หน่วยที่1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับหลักการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เนื้อหาสาระ (Content) ในปัจจุบันนี้คอมพิวเตอถืป็นเครื่องมืที่ช่วยนวยความสะดวกให้กับมนุษย์ เพราะการทำงานเกือบ ทุกด้านของมนุษย์ได้นำระบบสารสนเทศ (Information) เข้าไปใช้ โดยนำเอาคอมพิวเตอร์เข้ามามีบทบาท เป็นอย่างมาก ทั้งภาครัฐและเอกชน อาทิเช่น การคิดเงินเดือนของพนักงาน การจัดเก็บข้อมูลต่าง ๆ การ พิมพ์เอกสาร และรายงานต่าง ๆ เป็นต้น การที่จะนำเครื่องคอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยทำงาน หรือนำไปช่วย แก้ไขปัญหาต่าง ๆ สิ่งที่สำคัญที่สุดในการแก้ปัญหา คือการเรียงลำดับขั้นตอนการทำงานว่าจะทำงาน ขั้นตอนใดเป็นลำดับแรกและทำเป็นลำดับถัดไป จนกระทั่งถึงขั้นตอนสุดท้าย การเขียนโปรแกรมขึ้นมาใช้ งาน ลักษณะการเขียนเป็นไปตามความคิด โดยไม่ได้มีการจคบันทึกถึงขั้นตอนการทำงาน ซึ่งถ้าต้องการที่ จะเปลี่ยนแปลงแก้ไขขั้นตอนทำงาน หรือต้องการจะพัฒนาโปแกรมในอนาคต นักเขียนโปรแกรม (Programmers) จะต้องเสียเวลาในการศึกษาว่า โปรแกรมที่จะทำการพัฒนานั้นใช้หลักการหรือวิธีการใด ในการใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยในการแก้ไขปัญหา ซึ่งถ้าโปรแกรมนั้นไม่มีความขับซ้อนมากนัก ก็จะเสียเวลา ในการศึกษาเพียงเล็กน้อย แต่ถ้าโปรแกรมนั้นมีความซับซ้อนมาก ย่อมต้องเสียเวลาในการศึกษามากขึ้น ดังนั้น ผู้ที่ทำการพัฒนาโปรแกรม ควรจัดทำเอกสารและคู่มือการใช้งานโปรแกรม เพื่อเป็นเอกสารในการ แก้ไข ปรับปรุง หรือพัฒนาโปรแกรมต่อไป
1.1 ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม(Programming Steps) การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ให้ทำงานได้ตามที่ต้องการนั้น ผู้เขียนโปรแกรมต้องรู้ว่าจะให้ โปรแกรมทำอะไร มีข้อมูลอะไรที่ต้องป้อนให้โปรแกรมบ้าง และต้องการผลลัพธ์อะไรจากโปรแกรม รวมทั้งรูปแบบของการแสดงผลด้วย ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมแบ่งได้ดังนี้ 1. การกำหนดปัญหาและวิเคราะห์ปัญหา (Define the problem) 2. การออกแบบโปรแกรม (Design the Program) 3. การเขียนโปรแกรม (Coding) 4. การทดสอบและการแก้ไขโปรแกรม (Testing and debug the program) 5. การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรม (Documentation) 1.1.1 การกำหนดปัญหาและวิเคราะห์ปัญหา (Define the problem) การกำหนดปัญหาและวิเคราะห์ปัญหาเป็นขั้นตอนแรกสำหรับการ เขียนโปรแกรม โดยที่นักเขียน โปรแกรมจะต้องกำหนดว่า สิ่งที่ต้องการคืออะไร เกี่ยวข้องกับอะไร และอะไรเป็นต้นเหตุของปัญหา ต้องมี ข้อมูลนำเข้าอะไรบ้างที่จะทำให้เกิดผลลัพธ์ตามต้องการ ซึ่งกระบวนการดังกล่าวประกอบด้วยขั้นตอนดังนี้ 1. กำหนดขอบเขตของปัญหา โดยกำหนดรายละเอียดให้ชัดเจนว่า จะให้คอมพิวเตอร์ทำอะไร ตัว แปรค่าคงที่ที่ต้องใช้เป็นลักษณะใด ถ้าหากไม่กำหนดขอบเขตของปัญหาจะทำให้คอมพิวเตอร์ตัดสินใจได้ ยากว่า ข้อมูลต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นนั้นถูกหรือผิด 2. กำหนดลักษณะของข้อมูลเข้าและออกจากระบบ โดยต้องรู้ข้อมูลที่จะส่งเข้าไปเป็นอย่างไร มี อะไรบ้าง เพื่อให้โปรรมทำการประมวลผลและแสดงผลลัพธิ์ เช่น การรับค่าจากคีย์บอร์ด การใช้เมาส์การ กำหนดปุ่มต่างๆ ลักษณะการแสดงผลทางหน้าจอว่าจะให้มีรูปร่างอย่างไร โดยคำนึงถึงผู้ใช้เป็นหลักในการ ออกแบบโปรแกรม 3. กำหนดวิธีการประมวลผล โดยต้องรู้ว่าจะให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผลอย่างไร จึงได้ ผลลัพธ์ตามต้องการ
