แนวคิดเชิงคำนวณ

แนวคิดเชิงคำนวณ

     แนวคิดเชิงคำนวณ (Computational Thinking) ไม่ใช่การคิดเหมือนหุ่นยนต์หรือการเขียนโปรแกรมโดยผู้เชี่ยวชาญ แต่เป็นทักษะที่มุ่งเน้นการคิดเชิงตรรกะ คือ สามารถอธิบายการคิด เชิงคำนวณอย่างเป็นระบบ หรือเป็นการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นลำดับขั้นตอน โดยการเข้าใจปัญหา และวิธีการในการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบ เพื่อให้ได้มาซึ่งวิธีการแก้ไขปัญหาที่ทั้งมนุษย์และคอมพิวเตอร์สามารถเข้าใจร่วมกันได้

การพัฒนาโครงงานทางด้านเทคโนโลยี

การพัฒนาโครงงานทางด้านเทคโนโลยีจำเป็นต้องใช้

แนวคิดเชิงคำนวณเพื่อแก้ปัญหาต่าง ๆ ได้อย่างเป็นระบบ เพื่อให้

โครงงานสำเร็จลุล่วงตามเป้าหมาย การพัฒนาโครงงานใด ๆ ทางด้านเทคโนโลยี มีขั้นตอนเบื้องต้น

6 ขั้นตอน ได้แก่ กำหนดปัญหา วิเคราะห์ระบบ ออกแบบระบบ พัฒนาระบบและทดสอบระบบ ติดตั้งระบบ และบำรุงรักษาระบบ

กำหนดปัญหา

     กำหนดปัญหา วิเคราะห์ความเป็นไปได้และวางแผน คือ ขั้นตอนที่ทีมผู้พัฒนาซอฟต์แวร์

ทำการวิเคราะห์ความเป็นไปได้ในการพัฒนาซอฟต์แวร์ว่าจะสามารถดำเนินการได้สำเร็จหรือไม่

ภายใต้ปัจจัยต่าง ๆ เช่น ระยะเวลาที่กำหนด งบประมาณที่กำหนด หรือจำนวนบุคคลกรในทีม

งาน เป็นต้น หากวิเคราะห์แล้วว่ามีความเป็นไปได้สูงที่จะดำเนินการพัฒนาซอฟต์แวร์ได้สำเร็จ

จึงดำเนินการประชุมทีมงาน และวางแผนเพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์เป็นลำดับถัดไป รวมทั้งจัดทำ

เอกสารการวางแผนการดำเนินงาน

1) ประชุมทีมงาน คือ การประชุมทีมงานผู้พัฒนา เพื่อกำหนดหน้าที่ให้แก่ทีมงาน

กำหนดลักษณะการทำงาน ข้อตกลงการทำงานต่าง ๆ รวมถึงมาตรฐานการทำงาน เพื่อให้การ

ปฏิบัติงานเป็นไปในทิศทางเดียวกัน และควรจัดทำเอกสารบันทึกการประชุมให้ผู้เข้าร่วมประชุม

ลงลายมือชื่อรับทราบด้วยเช่นกัน

2) กำหนดแผนงาน คือ ขั้นตอนการจัดทำแผนการดำเนินงาน ซึ่งถือว่าเป็นผลลัพธ์ของ

ขั้นตอนการวิเคราะห์ความเป็นไปได้และการวางแผน ซึ่งหลังจากกำหนดแผนการดำเนินงานแล้ว

ทีมผู้พัฒนาต้องนำเสนอแผนการดำเนินงานดังกล่าวต่อผู้บริหารหรือผู้ที่มีอำนาจในการพิจารณา

เพื่อพิจารณาและลงลายมือชื่อต่อไป หากมีการปรับปรุงแก้ไขให้รีบดำเนินการทันที

วิเคราะห์ระบบ

วิเคราะห์ระบบคือ ขั้นตอนการทำความเข้าใจกับระบบงาน ทั้งระบบงานปัจจุบันและระบบ งานที่จะพัฒนาขึ้นมาแทนที่ หรือระบบงานที่พัฒนาขึ้นใหม่ โดยการทำความเข้าใจระบบงานนั้น จำเป็นต้องเก็บรวมรวมข้อมูลปัญหาและความต้องการต่างๆเพื่อนำมาวิเคราะห์หาขอบเขตของ ระบบงานใหม่ ฟังก์ชันงานต่างๆ และฟังก์ชันงานเหล่านั้นเกี่ยวข้องกับบุคคลากรใดบ้าง รวมถึง จัดทำเอกสารการวิเคราะห์ระบบ และขั้นตอนการวิเคราะห์นี้ยังไม่จำเป็นต้องระบุวิธีการทำงาน ขั้นตอนการวิเคราะห์ระบบมีขั้นตอนย่อย ดังนี้

