การออกแบบโปรแกรมก่อนการเขียนโปรแกรมมีประโยชน์อย่างไร

          ขั้นตอนสำคัญในการแก้ปัญหาคือการวางแผน การวางแผนที่ดีจะช่วยในการแก้ปัญหาเป็นไปได้โดยง่าย ผู้ที่สามารถวางแผนในการแก้ปัญหาได้ดี นอกจากจะต้องใช้ประสบการณ์ ความรู้ และความมีเหตุผลแล้ว ยังควรรู้จักวางแผนให้เป็นขั้นตอนอย่างเป็นระบบด้วย การออกแบบโปรแกรมเป็นส่วนหนึ่งในขั้นตอนที่สองของการพัฒนาโปรแกรม วิธีการออกแบบโปรแกรมออกมาในลักษณะข้อความ หรือเป็นสัญลักษณ์ จะช่วยให้สามารถแก้ปัญหาได้ดี โดยเฉพาะปัญหาที่ยุ่งยากซับซ้อน การวางแผนจะเป็นแนวทางในการดำเนินการแก้ปัญหาต่อไป อีกทั้งเป็นการแสดงแบบเพื่อให้ผู้ที่เกี่ยวข้องได้เข้าใจ และสามารถปฏิบัติตามในแนวทางเดียวกัน ทั้งนี้ก็ด้วยวัตถุประสงค์อย่างเดียวกับกลุ่มกิจการก่อสร้าง ซึ่งจำเป็นต้องมีแบบแปลนเป็นเครื่องมือติดต่อสื่อสารระหว่างผู้ออกแบบและผู้ก่อสร้าง แบบแปลนเหล่านี้จะอยู่ในรูปลักษณะของการวาดภาพหรือแสดงเครื่องหมาย ซึ่งเป็นที่เข้าใจระหว่างผู้เกี่ยวข้อง แบบแปลนจะต้องจัดทำให้เสร็จก่อนที่จะลงมือก่อสร้าง โดยผ่านการตรวจสอบ ทบทวนและพิจารณาจากผู้เกี่ยวข้องหลายฝ่าย เมื่อเห็นว่าเป็นที่ถูกต้องและพอใจของทุกฝ่ายแล้ว จึงก่อสร้างตามแบบนั้น แต่ถ้ายังไม่เป็นที่พอใจก็จะพิจารณาแก้ไขแบบแปลนส่วนนั้นๆ เสียก่อนจะได้ไม่ต้องรื้อถอนหรือทุบทิ้งภายหลัง และเมื่อต้องการซ่อมแซมหรือต่อเติมก็นำเอาแบบแปลนเดิมมาตรวจสอบและเพิ่มแบบแปลนในส่วนนั้นได้โดยง่าย การใช้แบบแปลนจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นระหว่างช่างก่อสร้าง ผู้ออกแบบ และผู้ที่เกี่ยวข้องอื่นๆ เป็นอย่างมาก เพราะประหยัดเวลา ค่าใช้จ่ายและเข้าใจง่าย เมื่อสรุปรวมแล้วแบบแปลนเหล่านี้ก็คือข้อตกลงให้สร้างอาคารของผู้จ้าง กับผู้รับจ้างที่อยู่ในรูปแบบกะทัดรัด แทนที่จะเขียนเป็นข้อความที่เป็นลายลักษณ์อักษรอย่างยืดยาว และยังเป็นเครื่องมือให้ช่างใช้ในการก่อสร้างอีกด้วย

เครื่องมือที่ใช้ในการออกแบบโปรแกรม มักจะประกอบขึ้นด้วยเครื่องหมายที่แตกต่างกันหลายอย่าง แต่พอสรุปได้เป็น 2 ลักษณะคือ

1. ข้อความหรือคำบรรยาย

          เป็นการเขียนเค้าโครงด้วยการบรรยายเป็นภาษาที่มนุษย์ใช้สื่อสารกัน เพื่อให้ทราบถึงขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมแต่ละขั้นตอน ในบางครั้งก็อาจใช้คำสั่งของภาษาที่ใช้เขียนโปรแกรมก็ได้

1.1  จอดรถหลบข้างทาง
1.2  คลายสกรูยึดล้อ
1.3  นำแม่แรงออกยกรถ
1.4  ถอดล้อออก นำยางอะไหล่มาเปลี่ยน
1.5  ขันสกรูเข้า เก็บยางที่ชำรุดเพื่อไปซ่อม
1.6  คลายแม่แรง เก็บแม่แรง

