Google
Youtube พสว สพม11 ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม 1.ขั้นตอนการวิเคราะห์ปัญหา
(Analysis the problem)
ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนแรกสุดที่นักเขียนโปรแกรมจะต้องทำก่อนที่จะลงมือเขียนโปรแกรมจริงๆ เพื่อทำความเข้าใจกับปัญหาที่เกิดขึ้น และค้นหาจุดมุ่งหมายหรือสิ่งที่ต้องการในขั้นตอนนี้จะมีองค์ประกอบอยู่ 3 องค์ประกอบที่จะช่วยในการวิเคราะห์ปัญหาได้แก่
1. การระบุข้อมูลเข้า (Input)
ต้องรู้ว่ามีข้อมูลอะไรบ้างที่จะต้องป้อนเข้าสู่คอมพิวเตอร์พร้อมกับโปรแกรมเพื่อให้โปรแกรมทำการประมวลผลและออกผลลัพธ์
2. การระบุข้อมูลออก (Output) จะพิจารณาว่างานที่ทำมีเป้าหมายหรือวัตถุประสงค์อะไรต้องการผลลัพธ์ที่มีรูปร่างหน้าตาเป็นอย่างไรโดยจะต้องคำนึงถึงผู้ใช้เป็นหลักในการออกแบบผลลัพธ์
3. กำหนดวิธีการประมวลผล (Process) ต้องรู้วิธีการประมวลผลเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ
2. ขั้นตอนการออกแบบโปรแกรม (Design a Program)
หลังจากวิเคราะห์ปัญหาแล้วขั้นตอนถัดไปคือ
การออกแบบโปรแกรม โดยใช้เครื่องมือมาช่วยในการออกแบบในขั้นตอนนี้ยังไม่ได้เป็นการเขียนโปรแกรมจริง ๆแต่จะช่วยให้การเขียนโปรแกรมทำได้ง่ายขึ้นโดยสามารถเขียนตามขั้นตอนที่ได้ออกแบบไว้ในขั้นตอนนี้และช่วยให้การเขียนโปรแกรมมีข้อผิดพลาดน้อยลง ช่วยตรวจสอบการทำงานของโปรแกรมทำให้ทราบขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องไปไล่ดูจากตัวโปรแกรมจริง ๆซึ่งถ้าเปรียบเทียบการเขียนโปรแกรมเหมือนกับการสร้างบ้านแล้วในขั้นตอนการออกแบบโปรแกรมนี้
ก็เปรียบเหมือนการสร้างแปลนบ้านลงในกระดาษไว้ซึ่งในการสร้างบ้านจริงก็จะอาศัยแปลนบ้านนี้เป็นต้นแบบในการสร้างนั่นเอง
ในขั้นตอนการออกแบบโปรแกรมนี้เป็นการออกแบบการทำงานของโปรแกรม หรือขั้นตอนในการแก้ปัญหาซึ่งผู้ออกแบบสามารถเลือกใช้เครื่องมือมาช่วยในการออกแบบได้โดยเครื่องมือที่ใช้ในการออกแบบโปรแกรมมีอยู่หลายอย่างซึ่งวิธีการซึ่งเป็นที่นิยมสำหรับใช้ในการออกแบบโปรแกรม เช่น
• อัลกอริทึม (Algorithm)
• ผังงาน (Flowchart)
• รหัสจำลอง (Pseudo-code)
• แผนภูมิโครงสร้าง (Structure Chart)
อัลกอริทึมเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการออกแบบโปรแกรมโดยใช้ข้อความที่เป็นภาษาพูดในการอธิบายการทำงานของโปรแกรมที่เป็นลำดับขั้นตอนจะข้ามไปข้ามมาไม่ได้
นอกจากจะต้องเขียนสั่งไว้ต่างหาก ตัวอย่างอัลกอริทึมง่าย ๆที่พบเห็นในชีวิตประจำวัน ได้แก่ อัลกอริทึมการสระผม
เริ่มจากการทำผมให้เปียกโดยการราดน้ำเมื่อผมเปียกแล้วจึงใส่แชมพูสระผมลงบนศีรษะ แล้วขยี้ให้มีฟองเกิดขึ้นหลังจากนั้นก็ล้างออกด้วยน้ำแล้วเริ่มทำใหม่อีกครั้ง
