สื่อการสอนรายวิชา ง30204 โปรแกรมภาษาชี ภาษาคอมพิวเตอร์และโปรแกรม สื่อการสอนรายวิชา ง30204 โปรแกรมภาษาชี บทที่ 1 ภาษาคอมพิวเตอร์และโปรแกรม โดย น.ส. รุ่งฟ้า สุขใส

ภาษาคอมพิวเตอร์

ภาษา คือ วิธีการที่มนุษ์ใช้สื่อสารถึงกัน

ความหมายของภาษาคอมพิวเตอร์ ภาษาคอมพิวเตอร์ (Computer Language) คือ “คำสั่งที่ใช้สั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน” ผู้เขียนโปรแกรม (Programmer) ต้องเลือกภาษาคอมพิวเตอร์ที่เหมาะสมกับงาน ต้องเข้าใจถึงกฎเกณฑ์ไวยากรณ์ของคำสั่ง วิธีการเขียนโปรแกรมของคอมพิวเตอร์ที่เลือกใช้

ภาษาที่พบทั่วไป ปัจจุบันภาษาคอมพิวเตอร์มีมากมายหลายภาษา และหลายรูปแบบให้เลือกใช้ เช่น ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN) โคบอล (COBOL) อาร์พีจี (RPG) เบสิก (BASIC) ซี (C) ซีพลัสพลัส (C++) ปาสคาล (Pascal) วิชวลเบสิก (Visual Basic)

ระดับของภาษาคอมพิวเตอร์ 1. ภาษาเครื่อง(Machine Language) 2. ภาษาระดับต่ำ (Low Level Language) 3 . ภาษาระดับสูง (High Level Language)

ประเภทของภาษาคอมพิวเตอร์ (Computer Language) ภาษาเครื่อง ภาษาระดับสูง ภาษานี้ประกอบด้วยตัวเลขล้วนๆทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้ทันทีและรวดเร็ว ภาษาระดับต่ำ ลักษณะของคำสั่งจะประกอบด้วยคำสั่งต่างๆ ในภาษาอังกฤษซึ่งผู้อ่านจะเข้าใจได้ทันที ภาษาที่มีการนำตัวอักษรย่อหรือสัญลักษณ์ต่างๆมาใช้เขียนแทนตัวคำสั่ง

ภาษาเครื่อง(Machine Language) เป็นภาษาเครื่อง ใช้สัญลักษณ์ 0 และ 1 (คำสั่งเป็นตัวเลขฐานสอง) ผู้เขียนต้องมีความรู้ความชำนาญในด้านของฮาร์ดแวร์ คอมพิวเตอร์แต่ละประเภทที่มีสถาปัตยกรรมแตกต่างกัน จะใช้คำสั่งภาษาเครื่องที่แตกต่างกัน ภาษาเครื่องเขียนได้ยากกว่าภาษาอื่น แต่มีความรวดเร็วในการทำงานมากกว่าภาษาอื่น เนื่องจากคอมพิวเตอร์เข้าใจคำสั่งได้โดยตรง ไม่ต้องผ่านการแปล (Compile)

ภาษาระดับต่ำ (Low Level Language) เหตุผลที่ต้องใช้ภาษาแอสแซมบลีมีเพียง 2 ประการ ต้องการเค้นเอาประสิทธิภาพทั้งหมดที่โปรเซสเซอร์มีออกมาให้มากที่สุดเท่าที่จะทำได้ (โปรแกรมภาษาแอสแซมบลี มักจะทำงานได้รวดเร็วกว่าภาษาระดับสูงที่ทำงานแบบเดียวกัน) เพื่อเพิ่มความสามารถในการเข้าใช้งานฮาร์ดแวร์ที่มีคุณสมบัติเฉพาะ ซึ่งภาษาระดับสูงทำไม่ได้

ภาษาระดับสูง (High Level Language) คำสั่งเป็นรูปแบบของอักษรภาษาอังกฤษ ใกล้เคียงกับข้อความในภาษามนุษย์ (อังกฤษ)

