Tư duy Tính toán

Bài giảng 1: Giới thiệu

Trường Đại học Công nghệ
Đại học Quốc gia Hà Nội

Ví dụ thực tế

Trò chơi một người

Tetris

Sudoku

Trò chơi nhiều người

Oẳn tù tì

Cờ ca-rô

Khái niệm “Vấn đề”

Ví dụ: Tetris, Sudoku, Oẳn tù tì, Cờ ca-rô

Vấn đề = Khó khăn / Khác biệt / Thách thức cần giải pháp

Tư duy bao gồm:

Phân rã
Nhận dạng mẫu
Trừu tượng hóa
Thuật toán

Quản lý chi tiêu

Chi tiêu hàng tháng

Bài toán: Bạn có X triệu VND/tháng để chi trả sinh hoạt phí ở Hà Nội.

Yếu tố: Chi phí bất ngờ, nhu cầu thiết yếu.

Thuật toán?

Tìm đường đi tối ưu

Bài toán: Tìm đường đi tối ưu từ A (Ngã Tư Sở) đến B (VNU-UET).

Yếu tố: Tắc đường, thời tiết, phương tiện di chuyển.

Thuật toán?

Tư duy giải quyết vấn đề

Quá trình hiểu vấn đề, khám phá các giải pháp khả thi và thiết kế thuật toán rõ ràng, từng bước để giải quyết.

Vấn đề

Tình huống cần giải quyết.

Giải pháp

Cách tiếp cận để đạt mục tiêu.

Thuật toán

Các bước giải rõ ràng.

Sức mạnh của máy tính
trong giải quyết vấn đề

Khía cạnh	Con người	Máy tính
Sáng tạo	Trực giác	Không sáng tạo
Quy mô	Vấn đề nhỏ	Dữ liệu lớn
Tốc độ	Chậm	Rất nhanh
Độ chính xác	Dễ sai	Luôn đúng

Giải quyết vấn đề
với Tư duy Tính toán

Vấn đề

Giải pháp

Thuật toán

Code

Tư duy Tính toán là gì?

Tư duy Tính toán

Là cách tiếp cận giải quyết vấn đề bằng cách sử dụng các khái niệm trong Khoa học máy tính để thiết kế giải pháp .

Phân rã (Decomposition)
Nhận dạng mẫu (Pattern Recognition)
Trừu tượng hóa (Abstraction)
Thiết kế thuật toán (Algorithm Design)

Phân rã (Decomposition)

Chia nhỏ vấn đề lớn thành các phần nhỏ, dễ quản lý.

Ví dụ: tính diện tích hình chữ nhật


1. Nhập chiều dài & chiều rộng
2. Tính diện tích = dài * rộng
3. Hiển thị kết quả

Nhận dạng mẫu (Pattern Recognition)

Tìm sự lặp lại hoặc điểm chung.

Ví dụ: viết các số chẵn trong khoảng 1 đến 10


for i in range(1, 11):
    if i % 2 == 0:
        print(i)

→ Quy luật: số chẵn

Trừu tượng hóa (Abstraction)

Tập trung vào chi tiết quan trọng, bỏ qua phần không cần.

Ví dụ: hàm cộng hai số


def add_numbers(a, b):
    return a + b

print(add_numbers(5, 7))

→ Chỉ quan tâm đến kết quả: a+b

Thiết kế thuật toán (Algorithm Design)

Tạo quy trình từng bước để giải quyết vấn đề.

Ví dụ: tìm số lớn nhất trong danh sách


def find_max(numbers):
    max_num = numbers[0]
    for n in numbers:
        if n > max_num:
            max_num = n
    return max_num

→ Thuật toán = công thức chính xác để giải bài toán

Lập trình là gì ?

Lập trình là gì?

Scratch tại code.org

Cho một tập lệnh và một nhiệm vụ → viết chuỗi lệnh để thực hiện.

Ví dụ: Scratch – công cụ lập trình cho trẻ em.

Lập trình bằng Python?

