พื้นฐานโครงสร้างข้อมูล

คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่สร้างขึ้นมาเพื่อใช้จัดการและ เปลี่ยนแปลงข้อมูลข่าวสาร (Information) ดังนั้น จึงต้องมีการศึกษาถึงการควบคุมดูแลการทำงานของคอมพิวเตอร์ที่ยุ่งเกี่ยวกับ ข้อมูลข่าวสาร เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงแก้ไขหรือเพื่ออำนวยประโยชน์ที่ต้องการการทำงานเพื่อน แก้ไขปัญหาต่าง ๆ ด้วยระบบคอมพิวเตอร์จะประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ทางด้านฮาร์ดแวร์ (Hardware) เช่น ซีพียู (CPU) หน่วยความจำ (Memory) อุปกรณ์รับส่งข้อมูล(Input/Output Device)และซอฟแวร์(Software)ที่นำมาใช้ควบคุมการทำงานของฮาร์ดแวร์ เพื่อแก้ไขปัญหานั้น ๆ ในการแก้ไขปัญหาจึงต้องมีกระบวนการพัฒนาซอฟต์แวร์ (Software Development) ที่เป็นขั้นตอนมาใช้ดังนี้
ขั้นตอนการพัฒนาซอฟแวร์
การแยกแยะและวิเคราะห์ปัญหา
                ในขั้นตอนแรกเป็นการแก้ไขปัญหาโดยการวิเคราะห์และแยกแยะ สิ่งแรกที่ต้องพิจารณา คือ เอาต์พุต ที่ต้องการและมีข้อมูลข่าวสารอะไรบ้างที่ทำที่ทำให้สามารถแก้ไขปัญหาได้หลัง จากพิจารณาเอ้าท์พุตก็คือพิจารณาอินพุต และมีข้อมูลข่าวสารอะไรบ้างที่ทำให้สามารถแกไขปัญหาได้ หลังจากแยกแยะเอ้าท์พุตและอินพุต รวมถึงข้อมูลข่าวสารที่ต้องการเสร็จสิ้นลงก้เป็นการพัฒนาเขียนอัลกอรึทึมและ โปรแกรม
การออกแบบระบบ
                เนื่องจากระบบคอมพิวเตอร์ไม่สามารถที่จะเข้าใจและแกไขปัญหาบางอย่างได้ จึงต้องมีวิธีการที่จะแก้ไขปัญหาโดยการออกแบบระบบ ซึ่งเป็นการวางแผนออกแบบที่แยกแยะออกเป็นปัญหาย่อย และพิจารณาสร้างชุดคำสั่งเพื่อแก้ไขปัญหาย่อยนั้น จากนั้นมารวมกันเป็นระบบที่สามารถแก้ไขปัญหาทั้งหมด มีลักษณะการวางแผนออกแบบจากบนลงล่าง (Top-down Design) ซึ่งประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก ๆ คือ
                1. โครงสร้างข้อมูล (Data Strutcure) ใช้ควบคุมและจัดการกับข้อมูลของปัญหานั้น ๆ หรือที่เรียกว่าชนิดข้อมูลมีโครงสร้าง เรียกสั้น ๆ ว่าชนิดข้อมูล เช่น ชนิดข้อมูลอาร์เรย์ ชนิดข้อมูลสแตก และชนิดข้อมูลลิ้งค์ ลิสต์ การออกแบบระบบต้องเลือกใช้โครงสร้างข้อมูลอย่างเหมาะสมเพื่อจัดการกับข้อมูล ที่ใช้ในระบบ
                2. การออกแบชุดคำสั่ง (Module Design) ในการแก้ไขปัญหาจะต้องมีกระบวนการทำงานเพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลข่าวสารหรือ เอ้าท์พุต ที่ต้องการโดยชุดคำสั่งเป็นส่วนประกอบของระบบ จึงต้องมีการออกแบบการทำงานที่เป็นชุดคำสั่งหรือโมดุลนั้นๆ และเรียกว่า อัลกอรึทึม ได้เป็น
โครงสร้างข้อมูล + อัลกอริทึม = โปรแกรม
                การที่จะเลือกใช้โครงสร้างข้อมูลและอัลกอริทึมในการออกแบบให้การทำงานอย่ส งมีประสิทธิภาพ  ซึ่งถือว่าเป็นหัวใจสำคัญของการออกแบบซอฟต์แวร์จะพิจารณาได้จากลักษณะดังต่อ ไปนี้

1. ความถูกต้อง
2. ระยะเวลาการทำงาน
3. จำนวนพื้นที่ใช้งาน
4. ความเรียบง่าย
5. ความเหมาะสมที่สุด

