วันอังคารที่ 17 กรกฎาคม พ.ศ. 2561
หน่วยที่ 3 หลักการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ
การแก้ปัญหาเป็นกิจกรรมพื้นฐาน ในการดำรงชีวิตของมนุษย์ ปัญหาบางปัญหาเราสามารถหาทางแก้ปัญหาได้ทันที แต่บางปัญหาอาจต้องใช้เวลานานในการค้นหาคำตอบ ซึ่งคำตอบที่ได้ต้องพิสูจน์ได้ว่าเป็นคำตอบที่ถูกต้อง น่าเชื่อถือและสามารถนำไปอ้างอิงต่อได้การแก้ปัญหาของแต่ละบุคคลมีขั้นตอนและใช้เวลาที่แตกต่างกัน เนื่องจาก ความรู้และประสบการณ์ จะส่งผลต่อความสามารถในการแก้ปัญหา
และใช้เวลากี่นาที
จากปัญหาที่กำหนดให้เส้นทางทั้งหมดที่สามารถเดินทางได้มี ๕ เส้นทางและเวลาที่ใช้ในแต่ละเส้นทางเป็นดังนี้
จากการเปรียบเทียบพบว่าเส้นทางที่ใช้เวลาในการเดินทางน้อยที่สุด คือ เส้นทางA"D"F"H ซึ่งใช้เวลาในการเดินทาง ๗ นาที เนื่องจากวิธีการนี้เป็นการแจกแจงเส้นทางทุกเส้นทางที่เป็นไปได้ เราจึงมั่นใจว่าคำตอบที่ได้มาเป็นคำตอบที่ถูกต้อง
อย่างแท้จริง
จากตัวอย่าง พบว่าการแก้ปัญหาอาจมีด้วยกันหลายวิธี บางปัญหามีวิธีการแก้ปัญหาที่ชัดเจน ขณะที่บางปัญหาจำเป็นต้องอาศัยการไตร่ตรอง การพิจารณาแนวทางการแก้ปัญหาจากประสบการณ์แล้วนำมาประยุกต์เพื่อให้ได้แนวทางที่เหมาะสม นอกจากนี้บางวิธีอาจดูเหมือนว่าจะให้ คำตอบที่ถูกต้องแต่แท้จริงแล้วไม่ได้เป็นเช่นนั้น บางวิธีให้คำตอบที่ถูกต้อง แต่มีกระบวนการที่ซับซ้อนยากต่อการนำไปปฏิบัติ
จากที่กล่าวมานี้สามารถสรุปได้ว่าขั้นตอนการแก้ปัญหา ประกอบด้วย ๔ ขั้นตอน ดังนี้
ขั้นตอนการแก้ปัญหาข้างต้นนำเสนอโดยนักคณิตศาสตร์ชื่อ จอร์จโพลยา (George Polya)
ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๘๘และยังคงเป็นขั้นตอนการแก้ปัญหาที่ใช้เป็นหลักปฏิบัติจนถึงปัจจุบันในแต่ละขั้นตอนมีรายละเอียดที่สามารถอธิบายได้ดังนี้
จากการเปรียบเทียบพบว่าเส้นทางที่ใช้เวลาในการเดินทางน้อยที่สุด คือ เส้นทางA"D"F"H ซึ่งใช้เวลาในการเดินทาง ๗ นาที เนื่องจากวิธีการนี้เป็นการแจกแจงเส้นทางทุกเส้นทางที่เป็นไปได้ เราจึงมั่นใจว่าคำตอบที่ได้มาเป็นคำตอบที่ถูกต้อง
อย่างแท้จริง
จากตัวอย่าง พบว่าการแก้ปัญหาอาจมีด้วยกันหลายวิธี บางปัญหามีวิธีการแก้ปัญหาที่ชัดเจน ขณะที่บางปัญหาจำเป็นต้องอาศัยการไตร่ตรอง การพิจารณาแนวทางการแก้ปัญหาจากประสบการณ์แล้วนำมาประยุกต์เพื่อให้ได้แนวทางที่เหมาะสม นอกจากนี้บางวิธีอาจดูเหมือนว่าจะให้ คำตอบที่ถูกต้องแต่แท้จริงแล้วไม่ได้เป็นเช่นนั้น บางวิธีให้คำตอบที่ถูกต้อง แต่มีกระบวนการที่ซับซ้อนยากต่อการนำไปปฏิบัติ
จากที่กล่าวมานี้สามารถสรุปได้ว่าขั้นตอนการแก้ปัญหา ประกอบด้วย ๔ ขั้นตอน ดังนี้
ขั้นตอนการแก้ปัญหาข้างต้นนำเสนอโดยนักคณิตศาสตร์ชื่อ จอร์จโพลยา (George Polya)
ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๔๘๘และยังคงเป็นขั้นตอนการแก้ปัญหาที่ใช้เป็นหลักปฏิบัติจนถึงปัจจุบันในแต่ละขั้นตอนมีรายละเอียดที่สามารถอธิบายได้ดังนี้
