หลักการและวิธีการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ

เข้าใจ เห็นคุณค่า และใช้กระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศในการสืบค้นข้อมูล เรียนรู้ สื่อสารและการแก้ปัญหาการทำงานมีประสิทธิภาพ

หลักการและวิธีการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ

 

 

 การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการสารสนเทศ

การแก้ปัญหามีหลายวิธี ขึ้นกับชนิดของาน วิธีการแก้ปัญหาอย่างหนึ่งอาจแก้ปัญหาอีกอย่างหนึ่งไม่ได้ และการแก้ปัญหาอาจจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสารสนเทศหรือไม่ก็ได้ ดังนั้น จึงควรยึดหลักการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ เพื่อไม่ให้เสียเวลา หลงทาง และสับสน วิธีการแก้ปัญหาแต่ละวิธีมีความเหมาะสมกับงานแตกต่างกันไป ก่อนที่จะใช้วิธีแก้ปัญหา ด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศ จะขอยกวิธีการแก้ปัญหาอย่างมีขั้นตอนโดยทั้วไป มาให้พิจารณาดูจำนวนหนึ่ง

                                                                   

1.1 หลักการแก้ปัญหาตามวิธีวิทยาศาสตร์ ( Scientific method ) วิธีการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์เป็นวิธีที่มีมานานมากแล้ว ซึ่งใช้ศึกษาค้นคว้าความรู้ใหม่ๆ ตั้งแต่หลายร้อยปีก่อน จนเกิดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ด้านต่างๆ มากมายอย่างทุกวันนี้ หลักการแก้ปัญหา ทางวิทยาศาสตร์ มีดังนั้
1. เก็บข้อมูลเบื้องต้น โดยการศึกษา สังเกตเหตุการณ์หรือปรากฎการณ์ทางธรรมชาติ
2. ตั้งสมมิฐานเกี่ยวกับสาเหตุ แนวความคิด หรือทฤษฎี ของการเกิดปรากฎการณ์และทางการแก้ปัญหา
3. พัฒนาการวิธีการที่จะทดสอบสมมติฐานหรือทฤษฎีตามข้อ 2
4. ทำการทดลองเพื่อพิสูจน์สมมติฐานหรือทฤษฎี โดยตั้งวัตถุประสงค์ให้ชัดเจน อาจมีการตั้งกลุ่มทดลองภายใต้การควบคุม เปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ควบคุม ทำการบันทึกผลการทดลองที่สังเกตพบไว้อย่างละเอียดแม่นยำ
5. วิเคราะห์ผลการทดลอง เพื่อหาคำตอบว่าสมมติฐานที่ตั้งไว้นั้นเป็นจริงหรือไม่
6. เขียนรายงานสรุปผลคำตอบที่ได้ผลที่ได้จากวิธีนี้เป็นที่ยอมรับกันมาก เนื่องจากเป็นวิธีที่พิสูจน์ได้ เห็นผลชัดเจน และ มีวัตถุประสงค์เด่นชัด แต่ผลที่ได้อาจขาดความคิดสร้างสรรค์ หรือบางครั้งสำหรับปัญหาง่ายๆ ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ขั้นตอนมากมายเช่นนี้ และปัญหาบางอย่างก็อาจใช้ไม่ได้เลย เพราะทดลองไม่ได้

1.2 หลักการแก้ปัญหาตามวิธีการทางวิศวกรรม ( Engineering problem solving ) วิธีเหมาะกับการแก้ปัญหาในการออกแบบผลิตภัณฑ์ สินคัา หรือเพื่อสร้างสิ่งใหม่หรือเพื่อการแก้ปัญหาในเชิงวิศวกรรม มีขั้นตอนดังนี้
1. วิเคราะห์ปัญหา กำหนดรายละเอียดปัญหาให้ชัดเจนเป็นข้อๆ กำหนดความ ต้องการและข้อจำกัดในการแก้ปัญหาเป็นข้อๆวิเคราะห์ข้อมูลว่ามีข้อมูลใดที่มีอยุ่แล้วและใช้ได้อะไรคือสิ่งที่ยังไม่รู้และต้องการรู้
2. สร้างแบบจำลองวิธีการแก้ปัญหา ( Define model ) อาจเป็นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ หรือบางกรณีต้องสร้างแบบจำลองย่อส่วนจากของจริง คิดค้นหาสูตรสมการที่จะใช้แก้ปัญหา เก็บข้อมูลที่ต้องใช้แก้ปัญหา
3. คำนวณหาคำตอบโดยใช้แบบจำลอง วิธี และสมกาในข้อ 2 ตรวจสอบผลลัพธ์ที่ได้ว่าถูกต้องเหมาะสมหรือไม่
4. ผลลัพธ์หรือคำตอบที่ได้มีเหตุผลว่าถูกต้องเหมาะสม จึงนำไปปฏิบัติ

