ขั้น ตอน การพัฒนาโปรแกรม 7 ขั้น ตอน

หลังจากที่ได้ออกแบบวิธีในการแก้ปัญหาซึ่งอยู่ในรูปแบบของรหัสลำลองหรือ ผังงานแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการพัฒนาโปรแกรมตามผังงานดังกล่าว ซึ่งถ้านักเขียนโปรแกรมมีความรู้ความชำนาญในการเขียนโปรแกรมภาษาหนึ่งภาษาใด อยู่แล้ว จพสามารถทำงานได้โดยง่าย อย่างไรก็ตามนักเขียนโปรแกรมก็ยังต้องทำการตรวจสอบว่าโปรแกรมที่ได้พัฒนา ขึ้น ทำงานได้ถูกต้อง และให้ผลลัพธ์ที่ไม่ผิดพลาดสำหรับทุกกรณีจึงจะสามารถนำโปรแกรมดังกล่าวไปใช้ งานได้ นอกจากนี้นักเขียนโปรแกรมยังควรที่จะจัดทำเอกสาร ประกอบการพัฒนาโปรแกรม ซึ่งจะเป็นเครื่องมือให้ผู้ที่จะพัฒนาโปรแกรมต่อไปในอนาคต ทำความเข้าใจกับโปรแกรมที่จัดทำขึ้นได้สะดวกและรวดเร็ว รวมถึงให้ผู้ใช้โปรแกรมเข้าใจวิธีการใช้งานโปรแรมอย่างรวดเร็ว

7.1.1 การวิเคราะห์และออกแบบโปรแกรม

ในการพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์ให้กับระบบงานขนาดใหญ่ที่มีการแบ่งงาน วิเคราะห์ระบบและงานเขียนโปรแกรมออกจากกันนั้น โดยทั่วไปการมอบหมายงานให้นักเขียนโปรแกรม จะเป็นการกำหนดความต้องการของโปรแกรมในภาพรวมแต่ไม่ได้ระบุรายละเอียดถึง ขั้นเป็นรหัสลำลองหรือผังงานที่ละเอียด นักเขียนโปรแกรมจึงต้องศึกษาถึงความต้องการของงานที่ได้รับมอบหมาย ข้อมูลนำเข้า ข้อมูลส่งออก และกระบวนการในการแก้ปัญหาอย่างละเอียดเพื่อพัฒนาขึ้นเป็นขั้นตอนวิธีในการ แก้ปัญหาซึ่งอยู่ในรูปแบบของผังงานอย่างละเอียด

7.1.2 การเขียนโปรแกรมจากรหัสลำลองหรือผังงาน

โดยทั่วไปการเขียนโปรแกรมจากรหัสลำลองหรือผังงานที่ได้ออกแบบไว้อย่างดี แล้ว นักเขียนโปรแกรม สามารถทำได้โดยง่ายและรวดเร็ว  ซึ่งจะเป็นการแปลงจากแต่ละสัญลักษณ์ของผังงาน ไปเป็นคำสั่งที่สอดคล้องกันในภาษาโปรแกรมที่เลือกใช้ โดยโปรแกรมที่ดีจะต้องมีการตรวจสอบและแจ้งข้อผิดพลาดให้แก่ผู้ใช้งานโปรแกรม ทราบ โดยที่การทำงานของโปรแกรมไม่สะดุดลงตัวอย่างเช่น ในการพัฒนาโปรแกรมเพื่อหา ค่าของผลหารถ้าหากว่ามีการรับข้อมูลนำเข้าเป็นตัวหารแต่ผู้ใช้ป้อนข้อมูลตัว หารเป็นศุนย์ โปรแกรมจะเกิดข้อผิดพลาดในการทำงานขึ้น
ดังนั้นโปรแกรมควรต้องทำการตรวจสอบว่า ถ้าตัวหารเป็นศูนย์ต้องแจ้งข้อความผิดพลาดให้ผู้ใช้รับทราบ

7.1.3 การเตรีบมข้อมูลสำหรับทดสอบโปรแกรม

ในระหว่างขั้นตอนการออกแบวิธีการแก้ปัญหาให้อยู่ในรูปของรหัสลำลองหรือผังงานนั้น
นักเขียนโปรแกรมควรพิจารณาถึงข้อมูลที่จะนำมาใช้ในการทดสอบโปรแกรมที่จะเขียนขึ้นด้วย
ความสมบูรณ์ของข้อมูลที่ใช้ในการทดสอบโปรแกรมมีความสำคัญมาก เนื่องจากจะเป็นสิ่งบ่งบอกถึงความถูกต้องของโปรแกรมที่พัฒนาขึ้น ว่ามีความถูกต้องครอบคลุมข้อมูลนำเข้าทุกรูปแบบ โดยตรวจสอบว่ามีข้อมูลนำเข้ารูปแบบใดที่โปรแกรมไม่สามารถรองรับได้ เช่น ข้อมูลไมอยู่ในช่วงที่ถูกต้อง และข้อมูลที่รับเข้าเป็นตัวเลขแต่ผู้ใช้ป้อนค่าเป็นตัวอักษร