ในการเขียนอัลกอริทึมนี้แม้จะมีความชัดเจนอยู่ในตัวแล้ว แต่ก็มีจุดอ่อนอยู่ที่ข้อความอธิบายค่อนข้างเยิ่นเย้อ และถ้าผู้เขียนใช้สำนวนที่อ่านยากก็อาจทำให้ผู้อ่านไม่เข้าใจขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมได้
ดังนั้นจึงมีการคิดค้นเครื่องมืออื่นที่ช่วยในการออกแบบโปรแกรมแทนอัลกอริทึมได้แก่ผังงานรหัสจำลองแผนภูมิโครงสร้าง ผังงานเป็นเครื่องมือที่ช่วยในการออกแบบโปรแกรมโดยใช้สัญลักษณ์รูปภาพ แสดง ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมหรือขั้นตอนในการแก้ปัญหาทีละขั้น และมีเส้นที่แสดงทิศทางการไหลของข้อมูลตั้งแต่จุดเริ่มต้นจนกระทั่งได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการซึ่งจะทำให้ผู้อ่านสามารถอ่านและทำความเข้าใจได้โดยง่าย
รหัสจำลองจะมีการใช้ข้อความที่เป็นภาษาอังกฤษหรือภาษาไทยก็ได้ในการแสดงขั้นตอนการแก้ปัญหา แต่จะมีการใช้คำเฉพาะ (Reserve
words) ที่มีอยู่ในภาษาโปรแกรม มาช่วยในการเขียนโครงสร้างของรหัสจำลองจึงมีส่วนที่คล้ายกับการเขียนโปรแกรมมาก ดังนั้นรหัสจำลองจึงเป็นเครื่องมืออีกแบบที่เป็นที่นิยมใช้กันมากในการออกแบบโปรแกรม
แผนภูมิโครงสร้างการใช้แผนภูมิโครงสร้างจะเป็นการแบ่งงานใหญ่ออกเป็นโมดูลย่อย ๆ ซึ่งเรียกว่า การออกแบบจากบนลงล่าง (Top-Down Design) แต่ละโมดูลย่อยก็ยังสามารถแตกออกได้อีกจนถึงระดับล่างสุดที่สามารถเขียนโปรแกรมได้อย่างง่าย
3. ขั้นตอนการเขียนโปรแกรม (Coding)
ในขั้นตอนนี้จะเป็นการนำเครื่องมือที่ถูกสร้างขึ้นจากขั้นตอนการออกแบบมาแปลให้เป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ซึ่งในการสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์นั้น เราสามารถเลือกใช้ภาษาได้หลายภาษาตั้งแต่ภาษาระดับต่ำ เช่น ภาษาแอสเซมบลี จนถึงภาษาระดับสูง เช่น ภาษาเบสิกภาษาโคบอล ภาษาปาสคาล ภาษาซี ซึ่งแต่ละภาษาจะมีรูปแบบ โครงสร้างหรือไวยากรณ์ของภาษาที่แตกต่างกันออกไปดังนั้น การเขียนโปรแกรมที่ดีนั้นควรจะต้องทำตามขั้นตอนคือ เริ่มตั้งแต่วิเคราะห์ปัญหาให้ได้ก่อนแล้วทำการออกแบบโปรแกรมจึงจะเริ่มเขียนโปรแกรม
ซึ่งในการเขียนโปรแกรมนั้นสำหรับผู้ที่ยังไม่มีประสบการณ์การเขียนโปรแกรมเพียงพอก็ควรจะทดลองเขียนลงในกระดาษก่อน แล้วตรวจสอบจนแน่ใจว่าสามารถทำงานได้แล้วจึงทำการป้อนเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อเป็นการประหยัดเวลาและทำให้สามารถทำงานได้เร็วขึ้น
4. ขั้นตอนการตรวจสอบข้อผิดพลาดของโปรแกรม (Testing and Debugging)
หลังจากที่ทำการเขียนโปรแกรมเสร็จสิ้นแล้วโปรแกรมนั้นจะต้องได้รับการตรวจสอบก่อนว่า มีข้อผิดพลาด (error)
ในโปรแกรมหรือไม่ซึ่งอาจเกิดจากการเขียนโปรแกรมที่ผิดหลักไวยากรณ์ของภาษาเป็นต้นโดยทั่วไปจะมีวิธีที่จะตรวจสอบข้อผิดพลาดของโปรแกรม 2 ขั้นตอน ดังนี้
1. ตรวจสอบด้วยตนเอง (Self Checking)เป็นการทดลองเขียนโปรแกรมลงบนกระดาษแล้วใส่ตรวจสอบการทำงานของโปรแกรมทีละขั้นด้วยตนเอง ว่าโปรแกรมมีการทำงานที่ถูกต้องได้ผลลัพธ์ตรงตามความเป็นจริงหรือไม่
