อัลกอริทึม (Algorithm) คืออะไร มีประโยชน์และการปรับใช้อย่างไร
อัลกอริทึม คือ แนวคิดอย่างมีเหตุมีผลที่ผู้พัฒนาโปรแกรมหรือนักวิเคราะห์ระบบ ใช้ในการอธิบายวิธีการขั้นตอนอย่างเป็นลำดับในการพัฒนาโปรแกรมนั้น ๆ ให้ผู้รับผิดชอบได้เข้าใจขั้นตอนต่าง ๆ ในการเขียนหรือพัฒนาโปรแกรม
อัลกอริทึม (Algorithm) เป็นกระบวนการแก้ปัญหาที่อธิบายออกมาเป็นขั้นตอนได้อย่างชัดเจน และช่วยให้ตรวจสอบข้อมูลขั้นตอนการทำงาน ความถูกต้องแต่ละขั้นตอนได้ โดยที่ผู้รับผิดชอบไม่จำเป็นต้องเขียนโปรแกรมเป็น
อัลกอริทึม (Algorithm) หมายถึง
อัลกอริทึม (Algorithm) หมายถึง ขั้นตอนหรือลำดับการประมวลผลในการแก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่ง ซึ่งช่วยให้ผู้พัฒนาโปรแกรมเห็นขั้นตอนการเขียนโปรแกรมได้อย่างชัดเจนและง่ายมากขึ้น
อัลกอริทึม สามารถอธิบายขั้นตอนออกมาอย่างชัดเจน ว่าเมื่อนำเข้าอะไร แล้วจะต้องได้ผลลัพธ์อย่างไร กระบวนการนี้ประกอบด้วยอะไร วิธีการเป็นขั้นตอนลำดับ มีส่วนใดที่ต้องทำแบบวนซ้ำ จนกระทั่งไปถึงเสร็จสิ้นการทำงาน
ประโยชน์ของอัลกอริทึม (Algorithm)
ประโยชน์ของอัลกอริทึม (Algorithm) จะช่วยให้น้อง ๆ ไม่สับสนกับวิธีดำเนินงาน เพราะมีการจัดเรียงลำดับขั้นตอนวิธีและทางเลือกไว้ให้ เพื่อนำไปสู่ความสำเร็จในการทำงานอย่างรวดเร็ว ลดปัญหาและสามารถค้นหาสาเหตุของปัญหาได้อย่างรวดเร็ว เนื่องจากกระบวนการ กิจกรรม ขั้นตอน ความสัมพันธ์ต่าง ๆ ถูกจัดแยกออกให้เห็นอย่างชัดเจน
รูปแบบของอัลกอริทึม (Algorithm)
การเขียนรูปแบบของอัลกอริทึมมีด้วยกันหลากหลายรูปแบบ ผู้เขียนสามารถออกแบบอัลกอริทึมหลากหลายประกอบกัน เพื่อใช้แก้ปัญหาในการเขียนโปรแกรม
1.แบบลำดับ (Sequential) ลักษณะการทำงาน แบบ ก่อน-หลัง ต่อเนื่องเป็นลำดับ ต้องดำเนินแต่ละขั้นให้เสร็จก่อน แล้วจึงไปลำดับขั้นต่อไป ตัวอย่างอัลกอริทึมแบบลำดับ เช่น การปลูกต้นไม้
1. เริ่มต้น
2. ขุดหลุม
3. ใส่ปุ๋ย
4. นำต้นไม้ลงหลุม
5. กลบดิน
6. ปักหลักยึดต้นไม้
7. รดน้ำต้นไม้
8. จบการทำงาน
2. แบบทางเลือก (Decision) มีเงื่อนไขเป็นตัวกำหนดการทำงานของกระบวนการแก้ปัญหา โดยตัวเลือกมีได้ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไป ตัวอย่างอัลกอริทึมแบบเลือก เช่น ตัดเกรดวิชาคณิตศาสตร์
1. เริ่มต้น
2. คะแนนสอบของนักเรียน
3. ตรวจสอบคะแนน (คะแนนที่สอบผ่าน 50 คะแนน)
4. ถ้ามากกว่า 50 คะแนน สอบผ่าน
5. ถ้าน้อยกว่า 50 คะแนน สอบตก
6. ประกาศผล
7. จบการทำงาน
3. แบบทำซ้ำ (Repetition) ลักษณะคล้ายกับแบบทางเลือก มีการตรวจสอบเงื่อนไข แต่ต่างกันตรงที่เมื่อการทำงานตรงตามเงื่อนไขที่กำหนดแล้ว โปรแกรมจะกลับมาทำงานอีกครั้ง วนการทำงานแบบนี้เรื่อย ๆ จนกระทั่งไม่ตรงกับเงื่อนไขที่กำหนด จึงหยุดการทำงานหรือทำงานขั้นต่อไป ตัวอย่างอัลกอริทึมแบบทำซ้ำ เช่น การซื้อมังคุด 1 กิโลกรัม
1. เริ่มต้น
2. หยิบถุงพลาสติก
3. หยิบมังคุดมาเลือก โดยกดที่เปลือกที่นิ่ม ๆ
4. ตรวจสอบเงื่อนไข (น้อยกว่า 1 กิโลกรัม)
5. ถ้าจริง เลือกมังคุดต่อ
6. ถ้าเท็จ หยุดเลือก
7. จ่ายเงินให้กับผู้ที่ขาย
8. จบการทำงาน
หลักการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm)
หลักการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm)
