Download as PDF, PPTX
22
- 1. หนวยทีี่ 2 ความรูเบืองตนเกีี่ยวกัับอัลกอริิทม ื้ ั ึ
- 2. ความรููเบื้องตนเกี่ยวกับอัลกอริทึม • อัลกอริทึม (Algorithm) คือ ขันตอนในการแกปญหาอยางมีขั้นตอน อลกอรทม คอ ขนตอนในการแกปญหาอยางมขนตอน ้ มีเปาหมายและมีแนวทางในการปฏิบัติอยางชัดเจน
- 3. ลักษณะของอัลกอริทึม • อัลกอริทึมแบบแตกยอย (Divide-and-conquer)เปนอัลกอริทึมที่ อลกอรทมแบบแตกยอย (Divide and conquer) เปนอลกอรทมท มีการนําปญหาหลักที่ไดมาทําการแยกออกเปนปญหายอยๆ แลว รวมกน ั • อัลกอริทึมแบบเคลือนที่ (Dynamic Algorithm) เปนการแกปญหา ่ ยอยๆ เพียงครั้งเดียวแลวเก็บผลลัพธไว หากแกไขปญหายอยซ้า ํ อีก ก็นําคําตอบที่เคยคํานวณเก็บไวมาใชได • อัลกอริทึมแบบทางเลือก (Greedy Algorithm) เปนอัลกอริทึมหา คํําตอบโดยทางเลืือกทีี่ดีที่สุด โ
- 4. เครองมอทแสดงการทางานของอลกอรทม (ขนตอนวธ) เครื่องมือที่แสดงการทํางานของอัลกอริทึม (ขั้นตอนวิธี) • ผังงานโครงสราง เปนแผนภาพที่แทนตรรกะของโครงสราง
- 5.
- 6.
- 7. เหตผลที่ตองใชผงงาน ุ ั • เนื่องจากผังงานเปนภาพ จะมองเห็นการทํางานของโปรแกรมได เนองจากผงงานเปนภาพ จะมองเหนการทางานของโปรแกรมได อยางดี • ผังงานจะทําหนาที่เสมือนเปนเอกสารประกอบโปรแกรม สามารถ ใชสื่อสารระหวางโปรแกรมเมอรดวยกัน • ผังงานอนุญาตใหโปรแกรมเมอรทดสอบโปรแกรมไดหลายๆ ตรวจสอบการทางาน กอนเขยนโปรแกรม ตรวจสอบการทํางาน กอนเขียนโปรแกรม
- 8. ขอเสียของการใชผงงาน ั • การสรางผังงานจะตองใชเวลานาน การสรางผงงานจะตองใชเวลานาน • ผังงานโครงสรางจะแสดงวิธีการนําขอมูลเขาจนถึงขอมูลออก แตไม แสดงเหตุผลของการทํางานในแตละขันตอน ้ • การสรางผังงาน โปรแกรมเมอรจะสรางโดยการนึกคิดเอาเอง
- 9. ขอแนะนําในการเขียนผังงาน • การเขียนผังงานจะวาดจากบนลงลาง และซายไปขวาโดยการใชหัว การเขยนผงงานจะวาดจากบนลงลาง และซายไปขวา โดยการใชหว ลูกศรบนเสนเชื่อม • การเขียนผังงานจะตองสะอาด ควรใชดินสอแทนการใชหมึกเพื่อลบ งาย • ควรหลีกเลี่ยงไมใหเสนติดกัน โดยอาจใชสัญลักษณของการเชื่อมตอ เขามาชวยเมอจาเปน เขามาชวยเมื่อจําเปน
- 10. การเขียนขันตอนวิธี ้ ว • การเขียนผังงาน เปนการทํางานแบบเชิงเสน หรือการทํางานแบบ การเขยนผงงาน เปนการทางานแบบเชงเสน หรอการทางานแบบ ลําดับ ไมเปนโครงสราง การทํางานจะเริ่มตังแตจุดเริ่มตนไปจนถึง ้ จุดสิ้ สด เหมาะกบโปรแกรมสนๆ ไ ั สนสุ ั โป สั้ ไมซบซอน • การพัฒนาตรรกะโปรแกรมที่ทํางานซับซอน จะเขียนในรูป อัลกอริทึม (ขั้นตอนวิธี) หรือเรียกวา รหัสเทียม (Pseudo code)
- 11. รหัสเทียม • การเขียนขั้นตอนวิธีจะใชภาษาอังกฤษแบบโครงสรางในการบรรยาย การเขยนขนตอนวธจะใชภาษาองกฤษแบบโครงสรางในการบรรยาย ขั้นตอนการทํางาน โดยมี keyword ดังนี้ • BEGIN..END IF..THEN..ELSE CASE..OF • WHILE..DO REPEAT..UNTIL FOR
- 12. ความสัมพันธของขันตอนการทํางาน ้ • การทํางานแบบเปนลําดับ (Sequence Process) การทางานแบบเปนลาดบ การทํางานตามการเรียงลําดับกอนหลัง
- 13. คว มสมพนธของขนตอนก รทงาน ความสัมพันธของขันตอนการทําง น ้ • โครงสรางที่มีการทํางานแบบเลือกทํา โครงสรางทมการทางานแบบเลอกทา (Selection Proecss) จะทํํางานแบบใหเลือกทํําอยางใดอยาง ใ ื ใ หนึ่ง
- 14. คว มสมพนธของขนตอนก รทงาน ความสัมพันธของขันตอนการทําง น ้ • การทํางานแบบเลือกทําไดหลายทาง คอ ทางานจากการพจารณาเงอนไข การทางานแบบเลอกทาไดหลายทาง คือ ทํางานจากการพิจารณาเงื่อนไข ตางๆ ที่มากกวา 2 ทาง โดยใหเลือกทําอยางใดอยางหนึ่งเทานั้น
- 15. คว มสมพนธของขนตอนก รทงาน ความสัมพันธของขันตอนการทําง น ้ • การทํางานแบบทําซ้ํา ในขณะทเงอนไข การทางานแบบทาซา ในขณะที่เงื่อนไข เปนจริง (While –do Process) จะทา ํ การตรวจสอบ งอนไขของการทางาน การตรวจสอบเงื่อนไขของการทํางาน กอนการทํางานทุกครั้ง จะทํางาน เฉพาะเงื่อนไขที่เปนจริง ฉพ งอนไขท ปนจรง
- 16. คําสั่งเทียม (Pseudo Code) ) • คําสั่งเทียม (Pseudo code) เปนเครื่องมือใชอธิบายรายละเอียดของ คาสงเทยม เปนเครองมอใชอธบายรายละเอยดของ อัลกอริทึม (ขั้นตอนวิธี) การทํางาน โดยจะอธิบายดวยชุดคําสั่งที่ใกลเคียง กบภาษามนุษย ซึ่งชดคําสั่งตามรปแบบไวยากรณ กับภาษามนษย ซงชุดคาสงตามรูปแบบไวยากรณ (Syntax) ของ ภาษาคอมพิวเตอรใดๆ ตามความตองการ
- 17. ตัวอยาง ขั้นตอนการทํางาน (Algorithm) g ) • 1 รับคาขอมลเปนตัวเลข 1. รบคาขอมูลเปนตวเลข • 2. ตรวจสอบวาตัวเลขทีไดมีคาเปนอยางไร โดยที่ ่ – ถามีคาเปนศูนย ใหพิมพคาวา “Zero” ํ – ถาไมมีคาเปนศููนย ใหตรวจสอบวาตัวเลขนั้นเปนเลขจํานวนบวกหรือไม • ถาเปน ใหพิมพคาวา “Positive” ํ • ถาไมเปน ถาไมเปน ใหพมพคาวา “Negative” ใหพิมพคําวา “N ti ” • 3. สิ้นสุดการทํางาน
- 18. ฝกหัดการเขียน Pseudo Codeและ Flowchart
- 19. ขั้นตอนการวิเคราะหปญหาโจทย • การวิเคราะหปญหา อะไรคือปญหาคาตอบควรเปนอยางไร สิ่งใด การวเคราะหปญหา อะไรคอปญหา คําตอบควรเปนอยางไร สงใด เปนขอมูล และวิธีการแกปญหาควรเปนอยางไร
- 20. การวิเคราะหอลกอริทึม ั • การคนหา (Searching) คือ การหาตําแหนงของขอมลที่ตองการ การคนหา คอ การหาตาแหนงของขอมูลทตองการ หรือขอมูลที่ตรงกับเงื่อนไขที่กําหนด • การเพิม (Inserting) คือ การเพิ่มขอมูลใหมเขาไปในโครงสราง ่ ขอมูล • การลบ (Deleting) คือ การลบขอมูลที่ตองการจากโครงสรางขอมูล • การจัดเรีียง ( i ) คือ การจััดเรีียงขอมูล ั (Sorting) ื • การเมิรจ (Merging) คือ การรวมขอมูล 2 ชุดเขาดวยกัน
- 21. การวัดประสิทธิภาพของอัลกอริทมและ Big-O Notation ึ g • สาเหตที่ตองวัดประสิทธิภาพ เพอการตดสนใจเลอกอลกอรทมทมี สาเหตุทตองวดประสทธภาพ เพื่อการตัดสินใจเลือกอัลกอริทึมที่ม การทํางานที่เร็วกวา • Big –O Notation ฟงกชันวัดประสิทธิภาพอัลกอริทึม สามารถใชฟงกชนมาตรฐานทําการเปรียบเทียบกับฟงกชัน f(n) ั Log, n, n, nlog n, n2, n2 ,…, nk ,2n , n!
- 22. ขั้นตอนการเปลียน f(n) มาใชbig-O Notation ่ ) g • 1 ปรับคาของฟงกชันที่ไดจากการประมวลผลใหอยในรปสัมประสิทธิ์ 1. ปรบคาของฟงกชนทไดจากการประมวลผลใหอยู นรูปสมประสทธ อยางงาย • 2. ตัดคาของตัวประกอบออกโดยใหอยูในรูปแบบฟงกชันมาตรฐาน • 3. เลือกรููปแบบฟงกชันจากฟงกชันมาตรฐาน Log, n, n, nlog n, n2, n2 ,…, nk ,2n , n! ซึ่งจัดเรียงตามรอบการทํางานที่นอยที่สุดไปถึงรอบการ ทํางานที่มากที่สุด
- 23. วิเคราะหประสิทธิภาพของอัลกอริทึม ประสิทธิภาพของ รูปแบบ Big-o จํานวนรอบ เวลาในการทํางาน ฟงกชน ั ลอการิทม ึ O(log n) 1.4 Microsecond เสนตรง (linear) เสนตรง (li ) O(n) O( ) 1,000 1 000 0.01 วนาท 0 01 วินาที ลอการิทมเชิงเสน ึ O(n(log n)) 14,000 0.2 วินาที กําลังสอง ล อ O(n2) ( 1,0002 ,000 1.5-2.0 วินาที 0 วน โพลิโนเมียน O(nk) 1,000k ชั่วโมง เอ็กซโพแนนเชียล O(cn) 21,000 ใชเวลามาก ไมสามารถระบุได แนนอน แฟกทอเรียล O(n!) 1,000! ใชเวลามาก ไมสามารถระบุได แนนอน