หน่วยการเรียนที่1 การเขียนโปรแกรมด้วยคอมพิวเตอร์

การเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ (อังกฤษ: Computer programming) หรือเรียกให้สั้นลงว่า การเขียนโปรแกรม (อังกฤษ: Programming) หรือ การเขียนโค้ด (Coding) เป็นขั้นตอนการเขียน ทดสอบ และดูแลซอร์สโค้ดของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ซึ่งซอร์สโค้ดนั้นจะเขียนด้วยภาษาโปรแกรม ขั้นตอนการเขียนโปรแกรมต้องการความรู้ในหลายด้านด้วยกัน เกี่ยวกับโปรแกรมที่ต้องการจะเขียน และอัลกอริทึมที่จะใช้ ซึ่งในวิศวกรรมซอฟต์แวร์นั้น การเขียนโปรแกรมถือเป็นเพียงขั้นหนึ่งในวงจรชีวิตของการพัฒนาซอฟแวร์
การเขียนโปรแกรมจะได้มาซึ่งซอร์สโค้ดของโปรแกรมนั้นๆ โดยปกติแล้วจะอยู่ในรูปแบบของ plain text ซึ่งไม่สามารถนำไปใช้งานได้ จะต้องผ่านการคอมไพล์ตัวซอร์สโค้ดนั้นให้เป็นภาษาเครื่อง (Machine Language) เสียก่อนจึงจะได้เป็นโปรแกรมที่พร้อมใช้งาน
การเขียนโปรแกรมถือว่าเป็นการผสมผสานกันระหว่างศาสตร์ของ ศิลปะ วิทยาศาสตร์ คณิตศาสตร์ และ วิศวกรรม เข้าด้วยกัน

1.ใช้งานคอมพิวเตอร์เบื้องต้นได้ เช่น การเรียกงานโปรแกรมต่างๆ และการจัดการแฟ้มข้อมูล
2.อธิบายองค์ประกอบที่สำคัญของคอมพิวเตอร์ทั้ง ซอฟต์แวร์ และ ฮาร์ดแวร์ได้
3. แทนค่าข้อมูลในคอมพิวเตอร์แบบ จำนวนเต็ม จำนวนจริง โดยการใช้ตัวแปรในภาษาซี
4. เขียนคำสั่งคอมพิวเตอร์ด้วยภาษาซีแบบค่าคงที่และนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ตัวแปรได้
5. เขียนส่วนของโปรแกรมภาษาซีเพื่อทำงานแบบทำวนซ้ำคำสั่งได้
6. เขียนโปรแกรมภาษาซีที่มีโปรแกรมย่อยโดยส่งค่าพารามิเตอร์ได้
7. กำหนดขอบเขตการใช้งานตัวแปรและโปรแกรมย่อยในภาษาซีได้
8. อธิบายโครงสร้างข้อมูลในภาษาซีแบบต่างๆ โดยการยกตัวอย่างประกอบได้
9. เขียนโปรแกรมจากผังงาน (Flowchart) ที่กำหนดให้ได้

แนะนำคอมพิวเตอร์และอินเตอร์เน็ตเบื้องต้น
การจัดองค์การของระบบคอมพิวเตอร์
- คอมพิวเตอร์คืออะไร
- การใช้งาน ประโยชน์ ของคอมพิวเตอร์
- การใช้ระบบปฏิบัติการเบื้องต้น

องค์ประกอบและการทำงานของ ฮาร์ดแวร์ (Hardware) และ ซอฟต์แวร์(Software)
- ส่วนประกอบและหน้าที่ของฮาร์ดแวร์
- ชนิดและการใช้งานซอฟต์แวร์
อินเตอร์เน็ตเบื้องต้น
- พื้นฐานการใช้งานอินเตอร์เน็ต
- บริการในระบบอินเตอร์เน็ต

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 จุดประสงค์ของการวิเคราะห์งานในการวิเคราะห์งานแต่ละอย่างมีจุดประสงค์ของการวิเคราะห์งานที่สำคัญดังนี้

1. เพื่อหาวัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรม

2. เพื่อหารูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการ

3. เพื่อหาข้อมูลนำเข้าที่ต้องใส่เข้าไปในโปรแกรม

4. เพื่อหาตัวแปรที่จำเป็นต้องใช้ในโปรแกรม

5. เพื่อหาขั้นตอนวิธีการทำงานของโปรแกรม

1.1.1.2 ขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์งานในการวิเคราะห์งานแต่ละอย่างมีขั้นตอนวิธีการวิเคราะห์งานที่สำคัญดังนี้

1) การหาวัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรมผู้เขียนโปรแกรมจะต้องหาวัตถุประสงค์จากงานที่จะเขียนโปรแกรมว่า ต้องการเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหาอะไรบ้างซึ่งจะทำให้เขียนโปรแกรมได้ตรงกับความต้องการหรือวัตถุประสงค์ของงานนั้น ๆ

2) การหารูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการเมื่อผู้เขียนโปรแกรมหาวัตถุประสงค์ของการเขียนโปรแกรมได้แล้ว ขั้นตอนต่อมาคือการกำหนดรูปแบบผลลัพธ์ที่ต้องการจากโปรแกรม ซึ่งรูปแบบผลลัพธ์อาจอยู่ในลักษณะของข้อความหรือตัวเลข หรือตาราง หรือแผนภูมิ หรืออาจใช้ผสมกันระหว่างตัวเลขกับข้อความ หรือข้อความกับตัวเลข และตารางก็ได้ ขึ้นอยู่กับผู้เขียนโปรแกรมเป็นผู้กำหนดเอง แต่โดยส่วนมากนิยมแสดงผลลัพธ์ของโปรแกรมให้อยู่ในรูปแบบที่เข้าใจง่ายมากกว่ารูปแบบที่ซับซ้อน

3) การหาข้อมูลนำเข้าที่ต้องใส่เข้าไปในโปรแกรมผู้เขียนโปรแกรมจะต้องหาข้อมูลนำเข้าจากผลลัพธ์ที่ได้จากโปรแกรม โดยคำนึงถึงขั้นตอนวิธีการคำนวณ และข้อมูลที่จำเป็นต้องใส่เข้าไปเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการ