การ เขียน ผัง งาน และ รหัส จำลอง

ใบงาน เรื่อง รหัสจำลองและผังงาน
ใบงาน เรื่อง รหัสจำลองและผังงาน
 ID: 2939229
Language: Thai
School subject: วิทยาการคำนวณ
Grade/level: มัธยมศึกษา
Age: 13+
Main content: ผังงาน
Other contents: วิชาวิทยาการคำนวณ

What do you want to do?

Enter your full name:

Group/level:

School subject:

Enter your teacher's email or key code:

Please allow access to the microphone
Look at the top of your web browser. If you see a message asking for permission to access the microphone, please allow.

Close

การแก้ปัญหาเป็นกิจกรรมพื้นฐานของมนุษย์ ปัญหามีตั้งแต่ปัญหาง่ายๆที่หาคำตอบได้ในทันที ไปจนถึงปัญหาที่ยากที่ต้องใช้เวลาในการขบคิด เคยสังเกตุไหมว่าในการแก้ปัญหาในแต่ละครั้ง เรามีขั้นตอนการแก้ไขปัญหาอย่างไร

การแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ มีลำดับขั้นตอน จะช่วยลดเวลาในการแก้ไขปัญหา และช่วยหาความตอบที่ถูกต้องได้อีกด้วย การแก้ปัญหาสามารถสรุปได้เป็น 4 ขั้นตอน คือ

ขั้นตอนการแก้ปัญหา

1. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา เป็นการทำความเข้าใจเกี่ยวกับรายละเอียด เงื่อนไข ข้อกำหนด รวมถึงข้อจำกัดต่างๆ ของปัญหา และรวมรวมข้อมูลที่จำเป็นต่อการแก้ไขปัญหา
2. การวางแผนการแก้ปัญหา เป็นการคิดค้นกระบวนการต่างๆ ที่เป็นขั้นตอน ตั้งแต่เริ่มต้น จนกระทั้งได้ผลลัพท์ โดยอาศัยประสบการณ์ ทักษะ และความรู้ต่างๆ นำมาประยุกต์ใช้ให้เข้ากับปัญหา สำหรับการพัฒนาโปรแกรม อาจเลือกใช้ รหัสลำลอง หรือ ผังงาน โดยใช้วิธีการแก้ปัญหาที่เรียกว่า อัลกอริทึม (algorithm)
3. การดำเนินการแก้ปัญหา เป็นการนำกระบวนการที่วางแผนไว้มาปฎิบัติ หรือพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์มาเพื่อแก้ปัญหา
4. ตรวจสอบและประเมินผล เป็นการตรวจสอบผลลัพท์การทำงาน หากผลลัพท์ไม่ถูกต้องหรือไม่ตรงตามที่คาดหวังไว้ ให้ย้อนกลับไปตรวจสอบขั้นตอนก่อนหน้า ทำซ้ำไปเรื่อยๆ จนกว่าจะแก้ไขปรับปรุงจนกว่าจะได้รับผลลัพท์ที่ต้องการ

ขั้นตอนที่1 การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา

เป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด จุดประสงค์เพื่อทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อแยกให้ออกว่าข้อมูลที่กำหนดมาในปัญหาหรือเงื่อนไขของปัญหาคืออะไร และสิ่งที่ต้องการคืออะไร อีกทั้งวิธีการที่ใช้ประมวลผล ในการวิเคราะห์ปัญหาใด กล่าวโดยสรุปมีองค์ประกอบในการวิเคราะห์ ดังนี้
1. การระบุข้อมูลเข้า  ได้แก่ การพิจารณาข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดมาในปัญหา
2. การระบุข้อมูลออก  ได้แก่ การพิจารณาเป้าหมายหรือสิ่งที่ต้องหาคำตอบ
3. การกำหนดวิธีประมวลผล  ได้แก่ การพิจารณาขั้นตอนวิธีหาคำตอบหรือข้อมูลออก

ขั้นตอนที่ 2 การวางแผนแก้ปัญหา

เป็นการคิดค้นกระบวนการแก้ไขปัญหาต่างๆที่เป็นขั้นตอน ตั้งแต่เริ่มต้นจนกระทั้งได้ผลลัพท์ที่ต้องการ เพื่อให้ได้ขั้นตอนวิธีแก้ไขปัญหา หรือ อัลกอริทึมและถ่ายทอดวิธีการแก้ไขปัญหา โดยใช้รหัสลำลอง (Pseudocode) หรือ ผังงาน (Flowchart)

