ผังงาน (Flowchart Diagram)

ความหมายของผังงาน ผังงาน (Flowchart) คือ รูปภาพ (Image) หรือสัญลักษณ์(Symbol) ที่ใช้เขียนแทนขั้นตอน คำอธิบาย ข้อความ หรือคำพูด ที่ใช้ในอัลกอริทึม (Algorithm) เพราะการนำเสนอขั้นตอนของงานให้เข้าใจตรงกัน ระหว่างผู้เกี่ยวข้อง ด้วยคำพูด หรือข้อความทำได้ยากกว่าการใช้ผังงาน ผังงาน เป็นเครื่องมือแสดงขั้นตอน หรือกระบวนการทำงาน โดยใช้สัญลักษณ์ที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน ซึ่งในสัญลักษณ์จะมีข้อความสั้น ๆ อธิบายข้อมูลที่ต้องใช้ ผลลัพธ์ หรือคำสั่งประมวลผลของขั้นตอนนั้น ๆ และเชื่อมโยงขั้นตอนเหล่านั้นด้วยเส้นที่มีลูกศรชี้ทิศทางการทำงานตั้งแต่เริ่มต้นจนจบกระบวนการ [1]p.208 ผังงานแบ่งได้ 2 ประเภท 1. ผังงานระบบ (System Flowchart) คือ ผังงานที่แสดงขั้นตอนการทำงานในระบบอย่างกว้าง ๆ แต่ไม่เจาะลงในระบบงานย่อย 2. ผังงานโปรแกรม (Program Flowchart) คือ ผังงานที่แสดงถึงขั้นตอนในการทำงานของโปรแกรม ตั้งแต่รับข้อมูล คำนวณ จนถึงแสดงผลลัพธ์ + ผังงานถูกใช้สนับสนุนการสอนเขียนโปรแกรม การโปรแกรมแบบมีโครงสร้าง หรือ การโปรแกรมโครงสร้าง คือ การโปรแกรมที่ประกอบด้วยกระบวนการ 3 รูปแบบ ได้แก่ การทำงานแบบตามลำดับ(Sequence) การเลือกกระทำตามเงื่อนไข(Decision) และ การทำซ้ำ(Loop) มีตำราหลายเล่มแยกการเลือกตามเงื่อนไขเป็น if กับ select case หรือ การทำซ้ำแยกได้เป็น do while กับ do until แต่ก็ยังนับได้ว่าการเขียนโปรแกรมโครงสร้างมีกระบวนการเพียง 3 รูปแบบ และมีแนวคิดใหม่ว่าการโปรแกรมไม่จำเป็นต้องใช้ Structure Programming หากศึกษาในรายละเอียดก็พบว่าทุกภาษายังจำเป็นต้องมีกระบวนการ 3 รูปแบบนี้อยู่เป็นพื้นฐาน เช่น Microsoft Access ที่มีการใช้งาน Tool หรือ wizard ให้ใช้ แต่ก็ยังต้องมีการลง code ใน module ซึ่งต้องมีประสบการณ์ในการโปรแกรมแบบ Structure Programming เพื่อควบคุม Object ให้ทำงานประสานกันได้ 1. การทำงานแบบตามลำดับ (Sequence)รูปแบบการเขียนโปรแกรมที่ง่ายที่สุดคือ เขียนให้ทำงานจากบนลงล่าง เขียนคำสั่งเป็นบรรทัด และทำทีละบรรทัดจากบรรทัดบนสุดลงไปจนถึงบรรทัดล่างสุด สมมติให้มีการทำงาน 3 กระบวนการคือ อ่านข้อมูล คำนวณ และพิมพ์ 2. การเลือกกระทำตามเงื่อนไข (Decision or Selection)การตัดสินใจ หรือเลือกเงื่อนไขคือ เขียนโปรแกรมเพื่อนำค่าไปเลือกกระทำ โดยปกติจะมีเหตุการณ์ให้ทำ 2 กระบวนการ คือเงื่อนไขเป็นจริงจะกระทำกระบวนการหนึ่ง และเป็นเท็จจะกระทำอีกกระบวนการหนึ่ง แต่ถ้าซับซ้อนมากขึ้น จะต้องใช้เงื่อนไขหลายชั้น เช่นการตัดเกรดนักศึกษา เป็นต้น ตัวอย่างผังงานนี้ จะแสดงผลการเลือกอย่างง่าย เพื่อกระทำกระบวนการเพียงกระบวนการเดียว 3. การทำซ้ำ (Repeation or Loop)การทำกระบวนการหนึ่งหลายครั้ง โดยมีเงื่อนไขในการควบคุม หมายถึงการทำซ้ำเป็นหลักการที่ทำความเข้าใจได้ยากกว่า 2 รูปแบบแรก เพราะการเขียนโปรแกรมแต่ละภาษา จะไม่แสดงภาพอย่างชัดเจนเหมือนการเขียนผังงาน ผู้เขียนโปรแกรมต้องจินตนาการด้วยตนเอง
