[MITx: 6.00.1x] Introduction to Computer Science and Programming Using Python (Week 1)

สำหรับ Course นี้ มีแนะนำมาอีกทีครับ เห็นว่าเหมือนแนสคิดเดียวกับ Udemy ครับ แต่ใน EDX แต่ละ Course เป็นอาจารย์จากมหาวิทยาลัยชั้นนำของโลกมาเปิดครับ โดยจุดแข็งที่ผมชอบฟรีครับ ถ้าอยากได้ใบ Cert ต้องจ่ายเงินครับ

มาเข้าเรื่องของ Week แรกที่เรียนดีกว่าครับ เนื้อหานี้เป็นการปูพื้นฐานครับ โดยผมมองว่าคนไม่จบสายคอมเรียนได้นะครับ เค้าไม่ลงลึกจนเกินไป

📚Introduction

📚Knowledge Management

• Imperative knowledge = A recipe or “how-to” ซึ่ง Recipe ผมชอบคำนี้ อาจารย์เปรียบเปรยได้ดีเลยครับ จริงมัน คือ ขั้นตอนการทำงาน (Algorithm) ครับ
• Declarative knowledge = Statements of fact. เช่น ค่า PI = 3.14 / เก้าอี้มีสมุดสีแดงวางอยู่ เป็นต้น

📚Fixed & Stored Program

• Fixed Program - ทำงานเฉพาะอย่าง ทำมาเฉพาะเจาะจงให้ประมวลผลงานอย่างเดียว เช่น ทำมาเพื่อคิดเลข / ทำมาเพื่อคำนวณวิถีของจรวด (จริง น่าจะมองว่าเป็น SW ที่มาเจาะจงกับ HW)
• Stored Program - ทำได้หลายอย่างเลย แล้วแต่เราสั่งให้มันทำอะไร เอาง่ายๆ เราต้องเขียนโปรแกรมบอกเครื่อง

📚Basic Computer Architecture ตามรูปดีกว่าครับ

• A program counter The computer executes the instructions mostly in a linear sequence, except sometimes it jumps to a different place in the sequence.

Turing บอกถ้ามีการทำงานพื้นฐาน(Primitives Operation) เช่น การ Shift Bit/ AND / OR / NOT เป็นต้น เราสามารถประมวลทุกๆปัญหาได้บนโลก ถ้ามีปัญหาที่ต้องสร้าง Operation ใหม่ เราสามารถเพิ่มได้ โดยการทำ Abstract Data Type (เขียน Function ใหม่ และเรียกพวก Primitives Operation ด้านใน ถ้าใช้เครื่องเรียนพวก Assembly หรือ LC-3 ลองนึกดูว่า ถ้าต้องการหาเลขยกกำลัง มีขั้นตอนอะไรบ้าง)

📚Aspect of Language

• Syntax - ตรงตามโครงสร้างพื้นฐาน เเช่น ประโยคที่ดีควรมีประธาน + กริยา + กรรม
• Static Semantics - ตรงตามกฏเกณฑ์ ถ้าในภาษาอังกฤษ เป็นพวก Grammar ครับ ดู Syntax ว่าถูกตามกฏไหม
• Semantics - ดูความหมายและ ซึ่งบอกที่ประโยคเดียวกัน อาจจะตีความได้หลายแบบ แต่สำหรับ Computer ต้องตีความได้แบบเดียวเท่านั้นครับ

📚แนวคิดการคิดโปรแกรมภาษา Python หลักๆ มีเรื่อง

• Data Type - int, Boolean, float และ string (ตัวหลังเน้นเยอะเลย)
• Statement - คำสั่งต่างๆ
• Operation - การ + - * / และพวก Logic ต่างๆ อย่าง AND, OR

# MATH Operation
print(5+2)
print(5-2)
print(5*2)
print(5/2)
print(5//2) # floor division
print(5**2)
print(10/3)

• String Method

# String is immutable
text = " a cat walks into a garden."
text.replace("cat ", "lion")
print(text)    # a cat walks into a garden.

# =====================================
text = text.replace("cat", "lion")
print(text)    # a lion walks into a garden.  

ที่เห็นว่ามันค่ามันเปลี่ยน เพราะมันแก้ Reference ใน Memory ให้เลย ง่ายๆสร้างใหม่นี่แหละ หลักการเต็มๆลองอ่าน Java และ C#

# ถ้าจะสร้าง String เลยใช้ slicer ตัวอย่าง แบบนี้
language = "C" + language[1:]   
print(language)

ตัวอย่างอื่น พบ Upper Lower ครับ

language = "Python"
print(language.upper())

• Control Flow - IF-ELSE

# control flow

def grade(score):
  if score >= 90:
    return 'A'
  elif score >= 80:
    return 'B'
  elif score >= 70:
    return 'C'
  else:
    return 'Please retake exam !!!'

