1

ความรพนฐานการเขยนโปรแกรม

เนอหาในบทนจะกลาวถงขนตอนวธการทางคอมพวเตอร (computer algorithms) เพอเปนการใหความรพนฐานกอนการเขยนโปรแกรมคอมพวเตอร รวมถงเนอหาเกยวกบโครงสรางภายในโปรแกรมซงจะประกอบดวยเนอหาเกยวกบลกษณะของโปรแกรมแบบโครงสราง และรปแบบโครงสรางภายในโปรแกรม เพอชวยใหผเขยนโปรแกรมสามารถเลอกใชคำาสงใหสอดคลองกบโครงสรางภายในโปรแกรมได ซงรายละเอยดของแตละเนอหามดงตอไปน

1.1 ขนตอนวธการทางคอมพวเตอร (computer algorithms)กอนทเราจะเขยนโปรแกรมคอมพวเตอรภาษาใดภาษาหนงเพอแกปญหาทางคอมพวเตอร เราควรศกษาขนตอนวธการทางคอมพวเตอร เพอใหเกดความรความเขาใจทถกตองตามขนตอนวธดงน1) การวเคราะหงาน (job analysis)2) การเขยนผงงานโปรแกรม (program flowcharting)3) การเขยนโปรแกรม (programming)4) การทดสอบ และแกไขโปรแกรม (testing and editing program)5) การจดทำาเอกสารประกอบ และการบำารงรกษาโปรแกรม (documentation and maintenance program)

1.1.1 การวเคราะหงาน (job analysis)ในการวเคราะหงานเราจะตองกำาหนดจดประสงคของการวเคราะหงาน และขนตอนวธการวเคราะหงานแตละอยางใหได ซงงานแตละอยางมรายละเอยดดงน1.1.1.1 จดประสงคของการวเคราะหงานในการวเคราะหงานแตละอยางมจดประสงคของการวเคราะหงานทสำาคญดงน

2

1. เพอหาวตถประสงคของการเขยนโปรแกรม2. เพอหารปแบบผลลพธทตองการ3. เพอหาขอมลนำาเขาทตองใสเขาไปในโปรแกรม4. เพอหาตวแปรทจำาเปนตองใชในโปรแกรม5. เพอหาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรม1.1.1.2 ขนตอนวธการวเคราะหงานในการวเคราะหงานแตละอยางมขนตอนวธการวเคราะหงานทสำาคญดงน1) การหาวตถประสงคของการเขยนโปรแกรมผเขยนโปรแกรมจะตองหาวตถประสงคจากงานทจะเขยนโปรแกรมวา ตองการเขยนโปรแกรมเพอแกปญหาอะไรบางซงจะทำาใหเขยนโปรแกรมไดตรงกบความตองการหรอวตถประสงคของงานนน ๆ 2) การหารปแบบผลลพธทตองการเมอผเขยนโปรแกรมหาวตถประสงคของการเขยนโปรแกรมไดแลว ขนตอนตอมาคอการกำาหนดรปแบบผลลพธทตองการจากโปรแกรม ซงรปแบบผลลพธอาจอยในลกษณะของขอความหรอตวเลข หรอตาราง หรอแผนภม หรออาจใชผสมกนระหวางตวเลขกบขอความ หรอขอความกบตวเลข และตารางกได ขนอยกบผเขยนโปรแกรมเปนผกำาหนดเอง แตโดยสวนมากนยมแสดงผลลพธของโปรแกรมใหอยในรปแบบทเขาใจงายมากกวารปแบบทซบซอน 3) การหาขอมลนำาเขาทตองใสเขาไปในโปรแกรมผเขยนโปรแกรมจะตองหาขอมลนำาเขาจากผลลพธทไดจากโปรแกรม โดยคำานงถงขนตอนวธการคำานวณ และขอมลทจำาเปนตองใสเขาไปเพอใหไดผลลพธทตองการ

ตวอยางท 1.1 ผลลพธทตองการ คอ พนทสามเหลยมมมฉากขอมลนำาเขาทตองใสเขาไปในโปรแกรมคอ 1) สตรคำานวณพนทสามเหลยมมมฉากพนทสามเหลยมมมฉาก = ? x ฐาน x สง2) ความยาวของฐานและความสงของรปสามเหลยม

3

4) การหาตวแปรทจำาเปนตองใชในโปรแกรมตวแปร หมายถง ชอทผเขยนโปรแกรมสามารถตงขนเองตามหลกการตงชอตวแปรของภาษาคอมพวเตอรทนำามาเขยนโปรแกรม (หลกเกณฑการตงชอตวแปรกลาวไวในหวขอ 2.5.3.1) เพอใชในการอางองการเกบขอมลและเรยกใชขอมลภายในตวแปร ดงนนผเขยนโปรแกรมจะตองตงชอตวแปรทใชในการเกบขอมลทงหมดภายในโปรแกรม รวมถงตวแปรบางตวทใชในการนบจำานวนรอบของการทำางานในโปรแกรมอกดวย