1.1.2 การออกแบบโปรแกรม (Design the Program) ขั้นตอนนี้นักเรียนโปรแกรม (Programmers) จะดำเนินการออกแบบโปรแกรมด้วยรหัสเทียม (Pseudo Code) หรือผังงาน (Flowchart) ซึ่งก็คือการพัฒนาอัลกอริทึม (Algorithm) นั่นเอง โดยจะต้อง พัฒนาอัลกริทึมที่เหมาะสมต่อการแก้ไขปัญหาในสถานการณ์นั้น ๆ การออกแบบนี้จะช่วยให้ทราบถึง ลำดับขั้นตอนการประมวลผล ซึ่งการออกแบบโปรแกรมประกอบไปด้วยวิธีการดังต่อไปนี้ 1.การออกแบบโปรแกรมโดยใช้อัลกอริทึม (Algorithm) เป็นการอธิบายถึงลำดับขั้นตอนการ ทำงานของการแก้ปัญหาโดยใช้ประโยคข้อความที่ชัดเจน สามารถบอกลำดับการทำงานได้ ดังตัวอย่างที่ 1.1 การเขียนอัลกอริทึม (Algorithm) หาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม ประกอบไปด้วยลำดับขั้นตอนการทำงาน ทั้งหมด 6 ขั้นตอน เช่น ขั้นตอนที่ 1 เริ่มต้นทำงาน และจบด้วยขั้นตอนที่ 6 จบการทำงาน เป็นต้น การออกแบบโปรแกรมโดยใช้อัลกอริทึม (Algorithm) มีประโยชน์ดังนี้ (1) ทำให้เห็นลำดับของการทำงานและวิธีการทำงานแต่ละขั้นตอนได้อย่างละเอียด (2) ทำให้เห็นภาพรวมของการทำงานของขั้นตอนทั้งหมด (3) เป็นการวางแผนการทำงานไว้ล่วงหน้า และสามารถนำไปเขียนเป็นโปรแกรมได้อย่างถูกต้อง และรวดเร็ว ตัวอย่างที่ 1.1 การเขียนอัลกอริทึม (Algorithm) หาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม 2.การออกแบบโปรแกรมโดยใช้รหัสเทียม (Pseudo Code) เป็นการออกแบบขั้นตอนการทำงาน ของโปรแกรม โดยการใช้ข้อความภาษาอังกฤษที่ใกล้เคียงกับภาษาคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีหลักการทำงานและ ประโยชน์เหมือนกับการใช้อัลกอริทึม ดังตัวอย่างที่ 1.2 การเขียนรหัสเทียม (Pseudo Code) หาพื้นที่รูป
สามเหลี่ยม ประกอบไปด้วยข้อความภาษาอังกฤษต่างๆ เช่น เริ่มต้นด้วยข้อความ Begin และจบด้วย ข้อความ End เป็นต้น การเขียนรหัสเทียม (Pseudo Code) มีข้อดี ดังนี้ (1) สามารถนำรหัสเทียมไปใช้เขียนโปรแกรมได้ง่ายกว่าการใช้อัลกอริทึม เพราะมีความใกล้เคียง กับคำสั่งคอมพิวเตอร์ (2) ผู้ออกแบบโปรแกรมต้องมีความรู้ทางด้านคอมพิวเตอร์บ้าง เพื่อให้สามารถนำไปประยุกต์ใช้ และเขียนโปรแกรมเป็นภาษาอื่น ๆ ได้หลายภาษา ตัวอย่างที่ 1.2 การเขียนรหัส (Pseudo Code) หาพื้นที่รูปสี่เหลี่ยม 3. การออกแบบโปรแกรมโดยใช้ ผังงาน (Flowchart) คือ การใช้สัญลักษณ์รูปภาพ หรือ กล่อง ข้อความบรรยายรายละเอียดการทำงาน และใช้ลูกศรบอกทิศทางลำดับของการทำงาน ดังตัวอย่างที่ 1.3 การเขียนผังงาน (Flowchart) หาพื้นที่รูปสามเหลี่ยมประกอบไปด้วยสัญลักษณ์ต่าง ๆ เช่น ขั้ยตอนแรกใช้ สัญลักษณ์จุดเริ่มต้นของโปรแกรม (Terminal) และขั้นตอนต่อไปใช้สัญลักษณ์การรับข้อมูลทางแป้นพิมพ์ (Manual) เป็นต้น
การเขียนผังงาน (Flowchart) มีข้อดีดังนี้ (1) สามารถอ่านและเข้าใจการใช้งานได้ง่าย เพราะมองเห็นภาพรวมขั้นตอนการทำงานทั้งหมดได้ ชัดเจน (2) สามารถออกแบบโครงสร้างการทำงานได้หลากหลาย โดยใช้ลูกศรแสดง ทิศทางการทำงาน ทำให้แก้ปัญหาที่มีหลายเลือกและซับซ้อนได้ (3) คำสั่งหรือคำบรรยายรายละเอียดในกล่องข้อความสามารถนำไปเขียนเป็นคำสั่งของโปรแกรม ได้ ตัวอย่างที่ 1.3 การเขียนผังงานหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม รูปที่ 1.1 ผังงานหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม
1.1.3 การเขียนโปรแกรม (Coding) การเขียนโปรแกรมเป็นขั้นตอนสำคัญหลังจากได้ผ่านการออกแบบโปรแกรมแล้ว โดยการนำ แนวคิดจากอัลกทึม (Algorithm) หรือผังงาน (Flowchart) มาแปลงให้อยู่ในรูปคำสั่งคอมพิวเตอร์ โดย อาศัยความรู้และทักษะการเขียนโปรแกรมและใช้ภาษาคอมพิวเตอร์รวมทั้งเครื่องมือ ช่วยในการเขียน โปรแกรมต่าง ๆ เพื่อให้เกิดผลลัพธ์ที่ถูกต้อง และทำงานตามที่ต้องการ ซึ่งพอสรุปได้ว่าการเขียนโปรแกรม ต้องพิจารณาองค์ประกอบดังนี้ 1. เลือกภาษาที่เหมาะสม 2. ลงมือเขียนโปรแกรม โดยการแปลงขั้นตอนการทำงานที่ได้จากการออกแบบ ให้อยู่ในรูปของ คำสั่งที่ถูกต้อง ตรงตามรูปแบบของภาษาที่เลือกใช้ในการเขียนโปรแกรม ดังตัวอย่างที่ 1.4 โปรแกรม ภาษาปาสศาล (Pascal) เป็นโปรแกรมหาพื้นที่รูปสามเหลี่ยม เป็นต้น ตัวอย่างที่ 1.4 โปรแกรมภาษาปาสศาล (Pascal) 1.1.4 