7.1.4 การทดสอบโปรแกรม

หลังจากได้เขียนโปรแกรมและเตรียมข้อมูลสำหรับทดสอบอย่างครบถ้วนแล้ว ขั้นตอนทดสอบ
โปรแกรมก็จะสามารถดำเนินการได้ ถ้าหากว่าโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นมีความซับซ้อนไม่มากนัก นักเขียนโปรแกรมสามารถทำการทดสอบโดยรันโปรแกรม ป้อนข้อมูลทีละชุด และตรวจสอบความถูกต้องของผลลัพธ์ที่ได้ ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายและเหมาะสมสำหรับผู้เริ่มต้นฝึกหัดการเขียนโปรแกรม เนื่องจากสามารถทดสอบโปรแกรมได้อย่างรวดเร็ว ในบางครั้งนักเขียนโปรแกรมอาจจะต้องใช้โปรแกรมเฉพาะเพื่อทำการรันโปรแกรมที่ พัฒนาขึ้น และทดสอบกับชุดข้อมูลทดสอบอย่างอัตโนมัติ

7.1.5 การจัดทำเอกสารปรกอบโปรแกรม

ขั้นตอนสุดท้ายหลังจากที่ได้ทดสอบจนแน่ใจว่าโปรแกรมทำงานได้ถูกต้อง
กับชุดข้อมูลทดสอบทั้งหมดแล้ว คือการจัดทำเอกสารประกอบ ในขั้นตอนนี้นักเขียนโปรแกรมจะต้องรวบรวมรายละเอียดทั้งหมดในระหว่างการ พัฒนาโปรแกรมเช่น รายละเอียดของปัญหาที่ได้ทำการวิเคราะห์ไว้ข้อมูลออกที่ต้องการ ข้อมูลเข้าที่เป็นไปได้ทั้งหมด วิธีการประมวลผลเพื่อแก้ปัญหา รหัสลำลองหรือผังงานที่ได้รับการปรับปรุงแล้วและสอดคล้องกับโปรแกรมที่ได้ พัฒนาขึ้น ถาษาที่ใช้คุณลักษณะของเครื่องคอมพิวเตอร์ และรุ่นของระบบปฏิบัติการ
ที่โปรแกรมทำงานด้วย ชุดข้อมูลทดสอบ และผลการทดสอบโปรแกรม โดยนำรายละเอียดทั้งหมดนี้ มาจัดทำเป็รรายงานหรือเอกสาร เพื่อจัดเก็บควบคู่กับตัวโปรแกรมต้นฉบับที่พัฒนาขึ้น สำหรับใช้อ้างอิงในอนาคตเมื่อต้องการแก้ไขหรือพัฒนาโปรแกรมต่อไป นอกจากนี้ควรมีการจัดทำคู่มือสำหรับผู้ใช้ ซึ่งอธิบายขั้นตอนในการใช้งานโปรแกรม เพื่อให้ผู้ใช้เข้าใจวิธีใช้งานอย่าง ถูกต้องและรวดเร็ว

การแก้ปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์นั้น หลังจากที่ได้วิเคราะห์ปัญหาจนได้ขั้นตอนวิธีในการ
แก้ปัญหา ซึ่งอาจจะอยู่ในรูปแบบรหัสลำลอง หรือผังงาน ขั้นตอนต่อไปคือการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ขึ้นเพื่อแก้ปัญหาตามขั้นตอนที่ ได้วางแผนไว้ แต่เนื่องจากคอมพิวเตอร์จะรับรู้คำสั่งที่เป็นภาษาเครื่องเท่านั้นและมนุษย์ ไม่สามารถเขียนโปรแกรมภาษาเครื่องได้โดยตรง เนื่องจากไม่สะดวก ยากต่อการทำความเข้า จึงได้มีการสร้างภาาาคอมพิวเตอร์ระดับสูงขึ้นมาเพื่อให้ง่ายต่อการเขียน โปรแกรม ผู้เขียนโปรแกรมไม่จำเป็นต้องเรียนรู้การทำงาน และโครงสร้างภายในของเครื่องคอมพิวเตอร์ ก็สามารถเขียนโปรแกรมได้โดยต้องผ่านการแปลให้เป็นภาษาเครื่องก่อนที่จะใช้ สั่งงานคอมพิวเตอร์ได้