Ví dụ: chương trình Python tương ứng

Quy trình giống nhau: cùng nhiệm vụ, nhưng tập lệnh khác.

Python dùng câu lệnh văn bản thay cho khối lệnh kéo thả.

Nhiệm vụ phức tạp hơn?

Đến lượt bạn thử code.org – Bài 1.

Giới thiệu biến, giá trị và biểu thức

Số: 1, -2.5
Giá trị logic: True, False
Chuỗi: "Hello", "Hôm nay trời đẹp"
Danh sách: [1,2,3]
Bộ giá trị: ('Toán', 8.4)
Từ điển: {'Toán':8.4, 'Lý':6.5}

Biểu thức

Biểu thức biểu diễn một giá trị.
Python tính toán biểu thức → cho kết quả.
Ví dụ: 2.3, (3*7+2)*0.1

Lưu trữ & Tính toán dữ liệu

Dữ liệu có thể là:

Số: 1, -2.5
Logic: True, False
Chuỗi: "Hello", "Hôm nay trời đẹp"
Danh sách: [1,2,3]
Bộ giá trị: ('Toán', 8.4)
Từ điển: {'Toán':8.4, 'Lý':6.5}x

Biến

Biến là tên để tham chiếu dữ liệu.

 
x = 5
x = 10 * 2
numbers = [1, 2, 3]

numbers giờ là tên của danh sách [1,2,3]

Biến…

Sử dụng biến trước khi định nghĩa

Sau khi định nghĩa

Trò chơi khác

code.org – Bài 7

Vòng lặp (Loops)

code.org – Bài 7

Vòng lặp (Loops)

Ví dụ: Python triển khai vòng lặp tương ứng

Lặp trong Python

Có thể làm nhiều việc bên trong vòng for.


def move_forward():
    print('tiến')
for i in range(3):
    move_forward()
    print(i)

→ Python cho phép lặp + thêm hành động.

Thêm trò chơi

code.org – Bài 27

Logic phức tạp hơn

Dùng ít khối nhất để ong lấy hết mật hoa.

code.org – Bài 14

Logic phức tạp hơn

code.org – Bài 14

Logic phức tạp hơn

Dùng ít khối nhất để zombie đến được hoa.

code.org – Bài 14

Logic phức tạp hơn

Logic phức tạp hơn

Điểm quan trọng

Chia nhỏ bài toán thành các nhiệm vụ con và tìm quy luật.

Thêm trò chơi?

Bạn có thể luyện tập qua các trò chơi:

Rẽ nhánh

Kiểm tra từng đám mây → có hoa thì lấy mật.

code.org – Bài 17

Rẽ nhánh

Lấy hết mật từ hoa hoặc làm mật ong từ tổ → kiểm tra từng ô.

code.org – Bài 17

Rẽ nhánh

Lấy hết mật từ hoa hoặc làm mật ong từ tổ → kiểm tra từng ô.

code.org – Bài 17

Rẽ nhánh trong Python


x = 5
if x > 0:
    print("x dương")
else:
    print("x không dương")

Scratch vs. Python

Lập trình bằng khối lệnh (Scratch) vs. văn bản (Python).

Vậy... Lập trình là gì?

Viết code: Sắp xếp khối lệnh / code theo thứ tự đúng.
Kiểm tra code: Chạy thử để xem kết quả.
Debug: Tìm lỗi, sửa lỗi.
Chữa lỗi: Kiểm thử, hoàn thiện chương trình.

code.org – Bài 1

Nhưng… Làm thế nào?

Nghĩ theo ngôn ngữ lập trình.
Chia nhiệm vụ thành các bước nhỏ.
Lặp lại cho đến khi mỗi bước có thể viết bằng một lệnh.

code.org – Bài 1

Không hiểu?

Đừng lo! Hãy thử Scratch tại code.org.

Luyện tập dần dần, bạn sẽ thấy quen!

Happy coding! 🎉

Chạy chương trình Python

Dùng command line:

Mac/Linux: Terminal
Windows: PowerShell

Gõ python để vào chế độ tương tác.
Thoát bằng quit().

