บทที่ 1 ความรู้พื้นฐานการเขียนโปรแกรม

บทที่  1 ความรู้พื้นฐานการเขียนโปรแกรม

            เนื้อหาในบทนี้จะกล่าวถึงขั้นตอนวิธีการทางคอมพิวเตอร์ (computer  algorithms)  เพื่อเป็นการให้ความรู้พื้นฐานก่อนการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์  รวมถึงเนื้อหาเกี่ยวกับโครงสร้างภายในโปรแกรมซึ่งจะประกอบด้วยเนื้อหาเกี่ยวกับลักษณะของโปรแกรมแบบโครงสร้าง  และรูปแบบโครงสร้างภายในโปรแกรม  เพื่อช่วยให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเลือกใช้คำสั่งให้สอดคล้องกับโครงสร้างภายในโปรแกรมได้  ซึ่งรายละเอียดของแต่ละเนื้อหามีดังต่อไปนี้

1.1 ขั้นตอนวิธีการทางคอมพิวเตอร์  (computer  algorithms)

            ก่อนที่เราจะเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่งเพื่อแก้ปัญหาทางคอมพิวเตอร์  เราควรศึกษาขั้นตอนวิธีการทางคอมพิวเตอร์   เพื่อให้เกิดความรู้ความเข้าใจที่ถูกต้องตามขั้นตอนวิธีดังนี้
            1) การวิเคราะห์งาน  (job analysis)
            2) การเขียนผังงานโปรแกรม  (program flowcharting)
            3) การเขียนโปรแกรม  (programming)
            4) การทดสอบ  และแก้ไขโปรแกรม  (testing and editing program)
            5) การจัดทำเอกสารประกอบ  และการบำรุงรักษาโปรแกรม  (documentation and maintenance program)

            1.1.1 การวิเคราะห์งาน  (job  analysis)                        ในการวิเคราะห์งานเราจะต้องกำหนดจุดประสงค์ของการวิเคราะห์งาน  และขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์งานแต่ละอย่างให้ได้  ซึ่งงานแต่ละอย่างมีรายละเอียดดังนี้
                        1.1.1.1  จุดประสงค์ของการวิเคราะห์งาน
                                    ในการวิเคราะห์งานแต่ละอย่างมีจุดประสงค์ของการวิเคราะห์งานที่สำคัญดังนี้
                                    1. เพื่อหาวัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรม
                                    2. เพื่อหารูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการ
                                    3. เพื่อหาข้อมูลนำเข้าที่ต้องใส่เข้าไปในโปรแกรม
                                    4. เพื่อหาตัวแปรที่จำเป็นต้องใช้ในโปรแกรม
                                    5. เพื่อหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม
                        1.1.1.2 ขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์งาน
                                    ในการวิเคราะห์งานแต่ละอย่างมีขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์งานที่สำคัญดังนี้
                       1) การหาวัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรม
ผู้เขียนโปรแกรมจะต้องหาวัตถุประสงค์จากงานที่จะเขียนโปรแกรมว่า ต้องการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาอะไรบ้างซึ่งจะทำให้เขียนโปรแกรมได้ตรงกับความต้องการหรือวัตถุประสงค์ของงานนั้น ๆ   
                       2) การหารูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการ
เมื่อผู้เขียนโปรแกรมหาวัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรมได้แล้ว ขั้นตอนต่อมาคือการกำหนดรูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการจากโปรแกรม  ซึ่งรูปแบบผลลัพธ์อาจอยู่ในลักษณะของข้อความหรือตัวเลข  หรือตาราง   หรือแผนภูมิ   หรืออาจใช้ผสมกันระหว่างตัวเลขกับข้อความ หรือข้อความกับตัวเลข  และตารางก็ได้   ขึ้นอยู่กับผู้เขียนโปรแกรมเป็นผู้กำหนดเอง    แต่โดยส่วนมากนิยมแสดงผลลัพธ์ของโปรแกรมให้อยู่ในรูปแบบที่เข้าใจง่ายมากกว่ารูปแบบที่ซับซ้อน
                       3) การหาข้อมูลนำเข้าที่ต้องใส่เข้าไปในโปรแกรม
ผู้เขียนโปรแกรมจะต้องหาข้อมูลนำเข้าจากผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรม โดยคำนึงถึงขั้นตอนวิธีการคำนวณ และข้อมูลที่จำเป็นต้องใส่เข้าไปเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ

            ตัวอย่างที่  1.1  ผลลัพธ์ที่ต้องการ  คือ  พื้นที่สามเหลี่ยมมุมฉากข้อมูลนำเข้าที่ต้องใส่เข้าไปในโปรแกรมคือ
                        1) สูตรคำนวณพื้นที่สามเหลี่ยมมุมฉาก
                                    พื้นที่สามเหลี่ยมมุมฉาก  =  ? x ฐาน x สูง
                        2) ความยาวของฐานและความสูงของรูปสามเหลี่ยม
                       4) การหาตัวแปรที่จำเป็นต้องใช้ในโปรแกรม
ตัวแปร  หมายถึง  ชื่อที่ผู้เขียนโปรแกรมสามารถตั้งขึ้นเองตามหลักการตั้งชื่อตัวแปรของภาษาคอมพิวเตอร์ที่นำมาเขียนโปรแกรม (หลักเกณฑ์การตั้งชื่อตัวแปรกล่าวไว้ในหัวข้อ 2.5.3.1)  เพื่อใช้ในการอ้างอิงการเก็บข้อมูลและเรียกใช้ข้อมูลภายในตัวแปร   ดังนั้นผู้เขียนโปรแกรมจะต้องตั้งชื่อตัวแปรที่ใช้ในการเก็บข้อมูลทั้งหมดภายในโปรแกรม   รวมถึงตัวแปรบางตัวที่ใช้ในการนับจำนวนรอบของการทำงานในโปรแกรมอีกด้วย

จากตัวอย่างที่  1.1  สามารถแสดงการวิเคราะห์งานตั้งแต่ขั้นตอนที่  1  ถึง  4  ได้ดังนี้             1) วัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรม             เพื่อคำนวณหาค่าพื้นที่สามเหลี่ยมมุมฉาก             2) รูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการ             พิมพ์ผลลัพธ์ที่ต้องการออกทางภาพดังนี้                         * ** output ***                         Base  =   5                         High   =   4                         Area   =   10             3) ข้อมูลนำเข้า  คือ  ความยาวฐานและความสูง             4) ตัวแปรที่ใช้                         B  =  ตัวแปรที่เก็บความยาวของสามเหลี่ยมมุมฉาก                            H  =  ตัวแปรที่เก็บความสูงของสามเหลี่ยมมุมฉาก                         Area  =    ตัวแปรที่เก็บผลลัพธ์ที่ได้จากการคำนวณตามสูตร                         Area  =   1/2*B*H               หรือ         Area  =   0.5*B*H

                       5) การหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม

การหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรมจะขึ้นอยู่กับลักษณะของการแก้ปัญหา  ดังนั้นนักเขียนโปรแกรมที่มีความชำนาญในระดับหนึ่งแล้วจะสามารถหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรมได้โดยไม่ยาก แต่สำหรับผู้ที่เริ่มต้นศึกษาการเขียนโปรแกรม  ควรหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรมตามคำแนะนำโดยเรียงตามลำดับดังนี้

ขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรมที่แนะนำ

5.1) เริ่มต้นทำงาน             5.2) กำหนดค่าเริ่มต้นให้กับตัวแปร             5.3) พิมพ์หัวรายงาน  (ถ้ามีรายงาน)             5.4) รับข้อมูลเข้าทีละเรคอร์ด             5.5) ตรวจสอบข้อมูลว่าเป็นชุดสุดท้ายหรือไม่                         5.5.1  ถ้าเป็นข้อมูลชุดสุดท้าย   ให้ไปทำงานข้อ 5.11                         5.5.2 ถ้าไม่ใช่ข้อมูลชุดสุดท้าย  ให้ทำงานข้อต่อมา  (ข้อ 5.6)             5.6) คำนวณผลลัพธ์             5.7) เปรียบเทียบผลลัพธ์  (ถ้ามี)             5.8) เพิ่มค่าตัวแปรสะสม  (ถ้ามี)             5.9) พิมพ์ค่าผลลัพธ์ทีละเรคอร์ด             5.10) ย้อนกลับไปทำงานข้อ 5.4             5.11) พิมพ์สรุป  (ถ้ามี)             5.12) จบการทำงาน

            ทั้งนี้การวิเคราะห์งานเพื่อแก้ปัญหาแต่ละอย่างอาจมีบางขั้นตอนแตกต่างกันไป  ดังนั้นคำแนะนำข้างต้นจึงเป็นเพียงแนวทางของการหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรมเท่านั้น    ซึ่งเวลาใช้งานจริงผู้วิเคราะห์งานต้องประยุกต์ให้เข้ากับปัญหาที่ต้องการแก้ไขต่อไป
            เพื่อความเข้าใจเกี่ยวกับขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์งานมากยิ่งขึ้น    ให้ศึกษาจากตัวอย่างการวิเคราะห์งานดังต่อไปนี้