การเขียนคำสั่งและรวมกัน
                การเขียนคำสั่ง (Coding) คือ การเขียนคำสั่งต่าง ๆ ของโปรแกรมให้ทำงานเป็นไปตามโครงสร้างข้อมูลและอัลกอริทึมด้วยภาษาเขียน โปรแกรมภาหนึ่ง ถ้าโครงสร้างข้อมูลและอัลกอริทึมถูกออกแบบไว้เป็นอย่างดีทำให้กระบวนการแปลง คำสั่งจากภาษาเขียนให้เป็นภาษาเครื่องก็จะง่ายไม่ยุ่งยากลำบาก
                การรวมกัน (Integration) เป็นกระบวนการนำคำสั่งต่าง ๆ ที่เขียนเป็นแต่ละชุดคำสั่งมารวมกันและให้มีการทำงานร่วมกันได้เป็นซอฟต์แวร์โปรแกรมขึ้นมา
                การเขียนโปรแกรมที่ดีนั้นจะต้องมีความถูกต้องในการทำงาน สามารถอ่านคำสั่งและทำความเข้าใจได้ง่าย จึงต้องมีโครงสร้างการเขียนโปรแกรมที่ดี ซึ่งมีวิธีการเข้ามาช่วยเหลือในการเขียนโดยพิจารณาได้จากเรื่องต่อไปนี้
                1. การเขียนโปรแกรมควรเป็นแบบบนลงล่าง (Top-Down) โดยเฉพาะกับปัญหาที่มีขนาดใหญ่หรือมีความซับซ้อน จึงควรแยกปัญหาใหญ่ออกเป็นปัญหาย่อย ๆ จากการเขียนคำสั่งทั้งหมดในโปรแกรม ก็แยกเป็นชุดคำสั่งย่อย ๆ
                2. ใช้โครงสร้างควบคุมการทำงาน (Control Structure) ในการเขียนโปรแกรมหรือชุดคำสั่ง เช่น การใช้เงื่อนไข IF การใช้วนลูปแบบต่าง ๆ
                3. ควรใช้ตัวแปรที่เป็นแบบโลคอล (Local Variable) และใช้กับชุดคำสั่งเพื่อแก้ปัญหาย่อย
                4. ควรใช้ตัวแปรพารามิเตอร์ (Parameter)  กับชุดคำสั่งเพื่อแก้ไขปัญหาย่อย หลีกเลี่ยงที่จะใช้ตัวแปรที่เป็นแบบโกลบอล และตัวพารามิเตอร์ควรมีการป้องกันหากมีการแก้ไขค่า
                5. นำตัวแปรค่าคงที่ ( Constant Variable) มาใช้ จะช่วยให้การเขียนโปรแกรมมีความยืดหยุ่นมากขึ้นและอ่านเข้าใจง่าย
                6. การเขียนโปรแกรมควรมีการจัดพื้นที่หรือบรรทัดว่างเพื่อให้อ่านสะดวก มีการย่อหน้าเพื่อจัดระดับของคำสั่งและมีลักษณะที่เป็นกรอบ
ทดสอบความถูกต้อง
                1. การตรวจคำสั่ง (Validation) เป็นการตรวจสอบการเขียนโปรแกรมว่ามีความถูกต้องตามโครงสร้างของภาษาและทำงานตรงตามที่ต้องการหรือไม่
                2. การตรวจสอบความจริง (Verification) เป็นการตรวจสอบขั้นตอนการทำงานของโปรแกรมว่ามีความถูกต้องและสอดคล้องกัน หรือไม่
                3. การทดสอบ (Testing) เป็นการทดสอบการทำงานว่าในแต่ละส่วนหรือชุดคำสั่งและการทำงานทั้งหมดใน โปรแกรมมีความถูกต้องหรือไม่ มีการทดสอบแต่ละยูนิต   ทดสอบการรวมกันของยูนิต
การดูแลระบบ
                หลังจากการพัฒนาซอฟต์แวร์เสร็จสมบูรณ์และนำไปใช้งาน  หากมีความต้องการที่จะเปลี่ยนแปลงแก้ไขเพื่อเติม  หรือโปรแกรมมีปัญหาเกิดขึ้น  จึงต้องมีการดูแลระบบ เพื่อนำกลับมาปรับปรุงแก้ไขใหม่ให้เป็นไปตามความต้องการ
ความหมายโครงสร้างข้อมูล/ชนิดข้อมูล
                การทำงานของคอมพิวเตอร์จะมีการจัดการอย่างไรเพื่อให้ได้มาซึ่งข้อมูลข่าว สาร   และสามารถนำมาใช้งานออกมาเป็นข้อมูลข่าวสารในรูปแบบต่าง ๆ  ที่ทำความเข้าใจได้  แต่เนื่องจากคอมพิวเตอร์เป็นเพียงเครื่องจักรที่ไม่สามารถเข้าใจความหมายของ ข้อมูลข่าวสารได้เช่นเดียวกับคน  จึงมีการกำหนดรูปแบบที่ใช้สื่อความหมายของข้อมูลข้าวสารให้คอมพิวเตอร์กับ ผู้ใช้งานเข้าในตรงกันเรียกว่า โครงสร้างข้อมูลหรือชนิดข้อมูล โดยแบ่งออกได้เป็นดังนี้

บิต (Bit)
                เป็นหน่วยที่เล็กที่สุดในการทำงานของคอมพิวเตอร์ที่แสดงเป็นสถานะได้ 2 สถานะ คือ เปิดกับปิด จึงกำหนดเป็นการเก็บค่าได้ 2 ค่า คือ 0 กับ 1 เรียกว่าไบนารี่ดิจิต (Binary Digit)
ไบต์ (Byte)
                เป็นการนำบิตหลาย ๆ บิตมาเรียงต่อรวมกันเพื่อกำหนดค่าได้มากขึ้น เช่น 3 บิต มาต่อเรียงกันจะทำให้เกิดสถานะที่ต่างกันคือ 000,001,010,100,011,010, และ 111 ก็จะได้เป็น 8 สถานะ เมื่อนำบิตมาเรียงต่อรวมกันเป็น 8 บิต เรียกว่าไบต์ มี 256 สถานะ และกำหนดเป็นโครงสร้างข้อมูลที่มีขนาดเล็กที่สุดที่ใช้งานได้ มีค่าตั้งแต่ 0 – 255 (00000000 – 11111111)
เลขจำนวนเต็ม (Integer)
                เป็นการนำบิตหลาย ๆ บิตมาเรียงต่อรวมกันเพื่อกำหนดเป็นเลขจำนวนเต็ม ซึ่งได้เป็นระบบเลขฐานสอง โดยแต่ละบิตมีความหมายเป็นเลขยกกำลังสอง เช่น 20 = 1, 23 = 8 หรือ
21 + 22 +25 = 2+4+32 = 38 เลขที่ได้เป็นเลขจำนวนเต็มบวก ถ้าต้องการเป็นเลขจำนวนเต็มลบ จะต้องใช้วิธีการเรียกว่า One-complement Notation โดยการเปลี่ยนค่าของบิตที่เป็น 0 ให้เป็น 1 และค่าที่เป็น 1 ให้เป็น 0 เช่น 00100110 = 38 เมื่อสลับค่าจะได้บิต 11011001 = -38 ด้วยวิธีนี้ทำให้เก็บค่าได้ทั้งเลขจำนวนเต็มบวกและเต็มลบ ซึ่งมีบิตซ้ายสุดเป็นตัวกำหนดให้มีค่าบวกหรือลบเรียกว่า Sign Bit เมื่อนำบิตมาเรียงต่อกัน 16 บิตได้เป็นเลขจำนวนเต็มฐานสิบ มีอีกวิธีคือ Two-complement Notation โดยการบวกค่า 1 เข้าไปกับค่าของ One-complement Notation  เช่นจาก 11011001 = -38 เมื่อบวก 1 จะได้ 11011010 = -38 เช่นกัน แต่วิธีนี้จำทำให้เก็บค่าได้มากกว่า คือ มีตั้งแต่ -2n-1 ถึง 2n-1 -1 ดังต่อไปนี้
1000000000000000 = -32768                         0000000000000000 = 0
1000000000000001 = -32767                         0000000000000001 = 1
1000000000000010 = -32766                         0000000000000010 = 2
1111111111111101 = -3                                  0111111111111101 = 32765
1111111111111110 = -2                                  0111111111111110 = 32766
1111111111111111 = -1                                  0111111111111111 = 32767


เลขจำนวนจริง (Real Number)
                เป็นรูปแบบของตัวเลขที่มีเลขทศนิยมเรียกว่า Floating – point Number โดยทำการแบ่งบิตออกเป็นสองส่วน โดยบิตที่อยู่ด้านซ้ายเก็บค่าเป็นตัวเลขจำนวนเต็ม เรียกว่า แมนทิสสา (Mantissa) การเก็บค่าเป็นแบบเดียวกับตัวเลขจำนวนเต็ม ส่วนบิตที่อยู่ด้านขวาเก็บค้าเป็นจำนวนหลักของ เลขทศนิยมเรียกว่า เอ็กซ์โพเนนท์ (Exponent) ในการเก็บจะใช้วิธี Two – complement Notation ซึ่งได้มาจากเลขยกกำลังของ 10 เช่น .01 = 10-2, 6.25 x 10-2 การเก็บค่าเลขทศนิยมจะใช้บิตจำนวน 32 บิต โดยแบ่งส่วนที่เป็นแมนทิสสาจำนวน 24 บิต และส่วนที่เป็นเอ็กซ์โพเนนท์จำนวน 8 บิต ดังนี้
                00000000000000000000000000000000 = 0
                00000000000000000000110000000011 = 12000
                00000000000000000000010111111111 = 0.5
                00000000000000000000010111111010 = 0.000005
                11111111011010001001111111111110 = -387.53
ตัวอักษร (Character)
                เป็นการเก็บค่าที่เป็นตัว อักษร แต่เนื่องจากคอมพิวเตอร์ไม่สามารถเข้าใจจึงใช้เลขจำนวนเต็มสื่อความหมายแทน โดยใช้บิตจำนวน 8 บิต เรียกว่า Bit String ซึ่งค่าตัวเลขที่ได้จะกำหนดเป็นตัวอกษรหนึ่งตัว ดังนั้นจะได้ตัวอักษรทั้งหมด 256 ตัวที่เรียกว่าเอ็บซีดิก (EBCDIC) เช่น
 ตัวอักษรA จะมีค่า 01000001 = 65 หรือ B มีค่า 01000010 = 66 ประกอบด้วยอักษรตัวเล็ก ตัวใหญ่ ตัวเลข และตัวอักษรพิเศษ และที่ใช้เพียง 7 บิตเรียกว่าวหัสแอสกี (ASCII Code) ใช้ครึ่งเดียวของเอ็บซีดิกแต่การทำงานรวดเร็วกว่า เมื่อใดที่นำตัวอักษรหลาย ๆ ตัวมาเรียงต่อกันก็จะได้เป็นข้อความ เช่น AB จะได้เป็น 0100000101000010 หากต้องการเก็บจำนวนรูปแบบของตัวอักษรมากกว่านี้ก็สามารถทำได้โดยการเพิ่ม จำนวนบิตเข้าไป ซึ่งขึ้นกับสถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์จะรับได้หรือไม่ เช่นใช้ 10 บิตก็จะได้ตัวอักษร 1024 รูปแบบ
โครงสร้างข้อมูลเบื้องต้นและโครงสร้างข้อมูลนามธรรม
                จากรูปแบบต่าง ๆ ของส่วนที่เป็นข้อมูลข่าวสาร คอมพิวเตอร์ไม่สามารถจะให้ความหมายได้ว่าคืออะไร แต่เมื่อนำการจัดการให้มีการทำงานที่เป็นรูปแบบตามที่กำหนดก็จะสามารถสื่อ ความหมายขึ้นมาได้ ด้วยกระบวนการจัดการแบบนี้จะเรียกว่าโครงสร้างข้อมูลหรือชนิดข้อมูลและด้วย วิธีการดังกล่าวจึงนำไปใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆได้
               
โครงสร้างข้อมูลมีส่วนสำคัญในระบบคอมพิวเตอร์ ตัวแปรทุกตัวต้องมีการกำหนดชนิดข้อมูลซึ่งอาจเปิดเผยชัดเจน หรือปิดบังไว้ โครงสร้างข้อมูลเหล่านี้จึงมีลักษณะทางตรรกะ  แต่ในทางกายภาพ อาจมีความแตกต่างกัน โครงสร้างข้อมูลสามารถแบ่งออกเป็นแต่ละประเภทดังในรูปที่ 1.1 ซึ่งแบ่งตามลักษณะวิธีการจัดเก็บข้อมูล

โครงสร้างข้อมูลเบื้องต้น	โครงสร้างข้อมูล เรียบง่าย	โครงสร้างข้อมูลซับซ้อน			การจัดการแฟ้มข้อมูล
		เชิงเส้น	ไม่เป็นเชิงเส้น
			ไบนารี	N-อาร์เรย์
เลขจำนวนเต็ม	อาร์เรย์	สแตก	ไบนารีทรี	กราฟ	แฟ้มข้อมูลลำดับ
เลขทศนิยม	สตริง	คิว	ไบนารีเสิร์ชทรี	ทรี	แฟ้มข้อมูลโดยตรง
บูลีน	เรคคอร์ด	ลิ้งลิสต์		เสิร์ชทรี M-ทาง	แฟ้มข้อมูลลำดับเชิงดัชนี
ตัวอักษร				บีทรี	แฟ้มข้อมูลหลายคีย์
				บี*-ทรีมบีพลัว-ทรี
				ทราย

รูปที่ 1.1 ประเภทของโครงสร้างข้อมูล

                1. โครงสร้างข้อมูลเบื้องต้น (Primitive Data Structure) เป็นชนิดข้อมูลที่ไม่มีโครงสร้างข้อมูลอื่นมาเป็นส่วนประกอย เมื่อต้องการเก็บค่าสามารถเรียกใช้งานได้ทันที บางครั้งเรียกว่าชนิดข้อมูลพื้นฐาน (Base Type) หรือสร้างมาให้ใช้ด้วยภาษานั้น ๆ
                ส่วนโครงสร้างข้อมูลแบบอื่น ๆ จะมีโครงสร้างข้อมูลอื่นเป็นส่วนประกอบ เมื่อต้องการใช้จะต้องกำหนดรูปแบบรายละเอียดโครงสร้างขึ้นมาก่อนเรียกว่า ข้อมูลชนิดผู้ใช้กำหนด
(Uses-defined Type) ดังนี้
                2. โครงสร้างข้อมูลแบบเรียบง่าย (Simple Data Structure) จะมีสมาชิกที่เป็นโครงสร้างข้อมูลอื่นเป็นส่วนประกอบ มีรูปแบบง่าย ๆ ไม่ซับซ้อน สามารถทำความเข้าใจและสร้างขึ้นมาใช้งานได้ง่าย
                3. โครงสร้างข้อมูลเชิงเส้น (Linear Data Structure) เป็นโครงสร้างที่ความซับซ้อนมากขึ้น ประกอบด้วยสมาชิกที่เป็นโครงสร้างข้อมูลอื่นจัดเรียงต่อกันเป็นแนวเส้น
               
4. โครงสร้างข้อมูลไม่เป็นเชิงเส้น (Nonlinear Data Structure) เป็นโครงสร้างที่มีความซับซ้อนเช่นกัน ประกอบด้วยสมาชิกที่เป็นโครงสร้างข้อมูลอื่นจัดเรียงกันในรูปแบบไบนารี่ ที่จัดเรียงสมาชิกมีการแยกออกเป็นสองทาง และแบบ N- อาร์เรย์ ที่จัดเรียงสมาชิกมีการแยกออกได้หลายทางหลายรูปแบบไม่แน่นอน
5. โครงสร้างการจัดการแฟ้มข้อมูล (File Organization) เป็นโครงสร้างสำหรับนำข้อมูลเก็บไว้ในหน่วยความจำสำรอง โดยข้อมูลจะอยู่ในรูปแบบโครงสร้างข้อมูลอื่น และมีวิธีการจัดการโดยการนำโครงสร้างข้อมูลอื่น ๆ มาช่วย
โครงสร้างข้อมูลต่าง ๆที่กล่าวมาอาจต้องมีการควบคุมการทำงานที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลและส่วนที่มา เกี่ยวข้องให้เป็นไปตามที่ต้องการเรียกว่า โครงสร้างข้อมูลนามธรรม ลักษณะโครงสร้างจะแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนข้อมูลและส่วนปฏิบัติการ โดนภายในจะมีรายลเอียดการทำงานต่าง ๆ ประกอบด้วยโครงสร้างการจัดเก็บข้อมูลและอัลกอริทึม เมื่อใดที่เรียกใช้งานโครงสร้างนามธรรมในส่วนรายละเอียดการทำงานจะไม่ถูก เกี่ยวข้องหรือมีผลกระทบโดยถูกปิดบังไว้ จะเห็นว่าโครงสร้างข้อมูลซับซ้อนจะเป็นโครงสร้างข้อมูลนามธรรมที่ต้องมีส่วน การจัดเก็บข้อมูลและส่วนปฏิบัติการ
โครงสร้างข้อมูลกับภาษาเขียนโปรแกรม
                ภาษาเขียนโปรแกรม (Programming Language) ช่วยให้ผู้เขียนโปรแกรมสามารถกำหนดโครงสร้างข้อมูลที่มีความหมายให้กับตำแปร เนื่องจากตัวแปรเหล่านี้ต้องเก็บค่าตามลักษณะของโครงสร้างข้อมูลที่ได้กำหนด มาและส่วนของการปฏิบัติการที่ช่วยให้การทำงานกับโครงสร้างข้อมูลมีความถูก ต้อง ภาษาเขียนโปรแกรมหลายภาษาจะมีแนวทางที่แตกต่างกันในการกำหนดโครงสร้างข้อมูล มาให้ใช้ เช่น ภาษาซี(C) อนุญาตให้โครงสร้างข้อมูลตัวอักษรกับเลขจำนวนเต็มสามารถใช้ร่วมกันและคำนวณ ได้ ภาษาปาสคาล (Pascal) จะต้องประกาศตัวแปรอย่างชัดเจนว่ากำหนดโครงสร้างข้อมูลเป็นแบบใด ขณะที่ภาษาฟอร์แทรน(Fortran) เป็นการประกาศปิดบังไว้จึงไม่ต้องกำหนดโครงสร้างข้อมูลให้กับตัวแปร

การอธิบายการประมวลผล (Process Description)

การอธิบายการประมวลผล (Process Description)

  การวิเคราะห์ความต้องการของผู้ใช้โดยการใช้แผนภาพการไหลของข้อมูล (Data Flow Diagram) โดย การเขียนสัญลักษณ์การประมวลผลนั้นจะเขียนเพียงหัวข้อในการประมวลผลเท่านั้น ยังไม่มีการเขียนคำอธิบายโดยละเอียด ซึ่งเราสามารถเขียนอธิบายโดยละเอียดได้ด้วยการเขียนคำอธิบายการประมวลผล (Process Description) หรือ Process Specification

จุดประสงค์ของการเขียน Process Specification เพื่อ ใช้เป็นสื่อระหว่างผู้ใช้ระบบโปรแกรมเมอร์ และนักวิเคราะห์ระบบ ได้เข้าใจตรงกันในการประมวลผลนั้น โดยโปรแกรมเมอร์จะเข้าใจการประมวลผลนั้นเพื่อใช้ในการเขียนโปรแกรม โดยเฉพาะในกรณีของการมีโปรแกรมเมอร์หลายคนในการเขียนโปรแกรมในการสื่อให้ เข้าใจตรงกัน ส่วนผู้ใช้ระบบจะได้เห็นถึงผลการวิเคราะห์ของนักวิเคราะห์ระบบว่าเข้าใจถูก ต้องหรือไม่

จุดมุ่งหมายในการใช้การอธิบายการประมวลผลนั้นสรุปได้ 3 ข้อคือ

1.เพื่อให้การประมวลผลนั้นชัดเจน เข้า ใจง่าย การใช้วิธีนี้จะทำให้ผู้วิเคราะห์ได้เรียนรู้รายละเอียดเกี่ยวกับขั้นตอนใน การประมวลผลการทำงานในส่วนที่ไม่ชัดเจนต่างๆ จะถูกบันทึก และเขียนออกมาให้ชัดเจนยิ่งขึ้น โดยจะรวมมาจากการสืบค้นข้อมูลที่ได้จากการสืบค้นข้อมูลวิธีต่างๆ

2.เพื่อให้เกิดความเข้าใจถูกต้องในการอธิบายในรูปแบบเฉพาะของการประมวลผลนั้นระหว่างนักวิเคราะห์ระบบและโปรแกรมเมอร์ ใน การสื่อถึงกันให้เข้าใจตรงกันระหว่างนักวิเคราะห์และโปรแกรมเมอร์นั้น ถ้าไม่สื่อกันให้ชัดเจนจะมีผลตามมาอย่างมากเมื่อลงรหัสโปรแกรม เนื่องจากจะต้องเสียเวลา เสียค่าใช้จ่าย และอาจทำให้การบริหารโครงการไม่เป็นไปตามกำหนดเวลาอีกด้วย ดังนั้นในการอธิบายการประมวลผลจึงมีส่วนช่วยอย่างมากในการสื่อการประมวลผล ให้เกิดความเข้าใจตรงกันระหว่างนักวิเคราะห์ระบบและโปรแกรมเมอร์

3.เพื่อตรวจสอบการออกแบบระบบ โดย การประมวลผลนั้นจะถูกต้องหรือไม่ในด้านข้อมูลที่ป้อนเข้าเครื่อง การออกรายงานทั้งหน้าจอ และการพิมพ์รายงานนั้นจะเป็นไปตามการวิเคราะห์ตามแผนภาพการไหลของข้อมูล (Data Flow Diagram) หรือ ไม่ จะสามารถตรวจสอบได้จากการอธิบายการประมวลผลนี้ การเขียนคำอธิบายการประมวลผลนี้จะมีเฉพาะโพรเซสในระดับล่างสุดเท่านั้น ระดับแม่เราจะไม่เขียนคำอธิบายเนื่องจากเราเขียน DFD ระดับแม่เพื่อใช้เป็นเครื่องมือเขียน DFD ระดับลูกเพื่อให้เกิดการแตกโครงสร้างแบบบน-ลง-ล่าง (Top - Down) และเมื่ออธิบายโพรเซสระดับลูกแล้วก็หมายความรวมถึงการทำงานระดับแม่โดยปริยาย

วิธีการที่ใช้อธิบายการประมวลผลที่จะกล่าวในที่นี้มีอยู่ด้วยกัน 2 วิธีคือ

  ประโยคโครงสร้าง (Structure Sentences)

  การตัดสินใจแบบตาราง (Description Tables)

เรา จะเลือกใช้วิธีการอันใดอันหนึ่งหรือใช้ปนกันก็ได้ขึ้นอยู่กับความเหมาะสม แต่ไม่ว่าจะเขียนด้วยวิธีใดๆ เมื่อเขียนแล้วควรจะมีคุณสมบัติ ดังนี้

เขียน แล้วคำอธิบายนั้นสามารถนำมาตรวจสอบความถูกต้องกับผู้ใช้ได้ง่ายการเขียนเป็น ประโยคโครงสร้างอาจจะไม่เหมาะสมถ้าต้องนำมาตรวจสอบกับผู้ใช้เพราะว่าคำ อธิบายนั้นจะยาวและคำอธิบายเกี่ยวกับเงื่อนไข หรือการทำงานซ้ำก็เขียนไม่สะดวก ตัวอย่างเช่น เงื่อนไขที่มี AND,OR หรือ NOT เป็นต้น

เขียน แล้วคำอธิบายนั้นควรจะใช้สื่อสารกับผู้อื่นที่เกี่ยวข้องในระบบได้ง่ายผู้ อื่นที่เกี่ยวข้องอาจจะเป็นผู้ใช้ ผู้จัดการ ผู้ตรวจสอบ เป็นต้น การเขียนคำอธิบายเป็นประโยคโครงสร้าง หรือเขียนเป็นการตัดสินใจแบบตารางจะเหมาะสมกับบุคคลเหล่านั้นเพราะว่าทั้ง 2วิธีนั้นง่ายต่อการทำความเข้าใจถึงแม้ว่าอาจจะยาวไปหน่อยก็ตาม

โดย ทั่วไปแล้ววิธีการเขียนแบบประโยคโครงสร้างเป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด และในโครงการเดียวกันควรจะเลือกใช้วิธีเดียวกันเพื่อให้ง่ายต่อการสื่อสาร การจะเลือกใช้วิธีการมากกว่าหนึ่งวิธีก็อาจจะเป็นไปได้

ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับ

  ความชอบของผู้ใช้

  ความชอบของผู้เขียน (นักวิเคราะห์ระบบ)

  ลักษณะการทำงานของโพรเซส

Selection

Selection

โครงสร้างการทำงานแบบมีการเลือกเป็นโครงสร้างที่ใช้การตรวจสอบเงื่อนไขเพื่อการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่ง โดยโครงสร้างแบบนี้จะมีอยู่ด้วยกัน 2 รูปแบบ คือ IF - THEN - ELSE และ IF - THENN