1. สัญลักษณ์

          การเขียนโปรแกรมเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน จำเป็นต้องมีการออกแบบขั้นตอนการทำงานของโปรแกรม เพื่อวางแผนอย่างเป็นขั้นตอนว่าจะต้องเขียนโปรแกรมแก้ปัญหาอย่างไร เรียกการวางแผนในขั้นตอนนี้ว่า การจำลองความคิด หรือ อัลกอลิทึม (Algorithm) การออกแบบหรือการเขียนโปรแกรมต้องเป็นไปตามความต้องการของผู้ใช้ โดยมีเครื่องมือที่ใช้ในการออกแบบที่นิยมกันคือ รหัสจำลอง (Pseudo-code) คือการใช้ประโยคภาษาอังกฤษที่สื่อความหมายง่ายๆสามารถอ่านแล้วเข้าใจได้โดยทันทีหรือผังงาน (Flowchart) คือการใช้สัญลักษณ์รูปภาพเป็นตัวสื่อความหมายจากโจทย์ ที่ทำให้ผู้ออกแบบสามารถเขียนลำดับการทำงานและขั้นตอนของการประมวลผลของโปรแกรมได้ โดยไม่ต้องกังวลกับรูปแบบคำสั่งภาษาคอมพิวเตอร์

ความหมายของผังงาน (Flowchart) 

1. ผังงานคือ การเขียนอธิบายขั้นตอนวิธีการทำงานในลักษณะของรูปภาพ
2. ผังงานคือ แผนภาพที่มีการใช้สัญลักษณ์รูปภาพและลูกศรที่แสดงถึงขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมหรือระบบทีละขั้นตอน รวมไปถึงการไหลของข้อมูลตั้งแต่แรก จนได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการ

3. ผังงาน เป็นเครื่องมือหนึ่งของการออกแบบโปรแกรมที่เป็นที่นิยมใช้ เนื่องจากมีการใช้สัญลักษณ์ในลักษณะของรูปภาพ ทำให้สามารถเห็นลำดับขั้นตอนวิธีการทำงานได้ชัดเจนกว่าการอธิบายขั้นตอนวิธีการทำงานในลักษณะของข้อความ

ประเภทของผังงาน

1. ผังงานระบบ (System Flowchart)

          เป็นผังงานแสดงขั้นตอนการทำงานทั้งหมด ในผังงานประเภทนี้จะเห็นระบบงานภายในของระบบหนึ่งๆ ที่เกี่ยวข้องกับงานทั้งหมด ทั้งวัสดุ เครื่องจักร โปรแกรม และบุคลากรจุดมุ่งหมายของการใช้ผังงานระบบ เพื่อให้ทราบถึงความสัมพันธ์ของระบบทั้งหมด หรือภาพรวมของระบบทั้งหมดตั้งแต่เริ่มต้นจนสุดท้ายว่ามี ขั้นตอนอะไรบ้าง แต่ละขั้นตอนทำอย่างไร ใช้วิธีการอะไรบ้าง ผังงานระบบนี้เหมาะสำหรับผู้บริหาร ผู้วิเคราะห์ระบบและผู้เขียนโปรแกรม แต่ผังงานระบบนี้ยังไม่สามารถนำไปใช้ในการเขียนโปรแกรมได้

  ลักษณะของผังงานระบบ

1)  แสดงขอบเขตของระบบทั้งหมด
2)  แสดงข้อมูลเข้าถูกเก็บอยู่ที่ใดบ้าง ใช้สื่อบันทึกข้อมูลแบบใด
3)  ประมวลผลและแสดงผลลัพธ์ที่ใด

1. ผังงานโปรแกรม (Program Flowchart)

          หรือที่นิยมเรียกกันสั้นๆ ว่า Flowchart ผังงานประเภทนี้เป็นผังงานซึ่งแสดงลำดับขั้นตอนการทำงานอย่างละเอียดของโปรแกรม โดยจะแสดงรายละเอียดของขั้นตอนการทำงานอย่างชัดเจนไม่ว่าจะเป็นขั้นตอนของการรับข้อมูลเข้า การคำนวณ (การประมวลผล) และการแสดงผลลัพธ์

          สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกา (The American National Standard Institute : ANSI) ได้กำหนดสัญลักษณ์ที่ใช้ในการเขียนผังงานไว้เป็นมาตรฐานแล้ว ซึ่งมีรายละเอียด รูปแบบและความหมายที่ควรทราบ ดังนี้

1. การเริ่มต้นและสิ้นสุด ใช้สำหรับกำหนดค่าเริ่มต้นและจุดจบของการทำงาน ผังงานที่ดีควรมีจุดเริ่มต้นและจุดจบอย่างละ 1 จุด เท่านั้น

2. การประมวลผล ใช้สำหรับแสดงผลการประมวลผล เช่น การคำนวณหรือการกำหนดค่า

3. การรับและแสดงผล เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถรับข้อมูลจากสื่อบันทึกข้อมูลได้หลายทาง เพราะฉะนั้นการเขียนผังงาน สัญลักษณ์ที่ใช้ในการรับและแสดงผลข้อมูลมีหลายชนิด

รับข้อมูลและแสดงข้อมูลผลลัพธ์ โดยไม่ระบุสื่อที่ใช้

ป้อนข้อมูลเข้าทางแผงแป้นอักขระ (Keyboard)

การรับข้อมูลหรือการแสดงข้อมูล โดยใช้เทปแม่เหล็ก (Magnetic Tape)

รับหรือการแสดงผลข้อมูลโดยจานแม่เหล็ก (Magnetic Disk) เป็นสื่อ

4. การแสดงผล (Output)

การแสดงข้อมูลหรือผลลัพธ์พิมพ์ลงกระดาษต่อเนื่อง (Continuous Paper)

แสดงผลลัพธ์ทางจอภาพ (Monitor)

5. การตัดสินใจ (Decision)

แสดงการเปรียบเทียบหรือการตัดสินใจ

6. การทำซ้ำ (Loop)

การกำหนดค่าต่างๆ ล่วงหน้า ใช้ในการทำงานซ้ำๆ กัน

7. การแสดงจุดต่อ (Connector)

แสดงจุดต่อเนื่อง จากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่งในหน้าเดียวกัน

แสดงจุดต่อเนื่อง จากที่หนึ่งไปยังที่หนึ่งอยู่คนละหน้า

8. การแสดงทิศทาง (Flow Line)

แสดงทิศทางการทำงานต่อเนื่องตามลูกศรที่ชี้

วิธีการเขียนผังงานที่ดี         
1) ทุกผังงานต้องมีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดเพียงอย่างละหนึ่งแห่งเท่านั้น
          2) ทุกแผนภาพต้องมีลูกศรแสดงทิศทางเข้าออก
          3) ใช้สัญลักษณ์ตามที่กำหนดไว้
          4) สัญลักษณ์จุดเริ่มต้นมีเฉพาะลูกศรชี้ทิศทางออก
          5) สัญลักษณ์จุดสิ้นสุดมีเฉพาะลูกศรชี้ทิศทางเข้า
          6) สัญลักษณ์การตัดสินใจมีลูกศรชี้เข้า 1 ทิศทาง และชี้ออก 2 ทิศทาง คือ กรณีที่ผลที่ได้จากการตัดสินใจเป็นจริง หรือ เป็นเท็จ
          7) ใช้ลูกศรแสดงทิศทางการไหลของข้อมูลจากบนลงล่างหรือซ้ายไปขวา
         8) คำอธิบายในภาพควรสั้นกะทัดรัด และเข้าใจได้ง่าย
         9) ไม่ควรโยงเส้นเชื่อมผังงานที่อยู่ไกลมาก ๆ ควรใช้สัญลักษณ์จุดเชื่อมต่อแทน
         10)  เส้นของลูกศรที่ใช้บอกทิศทางของลำดับขั้นตอนวิธีการทำงาน ไม่ควรเขียนตัดกันหรือทับกัน
         11) ผังงานควรมีการทดสอบความถูกต้องของการทำงานก่อนนำไปเขียนโปรแกรม

ประโยชน์ของผังงาน มีดังนี้

          1) ใช้สำหรับติดต่อประสานงานระหว่างนักวิเคราะห์ระบบกับนักเขียนโปรแกรม หรือนักเขียนโปรแกรมกับผู้ใช้ ทำให้เข้าใจและเห็นภาพขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมได้ง่ายขึ้น
          2) ทำให้ง่ายในการเขียนโปรแกรม มองเห็นลำดับการทำงาน รู้ว่าสิ่งใดควรทำก่อน-หลัง และสามารถตรวจสอบข้อผิดพลาดของโปรแกรมได้ง่าย
          3) ใช้เป็นเอกสารอ้างอิง เพื่อให้นักเขียนโปรแกรมคนอื่นได้ทราบ เพราะผังงานไม่ขึ้นกับภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่งโดยเฉพาะ ทำให้เรียนรู้และเข้าใจการทำงานได้ง่าย
          4) จะช่วยในการปรับปรุง แก้ไข และบำรุงรักษาโปรแกรมทำได้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เอกสารอ้างอิง

น้อย สุวรรณมณี และคณะ.(2553). หนังสือเรียนแม็ค การงานอาชีพและเทคโนโลยีชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6 เล่มที่ 3. (หน้า 82-85).กรุงเทพฯ : แม็ค.

สถาบันพัฒนาคุณภาพวิชาการ (พว.)(2558). คู่มือครูหนังสือเรียน เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6 เล่มที่ 3 (หน้า 80-82).กรุงเทพฯ :

คุณภาพวิชาการ (พว.).สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.) กระทรวงศึกษาธิการ(2553). เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสารชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4-6(หน้า 196-200).กรุงเทพฯ :

สกสค.ลาดพร้าว.ฝ่ายตำราวิชาการคอมพิวเตอร์. (2553). การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (ภาษาซี)(หน้า 21-23).

กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยูเคชั่น.อาณัติ  รัตนถิรกุล. (2553).สร้างระบบ e-Learning ด้วย moodle.กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยูเคชั่น.

เพราะเหตุใดจึงต้องมีการออกแบบโปรแกรมก่อนการเขียน

การออกแบบก่อนการเขียนโปรแกรมสามารถทำได้ด้วยวิธีใด

สิ่งแรกที่ต้องทำก่อนเขียนโปรแกรมคืออะไร

ข้อดีของการใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ในการออกแบบคืออะไร