การแก้ไขปัญหาด้วยคอมพิวเตอร์นั้นก่อนที่จะระบุขั้นตอนวิธีที่ชัดเจนได้จะต้องวิเคราะห์และทำความเข้าใจกับปัญหาเพื่อให้ทราบว่ามีข้อมูลอะไรบ้างที่สามารถใช้ในการประมวลผลได้มีเงื่อนไขต่าง ๆ อย่างไร ผลลัพธ์ที่ต้องการคืออะไร โดยจะแบ่งข้อมูลที่เกี่ยวกับการทำงานออกเป็นสองส่วน คือ ข้อมูลเข้า (input) เป็นข้อมูลที่ใช้เพื่อประมวลผล และข้อมูลออก (output) เป็นข้อมูลผลลัพธ์ที่ต้องการ

นอกจากจะระบุว่าคืออะไรแล้วยังอาจระบุเงื่อนไขเพิ่มเติมได้อีก เช่น ข้อมูลเข้าอาจมีการระบุขอบเขตหรือเงื่อนไข

หรือข้อมูลออกอาจมีการระบุคุณสมบัติที่ต้องการการวิเคราะห์นี้เป็นการระบุข้อกำหนดต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับปัญหาให้ชัดเจน

ซึ่งจำเป็นต่อการออกแบบขั้นตอนวิธีที่ถูกต้อง

ตัวอย่างสถานการณ์

สถานการณ์

ครูได้ตรวจข้อสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่4 จำนวน 40 คน หากต้องการหาคะแนนสูงสุด ต่ำสุด

และคะแนนเฉลี่ยของนักเรียนทุกคน ให้นักเรียนระบุข้อมูลเข้าและข้อมูลออก

การระบุข้อมูลเข้า และข้อมูลออก

ข้อมูลเข้า : คะแนนสอบของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 4 จำนวน 40 คน

ข้อมูลออก : คะแนนสูงสุด ต่ำสุด และคะแนนเฉลี่ย

ทักษะการคิดเชิงคำนวณ เช่น การแยกส่วนประกอบและการย่อยปัญหา การหารูปแบบและการคิดเชิงนามธรรม สามารถนำมาใช้ในการออกแบบขั้นตอนวิธีเพื่อแก้ปัญหาต่างๆ การออกแบบนี้ไม่มีขั้นตอนที่ตายตัว จำเป็นต้องอาศัยประสบการณ์ และการฝึกฝน

ตัวอย่างสถานการณ์

การออกแบบเงื่อนไขที่ถูกต้องและชัดเจน จะเป็นปัจจัยสำคัญของการออกแบบขั้นตอนวิธีซึ่งเงื่อนไขที่กำหนดอาจเป็นเงื่อนไขอย่างง่ายหรือเงื่อนไขที่ซับซ้อนโดยเงื่อนไขอย่างง่าย มักจะเป็นการเปรียบเทียบ “มากกว่า” “น้อยกว่า” หรือ

“ไม่เท่ากัน”

เงื่อนไขบางเงื่อนไขอาจประกอบด้วยเงื่อนไขย่อยหลายเงื่อนไข และแต่ละเงื่อนไขมักเชื่อมด้วยตัวดำเนินการตรรกะ “และ : AND” , “หรือ : OR” แล้วก็ “นิเสธ : NOT” ดังตารางต่อไปนี้