๑. การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
ในการที่จะแก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่งได้นั้น สิ่งแรกที่ต้องทำคือทำความเข้าใจเกี่ยวกับถ้อยคำต่างๆ ในปัญหา แล้วแยกปัญหาให้ออกว่า ๑) สิ่งที่ต้องการคืออะไร ๒) ข้อมูลที่กำหนดให้คือ
หลังจากนั้นจึงพิจารณาว่า ข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดให้นั้นเพียงพอที่จะหาคำตอบของปัญหาได้หรือไม่ ถ้าไม่เพียงพอก็ต้องหาข้อมูลเพิ่มเติมเพื่อที่จะสามารถแก้ไขปัญหาได้
๒. การวางแผนในการแก้ปัญหา
เมื่อทำความเข้าใจกับปัญหาแล้ว ควรวางแผนในการแก้ปัญหาด้วยการเลือกใช้เครื่องมือ และวิธีการเพื่อให้ได้มาซึ่งคำตอบ ประสบการณ์เดิมของผู้แก้ปัญหาจะมีส่วนช่วยอย่างมากในขั้นตอนนี้ ฉะนั้นในการเริ่มต้นจึงควรจะเริ่มด้วยการถามตนเองว่า “เคยแก้ปัญหาในลักษณะเดียวกันนี้มาก่อนหรือไม่” ในกรณีที่มีประสบการณ์มาก่อนควรจะใช้ประสบการณ์เป็นแนวทางในการแก้ปัญหา โดยปรับปรุงให้เหมาะสมกับปัญหาใหม่ หรือต้องปรับปรุงเพื่อให้ได้วิธีการแก้ปัญหาที่ดีขึ้น
ในกรณีที่ไม่เคยมีประสบการณ์ในการแก้ปัญหาทำนองเดียวกันมาก่อน ควรเริ่มจากการพิจารณารายละเอียดของสิ่งที่ต้องการหาคำตอบ แล้วหาความสัมพันธ์เชื่อมโยงกับสิ่งที่กำหนด หากข้อมูลไม่เพียงพอก็ต้องหาข้อมูลเพิ่มเติม หรืออาจจะต้องหาความสัมพันธ์ในรูปแบบอื่นต่อไป เมื่อได้แนวทางในการแก้ปัญหาแล้วจึงอธิบายแผนการแก้ปัญหาเป็นขั้นตอนที่ชัดเจน โดยอาจอาศัยรหัสลำลอง (pseudocode) หรือผังงาน (flowchart) เข้ามาช่วยในการถ่ายทอดความคิดได้
๓. การดำเนินการแก้ปัญหา
เมื่อได้วางแผนแล้วก็ดำเนินการแก้ปัญหา ซึ่งได้แก่ การนำเครื่องมือและวิธีการที่ได้วางแผนไว้ในขั้นตอนที่ ๒ มาดำเนินการแก้ปัญหา ซึ่งการดำเนินการแก้ปัญหาอาจทำให้เห็นแนวทางที่ดีกว่าวิธีที่คิดไว้ ก็สามารถนำมาปรับเปลี่ยนได้
๔. การตรวจสอบและปรับปรุง
เมื่อได้วิธีการแก้ปัญหาแล้ว จำเป็นต้องตรวจสอบว่า วิธีการแก้ปัญหาได้ผลลัพธ์ถูกต้องหรือไม่ ถ้าหากผลลัพธ์ที่ได้ไม่เป็นไปตามที่ต้
องการ จะต้องปรับปรุงวิธีการให้ถูกต้อง
ในบางครั้งการแก้ปัญหาตามขั้นตอนในครั้งแรกนั้น อาจจะยังไม่เพียงพอที่จะทำให้ได้คำตอบที่ต้องการ ทั้งนี้เนื่องมากจากสาเหตุต่าง ๆ เช่น ยังเข้าใจปัญหาไม่ดีพอ ข้อมูลที่มีอยู่ไม่เพียงพอ หรือวิธีการที่ใช้แก้ปัญหายังไม่เหมาะสม ยังไม่ครอบคลุมกรณีต่าง ๆ ของปัญหา ดังนั้น เราอาจจำเป็นต้องมีการย้อนกลับไปทำขั้นตอนที่ผ่านมาซ้ำๆ เพื่อทบทวนและปรับปรุงจนกว่าจะได้คำตอบที่ถูกต้อง
การแก้ปัญหาในขั้นตอนต่าง ๆ นั้น สามารถนำกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศมาประยุกต์ใช้ได้ โดยจะนำมาบางขั้นตอนหรือทุกขั้นตอนก็ได้ ซึ่งกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศ คือ ขั้นตอนต่าง ๆที่ใช้ในการจัดการสารสนเทศ ซึ่งได้แก่ การนำเข้าข้อมูล การประมวลผลข้อมูล การเก็บรักษาข้อมูล และการแสดงผล