1.3 วิธีการแก้ปัญหาแบบสร้างสรรค์ ( Creative problem solving ) วิธีนี้เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ใช้แนวคิดแบบสร้างสรรค์ สามารถนำไปใช้งานได้กว้างขวาง ซึ่งมีหลายวิธีเช่นกันในที่นี้ขอยกตัวอย่างวิธีของ Sidney J. Parness ดังนี้
1. ใช้ความสังเกตอย่างพินิจพิเคราะห์ คือให้ตื่นตัวตกใจ ใช้ตาดูหูฟัง เพื่อให้มองเห็นปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น และมองเห็นวิธีแก้ปัญหาที่อาจเป็นไปได้
2. ค้นหาความจริง โดยเก็บรวบรวมข้อมูล เช่น ทำการศึกษา ทดลอง หรือทำวิธีใดๆที่เหมาะสม
3. ค้นหาปัญหา เพื่อดูว่าปัญหาที่แท้จริงคืออะไร สาเหตุของการเกิดคืออะไร
4. ค้นหาแนวความคิดในการแก้ปัญหา โดยการคิดค้นวิธีการแก้ปัญหาหลายๆวิธีที่อาจใช้ได้ อย่าเพิ่งด่วนสรุปวิธีนั้นวิธีนี้ดีที่สุด ทำการประเมินและปรับปรุงแนวคิดให้ดีขึ้น
5. ค้นหาวิธีการแก้ปัญหาที่เหมาะสม โดยการกำหนดเกณฑ์ในการเลือกวิธีใดวิธีหนึ่งจากวิธีที่คิดไว้หลายๆวิธี เช่น เลือวิธีที่เร็ว ราคาถูก และดีเพียงพอกับความต้องการ
6. ค้นหาวิธีการยอมรับวิธีแก้ปัญหาที่เลือกไว้ โดยหาวิธีที่จะทำให้ตนเองและผู้เกี่ยวข้องยอมรับวิธีแก้ปัญหาที่เลือกไว้ร่วมกัน และตกลองแก้ปัญหาด้วยวิธีนั้นข้อเสียของวิธีนี้คือ ไม่กล่าวถึงวิธีการนำไปปฏิบัติ หรือการทดสอบวิธีการแก้ปัญหาที่
เลือกไว้ก่อนนำไปใช้จริง แต่มีจุดเด่นตรงที่ชาวยสรางแนวทางการแก้ปัญหาที่หลากหลาย ที่ผู้ใช้เลือกได้โดยอิสระ

1.4 การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศ การแก้ปัญหาที่ซับซ้อนด้วยวิธีการต่างๆ ที่กล่าวมาแล้ว ส่วนมากจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสารสนเทศเข้าช่วยเพื่อเพิ่มความรวดเร็ว ถูกต้อง และสามารถทำซ้ำได้ง่าย ในกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศเข้าช่วยแก้ปัญหา จำเป็นต้องปรับรูปแบบวิธีการทำงานให้เหมาะสมกับการใช้เทคโนโลยีสารสนเทศ
วิธีการแก้ปัญหาด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศ เป็นวิธีคล้ายกับการแก้ปัญกาทางวิศวกรรมมาก แต่ในการนำระบบคอมพิวเตอร์ไปใช้ในการแก้ปัญหา หรือเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานใดๆ ก็ตาม จะต้องมีการวิเคราะห์ปัญหาและศึกษาความเป็นไปได้ให้รอบคอบเสียก่อน ทั้งนี้เนื่องจากคอมพิวเตอร์ไม่ใช้เครื่องมือวิเศษที่จะแก้ปัญหได้ทุกเรื่อง
นอกจากนี้ยังจะต้องมีการศึกษาถึงความคุ้มค่าในการลงทุน เพื่อไม่ให้เป็นการลงทุนที่เสียเปล่า ต้องเลือกวิธีการแก้ปัญหาให้เหมาะสมกับงาน จัดหาเครื่องมือและเทคโนโลยีที่ไม่เกินความจำเป็น
การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการทางเทคโนโลยีสารสนเทศ เหมาะกับระบบงานที่ต้องทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งซึ่งซากและมีปริมาณงานมากหรืองานที่ต้องการความรวดเร็วในการคำนวณเกินกว่าคนธรรมดาจะทำได้ วิธีการโดยทั้วไปคือ ปรับเปลี่ยนวิธีการหรือระบบการทำงานแบบเดิม มาใช้ระบบงานที่มีเครื่องคอมพิวเตอร์ช่วยทำงานเป็นบางส่วน หรือทั้งหมด เท่าที่สามารถจะทำแทนคนได้
ดังนั้น การแก้ปัญหาด้วยกระบวนการเทคโนโลยีสารสนเทศ จึงต้องมีการสร้างระบบงานคอมพิวเตอร์ขึ้นมาช่วยทำงานอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ วิธีการโดยทั้วไป เราอาจไม่ต้องสร้างระบบงานทั้งหมดขึ้นใหม่ แต่พัฒนาระบบงานเดิมให้เป็นระบบงานที่ทำงานโดยคอมพิวเตอร์นิยมเรียกกันว่า การพัฒนาระบบงานคอมพิวเตอร์
1.4.1 ขั้นตอนการพัฒนาระบบงานคอมพิวเตอร์ ตามหลักวิชาว่าด้วยการวิเคราะห์และออกแบบระบบงาน ( System analysis and design ) มีการจัดขั้นตอนการพัฒนาระบบงานคอมพิวเตอร์และสารสนเทศดังนี้
1. วิเคราะห์ระบบงานหรือปัญหา ( System or problem analysis ) รวมถึงรายละเอียดข้อมูลที่ต้องใช้ โดยการศึกษาระบบงานเดิมอย่างละเอียด
2. กำหนดรายละเอียดของความต้องการของผู้ใช้ระบบงาน ( Require-ments specification )
3. ออกแบบขั้นตอนวิธีการทำงานของระบบใหม่
4. ตรวจสอบขั้นตอนวิธีให้ได้ผลตามความต้องการ
5. ออกแบบโปรแกรม ( Program design )
6.เขียนชุดคำสั่ง ( Coding )
7. ทดสอบโปรแกรม ( Testing ) และหาที่ผิดพลาด ( Debuugging )
8. นำโปรแกรมและระบบงานไปใช้งานจริง ( Implementation oroperation )
9. บำรุงรักษา ติดตามผล แก้ไขปรับปรุง ( Software maintenance and improvement ) เพื่อให้ทันสมัยใช้ได้ตลอดไป จะเห็นว่าการพัฒนาระบบสารสนเทศ จำเป็นจะต้องรู้ขั้นตอนวิธีการทำงานของระบบเดิม ตามด้วยการหาวิธีการแก้ปัญหาโดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์และโปรแกรม จากนั้นจึงออกแบบวิธีการทำงานในระบบใหม่ให้ระเอียดซึ่งจะต้องมีการสร้างโปรแกรมคอมพิวเตอร์ขึ้นมาช่วยทำงานบางส่วน หรือทั้งหมด
1.4.2 ขั้นตอนการพัฒนาระบบงานโดยการจัดซื้อโปรแกรมสำเร็จรูป ในกรณีที่เราไม่ได้พัฒนาโปรแกรมเอง แต่เป็นการจัดซื้อโปรแกรมสำเร็จรูปมาใช้งาน เราอาจปรับเปลี่ยนขั้นตอนมาเป็นดังนี้
1. วิเคราะห์ปัญหาและระบบงานที่จะทำ ( System or problem analysis ) รวมถึงรายละเอียดข้อมูลที่มีอยุ่
2. กำหนดรายละเอียดของความต้องการของผู้ใช้ระบบงาน ( Require-ments specification )
3. ออกแบบขั้นตอนวิธีการทำงานของระบบใหม่
4. ตรวจสอบขั้นตอนวิธีว่าให้ผลตรงกับที่ต้องการ
5. จัดหาโปรแกรมที่ทำงานตรงตามความต้องการ โดยการซื้อหรือจ้างทำ
6. นำโปรแกรมและระบบงานไปใช้จริง ( Implementation oroperation )
7. บำรุงรักษาระบบ ติดตามผลและแก้ไขปรับปรุง ( Software mainte-mance and improvement )

1.5 เครื่องมือในการวิเคราะห์ขั้นตอนวิธีการแก้ปัญหา ในการออกแบบขั้นตอนวิธีการทำงานเพื่อการแก้ปัญหาต่างๆ หรือการเขียนโปรแกรม จำเป็นต้องใช้เครื่องมือบางอย่างช่วยในการออกแบบและวิเคราะห์วิธีการเพื่อให้ง่ายต่อการมองภาพกระบวนการทำงานของระบบ สามารถตรวจสอบหาที่ผิด รวมทั้งหาทางปรับปรุงให้ดีกว่าเดิมได้ เครื่องมือดังกล่าวที่ง่ายที่สุด ได้แก่ ผังงาน หรือโฟลชาร์ต ( Flowchart ) และรหัสจำลอง ( Pseudo Code )
1.5.1 ผังงาน ( Flowchart ) เป็นเครื่องมือช่วยออกแบบ และวิเคราะห์การทำงานของโปรอกรมแบบรูปภาพขั้นพื้นฐานที่สุด ช่วยให้สามารถมองเห็นภาพของความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการต่างๆ ของระบบงานหรือโปรแกรมได้ง่าย และสามารถตรวจสอบว่าวิธีการนั้น ถูกต้อง มีประสิทธิภาพในการทำงาน และมีความซับซ้อนหรือไม่ ทำให้นำไปเขียนเป็นโปรแกรมได้อย่างถูกต้อง ซึ่งเหมาะสมสำหรับผู้เริ่มต้นศึกษากลไกของโปรแกรมอย่างละเอียดรวมทั้งเพื่อเป็นการศึกษาคิดค้นขั้นตอนวิธี ( algorithm ) ที่ละเอียดอ่อน และยังจัดว่าเป็นกระบวนการที่ไม่ใหญ่และซับซ้อนมากนัก ผังงานประกอบด้วยสัญลักษณ์ต่างๆ

