1 ขั้นตอนออกแบบโปรแกรม (IPO Model)

การสร้างโปรแกรมคำนวณทุกประเภท จะมีขั้นตอนหลัก 3 ส่วนเสมอ เรียกว่า IPO Model:

2 โปรแกรมคำนวณทางฟิสิกส์ (Physics)

ในภาษา Python เราใช้เครื่องหมาย * สำหรับคูณ, / สำหรับหาร และ ** สำหรับยกกำลัง ลองดูตัวอย่างฟิสิกส์:

# 1. แรง F = ma
m = 10.0   # มวล (kg)
a = 9.8    # ความเร่ง (m/s^2)
F = m * a
print(f"แรง F = {F} N")

# 2. พลังงานจลน์ Ek = 1/2 * m * v^2
v = 5.0
Ek = 0.5 * m * (v ** 2)
print(f"พลังงานจลน์ Ek = {Ek} J")

# 3. สมการการเคลื่อนที่ v = u + at
u = 0.0
t = 2.0
v_final = u + (a * t)
print(f"ความเร็วปลาย v = {v_final} m/s")

3 โปรแกรมคำนวณทางเคมี (Chemistry)

สูตรเคมีทั่วไปที่ต้องคำนวณจำนวนโมล (Mole) และความเข้มข้นสารละลาย (Concentration):

# หาจำนวนโมล n = m / M
mass = 18.0     # มวลของน้ำ H2O (กรัม)
molar_mass = 18.015 # มวลโมเลกุลน้ำ (g/mol)
n = mass / molar_mass
print(f"จำนวนโมล n = {n} mol")

# หาความเข้มข้น C = n / V
volume = 2.0    # ปริมาตรสารละลาย (L)
c = n / volume
print(f"ความเข้มข้น C = {c} mol/L")

4 โปรแกรมคำนวณทางชีววิทยา (Biology)

การคำนวณแบบทวีคูณ เช่น การแบ่งเซลล์ของแบคทีเรีย (สมมติเซลล์แบ่งตัวเป็น 2 ทุกรอบการแบ่ง):

# สูตรประชากร N_t = N_0 * 2^t
N_0 = 100       # ประชากรเริ่มต้น
t = 5           # จำนวนรอบการแบ่งเซลล์
N_t = N_0 * (2 ** t)
print(f"ประชากรแบคทีเรียรอบที่ {t} = {N_t} เซลล์")

5 การจัดการทศนิยมและหน่วย (Formatting)

วิทยาศาสตร์จำเป็นต้องแสดงผลตัวเลขที่มีความละเอียดแม่นยำ หรือใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์ (Scientific Notation):

value = 3.14159265
print(round(value, 2))  # 3.14
print(round(value, 4))  # 3.1416

speed = 299792.458
print(f"ความเร็วแสง = {speed:.2f} km/s") # 299792.46 km/s

planck = 0.0000000000000000000000000000000006626
print(f"ค่าคงตัวของพลังค์ = {planck:.4e} J·s") 
# 6.6260e-34 J·s