Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

องค์ประกอบของเเนวคิดเชิงคำนวณ, น.ส.ปภาวรินทร์ ทะลิทอง ม.4/2 เลขที่ 35 -…

- - - - การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition)
        
        แบตเตอรี่หมด
        
        น้ำมันเชื้อเพลิงหมด
        
        3.เครื่องยนต์มีปัญหา
- - - - โดยทั่วไปในคณิตศาสตร์จะพบเห็นการใช้แบบรูปในเรื่องของจำนวน รูปภาพ รูป เรขาคณิตจากแบบรูปของจำนวนเราสามารถเขียนแสดงความสัมพันธ์โดยใช้ตัวแปร และสมบัติของการเท่ากันสร้างสมการเพื่อใช้แก้ปัญหาได้ จากเงื่อนไขข้างต้น สรุปได้ว่า แบบรูปจึงเป็นรูปร่าง หรือลักษณะของสิ่งต่าง ๆ ที่นำมาประกอบกันตามความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งเหล่านั้น
        
        ในทางวิทยาการคำนวณ การหารูปแบบจึงเป็นการหารูปแบบที่เหมือนและแตกต่างกันระหว่างสิ่งของ ต่าง ๆ ที่สนใจหลายชิ้นการพิจารณารูปแบบนี้จะช่วยระบุองค์ประกอบสำคัญร่วมกันของสิ่งของเหล่านั้นได้ซึ่งจะเป็นพื้นฐานในการสร้างความเข้าใจเชิงนามธรรม เช่น เมาส์จะเห็นว่าเมาส์นั้นมีรูปลักษณ์ภายนอกที่แตกต่างกันออกไปแต่สังเกตได้ว่ารูปแบบการใช้งานนั้นเหมือนกัน คือสามารถบังคับตำแหน่งตัวชี้ได้โดยการขยับเมาส์และใช้กดหรือสัมผัสบนปุ่มเมาส์เพื่อกระทำการสิ่งใดสิ่งหนึ่งตามที่โปรแกรมไว้
        
        ในการเขียนโปรแกรมแบบ Blockly ด้วยโปรแกรม Scratch หากเราต้องการสร้างรูปบันไดเป็นขั้น ๆ 5 ขั้น หากเราใช้คำสั่ง ดังรูปที่ 3 เราจะต้องเขียนคำสั่งดังกล่าว ถึง 5 ครั้ง ดังรูปที่ 4
        
        เมื่อเราประยุกต์การพิจารณารูปแบบสำหรับการเขียนโปรแกรมดังกล่าว แล้วใช้คำสั่ง Repeat ช่วย ดังรูปที่ 5 ในการเขียนโปรแกรม ผลปรากฏว่า แทนที่เราจะต้องเขียนโปรแกรมดังรูปที่ 3 ซ้ำกันถึง 5 ครั้ง เราสังเกตเห็นว่า รูปแบบมีลักษณะความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง โดยใช้คำสั่ง Repeat และนำรูปแบบโปรแกรมดังรูปที่ 3 เพียง 1 ครั้ง ก็จะได้ผลลัพธ์เช่นเดียวกัน และทำให้โปรแกรมสั้นลงอีกด้วย
        
        ดังนั้นการพิจารณารูปแบบ เป็นการหารูปแบบซึ่งเป็นทักษะการหาความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง แนวโน้ม และลักษณะ ทั่วไปของสิ่งต่าง ๆ การหารูปแบบเพื่อสร้างความเข้าใจระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น เช่น การจัดหมวดหมู่สัตว์ที่คล้ายคลึงกัน ให้อยู่ในสปีชีส์เดียวกัน เพื่อให้ง่ายต่อการศึกษา การหาพฤติกรรมการบริโภคของคน ว่านิยมซื้ออะไร ช่วงเวลาไหน มีรูปแบบพฤติกรรมซ้ำ ๆ อะไรบ้าง ความสัมพันธ์ของเฟืองหน้า และเฟืองหลัง ของรถจักรยานที่เชื่อมกันด้วยโซ่จักรยานมีลักษณะเหมือนระบบรอก สิ่งของเช่นมาส์นั้นมีรูปลักษณ์ภายนอกที่แตกต่างกันออกไปแต่สังเกตได้ว่ารูปแบบการใช้งานนั้นเหมือนกัน การเขียนโปรแกรมที่ทำซ้ำ ๆ กันหลาย ๆ ครั้ง จะมีลักษณะรูปแบบที่เหมือนกัน รูปแบบของปัญหาที่คล้ายกันสามารถนำวิธีการแก้ปัญหามาประยุกต์ใช้ เพื่อใช้วิธีการแก้ปัญหาเดียวกันได้
- - - - ใช้เวลาในการปฏิบัติงานน้อยที่สุด (efficiency) อัลกอริทึมที่ดีต้องใช้เวลาในการปฏิบัติงานน้อย มีขั้นตอนในการปฏิบัติงานที่ถูกต้อง
        
