แนวคิดเชิงคำนวณ

            มีนักวิชาการได้กล่าวถึงนิยามของคำว่า แนวคิดเชิงคำนวณไว้มากมาย ดังนั้น ความหมายของคำว่า แนวคิดเชิงคำนวณ ได้ถูกถ่ายทอดออกมาหลายรูปแบบ แต่สิ่งที่เหมือนกัน คือ การนำแนวคิดเชิงคำนวณมาใช้ในการแก้ปัญหาเพื่อให้เกิดผลลัพธ์ของการแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ

            แนวคิดเชิงคำนวณเป็นเครื่องมือในการแก้ปัญหาที่มีวิธีแก้ไขที่เป็นลำดับขั้นตอนมากกว่าเป็นการสร้างผลลัพธ์ แนวคิดลักษณะนี้ไม่เพียงนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์ได้เท่านั้น แต่สามารถนำไปปรับใช้ได้กับทุกสถานการณ์ เมื่อมีกระบวนการที่เป็นลำดับขั้นตอนเกิดขึ้นกับคอมพิวเตอร์ สิ่งที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า การเขียนโปรแกรม แต่ถ้ากระบวนการนั้นไม่ได้เกิดขึ้นจากแนวคิดเชิงคำนวณแล้ว ก็จะกลายเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ทำงานช้ำและทำให้ผู้ใช้งานผิดหวังเพาะทำงานไม่ตรงตามที่ต้องการ หลายคนคิดระบบขึ้นมาซึ่งใช้เวลานานในการตอบสนอง นั่นเป็นเพราะวิธีการออกแบบในบางจุดไม่มีประสิทธิภาพ หรือไม่ได้สร้างการเข้าถึงข้อมูลซึ่งรู้ว่าอยู่จุดใดให้มีประสิทธิภาพ

1. การแบ่งปัญหาใหญ่เป็นปัญหาย่อย

     การแก้ปัญหาที่มีความซับซ้อนทำได้ยาก การแบ่งปัญหาใหญ่ให้เป็นปัญหาย่อย ๆ ทำให้ความซับซ้อนของปัญหาลดลง ช่วยให้การวิเคราะห์และพิจารณารายละเอียดของปัญหาทำได้อย่างถี่ถ้วน ส่งผลให้สามารถออกแบบขั้นตอนการแก้ปัญหาย่อยแต่ละปัญหาได้ง่ายยิ่งขึ้น

2. การพิจารณารูปแบบ

      ปัญหาบางประเภทสามารถแบ่งออกเป็นปัญหาย่อยที่อาจจะมีรูปแบบเดียวกันหรือคล้ายกัน นักเรียนสามรถนำรูปแบบกระบวนการแก้ปัญหาย่อยปัญหาหนึ่งไปประยุกต์ใช้กับการแก้ปัญหาย่อยอื่น ๆ ได้ ทำให้ลดขั้นตอนในการออกแบบวิธีการแก้ปัญหาได้

3. การคิดเชิงนามธรรม

      ปัญหาประกอบไปด้วยรายละเอียดที่หลากหลายโดยมีทั้งรายละเอียดที่จำเป็นและไม่จำเป็นต่อการแก้ปัญหา การคิดเชิงนามธรรมเป็นการคัดแยกรายละเอียดที่ไม่จำเป็นออกจากปัญหาที่พิจารณาอยู่ ทำให้สามารถเข้าใจ วิเคราะห์ และออกแบบวิธีการแก้ปัญหาใน ภาพรวมได้ง่ายขึ้นการคิดเชิงนามธรรมยังรวมถึงการซ่อนรายละเอียดโดยการแทนกลุ่มของปัญหา ขั้นตอน และกระบวนการที่มีรายละเอียดปลีกย่อยหลายขั้นตอนให้เป็นขั้นตอนเดียว เพื่อให้สามารถอธิบายวิธีการแก้ปัญหาได้กระชับขึ้นดังตัวอย่างต่อไปนี้

4. การออกแบบอัลกอริทีม

      อัลกอริทึม หมายถึง รายการคำสั่งที่อธิบายขั้นตอนในการแก้ปัญหา โดยแต่ละคำสั่งนั้นต้องเป็นคำสั่งที่ให้ผู้อื่นนำไปปฏิบัติตามได้โดยไม่มีความกำกวม ซึ่งมักอยู่ในรูปของรหัสลำลอง (pseudo code) หรือผังงาน (flowchart) ในกรณีที่ใช้คอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือในการแก้ปัญหา อัลกอริทึมจะต้องถูกแปลงให้อยู่ในรูปของภาษาโปรแกรมก่อนเพื่อให้คอมพิวเตอร์สามารถปฏิบัติตามได้ ดังนั้น การออกแบบรายละเอียดในอัลกอริทึมจึงขึ้นอยู่กับคนหรือคอมพิวเตอร์ที่จะนำอัลกอริทึมไปปฏิบัติ

รูปภาพ : หนังสือเรียน รายวิชาพื้นฐานวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี : เทคโนโลยี (วิทยาการคำนวณ) ม.2  (อักษรเจริญทัศน์ : อจท.)

