4725_วิทยาการคำนวณ-2

วิทยาการ การคานวณ

จดั ทำโดย น.ส. ภัสรำ จันมัด ชน้ั ม.4/1 เลขท่ี 22 เสนอ คณุ ครู นวพร ษฏั เสน

computational thinking การคิดเชิงคานวณ (computational thinking) เป็นวธิ ีการคิดและแกป้ ัญหา เชงิ วเิ คราะห์ สามารถใชจ้ ินตนาการมองปัญหาดว้ ยความคิดเชิงนามธรรม ซ่ึง จะทาให้เราสามารถเห็นแนวทางในการแกป้ ัญหาอยา่ งเป็นข้ันตอนและมลี าดบั วิธีคิดได้ โดยวธิ ีคิดแบบวิทยาการคานวณน้ี ไมใ่ ชเ่พยี งแคก่ ารเขยี นโปรแกรม เพราะภาษาโปรแกรมมกี ารเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา แตจ่ ดุ ประสงคท์ ่ีสาคญั กวา่ คือการสอนให้เดก็ คิดและเชื่อมโยงปัญหาตา่ งๆ เป็น จนสามารถแกป้ ัญหาได้ อยา่ งเป็นระบบนัน่ เอง

แนวคดิ เชิงคำนวณ แบ่งออกเป็ น 4 อย่ำง Decomposition( แนวคิดการแยกยอ่ ย) > แตกปัญหากระบวนการออกเป็น สว่ นยอ่ ย Pattern Recognition (แนวคิดการจดจารูปแบบ) > ดูความเหมือนความแตกตา่ ง ของรูปแบบการเปล่ียนแปลง Abstraction (แนวคิดเชิงนามธรรม) > มงุ่ เนน้ ความสาคญั ของปัญหาโดยไมส่ นใจ รายละเอยี ดที่ไมจ่ าเป็น Algorithm Design (แนวคิดการออกแบบข้ันตอน) > แกป้ ัญหาโดยการออกแบบ กระบวนการทางานอยา่ งเป็นลาดบั ข้นั ตอน

Decomposition กำรแยกส่ วนประกอบ และกำรย่อยปญั หำ | การแยกสว่ นประกอบเป็นวิธีคิด รูป แบบหน่ึงของแนวคิดเชงิ คานวณ เป็นการพิจารณาเพอ่ื แบง่ ปัญหาหรืองาน ออกเป็นสว่ นยอ่ ย ทาใหส้ ามารถ จดั การกบั ปัญหาหรืองานได้งา่ ยข้ึน เพอื่ อธิบายแนวคิดน้ี ให้พิจารณารูปจักรยาน จกั รยานประกอบด้วย ล้อ แฮนด์ โครงจกั รยาน ระบบ ขับเคลื่อน หรืออ่ืน ๆ ถา้ มองในรายละเอยี ดของลอ้ จกั รยานจะเห็น วา่ ประกอบด้วย ยางลอ้ วงลอ้ และซี่ลวด หรือถา้ พจิ ารณาชดุ ขบั เคลื่อนกจ็ ะพบวา่ ประกอบดว้ ย เฟือง โซ่ และบนั ได เม่ือนาขอ้ มลู ดงั กลา่ วมาเขยี นเป็นแผนภาพจะได้ดงั รูป องคป์ ระกอบของจักรยาน

Pattern Recognition แนวคดิ กำรจดจำรูปแบบ | การหารูปแบบเป็นทักษะการหาความสมั พนั ธ์ท่ีเกีย่ วขอ้ ง แนวโน้มและลกั ษณะทั่วไปของส่งิ ตา่ ง ๆ โดยท่ัวไปแล้วนักเรียนจะเริ่มพจิ ารณาปัญหา หรือส่งิ ท่ีสนใจ จากน้นั อาจใชท้ กั ษะการแยกสว่ นประกอบทาใหไ้ ดอ้ งคป์ ระกอบ ภายในอนื่ ๆ แล้วจึงใชท้ กั ษะการหารูปแบบเพ่อื สร้างความเข้าใจระหวา่ งองคป์ ระกอบ เหลา่ น้ัน ระบบรอกทมี่ ลี กั ษณะการขบั เคลือ่ นเชน่ เดยี วกบั ระบบขับเคลอ่ื น จกั รยาน abstraction abstraction แนวคิดเชิงนามธรรมเป็นองคป์ ระกอบหน่ึงของแนวแคนิดวเชคิงดิ เชิงนำมธรรม คานวณ (computational thinking) ใชก้ ระบวนการคดั แยกคณุ ลกั ษณหะทาแี่ นวคิดรวบยอด สาคัญออกจากรายละเอียดปลีกยอ่ ยในปัญหาหรืองานที่กาลงั พิจขาณองาแตล่ ะปัญหายอ่ ย เป็ น การมงุ่ เน้นความสาคัญของ เพ่ือให้ไดข้ ้อมลู ท่ีจาเป็นและเพียงพอในการแกป้ ัญหา ปัญหาโดยไมส่ นใจ รายละเอยี ดที่ไมจ่ าเป็น การ คิดรวบยอดของปัญหา ดงั กลา่ วจะไดว้ า่ ตะวนั ตอ้ ง ทาการเปลี่ยนยางรถยนต์