7.2.1 ภาษาเชิงกระบวนการ ( procedural languages )

โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เขียนด้วยภาษาเชิงกระบวนความมีลักษณะการทำงานตามลำดับ
ของคำสั่ง จากคำสั่งแรกจนถึงคำสั่งสุดท้าย และบางคำสั่งอาจจะถูกทำซ้ำ หรือบางคำสั่งอาจจะไม่ถูกกระทำเลยขึ้นอยู่กับเงื่อนไขในโปรแกรม ภาษาในกลุ่มนี้เหมาะสำหรับการเริ่มต้นทำความเข้าใจกับการเขียนโปรแกรม คอมพิวเตอร์ เนื่องจากช่วยให้ผู้เรียนรู้จักการคิดอย่างเป็นระบบ อันเป็นพื้นฐานสำคัญในการเขียนโปรแกรมภาษาอื่น นอกจากนี้ในภาษาโปรแกรมประเภทอื่นก็จะยังมีรูปแบบการทำงานเชิงกระบวนความแฝง อยู่ภายในด้วยเสมอ การใช้งานภาษาในกลุ่มนี้ เช่น งานคำนวนทางวิทยาศาสตร์อาจเลือกใช้ภาษาฟอร์แทรน(FORTRAN) งานประมวลผลข้อมุลทางธุรกิจการเงินหรือธนาคารอาจเลือกใช้ภาษาโคบอล (COBOL)หรือภาษาอาร์พีจี (RPG) การเขียนโปรแกรมควบคุมการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์มักเลือกใช้ภาษาซีเนื่อง จากภาษาเครื่องที่ได้จะทำงานได้รวดเร็ว หรือการเรียนการสอนการโปรแกรมเชิงกระบวนความอาจเลือกใช้ภาษาปาสคาล (Pascal) หรือภาษาซี เป็นต้น

ตัวอย่างโปรแกรมภาษาซีแสดงผลคูณของตัวเลขข้อมูลเข้าสองจำนวน

7.2.2 ภาษาเชิงวัตถุ ( object oriented language )

ภาษาเชิงวัตถุจะอำนวยความสะดวกให้กับผู้เขียน โปรแกรมในการพัฒนาโปรแกรมที่ใหญ่และซับซ้อนได้เป็นอย่างดี อีกทั้งยังสามารถใช้เขียนโปรแกรมในลักษณะเดียวกับภาษาเชิงกระบวนความได้เช่น กัน ภาษาในกลุมนี้ เช่น ภาษาจาวา (Java) ภาษาซีชาร์ป (C#) และภาษาซีพลัสพลัส (C++)

7.2.3 ภาษาอื่นๆ

1) โฟร์ทจีแอล (fourth-generation languages: 4GLs) เป็นกลุ่มของภาษาที่แตกต่างจากภาษาเชิงกระบวนความ ที่เน้นให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงข้อมูลในฐานข้อมูลได้โดยง่าย ภาษาจะมีความคล้ายคลึงกับภาษาอังกฤษที่ใช้กันอยู่ ตัวอย่างของภาษา 4GL เช่น ภาษาเอสคิวแอล (SQL)
2) เอชทีเอ็มแอล (Hypertext Markup Language: HTML ) เป็นภาษาที่ใช้จัดรูปแบบการแสดงผลของข้อความและรูปภาพ รวมถึงสื่อประสมบนหน้าเว็บ ดังนั้นเอชทีเอ็มแอลจึงไม่ได้ถูกจัดเป็นภาษาที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมอย่าง แท้จริง แต่เป็นการกำหนดวิธีการในการแสดงผล เอชทีเอ็มแอลจะใช้แท็ก (tags) เป็นตัวกำหนดว่าส่วนใดในเอกสารจะให้แสดงผลอย่างไร

หน้าเว็บเพจโรงดรียนสตรีศรีสุริโยทัยที่สร้างจากภาษาเอชทีเอ็มแอล

ในบทนี้จะได้แนะนำให้รู้จักกับภาษาซี ซึ่งเป็นภาษาที่เขียนเป็นแบบโครงสร้าง และเป็นภาษาที่
ใช้เป็นพื้นฐานในการเรียนรู้การเขียนโปรแกรมเชิงกระบวนความได้เป็นอย่างดี