การจัดเรียงด้วยการแบ่งกลุ่มประเภทของเสื้อผ้าเป็น 2 ประเภทหลัก ซึ่งแต่ละประเภทหลักจะแบ่งเป็นประเภทย่อย

แนวคิดเชิงคำนวณในการแก้ปัญหาการจัดเรียงเสื้อผ้าให้หาง่ายที่สุด

1. แนวคิดการแยกย่อย (Decomposition) คือ การแตกปัญหาใหญ่ออกเป็นปัญหาย่อย ในที่นี้ปัญหาใหญ่ คือ การจัดเรียงเสื้อผ้าให้หาง่ายที่สุด

2. แนวคิดการหารูปแบบ (Pattern Recognition) คือ เข้าใจรูปแบบของปัญหา ในกรณีนี้

การจัดเรียงเสื้อผ้าให้หาง่ายที่สุด จะมีรูปแบบ ดังนี้

     1) หาวัตถุประสงค์หลักในการค้นหาเสื้อผ้า

     2) แบ่งกลุ่มเสื้อผ้าตามวัตถุประสงค์หลัก

     3) จัดเรียงเสื้อผ้าตามกลุ่ม

3. แนวคิดเชิงนามธรรม (Abstraction) คือ การคิดรวบยอดปัญหาและไม่สนใจสิ่งที่ไม่จำเป็น โดยในการจัดเรียงเสื้อผ้าให้หาง่ายที่สุด แนวคิดหลัก คือ จะต้องหาวัตถุประสงค์หลักให้ได้ก่อนเสมอ จากนั้นจึงจะทำการแบ่งกลุ่มตามวัตถุประสงค์หลัก โดยไม่สนใจสิ่งที่ไม่จำเป็น ซึ่งในตัวอย่างนี้ สิ่งที่ไม่จำเป็น คือ ยี่ห้อและขนาด

4. แนวคิดการออกแบบขั้นตอนวิธี (Algorithm Design) ลำดับขั้นตอนในการแก้ไขปัญหา

    1) หาวัตถุประสงค์หลักในการค้นหาเสื้อผ้า โดยตัวอย่างนี้จะค้นหาจาก ประเภทเสื้อผ้า และ สี ตามลำดับ 

    2) แบ่งกลุ่มเสื้อผ้า โดยแบ่งกลุ่มเสื้อผ้าเป็น กลุ่มเสื้อ และ กลุ่มกางเกงหรือกระโปรง

   3)  แบ่งกลุ่มเสื้อเป็นเสื้อยืดกลุ่มหนึ่งกับเสื้อเชิ้ตอีกกลุ่มหนึ่ง และแบ่งกลุ่มกางเกงหรือกระโปรงเป็นกางเกงกลุ่มหนึ่งกับกระโปรงอีกกลุ่มหนึ่ง

     4)  แบ่งกลุ่มเสื้อยืดตามสี แบ่งกลุ่มเสื้อเชิ้ตตามสี แบ่งกลุ่มกางเกงตามสี และแบ่งกลุ่มกระโปรงตามสี

       จากขั้นตอนข้างต้นสรุปได้ ดังนี้ การจัดเสื้อผ้าโดยใช้แนวคิดเชิงคำนวณเข้ามาแก้ปัญหาจะมีวิธีในการแก้ปัญหาโดยแบ่งกลุ่มของเสื้อผ้าออกเป็น ประเภทการใช้งาน และ สีของเสื้อผ้า เพื่อเป็นการประหยัดเวลาในการค้นหาเสื้อผ้าแต่ละชนิด และสะดวกรวดเร็วกับการใช้งานในชีวิตประจำวัน มากกว่าการไม่แบ่งประเภทเสื้อผ้า เพราะเสื้อผ้าจะปะปนกันทำให้เสียเวลาในการค้นหาเสื้อผ้าแต่ละชนิดและเกิดความยุ่งยาก