การทดสอบและการแก้ไขโปรแกรม (Testing and debug the program) หลังจากเขียนโปรแกรมจะต้องทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมที่เขียนขึ้น หาจุดผิดพลาด (Bug) ของโปรแกรมว่ามีหรือไม่ และถ้ามีข้อผิดพลาดควรตรวจสอบและแก้ไขข้อผิดพลาด (Debugging) ให้ถูกต้องโดยทั่วไปแล้วข้อผิดพลาดจากการเขียนโปรแกรมจะมี 2 ประเภท คือ 1. ความผิดพลาดทางไวยากรณ์ (Syntax Error) หรือความผิดพลาดจากการลงรหัส (Coding Error) หมายถึง ความผิดพลาดที่เกิดจากการกำหนดคำสั่งผิดไวยากรณ์ อาจสะกดผิด เช่น สะกดคำสั่ง Print เป็นคำสั่ง Print เป็นต้น ซึ่งข้อผิดพลาดประเภทนี้มักพบตอนแปลภาษาโปรแกรมเป็นรหัส ภาษาเครื่อง
2. ข้อผิดพลาดทางตรรกะ หรือความผิดพลาดทางเงื่อนไข (Logic Error) หมายถึง ความ ผิดพลาดที่เกิดจากการกำหนดเงื่อนไขไม่ถูกต้อง ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดที่โปรแกรมทำงานได้แต่ผลลัพธ์ ออกมาไม่ถูกต้อง 1.1.5 การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรม (Documentation) ขั้นตอนการจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรมนี้จะทำให้ผู้ใช้สามารถใช้งานโปรแกรมได้อย่างมี ประสิทธิภาพ และสะดวกในการตรวจสอบข้อผิดพลาด โดยเขียนเป็นเอกสารประกอบโปรแกรมขึ้นมา ซึ่ง แบ่งออกเป็นสองประเภทคือ 1. คู่มือการปฏิบัติงานสำหรับผู้ใช้ (User Document) เป็นคู่มือปฏิบัติงานที่ผู้ใช้หรือผู้ปฏิบัติ เกี่ยวกับโปรแกรม นำมาศึกษาเพื่อเรียนรู้การโต้ตอบกับโปรแกรม หรือสื่อสารกับโปรแกรม 2. คู่มือโปรแกรม (Program Document) เป็นเอกสารที่อำนวยความสะดวกในการแก้ไข โปรแกรมและพัฒนาโปรแกรมในอนาคต โดยจะมีรายละเอียดต่าง ๆ เกี่ยวกับโปรแกรม เช่น ชื่อโปรแกรม การรับข้อมูล การพิมพ์ผลลัลัพธ์ ขั้นตอนต่าง ๆ ในโปรแกรม เป็นต้น สรุป ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมประกอบไปด้วย 5 ขั้นตอน ดังรูปที่ 1.1 รูปที่ 1.2 ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม
1.2 รูปแบบการเขียนโปรแกรม รูปแบบของการเขียนโปรแกรม สามารถแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบด้วยกัน คือ การเขียนโปรแกรม เชิงโครงสร้าง (Structured Programming) และการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-Oriented Programming)ดังรายละเอียดต่อไปนี้ 1.2.1 การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง (Structured Programming) การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง คือการกำหนดขั้นตอนให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานโดยมี โครงสร้างการควบคุมพื้นฐาน 3 หลักการได้แก่ การทำงานแบบตามลำดับ (Sequence) การเลือกกระทำ ตามเงื่อนไข(Decision) และการทำซ้ำ (Loop) 1. การทำงานแบบตามลำดับ(Sequence) คือการเขียนใหทำงานจากบนลงล่าง เขียนคำสั่งเป็น บรรทัด และทำสีละบรรทัด จากบรรทัดบนสุดลงไปจนถึงบรรทัดล่างสุด สมมติให้มีการทำงาน 3 กระบวนการคือ อ่านข้อมูล คำนวณ และพิมพ์ จะเขียนเป็นผังงาน (flowchart) ในแบบตามลำดับได้รูปที่ 1.2 รูปที่1.3 การทำงานแบบตามลำดับ(Sequence) 2. การเลือกกระทำตามเงื่อนไข(Decision) คือการเขียนโปรแกรมเพื่อนำค่าไปเลือกกระทำโดย ปกติจะมีเหตุผลการณ์ให้ทำ 2 กระบวนการ คือเงื่อนไขเป็นจริงจะกระทำกระบวนการหนึ่ง และเงื่อนไข เป็นเท็จจะกระทำอีกกระบวนการหนึ่ง แต่ถซับซ้อนมากขึ้นต้องใช้เงื่อนไขหลายชั้น เช่น การตัดเกรด นักเรียน เป็นต้นตัวอย่างผังงานนี้จะเลือกอย่างง่า เพื่อกระทำกระบวนการเดียว ดังรูปที่ 1.3
รูปที่ 1.4 การเลือกกระทำตามเงื่อนไข (Decision) 3. การทำซ้ำ (Repeation or Loop) คือการทำกระบวนการหนึ่งหลาย ๆ ครั้ง โดยมีเงื่อนไขใน การควบคุ้ม ซึ่งลักษณะองการซ้ำ เป็นหลักการที่ทำความเข้าใจได้ยากกว่า 2 รูปแบบแรก (การทำงานแบบ ลำดับ และการเลือกกระทำตามเงื่อนไข) เพราะการเขียนโปรแกรมแต่ละภาษาจะไม่แสดงภาพอย่าง ชัดเจนเหมือนการเขียนผังงาน(Flowchart)ผู้เขียนโปรแกรมต้องจิตนาการถึงรูปแบบการทำงาน และใช้ คำสั่งควบคุมด้วยตนอง เช่น ตัวอย่างผังงานการแสดงคำสั่งทำซ้ำ(Do….While ) ซ้ำหมายถึงการทำซ้ำใน ขณะที่เขื่อนไขเป็นจริงและเลิกการทำซ้ำเมื่อเงื่อนไขเป็นเท็จ ดังรูปที่ 1.4 รูปที่ 1.5 การกระทำซ้ำ (Repetipon or Loop) 1.2.2 การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object – Oriented Programming) การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ เป็นวิธีการเขียนโปรแกรมโดยมองสิ่งต่าง ๆ ในระบบ เช่น ข้อมูล รูปภาพ หน้าต่าง แบบฟอร์ม ฯลฯ เปรียบเสมือนเป็นวัตถุ
การเขียนโปรแกรมเชิงวัตุ ตั้งอยู่บนพื้นฐานการแจกแจงรายละเอียดของปัญหา ด้วยการมุ่งเน้น เกี่ยวกับวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งตามปกติการเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้างนั้น ข้อมูลและ กระบวนการ จะแยกออกจากกัน แต่การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุจะมองวัตถุหนึ่ง ๆ เป็นแหล่งรวมของ ข้อมูลและกระบวนการ เข้าด้วยกัน โดยจะมีคลาส (Class) เป็นตัวกำหนดคุณสมบัติของวัตถุ และคลาสจะ สามารถสืบทอดคุณสมบัติ(Inheritance) ไปยังคลาสย่อย (Subclass) ต่าง ๆ ได้ด้วยคุณสมบัติดังกล่าว จึงทำให้เกิดการนำมาใช้ใหม่ (Reusable) ที่ช่วยลดขั้นตอนการพัฒนาโปรแกรมลงได้ โดยเฉพาะโปรแกรม ขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อนสูง รูปที่ 1.6 การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุกับตัวอย่างคลาสไดอะแกรม (Class Diagram) ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างลูกค้ากับบัญชีเงินฝาก สำหรับปัจจุบันโปรแกรมต่างๆที่ถูกพัฒนาขึ้นมายังมีทั้งแบบเชิงโครงสร้างและเชิงวัตถุสำหรับ ปัจจุบัน โปรแกรมต่าง ๆ ที่ถูกพัฒนา ปแบบมาใช้งานร่วมกัน ทั้งนี้จุดเด่นของการเขียนโปรแกรมเชิง โครงสร้าง คือ ความง่ายต่อ การทำความเข้าใจและสามารถนำไปเขียนโปรแกรมทั่วไปได้เป็นอย่างดี แต่ใน ขณะเดียวกัน หากเป็นระบบงาน ขนาดใหญ่และมีความชับซ้อนสูง การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุจะนำมาใช้ งานได้ดีกว่า
1.3 การวิเคราะห์งาน การวิเคราะห์งาน เป็นขั้นตอนสำคัญของการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ซึ่งการวิเคราะห์งาน เริ่มต้นจาก การวิเคราะห์หาสิ่งที่โจทย์ต้องการคืออะไร มีรูปแบบของผลลัพธ์อย่างไรบ้าง ต้องการข้อมูล อะไร และมีขั้นตอน การประมวลผลอย่างไร เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามต้องการ 1.3.1 ความหมายของการวิเคราะห์งาน คำว่า "วิเคราะห์" ที่ใช้กับการวิเคราะห์ระบบนั้น ตรงกับภาษาอังกฤษว่า "Analysis" ซึ่งแปลว่า สิ่ง ที่ประกอบกันออกเป็นส่วน ๆ เช่น การแยกระบบใหญ่ออกเป็นส่วนย่อย ๆ คือ การแยก เป็นส่วน ๆ เพื่อ สะดวกในการพิจารณาหรือตัดสินใจ การวิเคราะห์จะเป็นการศึกษาผลลัพธ์ (Output) ข้อมูลนำเข้า (Input) และวิธีการประมวลผล (Process) รวมทั้งการกำหนดชื่อตัวแปรที่จะใช้ในการเขียนโปรแกรม การ วิเคราะห์งาน คือการพิจารณาถึงผลลัพธ์ที่ต้องการได้จากโปรแกรม รูปแบบของผลลัพธ์ ข้อมูล ที่ต้อง จัดเตรียม วิธีการและขั้นตอนการเรียงลำดับคำสั่งภายในโปรแกรม รวมถึงความเป็นไปได้ในทางเทคนิคที่ จะให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามที่กำหนดไว้ ทั้งนี้เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการนั่นเอง กล่าวโดยสรุป การ วิเคราะห์งาน หมายถึงการวิเคราะห์ปัญหาที่เป็นขั้นตอนที่สำคัญของการเขียน โปรแกรม เป็นการ วิเคราะห์ถึงลักษณะของงาน รายละเอียดปัญหาของงานนั้น ๆ อาทิเช่น ผลลัพธ์ (Output) ข้อมูลที่นำเข้า (Input และวิธีการประมวลผล (Process) ที่จะใช้ในการเขียนโปรแกรมนั่นเอง รูปที่ 1.7 ปัญหาที่ได้รับการออกแบบขั้นตอนวิธีเพื่อนำไปสู่การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์