ตัวแปรภาษาคอมพิวเตอร์ Assembler ตัวแปรภาษาคอมพิวเตอร์ Compiler Interpreter

ภาษาระดับสูง (High Level Language) ตัวอย่างของภาษาระดับสูง ภาษาเบสิก (BASIC) เพื่อใช้ในการเรียนการสอน เพื่อฝึกทักษะการเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ หลังจากระบบปฏิบัติวินโดวส์ ซึ่งติดต่อกับผู้ใช้แบบกราฟิก (GUI : Graphic User Interface) ได้รับความนิยม และเป็นที่แพร่หลาย บริษัทไมโครซอฟต์จึงพัฒนาภาษาวิชวลเบสิกขึ้นแทน

ภาษาระดับสูง (High Level Language) ตัวอย่างของภาษาระดับสูง ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN : FORmula TRANslation) ใช้แก้ปัญหางานทางวิทยาศาสตร์

ภาษาระดับสูง (High Level Language) ตัวอย่างของภาษาระดับสูง ภาษาโคบอล (COBOL : COmmon Business Oriented Language ) ภาษาที่เน้นคำสั่งด้านการพิมพ์รูปแบบรายงาน เพื่อใช้ในงานทางธุรกิจ

ภาษาระดับสูง (High Level Language) ตัวอย่างของภาษาระดับสูง ภาษาปาสคาล (Pascal) ใช้ในงานด้านการคำนวณทั่วไป ทั้งงานทางวิทยาศาสตร์ ธุรกิจ หรือวิศวกรรม พัฒนาในยุค 1970 ตอนต้น

ภาษาระดับสูง (High Level Language) ตัวอย่างของภาษาระดับสูง ภาษาซี (C) ใช้ในงานด้านการคำนวณทั่วไป ทั้งงานทางวิทยาศาสตร์ ธุรกิจ หรือวิศวกรรม เช่นเดียวกับภาษาปาสคาล นิยมใช้กับระบบปฏิบัติการยูนิกส์ (UNIX)

ภาษาเชิงกระบวนความ ลักษณะการทำงานจะทำงานตามลำดับของคำสั่ง จากคำสั่งแรกจนถึงคำสั่งสุดท้าย และบางคำสั่งอาจถูกทำซ้ำ หรือไม่ถูกกระทำเลยก็ตามภาษาคอมพิวเตอร์ในกลุ่มนี้เหมาะสำหรับการเริ่มต้นทำความเข้าใจกับการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ภาษาที่จัดอยู่ในกลุ่มนี้ เช่น 1. ภาษาฟอร์แทรน มักใช้กับงานคำนวนทางวิทย์ศาสตร์ 2. ภาษาโคบอล มักใช้กับงานการเงินหรืองานธนาคาร 3. ภาษาซี มักใช้เขียนควบคุมการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์

ภาษาเชิงวัตถุ การเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุต้องใช้เวลาในการศึกษานานพอสมควรโดยเฉพาะอย่างยิ่งนักเขียนโปรแกรมต้องมีความชำนาญในการสร้างวัตถุสมมติที่ทำงานตามอย่างที่เราต้องการได้ เหมาะสำหรับงานที่มีความซับซ้อนซึ่ง โปรแกรมประยุกต์ที่ใช้งานจริงในปัจจุบันล้วนแล้วแต่เขียนด้วยโปรแกรมเชิงวัตถุทั้งสิ้น ภาษาที่จัดอยู่ในกลุ่มนี้ เช่น 1. ภาษาจาวา 2. ภาษาซี# 3. ภาษาซี ++

ภาษาคอมพิวเตอร์และการพัฒนาโปรแกรม กำหนดและวิเคราะห์ปัญหา (Problem Definition and Problem Analysis) เขียนผังงานและซูโดโค้ด (Pseudocoding) เขียนโปรแกรม (Programming) ทดสอบและแก้ไขโปรแกรม (Program Testing and Debugging) ทำเอกสารและบ ารุงรักษาโปรแกรม (Program Documentation and Maintenance)

การกำหนดและวิเคราะห์ปัญหา กำหนดลักษณะของข้อมูลเข้าและออกจากระบบ (Input/Output Specification) กำหนดวิธีการประมวลผล (Process Specification)