                                                                 

จุดเริ่มต้น / สิ้นสุดของโปรแกรม

ลูกศรแสดงทิศทางการทำงานของโปรแกรมและการไหลของข้อมูล

ใช้แสดงคำสั่งในการประมวลผล หรือการกำหนดค่าข้อมูลให้กับตัวแปร

แสดงการอ่านข้อมูลจากหน่วยเก็บข้อมูลสำรองเข้าสู่หน่วยความจำหลักภายในเครื่องหรือการแสดง ผลลัพธ์จากการประมวลผลออกมา

การตรวจสอบเงื่อนไขเพื่อตัดสินใจ โดยจะมีเส้นออกจารรูปเพื่อแสดงทิศทางการทำงานต่อไป เงื่อนไขเป็นจริงหรือเป็นเท็จ

แสดงผลหรือรายงานที่ถูกสร้างออกมา

แสดงจุดเชื่อมต่อของผังงานภายใน หรือเป็นที่บรรจบของเส้นหลายเส้นที่มาจากหลายทิศทางเพื่อ
จะไปสู่การทำงานอย่างใดอย่างหนึ่งที่เหมือนกัน

การขึ้นหน้าใหม่ ในกรณีที่ผังงานมีความยาวเกินกว่าที่จะแสดงพอในหนึ่งหน้า

ปัจจุบันโปรแกรมช่วยเขียนผังงานทำให้เขียนได้ง่ายขึ้น เช่น SmartDraw ,Microsoft Visio 2002 ซึ่งหาข้อมูลและโปรแกรมตัวอย่างได้ที่เว็บไซต์ต่อไปนี้

1.5.2 รหัสลำลอง ( Pseudo Code ) เป็นเครื่องช่วยในการออกแบบระบบงานและโปรแกรมอีกแบบหนึ่ง โดยเขียนขั้นตอนวิธีเป็น ประโยคสั้นๆ กะทัดรัด แต่สื่อความหมายชัดเจน เรียงกันโดยมีหมายเลขกำกับแต่ละขั้นตอน ให้ทำงานตามลำดับหมายเลขและเงื่อนไขที่เขียนไว้ ตัวอย่างเช่น ถ้าต้องการออกแบบโปรแกรมให้พิมพ์ตัวเลขจาก 1 ถึง N โดยที N เป็นตัวเลขใด ๆ ก็ได้ที่มากกว่าหรือเท่ากับ 1 เราอาจเขียนวิธีทำงาน ที่เรียกว่ารหัสจำลองได้ดังนี้
1. ป้อนค่า N จากแป้นพิมพ์
2. กำหนดให้ตัวแปร I เป็นตัวเลขที่จะต้องพิมพ์ เริ่มต้นที่ I = 1
3. พิมพ์ค่า I ที่กระดาษของเครื่องพิมพ์
4. ตรวจสอบว่า I = N แล้วหรือไม่
5. ถ้า I ไม่เท่ากับ N ให้เพิ่มค่า I = I+1 จากนั้นกลับไปทำตามขั้นตอนที่ 3
6. ถ้า I = N แสดงว่างานเสร็จแล้ว จบโปรแกรม
ให้สังเกตขั้นตอนที่ 5 เมื่อทำมาถึงขั้นนี้ และ I ไม่เท่ากับ N เราต้องย้อนกลับไปทำขั้นที่ 3 เรื่อยๆเป็นการวน ( Looping ) จนกว่า I จะเท่ากับ N เมื่อ I = N เราจะลงไปทำขั้นตอนที่ 6 ซึ่งเป็นการจบงาน
สำหรับผู่ผึกจนชำนาญแล้ว อาจเขียนผังงาน หรืออาจใช้รหัสจำลองอย่างเดียวก็ได ้แต่การมองเห็นภาพระบบงานของรหัสจำลองมีน้อยกว่า อาจเข้าใจยากและไม่ค่อยสร้างความประทับใจเวลานำเสนอต่อมวลชน