Algorithm Design แนวคดิ กำรออกแบบขัน้ ตอน อลั กอริทึม (Algorithm) หมายถึงข้นั ตอนหรือลาดับการประมวลผลวธิ ีการใน การแกป้ ัญหากระบวนการแกป้ ัญหาท่ีสามารถอธิบายออกมาเป็นข้นั ตอน ท่ี ชดั เจนเม่ือนาเข้าอะไรแล้วจะต้องไดผ้ ลลพั ธเ์ ชน่ ไรกระบวนการน้ีประกอบด้วย วธิ ีการเป็นข้ันๆ และมีสว่ นท่ีตอ้ งทาแบบวนซ้าอกี จนกระทั่งเสรจ็ สิ้นการ ทางาน แนวคดิ กำรออกแบบ ข้ันตอนเมือ่ ตะวนั ตอ้ งการ เปล่ียนยางรถยนตต์ ะวนั จะต้องออกแบบลาดับข้ ันตอน ในการเปล่ียนยาง • หมนุ บลอ็ กเพอื่ คลายนอต • ใชแ้ มแ่ รงยกรถข้ึนและ ถอดนอตออก • ถอดล้อออกเปลี่ยนลอ้ อะไหลแ่ ทนท่ี • ใสน่ อตแล้วปลอ่ ยแมแ่ รง • ขนั นอตให้แนน่

Flowchart Diagram ควำมหมำยของผงั งำน ผงั งาน (Flowchart) คือรูปภาพ (Image) หรือสญั ลักษณ์ (Symbol) ที่ใช้ เขียนแทนข้ันตอนคาอธิบายข้อความหรือคาพดู ท่ีใชใ้ นอลั กอริทึม (Algorithm) เพราะการนาเสนอข้นั ตอนของงานใหเ้ ขา้ ใจตรงกนั ระหวา่ งผเู้ กี่ยวข้องด้วยคาพูดหรือข้อความทาไดย้ ากกวา่ การใชผ้ งั งาน ผงั งานเป็นเคร่ืองมือแสดงข้นั ตอนหรือกระบวนการทางานโดยใช้ สญั ลักษณท์ ่ีเป็นมาตรฐานเดียวกนั ซ่ึงในสญั ลกั ษณ์จะมีข้อความส้นั ๆ อธิบายข้อมูลท่ีต้องใชผ้ ลลพั ธ์หรือคาสง่ั ประมวลผลของข้ันตอนน้ัน ๆ และเช่อื มโยงข้ันตอนเหลา่ น้นั ดว้ ยเสน้ ที่มีลูกศรช้ีทิศทางการทางาน ต้งั แตเ่ ริ่มตน้ จนจบ

Flowchart Diagram ผงั งำนแบ่งได้ 2 ประเภท 1. ผงั งานระบบ (System Flowchart) คือผงั งานท่ีแสดงข้นั ตอนการทางานในระบบอยา่ งกวา้ ง ๆ แตไ่ มเ่จาะลงในระบบงานยอ่ ย 2. ผงั งานโปรแกรม (Program Flowchart) คือผงั งานที่แสดงถึงข้ันตอนในการทางานของ โปรแกรมต้งั แตร่ บั ขอ้ มลู คานวณจนถึงแสดงผลลพั ธ์ 1 กำรทำงำนแบบตำมลำดับ (Sequence) รูปแบบการเขียนโปรแกรมท่ีงา่ ยที่สดุ คือเขียน ให้ทางานจากบนลงลา่ งเขยี นคาสงั่ เป็นบรรทดั และทาทีละบรรทดั จากบรรทดั บนสดุ ลงไป จนถึงบรรทัดลา่ งสุดสมมติให้มีการทางาน 3 กระบวนการคืออา่ นขอ้ มลู คานวณและพิมพ์