2. ตรวจสอบด้วยการแปลภาษา (Translating) หลังจากที่เขียนโปรแกรมเสร็ขและมีการตรวจสอบด้วยตนเองเรียบร้อยแล้วก็จะป้อนโปรแกรมเข้าสู่เครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อทำการแปลโปรแกรมโดยจะต้องเรียกใช้ตัวแปลภาษาโปรแกรม
ที่เรียกว่า คอมไพเลอร์ (Compiler) หรืออินเตอร์พรีเตอร์ (Interpreter) อย่างใดอย่างหนึ่งทำการแปลภาษาโปรแกรมให้เป็นภาษาเครื่องการแปลนี้จะเป็นการตรวจสอบความผิดพลาดของโปรแกรมด้วย ซึ่งถ้ามีข้อผิดพลาดใด ๆเครื่องคอมพิวเตอร์จะแจ้งให้ทราบทางหน้าจอ
หลังจากที่ทำการเขียนโปรแกรมเสร็จแล้ว เวลา 50-70% ของเวลาในการพัฒนาโปรแกรม จะถูกใช้ไปในการหาข้อผิดพลาดของโปรแกรมและการแก้ไขข้อผิดพลาดนั้น
5. ขั้นตอนการทดสอบความถูกต้องของโปรแกรม (Testing and Validating)
ในบางครั้ง
โปรแกรมอาจผ่านการแปลโดยไม่มีข้อผิดพลาดใด ๆ แจ้งออกมา แต่เมื่อนำโปรแกรมนั้นไปใช้งานปรากฏว่าได้ผลลัพธ์ที่ไม่เป็นจริง เนื่องจากอาจเกิดข้อผิดพลาดขึ้นได้ดังนั้นจึงควรจะต้องมีขั้นตอนการทดสอบความถูกต้องของโปรแกรมอีกทีด้วยในการทดสอบความถูกต้องของข้อมูลจะมีอยู่หลายวิธี ดังต่อไปนี้
1. การใส่ข้อมูลที่ถูกต้อง (Valid Case)เป็นการทดสอบโปรแกรมเมื่อมีการรันโปรแกรมให้ทำการใส่ข้อมูลที่ถูกต้องลงไปในโปรแกรม
และดูว่าผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรมถูกต้องตามความเป็นจริงหรือตรงตามที่ต้องการหรือไม่
2. การใช้ขอบเขตและความถูกต้องของข้อมูลเป็นการทดสอบโดยตรวจสอบขอบเขตของข้อมูลที่ป้อนเข้าสู่โปรแกรม เช่นถ้าโปรแกรมให้มีการป้อนวันที่ ก็จะต้องตรวจสอบว่า วันที่ที่ป้อนจะต้องไม่เกินวันที่ 31 ถ้าผู้ใช้ป้อนวันที่ที่เป็นเลข 32 โปรแกรมจะต้องไม่ยอมให้ป้อนวันที่นี้ได้
3.
การใช้ความสมเหตุสมผลตัวอย่างเช่นถ้าโปรแกรมมีการออกแบบให้ผู้ใช้ป้อนข้อมูลลงไปในฟอร์มที่มีข้อมูลที่เป็นเพศ (หญิงหรือ ชาย) และรายละเอียดส่วนตัวของคน ๆ นั้น เช่นเพศ วันลาคลอดชาย ต้องไม่มี (ห้ามใส่)หญิง อาจมีหรือไม่มีก็ได้
4. ข้อมูลที่เป็นตัวเลขและตัวอักษรเป็นการตรวจสอบว่าถ้าโปรแกรมให้ผู้ใช้ป้อนข้อมูลในฟิลด์ที่ต้องรับข้อมูลที่เป็นตัวเลข อย่างเช่นฟิลด์ที่เป็นจำนวนเงิน
ก็ควรจะยอมให้ผู้ใช้ป้อนข้อมูลได้เฉพาะตัวเลขเท่านั้นไม่อนุญาตให้ใส่ตัวอักษรในฟิลด์นั้นได้หรือถ้าเป็นฟิลด์ที่รับข้อมูลที่เป็นตัวอักษร เช่น ฟิลด์ชื่อ-นามสกุลก็จะป้อนข้อมูลได้เฉพาะตัวอักษรเท่านั้น จะป้อนตัวเลขไม่ได้
5. ข้อมูลเป็นไปตามข้อกำหนดข้อมูลที่ป้อนในฟิลด์ต้องเป็นไปตามที่กำหนดไว้แน่นอนแล้วเท่านั้น เช่นกำหนดให้ฟิลด์นี้ป้อนข้อมูลได้เฉพาะตัวเลขที่อยู่ในกลุ่ม 1,2,5,7 ได้เท่านั้นจะป้อนเป็นตัวเลขอื่นที่ไม่อยู่ในกลุ่มนี้ ไม่ได้
6.ขั้นตอนการทำเอกสารประกอบโปรแกรม(Documentation)