ขั้นตอนที่ 3 การดำเนินการแก้ปัญหา

เป็นการนำกระบวนการที่ได้วางแผนไว้มาปฎิบัติ หรือพัฒนาโปรแกรมเพื่อแก้ไขปัญหา สำหรับระดับชั้น ม.1 เราจะเรียนการแก้ไขปัญหาโดยใช้คอมพิวเตอร์ โดยใช้ภาษา Python หรือ โปรแกรม Scratch

ขั้นตอนที่ 4 การตรวจสอบและประเมิณผล

ขั้นตอนนี้จะทำควบคู่กับขั้นตอนการดำเนินการแก้ปัญหา โดยตรวจสอบผลลัพท์ที่ได้ หากผลลัพท์ไม่ถูกต้อง ต้องกลับไปตรวจสอบกระบวนการก่อนหน้า เช่นตรวจสอบการดำเนินการแก้ปัญหานั่นถูกต้องตามแผนการที่วางไว้หรือไม่ หากดำเนินการถูกต้องตามแผนแล้ว แต่ผลลัพท์ยังไม่ถูกต้อง

ตัวอย่าง

การหาค่าที่น้อยที่สุดของจำนวนสามจำนวนที่กำหนดให้

การแก้ปัญหามีขั้นตอนดังนี้

ขั้นตอนที่ 1 การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา

กำหนดให้ a , b และ c แทนตัวเลขสามจำนวน
ข้อมูลเข้า จำนวนสามจำนวน a , b และ c
ข้อมูลออกหรือสิ่งที่ต้องการ ตัวเลขที่มีค่าน้อยที่สุดของเลขสามจำนวน
วิธีตรวจสอบความถูกต้อง ดำเนินการตรวจสอบตัวเลข หาค่าตัวเลขที่น้อยที่สุดด้วยตนเอง โดยกำหนดชุดตัวเลข คือ 5 , 3 , 8 ในกรณีนี้ตัวเลขที่น้อยที่สุดคือ 3

ขั้นตอนที่ 2 การวางแผนแก้ปัญหา

ขั้นตอนการหาค่าที่น้อยที่สุดคือ
1. เปรียบเทียบ a และ b เพื่อหาค่าที่น้อยที่สุดระหว่างสองจำนวน
2. นำผลลัพท์จากข้อ 1 นำมาเปรียบเทียบกับ c เพื่อหาค่าที่น้อยที่สุดระหว่างสองจำนวน
3. ค่าที่น้อยที่สุด คือ ผลลัพท์จากข้อ 2

ขั้นตอนที่ 3 การดำเนินการแก้ปัญหา

ดำเนินการตามแผนการที่วางไว้ โดยใช้ชุดตัวเลข คือ 5 , 3 , 8
1. เปรียบเทียบ 5 และ 3 ค่าที่น้อยที่สุด คือ 3
2. เปรียบเทียบ 3 และ 8 ค่าที่น้อยที่สุด คือ 3
3. ค่าที่น้อยที่สุด คือ 3

ขั้นตอนที่ 4 การตรวจสอบและประเมิณผล

ตรวจสอบ
1. ค่า 3 น้อยกว่า 5 เป็นจริง
2. ค่า 3 น้อยกว่า 8 เป็นจริง
3. ดังนั้น 3 เป็นค่าที่น้อยที่สุด

สรุป

ขั้นตอนการแก้ปัญหา ประกอบด้วย
1. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
2. การวางแผนการแก้ปัญหา
3. การดำเนินการแก้ปัญหา
4. ตรวจสอบและประเมินผล

ขั้นตอนที่สำคัญที่สุด คือ การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา

ขั้นตอนการแก้ปัญหาช่วยให้สามารถออกแบบการแก้ไขปัญหาที่มีประสิทธิภาพและสั่งงานให้คอมพิวเตอร์หาคำตอบได้อย่างถูกต้องใช้เวลารวดเร็ว

การเขียนรหัสลำลอง (Pseudocode) และ ผังงาน (Flowchat) คือ เครื่องมือที่ใช้ถ่ายทอดกระบวนการแก้ไขปัญหาหรือความคิด เพื่อนำไปสู่การปฎิบัติ
ช่วยให้สามารถวางแผนการแก้ปัญหา และพัฒนาโปรแแกรมได้อย่างถูกต้อง ครบถ้วน และตรวจสอบได้ ดดยเฉพาะปัญหา หรือโปรแกรมที่ซับซ้อน