จากตวอยางท 1.1 สามารถแสดงการวเคราะหงานตงแตขนตอนท 1 ถง 4 ไดดงน

1) วตถประสงคของการเขยนโปรแกรมเพอคำานวณหาคาพนทสามเหลยมมมฉาก2) รปแบบผลลพธทตองการพมพผลลพธทตองการออกทางภาพดงน* ** output ***Base = 5High = 4Area = 103) ขอมลนำาเขา คอ ความยาวฐานและความสง4) ตวแปรทใชB = ตวแปรทเกบความยาวของสามเหลยมมมฉาก H = ตวแปรทเกบความสงของสามเหลยมมมฉาก Area = ตวแปรทเกบผลลพธทไดจากการคำานวณตามสตร

Area = 1/2*B*H หรอ Area = 0.5*B*H

5) การหาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรม

4

การหาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรมจะขนอยกบลกษณะของการแกปญหา ดงนนนกเขยนโปรแกรมทมความชำานาญในระดบหนงแลวจะสามารถหาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรมไดโดยไมยาก แตสำาหรบผทเรมตนศกษาการเขยนโปรแกรม ควรหาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรมตามคำาแนะนำาโดยเรยงตามลำาดบดงน

ขนตอนวธการทำางานของโปรแกรมทแนะนำา

5.1) เรมตนทำางาน5.2) กำาหนดคาเรมตนใหกบตวแปร5.3) พมพหวรายงาน (ถามรายงาน)5.4) รบขอมลเขาทละเรคอรด5.5) ตรวจสอบขอมลวาเปนชดสดทายหรอไม5.5.1 ถาเปนขอมลชดสดทาย ใหไปทำางานขอ 5.11 5.5.2 ถาไมใชขอมลชดสดทาย ใหทำางานขอตอมา (ขอ 5.6)5.6) คำานวณผลลพธ5.7) เปรยบเทยบผลลพธ (ถาม)5.8) เพมคาตวแปรสะสม (ถาม)5.9) พมพคาผลลพธทละเรคอรด5.10) ยอนกลบไปทำางานขอ 5.45.11) พมพสรป (ถาม)5.12) จบการทำางาน

ทงนการวเคราะหงานเพอแกปญหาแตละอยางอาจมบางขนตอนแตกตางกนไป ดงนนคำาแนะนำาขางตนจงเปนเพยงแนวทางของการหาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรมเทานน ซงเวลาใชงานจรงผวเคราะหงานตอง

5

ประยกตใหเขากบปญหาทตองการแกไขตอไป เพอความเขาใจเกยวกบขนตอนวธการวเคราะหงานมากยงขน ใหศกษาจากตวอยางการวเคราะหงานดงตอไปน

ตวอยางท 1.2 จงเขยนวเคราะหงาน เพอเขยนโปรแกรมคำานวณ พนทสเหลยมผนผา จำานวน 1 รป โดยทผใชโปรแกรม จะตองปอนความกวาง และความยาวของสเหลยมผนผา เขาไปในโปรแกรม

วธทำา ขนตอนการวเคราะหงานทง 5 ขนตอน สามารถแสดงไดดงน1) วตถประสงคของการเขยนโปรแกรมเพอคำานวณพนทสเหลยมผนผาจำานวน 1 รป2) รปแบบผลลพธทตองการพมพผลลพธออกทางจอภาพ ดงน

3) ขอมลนำาเขา3.1) สตรคำานวณพนทสเหลยมผนผา

Area = Width*Length

3.2) รบคาความกวางและความยาวของสเหลยมผนผาผานทางคยบอรด4) ตวแปรทตงขนเพอใชในโปรแกรมWidth = ตวแปรทใชเกบความกวางของสเหลยมผนผา Length = ตวแปรทใชเกบความยาวของสเหลยมผนผาArea = ตวแปรทใชเกบพนทของสเหลยมผนผา

6

โดยคำานวณไดจากสตร Area = Width*Length5) ขนตอนวธการทำางานของโปรแกรมมดงน5.1) เรมตนทำางาน5.2) รบขอมลคาความยาวและความกวางของสเหลยมผนผาผานทางคยบอรด5.3) คำานวณพนทสเหลยมผนผาตามสตร Area = Width*Length5.4) พมพคาความยาว ความกวาง และพนทสเหลยมผนผาออกทางจอภาพ5.5) จบการทำางาน