1.3.2 ขั้นตอนการวิเคราะห์งาน ขั้นตอนการวิเคราะห์งานประกอบไปด้วยขั้นตอนต่อไปนี้ 1. กำหนดสิ่งที่โจทย์ต้องการ หมายถึง การพิจารณาอย่างกว้าง ๆ ถึงงานที่ต้องการให้ คอมพิวเตอร์ทำงาน งานแต่ละชนิดอาจต้องการให้คอมพิวเตอร์แสดงผลลัพธ์มากกว่า 1 อย่าง และควร จะเขียนให้ชัดเจน เป็นข้อ ๆ ในการพิจารณาสิ่งที่ต้องการอาจจะดูที่คำสั่งหรือโจทย์ของงานนั้น ๆ ว่า ต้องการให้ทำอะไรบ้าง เป็นการ กำหนดวัตถุประสงค์ที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ทำงาน เช่น การคำนวณ เงินรวมของสินค้า การคำนวณภาษีการคำนวณหาค่าคอมมิชชัน หรือค่านายหน้า การคำนวณหาค่าแรง การคำนวณหาเงินเดือน เป็นต้น เพราะใน ารเขียนโปรแกรมจะต้องทราบอย่างชัดเจนว่าต้องการให้ คอมพิวเตอร์ทำอะไร 2. กำหนดรูปแบบของผลลัพธ์ (Output) หมายถึง การวิเคราะห์ถึงลักษณะของผลลัพธ์หรือ รายงานหรือรูปแบบของผลลัพธ์ที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์แสดงออกมา ซึ่งรายละเอียดของข้อมูลผลลัพธ์ นั้นจะ ทำให้ทราบถึงข้อมูลนำเข้าว่าควรมีอะไรบ้าง ในด้านของรายละเอียดที่ต้องการในรายงาน หรือ ผลลัพธ์นั้น ๆ เป็น หน้าที่ของผู้เขียนโปรแกรมต้องกำหนดรูปแบบว่างานที่ต้องการให้คอมพิวเตอร์ทำนั้น ควรจะมีรายละเอียดอะไร เพื่อความสะดวกของผู้นำผลลัพธ์ไปใช้การวิเคราะห์ผลลัพธ์ เป็นสิ่งที่จำเป็นและ มีความสำคัญ จึงต้องพิจารณา อย่างละเอียด เพราะการวิเคราะห์รายงานจะทำให้ทราบจุดหมายที่ ต้องการ หรือเป็นการกำหนดขอบเขตของงาน ที่ต้องการจะทำนั่นเอง ตัวอย่างของผลลัพธ์ที่ต้องการแสดง รายงาน มี 3 ส่วน คือ (1) ส่วนหัว (2) ส่วนข้อมูลที่แสดง และ (3) ส่วนท้ายรายงาน ดังแสดงในตารางที่ 1.1
3. กำหนดข้อมูลนำเข้า (Input) หมายถึงข้อมูลที่ป้อนเข้าไปในคอมพิวเตอร์ เพื่อทำการ ประมวลให้ได้อกมาตามรูปแบบที่ต้อผลลัพธ์ออกมาตามรูปแบบที่ต้องการ เป็นขั้นตอนที่ต้องทำต่อจาก การกำหนดรูปแบบของผลลัพธ์คือหลังจากที่ได้ลักษณะของรายงานแน่นอนแล้ว จึงมาพิจารณาว่าลักษณะ ของผลลัพธ์นั้นจะต้องมีข้อมูลนำเข้าอะไรบ้าง เพื่อที่จะให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ ในการพิจารณาข้อมูลนำเข้า เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานนั้น จะต้องคำนึงความสอดคล้องของข้อมูลกับโปรแกรม โดยจะมีการลำดับ ก่อนหลัง กำหนดชนิดของข้อมูลว่าเป็นชนิดอะไรบ้าง ถ้าเป็นข้อมูลชนิดตัวเลขจะกำหนดทศนิยมกี่หลัก เป็นต้น 4. กำหนดตัวแปร เป็นขั้นตอนการกำหนดตัวแปรที่ใช้แทนความหมายค่าข้อมูลต่าง ๆ ซึ่งการ กำหนดตัวแปรควรกำหนดให้สื่อความหมายได้ดี และถูกต้องตามกฎเกณฑ์การตั้งชื่อตัวแปร เช่น รหัส พนักงานอาจตั้งชื่อว่า Code ซึ่งสื่อความหมายได้ดีกว่าการใช้ชื่อตัวแปร C ดังตารางที่ 1.2 5. กำหนดขั้นตอนการประมวลผล เป็นขั้นตอนวิธีการประมวลผลเพื่อแสดงลำดับการทำงาน เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามต้องการ ตั้งแต่การสั่งให้เครื่องคอมพิวเตอร์รับข้อมูลเข้าไปทำการประมวลผลและ แสดงผลลัทธ์ออกมา ซึ่งเป็นขั้นตอนแสดงการทำงานทุกอย่างตามลำดับ จึงจำเป็นต้องจัดลำดับการทำงาน ตามลำดับก่อนหลังให้ละเอียด ถูกต้องทุกขั้นตอน เพราะในขั้นตอนนี้ จะเป็นการนำเอาลำดับขั้นตอนการ ทำงานที่ได้วิเคราะห์แล้วไปเขียนโปรแกรมในคอมพิวเตอร์ การเขียนลำดับขั้นตอนการประมวลผลเขียนได้ 2 รูปแบบ คือ เขียนลำดับขั้นตอนการทำงานในรูปของการบรรยาย และเขียนลำดับขั้นตอนการทำงานใน ลักษณะชองผังงาน (Flowcharting)
สรุปรายละเอียดขั้นตอนการงิเคราะห์งาน ประกอบไปด้วย 5 ขั้นตอน ดังรูปที่ 1.7 ตัวอย่างการวิเคราะห์งาน ตัวอย่างที่ 1.5 จงคำนวณหาค่าเฉลี่ยของเลข 4 จำนวนที่รับเข้ามาทางแป้นพิมพ๋ วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1. สิ่งที่โจทย์ต้องการ ค่าเฉลี่ยนของเลข 4 จำนวน 2. รูปแบบผลลัพธ์ 2.1 เลขจำนวนที่ 1 2.2 เลขจำนวนที่ 2 2.3 เลขจำนวนที่ 3 2.4 เลขจำนวนที่ 4 2.5 ค่าเฉลี่ยของเลข 4 จำนวน