1) สัมภาษณ์ผู้ใช้งานคือขั้นตอนที่ต้องลงพื้นที่สัมภาษณ์ผู้ใช้งานเพื่อเก็บข้อมูลต่างๆ ดังนี้ขั้นตอนการทำงานของระบบงานเดิม เอกสารการทำงานต่างๆ ของระบบงานเดิม ปัญหาที่ พบของระบบงานเดิม ความต้องการของระบบที่สร้างขึ้นใหม่ ข้อจำกัดหรือข้อยกเว้นต่างๆ ของ ระบบงานใหม่ ในการสัมภาษณ์นั้นทีมงานพัฒนาไม่ควรดำเนินงานเพียงลำพัง แต่ควรจัดทีมงาน สัมภาษณ์อย่างน้อย2คนเพื่อให้สามารถเก็บข้อมูลได้ครบถ้วนซึ่งผู้ที่ทำหน้าที่รับผิดชอบในการ สัมภาษณ์จะเป็นนักวิเคราะห์และนักออกแบบระบบ

2) วิเคราะห์ปัญหาและความต้องการ คือ หลังจากการสัมภาษณ์เพื่อเก็บข้อมูลแล้ว ทีมผู้พัฒนาควรนำข้อมูลที่ได้จากการสัมภาษณ์มาวิเคราะห์หาข้อมูล ดังนี้ปัญหาและสาเหตุของ ปัญหาของระบบงานเดิมผู้ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดของระบบงานใหม่ความต้องการของระบบงานใหม่ กระบวนการทำงานของระบบงานใหม่ และความเกี่ยวข้องระหว่างผู้ที่เกี่ยวข้องกับระบบงานใหม่ โดยต้องกลับไปสัมภาษณ์และวิเคราะห์ซ้ำ หากยังไม่สามารถวิเคราะห์ปัญหาและความต้องการได้ ครบถ้วน หลักการวิเคราะห์คือ แสดงให้เห็นว่าระบบทำอะไร (what) โดยยังไม่พิจารณาว่าระบบ ทำอย่างไร (how) ซึ่งระบบทำอย่างไรนั้นจะดำเนินการในขั้นตอนการออกแบบระบบ

3) กำหนดขอบเขตของระบบ คือ การกำหนดขอบเขตการพัฒนาระบบงานใหม่ โดย ต้องกำหนดว่าจะดำเนินการทำอะไรบ้าง ไม่ทำอะไรบ้าง ระบบงานใหม่มีฟังก์ชันงานอะไรบ้าง และไม่ครอบคลุมอะไรบ้าง มีข้อจำกัดอะไรบ้าง ซึ่งถือว่าเป็นขั้นตอนที่สำคัญอีกขั้นตอนหนึ่ง หาก กำหนดขอบเขตไม่ชัดเจน อาจทำให้เกิดความไม่เข้าใจระหว่างทีมผู้พัฒนาและผู้ใช้งาน ส่งผลให้ ทีมผู้พัฒนาดำเนินงานนอกเหนือความต้องการของระบบ หรือพัฒนาไม่ครบถ้วนตามความต้องการ รวมถึงพัฒนาระบบผิดพลาดและล่าช้ากว่ากำหนด

4) วิเคราะห์กลุ่มกระบวนการทำงาน (grouping process) และกลุ่มข้อมูล (grouping data) คือ ขั้นตอนการวิเคราะห์เพื่อหากระบวนการทำงานว่าประกอบด้วยกระบวนการทำงานย่อย อะไรบ้างที่จะถูกพัฒนาขึ้นมา เช่น กระบวนการค้นหาข้อมูล กระบวนการจัดการการยืม-คืนหนังสือ กระบวนการการจัดการข้อมูลนักเรียน เป็นต้น และการวิเคราะห์เพื่อหากลุ่มข้อมูลที่เกิดขึ้นในการ พัฒนาว่ามีกลุ่มข้อมูลใด โดยแต่ละกลุ่มข้อมูลประกอบด้วยข้อมูลใดบ้าง เช่น กลุ่มข้อมูลหนังสือ ประกอบด้วยข้อมูลรหัสหนังสือ ชื่อหนังสือ ชื่อผู้แต่ง จำนวนหน้า หมายเลข ISBN เป็นต้น พร้อม กับจัดทำแผนภาพกระแสข้อมูล และแผนภาพบริบท

แผนภาพกระแสข้อมูล

เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการเขียนระบบใหม่ในการเขียนแผนภาพจำลองการทำงาน ของกระบวนการต่างๆ ในระบบ หรือเป็นแบบจำลองกระบวนการ (process model) ประเภทหนึ่ง ซึ่งนำมาใช้วิเคราะห์และออกแบบระบบเชิงโครงสร้าง โดยแสดงความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการ กับข้อมูล ใช้บรรยายภาพรวมของระบบ แสดงขั้นตอนการทำงานของระบบ ระบุแหล่งข้อมูล การไหล ของข้อมูล ปลายทางข้อมูล การเก็บข้อมูล และการประมวลผลข้อมูล

วัตถุประสงค์ของกำรสร้างแผนภาพกระแสข้อมูล

• เป็นแผนภาพที่สรุปรวมข้อมูลทั้งหมดที่ได้จากการวิเคราะห์ในลักษณะของรูปแบบ ที่เป็นโครงสร้าง

• เป็นข้อตกลงร่วมกันระหว่างนักวิเคราะห์ระบบและผู้ใช้งาน

• เป็นแผนภาพที่ใช้ในการพัฒนาต่อในขั้นตอนของการออกแบบระบบ

 • เป็นแผนภาพที่ใช้ในการอ้างอิง หรือเพื่อใช้ในการพัฒนาต่อในอนาคต

• ทราบที่มาที่ไปของข้อมูลที่ไหลไปในกระบวนการต่างๆ (data and process) 

ขั้นตอนการดำเนินงาน (process) เป็นงานที่ดำเนินการตอบสนองข้อมูลที่รับเข้า หรือ ดำเนินการตอบสนองต่อเงื่อนไขสภาวะใดๆ ที่เกิดขึ้น ไม่ว่าขั้นตอนการดำเนินงานนั้นจะกระทำ โดยบุคคล หน่วยงาน หุ่นยนต์ เครื่องจักร หรือเครื่องคอมพิวเตอร์ก็ตาม

แหล่งจัดเก็บข้อมูล (data store) เป็นแหล่งเก็บและบันทึกข้อมูล เปรียบเสมือนคลัง ข้อมูล (เทียบเท่ากับไฟล์ข้อมูล และฐานข้อมูล) โดยอธิบายรายละเอียดและคุณสมบัติเฉพาะตัว ของสิ่งที่ต้องการเก็บและบันทึก สัญลักษณ์ที่ใช้อธิบายคือสี่เหลี่ยมเปิดหนึ่งข้าง แบ่งออกเป็นสอง ส่วน ได้แก่ ส่วนที่ 1 ทางด้านซ้ายใช้แสดงรหัสของ data store โดยอาจจะเป็นหมายเลขลำดับหรือ ตัวอักษรได้ เช่น D1 D2 เป็นต้น สำหรับส่วนที่ 2 ทางด้านขวา ใช้แสดงชื่อ data store หรือชื่อไฟล์

ตัวแทนข้อมูล (external agents) หมายถึง บุคคล หน่วยงานในองค์กร องค์กรอื่นๆ หรือระบบงานอื่นๆ ที่อยู่ภายนอกขอบเขตของระบบ แต่มีความสัมพันธ์กับระบบ โดยมีการส่งข้อมูล เข้าสู่ระบบเพื่อดำเนินงาน และรับข้อมูลที่ผ่านการดำเนินงานเรียบร้อยแล้วจากระบบ สัญลักษณ์ที่ ใช้อธิบาย คือ สี่เหลี่ยมจตุรัสหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า ภายในจะต้องแสดงชื่อตัวแทนข้อมูล โดยสามารถ ทำการซ้ำได้ด้วยการใช้เครื่องหมาย \ (back slash) ตรงมุมล่างซ้าย

เส้นทางการไหลของข้อมูล (data flow) เป็นการสื่อสารระหว่างขั้นตอนการทำงาน ต่างๆ และสภาพแวดล้อมภายนอกหรือภายในระบบ โดยแสดงถึงข้อมูลที่นำเข้าและส่งออกไปใน แต่ละขั้นตอน ใช้ในการแสดงถึงการบันทึกข้อมูล การลบข้อมูล การแก้ไขข้อมูลต่างๆ สัญลักษณ์ ที่ใช้อธิบายเส้นทางการไหลของข้อมูล คือ เส้นตรงที่ประกอบด้วยหัวลูกศร เพื่อบอกทิศทางการ เดินทางหรือการไหลของข้อมูล

แผนภาพบริบท (context diagram)

เป็นแผนภาพกระแสข้อมูลระดับบนสุดที่แสดงภาพรวมทั้งหมดของระบบที่มีความ สัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมภายนอกระบบ ซึ่งประกอบด้วย กระบวนการเพียงกระบวนการเดียว นั่นคือ ระบบที่ศึกษา บุคคล ระบบภายนอก และการเคลื่อนที่ของข้อมูลจากภายนอกระบบสู่ระบบ

ออกแบบระบบ

ออกแบบระบบ คือ ขั้นตอนการกำหนดวิธีการแก้ปัญหาต่างๆ จากขั้นตอนการวิเคราะห์ ระบบ โดยขั้นตอนนี้จะกำหนดขั้นตอนการทำงานโดยใช้แผนภาพแสดงลำดับขั้นตอนการทำงาน (flowchart) แผนภาพแสดงความสัมพันธ์ของข้อมูล (ER -diagram) พจนานุกรมข้อมูล (data dictionary) หน้าจอส่วนติดต่อกับผู้ใช้งาน (Graphic User Interface: GUI) เทคโนโลยีต่างๆ ที่ นำมาใช้ในกระบวนการแก้ปัญหาต่างๆ ของระบบงาน ลักษณะการเขียนชุดคำสั่ง รวมถึงจัดทำ เอกสารการออกแบบระบบ เช่น ลักษณะการจัดเก็บข้อมูลสมาชิก เป็นต้น

พัฒนาระบบ และทดสอบระบบ

พัฒนาระบบ และทดสอบระบบ คือ ขั้นตอนการดำเนินงานต่างๆ เพื่อพัฒนาระบบ โดย ดำเนินงานตามการออกแบบจากขั้นตอนการออกแบบระบบ เช่น การเขียนชุดคำสั่งต่างๆ เพื่อ สร้างซอฟต์แวร์ การสร้างฐานข้อมูลเพื่อจัดเก็บข้อมูล จัดทำเอกสารการพัฒนาระบบ รวมถึงการ ทดสอบระบบงานว่าสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง และตรงตามความต้องการของผู้ใช้งานจาก ขั้นตอนการวิเคราะห์ระบบหรือไม่ โดยทดสอบระบบในสภาพแวดล้อมจำลองและสภาพแวดล้อม จริง เป็นต้น

ติดตั้งระบบ

ติดตั้งระบบ คือ ขั้นตอนการนำซอฟต์แวร์และระบบงานใหม่ที่เสร็จสมบูรณ์มาติดตั้งใน สภาพแวดล้อมการทำงานจริง จัดทำเอกสารการติดตั้งระบบงานใหม่และคู่มือการใช้งาน จัดฝึก อบรมผู้ใช้งาน ดำเนินการใช้ระบบงานใหม่ ประเมินผลการใช้งานระบบงานใหม่ เพื่อหาจุดบกพร่อง ต่างๆ ซึ่งการใช้งานระบบงานใหม่นั้น ควรใช้งานควบคู่กับระบบงานเดิม (กรณีที่มีระบบงานเดิม) โดยใช้ข้อมูลชุดเดียวกัน และเปรียบเทียบผลลัพธ์ว่าตรงกันหรือไม่ หากถูกต้องตรงกันจึงนำระบบ งานเดิมออก แล้วใช้งานระบบงานใหม่แทนที่

บำรุงรักษาระบบ

บำรุงรักษาระบบ คือ ขั้นตอนการดูแลระบบต่างๆ เช่น การแก้ไขจุดบกพร่องที่เกิดขึ้นหลัง จากการใช้งานในสภาพแวดล้อมจริง การเพิ่มเติมความสามารถของระบบงาน การปรับเปลี่ยน การทำงานบางประการให้ทันสมัยมากขึ้น เป็นต้น จากขั้นตอนการพัฒนาโครงงานทางเทคโนโลยี สามารถนำเอาหลักแนวคิดเชิงคำนวณเข้าไปประยุกต์ใช้ตั้งแต่การกำหนดปัญหาหลักใหญ่ของ โครงงาน และแยกแยะปัญหาเป็นปัญหาย่อย จากนั้นทำการหารูปแบบในการแก้ปัญหาต่างๆ