การทำเอกสารประกอบโปรแกรม คือการอธิบายรายละเอียดของโปรแกรมว่า จุดประสงค์ของโปรแกรมคืออะไรสามารถทำงานอะไรได้บ้าง และมีขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมเป็นอย่างไรเครื่องมือที่ช่วยในการออกแบบโปรแกรมเช่น ผังงาน หรือรหัสจำลองก็สามารถนำมาประกอบกันเป็นเอกสารประกอบโปรแกรมได้โปรแกรมเมอร์ที่ดีควรมีการทำเอกสารประกอบโปรแกรม ทุกขั้นตอนของการพัฒนาโปรแกรมไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนการออกแบบ การเขียนโปรแกรม
หรือขั้นตอนการทดสอบโปรแกรมซึ่งการทำเอกสารนี้จะมีประโยชน์อย่างมากต่อหน่วยงานเนื่องจากบางครั้งอาจต้องการเปลี่ยนแปลงแก้ไขโปรแกรมที่ได้มีการทำเสร็จไปนานแล้วเพื่อให้ตรงกับความต้องการที่เปลี่ยนไปจะทำให้เข้าใจโปรแกรมได้ง่ายขึ้นและจะเป็นการสะดวกต่อผู้ที่ต้องเข้ามารับช่วงงานต่อทีหลังเอกสารประกอบโปรแกรมโดยทั่วไปจะมีอยู่ด้วยกัน2แบบคือ
1.เอกสารประกอบโปรแกรมสำหรับผู้ใช้ (User Documentation)
จะเหมาะสำหรับผู้ใช้ที่ไม่ต้องเกี่ยวข้องกับการพัฒนาโปรแกรมแต่เป็นผู้ที่ใช้งานโปรแกรมอย่างเดียวจะเน้นการอธิบายเกี่ยวกับการใช้งานโปรแกรมเป็นหลัก ตัวอย่างเช่น
· โปรแกรมนี้ทำอะไร ใช้งานในด้านไหน
· ข้อมูลเข้า มีลักษณะอย่างไร
· ข้อมูลออกหรือผลลัพธ์มีลักษณะอย่างไร
· การเรียกใช้โปรแกรม ทำอย่างไร
· คำสั่งหรือข้อมูลที่จำเป็นให้โปรแกรมเริ่มทำงาน มีอะไรบ้าง
· อธิบายเกี่ยวกับประสิทธิภาพ และความสามารถของโปรแกรม
2.
เอกสารประกอบโปรแกรมสำหรับผู้เขียนโปรแกรม (Technical Documentation)
จะได้ออกได้เป็น 2 ส่วน
· ส่วนที่เป็นคำอธิบายหรือหมายเหตุในโปรแกรมหรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า คอมเมนท์ (Comment) ซึ่งส่วนใหญ่มักจะเขียนแทรกอยู่ในโปรแกรม อธิบายการทำงานของโปรแกรมเป็นส่วน ๆ
· ส่วนอธิบายด้านเทคนิค ซึ่งส่วนนี้มักจะทำเป็นเอกสารแยกต่างหากจากโปรแกรมจะอธิบายในรายละเอียดที่มากขึ้น เช่น ชื่อโปรแกรมย่อยต่าง ๆ มีอะไรบ้างแต่ละโปรแกรมย่อยทำหน้าที่อะไร และคำอธิบายย่อ ๆเกี่ยวกับวัตถุประสงค์ของโปรแกรม
7. ขั้นตอนการบำรุงรักษาโปรแกรม (Program Maintenance)
เมื่อโปรแกรมผ่านการตรวจสอบตามขั้นตอนเรียบร้อยแล้วและถูกนำมาให้ผู้ใช้ได้ใช้งานในช่วงแรกผู้ใช้อาจจะยังไม่คุ้นเคยก็อาจทำให้เกิดปัญหาขึ้นมาบ้างดังนั้นจึงต้องมีผู้คอยควบคุมดูแล และตรวจสอบการทำงานการบำรุงรักษาโปรแกรมจึงเป็นขั้นตอนที่ผู้เขียนโปรแกรมต้องคอยเฝ้าดูแลและหาข้อผิดพลาดของโปรแกรมในระหว่างที่ผู้ใช้ใช้งานโปรแกรมและปรับปรุงแก้ไขโปรแกรมเมื่อเกิดข้อผิดพลาดขึ้นหรือในการใช้งานโปรแกรมไปนาน
ๆผู้ใช้อาจต้องการเปลี่ยนแปลงการทำงานของระบบเดิมเพื่อให้เหมาะกับเหตุการณ์ เช่นต้องการเปลี่ยนแปลงหน้าตาของรายงาน มีการเพิ่มเติมข้อมูลหรือลบข้อมูลเดิมนักเขียนโปรแกรมก็จะต้องคอยปรับปรุงแก้ไขโปรแกรมตามความต้องการของผู้ใช้ที่เปลี่ยนแปลงไปนั้น