        ต้องมีลำดับขั้นตอนที่ชัดเจน ในการประมวลผลชุดคำสั่งต่าง ๆ ที่ถูกกำหนดด้วยกฎเกณฑ์ในการแก้ปัญหาของ อัลกอริทึม จะต้องประมวลผลเป็นลำดับตามขั้นตอน เพราะการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์จะต้อง มีลำดับขั้นตอนที่แน่นอน ซึ่งแต่ละขั้นตอนของอัลกอริทึมจะต้องทำหน้าที่อย่างชัดเจนและต่อเนื่องโดยการเริ่มต้นทำงานแต่ละขั้นตอนมีการรับและส่งข้อมูลต่อเนื่องกันไปจนสิ้นสุดการทำงาน ถ้าลำดับไม่ดีอาจจะทำให้การประมวลผลผิดพลาดได้
        
        ใช้เนื้อที่ในหน่วยความจำน้อยที่สุด เนื้อที่ในหน่วยความจำจะถูกใช้สำหรับเก็บค่าของตัวแปร และเก็บคำสั่งที่ใช้ในการทำงาน ดังนั้น ถ้าอัลกอริทึมยาวเกินความจำเป็น จะทำให้ใช้เนื้อที่มาก และ ถ้ามีตัวแปรมากเกินความจำเป็น ก็จะทำให้เสียเนื้อที่ในหน่วยความจำไปด้วย
        
        มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
        
        ใช้เวลาในการพัฒนาน้อยที่สุด เมื่อนำอัลกอริทึมไปแปลงเป็นโปรแกรมภาษาคอมพิวเตอร์แล้วจะต้องใช้เวลาน้อยที่สุด
        
        ง่ายต่อการทำความเข้าใจ (readability) อ่านง่ายเข้าใจลำดับขั้นตอนได้ง่าย มีความชัดเจนของขั้นตอน
  - - - บรรยาย (narrative description) เป็นการอธิบายแบบใช้ภาษาที่เราสื่อสารกันทั่วไป เป็นการแสดงขั้นตอนการทำงานในลักษณะการบรรยายเป็นข้อความด้วยภาษาพูดใด ๆ
        
        ผังงาน (flowchart) เป็นการใช้รูปภาพสัญลักษณ์ แทนขั้นตอนการเขียนโปรแกรมช่วยลำดับขั้นตอนการทำงานของโปรแกรม และสามารถนำไปเขียนโปรแกรมได้อย่างถูกต้อง ทำให้ตรวจสอบ และแก้ไขโปรแกรมได้ง่าย เมื่อเกิดข้อผิดพลาดช่วยให้การดัดแปลง แก้ไข ทำได้อย่างสะดวกและรวดเร็ว ผู้อื่นสามารถศึกษาการทำงานของโปรแกรมได้อย่างง่าย และรวดเร็ว มากขึ้น
        
        รหัสเทียม (pseudo code) เป็นการเขียนคำอธิบายขั้นตอนการทำงานของโปรแกรม โดยใช้ถ้อยคำผสมระหว่างภาษาอังกฤษและภาษาการเขียนโปรแกรมแบบโครงสร้าง ซึ่งจะช่วยให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถพัฒนาขั้นตอนต่าง ๆ ให้เป็นโปรแกรมได้ง่ายขึ้น ส่วนใหญ่มักใช้คำเฉพาะ (Reserve Word) ที่มีในภาษาการเขียนโปรแกรมและมักเขียนด้วยตัวอักษรตัวใหญ่ รหัสเทียมที่ดี จะต้องมีความชัดเจน สั้น และได้ใจความ ข้อมูลต่าง ๆ ที่ใช้จะถูกเขียนอยู่ในรูปของตัวแปร
- - - - ในหนังสือแบบเรียนวิทยาการคำนวณ ของสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 1 ได้ยกตัวอย่างคำว่า Hello
        