            ตัวอย่างที่  1.2 จงเขียนวิเคราะห์งาน เพื่อเขียนโปรแกรมคำนวณ พื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า จำนวน 1 รูป โดยที่ผู้ใช้โปรแกรม จะต้องป้อนความกว้าง และความยาวของสี่เหลี่ยมผืนผ้า เข้าไปในโปรแกรม

            วิธีทำ   
            ขั้นตอนการวิเคราะห์งานทั้ง  5  ขั้นตอน   สามารถแสดงได้ดังนี้
            1) วัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรม
            เพื่อคำนวณพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าจำนวน 1 รูป
            2) รูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการ
            พิมพ์ผลลัพธ์ออกทางจอภาพ   ดังนี้

 

            3) ข้อมูลนำเข้า
                        3.1) สูตรคำนวณพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้า

                                    Area  =   Width*Length

                        3.2) รับค่าความกว้างและความยาวของสี่เหลี่ยมผืนผ้าผ่านทางคีย์บอร์ด
            4) ตัวแปรที่ตั้งขึ้นเพื่อใช้ในโปรแกรม
                        Width   =  ตัวแปรที่ใช้เก็บความกว้างของสี่เหลี่ยมผืนผ้า
                       Length  =  ตัวแปรที่ใช้เก็บความยาวของสี่เหลี่ยมผืนผ้า
                       Area = ตัวแปรที่ใช้เก็บพื้นที่ของสี่เหลี่ยมผืนผ้า
                       โดยคำนวณได้จากสูตร    Area   =   Width*Length
            5) ขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรมมีดังนี้
                       5.1) เริ่มต้นทำงาน
                        5.2) รับข้อมูลค่าความยาวและความกว้างของสี่เหลี่ยมผืนผ้าผ่านทางคีย์บอร์ด
                        5.3) คำนวณพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าตามสูตร
                        Area = Width*Length
                        5.4) พิมพ์ค่าความยาว   ความกว้าง   และพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าออกทางจอภาพ
                        5.5) จบการทำงาน

            1.1.2 การเขียนผังงานโปรแกรม  (program  flowcharting)
สำหรับหัวข้อการเขียนผังงานโปรแกรมจะประกอบด้วยเนื้อหาที่สำคัญดังนี้คือ ความหมายของผังงาน  ประเภทของผังงาน  สัญลักษณ์มาตรฐานที่ใช้เขียนผังงานโปรแกรม  หลักการเขียนผังงานโปรแกรม  และขั้นตอนการเขียนผังงานโปรแกรม  ดังรายละเอียดต่อไปนี้

                        1.1.2.1 ความหมายของผังงาน
                                    “ผังงาน”  (flowchart)  ทางคอมพิวเตอร์ หมายถึง แผนภาพที่เขียนขึ้นโดยใช้สัญลักษณ์มาตรฐาน เพื่อแสดงขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม หรือระบบงานที่ต้องการ

                        1.1.2.2 ประเภทของผังงาน
ผังงานสามารถจำแนกออกได้  2 ประเภท  คือ
                                    1) ผังงานระบบ (system flowchart)   หมายถึง   ผังงานที่แสดงถึงขั้นตอนวิธีการทำงานของระบบงานใดระบบหนึ่ง   ซึ่งในผังงานระบบจะแสดงให้เห็นถึงสื่อที่ใช้รับข้อมูล   บันทึกข้อมูล   วิธีการประมวลผล  ขั้นตอนการทำงานและความสัมพันธ์ของส่วนต่าง ๆ  ในระบบงานอย่างกว้าง ๆ  เพื่อให้เห็นภาพรวมของระบบงานใดระบบงานหนึ่ง  เช่น

 

รูปที่  1.1  ผังงานระบบแสดงการตัดเกรด
ที่มา : กรรณิการ์  กมลรัตน์, 2547.

                                    2) ผังงานโปรแกรม (program flowchart)    หมายถึงผังงานที่แสดงขั้นตอน วิธีการทำงานของโปรแกรมที่ต้องการเขียนขึ้น     ภายในผังงานโปรแกรม จะแสดงให้เห็นขั้นตอน วิธีการทำงาน ของโปรแกรมอย่างละเอียด เพื่อให้คอมพิวเตอร ์สามารถทำงานตามที่เขียนไว้ในผังงานโปรแกรม ได้อย่างถูกต้อง    โดยเราสามารถนำขั้นตอน วิธีการทำงานของโปรแกรมในขั้นการวิเคราะห์งาน มาเขียนเป็นผังงานโปรแกรมได้ทันที     จากนั้นก็สามารถนำผังงานโปรแกรม ไปเขียนโปรแกรมตามที่ต้องการได้   ดังนั้นในเรื่องของการเขียนผังงาน ที่จะกล่าวต่อไปนี้จะเกี่ยวข้องกับผังงานโปรแกรมทั้งสิ้น  เช่น

 

รูปที่  1.2  ผังงานโปรแกรมแสดงรายละเอียดการทำงานของโปรแกรมสำหรับตัดเกรด
ที่มา : เฉลิมพล  ทัพซ้าย, 2530 : 29.

                               1.2.1.3 สัญลักษณ์มาตรฐานที่ใช้เขียนผังงานโปรแกรม
สถาบันมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (American  National  Standard  Institute) และองค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน  (International  Organization  for  Standardization)  ได้ร่วมกันกำหนดสัญลักษณ์มาตรฐานที่ใช้เขียนผังงานโปรแกรม
โดยในเอกสารเล่มนี้จะนำเสนอสัญลักษณ์ที่นิยมนำมาใช้เขียนผังงานโปรแกรม ดังต่อไปนี้

            1. สัญลักษณ์  Process

Process

            ความหมายของ  Process  คือ  การกำหนดค่าหรือการคำนวณค่า

            ตัวอย่างที่  1.3  แสดงการกำหนดค่าให้ตัวแปร  Total

 

            ตัวอย่างที่  1.4  แสดงการคำนวณค่าผลรวมของตัวแปร  Total

                                      

             2. สัญลักษณ์  Decision

 

            ความหมายของ  Decision  คือ  การทดสอบเงื่อนไขหรือเปรียบเทียบเงื่อนไข เพื่อตัดสินใจทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งตามที่ต้องการ

            ตัวอย่างที่  1.5  แสดงการเปรียบเทียบเงื่อนไข  1  ทางเลือก

 

            ตัวอย่างที่  1.6  แสดงการเปรียบเทียบเงื่อนไข  2  ทางเลือก

 

 

            3. สัญลักษณ์  Start/ Stop program  หรือ  Terminal Interrupt

 

            ความหมายของสัญลักษณ์  คือ  การเริ่มต้นโปรแกรม  หรือการสิ้นสุดการทำงานของโปรแกรม   หรือหยุดการทำงานชั่วคราว
            ตัวอย่างที่  1.7  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์ Start/ Stop program  หรือ  Terminal Interrupt

         

            4. สัญลักษณ์   Input / Output

            ความหมายของสัญลักษณ์  คือ  การรับข้อมูล (input)  หรือการแสดงผลลัพธ์  (output)  โดยไม่ได้ระบุสื่อที่ใช้ 

            ตัวอย่างที่  1.8  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Input/ Output

 

            5. สัญลักษณ์  Display

                       

            ความหมายของสัญลักษณ์ คือ การแสดงผลลัพธ์ทางจอภาพ

            ตัวอย่างที่  1.9  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  display

 

            6. สัญลักษณ์  Document

            ความหมายของสัญลักษณ์  คือ  การพิมพ์ผลลัพธ์ออกทางกระดาษพิมพ์

            ตัวอย่างที่  1.10  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Document

            7. สัญลักษณ์  Manual  Input

            ความหมายของสัญลักษณ์  คือ  การรับข้อมูลหรือคำสั่งผ่านทางคีย์บอร์ด

            ตัวอย่างที่  1.11  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Manual  Input

 

            8. สัญลักษณ์  Manual  Operation

            ความหมายของสัญลักษณ์คือการรับข้อมูลหรือแสดงผลลัพธ์โดยไม่ระบุสื่อ

            ตัวอย่างที่  1.12  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Manual  Operation

 

            9. สัญลักษณ์  Connector

Connector

            ความหมายของสัญลักษณ์  คือ   แสดงจุดเชื่อมต่อจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งของผังงาน   โดยที่จุดเชื่อมต่อนี้อยู่ในหน้าเดียวกัน

            ตัวอย่างที่  1.13  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Connector

                                                         

            10. สัญลักษณ์  Off  page  Connector

 

      Off  page  Connector

            ความหมายของสัญลักษณ์  คือ   แสดงจุดเชื่อมต่อจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งของผังงาน   โดยที่จุดเชื่อมต่อนี้อยู่ต่างหน้ากัน

            ตัวอย่างที่  1.14  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Off  page  Connector

คำนวณค่า  Avg = Total + N เสร็จแล้ว  ไปทำงานต่อไปที่จุด  B  โดยที่จุด  B  อยู่ต่างหน้ากัน                
            

            11. สัญลักษณ์  flow line and arrowheads

            ความหมายของสัญลักษณ์ คือ แสดงทิศทาง การทำงานของผังงาน โดยใช้ลูกศร เป็นตัวกำหนดทิศทาง การทำงานของผังงาน
            ตัวอย่างที่  1.15  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  flow line and arrowheads

 

            12. สัญลักษณ์  Punched  Card

            ความหมายของสัญลักษณ์คือการรับข้อมูลหรือแสดงผลลัพธ์บนบัตรเจาะรู
            ตัวอย่างที่  1.16  แสดงการใช้งานสัญลักษณ์  Punched  Card

                        
                        1.1.2.4 หลักการเขียนผังงานโปรแกรม
การเขียนผังงานโปรแกรม   มีหลักการเขียนดังนี้

           1) เขียนผังงานจากด้านบนลงด้านล่าง
2) ใช้สัญลักษณ์ให้ตรงกับความหมายของผังงาน
3) ใช้เส้น flow line  และ arrowheads  แสดงทิศทางการทำงานของผังงาน
4) ใส่คำอธิบายลงในสัญลักษณ์สั้น ๆ แต่เข้าใจง่าย จะใช้ภาษาไทยหรืออังกฤษก็ได้
5) หลีกเลี่ยงการโยงเส้นทิศทางของผังงานให้ตัดกันเพราะจะทำให้สับสน   ควรใช้จุดเชื่อมต่อ (connector)  หน้าเดียวกันแทน  จะเข้าใจได้ง่ายและเป็นระเบียบ
6) พยายามเขียนผังงานให้จบในหน้ากระดาษเดียวกัน   แต่ถ้าไม่จบในหน้าเดียวกัน   ควรใช้จุดเชื่อมต่อต่างหน้ากระดาษ (off  page  connector)

                   1.1.2.5 ขั้นตอนการเขียนผังงานโปรแกรม
เพื่อความเข้าใจเกี่ยวกับขั้นตอนการเขียนผังงานโปรแกรมได้ถูกต้องให้ศึกษาจากตัวอย่างดังต่อไปนี้
ตัวอย่างที่ 1.17 จงเขียนผังงานโปรแกรมที่ได้วิเคราะห์งานมาแล้วในตัวอย่าง
ที่ 1.2

วิธีทำ

                                    จากการวิเคราะห์งานในตัวอย่างที่  1.2  จะได้ว่า

                                    ขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม   มีดังนี้
1) เริ่มต้นทำงาน
2) รับข้อมูลค่าความยาว  และความกว้างของสี่เหลี่ยมผืนผ้าผ่านทางคีย์บอร์ด
3) คำนวณพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าตามสูตร  Area = Width * Length
4) พิมพ์ค่าความยาว ความกว้าง  และพื้นที่สี่เหลี่ยมผืนผ้าออกทาง จอภาพ
5) จบการทำงาน

           การเขียนผังงานโปรแกรม จะนำขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม ที่ได้จากการวิเคราะห์งาน มาเขียนผังงานได้ดังนี้

รูปที่ 1.3  แสดงผังงานขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม
ที่มา : สมชาย  รัตนเลิศนุสรณ์, 2545 : 17.

            1.1.3  การเขียนโปรแกรม  (programming)
ในหัวข้อเรื่องการเขียนโปรแกรมจะกล่าวถึงเนื้อหา  2  ส่วน คือความหมายของโปรแกรมคอมพิวเตอร์  และภาษาคอมพิวเตอร์ดังมีรายละเอียดต่อไปนี้

                        1.1.3.1 ความหมายของโปรแกรมคอมพิวเตอร์
โปรแกรมคอมพิวเตอร์ (computer  program)    หมายถึง     ชุดของคำสั่งที่เขียนขึ้นเพื่อสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามที่ต้องการ    ส่วนการเขียนโปรแกรม (programming) หมายถึง การเขียนชุดคำสั่งด้วยภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่ง    เพื่อให้คอมพิวเตอร์ทำงานตามโปรแกรมที่เราเขียนขึ้น

                        ดังนั้น  ผู้เขียนโปรแกรม (programmer)  จึงจำเป็นต้องเรียนรู้ภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาใดภาษาหนึ่งหรือหลายภาษา    แล้วฝึกฝนทักษะการเขียนโปรแกรมด้วยภาษาคอมพิวเตอร์ที่ต้องการใช้งานให้เกิดความชำนาญจึงจะสามารถเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

                        1.1.3.2 ภาษาคอมพิวเตอร์
ภาษาคอมพิวเตอร์ (computer  language)  หมายถึง  ภาษาที่สามารถนำมาใช้เขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ได้   ซึ่งแต่ละภาษามีรายละเอียดดังต่อไปนี้

                         1) ภาษาเครื่อง (machine  language)
                        ภาษาเครื่องจัดเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาเดียวที่สามารถติดต่อกับคอมพิวเตอร์ได้โดยตรง    เพราะว่าการเขียนคำสั่งและข้อมูลในภาษาเครื่องใช้ระบบเลขฐานสอง (binary number system) คือใช้ตัวเลข 0  และ 1 เท่านั้น   ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้รวดเร็ว   ส่วนข้อเสียของภาษาเครื่อง  คือ  เครื่องคอมพิวเตอร์ต่างชนิดกันมีลักษณะการเขียนภาษาเครื่องที่แตกต่างกันไป  และเกิดความยุ่งยากในการปรับปรุงแก้ไข  ทำให้เกิดความไม่สะดวกในการใช้งาน    ดังนั้นภาษานี้จึงไม่เหมาะกับผู้เริ่มต้นเขียนโปรแกรม

ตัวอย่างที่  1.18  แสดงคำสั่งของภาษาเครื่องมีดังนี้  
ถ้าเราต้องการสั่งให้เครื่องทำงานตามคำสั่ง  9 + 3  แสดงได้ดังนี้
การบวกแทนด้วยรหัส                          10101010
เลข  9  เปลี่ยนเป็นเลขฐานสอง            00001001
เลข  3  เปลี่ยนเป็นเลขฐานสอง            00000011
ดังนั้น  คำสั่ง  9 + 3  เขียนเป็นภาษาเครื่องได้ดังนี้
00001001   10101010   00000011

                        2) ภาษาแอสเซมบลี (assembly  language)
                        ภาษาแอสเซมบลีหรือจะเรียกชื่ออีกอย่างว่าภาษาระดับต่ำ  ซึ่งเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเขียนโปรแกรมติดต่อกับคอมพิวเตอร์ได้ง่ายกว่าภาษาเครื่อง    ส่วนการเขียนคำสั่งในภาษาแอสเซมบลีจะใช้คำย่อของภาษาอังกฤษและอ้างถึงตำแหน่งที่อยู่ภายในคอมพิวเตอร์เป็นส่วนใหญ่  ได้แก่  MOVE, DC, DS, CL10 เป็นต้น    ผู้ที่ต้องใช้ภาษาแอสเซมบลีส่วนมากจะเป็นวิศวกรคอมพิวเตอร์  ดังนั้นภาษาแอสเซมบลีจึงไม่เหมาะกับผู้เริ่มต้นเขียนโปรแกรม

            ตัวอย่างที่  1.19  แสดงคำสั่งของภาษาแอสเซมบลีมีดังนี้  
ถ้าเราต้องการสั่งให้เครื่องทำงานตามคำสั่ง  9 + 3  แสดงได้ดังนี้
                MOV   AX,  9
                MOV   BX, 3
                ADD   AX, BX

                        3) ภาษาระดับสูง (high  level  language)
                        ภาษาระดับสูงเป็นภาษาที่ผู้เขียนโปรแกรมสามารถเข้าใจได้ง่ายกว่าภาษาแอสเซมบลีและภาษาเครื่อง ทั้งนี้ก็เพราะการเขียนคำสั่งของภาษาระดับสูงมีลักษณะเป็นภาษาอังกฤษ    ซึ่งอ่านแล้วเข้าใจได้ง่ายกว่าภาษาแอสเซมบลี  เช่น  ใช้คำว่า  READ, WRITE, PRINT, COMPUTE  เป็นต้น    ตัวอย่างของภาษาระดับสูงได้แก่   ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN), ภาษาโคบอล (COBOL),  ภาษาเบสิก (BASIC), ภาษาปาสคาล (PASCAL)  และภาษาซี (C)   เป็นต้น  ซึ่งแต่ละภาษามีประวัติพอสังเขปดังต่อไปนี้