รหัสลำลอง (Pseudocode)

การถ่ายทอดความคิด จากจุดเริ่มต้น การทำงานตามลำดับก่อนหลัง ไปจนถึงจุดสิ้นสุด โดยการถ่ายทอดจะอยู่ในรูปของข้อความที่เรียงกันเป็นลำดับ

ตัวอย่าง รหัสลำลอง คำนวนพื้นที่วงกลม

จากตัวอย่าง จะเห็นว่า การเขียน Pseudocode ไม่ขึ้นอยู่กับภาษาที่ใช้ (ใช้ได้ทุกภาษา ไทย-อังกฤษ) , ไม่ขึ้นการรูปแบบ

แต่ Pseudocode จะมีจุดร่วมกัน 3 อย่าง คือ

1. จุดเริ่มต้น
2. การอธิบายขั้นตอนที่สั้น ชัดเจน และเป็นลำดับ
3. จุดสิ้นสุด

ข้อดี

1. สามารถทำความเข้าใจ แยกแยะปัญหาได้ง่าย
2. ใช้ถ่ายทอดความคิด กระบวนการและแสดงลำดับการทำงานได้ชัดเจน
3. ใช้ในการทบทวน ตรวจสอบ และแก้ไข ก่อนนำไปปฎิบัติได้
4. ทีมงานสามารถทำความเข้าใจ ช่วยกันพัฒนาปรับปรุง และนำไปปฎิบัติได้ง่าย
5. ไม่ขึ้นกับภาษา

ผังงาน (Flowchat)

การอธิบายขั้นตอนวิธีการทำงาน ในรูปแบบของสัญลักษณ์ เส้นเชื่อมความสัมพันธ์ และข้อความอธิบาย

สัญลักษณ์ ถูกกำหนดโดย ANSI หรือ The American National Standard Institute เพื่อให้ใช้งานเป็นมาตรฐานเดียวกันในการเขียงผังงาน

ตัวอย่าง

ข้อดี

1. ใช้สัญลักษณ์เป็นมาตรฐานเดียวกัน
2. สามารถทำความเข้าใจ แยกแยะปัญหาได้ง่าย
3. ใช้ถ่ายทอดความคิดเป็นภาพ แสดงลำดับการทำงานได้ชัดเจน
4. ใช้ในการทบทวน ตรวจสอบ และแก้ไข ก่อนนำไปปฎิบัติได้
5. ทีมงานสามารถทำความเข้าใจ ช่วยกันพัฒนาปรับปรุง และนำไปปฎิบัติได้ง่าย
6. ไม่ขึ้นกับภาษา

หลักการเขียนผังงานที่ดี

1. ใช้สัญลักษณ์ตามมาตรฐานที่กำหนด
2. เรียงลำดับผังงาน และลูกศร โดยมีทิศทางจากบน ลง ล่าง และ จากซ้าย ไป ขวา
3. คำอธิบายสั้น เข้าใจง่าย (หากจำเป็นต้องอธิบายเพิ่มเติม ให้ใส่ใน Comment)
4. ไม่โยงเส้นทิศทางไกลเกินไป ให้ใช้จุดเชื่อมช่วย
5. ไม่โยงเส้นทิศทางทับกันไปมา ทำให้สับสน
6. ในกรณีที่โปรแกรมมีความซับซ่อน ให้ย่อยเป็นโปรแกรมย่อยๆ

สรุป

การเขียนรหัสลำลอง (Pseudocode) และ ผังงาน (Flowchat) คือเครื่องมือที่ใช้ที่ใช้ในการวางแผนแก้ไขปัญหาต่างๆ นิยมนำมาใช้ก่อนการเขียนโปรแกรมจริง เนื่องจากความง่ายในการเข้าใจ และแก้ไขข้อผิดพลาดได้ง่าย

นอกจากช่วยในการเขียนโปรแกรมแล้ว ยังสามารถนำไปใช้วางแผนการทำงานในชีวิตประจำวันได้อีกด้วย

รูปแบบการเขียนรหัสลำลอง และผังงาน

การเขียนรหัสลำลองและผังงานมีทั้งหมด 3 รูปแบบ คือ
1. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบลำดับ
2. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบกำหนดเงื่อนไข
3. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบกำหนดเงื่อนไขทำซ้ำ

1. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบลำดับ

เป็นลักษณะการทำงานที่มีลำดับการทำงานที่แน่นอน เรียงจากบนลงล่าง

2. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบกำหนดเงื่อนไข

เป็นลักษณะการทำงานแบบมีทางเลือกใช้สำหรับการทำงานที่ต้องมีการตัดสินใจเพื่อเลือกขั้นตอนการทำงานตามเงื่อนไขที่กำหนด

3. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบกำหนดเงื่อนไขทำซ้ำ

เป็นลักษณะการทำงานแบบมีทางเลือกใช้สำหรับการทำงานที่ต้องมีการทำงานซ้ำตามเงื่อนไขที่กำหนด

สรุป

การเขียนรหัสลำลองและผังงานมีทั้งหมด 3 รูปแบบ คือ
1. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบลำดับ
2. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบกำหนดเงื่อนไข
3. การเขียนรหัสลำลองและผังงานแบบกำหนดเงื่อนไขทำซ้ำ

การกำหนดค่าให้กับตัวแปรสามารถทำได้ 3 วิธี คือ
1. การรับค่าจากภายนอก
r <– input(“กรุณากรอกข้อมูล”)

2. การกำหนดค่าจากค่าคงที่หรือตัวแปรอื่นๆ
PI <– 3.14

3. การกำหนดค่าจากการคำนวณ
result <– 5 + 8

สัญลักษณ์ที่นิยมใช้สำหรับกำหนดค่าให้กับตัวแปร คือ <– (ลูกศรที่หันหัวไปทางซ้าย) ใช้เพื่อนำค่าทางขวาลูกศร ไปกำหนดค่าให้ตัวแปรที่อยู่ทางซ้ายลูกศร เช่น

r <– input(“กรุณากรอกข้อมูล”) # รับข้อมูลจากคีย์บอร์ด นำมาเก็บในตัวแปร r
PI <– 3.14 # กำหนดค่า 3.14 นำมาเก็บในตัวแปร PI
result <– 5 + 8 # คำนวณค่า 5 + 8 แล้วนำผลลัพท์ที่ได้มาเก็บในตัวแปร result
result2 <– 2 x r x PI # คำนวณค่า 2 คูณ ค่าในตัวแปร r และค่าในตัวแปร PI แล้วนำผลลัพท์ที่ได้มาเก็บในตัวแปร result2

การตั้งชื่อตัวแปร

    ชื่อตัวแปร ใช้เป็นตัวแทนของการเรียกข้อมูล ดังนั้น ชื่อตัวแปรต้องสื่อความหมายว่าข้อมูลนั่นๆคืออะไร

หลักการตั้งตัวแปร

ในการเขียนโปรแกรม การกำหนดชื่อตัวแปรจะมีหลักเกณฑ์แตกต่างกันไป ตามแต่ละภาษาที่ใช้เขียนแต่ส่วนใหญ่ มีหลักเกณฑ์คล้ายกันคือ
1.ชื่อตัวแปรต้องขึ้นต้นด้วยตัวอักษรภาษาอังกฤษ A-Z หรือ a-z หรือเครื่องหมาย _ (Underscore)
2.ชื่อตัวแปรสามารถตามด้วยตัวเลข หรือตัวอักษรภาษาอังกฤษ ก็ได้
3.ห้ามเว้นวรรค หรือเครื่องหมายแปลกๆ เช่น ! @ # $ %
4.ห้ามตั้งชื่อด้วยคำสงวน เช่น if ,else , for , do, while

ตัวอย่าง คำนวณพื้นที่สี่เหลี่ยม

สรุป

สัญลักษณ์ที่นิยมใช้สำหรับกำหนดค่าให้กับตัวแปร คือ <– (ลูกศรที่หันหัวไปทางซ้าย)

การกำหนดค่าให้กับตัวแปรสามารถทำได้ 3 วิธี คือ
1. การรับค่าจากภายนอก
2. การกำหนดค่าจากค่าคงที่หรือตัวแปรอื่นๆ

3. การกำหนดค่าจากการคำนวณ

ชื่อตัวแปร ใช้เป็นตัวแทนของการเรียกข้อมูล ดังนั้น ชื่อตัวแปรต้องสื่อความหมายว่าข้อมูลนั่นๆ

