บทที่2 การพัฒนาโปรแกรมและการออกแบบขั้นตอนวิธี (Program development and algorithm design) 2.1 วิธีแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ (Computer problem solving methods) 2.2 วัฎจักรของการพัฒนาโปรแกรม (Program Development Cycle ) 2.3 ขั้นตอนวิธี (Algorithm ) 2.4 ตัวอย่างการวิเคราะห์โจทย์การเขียนรหัสเทียม และการเขียนผังงาน

2.1 วิธีแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ ต้องเข้าใจถึงงานหรือปัญหาเป็นอย่างไร มีขั้นตอนมีความเป็นมาอย่างไร ข้อมูลจะเข้าสู่งานหรือระบบได้อย่างไร ้ ข้อมูลมีการประมวลผลอย่างไร ผลลัพธ์ที่ได้จากการทำงานคืออะไร ผู้ปฏิบัติงานทำงานได้ง่ายและสะดวกขึ้น

2.1 วิธีแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์ ข้อมูลถูกต้องรวดเร็ว เมื่อข้อมูลเหล่านั้นถูกนำมาประมวลผล จะทำให้ได้สารสนเทศเพื่อการควบคุมการดำเนินงาน การวางแผน การตัดสินใจ เพิ่มศักยภาพในการบริหารและจัดการองค์กร

2.2 วัฎจักรของการพัฒนาโปรแกรม การกำหนดปัญหา ( Defining the problem) การวางแผนเกี่ยวกับการแก้ปัญหา (Planning the solution) การเขียนเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ (Coding the program) การทดสอบโปรแกรม (Testing the program) การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรม (Documenting the program)

2.2.1 การกำหนดปัญหา เป็นการวิเคราะห์ปัญหา ต้องทำความเข้าใจกับปัญหา กำหนดให้ได้ว่าปัญหาหรือโจทย์คืออะไร โจทย์ต้องการอะไร ทำอย่างไรจึงจะแก้ปัญหานั้นได้

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ หรือคำตอบที่เราต้องการ เราจะทำ ความเข้าใจเกี่ยวกับ 2.2.1 การกำหนดปัญหา เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ หรือคำตอบที่เราต้องการ เราจะทำ ความเข้าใจเกี่ยวกับ ผลลัพธ์ (Output) ปัญหาหรือโจทย์ต้องการผลลัพธ์อะไร ข้อมูลเข้า (Input) ข้อมูลอะไรที่ต้องการ ที่จำเป็นในการ ทำงาน

การประมวลผล (Process) เป็นวิธีการประมวลผล จะนำ ข้อมูลเข้ามาทำอย่างไรเพื่อให้ได้คำตอบที่ต้องการ รูปที่ 2.1 แสดงพื้นฐานการไหลของข้อมูล การประมวลผล ข้อมูลเข้า ผลลัพธ์

ตัวอย่าง โปรแกรมต้องการให้หาพื้นที่วงกลม ผลลัพธ์ พื้นที่วงกลม การประมวลผล พื้นที่วงกลมคำนวณได้จากสูตร 3.1415 x รัศมี x รัศมี ข้อมูลเข้า รัศมีของวงกลม

2.1.2 การวางแผนเกี่ยวกับการแก้ปัญหา หาแนวทางในการแก้ปัญหา เป็นการอธิบายการทำงานที่ชัดเจนเพื่อเป็นแนวทางการเขียนโปรแกรม ในการแก้ปัญหานั้นเราจะแยกย่อย หรือแตกปัญหาเป็นงานย่อย ๆ เป็นขั้นตอน เพื่ออธิบายการทำงาน เราเรียกวิธีการเขียนนี้ว่า ขั้นตอนวิธี ( algorithm)

2.1.2 การวางแผนเกี่ยวกับการแก้ปัญหา การเขียนขั้นตอนวิธี เป็นการเขียนที่มีลักษณะเป็นขั้น เป็นตอน มีลำดับการทำงานที่ชัดเจน เทคนิคหรือเครื่องมือที่อื่นๆ เช่น การเขียนผังงาน การเขียนรหัสเทียม มีรายละเอียดในหัวข้อ 2.3

2.2.3 การเขียนเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ เป็นการเขียนเป็นโปรแกรมภาษาคอมพิวเตอร์ ผู้เขียนโปรแกรมจะต้องเลือกภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่ง

2.2.3 การเขียนเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ พิจารณาจากลักษณะ หรือประเภทของงาน งานทางธุรกิจ มีการประมวลผลข้อมูลควรเลือกใช้ ภาษาโคบอล อาร์พีจี งานทางด้านวิทยาศาสตร์ มีการคำนวณมาก เลือกใช้ภาษาปาสคาล ฟอร์แทรน ซี เป็นต้น

2.2.4 การทดสอบโปรแกรม การตรวจสอบความถูกต้องและความสมบูรณ์ของคำสั่งหรือตัวโปรแกรมที่เขียนขึ้นมา เพื่อหาข้อผิดพลาด (Bug) ของโปรแกรม เมื่อทราบข้อผิดพลาดจะได้แก้ไข (Debug) ให้ถูกต้อง

ข้อผิดพลาดที่เกิดจากการเขียนโปรแกรม มี 3 ชนิด 1. ข้อผิดพลาดทางไวยากรณ์ (Syntax error) เกิดเนื่องจากเขียนคำสั่งของภาษาไม่ถูกตามหลักไวยากรณ์ ข้อผิดพลาดนี้โปรแกรมจะหยุดการทำงาน พบได้ในช่วงแปลโปรแกรม (Compile Time) 2. ข้อผิดพลาดเมื่อมีการทำงาน (Runtime error) เกิดจากวิธีการเขียนโปรแกรม เช่น การหารด้วยศูนย์ ชนิดข้อมูลไม่ถูกต้อง ข้อผิดพลาดนี้โปรแกรมจะหยุดการปฏิบัติการ พบได้ในช่วงการปฎิบัติงานโปรแกรม (Execution Time)

3. ข้อผิดพลาดทางตรรกะ (Logical error) เกิดเนื่องจากผู้เขียนเขียนผิดขั้นตอน ผู้เขียนตีความหมายของปัญหาผิด ข้อผิดพลาดนี้โปรแกรมจะไม่หยุดการทำงาน แต่จะให้ได้ผลลัพธ์ไม่ถูกต้อง

ดังนั้น จึงต้องมีการทดสอบการทำงานของโปรแกรม ว่าถูกต้อง เป็นไปตามที่เราต้องการหรือไม่ วิธีการหนึ่งที่นิยมใช้กันคือ การสร้างข้อมูลทดสอบ (Test data) เป็นการจำลองข้อมูลขึ้นมาให้คล้ายข้อมูลจริง มีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดได้ทุกแง่ทุกมุม

2.2.5 การจัดทำเอกสารประกอบโปรแกรม จัดทำเอกสารต่างๆ ที่ใช้กำกับ อธิบายโปรแกรม ช่วยให้ผู้ใช้โปรแกรมทำงานได้สะดวกขึ้น เช่น คู่มือปฎิบัติงานเครื่อง (Operation Manual) คู่มือผู้ใช้ (User Manual) ปัจจุบันเอกสารประกอบโปรแกรม มีอยู่ในหลายสื่อ เช่น มีอยู่ในซอฟต์แวร์ ได้แก่ คำอธิบาย (Help Function) โปรแกรมสาธิต(Demo Program) เป็นต้น