หน่วยที่ 4 ลักษณะโครงสร้างผังงาน

ลักษณะโครงสร้างผังงาน

• การเขียนผังงานใช้สำหรับช่วยในการเขียนลำดับของขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหา หลังจากที่ทำการเขียนผังงานที่ใช้สำหรับแก้ปัญหาเรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือ การเขียนขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหาจากผังงานที่ได้ทำการเขียนขึ้น จากนั้นจึงทำการเขียนเป็นรหัสเทียมและโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ตามลำดับ
  ลักษณะโครงสร้างผังงาน ที่สามารถนำไปเขียนเป็นขั้นตอนวิธีการทำงาน และรหัสเทียม สามารถแยกเป็นลักษณะโครงสร้างผังงานได้ 3 ลักษณะ ดังนี้
  


• 1. โครงสร้างผังงานการทำงานแบบลำดับ
  


• 2. โครงสร้างผังงานการทำงานแบบเลือกทำ หรือมีเงื่อนไข
  


• 3. โครงสร้างผังงานการทำงานแบบทำซ้ำ

• ลักษณะของผังงานที่เขียนขึ้น ต้องเขียนให้อยู่ในรูปแบบของโครงสร้างหลัก 3 โครงสร้างนี้ ถ้าผังงานที่เขียนขึ้นมีโครงสร้างที่ผิดไปจากโครงสร้างหลัก การเขียนลำดับขั้นตอนวิธีการทำงานในลักษณะของข้อความจะทำได้ยาก เมื่อทำการเขียนผังงานขึ้นมาแล้ว ไม่อยู่ในโครงสร้างหลักทั้ง 3 โครงสร้าง ต้องพยายามปรับโครงสร้างผังงานให้เป็นไปตามโครงสร้างหลักทั้ง 3 โครงสร้าง



• ผังงานหนึ่งผังงาน สามารถประกอบไปด้วยหลายโครงสร้างผังงาน โดยมีโครงสร้างผังงานการทำงานแบบลำดับเป็นโครงสร้างพื้นฐาน โครงสร้างผังงานลักษณะอื่น เช่น การเลือกทำ หรือการทำซ้ำเป็นโครงสร้างที่ประกอบอยู่ภายใน หรืออาจประกอบด้วยโครงสร้างผังงานการทำงานแบบลำดับเพียงโครงสร้างเดียวก็ได้

1. โครงสร้างผังงานการทำงานแบบลำดับ

• โครงสร้างการทำงานแบบลำดับ (Sequence) เป็นลักษณะโครงสร้างพื้นฐานของผังงานทุกผังงาน ลักษณะการทำงานของโครงสร้างผังงานแบบลำดับจะทำงานทีละขั้นตอน ตั้งแต่ขั้นตอนแรกจนถึงขั้นตอนสุดท้าย ลำดับการทำงานของผังงานจะทำงานตามทิศทางของลูกศร โครงสร้างของผังงานแบบลำดับ มีลักษณะโครงสร้างดังนี้

• จากโครงสร้างผังงานตามรูป การทำงานจะเริ่มต้นทำงานในกระบวนการที่ 1 (Process 1) เมื่อทำงานในกระบวนการที่ 1 เสร็จ ขั้นตอนต่อไป คือ ทำงานในกระบวนการที่ 2 เมื่อทำงานในกระบวนการที่ 2 เสร็จ จึงทำงานในกระบวนการที่ 3 เป็นขั้นตอนต่อไป ตามลำดับ การทำงานจะทำงานทีละ 1 กระบวนการ การทำงานจะไม่ทำงานหลายกระบวนการพร้อมกัน


• กระบวนการในการทำงานที่ 1 , 2 และ 3 อาจเป็นการรับข้อมูลเข้า การแสดงผลข้อมูล หรือการคำนวณ ก็ได้


• ตัวอย่างโครงสร้างผังงานการทำงานแบบลำดับ

• จากโครงสร้างผังงานแบบลำดับ ตามรูป สามารถอธิบายขั้นตอนการทำงานได้ดังนี้
  1. เริ่มต้นการทำงาน
  2. รับค่าข้อมูลเข้ามาเก็บไว้ในตัวแปร a และตัวแปร b
  3. คำนวณค่า a2 + b2 แล้วไปเก็บไว้ในตัวแปร x
  4. แสดงค่าในตัวแปร x
  5. สิ้นสุดการทำงาน