ภาษาคอมพิวเตอร์ หรือ ภาษาโปรแกรม คือ ภาษาที่มนุษณ์สร้างขึ้นเพื่อสั่งงานให้คอมพิวเตอร์ปฎิบัติงานตามต้องการ โดยภาษาคอมพิวเตอร์มีพัฒนาขึ้นเรื่อยๆ จากเป็นเพียงตัวเลข 0,1 ไปจนกลายเป็นภาษาที่มนุษย์สามารถอ่านเข้าใจได้ ทำให้สามารถเขียนโปรแกรมได้ง่ายขึ้น และมีความผิดพลาดน้อยลง

ภาษาคอมพิวเตอร์แบ่งได้ 3 ระดับ คือ

1. ภาษาเครื่อง (Machine Language) เป็นภาษาเริ่มแรกสุด และเป็นภาษาเดียวที่คอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจคำสั่งได้ ภาษาเครื่องจะแทนข้อมูลและคำสั่งในโปรแกรมด้วยกลุ่มของตัวเลข 0 และ 1 หรือ เรียกว่าเลขฐาน 2
   1. เลข 0 แทนการปิด (Off) สัญญาณไฟฟ้า
   2. เลข 1 แทนการเปิด (On) สัญญาณไฟฟ้า

ตัวอย่างภาษาเครื่อง เช่น 10000010001001110101 …. 01

ดังนั้นภาษาเครื่องจึงเป็นภาษาที่ทำงานได้เร็วที่สุด เนื่องจากคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจได้ทันที แต่มีข้อเสียคือมนุษย์ไม่สามารถอ่าน และทำความเข้าใจได้ยาก เป็นอุปสรรค์ในการพัฒนา

2. ภาษาระดับต่ำ (Low Level Language) เนื่องจากภาษาเครื่อง เป็นภาษาที่มนุษย์เข้าใจได้ยาก ทำให้การพัฒนาโปรแกรมเป็นไปด้วยความยากลำบาก ดังนั้นจึงมีการพัฒนาโปรแกรมในระดับถัดไป เรียกภาษาใหม่นี้ว่า ภาษาแอสแซมบลี ( Assembly Language) โดยเปลี่ยนจากชุดคำสั่งเลขฐาน 2 ให้กลายเป็นชุดคำสั่งภาษาอังกฤษ และตำแหน่งใน memory ด้วยชื่อตัวแปร

โปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาแอสแซมบลีไม่สามารถนำไปใช้งานได้ทันทีได้ จึงต้องมีตัวแปลภาษา จากภาษาแอสแซมบลี เป็น ภาษาเครื่องก่อน เรียกว่า แอสแซมเบลอร์ (Assembler)

ถึงแม้ภาษาแอสแซมบลีจะใช้ภาษาอังกฤษในการพัฒนา แต่ยังเป็นคำสั่งที่มีความเฉพาะเจาะ และลงลึกถึงการทำงานใน Hardware จึงยังยากที่จะมนุษย์จะทำความเข้าใจ ดังนั้นจึงมีการพัฒนาภาษาในระดับถัดไป

3. ภาษาระดับสูง (High Level Language) เป็นภาษาที่มีความคล้ายคลึงกับภาษามนุษย์ สามารถอ่านทำความเข้าใจได้ทันที ทำให้สามารถพัฒนาโปรแกรมได้ง่ายขึ้น ลดความผิดพลาดในการเขียนโปรแกรม ภาษาระดับสูงเป็นภาษาที่เรารู้จักกันดี เช่น C , C++ , Java และ Python เป็นต้น

เช่นเดียวกับภาษาระดับต่ำ คือคอมพิวเตอร์ไม่สามารถเข้าใจได้ทันที ภาษาระดับสูงจึงต้องมีตัวแปลภาษา เพื่อเป็นเป็นภาษาเครื่องก่อนเสมอ แบ่งได้เป็น 2 ประเภทคือ Compiler และ Interpreter

สรุป

ภาษาคอมพิวเตอร์มีการพัฒนาอยู่ตลอด จากภาษาเครื่อง ที่มนุษย์ไม่สามารถเข้าใจได้ จนเป็นภาษาขั้นสูง ที่มนุษย์สามารถอ่านเข้าใจได้ทันที จากภาษาที่มีความยุ่งยาก เป็นภาษาที่เรียบง่าย และพัฒนาภาษาให้มีความเฉพาะเจาะจงและเหมาะสมกับงานมากขึ้น