หน่วยที่4

การใช้คอมพิวเตอร์เเก้ปัญหา

1)การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา
   การวิเคราะห์และกำหนดรายละเอียดของปัญหา (State the Problem) ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนแรกสุดก่อนที่จะลงมือแก้ปัญหา แต่ผู้แก้ปัญหามักจะมองข้ามความสำคัญของขั้นตอนนี้อยู่เสมอ จุดประสงค์ของขั้นตอนนี้ คือ การทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อแยกให้ออกว่าข้อมูลที่กำหนดมาในปัญหาหรือ

อ่านต่อเงื่อนไขของปัญหาคืออะไร และสิ่งที่ต้องการคืออะไร อีกทั้งวิธีการที่ใช้ประมวลผล ในการวิเคราะห์ปัญหาใด กล่าวโดยสรุปมีองค์ประกอบในการวิเคราะห์ดังนี้
   1.1 การระบุข้อมูลเข้า ได้แก่ การพิจารณาข้อมูลและเงื่อนไขที่กำหนดมาในปัญหา
   1.2 การระบุข้อมูลออก ได้แก่ การพิจารณาเป้าหมายหรือสิ่งที่ต้องหาคำตอบ
   1.3 การกำหนดวิธีประมวลผล ได้แก่ การพิจารณาขั้นตอนวิธีการได้มาซึ่งคำตอบหรือข้อมูลออก
   2) การเลือกเครื่องมือและออกแบบขั้นตอนวิธี
   การเลือกเครื่องมือและออกแบบขั้นตอนวิธี (Tools and Algorithm Development) ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนของการวางแผนในการแก้ปัญหาอย่างละเอียดถี่ถ้วน หลังจากที่เราทำความเข้าใจกับปัญหา พิจารณาเงื่อนไขและข้อมูลที่มีอยู่ และสิ่งที่ต้องการหาในขั้นตอนที่ 1 แล้ว เราสามารถคาดคะเนวิธีการที่จะใช้ในการแก้ปัญหา ขั้นตอนนี้จำเป็นต้องอาศัยประสบการณ์ของผู้แก้ปัญหาเป็นหลัก หากผู้แก้ปัญหาเคยพบกับปัญหาทำนองนี้มาแล้วก็สามารถดำเนินการตามแนวทางที่ เคยปฏิบัติมา ขั้นตอนนี้จะเริ่มจากการเลือกเครื่องมือที่ ใช้ในการแก้ปัญหา โดยพิจารณาความเหมาะสมระหว่างเครื่องมือกับเงื่อนไขต่าง ๆ ของปัญหา ซึ่ง หมายรวมถึงความสามารถของเครื่องมือในการแก้ปัญหาดังกล่าว และสิ่งที่สำคัญที่สุดคือความคุ้นเคยในการใช้งานเครื่องมือนั้น ๆ ของผู้แก้ปัญหา อีกสิ่งหนึ่งที่สำคัญในการแก้ปัญหา คือ ยุทธวิธีที่ใช้ในการแก้ปัญหา หรือที่เราเรียกว่า “ขั้นตอนวิธี” (Algorithm) ในการแก้ปัญหา หลังจากที่เราได้เครื่องมือช่วยแก้ปัญหาแล้ว ผู้แก้ปัญหาต้องวางแผนว่าจะใช้เครื่องมือดังกล่าวเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูก ต้องและดีที่สุด การออกแบบขั้นตอนวิธีในการแก้ปัญหา ผู้แก้ปัญหาควรใช้แผนภาพหรือเครื่องมือในการแสดงขั้นตอนการทำงาน เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจ เช่น ผังงาน (Flowchart) ที่จำลองขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาในรูปของสัญลักษณ์ รหัสจำลอง (Pseudo Code) ซึ่งเป็นการจำลองขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาในรูปของคำบรรยาย การใช้เครื่องมือช่วยออกแบบดังกล่าว นอกจากแสดงกระบวนการที่ชัดเจนแล้วยังช่วยให้ผู้แก้ปัญหาสามารถหาข้อผิดพลาด ของวิธีการที่ใช้ได้ง่าย และแก้ไขได้อย่างรวดเร็ว


   3) การดำเนินการแก้ปัญหา
   การดำเนินการแก้ปัญหา (Implementation) หลังจากที่ได้ออกแบบขั้นตอนวิธีเรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนที่ต้องลงมือแก้ปัญหาโดยใช้เครื่องมือที่ได้เลือกไว้ หากการแก้ปัญหาดังกล่าวใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาช่วยงาน ขั้นตอนนี้ก็เป็นการใช้โปรแกรมสำเร็จหรือใช้ภาษาคอมพิวเตอร์เขียนโปรแกรมแก้ ปัญหา ขั้นตอนนี้ต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับเครื่องมือที่เลือกใช้ ซึ่งผู้แก้ปัญหาต้องศึกษาให้เข้าใจและเชี่ยวชาญ ในขณะที่ดำเนินการ หากพบแนวทางที่ดีกว่าที่ออกแบบไว้ ก็สามารถปรับเปลี่ยนได้
   4) การตรวจสอบและปรับปรุง
   การตรวจสอบและปรับปรุง (Refinement) หลังจากที่ลงมือแก้ปัญหาแล้ว ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าวิธีการนี้ให้ผลลัพธ์ที่ถูกต้อง โดยผู้แก้ ปัญหาต้องตรวจสอบว่าขั้นตอนวิธีที่สร้างขึ้นสอดคล้องกับรายละเอียด ของปัญหา ซึ่งได้แก่ ข้อมูลเข้า และข้อมูลออก เพื่อให้มั่นใจว่าสามารถร องรับข้อมูลเข้าได้ในทุกกรณีอย่างถูกต้องและ สมบูรณ์ ในขณะเดียวกันก็ต้องปรับปรุงวิธีการเพื่อให้การแก้ปัญหานี้ได้ผลลัพธ์ที่ดี ที่สุด

   ขั้นตอนทั้ง 4 ขั้นตอนดังกล่าวข้างต้น เป็นเสมือนขั้นบันได (Stair) ที่ทำให้มนุษย์สามารถประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ได้ รวมทั้งการเขียนหรือพัฒนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อแก้ปัญหา ก็ต้องใช้กระบวนการตามขั้นตอนทั้ง 4 นี้เช่นกัน

สัญลักษณ์
เครื่องหมายรูปแบบต่าง ๆ ซึ่งใช้สำหรับสื่อสารความหมายให้เข้าใจตรงกัน สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกา (The American National Standard Institute : ANSI) ได้กำหนดสัญลักษณ์ไว้เป็นมาตรฐานแล้ว สามารถนำไปใช้ได้ตามความเหมาะสมต่อไป ซึ่งมีรายละเอียด รูปแบบ และความหมายที่ควรทราบตามตารางต่อไปนี้

ตัวอย่างที่ 6.7 แสดงผังงานที่จำลองขั้นตอนวิธีการหาค่าเฉลี่ยของจำนวนเต็ม 5 จำนวน ให้อยู่ในรูปของสัญลักษณ์

5. การจัดทำเอกสารและบำรุงรักษาโปรแกรม

   1. เอกสารประกอบโปรแกรม มีความสำคัญกับการเขียนโปรแกรมมาก อาจจะเริ่มทำไปพร้อมกับการเขียนโปรแกรม แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ คู่มือผู้ใช้(User manual) จะอธิบายวิธีการใช้โปรแกรม คู่มือโปรแกรมเมอร์(Programmer manual) จะมีรายละเอียดต่าง ๆ เกี่ยวกับ ชื่อโปรแกรม ชื่อผู้เขียนโปรแกรม วันที่เขียนโปรแกรม จุดประสงค์ของโปรแกรม สื่อที่ใช้ในการบันทึกข้อมูลเข้า ผลลัพธ์ที่ได้ วิธีการขั้นตอนต่าง ๆ ในโปรแกรม รวมทั้งผังงาน ฯลฯ เป็นประโยชน์ในการแก้ไขโปรแกรมในอนาคต

   2. การบำรุงรักษาโปรแกรม คือการปรับปรุงแก้ไขโปรแกรมให้ทันสมัยเหมาะกับสภาวะการณ์ที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน รวมถึงการรักษาสื่อข้อมูลที่มีโปรแกรมบันทึกอยู่ ให้อยู่ในสภาพพร้อมใช้งานได้