ขั้นตอนการทำงาน

การเขียนผังงานและซูโดโค้ด หลังจากที่ได้วิเคราะห์ปัญหาแล้ว ขั้นตอนต่อไปจะใช้เครื่องมือช่วยในการออกแบบโปรแกรม โดยเขียนเป็นลำดับขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมที่เรียกว่าอัลกอริทึม (Algorithm) โดยจะเขียนแสดงขั้นตอนการแก้ปัญหา ด้วยประโยคที่ชัดเจนไม่คลุมเครือ และมีรายละเอียดการทำงานพอสมควรเพียงพอที่จะนำไปเขียนเป็นโปรแกรมให้ทำงานจริง โดยอัลกอริทึมนั้นอาจเขียนให้อยู่ในรูปของรหัสจำลองหรือซูโดโค้ด (Pseudo-code) หรือเขียนเป็นผังงาน (Flowchart) ก็ได้

การเขียนโปรแกรม เปลี่ยนขั้นตอนการทำงานให้อยู่ในรูปรหัสภาษาคอมพิวเตอร์ การเขียนโปรแกรมจะต้องเขียนตามภาษาที่คอมพิวเตอร์เข้าใจโดยอาจใช้ภาษาระดับสูง หรือระดับต่ำซึ่งสามารถเลือกได้หลายภาษา การเขียนโปรแกรมแต่ละภาษาจะต้องทำตามหลักไวยากรณ์ (syntax) ที่กำหนดไว้ในภาษานั้น

การทดสอบและแก้ไขโปรแกรม หลังจากเขียนโปรแกรมจะต้องทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมที่เขียนขึ้น หาจุดผิดพลาดของโปรแกรมว่ามีหรือไม่ จุดผิดพลาดของโปรแกรมนี้เรียกว่าบัก (Bug) ส่วนการแก้ไขข้อผิดพลาดให้ถูกต้องเรียกว่า ดีบัก(debug) โดยทั่วไปแล้วข้อผิดพลาดจากการเขียนโปรแกรมจะมีสองประเภทคือ 1. การเขียนคำสั่งไม่ถูกต้องตามหลักการเขียนโปรแกรมภาษานั้น ๆ ซึ่งเรียกว่า Syntax Error หรือ Coding Error ข้อผิดพลาดประเภทนี้เรามักพบตอนแปลภาษาโปรแกรมเป็นรหัสภาษาเครื่อง 2. ข้อผิดพลาดทางตรรก หรือ Logic Error เป็นข้อผิดพลาดที่โปรแกรมทำงานได้ แต่ผลลัพธ์ออกมาไม่ถูกต้อง

ทำเอกสารและบำรุงรักษาโปรแกรม ขั้นตอนนี้จะทำให้ผู้ใช้สามารถใช้งานโปรแกรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสะดวกในการตรวจสอบข้อผิดพลาดโดยเขียนเป็นเอกสารประกอบโปรแกรมขึ้นมา โดยทั่วไปแล้วแบ่งออกเป็นสองประเภทคือ 1. คู่มือการใช้ หรือ User Document หรือ User guide ซึ่งจะอธิบายการใช้โปรแกรม 2. คู่มือโปรแกรมเมอร์ หรือ Program Document หรือ Technical Reference ซึ่งจะอำนวยความสะดวกในการแก้ไขโปรแกรมและพัฒนาโปรแกรมในอนาคต โดยจะมีรายละเอียดต่างๆ เกี่ยวกับโปรแกรม เช่นชื่อโปรแกรม การรับข้อมูล การพิมพ์ผลลัพธ์ขั้นตอนต่าง ๆ ในโปรแกรม เป็นต้น ส่วนการบำรุงรักษาโปรแกรม (Maintainance) เป็นการที่ผู้เขียนโปรแกรมจะต้องคอยตรวจสอบการใช้โปรแกรมจริง เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดซึ่งอาจเกิดขึ้นในภายหลัง รวมทั้งพัฒนาโปรแกรมให้ทันสมัยอยู่เสมอเมื่อเวลาผ่านไป

กระบวนการแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ วิเคราะห์ปัญหา ต้องการอะไร ต้องการเอาต์พุตอย่างไร ข้อมูลเข้าเป็นอย่างไร ตัวแปรที่ใช้ วิธีการประมวลผลเป็นอย่างไร