7.3.1 โครงสร้างภาษาซี

โครงสร้างพื้นฐานของโปรแกรมภาษาซีจะต้องประกอบด้วยฟังก์ชันอย่างน้อย 1 ฟังก์ชัน คือ
ฟังก์ชัน main( )

 โครงสร้างพื้นฐานของภาษาซี

01 int main ( ) {  <ส่วยหัวของฟังก์ชัน

02      การประกาศตัวแปรตัวแปรท้องถิ่น ;
03      คำสั่งต่างๆ ;

04 }

7.3.2 องค์ประกอบของภาษาซี

ในที่นี้จะได้อธิบายองค์ประกอบพื้นฐานของ ภาษาซีจากตัวอย่างของโปรแกรมซึ่งเป็นโปรแกรมที่พัฒนามาจากผังงาน  โดยเพิ่มการนับจำนวนครั้งของการทายทั้งหมดด้วย

– การประกาศรวมแฟ้มส่วนหรือ ( header files )

1 #include <stdio.h>
1 #include <stdiob.h>

การประกาศรวมแฟ้มส่วนหัวดังแสดงในบรรทัดที่ 1 และ 2 เป็นการรวมเอาฟังก์ชันมาตรฐานของภาษาซีเข้ามาร่วมใช้งานกับโปรแกรมที่เขียน ขึ้น ทำให้นักเขียนโปรแกรมสามารถเรียกใช้ฟังก์ชันมาตรฐานที่ภาษาซีเตรียมไว้ให้ ได้ เช่น ฟังก์ชัน printf( ) และ scanf( ) เป็นต้น

– การประกาศตัวแปร ( variable declaration )

6  int target ;
7  int number ;
8. int no_of_guesses = 1 ;

ในบรรทัดที่ 6 ถึง 8 เป็นการประกาศตัวแปร ซึ่งเป็นข้อกำหนดของภาษาซีที่ต้องมีการประกาศตัวแปรไว้ที่ตอนต้นของฟังก์ชัน ก่อนที่จะสามารถใช้งานตัวแปรเหล่านั้นได้ ในที่นี้มีการประกาศตัวแปรtarget, number และ no_of_guesses เป็นชนิดจำนวนเต็ม ( int ) สังเกตว่ารูปแบบของการประกาศตัวแปร คือ data_type identification_name
ซึ่ง data_type เป็นชนิดของข้อมูล และ identification_name เป็นชื่อตัวแปรที่กำหนดขึ้นใหมีชนิดตามที่ระบุนอกจากนี้ยังสามารถกำหนดค่า เริ่มต้นให้กับตัวแปรที่เพิ่งจะประกาศขึ้นได้เลย ดังเช่นที่กำหนดค่า 1ให้กับตัวแปร no_of_guesses ในบรรทัดที่ 8

-การรับข้อมูลเข้า

10  scanf (“%”, &target) ;
12  scanf (“%”, &number) ;
13  scanf (“%”, &number) ;

ในบรรทัดที่ 10.12 และ 20 เป็นการเรียกฟังก์ชัน scanf ( ) ในการรับข้อมูลเข้า โดยต้องมีการระบุพารามิเตอร์ คือ ตัวแรกเป็นสายอักขระของการกำหนดรูปแบบของข้อมูลเข้าที่ต้องการรับ ในที่นี้คือ”%d” หมายถึงว่าต้องการรับข้อมูลเข้าที่อยู่ในรูปแบบจำนวนเต็ม และตัวที่สองเป็นตำแหน่งในหน่วยความจำของตัวแปรที่ต้องการใช้เก็บค่าที่รับ เข้า สังเกตุว่าภาษาซีใช้เครื่องหมาย & นำหน้าชื่อตัวแปร เป็นการอ้างถึงตำแหน่งในหน่วยความจำของตัวแปรนั้น

-การพิมพ์ผลลัพธ์

11 printf (“Enter the number you guess “) ;
16 printf (“Too high\n”) ;
17 printf (“Too low\n”) ;
19 printf (“Enter the number you guess “) ;

ในบรรทัดที่ 11. 16. 18 และ 19 เป็นการเรียกใช้ฟังก์ชัน printf ( ) เพื่อพิมพ์ข้อความออกทางจอภาพ
ซึ่งเราสามารถกำหนดข้อความอยู่ภายในเครื่องหมายอัญประกาศให้เป็นพารามิเตอร์ของฟังก์ชัน printf ( ) ได้เลย

23 printf (“Correct – You try %d time . \n” , no_of_guesses ) ;