2. โครงสร้างผังงานการทำงานแบบเลือกทำ หรือมีเงื่อนไข

• โครงสร้างผังงานการทำงานแบบเลือกทำ ใช้สำหรับกรณีที่ต้องการตัดสินใจเพื่อเลือกขั้นตอนการทำงานที่เหมาะสมกับข้อมูลที่ทำการประมวลผลในขณะนั้น โครงสร้างผังงานการเลือกทำประกอบด้วยสัญลักษณ์ของการตัดสินใจ 1 สัญลักษณ์ เพื่อใช้สำหรับการตัดสินใจสำหรับเลือกการทำงานที่ต้องทำเป็นลำดับถัดไป


• การทำงานหลังจากการตรวจสอบเงื่อนไข จะมีการทำงานอยู่ 2 กรณีคือ


• 1. กรณีที่มีการทำงานเพียงขั้นตอนเดียว ในกรณีที่ผลการตรวจสอบเงื่อนไขเป็นจริง หรือเป็นเท็จ เพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น
  ตัวอย่างเช่น

• จากรูปโครงสร้างผังงานข้างต้น มีขั้นตอนการทำงานเพียงขั้นตอนเดียว ถ้าการตรวจสอบเงื่อนไขเป็น จริง ในกรณีนี้ หากเงื่อนไขเป็นเท็จ โปรแกรมจะข้ามไปทำงานในลำดับถัดไปเลย
  





• จากรูปโครงสร้างผังงานข้างต้น มีขั้นตอนการทำงานเพียงขั้นตอนเดียว ถ้าการตรวจสอบเงื่อนไขเป็น เท็จ ในกรณีนี้ หากเงื่อนไขเป็นจริง โปรแกรมจะข้ามไปทำงานในลำดับถัดไปเลย

• 2. กรณีที่มีการทำงาน 2 ขั้นตอน คือมีขั้นตอนการทำงานให้ ไม่ว่าผลการตรวจสอบเงื่อนไขจะเป็นจริงหรือเป็นเท็จ
  ตัวอย่างเช่น
  
  
  
• 
  
  
  จากโครงสร้างผังงานการเลือกทำ ขั้นตอนแรกของการทำงานคือ การพิจารณาเงื่อนไข (Condition) ที่ใช้สำหรับตัดสินใจเลือกขั้นตอนการทำงานที่ต้องทำเป็นลำดับถัดไป ถ้าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขเป็นจริง ขั้นตอนการทำงานที่ต้องทำเป็นลำดับถัดไปคือ การทำงานของกระบวนการที่ 1 ถ้าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขเป็นเท็จ ขั้นตอนการทำงานที่ต้องทำเป็นลำดับถัดไปคือ ส่วนของกระบวนการที่ 2 โดยเลือกทำงานเพียงกระบวนการเดียว ไม่ทำงานทั้ง 2 กระบวนการพร้อมกัน
  การทำงานของแต่ละกระบวนการ หมายถึง การทำงานในแต่ละลักษณะ สามารถเป็นได้ทั้งการรับข้อมูล การแสดงผลข้อมูล หรือการคำนวณ และยังสามารถนำเอาโครงสร้างผังงานลักษณะอื่นมาเป็นกระบวนการทำงานในแต่ละขั้นตอนได้
  
  ตัวอย่างโครงสร้างผังงานแบบเลือกทำหรือมีเงื่อนไข

• จากตัวอย่าง ประกอบด้วยโครงสร้างผังงาน 2 โครงสร้าง คือ การทำงานแบบลำดับและการเลือกทำ การทำงานของผังงานสามารถอธิบายลำดับขั้นตอนการทำงานได้ดังนี้
  1. เริ่มต้นการทำงาน
  2. รับค่าข้อมูล จำนวน 2 ค่า มาเก็บไว้ในตัวแปร X และ Y
  3. ตรวจสอบเงื่อนไข ถ้า X น้อยกว่า Y แล้วทำ
  3.1 คำนวณค่า SUM = X2*Y2
  มิฉะนั้นแล้ว
  3.2 คำนวณค่า SUM = X * Y
  4. แสดงค่า SUM
  5. จบการทำงาน

3. โครงสร้างผังงานการทำงานแบบทำซ้ำ

• ลักษณะโครงสร้างผังงานการทำงานแบบทำซ้ำ ใช้ประโยชน์ในกรณีที่ต้องการทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งซ้ำกันหลายครั้ง โครงสร้างผังงานแบบทำซ้ำจะประกอบไปด้วยสัญลักษณ์การตัดสินใจ ใช้สำหรับตรวจสอบเงื่อนไขเพื่อตัดสินใจว่า จะเข้าสู่ขั้นตอนการทำซ้ำหรือไม่
  ลักษณะการทำซ้ำ สามารถแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะคือ
  1. ทำในขณะที่
  2. ทำจนกระทั่ง
  
  
  1. การทำซ้ำลักษณะทำในขณะที่
  การทำงานของโครงสร้างผังงานการทำซ้ำลักษณะทำในขณะที่ (Do - While) ขั้นตอนแรกของการทำงาน คือ การตรวจสอบเงื่อนไขการทำซ้ำ ถ้าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขเป็นจริง จึงเข้าสู่ขั้นตอนของการทำงานในส่วนของการทำซ้ำ
  ลักษณะของการทำงานในโครงสร้างผังงานแบบทำซ้ำในลักษณะทำในขณะที่

• จากรูป เมื่อทำงานในกระบวนการ ที่ 1 แล้ว การทำงานของผังงานจะกลับไปตรวจสอบเงื่อนไขที่ใช้สำหรับการทำซ้ำอีกครั้ง

• ถ้าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขยังคงเป็นจริง การทำงานจะเข้าสู่ขั้นตอนการทำงานที่ต้องทำซ้ำอีกครั้งหนึ่ง ทำซ้ำเช่นนี้จนกว่าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขเป็นเท็จ จึงออกจากขั้นตอนการทำซ้ำ เพื่อทำงานในขั้นตอนอื่นต่อไป
  
  
  ตัวอย่างโครงสร้างผังงานการทำซ้ำในลักษณะทำในขณะที่
  

• ลำดับขั้นตอนการทำงานของผังงานนี้ คือ
  1. เริ่มต้นการทำงาน
  2. กำหนดค่าให้ a = 1
  3. ในขณะที่ a <>

3.1 คำ นวณค่า a = a + 1
3.2 แสดงค่า a

4. จบการทำงาน

• 2. การทำซ้ำในลักษณะทำจนกระทั่ง ลักษณะของโครงสร้างผังงานการทำซ้ำลักษณะทำจนกระทั่ง (Do - Until) ขั้นตอนแรกของการทำงาน คือ ทำขั้นตอนการทำงานที่ต้องการทำซ้ำก่อนอย่างน้อยหนึ่งครั้ง หลังจากนั้นจึงทำการตรวจสอบเงื่อนไขสำหรับพิจารณาว่า จะกลับไปทำกระบวนการทำงานที่ต้องทำซ้ำหรือไม่
  

• จากรูป จะทำขั้นตอนที่ต้องการทำซ้ำก่อนอย่างน้อย 1 ครั้ง หลังจากนั้น จึงทำการตรวจสอบเงื่อนไขสำหรับพิจารณาว่าจะกลับไปทำงานกระบวนการทำงานที่ต้องทำซ้ำหรือไม่ ถ้าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขเป็นเท็จ การทำงานของผังงานจะทำการย้อนกลับไปทำขั้นตอนการทำงานที่ต้องการทำซ้ำอีกครั้ง แล้วมาตรวจสอบเงื่อนไข ถ้าผลที่ได้จากการตรวจสอบยังคงเป็นเท็จ จะกลับไปทำกระบวนการที่ต้องทำซ้ำอีก จนกว่าผลที่ได้จากการตรวจสอบเงื่อนไขออกมาเป็นจริง จึงออกจากขั้นตอนการทำซ้ำ เพื่อทำงานในขั้นตอนอื่นต่อไป

ตัวอย่างโครงสร้างผังงานการทำซ้ำในลักษณะทำจนกระทั่ง

• จากรูป ประกอบด้วยลักษณะโครงสร้างผังงาน 2 ลักษณะ คือ


• โครงสร้างผังงานการทำงานแบบลำดับ


• และการทำซ้ำลักษณะทำจนกระทั่ง มีขั้นตอน ดังนี้


• 1. เริ่มต้นการทำงาน


• 2. กำหนดให้ a = 1


• 3. ทำซ้ำจนกระทั่ง a <>
  
• 3.1 แสดงค่า a


• 3.2 คำนวณค่า a เท่ากับ a+1


• 4. จบการทำงาน

ข้อแตกต่างระหว่างการทำซ้ำลักษณะทำในขณะที่ กับ ทำจนกระทั่ง

• โครงสร้างผังงานการทำซ้ำ มีอยู่ 2 ลักษณะ คือ ทำในขณะที่ และ ทำจนกระทั่ง ลักษณะการทำงานของโครงสร้างผังงานทำซ้ำทั้ง 2 ลักษณะ มีการทำงานที่แตกต่างกัน สามารถสรุปความแตกต่างของลักษณะการทำงานของโครงสร้างผังงานการทำซ้ำทั้ง 2 ลักษณะ ได้ดังนี้