1. กระบวนการสำคัญเริ่มต้นที่จุดจุดเดียว ป้องกันการสับสน
2. กำหนดการทำงานเป็นขั้นเป็นตอนอย่างชัดเจน
3. การทำงานแต่ละขั้นตอนควรสั้น กระชับ เข้าใจง่าย
4. ผลลัพธ์ในแต่ละขั้นตอนควรต่อเนื่องกัน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ
5. การออกแบบอัลกอริทึมที่ดี ควรออกแบบให้ครอบคลุมการทำงานในหลายรูปแบบ เพื่อป้องกันการเกิดจุดบกพร่องของโปรแกรม
คุณลักษณะการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm)
คุณลักษณะการเขียนอัลกอริทึม (Algorithm) นั้น ในหลักความเป็นจริงการเขียนอัลกอริทึมเพื่อการแก้ปัญหามีด้วยกันหลากหลายวิธี แต่ละวิธีมีจุดเด่นจุดด้อยที่แตกต่างกัน ดังนั้น ต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับงานและปัจจัยแวดล้อมขณะนั้น ซึ่งอัลกอริทึมที่ดี ควรมีคุณลักษณะดังต่อไปนี้
1. มีความถูกต้อง
2. ใช้เวลาในการปฏิบัติงานน้อยที่สุด
3. สั้น กระชับ มีเฉพาะขั้นตอนที่จำเป็นเท่านั้น
4. ใช้เนื้อที่ในหน่วยความจำน้อยที่สุด
5. มีความยืดหยุ่นในการใช้งาน
6. ใช้เวลาในการพัฒนาน้อยที่สุด
7. ง่ายต่อการทำความเข้าใจ
การวิเคราะห์อัลกอริทึม และ เครื่องมือช่วยในการเขียนอัลกอริทึม
การวิเคราะห์อัลกอริทึม มีขั้นตอนวิธีการ ต้องทำการแยกแยะระบบว่าเป็นข้อมูลเข้าหรือข้อมูลออกดังนี้
อะไรเป็นข้อมูลเข้า (Input)
วิธีการประมวลผลที่จะนำมาซึ่งคำตอบ (Process)
อะไรเป็นข้อมูลออก (Output)
ตัวอย่าง ต้องการหาค่าเฉลี่ยของคะแนนวิชาคณิตศาสตร์ของนักศึกษาจำนวน 50 คน
การวิเคราะห์อัลกอริทึม
ข้อมูลเข้า : คะแนนของนักศึกษาแต่ละคน (Score)
ประมวลผล : คำนวณค่าเฉลี่ย (Average) = ผลรวมของคะแนนนักศึกษาทุกคน / จำนวนนักเรียน
ข้อมูลออก : แสดงผลลัพธ์ค่าเฉลี่ยของคะแนนวิชาคณิตศาสตร์ของนักศึกษาจำนวน 50 คน
ตัวอย่าง คำนวณหาพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า โดยให้ผู้ใช้สามารถ Input ข้อมูลความกว้างและความยาวได้
การวิเคราะห์อัลกอริทึม
ข้อมูลเข้า : ความกว้าง, ความยาว
ประมวลผล : คำนวณพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า = กว้าง*ยาว
ข้อมูลออก : แสดงค่าพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าที่หน้าจอ
นอกจากนี้ การเขียนอัลกอริทึมนั้น เป็นการวางแผนเกี่ยวกับการแก้ปัญหา โดยอธิบายการทำงานที่ชัดเจน เป็นแนวทางในการเขียนโปรแกรมให้ง่ายขึ้น ลดข้อผิดพลาด ตรวจสอบการทำงาน และทราบขั้นตอนการทำงานได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องดูจากโปรแกรมจริง เครื่องมือช่วยในการเขียนอัลกอริทึม นิยมใช้ด้วยกัน 3 แบบ ได้แก่ บรรยาย (narrative description) ผังงาน (flowchart) และรหัสลำลอง (pseudo code)
สรุป ข้อดี และ ประโยชน์ของการใช้ อัลกอริทึม (Algorithm)
สำหรับข้อดีและประโยชน์ของการใช้อัลกอริทึมนั้น จะช่วยให้เด็ก ๆ ไม่สับสนกับวิธีการดำเนินงาน มีขั้นตอนทางเลือก เพื่อนำไปสู่ความสำเร็จได้อย่างรวดเร็ว เข้าใจง่าย สามารถตรวจการดำเนินงานได้ เด็ก ๆสามารถนำไปต่อยอดและพัฒนาการเขียนโปรแกรม หรือแม้กระทั่งการนำไปปรับใช้ในชีวิตประจำวัน เนื่องจากการเขียนอัลกอริทึม เป็นการวางแผนเกี่ยวกับการแก้ปัญหา ช่วยให้เด็ก ๆ เกิดกระบวนการคิด
แก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ
