การทำงานของคอมพิวเตอร์
การทำงานของคอมพิวเตอร์จะรับข้อมูลเข้ามา จากนั้นประมวลผลแล้วส่งข้อมูลออกไป โดยการรับข้อมูลจะรับผ่านทางหน่วยรับเข้า เช่น แป้นพิมพ์ เมาส์ แล้วมาประมวลผลด้วยหน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู แล้วส่งข้อมูลออกมาทางหน่วยส่งออก เช่น จอภาพ เครื่องพิมพ์ เสียง
การทำงานของคอมพิวเตอร์จะมีอุปกรณ์ต่าง ๆ ในการควบคุมการทำงานที่คล้ายกับอวัยวะของมนุษย์ ซึ่งประกอบไปด้วยหน่วยรับเข้า หน่วยประมวลผลกลาง และหน่วยส่งออก เช่น หน่วยรับเข้า คือ แป้นพิมพ์ เมาส์ หน่วยประมวลผลกลาง คือ ซีพียู และหน่วยส่งออก คือ จอภาพ
การวิเคราะห์และเปรียบเทียบอุปกรณ์การทำงานของคอมพิวเตอร์ที่คล้ายกับอวัยวะของมนุษย์ได้ดังนี้
หน่วยรับข้อมูล
หน่วยประมวลผลกลาง
หน่วยส่งออก
ถ้าต้องการออกแบบโปรแกรมให้คอมพิวเตอร์ทำงานคล้ายเครื่องคิดเลข โดยบวกเลขสองจำนวน ออกแบบขั้นตอนการทำงานต่อไปนี้
การรับข้อมูลจากหน่วยรับเข้า เช่น แป้นพิมพ์ มาเก็บในเครื่องคอมพิวเตอร์ จะต้องสร้างตัวแปรขึ้นมา
จากตัวอย่างนี้ จะต้องมีตัวแปรสองตัวเพื่อเก็บข้อมูลสองค่า โดยการออกแบบขั้นตอน
การออกแบบอัลกอริทึม
คอมพิวเตอร์จะทำงานตามคำสั่งหรืออัลกอริทึมที่กำหนดการให้คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งอย่างถูกต้องนั้น ต้องออกแบบอัลกอริทึมให้สมบูรณ์ โดยตรวจสอบเงื่อนไขให้ครอบคลุมทุกกรณี แล้วจึงพัฒนาเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ถ้าทำงานผิดพลาดหรือมีส่วนใดที่ทำงานไม่สมบูรณ์ เราสามารถปรับปรุงอัลกอริทึมได้ แล้วจึงแก้ไขโปรแกรมต่อไป
การเริ่มเขียนโปรแกรมต้องออกแบบการทำงานของโปรแกรมขึ้นมาก่อน หรือเรียกว่า การออกแบบอัลกอริทึม ทำได้โดยสร้างลำดับของคำสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงาน เช่น ถ้าหากต้องการให้ตัวละครเคลื่อนที่ 100 ก้าวอาจทำได้ ดังนี้
ตัวอย่างการออกแบบโปรแกรม
ถ้าต้องการออกแบบอัลกอริทึมสำหรับประมวลผลการสอบ โดยวิชาที่สอบจะมีคะแนนเต็ม 100 คะแนน ถ้าทำคะแนนได้มากกว่าหรือเท่ากับ 50 คะแนนจะผ่าน ดังนั้นเงื่อนไขของปัญหานี้ คือ ถ้าคะแนนมากกว่าหรือเท่ากับ 50 คะแนน ผ่าน และ ถ้าคะแนนตั้งแต่ 0 ถึง 49 จะไม่ผ่านนั่นเอง ปัญหานี้ข้อมูลรับเข้า คือ คะแนน ส่วนข้อมูลส่งออก คือ ผลการสอบ เราอาจเขียนอัลกอริทึมได้ ดังนี้
การออกแบบอัลกอริทึมควรเขียนการทำงานหลัก ๆ ออกมาก่อน สำหรับการทำงานย่อย ๆ อาจแทรกเข้าไปภายหลังได้
การเริ่มเขียนโปรแกรมต้องออกแบบการทำงานของโปรแกรมขึ้นมาก่อนหรือเรียกว่า การออกแบบอัลกอริทึม ทำได้โดยสร้างลำดับของคำสั่งให้คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งโดยให้ครอบคลุมทุกกรณี แล้วจึงพัฒนาเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น การออกแบบอัลกอริทึมการประมวลผลการสอบและการออกแบบอัลกอริทึมควรเขียนการทำงานหลัก ๆ ออกมาก่อน สำหรับการทำงานย่อย ๆ อาจแทรกเข้าไปภายหลังได้
คอมพิวเตอร์จะทำงานตามคำสั่งหรืออัลกอริทึมที่กำหนดการให้คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งอย่างถูกต้องนั้น ต้องออกแบบอัลกอริทึมให้สมบูรณ์ โดยตรวจสอบเงื่อนไขให้ครอบคลุมทุกกรณี แล้วจึงพัฒนาเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ถ้าทำงานผิดพลาดหรือมีส่วนใดที่ทำงานไม่สมบูรณ์ เราสามารถปรับปรุงอัลกอริทึมได้ แล้วจึงแก้ไขโปรแกรมต่อไป
อัลกอริทึมมีความสำคัญกับการออกแบบการทำงานของการเขียนโปรแกรม คือ ช่วยกำหนดให้คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งได้อย่างถูกต้อง และหากโปรแกรมทำงานผิดพลาด สามารถปรับปรุงอัลกอริทึมและพัฒนาแก้ไขโปรแกรมต่อได้ อีกทั้งยังช่วยให้ การทำงานต่าง ๆ เป็นลำดับขั้นตอน และเห็นภาพรวมของงานทั้งหมด
โดยสรุป คอมพิวเตอร์จะทำงานตามคำสั่งหรืออัลกอริทึมที่กำหนดการให้คอมพิวเตอร์ทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งอย่างถูกต้องนั้น ต้องออกแบบอัลกอริทึมให้สมบูรณ์ โดยตรวจสอบเงื่อนไขให้ครอบคลุมทุกกรณีโดยสามารถออกแบบโปรแกรมโดยเขียนเป็นข้อความหรือผังงาน
