ี่ 2

ทาไมการเขยี นโปรแกรม ?จงึ ต้องมตี วั แปร วทิ ยาการคานวณ ช้นั มธั ยมศกึ ษาปีที่ 2

8. ตัวแปร (Variable) ตวั แปร คือ การจองพ้นื ท่ีในหน่วยความจาเพือ่ ใชใ้ นการเกบ็ ขอ้ มลู ไวใ้ ช้ ประมวลผลข้นั ต่อไป ซ่ึงในภาษาไพธอนจะเป็นตวั แปรแบบ Dynamic คือไม่ตอ้ งประกาศตวั แปรและชนิดขอ้ มูล 8.1 การกาหนดช่อื ตัวแปร กฎการต้งั ชื่อตวั แปรในภาษาไพธอน มีดงั น้ี 1) ต้งั ชื่อใหส้ ื่อความหมายกบั ขอ้ มูลท่ีจดั เกบ็ 2) อกั ษรตวั พิมพเ์ ลก็ และพมิ พใ์ หญ่จะมีความหมายตา่ งกนั 3) เริ่มตน้ ดว้ ยตวั อกั ษรภาษาองั กฤษ ภาษาไทย หรือเครื่องหมาย _ 4) หลงั จากตวั แรกจะเป็นตวั อกั ษรภาษาองั กฤษ ภาษาไทย ตวั เลข หรือเคร่ืองหมาย _ หา้ มมีเวน้ วรรค จุด หรือสัญลกั ษณ์พเิ ศษ 5) ไม่เป็นคาสงวนในภาษาไพธอน วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มธั ยมศึกษาปีท่ี 2

คาสงวนในภาษาไพธอน วทิ ยาการคานวณ ชนั้ มัธยมศึกษาปที ่ี 2

8.2 การประกาศตัวแปร เป็นการสร้างตวั แปรสาหรับเกบ็ ขอ้ มูลก่อนนาไปประมวลผล โดยมีรูปแบบการ ประกาศตวั แปร ดงั น้ี เคร่ืองหมาย = เป็นเคร่ืองหมายท่ีแทนการกาหนดคา่ ซ่ึงหมายถึง นาขอ้ มูลดา้ นขวาของ = มากาหนดทางดา้ นซา้ ย ดงั ตวั อยา่ ง วทิ ยาการคานวณ ช้ันมัธยมศกึ ษาปที ี่ 2

8.3 สตรงิ (String) เป็นขอ้ มูลแบบอกั ขระที่รองรับภาษาต่าง ๆ และสัญลกั ษณ์อื่น ๆ สตริงมรี ูปแบบ ดงั น้ี 1) อยภู่ ายในเคร่ืองหมาย “ ” หรือ ‘ ’ 2) ตอ้ งการใหม้ ีเคร่ืองหมาย “ ” ประกอบในขอ้ ความ ตอ้ งปิ ดขอ้ ความท้งั หมดดว้ ย ‘ ’ หรือตอ้ งการใหม้ ีเคร่ืองหมาย ‘ ’ ประกอบในขอ้ ความ ตอ้ งปิ ดขอ้ ความท้งั หมดดว้ ย “ ” 3) ใส่ \\n ในขอ้ ความ เพือ่ ข้ึนบรรทดั ใหม่ 4) ใชเ้ ครื่องหมาย “‘ หรือ ’” ปิ ดขอ้ ความที่มีหลายบรรทดั วทิ ยาการคานวณ ชน้ั มธั ยมศึกษาปีท่ี 2

9. การแสดงผลออกทางหน้าจอดว้ ยคาสง่ั print() รูปแบบการใชง้ านดงั น้ี ขอ้ มูลที่ตอ้ งการแสดงผล ไดแ้ ก่ ตวั แปร คา่ คงท่ี นิพจน์ หรือขอ้ ความ ซ่ึงถา้ เป็นขอ้ ความ จะตอ้ งอยภู่ ายใน “ ” หรือ ‘ ’ ดงั ตวั อยา่ ง วิทยาการคานวณ ช้นั มัธยมศกึ ษาปีที่ 2

โดยทวั่ ไปแลว้ คาสงั่ print() จะแสดงผลการข้ึนบรรทดั หลงั จบคาส่ัง แต่หาก ตอ้ งการปรับแต่งการจบโดยยงั ไม่ใหข้ ้ึนบรรทดั ใหม่สามารถใส่คาสั่ง end = “…” เพอื่ กาหนดรูปแบบของการจบคาสั่ง ดงั ตวั อยา่ ง วทิ ยาการคานวณ ชัน้ มัธยมศกึ ษาปีท่ี 2

โครงสร้างการจดั รูปแบบการแสดงผลจะมีการอา้ งอิงตาแหน่ง ซ่ึงค่าที่อยู่ ในอาร์กิวเมนตจ์ ะตอ้ งสัมพนั ธ์กบั สญั ลกั ษณ์ที่อยใู่ นส่วนของการจดั รูปแบบ แสดงผลสตริง และมีเคร่ืองหมาย % คน่ั วทิ ยาการคานวณ ชน้ั มธั ยมศึกษาปีที่ 2

10. การรบั ข้อมูลเขา้ ดว้ ยคาสัง่ input() ตวั แปร : เป็นตวั แปรท่ีใชเ้ กบ็ ขอ้ มูลที่รับเขา้ มาทางคียบ์ อร์ด ขอ้ ความที่แสดงก่อนรับขอ้ มูลเขา้ : คาอธิบายที่ตอ้ งการแสดงเพ่อื ช้ีแจงกบั ผใู้ ชง้ าน เช่น วทิ ยาการคานวณ ช้นั มัธยมศกึ ษาปที ี่ 2

เมื่อมีการเรียกใชค้ าส่งั output() โปรแกรมแสดงขอ้ ความช้ีแจง แลว้ รอการป้อนขอ้ มูลนาเขา้ จากผใู้ ชผ้ า่ นคียบ์ อร์ด แลว้ ตามดว้ ยป่ ุม Enter เช่น ซ่ึงโปรแกรมจะนาขอ้ มูล Lattapol ไปเกบ็ ในตวั แปร name ดงั ตวั อยา่ ง วิทยาการคานวณ ชน้ั มัธยมศกึ ษาปีที่ 2

การเขียนโปรแกรมแบบลาดับ การเขียนโปรแกรมแบบลาดบั เป็นลกั ษณะการเขียนคาสัง่ ใหโ้ ปรแกรมทางาน ตามลาดบั จากคาสั่งที่ 1 คาสงั่ ที่ 2 ไปเรื่อย ๆ จนครบทุกคาสง่ั วิทยาการคานวณ ชัน้ มธั ยมศกึ ษาปที ่ี 2