• ภาษาฟอร์แทรน (FORTRAN  ย่อมาจาก  FORmula  TRANslator)  พัฒนาโดยบริษัท  IBM  ระหว่างปี ค.ศ.1954  ถึง  ค.ศ.1957  ภาษานี้ใช้สำหรับการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์  ที่ต้องใช้ในการคำนวณสมการคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน  ปัจจุบันภาษาฟอร์แทรนยังเป็นที่นิยมใช้  ในการพัฒนาโปรแกรมด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์
• ภาษาโคบอล (COBOL  ย่อมาจาก  Common  Business  Oriented  Language)  พัฒนาขึ้นในปี  ค.ศ.1959  เป็นภาษาที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์ด้านธุรกิจและการค้า  ปัจจุบันโปรแกรมที่ใช้ในด้านธุรกิจจำนวนมากยังเป็นโปรแกรมที่พัฒนามาจากภาษาโคบอล
• ภาษาเบสิก  (BASIC ย่อมาจาก  Beginners  All-purpose  Symbolic  Instructional  Code)  เป็นภาษาที่พัฒนาขึ้นโดยมีจุดประสงค์เพื่อให้ผู้เริ่มต้นพัฒนาโปรแกรมสามารถเรียนรู้และเข้าใจการพัฒนาโปรแกรมอย่างง่าย  ภาษาเบสิกเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ภาษาแรกที่ใช้เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์

                                    ภาษาคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นในยุคแรก  ยังมีข้อจำกัดในการที่จะพัฒนาโปรแกรมขนาดใหญ่  ทั้งนี้เนื่องจากภาษาคอมพิวเตอร์เหล่านั้นขาดโครงสร้างที่ดี  ทำให้การพัฒนาโปรแกรมที่มีขนาดใหญ่และมีความซับซ้อนเป็นไปได้ยาก  ในช่วงต้นปี  ค.ศ.1970  จึงมีภาษาคอมพิวเตอร์ที่เป็นภาษาเชิงกระบวนการ (Procedural  หรือ  Structural  Language)  เกิดขึ้น  ภาษาคอมพิวเตอร์ประเภทนี้จะมีความยืดหยุ่นในการพัฒนาโปรแกรม  ทำให้สามารถแก้ไขและบำรุงรักษาได้ง่าย  เนื่องจากโปรแกรมถูกแยกออกเป็นส่วน ๆ ภาษาคอมพิวเตอร์ที่เป็นภาษาเชิงกระบวนการที่สำคัญคือ

• ภาษาปาสคาล (Pascal) พัฒนาโดย  Niclaus  Wirth  ในปี ค.ศ.1971  โดยมีจุดประสงค์เพื่อใช้ในการสอนการเขียนโปรแกรมภาษาเชิงกระบวนการ  ในมหาวิทยาลัย  แต่เนื่องจากภาษาปาสคาลไม่มีคุณลักษณะที่จะสนับสนุนการพัฒนาโปรแกรมด้านธุรกิจและอุตสาหกรรมจึงไม่ได้รับความนิยมมากนัก
• ภาษาซี (C)  พัฒนาขึ้นในช่วงเดียวกับภาษาปาสคาล  โดยนักวิจัยที่ห้องปฏิบัติการ  AT&T  Bell  ซึ่งได้นำเอาจุดเด่นของภาษา  BCPL  และภาษา  B  มาใช้และได้เพิ่มคุณลักษณะและชนิดข้อมูลอื่นเข้ามาด้วย  เดิมภาษาซีถือว่าเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ที่สำคัญในการพัฒนาโปรแกรมบนระบบปฏิบัติการยูนิกส์  (Unix)  ซึ่งเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ที่สามารถสร้างโปรแกรมประยุกต์ที่ทำงานได้รวดเร็วมาก  เมื่อเทียบกับภาษาคอมพิวเตอร์อื่น ๆ

                        4) ภาษาระดับสูงมาก  (very  high  level  language)
                        ภาษาระดับสูงมาก   บางครั้งเรียกว่า  Fourth Gerneration Languages (4GLs)   เป็นภาษาที่มีลักษณะสำคัญ  คือ  ผู้เขียนโปรแกรมไม่ต้องบอกวิธีการทำงานโดยละเอียด   เพียงแต่ระบุคำสั่งให้ทำงานสั้น ๆ   ให้ภาษาระดับสูงมากเข้าใจก็เพียงพอ    ส่วนวิธีการคำนวณหรือการทำงานภาษาระดับสูงมากจะเป็นผู้จัดการเองทั้งสิ้น    บางครั้งเรียกว่า  non-procedure language
ตัวอย่างภาษาระดับสูงมาก  ได้แก่  ภาษา SQL (Structured  Query  Langauge) ซึ่งนิยมใช้กันในซอร์ฟแวร์พัฒนาระบบจัดการฐานข้อมูล   เช่น   ORACLE   เป็นต้น

