บทที่ 5 เงื่อนไขของปัญหาและการออกแบบขั้นตอน

บทที่ 5 เงื่อนไขของปัญหาและการออกแบบขั้นตอน

การระบุข้อมูลเข้า ข้อมูลออก และเงื่อนไขของปัญหา

            การแก้ไขปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์นั้น ก่อนที่จะระบุขั้นตอนวิธีที่ชัดเจนได้ จะต้องวิเคราะห์และ

ทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อให้ทราบว่ามีข้อมูลอะไรบ้างที่สามารถใช้ในการประมวลผลได้ มีเงื่อนไขต่าง ๆ 

อย่างไร ผลลัพธ์ที่ต้องการคืออะไร โดยจะแบ่งข้อมูลที่เกี่ยวกับการทำงานออกเป็นสองส่วน คือ  ข้อมูลเข้า (input) 

เป็นข้อมูลที่ใช้เพื่อประมวลผล และ ข้อมูลออก (output) เป็นข้อมูลผลลัพธ์ที่ต้องการ

            นอกจากจะระบุว่าคืออะไรแล้ว ยังอาจระบุเงื่อนไขเพิ่มเติมได้อีก เช่น ข้อมูลเข้าอาจมีการระบุขอบเขต

หรือเงื่อนไข หรือข้อมูลออกอาจมีการระบุคุณสมบัติที่ต้องการ การวิเคราะห์นี้เป็นการระบุข้อกำหนดต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับปัญหา

ให้ชัดเจน ซึ่งจำเป็นต่อการออกแบบขั้นตอนวิธีที่ถูกต้อง 

ตัวอย่างสถานการณ์
สถานการณ์
    ครูได้ตรวจข้อสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คนหากต้องการหาคะแนนสูงสุด ต่ำสุด 
และคะแนนเฉลี่ยของนักเรียนทุกคน ให้นักเรียนระบุข้อมูลเข้าและข้อมูลออก

การระบุข้อมูลเข้า และข้อมูลออก
 ข้อมูลเข้า : คะแนนสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน
 ข้อมูลออก : คะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย


การออกแบบขั้นตอนวิธี
     ทักษะการคิดเชิงคำนวณ เช่น การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา การหารูปแบบ และการคิดเชิงนามธรรม 
สามารถนำมาใช้ในการออกแบบขั้นตอนวิธีเพื่อแก้ปัญหาต่างๆ การออกแบบนี้ไม่มีขั้นตอนที่ตายตัว จำเป็น
ต้องอาศัยประสบการณ์ และการฝึกฝน

 
ตัวอย่างสถานการณ์
 สถานการณ์
         ครูได้ตรวจข้อสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน หากต้องการหาคะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย
ของนักเรียนทุกคน ให้นักเรียนเขียนขั้นตอนวิธีในการหาคะแนนเฉลี่ยของนักเรียนทุกคน

 
การระบุข้อมูลเข้า และข้อมูลออก
         เนื่องจากปัญหานี้สามารถแบ่งได้เป็น 3 ส่วน คือ คะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย เราควรเริ่มพิจารณาอย่างใด
อย่างหนึ่งก่อน ในที่นี้จะเริ่มจากคะแนนสูงสุดก่อน ในการออกแบบนั้นจะเริ่มจากการหาค่าสูงสุดของข้อมูล 
โดยสามารถเขียนขั้นตอนได้ดังนี้


ขั้นตอนวิธี : หาค่าสูงสุดของข้อมูล
ข้อมูลเข้า : คะแนนสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน
ข้อมูลออก : คะแนนสูงสุด


การสร้างเงื่อนไขอย่างง่าย
      การออกแบบเงื่อนไขที่ถูกต้องและชัดเจน จะเป็นปัจจัยสำคัญของการออกแบบขั้นตอนวิธี ซึ่งเงื่อนไขที่กำหนดอาจเป็น
เงื่อนไขอย่างง่ายหรือเงื่อนไขที่ซับซ้อน โดยเงื่อนไขอย่างง่าย มักจะเป็นการเปรียบเทียบ “มากกว่า” 
“น้อยกว่า” หรือ “ไม่เท่ากัน”

 
การสร้างเงื่อนไขด้วยตัวดำเนินการตรรกะ
        เงื่อนไขบางเงื่อนไขอาจประกอบด้วยเงื่อนไขย่อยหลายเงื่อนไข และแต่ละเงื่อนไขมักเชื่อมด้วยตัวดำเนินการ
ตรรกะ “และ : AND” , “หรือ : OR” แล้วก็ “นิเสธ : NOT” ดังตารางต่อไปนี้