3. ข้อมูลนำเข้า 3.1 เลขจำนวนที่ 1 3.2 เลขจำนวนที่ 2 3.3 เลขจำนวนที่ 3 3.4 เลขจำนวนที่ 4 4. ตัวแปรที่ใช้ 4.1 เลขจำนวนที่ 1 แทนด้วย Num1 4.2 เลขจำนวนที่2 แทนด้วย Num2 4.3 เลขจำนวนที่ 3 แทนด้วย Num3 4.4 เลขจำนวนที่ 4 แทนด้วย Num4 4.5 ค่าเฉลี่ย แทนด้วย Aver 5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นการทำงาน 5.2 อ่านค่า Num1, Num2, Num3, Num4 5.3 คำนวณค่าเฉลี่ย Aver = (Num1 + Num2 + Num3+ Num4) /4 5.4 พิมพ์ Num1, Num2, Num3, Num4, Aver 5.5 จบการทำงาน
ตัวอย่างที่ 1.6 จงคำนวณหาค่าพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1. สิ่งที่โจทย์ต้องการ พื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า 2. รูปแบบผลลัพธ์ 2.1 Input Width = 2.2 Input Height = 2.3 Area = 3. ข้อมูลนำเข้า 3.1 ค่าความยาวของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 3.2 ค่าความกว้างของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 4. ตัวแปรที่ใช้ 4.1 ค่าความยาว แทนด้วย Width เป็นข้อมูลชนิด Real 4.2 ค่าความกว้าง แทนด้วย Height เป็นข้อมูลชนิด Real 4.3 พื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า แทนด้วย Area เป็นข้อมูลชนิด Real 5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นทำงาน 5.2 รับค่า Width, Height 5.3 คำนวณหาพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า จากสูตร Area = Width X Height 5.4 แสดงค่า Width, Height, Area 5.5 จบการทำงาน
ตัวอย่างที่ 1.7 จงคำนวณหาเงินส่วนลดจากยอดซื้อสินค้าและเงินค่าสินค้าสุทธิ ของร้านใจดี โดยมีเงื่อนไข ดังต่อไปนี้ ถ้าซื้อสินค้า >10,000 บาทให้ส่วนลด 15 % ถ้าซื้อสินค้า 5,000 - 10,000 บาท ให้ส่วนลด 10 % ถ้าซื้อสินค้า 1,000 - 4,999 บาท ให้ส่วนลด 5 % ถ้าซื้อสินค้า < 1,000 บาท ไม่ให้ส่วนลด วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1.สิ่งที่โจทย์ต้องการ เงินส่วนลดค่าซื้อสินค้า ยอดเงินสุทธิที่ลูกค้าจะต้องจ่าย 2. ผลลัพธ์ที่ต้องการ 2.1 รหัสสินค้า 2.2 ราคาสินค้า 2.3 เงินส่วนลด 2.4 เงินสุทธิที่ต้องจ่าย 3. ข้อมูลนำเข้า 3.1 รหัสสินค้า 3.2 ราคาสินค้า 4. ตัวแปรที่ใช้ 4.1 รหัสสินค้า แทนด้วย code 4.2 ราคาสินค้า แทนด้วย Price 4.3 เงินส่วนลด แทนด้วย Discount 4.4 เงินสุทธิแทนด้วย Net
5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นการทำงาน 5.2 กำหนดค่า Discount = 0, Net = 0 5.3 รับค่า Code, Price (1) ถ้า Price > 10,000 Discount = Price X 0.15 (2) ถ้า Price > = 5,000 Discount = Price X 0.10 (3) ถ้า Price > = 1,000 Discount = Price X 0.05 (4) ถ้า Price < 1,000 Discount = 0 5.4 Net = Price - Discount 5.5 พิมพ์ Code, Price, Discount, Net 5.6 จบการทำงาน
ตัวอย่างที่ 1.8 จงเขียนโปรแกรมเพื่อรายงานผลสอบของนักเรียนวิชาหลักการเขียนโปรแกรม โดยให้แสดง คะแนนรวมและผลการเรียนออกมา วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1.สิ่งที่โจทย์ต้องการ คะแนนรวมจากการสอบ ผลการเรียนของนักเรียน 2. ผลลัพธ์ที่ต้องการ 2.1 แสดงคะแนนรวม 2.2 แสดงผลการเรียนของนักเรียนแต่ละคน 3. ข้อมูลนำเข้า 3.1 รหัสประจำตัวนักเรียน 3.2 ชื่อนักเรียน 3.3 คะแนนสอบกลางภาค 3.4 คะแนนสอบประจำหน่วย 3.5 คะแนนสอบปลายภาค 4.ตัวแปรที่ใช้ 4.1 รหัสประจำตัวนักเรียน แทนด้วย ID 4.2 ชื่อนักเรียน แทนด้วย Name 4.3 คะแนนสอบกลางภาค แทนด้วย Mid 4.4 คะแนนสอบประจำหน่วย แทนด้วย Test 4.5 คะแนนสอบปลายภาค แทนด้วย Final 4.6 คะแนนรวม แทนด้วย Total 4.7 ผลการเรียน แทนด้วย Grade