# กรณีที่ไม่ Return
# None pass
def sampleNone():
  return None # special keyword

def samplePass():
  pass

• Iteration - พวก for while

# Define a list of numbers
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]

# Iterate over the list using a for loop
for number in numbers:
    print("Current number:", number)

print("Loop finished")

# ===========================================
# ปกติพวก i++ ใน python ไม่มีใช้ range แทน
# Define the range of numbers
for i in range(5):
    print("Current value of i:", i)

print("Loop finished")

# while
# Initialize a counter
counter = 0

# Define the condition for the while loop
while counter < 5:
    print("Counter value:", counter)
    # Increment the counter
    counter += 1

print("Loop finished")

• Basic I/O - input กับ print
• Basic File

f = open("demofile.txt", "r")

print(f.readline())    # อ่านทั้งบรรทัด
print(f.readline())    # อ่านทั้งบรรทัด

f.close() # คืน Resource 

f = open("demofile2.txt", "a")   # ค่าที่เป็นไปได้ x - create / a - append / w - write
f.write("Now the file has more content!")
f.close()

# open and read the file after the appending:
f = open("demofile2.txt", "r")
print(f.read())   

สำหรับ csv ใช้ตัว import csv ใน python มีอยู่แล้วนะ มีการใช้ with เพื่อคุมการใช้ resource

# ====================================
# Read CSV
# ====================================
import csv

# Reading from a CSV file
with open('input.csv', mode='r') as file:
    csv_reader = csv.reader(file)
    # Skip the header row if there is one
    next(csv_reader)
    for row in csv_reader:
        print(row)

# ====================================
# Write CSV
# ====================================
import csv

# Data to write
data = [
    ['Name', 'Age', 'City'],
    ['Alice', 30, 'New York'],
    ['Bob', 25, 'Los Angeles'],
    ['Charlie', 35, 'Chicago']
]

# Writing to a CSV file
with open('output.csv', mode='w', newline='') as file:
    csv_writer = csv.writer(file)
    for row in data:
        csv_writer.writerow(row)

แต่จริงๆแล้ว ถ้าใช้พวก pandas จะง่ายกว่า และสั้นกว่าด้วยนะ มี Blog ด้วย ฮาวทู Pandas (กว่าจะได้มาเขียนอีกทีปี 2025 - ห่างจาก Blog นี้ไป 6-7 ปีเลย

• และอื่นๆ

📚สำหรับการเขียนโปรแกรม อันนี้เค้าให้ผ่านตัวเว็บ แต่ผมยังไม่ได้ลง 555

พยายามลองใช้ตัว Editor ที่ทำใน Term Proj ตอนเรียน ป โท ผมพบข้อจำกัดของ Editor ของ ตัวเองเยอะมากครับ พยายามลองงมๆ แก้ให้มันแก้ขัดไปก่อน แต่ก็มีปัญหาใหม่มาครับ โดยข้อจำกัดต่างๆ ผมมีเขียนสรุปไว้ ดังนี้

• ไม่มีหน้าจอ แบบ Interactive แนวพวก Command Line ครับ เวลาจะลองอะไร ต้องเขียน Code เต็ม Complile และ Run อีกทีครับ
• Code Format ปัญหาที่สำคัญของภาษา Python คือ การจัดเยื้ยง
• Syntax Check ยังขาดครับ บางอย่างมันควรรู้ตั้งแต่แรกครับ ไม่ใช่มารู้ผลเอาตอน Complie
• การ Bypass ค่าบางอย่าง เช่น โจทย์บอกว่าให้อ่านข้อมูลจากตัวแปร S โดยที่คุณไม่ต้อง initial ค่าอะไร ตัว Grader เป็นคนจัดการยัดค่าให้ และทดสอบกับ Test Case ครับ

เลยใช้สลับกับ Online Editor ของ repl.it ครับ ผมว่ามันเจ๋งดี มีให้ตัว Debug กับตัว Command Line ให้ใช้ด้วย

📚Guess and Check

• Guess - ถ้ามองง่ายๆ มัน คือ การ Brute Force ครับ แต่พลังการคิดประมวลผลของเครื่องจักรมันทำได้ดีกว่าคนครับ
• Check - เอาตัว Recipe หรือ Algorithm มาช่วยตรวจสอบครับ

NOTE: หาเรารู้ Declarative Knowledge บางอย่าง เราสามารถทำให้โปรแกรมของเรา มีประสิทธิภาพ(Efficiency) มากขึ้นได้ครับ

สำหรับ Exercise ใน week แรกเยอะอยู่ครับ ผมใช้วิธีเปิด 2 จอ จอแรกเปิดโจทย์ สแกนไว้ก่อน อีกจอดู Video ครับ ถ้าคิดว่าอันไหนใช่ ก็ทำไปด้วยเลยครัย ส่วนตัว Problem Set จากที่ลองทำ ผมยอมรับว่าตกม้าตาย อะไรที่มันคิดว่าดูง่าย อย่างข้อที่ 1 และ 2 ผมทำแป๊บๆเสร์จ แต่ข้อสุดท้ายนี่และ ไปคิดเยอะ เสียเวลาไปต่อคำต้้งนาน พอได้ไปข้างนอก กินข้าว แล้วกลับมา จริงๆ เรานับจุด Start และ End จากนั้นนำมา subString ก็จบแล้ว ด้านล่างนี้เป็น Code ที่ผมเขียนปรับปรุงใหม่ครับ

#หา String ทีมีลำดับของตัวอักษรมากที่สุด เช่น azcbobobegghakl พบว่ามีอักษรที่เรียงติดต่อกันตามลำดับ คือ beggh
#ตัวแปร s ตัว Grader ทำหน้าที่ยัดค่ามาให้
count = 0
maxcount = 0
result = 0

for char in range(len(s) - 1):
    if (s[char] <= s[char + 1]):
        count += 1
        if count > maxcount:
            maxcount = count
            result = char + 1
    else:
        count = 0
startposition = result - maxcount
print('Longest substring in alphabetical order is:', s[startposition:result + 1])

ผมพยายามเขียน Blog ให้ได้ครบทุก Week นะครับ ตอนนี้ขอตัวไปลงตัว Anaconda ก่อน ถ้าใครสนใจลองตามมาเลยครับ MITx's 6.00.1x! Introduction to Computer Science and Programming Using Python