1.1.2 การเขยนผงงานโปรแกรม (program flowcharting)สำาหรบหวขอการเขยนผงงานโปรแกรมจะประกอบดวยเนอหาทสำาคญดงนคอ ความหมายของผงงาน ประเภทของผงงาน สญลกษณมาตรฐานทใชเขยนผงงานโปรแกรม หลกการเขยนผงงานโปรแกรม และขนตอนการเขยนผงงานโปรแกรม ดงรายละเอยดตอไปน

1.1.2.1 ความหมายของผงงาน“ผงงาน ” (flowchart) ทางคอมพวเตอร หมายถง แผนภาพทเขยนขนโดยใชสญลกษณมาตรฐาน เพอแสดงขนตอนวธการทำางานของโปรแกรม หรอระบบงานทตองการ

1.1.2.2 ประเภทของผงงานผงงานสามารถจำาแนกออกได 2 ประเภท คอ1) ผงงานระบบ (system flowchart) หมายถง ผงงานทแสดงถงขนตอนวธการทำางานของระบบงานใดระบบหนง ซงในผงงานระบบจะแสดงใหเหนถงสอทใชรบขอมล บนทกขอมล วธการประมวลผล ขนตอนการทำางานและความสมพนธของสวนตาง ๆ ในระบบงานอยางกวาง ๆ เพอใหเหนภาพรวมของระบบงานใดระบบงานหนง เชน

7

รปท 1.1 ผงงานระบบแสดงการตดเกรดทมา : กรรณการ กมลรตน, 2547.

2) ผงงานโปรแกรม (program flowchart) หมายถงผงงานทแสดงขนตอน วธการทำางานของโปรแกรมทตองการเขยนขน ภายในผงงานโปรแกรม จะแสดงใหเหนขนตอน วธการทำางาน ของโปรแกรมอยางละเอยด เพอใหคอมพวเตอรสามารถทำางานตามทเขยนไวในผงงานโปรแกรม ไดอยางถกตอง โดยเราสามารถนำาขนตอน วธการทำางานของโปรแกรมในขนการวเคราะหงาน มาเขยนเปนผงงานโปรแกรมไดทนท จากนนกสามารถนำาผงงานโปรแกรม ไปเขยนโปรแกรมตามทตองการได ดงนนในเรองของการเขยนผงงาน ทจะกลาวตอไปนจะเกยวของกบผงงานโปรแกรมทงสน เชน

8

รปท 1.2 ผงงานโปรแกรมแสดงรายละเอยดการทำางานของโปรแกรมสำาหรบตดเกรด

ทมา : เฉลมพล ทพซาย, 2530 : 29.

1.2.1.3 สญลกษณมาตรฐานทใชเขยนผงงานโปรแกรมสถาบนมาตรฐานแหงชาตของสหรฐอเมรกา (American National Standard Institute) และองคการระหวางประเทศวาดวยการมาตรฐาน (International Organization for Standardization) ไดรวมกนกำาหนดสญลกษณมาตรฐานทใชเขยนผงงานโปรแกรม โดยในเอกสารเลมนจะนำาเสนอสญลกษณทนยมนำามาใชเขยนผงงานโปรแกรม ดงตอไปน

1. สญลกษณ Process

Process

ความหมายของ Process คอ การกำาหนดคาหรอการคำานวณคา

ตวอยางท 1.3 แสดงการกำาหนดคาใหตวแปร Total

9

ตวอยางท 1.4 แสดงการคำานวณคาผลรวมของตวแปร Total

2. สญลกษณ Decision

ความหมายของ Decision คอ การทดสอบเงอนไขหรอเปรยบเทยบเงอนไข เพอตดสนใจทำางานอยางใดอยางหนงตามทตองการ

ตวอยางท 1.5 แสดงการเปรยบเทยบเงอนไข 1 ทางเลอก

ตวอยางท 1.6 แสดงการเปรยบเทยบเงอนไข 2 ทางเลอก

10

3. สญลกษณ Start/ Stop program หรอ Terminal Interrupt

ความหมายของสญลกษณ คอ การเรมตนโปรแกรม หรอการสนสดการทำางานของโปรแกรม หรอหยดการทำางานชวคราว ตวอยางท 1.7 แสดงการใชงานสญลกษณ Start/ Stop program หรอ Terminal Interrupt