5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นทำงาน 5.2 รับค่าตัวแปร ID, Name, Mid, Test, Final 5.3 คำนวณ Total = Mid+Test+Final (1) ถ้า Total >= 80, Grade = "A" (2) ถ้า Total >= 70, Grade = "B" (3) ถ้า Total >= 60, Grade = "C" (4) ถ้า Total >= 50, Grade = "D" (5) ถ้า Total < 50, Grade = "F" แสดง ID, Name, Total, Grade 5.5จบการทำงาน ตัวอย่างที่ 1.9 จงวิคราะห์ปัญหาเพื่อคำนวณคะแนนเฉลี่ย. จากกรสอบวิชาหลักการเขียนโป นักเรียน 10 คน วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1.สิ่งที่โจทย์ต้องการ คะแนนเฉลี่ยผลการสอบของนักเรียน 10 คน 2.ผลลัพธ์ที่ต้องการ 2.1 ชื่อนักเรียน 2.2 คะแนนสอบ 2.3 คะแนนรวมของนักเรียน จำนวน 10 คน 2.4 คะแนนเฉลี่ย
3. ข้อมูลนำเข้า 3.1 ชื่อนักเรียน 3.2 คะแนนสอบ 4. ตัวแปรที่ใช้ 4.1 ชื่อนักเรียน แทนด้วย NAME 4.2 คะแนนสอบ แทนด้วย SCORE 4.3 คะแนนรวมของนักเรียน 10 คน แทนด้วย SUM 4.4 คะแนนเฉลี่ย แทนด้วย AVERAGE 4.5 จำนวนนักเรียน แทนด้วย I 5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นการทำงาน 5.2 กำหนดค่า SUM = O, AVERAGE = 0 , 1 = 1 5.3 ในขณะที่ / <= 10 ให้ทำ (1) รับค่า NAME, SCORE (2) คำนวณคะแนนรวม SUM = SUM + SCORE (3) แสดงค่า NAME , SCORE (4) เพิ่มค่า 1 = 1+1 5.4 คำนวณคะแนนเฉลี่ย AVERAGE = SUM/10 5.5 แสดงค่า SUM, AVERAGE 5.6 จบการทำงาน
ตัวอย่างที่ 1.10 จงเขียนโปรแกรมเพื่อคำนวณหาสูตรคูณ โดยการแม่สูตรคูณจากผู้ใช้ทางพิมพ์ วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอนดังต่อไปนี้ 1. สิ่งที่โจทย์ต้องการ แสดงผล สูตรคูณ 2. รูปแบบผลลัพธ์ สูตรคูณแม่ : 10 <รับค่าจาก สมมติว่าป้อนแม่ 10> 10 x 1 = 10 10 2 = 20 ... 10 x 12 = 120 3. ข้อมูลนำเข้า ตัวเลขแม่สูตรคูณที่ต้องการ เช่น 10 4. กำหนดตัวแปรที่ใช้ 4.1 ค่าตัวเลขแม่สูตรคูณ' แทนด้วย N 4.2 ค่าตัวนับจำนวนรอบ แทนด้วย S 4.3 ค่าผลการคูณ แทนด้วย Mul 5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นทำงาน 5.2 กำหนดค่า Mul = 0, S = 1 5.3 รับค่า N 5.4 เปรียบเทียบค่า S <= 12 ดังนี้ (1) ถ้า เป็นจริงไปทำข้อ 5.5 (2) ถ้า เป็นเท็จ ไปทำข้อ 5.8
5.5 คำนวณ Mul = N X S 5.6 แสดงค่า N, S, Mul =N X S 5.7 เพิ่มรอบการทำงาน จากสูตร S = S + 1 กลับไปทำข้อ 3 5.8 จบการทำงาน ตัวอย่างที่ 1.1 1 ร้านค้าขนาดเล็ก ต้องการโปรแกรมช่วยคำนวณเงินเดือนสุทธิของพนักงาน ซึ่งประกอบ ไปด้วย อัตราเงินเดือนพื้นฐาน และค่าจ้างล่วงเวลา วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1.สิ่งที่โจทย์ต้องการ เงินเดือนสุทธิของพนักงานแต่ละคน 2. รูปแบบผลลัพธ์ 2.1 ชื่อพนักงาน 2.2 เงินเดือน 2.3 ค่าล่วงเวลา 2.4 เงินได้สุทธิ 3. ข้อมูลนำเข้า 3.1 รหัสพนักงาน 3.2 ชื่อพนักงาน 3.3 เดือนที่จ่าย 3.4 อัตราค่าล่วงเวลา 3.5 จำนวนชั่วโมงล่วงเวลา 3.6 อัตราเงินเดือน
4. ตัวแปรที่ใช้ 4.1 รหัสพนักงาน แทนด้วย Emp_code 4.2 ชื่อพนักงาน แทนด้วย Name 4.3 เดือนที่จ่าย แทนด้วย Month 4.4 อัตราค่าล่วงเวลา แทนด้วย Work_rate 4.5 จำนวนชั่วโมงล่วงเวลา แทนด้วย Hours 4.6 อัตราเงินเดือน แทนด้วย Salary 4.7 เงินได้สุทธิ แทนด้วย Net_salary 5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นการทำงาน X 5.2 รับค่า Emp_code, Work _rate, Hours, Salary 5.3 คำนวณ Net salary = Salary+Work _rate x Hours) 5.4 แสดงค่า Net _salary 5.5 จบการทำงาน ตัวอย่างที่ 1.12 จงวิเคราะห์งานเพื่อเขียนโปรแกรม เพื่อคำนวณยอดรวมสุทธิของการซื้อสินค้าของ ร้านสะดวกซื้อ วิธีทำ การวิเคราะห์งาน ประกอบด้วย 5 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้ 1. สิ่งที่โจทย์ต้องการ ยอดรวมสุทธิของการซื้อสินค้า 2. ผลลัพธ์ที่ต้องการ แสดงยอดรวมสุทธิ 3. ข้อมูลนำเข้า ราคาสินค้า