                        5) ภาษาระดับธรรมชาติ  (natural   language)
                        ภาษาธรรมชาติจะเกี่ยวข้องกับระบบฐานความรู้ (knowledge based system )  และกฎอ้างอิง  (inference rules)  เพียงแต่ผู้ใช้ภาษาธรรมชาติป้อนคำถามผ่านเข้าไปในคอมพิวเตอร์ที่มีภาษาธรรมชาติก็จะทำการวิเคราะห์คำถามแล้วไปค้นหาคำตอบจากระบบฐานความรู้ที่เก็บไว้
ตัวอย่างของภาษาธรรมชาติ  ได้แก่  ภาษา  PROLOG และภาษา LISP  (List  Processing Language)

            1.1.4 การทดสอบ และแก้ไขโปรแกรม  (testing  and  editing  program)
            หลังจากที่เราเขียนโปรแกรมเสร็จแล้ว    ขั้นตอนต่อไป  คือ  การทดสอบโปรแกรมที่เขียนขึ้นซึ่งอาจพบความผิดพลาดได้  2  ชนิด   ดังนี้
                        1) ความผิดพลาดทางไวยากรณ์ภาษา (syntax  error)  เป็นความผิดพลาดที่เกิดจากการเขียนคำสั่งของภาษาคอมพิวเตอร์ผิด   ตัวอย่างเช่น    คำสั่ง  printf( )  ในภาษา C   ต้องเขียนด้วยตัวอักษรตัวเล็ก   แต่เขียนเป็น  PRINTF( )  เป็นต้น     โดยส่วนมากความผิดพลาดทางไวยากรณ์    จะถูกตรวจสอบพบเมื่อมีการแปลโปรแกรม (compile)  ให้เป็นภาษาเครื่อง  ซึ่งเราสามารถแก้ไขโดยการเขียนคำสั่งให้ถูกต้องตามไวยากรณ์ของภาษานั้น ๆ

                        2) ความผิดพลาดทางตรรกะ (logical  error)  เป็นความผิดพลาดที่เกิดจากการลำดับการทำงานผิดหรือป้อนสูตรคำนวณผิด ตัวอย่างเช่น ต้องการหาค่า  X = X + Y แต่ป้อนสูตรเป็น X = X * Y  อย่างนี้  เป็นต้น  วิธีการตรวจหาความผิดพลาดแบบนี้    คือ    ตรวจสอบการคำนวณผลลัพธ์ของโปรแกรมว่าตรงกับผลลัพธ์ที่คำนวณด้วยมือหรือเครื่องคิดเลขหรือไม่    ถ้าไม่ตรงกันแสดงว่าเกิดความผิดพลาดทางตรรกะขึ้น    วิธีการแก้ไขก็คือ  การแก้ไขสูตรให้ถูกต้อง หรือแก้ไขลำดับการทำงานให้ถูกต้อง
ดังนั้น  จะเห็นได้ว่าผู้เขียนโปรแกรมจะต้องทำการทดสอบโปรแกรมและแก้ไขโปรแกรมให้สามารถทำงานได้ตามที่ต้องการ

            1.1.5 การจัดทำเอกสารประกอบ และการบำรุงรักษาโปรแกรม (documentation  and  maintenance  program)
            เมื่อผู้เขียนโปรแกรมได้ทำการทดสอบโปรแกรมและแก้ไขความผิดพลาดที่เกิดขึ้นเรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนต่อไปก็ควรจัดทำคู่มือการใช้โปรแกรม    เพราะจะทำให้ผู้ใช้โปรแกรมสามารถใช้งานได้ถูกต้อง    โดยคู่มือการใช้โปรแกรมที่ดีควรจัดทำในลักษณะที่แสดงการทำงานเป็นขั้นตอน    ผู้ใช้โปรแกรมสามารถปฏิบัติตามได้จริง  ส่วนการบำรุงรักษาโปรแกรมที่พัฒนาขึ้นก็ต้องมีคำแนะนำให้ผู้ใช้โปรแกรมปฏิบัติ    ตัวอย่างเช่น    การเก็บโปรแกรมต้นฉบับ     ควรเก็บไว้ในกล่องที่มิดชิด     ป้องกันฝุ่นได้     ไม่ควรเก็บไว้บนโต๊ะทำงาน     ไม่ควรเก็บไว้ในรถยนต์เพราะอาจถูกอากาศร้อนทำให้เสียได้       นอกจากนี้ต้องมีการสำเนาโปรแกรมต้นฉบับเอาไว้    อย่างน้อย  1  ชุด  แล้วนำชุดที่สำเนาไปใช้    ไม่ควรใช้โปรแกรมต้นฉบับโดยตรง    ควรเก็บเอาไว้สำหรับกรณีที่โปรแกรมสำเนาเกิดปัญหาจะได้นำโปรแกรมต้นฉบับมาทำสำเนาและใช้งานได้ทันที