โครงสร้างแบบ IF - THEN - ELSE เป็นโครงสร้างที่จะทำการเปรียบเทียบเงื่อนไขที่ใส่ไว้ในส่วนหลังคำว่า IF และเมื่อได้ผลลัพธ์จากการเปรียบเทียบก็จะเลือกว่าจะทำงานต่อในส่วนใด กล่าวคือถ้าเงื่อนไขเป็นจริง ( TRUE ) ก็จะเลือกไปทำงานต่อที่ส่วนที่อยู่หลังTHEN แต่ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จ ( FALSE ) ก็จะไปทำงานต่อในส่วนที่อยู่หลังคำว่า ELSEแต่ถ้าสำหรับโครงสร้างแบบ IF - THEN เป็นโครงสร้างที่ไม่มีการใช้ ELSE ดังนั้น ถ้ามีการเปรียบเทียบเงื่อนไขที่อยู่หลัง IF มีค่าเป็นจริง ก็จะไปทำส่วนที่อยู่หลัง Then แต่ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะไปทำคำสั่งที่อยู่ถัดจาก IF - THEN แทนตัวอย่าง 3 การเขียนผังงานอ่านค่าข้อมูลเข้ามาเก็บไว้ในตัวแปร A และ B แล้วทำการเปรียบเทียบในตัวแปรทั้งสอง โดยมีเงื่อนไขดังนี้ถ้า A มากกว่า B ให้คำนวณหาค่า A - B และเก็บผลลัพธ์ไว้ในตัวแปรชื่อ RESULTถ้า A น้อยกว่าหรือเท่ากับ B ให้คำนวณหาค่า A + B และเก็บผลลัพธ์ไว้ในตัวแปรชื่อ RESULT

ตัวอย่าง 4 การเขียนผังงานเปรียบเทียบค่าข้อมูลที่เก็บอยู่ในตัวแปร X โดยมีเงื่อนไขดังนี้ถ้า X > 0 ให้พิมพ์คำว่า " POSITIVE NUMBER "ถ้า X < 0 ให้พิมพ์คำว่า " NEGATIVE NUMBER "ถ้า X = 0 ให้พิมพ์คำว่า " ZERO NUMBER "

โครงสร้างการทำงานแบบมีการทำงานซ้ำ

โครงสร้างการทำงานแบบมีการทำงานซ้ำ

เป็นโครงสร้างที่มีการประมวลผลกลุ่มคำสั่งซ้ำหลายครั้ง ตามลักษณะเงื่อนไขที่กำหนด อาจเรียก การทำงานซ้ำแบบนี้ได้อีกแบบว่า การวนลูป ( Looping ) โครงสร้างแบบการทำงานซ้ำนี้จะมีอยู่ 2 ประเภท คือ

DO WHILE

DO UNTILDO WHILE

เป็นโครงสร้างที่มีการทดสอบเงื่อนไขก่อน ถ้าเงื่อนไขเป็นจริงก็จะเข้ามาทำงานในกลุ่มคำสั่งที่ต้องทำซ้ำ ซึ่งเรียกว่าการเข้าลูป หลังจากนั้นก็จะย้อนกลับไปตรวจสอบเงื่อนไขใหม่อีก ถ้าเงื่อนไขยังคงเป็นจริงอยู่ ก็ยังคงต้องทำกลุ่มคำสั่งซ้ำหรือเข้าลูปต่อไปอีก จนกระทั่งเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะออกจากลูปไปทำคำสั่งถัดไปที่อยู่ถัดจาก DO WHILE หรืออาจเป็นการจบการทำงาน

DO UNTIL

เป็นโครงสร้างการทำงานแบบทำงานซ้ำเช่นกัน แต่มีการทำงานที่แตกต่างจาก DO WHILE คือจะมีการเข้าทำงานกลุ่มคำสั่งที่อยู่ภายในลูปก่อนอย่างน้อย 1 ครั้ง แล้วจึงจะไปทดสอบเงื่อนไข ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จก็จะมีการเข้าทำกลุ่มคำสั่งที่ต้องทำซ้ำอีก หลังจากนั้นก็จะย้อนกลับไปตรวจสอบเงื่อนไขใหม่อีก ถ้าเงื่อนไขยังคงเป็นเท็จอยู่ ก็ยังต้องทำกลุ่มคำสั่งซ้ำหรือเข้าลูปต่อไปอีก จนกระทั่งเงื่อนไขเป็นจริง จึงจะออกจากลูปไปทำคำสั่งถัดจาก UNTIL หรืออาจเป็นการจบการทำงาน

สรุปข้อแตกต่างระหว่าง DO WHILE และ DO UNTIL มีดังนี้

1. DO WHILE ในการทำงานครั้งแรกจะต้องมีการตรวจสอบเงื่อนไขก่อนทุกครั้ง ก่อนที่จะมีการเข้ลูปการทำงาน

2. DO UNTIL การทำงานครั้งแรกจะยังไม่มีการตรวจสอบเงื่อนไข แต่จะเข้าไปทำงานในลูปก่อนอย่างน้อย 1 ครั้งแล้วจึงจะไปตรวจสอบเงื่อนไข

3. DO WHILE จะมีการเข้าไปทำงานในลูปก็ต่อเมื่อตรวจสอบเงื่อนไขแล้วพบว่า เงื่อนไขเป็นจริง แต่เมื่อพบว่าเงื่อนไขเป็นเท็จ ก็จะออกจากลูปทันที