11

4. สญลกษณ Input / Output

ความหมายของสญลกษณ คอ การรบขอมล (input) หรอการแสดงผลลพธ (output) โดยไมไดระบสอทใช

ตวอยางท 1.8 แสดงการใชงานสญลกษณ Input/ Output

12

5. สญลกษณ Display

ความหมายของสญลกษณ คอ การแสดงผลลพธทางจอภาพ

ตวอยางท 1.9 แสดงการใชงานสญลกษณ display

6. สญลกษณ Document

ความหมายของสญลกษณ คอ การพมพผลลพธออกทางกระดาษพมพ

ตวอยางท 1.10 แสดงการใชงานสญลกษณ Document

7. สญลกษณ Manual Input

13

ความหมายของสญลกษณ คอ การรบขอมลหรอคำาสงผานทางคยบอรด

ตวอยางท 1.11 แสดงการใชงานสญลกษณ Manual Input

8. สญลกษณ Manual Operation

ความหมายของสญลกษณคอการรบขอมลหรอแสดงผลลพธโดยไมระบสอ

ตวอยางท 1.12 แสดงการใชงานสญลกษณ Manual Operation

14

9. สญลกษณ Connector

Connector

ความหมายของสญลกษณ คอ แสดงจดเชอมตอจากทหนงไปยงอกทหนงของผงงาน โดยทจดเชอมตอนอยในหนาเดยวกน

ตวอยางท 1.13 แสดงการใชงานสญลกษณ Connector

10. สญลกษณ Off page Connector

Off page Connector

ความหมายของสญลกษณ คอ แสดงจดเชอมตอจากทหนงไปยงอกทหนงของผงงาน โดยทจดเชอมตอนอยตางหนากน

15

ตวอยางท 1.14 แสดงการใชงานสญลกษณ Off page Connector

คำานวณคา Avg = Total + N เสรจแลว ไปทำางานตอไปทจด B โดยทจด B อยตางหนากน

11. สญลกษณ flow line and arrowheads

ความหมายของสญลกษณ คอ แสดงทศทาง การทำางานของผงงาน โดยใชลกศร เปนตวกำาหนดทศทาง การทำางานของผงงาน

ตวอยางท 1.15 แสดงการใชงานสญลกษณ flow line and arrowheads

16

12. สญลกษณ Punched Card

ความหมายของสญลกษณคอการรบขอมลหรอแสดงผลลพธบนบตรเจาะร ตวอยางท 1.16 แสดงการใชงานสญลกษณ Punched Card

1.1.2.4 หลกการเขยนผงงานโปรแกรมการเขยนผงงานโปรแกรม มหลกการเขยนดงน1) เขยนผงงานจากดานบนลงดานลาง2) ใชสญลกษณใหตรงกบความหมายของผงงาน3) ใชเสน flow line และ arrowheads แสดงทศทางการทำางานของผงงาน4) ใสคำาอธบายลงในสญลกษณสน ๆ แตเขาใจงาย จะใชภาษาไทยหรอองกฤษกได5) หลกเลยงการโยงเสนทศทางของผงงานใหตดกนเพราะจะทำาใหสบสน ควรใชจดเชอมตอ (connector) หนาเดยวกนแทน จะเขาใจไดงายและเปนระเบยบ6) พยายามเขยนผงงานใหจบในหนากระดาษเดยวกน แตถาไมจบในหนาเดยวกน ควรใชจดเชอมตอตางหนากระดาษ (off page connector)

1.1.2.5 ขนตอนการเขยนผงงานโปรแกรมเพอความเขาใจเกยวกบขนตอนการเขยนผงงานโปรแกรมไดถกตองใหศกษาจากตวอยางดงตอไปน

17

ตวอยางท 1.17 จงเขยนผงงานโปรแกรมทไดวเคราะหงานมาแลวในตวอยางท 1.2

วธทำา

จากการวเคราะหงานในตวอยางท 1.2 จะไดวา

ขนตอนวธการทำางานของโปรแกรม มดงน1) เรมตนทำางาน2) รบขอมลคาความยาว และความกวางของสเหลยมผนผาผานทางคยบอรด3) คำานวณพนทสเหลยมผนผาตามสตร Area = Width * Length4) พมพคาความยาว ความกวาง และพนทสเหลยมผนผาออกทาง จอภาพ5) จบการทำางาน

การเขยนผงงานโปรแกรม จะนำาขนตอนวธการทำางานของโปรแกรม ทไดจากการวเคราะหงาน มาเขยนผงงานไดดงน

18

รปท 1.3 แสดงผงงานขนตอนวธการทำางานของโปรแกรม ทมา : สมชาย รตนเลศนสรณ, 2545 : 17.

