Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
การคิดเชิงคำนวณ, นิยามปัญหา (Problem Definition) - Coggle Diagram
การคิดเชิงคำนวณ
-
แนวคิดเชิงคำนวณ
แนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) คือ กระบวนการคิดแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบและมีขั้นตอน โดยใช้หลักการเดียวกับที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการประมวลผล เพื่อให้ได้แนวทางในการแก้ปัญหาที่ชัดเจนและสามารถนำไปปฏิบัติได้จริง
-
-
ผังงาน
ผังงานคืออะไร
ผังงาน (Flowchart) เป็นรูปภาพ หรือ สัญลักษณ์ ที่ใช้เขียนแทนขั้นตอนของงานหรือสิ่งที่กำลังอธิบาย ที่อาจประกอบไปด้วยคำอธิบาย ข้อความ หรือคำพูด แบบย่อ ของงานหนึ่งๆ โดยใช้สัญลักษณ์ที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน เพราะการนำเสนอขั้นตอนของงานให้เข้าใจตรงกันระหว่างผู้เกี่ยวข้อง ด้วยคำพูด หรือ ข้อความทำได้ยากกว่า
ลักษณะของผังงานที่ดี
- ใช้สัญลักษณ์ตามที่กำหนดไว้
- ใช้ลูกศรแสดงทิศทางการไหลของข้อมูลจากบนลงล่าง หรือ จากซ้ายไปขวา
- คำอธิบายในภาพควรสั้นกะทัดรัด และ เข้าใจง่าย
- ทุกแผนภาพต้องมีลูกศรแสดงทิศทางเข้า – ออก
- ไม่ควรโยงเส้นเชื่อมผังงานที่อยู่ไกลมาก ๆ ควรใช้สัญลักษณ์จุดเชื่อมต่อแทน
สัญลักษณ์ที่ใช้ในการเขียนผังงาน
- สัญลักษณ์ที่ใช้ในผังงาน จะใช้รูปแบบที่เหมือนกันตามมาตรฐานที่สถาบัน ANSI กำหนดเพื่อสื่อความหมายเดียวกัน แม้ว่าจะเห็นผังงานที่ภาษาแตกต่างกัน แต่เมื่อเห็นสัญลักษณ์เหล่านั้นก็สามารถเข้าใจตรงกัน และทำงานตามขั้นตอนที่ระบุไว้ได้
- ANSI ย่อมาจาก American National Standards Institute คือ สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา
1.การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition)
แนวคิดเชิงคำนวณ ที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย (Decomposition) นั้นเป็นการแตกปัญหาที่ซับซ้อนให้เป็นปัญหาย่อยที่มีขนาดเล็กลงและซับซ้อนน้อยลง เพื่อช่วยให้การวิเคราะห์และออกแบบวิธีการแก้ปัญหาทำได้ง่ายขึ้นทำให้คิดอย่างเป็นระบบมากยิ่งขึ้น โดยผ่านการแยกย่อยปัญหาต่าง ๆ เนื่องด้วยกระบวนงานบางกระบวนงาน มีวิธีการที่ทำงานอย่างเป็นขั้นตอน และมีระบบย่อย จึงมีความจำเป็นที่ต้องแยกปัญหานั้นออกมาเป็นส่วนย่อย ๆ เพื่อสามารถศึกษาปัญหาของกระบวนการได้ชัดเจนยิ่งขึ้น
- การออกแบบอัลกอริทึม (Algorithm)
การออกแบบอัลกอริทึม ในแนวคิดเชิงคำนวณจึงเป็นการพัฒนากระบวนการหาคำตอบให้เป็นขั้นตอนที่บุคคลหรือคอมพิวเตอร์สามารถนำไปปฏิบัติตามเพื่อแก้ปัญหาได้ อัลกอริทึมที่ดี จะต้องมีความถูกต้อง ต้องมีลำดับขั้นตอนที่ชัดเจน มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน ใช้เวลาในการพัฒนาน้อย และง่ายต่อการทำความเข้าใจ เครื่องมือที่จะช่วยให้การเขียนอัลกอริทึมของโปรแกรมทำได้ง่ายขึ้น ช่วยให้โปรแกรมมีข้อผิดพลาดน้อยลง เช่น การเขียนบรรยาย การเขียนผังงาน หรือรหัสเทียม จะช่วยให้อัลกอริทึมมีความถูกต้องแม่นยำ และมีข้อผิดพลาดน้อยลง