Flowchart Diagram 2. กำรเลือกกระทำตำมเงอ่ื นไข (Decision or Selection) การตดั สนิ ใจหรือเลือก เง่ือนไขคือเขียนโปรแกรมเพ่อื นาคา่ ไปเลือกกระทาโดยปกติจะมีเหตุการณ์ให้ทา 2 กระบวนการคือเงื่ อนไขเป็ นจริงจะกระทากระบวนการหน่ ึงและเป็ นเท็จจะกระทาอี ก กระบวนการหน่ึงแตถ่ า้ ซบั ซ้อนมากข้ึนจะต้องใชเ้ งื่อนไขหลายช้นั เชน่ การตัดเกรดนกั ศึกษา เป็นตน้ ตวั อยา่ งผงั งานน้ีจะแสดงผลการเลอื กอยา่ งง่ายเพอ่ื กระทากระบวนการเพียง กระบวนการเดียว 3. กำรทำซ้ำ (Repeat ion or Loop) การทากระบวนการหน่ึงหลายคร้ังโดยมีเงื่อนไขในการ ควบคมุ หมายถึงการทาซา้ เป็นหลกั การท่ีทาความเขา้ ใจได้ยากกวา่ 2 รูปแบบแรกเพราะการ เขียนโปรแกรมแตล่ ะภาษาจะไมแ่ สดงภาพอยา่ งชดั เจนเหมอื นการเขียนผงั งานผเู้ ขียน โปรแกรมตอ้ งจินตนาการด้วยตนเอง

Flowchart Diagram สญั ลกั ษณ์ของผังงาน

Flowchart Diagram อัลกอริทึม (Algorithm) เป็นเคร่ืองมอื ที่ชว่ ยในการออกแบบโปรแกรมโดยใช้ ข้อความที่เป็นภาษาพูดในการอธิบายการทางานของโปรแกรมท่ีเป็นลาดบั ข้ันตอน ผังงำน (Flowchart) เป็นเคร่ืองมือที่ใชร้ ูปภาพหรือสญั ลักษณ์ท่ีแสดงถึงข้ันตอน การเขียนโปรแกรมหรือข้ันตอนในการแกป้ ัญหาทีละข้ันและมีเสน้ ที่แสดงทิศทางการ ไหลของข้อมูลต้ังแตจ่ ดุ เร่ิมตน้ จนกระทง่ั ได้ผลลพั ธ์ตามท่ีต้องการซ่ึงจะทาใหผ้ อู้ า่ น สามารถอา่ นและเขา้ ใจไดโ้ ดยง่าย รหัสจำลอง (Pseudo code) เป็นเคร่ืองมือการออกแบบโปรแกรมที่มกี ารใช้ ข้อความที่เป็นภาษาองั กฤษหรือภาษาไทยกไ็ ดช้ ว่ ยในการเขียนโครงของรหสั จาลอง จึงมีสว่ นท่ีคล้ายกบั การเขียนโปรแกรมมากที่สุด

Flowchart Diagram ตัวอยา่ งการวิเคราะหแ์ ละการเขียนผังงาน ตวั อยา่ งที่จงเขียนโปรแกรมเพื่อคานวณหาพ้นื ท่ีสามเหลี่ยมโดยใหผ้ ูใ้ ชส้ ามารถ Input ขอ้ มลู ความสูงและความยาวฐานได้ Algorithm Flowchart (1) เริ่มตน้ (2) กาหนดตัวแปร base1 , high1 , area เป็นชนิดข้อมลู ทศนิยม (3) รบั คา่ ฐาน (base1) (4) รบั คา่ สูง (high1) (5) area = 0.5 * base1 * high1 (6) แสดงผล area (7) จบการทางาน Pseudo Code 1. START 2.Define the base1 variable, the hight1 area is the decimal data type. 3. Read B 4. Read H 5. Compute Area = 1/2 * B * H 6. Print Area 7. END