จากขั้นตอนการแก้ปัญหาทั้ง ๔ ขั้นตอนจะเห็นว่าขั้นตอนที่สำคัญคือ การวางแผนในการแก้ปัญหา สำหรับการแก้ปัญหาที่ไม่ซับซ้อนมากนักเรามักจะมีคำตอบให้กับปัญหานั้นได้ทันทีเสมือนว่าคำตอบของปัญหาได้ถูกกำหนดไว้แล้วโดยที่ไม่ได้ตระหนักถึงกระบวนการคิดที่แสดงให้เห็นถึงแนวทางการแก้ปัญหา และนำเราไปถึงคำตอบของปัญหาที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากมนุษย์มีรูปแบบในการแก้ไขปัญหาที่ใช้สัญชาตญาณความหยั่งรู้ที่ได้จากการสั่งสมความรู้ การใช้เหตุผลและประสบการณ์ที่ผ่านมา
อย่างไรก็ตามเพื่อให้การดำเนินการตามแนวทางในการแก้ปัญหาที่ได้จากการวางแผนในการแก้ปัญหาไปดำเนินการ โดยใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศนั้นจำเป็นต้องวางแผนเป็นขั้นตอน เป็นระเบียบ และสามารถนำไปปฏิบัติได้ทั้งนี้ทำได้โดยอาศัยการถ่ายทอดความคิดที่มีการกำหนดจุดเริ่มต้น จุดสิ้นสุดและลำดับก่อนหลังของขั้นตอนการแก้ปัญหาที่ชัดเจนการถ่ายทอดความคิดในการแก้ปัญหาทำได้ ๒ ลักษณะ คือ
๑) การถ่ายทอดความคิดเป็นรหัสลำลอง (Pseudocode)
๒) การถ่ายทอดความคิดเป็นผังงาน (Flowchart)
๑. การถ่ายทอดความคิดเป็นรหัสลำลอง (Pseudocode)
เป็นการเขียนเค้าโครงด้วยการบรรยายเป็นภาษามนุษย์ที่ใช้สื่อสารกัน เพื่อให้ทราบถึงขั้นตอนการทำงานของการแก้ปัญหาแต่ละขั้นตอน ในบางครั้งอาจคำสั่งของภาษาที่ใช้เขียนโปรแกรมก็ได้
๒ การถ่ายทอดความคิดเป็นผังงาน (Flowchart)
การถ่ายทอดความคิดในรูปของผังงานมักถูกใช้ในขั้นตอนการวางแผนในการแก้ปัญหา
สำหรับการดำเนินการแก้ปัญหาด้วยวิธีการเขียนโปรแกรมเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน
ดังนั้นสถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกา (The American Standard Institute: ANSI)
ได้กำหนดให้สัญลักษณ์ที่เป็นมาตรฐานในการเขียนผังงานไว้ซึ่งในที่นี้จะแนะนำการใช้งานเพียง ๘ สัญลักษณ์พื้นฐาน ดังนี้
การนำสัญลักษณ์ไปใช้เพื่อแสดงขั้นตอนการทำงานต่าง ๆ ของงานหรือโปรแกรม รวมถึงแสดงการไหลของข้อมูลในระบบตั้งแต่แรกจนได้ผลลัพธ์ตามต้องการ เรียกว่า การเขียนผังงาน (Flowchart)
จากการศึกษาหลักการขั้นตอนการแก้ปัญหามาแล้ว
นักเรียนสามารถวิเคราะห์ปัญหา
และสร้างแบบจำลองความคิดเพื่อแสดงขั้นตอนในการแก้ปัญหาได้แล้ว ขั้นตอนต่อไป คือ
การลงมือแก้ปัญหาตามขั้นตอนที่ได้ออกแบบไว้ โดยใช้เครื่องมือช่วยในการแก้ปัญหา
ในที่นี้เครื่องมือที่นักเรียนเลือก คือ ภาษาคอมพิวเตอร์ ซึ่งถือได้ว่าเป็นขั้นตอนหนึ่งที่สำคัญในการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์
การเขียนโปรแกรม (programming) หมายถึง กระบวนการใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เพื่อกำหนดโครงสร้างของข้อมูล