มีความเข้าใจในขั้นตอน ก่อน ลงมือเขียนผังงานหน้าที่ของผังงาน คือ การนำเสนอกระบวนการ (Process) ในขอบเขตจำกัด ให้เข้าใจว่าหากรับข้อมูลเข้า (Input) แล้วจะประมวลผลอย่างไร จึงได้ออกมาเป็นผลลัพธ์ (Output) ในอดีตการเขียนโปรแกรม หรือกระบวนการไม่ซับซ้อน การมองภาพ IPO (input – process – output) สามารถอยู่ในผังงานเดียวกันได้ จึงนิยมใช้เป็นเครื่องมือสร้างทักษะให้กับผู้เริ่มต้นในการมองการประมวลผลของระบบทีละขั้นตอน ปัจจุบันการประมวลผล จะรับข้อมูล แล้วประมวลผล ส่งผลไปเป็นข้อมูลของอีกกระบวนการหนึ่ง อาจทำอย่างนี้อีกหลายรอบ ด้วยกระบวนการ และข้อมูลที่ต่างกัน การใช้ผังงานจึงได้รับความนิยมลดลงในการใช้แสดงแบบซอฟท์แวร์ขนาดใหญ่ เนื่องจากการประมวลผลมีความซับซ้อนมากขึ้น ปัจจุบันมีการใช้ Data Flow Diagram หรือ UML มาแสดงแบบซอฟท์แวร์ที่มองได้กว้างและครอบคลุมกว่า + Process หมายถึง ประมวลผล ที่ให้ความสำคัญกับการนำเข้า และส่งออก + Procedure หมายถึง กระบวนการ ที่ให้ความสำคัญกับขั้นตอนของการทำงานทีละขั้น

การเขียนผังงาน โจทย์ที่ 1 : ทำซ้ำรอบเดียว – พิมพ์เลข 0 ถึง 4 ทางจอภาพตัวอย่างผังงาน โจทย์ที่ 2 : ทำซ้ำรอบแรก แล้วเริ่มรอบสอง – รับค่าจากแป้นพิมพ์เก็บลงตัวแปรอาร์เรย์ 5 ตัว – แล้วทำซ้ำอีกครั้ง เพื่อหาค่าสูงสุด ตัวอย่างผังงาน อัลกอริทึม 1. กำหนดค่าเริ่มต้นให้ max, i และ ar 2. ทำซ้ำเพื่อรับค่าเก็บใน ar ให้ครบ 5 ครั้ง 3. กำหนดค่าเริ่มต้นให้ i อีกครั้ง 4. ทำซ้ำเพื่อนำค่าที่เก็บไว้ใน ar มาหาค่า max 5. พิมพ์ค่าสูงสุด ที่หาได้ตัวอย่างผังงานระบบไฟแดง โจทย์ที่ 3 : พีระมิด – พิมพ์พีระมิดของตัวเลขดังตัวอย่าง – มีโจทย์อีกหลายสิบให้ฝึกทำ Result 1 12 123 1234 12345 โจทย์ที่ 4 : การใช้ for ซ้อน for อัลกอริทึม (Algorithm) คือ กลุ่มของขั้นตอนหรือกฎเกณฑ์ที่จะนำพาไปสู่การแก้ปัญหา คือ ขั้นตอนวิธีที่ประกอบด้วยชุดคำสั่งเป็นขั้นเป็นตอนที่ชัดเจน และรับประกันว่าเมื่อได้ปฏิบัติถูกต้องตามขั้นตอนจนครบก็จะได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องตามต้องการ คือ รูปแบบของการกำหนดการทำงานอย่างเป็นขั้นตอน ซึ่งผ่านการวิเคราะห์และแยกแยะ เพื่อการแก้ปัญหาต่าง ๆ ตามลำดับขั้น อาจเลือกใช้ภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษตามความถนัด เพื่อนำเสนอขั้นตอนของกิจกรรมก็ได้ รหัสเทียม หรือซูโดโค้ด (Pseudo Code) คือ รหัสจำลองที่ใช้เป็นตัวแทนของอัลกอริทึม โดยมีถ้อยคำหรือประโยคคำสั่งที่เขียนอยู่ในรูปแบบ ของภาษาอังกฤษที่ไม่ขึ้นกับภาษาคอมพิวเตอร์ใดภาษาหนึ่ง คือ การแสดงขั้นตอนวิธีการที่ใช้ภาษาเขียนที่เข้าใจได้ง่าย อาจใช้ภาษาไทยหรือภาษาอังกฤษก็ได้ ขึ้นอยู่กับความสะดวกของผู้เขียนและกิจกรรมที่จะนำเสนอ มักใช้รูปแบบคล้ายประโยคภาษาอังกฤษ เพื่ออธิบายรายละเอียดของอัลกอริทึม คำถาม 1. ผลลัพธ์ของผังงานนี้คืออะไร 2. ถ้าเติมการทำซ้ำของ k คงที่ 5 ครั้ง เข้าไปในการทำซ้ำของ j เป็นการทำซ้ำซ้อนกัน 3 ชั้น ผลลัพธ์ของ c จะได้เป็นเลขอะไร แล้วอธิบายที่มาของค่า c 3. จงเขียนผังงานในข้อ 2 4. จงเขียนอัลกอริทึม และรหัสเทียมของผังงานตามภาพที่มีเฉพาะตัวแปร i กับ j และ c การเขียนผังงานเพื่ออธิบายขั้นตอนการทำงาน + ผังงาน เป็นเครื่องมือสำหรับวาดภาพ 2 มิติ นำเสนอขั้นตอนการทำงาน มักใช้ในการแสดงแบบโปรแกรมที่ไม่ซับซ้อนมากนัก ต่อมาก็มีการประยุกต์ใช้แสดงขั้นตอนการทำงานของส่วนงานต่าง ๆ เพราะสัญลักษณ์ในแผนภาพช่วยในการอธิบายการทำงานแบบมีเงื่อนไขได้ดีกว่าการเขียนเชิงพรรณา ประโยชน์ของการใช้ผังงาน 1. ทำให้เข้าใจ และแยกแยะปัญหาได้ง่าย (Problem Define) 2. แสดงลำดับการทำงาน (Step Flowing) 3. หาข้อผิดพลาดได้ง่าย (Easy to Debug) 4. ทำความเข้าใจโปรแกรมได้ง่าย (Easy to Read) 5. ไม่ขึ้นกับภาษาใดภาษาหนึ่ง (Flexible Language)