4. ตัวแปรที่ใช้ 4.1 ราคาสินค้า แทนด้วย Price 4.2 ยอดรวมสุทธิ แทนด้วย Total 5. ขั้นตอนการประมวลผล 5.1 เริ่มต้นทำงาน 5.2 รับค่าตัวแปร Price 5.3 เปรียบเทียบค่าตัวแปร Price > 0 (1) ถ้าใช่ คำนวณ Total = Total + Price แล้วไปทำงานข้อที่ 5.2 (2) ถ้าไม่ใช่ ให้ไปทำงานข้อที่ 5.4 5.4 แสดงค่า Total 5.5 จบการทำงาน 1.4 คุณลักษณะของโปรแกรมที่ดี (The Characteristic of a good Programn) โปรแกรมต่าง ๆ ที่เขียนขึ้นเกิดจากการนำเอาคำสั่ง (Instruction) มาเรียงลำดับ หรือเป็นการนำเอา คำสั่ง ต่าง ๆ มาประกอบกันขึ้นเป็นโปรแกรม เพื่อประมวลผลงานอย่างใดอย่างหนึ่ง ตามความต้องการ ของผู้ใช้ แต่การ ที่จะมีโปรแกรมที่เข้าข่ายลักษณะของโปรแกรมที่ดี จะต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้ 1.4.1 มีความถูกต้อง (Correctness) โปรแกรมที่ดีจะต้องมีความถูกต้องตรงกับความต้องการของผู้ใช้เป็นสำคัญ 1.4.2 มีความเชื่อถือได้ (Reliability) โปรแกรมที่ดีนอกจากมีความถูกต้องตรงกับความต้องการของผู้ใช้งานแล้ว ยังรวมถึงการทำงานของ โปรแกรมจะต้องไม่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นด้วย เช่น เมื่อโปรแกรมรันงานเดิมเป็นจำนวนหลาย ๆ ครั้ง โปรแกรม ก็จะต้องให้ผลลัพธ์ที่ได้ในลักษณะเดิมทุกครั้งไป โดยไม่มีข้อผิดพลาดใด ๆ เกิดขึ้นเป็นต้น
1.4.3 มีความเข้ากันได้ (Portability) โปรแกรมที่ดีจะต้องมีความเข้ากันได้กับฮาร์ดแวร์ (Hardware ) ไม่ติดอยู่กับฮาร์ดแวร์ใดฮาร์ดแวร์ หนึ่ง โดยจะต้องสามารถที่จะนำโปรแกรมไปรันงานที่เครื่องใด ๆ ก็ได้ 1.4.4 มีความเป็นมิตรต่อผู้ใช้ (User-friendliness) โปรแกรมที่ดีจะต้องเป็นโปรแกรมที่ใช้ง่าย โดยใช้เวลาในการเรียนรู้การใช้งานของโปรแกรม ใน ระยะเวลาอันสั้น 1.4.5 มีความสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ (Reusability) การกลับมาใช้ใหม่ เป็นความสามารถของการนำส่วนของโปรแกรมที่มีอยู่แล้วนำกลับมาใช้ใหม่ใน ระบบใหม่ หรือเพื่อใช้งานร่วมกับสภาวะแวดล้อมใหม่ได้อีก โดยการพัฒนาโปรแกรมด้วยภาษาเซิงวัตถุ 1.4.6 ต้องบำรุงรักษาโปรแกรมได้ง่าย (Maintainability) โปรแกรมที่ดีจะต้องมีลักษณะการอ่านได้ง่าย หมายถึง เขียน โปรแกรมจะต้องเขียนโปรแกรมให้ อ่านง่าย 1.4.7 ต้องอ่านง่าย (Readability โปรแกรมที่ดีจะต้องต้องมีลักษณะการอ่านได้ง่าย หมายถึง ผู้เขียน โปรแกรมจะต้องเขียนโปร โปรแกรมให้อ่านง่าย คือ การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์(Computer programming) หรือเรียกให้สั้น ลงว่าการเขียนโปรแกรม (programming) หรือ การเขียนโค้ด (Coding) จะต้องเป็นระบบระเบียบ มีย่อ หน้า มีเว้นวรรค มีหมายเหตุในโปรแกรม กำหนดตัวแปรต่างๆ จะต้องสื่อความหมายได้ เพื่อผู้เขียน โปรแกรมคนอื่น ๆ หรือเจ้าของโปรแกรมคนอื่นๆหรือเจ้าของโปรแกรมเองจะสามารถเข้าไปปรับปรุงแก้ไข ได้อย่างสะดวก 1.4.8 มีความปลอดภัย (Security) โปรแกรมรมที่ดีจะต้องมีความสามารถในการป้องกันการเข้าถึง ข้อมูลหรือแฟ้มข้อมูล เพื่อป้องกัน การลายข้อมูลจากผู้ที่ไม่มีสิทธิในการใช้งานโปรแกรม
สรุปสาระสำคัญ 1. ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมประกอบด้วย 5 ขั้นตอน คือ (1) การกำหนดปัญหาและวิเคราะห์ปัญหา (2) การออกแบบโปรแกรม (3) การเขียนโปรแกรม (4) การทดสอบและการแก้ไขโปรแกรม (5) การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรม 2. รูปแบบการเขียนโปรแกรมสามารถแบ่งได้ 2 รูปแบบ คือ (1) การเขียนโปรแกรมเชิงโครงสร้าง (Structured Programming) (2) การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ (Object-Oriented Programming) 3. การวิเคราะห์งานมีลำดับขั้นตอนการวิเคราะห์งาน 5 ขั้นตอนคือ (1) กำหนดสิ่งที่จหย์ต้องการ (2) กำหนดรูปแบบของผลลัพธ์ (3) กำหนดชัอมูลนำเข้า (4) กำหนดตัวแปร (5) กำหนดขั้นตอนขั้นตอนการประมวลผล
4. คุณลักษณะของโปรแกรมที่ดีประกอบด้วย 8 ลักษณะ คือ (1) มีความถูกต้อง (2) มีความเชื่อถือได้ (3) มีความเข้ากันได้ (4) มีความเป็นมิตรต่อผู้ใช้ (5) มีความสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ (6) ต้องบำรุงรักษาโปรแกรมได้ง่าย (7) ต้องอ่านง่าย มีความปลอดภัย