และกำหนดขั้นตอนวิธีเพื่อใช้แก้ปัญหาตามที่ได้ออกแบบไว้โดยอาศัยหลักเกณฑ์การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์แต่ละภาษา
แต่ทุกภาษาจะต้องมีโครงสร้างควบคุมหลัก ๓ แบบ ได้แก่ โครงสร้างแบบลำดับ (sequential
structure) โครงสร้างแบบทางเลือก (selection structure) และโครงสร้างแบบทำซ้ำ(repetition
structure) ซึ่งมีรายละเอียด ดังนี้
************************************
วันอังคารที่ 15 พฤษภาคม พ.ศ. 2561
หน่วยที่ 1 การสื่อสารข้อมูล
ความหมายและองค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูล
ความหมายของระบบสื่อสารข้อมูล
เมื่อกล่าวถึงการติดต่อสื่อสารในอดีตอาจหมายถึงการพูดคุยกันของมนุษย์ซึ่งอาจเป็นการแสดงออกด้วยท่าทาง
การใช้ภาษาพูดหรือผ่านทางตัวอักษร โดยเป็นการสื่อสารในระยะใกล้ๆ ต่อมาเทคโนโลยีก้าวหน้าได้มีการพัฒนาการสื่อสารเข้ากับการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ทำให้สามารถสื่อสารได้ในระยะไกลขึ้นและสะดวกรวดเร็วมากขึ้น เช่น การใช้โทรเลข โทรศัพท์
โทรสาร เป็นต้น อุปกรณ์ที่ใช้ในการสื่อสารเองก็ได้รับการพัฒนาความสามารถขึ้นมาเป็นลำดับ
และเข้ามามีบทบาททุกวงการ
ดังนั้นยุคสารสนเทศนี้ ระบบสื่อสารข้อมูล
จึงหมายถึง การแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างผู้ส่งและผู้รับซึ่งอาจอยู่ในรูปของตัวอักษร
ตัวเลข รูปภาพ เสียงหรือวีดีทัศน์ระหว่างอุปกรณ์สื่อสาร โดยผ่านทางสื่อกลางในการสื่อสารซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทที่มีสายหรือไร้สายก็ได้
และมีกฎเกณฑ์หรือข้อกำหนดที่แน่นอนในการควบคุมการสื่อสาร
องค์ประกอบของระบบสื่อสารข้อมูล
องค์ประกอบหลักของระบบสื่อสารข้อมูล
ประกอบด้วย ๕ ส่วน ได้แก่
รูปที่
๑ องค์ประกอบหลักของการสื่อสารข้อมูล
1. ผู้ส่ง (Sender) ผู้ส่งในที่นี้หมายถึง อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ในการจัดส่งข้อมูลข่าวสาร
ซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งคอมพิวเตอร์
โทรศัพท์ กล้องวิดีโอ เป็นต้น
2. ข่าวสาร (message) ข่าวสารประกอบด้วยข้อมูลหรือสารสนเทศที่ได้ส่งมอบระหว่างกัน
ซึ่งสามารถเป็นได้ทั้งข้อมูลที่เป็นข้อความ ตัวเลข รูปภาพ เสียง วิดีโอ หรือมัลติมีเดีย
3. ผู้รับ (Receiver) คือ อุปกรณ์ที่ใช้สำหรับรับข่าวสารที่ส่งมาจากผู้ส่ง เช่น
คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ วิทยุ โทรทัศน์ เป็นต้น
4. สื่อกลาง (Medium) หมายถึงสื่อกลางส่งข้อมูลที่ใช้ในการสื่อสาร
(Transmission media) ซึ่งอาจเป็นสื่อกลางประเภทสาย
เช่น สายเคเบิล สายโทรศัพท์ และสื่อกลางประเภทไร้สาย เช่น คลื่นวิทยุ ซึ่งสื่อกลางดังกล่าวทำหน้าที่ในการให้ข้อมูลสามารถเดินทางจากต้นทางไปยังปลายทางได้
5. โพรโตคอล
(Protocol) เป็นกฎเกณฑ์หรือข้อตกลงที่ใช้ในการสื่อสารข้อมูล เพื่อให้การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์นั้นมีความเข้าใจในทิศทางเดียวกันและสามารถสื่อสารกันได้