- การคิดเชิงนามธรรม (Abstraction)
แนวคิดนามธรรมจึงเป็นองค์ประกอบหนึ่งของแนวคิดเชิงคำนวณ ซึ่งใช้กระบวนการคัดแยกคุณลักษณะที่สำคัญออกจากรายละเอียดปลีกย่อย ในปัญหาหรืองานที่กำลังพิจารณา เพื่อให้ได้ข้อมูลที่จำเป็นและเพียงพอในการแก้ปัญหา แนวคิดนามธรรมบางอย่างอาจจะอยู่ในรูปแบบของรูปร่างหรือรูปทรง ความแตกต่าง ความเหมือนรูปแบบอักขระ การแทนสัญลักษณ์ต่าง ๆ เช่น การแทน 0 1 ของเลขฐานสอง การคัดแยกรายละเอียดปลีกย่อยที่ไม่จำเป็นต่อการตัดสินใจหรือการใช้งาน เช่น การใช้แผนที่ การคำนวณระยะทาง การวาดแผนทีการเดินทางไป ณ จุดหมายใดจุดหมายหนึ่ง การเดินทางด้วยรถไฟฟ้า หรือแม้แต่การอธิบายปัญหาโดยใช้รายละเอียดและแบบซ่อนรายละเอียด ล้วนเป็นแนวคิดเชิงนามธรรมที่อยู่ในชีวิตประจำวันทั้งสิ้น
- การพิจารณารูปแบบ (Pattern Recognition)
ดังนั้นการพิจารณารูปแบบ เป็นการหารูปแบบซึ่งเป็นทักษะการหาความสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้อง แนวโน้ม และลักษณะ ทั่วไปของสิ่งต่าง ๆ การหารูปแบบเพื่อสร้างความเข้าใจระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น เช่น
การจัดหมวดหมู่สัตว์ที่คล้ายคลึงกัน ให้อยู่ในสปีชีส์เดียวกัน เพื่อให้ง่ายต่อการศึกษา
การหาพฤติกรรมการบริโภคของคน ว่านิยมซื้ออะไร ช่วงเวลาไหน มีรูปแบบพฤติกรรมซ้ำ ๆ อะไรบ้าง
ความสัมพันธ์ของเฟืองหน้า และเฟืองหลัง ของรถจักรยานที่เชื่อมกันด้วยโซ่จักรยานมีลักษณะเหมือนระบบรอก
สิ่งของ เช่นมาส์นั้น มีรูปลักษณ์ภายนอกที่แตกต่างกันออกไปแต่สังเกตได้ว่ารูปแบบการใช้งานนั้นเหมือนกัน
การเขียนโปรแกรมที่ทำซ้ำ ๆ กันหลาย ๆ ครั้ง จะมีลักษณะรูปแบบที่เหมือนกัน รูปแบบของปัญหาที่คล้ายกันสามารถนำวิธีการแก้ปัญหามาประยุกต์ใช้ เพื่อใช้วิธีการแก้ปัญหาเดียวกันได้
ข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของคอมพิวเตอร์
- ข้อมูลเข้า ( input) เป็นข้อมูลที่ใช้เพื่อประมวลผล
- ข้อมูลออก ( Output) เป็นข้อมูลที่แสดงผลลัพธ์
- การระบุข้อมูลเข้า และข้อมูลออกอาจจะไม่สามารถทำได้อย่างชัดเจน จึงต้องทำความเข้าใจกับปัญหามากขึ้น
การออกแบบขั้นตอนวิธี
การออกแบบขั้นตอนวิธี คือ ขั้นตอนการแก้ปัญหาอย่างเป็นลำดับ โดยประกอบด้วยชุดคำสั่งการทำงานอย่างเป็นลำดับและชัดเจน เครื่องมือในการออกแบบขั้นตอนวิธี ประกอบด้วย
- บรรยาย (Narrative Description)
- รหัสเทียม (Pseudo Code)
- ผังงาน (Flowchart)
ลักษณะขั้นตอนวิธี
- แก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ให้คำตอบที่ถูกต้อง
- ใช้เวลาในการปฏิบัติการน้อย
- ชัดเจนและกระทัดรัด
-