4. DO UNTIL จะมีการเข้าไปทำงานในลูปก็ต่อเมื่อตรวจสอบเงื่อนไขแล้วพบว่า เงื่อนไขเป็นเท็จ แต่เมื่อพบว่าเงื่อนไขเป็นจริง ก็จะออกจากลูปทันที

ตัวอย่าง 5 จงเขียนผังงานแสดงการเพิ่มของข้อมูลตัวเลขที่เป็นอยู่ในหน่วยความจำที่แอดเดรส 1 โดยที่ค่าเริ่มต้นจาก 0 ให้ทำการเพิ่มค่าทีละ 1 เรื่อยไปจนกระทั่ง J มีค่าข้อมูลมากกว่า 100 จึงหยุดการทำงาน

ตัวอย่างนี้ เป็นตัวอย่างการทำงานแบบทำซ้ำ ซึ่งจะสามารถแสดงการเขียนได้ทั้งแบบ DO WHILE และ DO UNTIL ดังนี้

ประโยคโครงสร้าง (Structure Sentence

ประโยคโครงสร้าง (Structure Sentence)

วิธี นี้ใช้การอธิบายเป็นประโยคโดยเขียนให้มีลักษณะเป็นโครงสร้าง คล้ายๆ การเขียนโปรแกรมโครงสร้างดังตัวอย่างข้างต้น การเขียนประโยคโครงสร้างเราใช้คำศัพท์ต่างๆ กัน ซึ่งอาจจะเลือกใช้คำต่างๆ กันได้ ดังนี้

ใช้ คำกริยาที่เมื่อทำแล้วมีความหมายว่าได้ผลลัพธ์บางอย่างออกมา เช่น "คำนวณ" สิ่งนั้นสิ่งนี้หรือ "เปรียบเทียบ" สิ่งนั้นกับสิ่งนี้ เป็นต้น คำกริยาที่อาจจะเลือกใช้ได้ เช่น GET , COMPUTE, PUT, DELET, FIND, VALIDATE,DIVEIDE ,ADD, MOVE, SUBTRACT, REPLACE, MULTIPLY, SET,SORT

ใช้ชื่อข้อมูลเป็นคำนามในประโยค ตัวอย่างเช่น วันชำระเงินใบทวงหนี้ รายงานเพื่อเตรียมเงินสด เป็นต้น

ใช้คำศัพท์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างข้อมูล เช่น "และ" "หรือ" "เท่ากับ" "ไม่เท่ากับ" "มากกว่า" และ "น้อยกว่า" เป็นต้น

ใช้คำที่บอกการเคลื่อนที่ของข้อมูลคล้ายกับคำที่ใช้ในการเขียนโปรแกรมได้แก่

1. ถ้า……..มิฉะนั้น (If……else……..)

2. กรณี…. (case)

3. ทำซ้ำ (Do…..Loop)

4. ทำตามลำดับ (Sequence)

ตัวอย่างที่ 1 ประโยคโครงสร้างที่ทำงานตามลำดับ

อ่านข้อมูลจาก Employee

คำนวณหาเงินเดือน

ค่าจ้าง = จำนวนชั่วโมงที่ทำงาน X อัตราค่าจ้างต่อชั่วโมง

เงินเดือน = ค่าจ้าง X อัตราภาษี

พิมพ์รายงานแสดงเงินเดือน

ตัวอย่างที่ 2 ประโยคโครงสร้างที่ทำงานตามลำดับและมีการใช้เงื่อนไข Do…Case

อ่านข้อมูลคะแนนรวม

Do คะแนนรวม

Case1 คะแนนรวม >=80

เกรด = A< br>

Case2 คะแนนรวม >=70

เกรด = B

Case3 คะแนนรวม >=60

เกรด = C

Case4 คะแนนรวม >=50

เกรด = D

End (ถ้าไม่ตรงกับทุกกรณี)

เกรด = E

ผังงานกับชีวิประจำวัน

ผังงานกับชีวิประจำวัน

  การทำงานหลายอย่างในชีวิตประจำวัน จะมีลักษณะที่เป็นลำดับขั้นตอน ซึ่งก่อนที่ท่านจะได้ศึกษาวิธีการเขียนผังงานโปรแกรม จะแนะนำให้ท่านลองฝึกเขียนผังงานที่แสดงการทำงานในชีวิตประจำวันวันก่อน เพื่อเป็นการสร้างความคุ้น เคยกับสัญลักษณ์รูปภาพต่าง ๆ ที่จะมีใช้ในผังงานโปรแกรมต่อไป

ตัวอย่าง 1 เขียนผังงานที่แสดงขั้นตอนการส่งจดหมาย

ตัวอย่างที่ 2 เขียนผังงานแสดงวิธีการรับประทานยา ที่แบ่งขนาดรับประทานตามอายุของผู้ทานดังนี้

อายุมากกว่า 10 ปี รับประทานครั้งละ 2 ช้อนชา

อายุมากกว่า 3 ปี ถึง 10 ปี รับประทานครั้งละ 1 ช้อนชา

อายุมากกว่า 1 ปี ถึง 3 ปี รับประทานครั้งละ 1/2 ช้อนชา

แรกเกิดถึง 1 ปี ห้ามรับประทาน