        การคิดเชิงนามธรรมจากเกมเลขฐานสอง การแสดงเลขฐานสอง (เพียงแค่ใช้ 0 และ 1) เป็นแนวคิดเชิงนามธรรมที่ซ่อนความซับซ้อนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และฮาร์ดแวร์ภายในคอมพิวเตอร์ที่เก็บข้อมูล สิ่งที่เป็นนามธรรมช่วยให้เราทำให้ง่ายขึ้นเพราะเราสามารถลดทอนต่อรายละเอียดที่เราไม่จำเป็นต้องรู้ ในกรณีนี้รายละเอียดที่เราสามารถละเว้นได้ ได้แก่ : อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ เช่น วงจรอิเล็กทรอนิกส์และแรงดันไฟฟ้าในวงจร เพื่อจัดเก็บและย้ายข้อมูล และฟิสิกส์เชิงซ้อนและทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ เราไม่จำเป็นต้องเข้าใจว่าวงจรเหล่านี้ทำงานอย่างไรเพื่อใช้ข้อมูลและแสดงสิ่งต่าง ๆ โดยใช้เลขฐานสอง การใช้เลขฐานสองเป็นสิ่งที่เป็นนามธรรมของวงจรเหล่านี้และช่วยให้เราสามารถแทนตัวเลขที่ทำจากบิต (0s และ 1s) เพื่อทำความเข้าใจข้อมูลและแก้ไขปัญหาโดยไม่ต้องคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นภายใต้เครื่องคอมพิวเตอร์ เราสามารถใช้เลขฐานสองเพื่อแสดงข้อมูลทุกประเภทที่เก็บไว้ในคอมพิวเตอร์ เมื่อเราแสดงข้อมูลรูปแบบอื่น ๆ (เช่น ตัวอักษรรูปภาพและเสียง) เรายังใช้นามธรรมเพราะเราซ่อนรายละเอียดของตัวเลขไบนารี่ทั้งหมดที่อยู่ด้านล่างและเพียงแค่ดูข้อมูลทั้งหมด
        
        การคัดแยกรายละเอียดปลีกย่อย
        
        แผนภาพทั้งสองให้ข้อมูลเกี่ยวกับสถานีรถไฟฟ้าและสถานีเชื่อมต่อ แผนภาพด้านซ้ายมือจะแสดงรายละเอียดของสถานี ชื่อสถานนี้ และจุดเชื่อมต่อสถานี แผนภาพด้านขวาจะลดทอนรายละเอียดของสถานีแสดงเฉพาะข้อมูลเส้นทางและการเชื่อมต่อของรถไฟฟ้า ในการใช้แผนภาพทั้งสอง หากผู้ใช้ต้องการทราบตำแหน่งของสถานีรถไฟฟ้าแผนภาพด้านซ้ายมือจะเหมาะสมกว่าแผนภาพขวามือ แต่สำหรับผู้ใช้งานเพื่อการเดินทางในชีวิตประจำวันแผนภาพด้านขวามือจะเหมาะสมกว่า ดังนั้นแบบจำลองที่ดีต้องมีรายละเอียดที่เหมาะสมกับความต้องการการใช้งานของผู้ใช้
        
        การอธิบายปัญหาโดยใช้รายละเอียด และแบบซ่อนรายละเอียด
        
        ปัญหาประกอบด้วยรายละเอียดที่หลากหลายโดยมีทั้งรายละเอียดที่จำเป็น และไม่จำเป็นต่อการแก้ปัญหา การคิดเชิงนามธรรมเป็นการคัดแยกรายละเอียดที่ไม่จำเป็นออกจากปัญหาที่พิจารณาอยู่ ทำให้สามารถเข้าใจ วิเคราะห์ และออกแบบวิธีการแก้ปัญหาในภาพรวมได้ง่ายขึ้น การคิดเชิงนามธรรมยังรวมถึงการซ่อนรายละเอียดโดยการแทนกลุ่มของปัญหาขั้นตอนและกระบวนการที่มีรายละเอียดปลีกย่อยหลายขั้นตอน ให้เป็นขั้นตอนเดียว เพื่อให้สามารถอธิบายวิธีแก้ปัญหาได้กระชับขึ้นดังตัวอย่างต่อไปนี้