Chạy module

File add.py:


x = 'Hello'
y = x + ' World'

Lệnh:

C:\> python add.py

→ Thực hiện lệnh nhưng chưa in ra kết quả.

Chạy module (in kết quả)

Sửa add.py:


x = 'Hello'
y = x + ' World'
print("y = " + y)

Kết quả:

C:\> python add.py
y = Hello World

Module thú vị hơn

guess.py:


user_guess = input('Tôi đang nghĩ gì? ')
print('Sai rồi, tôi không nghĩ đến ' + user_guess)

Kết quả:

C:\> python guess.py
Tôi đang nghĩ gì? cat
Sai rồi, tôi không nghĩ đến cat

Chế độ tương tác

C:\> python
Python 3.10.0 ...
>>> x = 'Hello'
>>> y = x + ' World'
>>> y
'Hello World'

Import module

Dùng import add để chạy file add.py.


# add.py
x = 'Hello'
y = x + ' World'
print("y = " + y)

>>> import add
y = Hello World

3 cách chạy code

Chế độ tương tác.
Import module.
Chạy file script.

→ Hãy cài Python và thử ngay 🎉

Nếu không cài Python?

Dùng các IDE online:

Jupyter Notebook

Dùng Google Colab để chạy Jupyter Notebook trực tuyến.

colab.research.google.com

Tổng kết

Giải quyết vấn đề với tư duy tính toán
Vấn đề → Giải pháp → Thuật toán → Code
Các bước: Phân rã, Nhận dạng mẫu, Trừu tượng hóa, Thuật toán
Lập trình = Viết lệnh để máy tính thực hiện
Bắt đầu với Python: biến, giá trị, biểu thức, vòng lặp, rẽ nhánh
Học bằng cách thực hành

Hỏi đáp

Cứ bình tĩnh & vui vẻ khi lập trình!

Tư duy Tính toán

Bài giảng 1: Giới thiệu

Ví dụ thực tế

Trò chơi một người

Trò chơi nhiều người

Khái niệm “Vấn đề”

Quản lý chi tiêu

Tìm đường đi tối ưu

Tư duy giải quyết vấn đề

Tư duy giải quyết vấn đề

Vấn đề

Giải pháp

Thuật toán

Sức mạnh của máy tínhtrong giải quyết vấn đề

Giải quyết vấn đềvới Tư duy Tính toán

Vấn đề

Giải pháp

Thuật toán

Code

Tư duy Tính toán là gì?

Tư duy Tính toán

Phân rã (Decomposition)

Nhận dạng mẫu (Pattern Recognition)

Trừu tượng hóa (Abstraction)

Thiết kế thuật toán (Algorithm Design)

Lập trình là gì ?

Lập trình là gì?

Lập trình bằng Python?

Nhiệm vụ phức tạp hơn?

Giới thiệu biến, giá trị và biểu thức

Biểu thức

Lưu trữ & Tính toán dữ liệu

Biến

Biến…

Trò chơi khác

Vòng lặp (Loops)

Vòng lặp (Loops)

Lặp trong Python

Thêm trò chơi

Logic phức tạp hơn

Logic phức tạp hơn

Logic phức tạp hơn

Logic phức tạp hơn

Logic phức tạp hơn

Điểm quan trọng

Thêm trò chơi?

Rẽ nhánh

Rẽ nhánh

Rẽ nhánh

Rẽ nhánh trong Python

Scratch vs. Python

Vậy... Lập trình là gì?

Nhưng… Làm thế nào?

Không hiểu?

Chạy chương trình Python

Chạy chương trình Python

Chạy module

Chạy module (in kết quả)

Module thú vị hơn

Chế độ tương tác

Import module

3 cách chạy code

Nếu không cài Python?

Jupyter Notebook

Tổng kết

Hỏi đáp

Sức mạnh của máy tính
trong giải quyết vấn đề

Giải quyết vấn đề
với Tư duy Tính toán