หากไม่มีโปรโตคอลแล้วอุปกรณ์ทั้งสองอาจจะติดต่อกันได้แต่ไม่สามารถสื่อสารกันได้ เช่นเดียวกันกับมีบุคคล
๒ คนที่ต้องการพบปะ
กัน และเมื่อได้พบกันแล้วแต่กลับสนทนากันไม่รู้เรื่อง
เนื่องจากคนหนึ่งพูดภาษาไทยและอีกคนหนึ่งพูดภาษาอังกฤษ ซึ่งทั้งสองได้มีการติดต่อกันแล้วแต่ไม่สามารถสื่อสารระหว่างกันได้อย่างเข้าใจ
พัฒนาการของการสื่อสารข้อมูล
มนุษย์มักอยู่รวมกันเป็นกลุ่ม ทำให้มีการติดต่อสื่อสารระหว่างกันหลายระดับ เช่น การสื่อสารระหว่างคนในครอบครัว ระหว่างเพื่อน ระหว่างคนในสังคม ในอดีตมนุษย์มีการใช้ภาษามือหรือแสดงท่าทาง เพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสาร ต่อมาเมื่อมีภาษาพูดก็ใช้การพูดคุยกันโดยตรงและมีการวาดภาพเพื่อบันทึกเรื่องราวถ่ายทอดให้ผู้อื่นเข้าใจ เมื่อมีการประดิษฐ์ตัวอักษรก็ใช้การเขียนเป็นสื่อในการติดต่อสื่อสารที่มีระยะทางไกลได้มีการพัฒนารูปแบบการสื่อสาร เช่น ชนเผ่าอินเดียนแดงใช้สัญญาณควันไฟ ชนเผ่าในแอฟริกาใช้การเคาะไม้หรือ ตีกลอง ซึ่งการสื่อสารแบบนี้มีการตกลงรูปแบบของควันไฟหรือจังหวะของเสียงเคาะเพื่อให้เข้าใจตรงกันระหว่างผู้ส่งและผู้รับ เมื่อเทคโนโลยีทางด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ได้มีการพัฒนาให้ก้าวหน้ามากขึ้นทำให้การสื่อสารในปัจจุบันมีการพัฒนาเพื่อส่งเสริมให้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างกันทำได้สะดวกและรวดเร็วขึ้น เช่น การใช้โทรศัพท์ การใช้อินเทอร์เน็ต การสื่อสารข้อมูลมีพัฒนาที่สำคัญ ดังนี้
ช่วงเวลา
|
พัฒนาการของการสื่อสาร
|
สมัยโบราณ
|
การส่งข้อความระยะไกลต้องอาศัยคนนำสาร
สัญญาณควันไฟ หรือนกพิราบสื่อสาร
|
พ.ศ.๒๓๗๙
|
เซมมัวล์มอร์ส (Samuel
Morse)
คิดค้นรหัสมอร์ส ซึ่งถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางและยังใช้ในการสื่อสารด้วยโทรเลข
|
พ.ศ.๒๔๑๙
|
อเล็กซานเดอร์ เกรแฮม
เบล ประดิษฐ์โทรศัพท์เพื่อการสื่อสารด้วยเสียงผ่านสายตัวนำ
|
พ.ศ.๒๔๔๔
|
กูกลิโกโม
มาร์โคนี ทดลองส่งรหัสมอร์สด้วยคลื่นวิทยุเพื่อการสื่อสารได้สำเร็จ
|
พ.ศ.๒๕๐๑
|
สหรัฐอเมริกาส่งดาวเทียมเพื่อการสื่อสารขึ้นสู่อวกาศ
|
พ.ศ.๒๕๑๒
|
อินเทอร์เน็ต
|
พ.ศ.๒๕๑๓
|
การสื่อสารระหว่างเครื่องปลายทางที่อยู่ห่างไกลเข้ามายังคอมพิวเตอร์ศูนย์กลางเพื่อประมวลผล
|
พ.ศ.๒๕๑๖
|
การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในระยะใกล้เพื่อทำงานร่วมกัน
เช่น ระบบอีเทอร์เน็ต (Ethernet) โทเค็นริง (token
ring)
|
พ.ศ.๒๕๒๒
|
ระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์
(cellular
phone)
เริ่มมีใช้เป็นครั้งแรกที่ประเทศญี่ปุ่น
|
พ.ศ.๒๕๓๐
|
การสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์แบบไร้สาย
|
สมัครสมาชิก:
บทความ (Atom)