1.1.3 การเขยนโปรแกรม (programming)ในหวขอเรองการเขยนโปรแกรมจะกลาวถงเนอหา 2 สวน คอความหมายของโปรแกรมคอมพวเตอร และภาษาคอมพวเตอรดงมรายละเอยดตอไปน

ความหมายของโปรแกรมคอมพวเตอรโปรแกรมคอมพวเตอร (computer program) หมายถง ชดของคำาสงทเขยนขนเพอสงใหคอมพวเตอรทำางานตามทตองการ สวนการเขยนโปรแกรม (programming) หมายถง การเขยนชดคำาสงดวยภาษาคอมพวเตอรภาษาใดภาษาหนง เพอใหคอมพวเตอรทำางานตามโปรแกรมทเราเขยนขน

ดงนน ผเขยนโปรแกรม (programmer) จงจำาเปนตองเรยนรภาษาคอมพวเตอรภาษาใดภาษาหนงหรอหลายภาษา แลวฝกฝนทกษะการเขยนโปรแกรมดวยภาษาคอมพวเตอรทตองการใชงานใหเกดความชำานาญจงจะสามารถเขยนโปรแกรมคอมพวเตอรไดอยางมประสทธภาพ

ภาษาคอมพวเตอรภาษาคอมพวเตอร (computer language) หมายถง ภาษาทสามารถนำามาใชเขยนโปรแกรมคอมพวเตอรได

1.1.4 การทดสอบ และแกไขโปรแกรม (testing and editing program)หลงจากทเราเขยนโปรแกรมเสรจแลว ขนตอนตอไป คอ การทด-สอบโปรแกรมทเขยนขนซงอาจพบความผดพลาดได 2 ชนด ดงน1) ความผดพลาดทางไวยากรณภาษา (syntax error) เปนความผดพลาดทเกดจากการเขยนคำาสงของภาษาคอมพวเตอรผด ตวอยางเชน คำาสง printf( ) ในภาษา C ตองเขยนดวยตวอกษรตวเลก แตเขยนเปน PRINTF( ) เปนตน โดยสวนมากความผดพลาดทางไวยากรณ จะถกตรวจ

19

สอบพบเมอมการแปลโปรแกรม (compile) ใหเปนภาษาเครอง ซงเราสามารถแกไขโดยการเขยนคำาสงใหถกตองตามไวยากรณของภาษานน ๆ

2) ความผดพลาดทางตรรกะ (logical error) เปนความผดพลาดทเกดจากการลำาดบการทำางานผดหรอปอนสตรคำานวณผด ตวอยางเชน ตองการหาคา X = X + Y แตปอนสตรเปน X = X * Y อยางน เปนตน วธการตรวจหาความผดพลาดแบบน คอ ตรวจสอบการคำานวณผลลพธของโปรแกรมวาตรงกบผลลพธทคำานวณดวยมอหรอเครองคดเลขหรอไม ถาไมตรงกนแสดงวาเกดความผดพลาดทางตรรกะขน วธการแกไขกคอ การแกไขสตรใหถกตอง หรอแกไขลำาดบการทำางานใหถกตอง ดงนน จะเหนไดวาผเขยนโปรแกรมจะตองทำาการทดสอบโปรแกรมและแกไขโปรแกรมใหสามารถทำางานไดตามทตองการ

1.1.5 การจดทำาเอกสารประกอบ และการบำารงรกษาโปรแกรม (documentation and maintenance program)เมอผเขยนโปรแกรมไดทำาการทดสอบโปรแกรมและแกไขความผดพลาดทเกดขนเรยบรอยแลว ขนตอนตอไปกควรจดทำาคมอการใชโปรแกรม เพราะจะทำาใหผใชโปรแกรมสามารถใชงานไดถกตอง โดยคมอการใชโปรแกรมทดควรจดทำาในลกษณะทแสดงการทำางานเปนขนตอน ผใชโปรแกรมสามารถปฏบตตามไดจรง สวนการบำารงรกษาโปรแกรมทพฒนาขนกตองมคำาแนะนำาใหผใชโปรแกรมปฏบต ตวอยางเชน การเกบโปรแกรมตนฉบบ ควรเกบไวในกลองทมดชด ปองกนฝนได ไมควรเกบไวบนโตะทำางาน ไมควรเกบไวในรถยนตเพราะอาจถกอากาศรอนทำาใหเสยได นอกจากนตองมการสำาเนาโปรแกรมตนฉบบเอาไว อยางนอย 1 ชด แลวนำาชดทสำาเนาไปใช ไมควรใชโปรแกรมตนฉบบโดยตรง ควรเกบเอาไวสำาหรบกรณทโปรแกรมสำาเนาเกดปญหาจะไดนำาโปรแกรมตนฉบบมาทำาสำาเนาและใชงานไดทนท