สำหรับในบรรทัดที่ 23 จะมีการพิมพ์ค่าของตัวแปรชนิดจำนวนเต็ม no_of_guesses ด้วย โดยจะต้องระบุรูปแบบข้อมูลของตัวแปลที่ต้องการให้พิมพ์ภายในข้อความที่เป็น พารามิเตอร์ตัวแรกด้วย ในที่นี้ตัวแปร no_of_guesses เป็นชนิด int ซึ่งจะใช้รูปแบบกำหนดการพิมพ์คือ “%d” ในลักษณะเดียวกันกับฟังก์ชัน scanf ( ) นั่นเอง

– คำสั่งควบคุมการทำงานแบบวนซ้ำ

คำสั่ง while เป็นคำสั่งเพื่อควบคุมว่าชุดคำสั่งภายใต้คำสั่ง while ( คือ ตั้งแต่บรรทัดที่ 14 ถึง 22)จะถูกวนทำซ้ำอีกหรือไม่ โดยเมื่อโปรแกรมทำงานมาถึงบรรทัดที่ 13 จะตรวจสอบก่อนว่าเงื่อนไขเป็นจริงหรือไม่ ในที่นี้คือตรวจสอบว่าค่าของตัวแปร number ไม่เท่ากันกับค่าของตัวแปร target หรือไม่ถ้าเป็นจริง ก็จะไปทำงานตามคำสั่งภายในบรรทัดดังกล่าวหนึ่งรอบ ก่อนที่จะย้อนกลับไปตรวจสอบเงื่อนไขอีกครั้ง ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะไปทำงานในบรรทัดที่ 23 ต่อไป

– คำสั่งกำหนดค่าแปรให้กับตัวแปร

21 no_of_guesses = no_of_guesses  + 1 ;

          ในบรรทัดที่ 21 เป็นการกำหนดค่าใหม่ให้กับตัวแปร no_of_guesses โดยใช้เครื่องหมายกำหนดค่า ( = ) ซึ่งเป็นการกำหนดให้ตัวแปรที่อยู่ทางซ้ายของเครื่องหมายกำหนดค่า มีค่าเท่ากับค่าของนิพจน์ทางขวาของเครื่องหมายกำหนดค่า ซึ่งในที่นี้เป็นการเพิ่มค่าของตัวแปร no_of_guesses ขึ้นอีก 1 นั่นเอง

ภาษาซีใช้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์เพื่อคำนวนและเปรียบเทียบ นิพจน์ประกอบด้วยตัวถูกดำเนินการ( operand ) และตัวดำเนินการ ( operator ) ที่สามารถถุกลดรูปหรือถูกประเมินให้เป็นค่าทางคณิตศาสตร์เพียงค่าเดียวได้ เช่น 2 * 5 เป็นนิพจน์ เนื่องจากสามารถหาค่าได้เป็น 10 ตัวดำเนินการในภาษาซี

โครงงานคอมพิวเตอร์เป็นการนำเอาความรู้ในด้านการเขียนโปรแกรม มาใช้ร่วมกับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์รวมถึงอุปกรณ์อื่นที่เกี่ยวข้อง เพื่อผลิตผลงานสำหรับแก้ปัญหา หรือนำผลงานมาประยุกต์ในงานจริงนักเรียนจะต้องใช้ความรู้และประสบการณ์ เพื่อวางแผนการพัฒนา โครงงาน โดยอาจขอคำปรึกษาจากอาจารย์ผู้สอน หรือผู้ทรงคุณวุฒิอื่น เป้าหมายสูงสุดของการจัดทำโครงงานคือ การที่โครงงานได้ถูกนำไปใช้งานจริงและก่อให้เกิดประโยชน์ในชีวิตจริงของผู้ นำไปใช้

ในการเลือกหัวข้อโครงงานนั้นผู้พัฒนาอาจเริ่มจากการใช้ความคิดสร้างสรรค์ ร่วมกับประสบการณ์ในการคิดค้นถึงสิ่งที่เป็นปัญหา และความเป็นไปได้ในการนำเอาระบบคอมพิวเตอร์มาช่วยงาน โดยทั่วไปแล้วโครงงานคอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 5 ประเภท คือ

การพัฒนาโปรแกรม7ขั้นตอนมีอะไรบ้าง

ขั้นตอนในการออกแบบโปรแกรมมีอะไรบ้าง

ขั้นตอนการพัฒนาซอฟต์แวร์ มีกี่ขั้นตอน อะไรบ้าง

ขั้นตอนใดในการเขียนโปรแกรมถือว่าสําคัญที่สุด