Смоленский промышленно-экономический колледж

Кафедра «Математики и информатики»

Специальность: «Программное обеспечение вычислительных техники и автоматизированных систем»

Дипломный проект

По теме: «Обучающая программа “Построение графиков функций”»

АННОТАЦИЯ

Дипломный проект на тему «Обучающая программа “Построение графиков функций”» разработан студенткой IV курса Смоленского промышленно-экономического колледжа Козловой Олесей Владимировной.

THE SUMMARY

The degree project on a theme " Training program " Construction of diagrams of functions " is developed by the student of IV rate of Smolensk industrial - economic college Kozlovoj Olesya Vladimirovnoj.

The given settlement - explanatory note consists of 7 basic chapters which in total borrow(occupy) 82 quires. Into structure of 7 basic chapters enter: a special part of the degree project (a theoretical part, a practical part, the program documentation, operation the documentation, development of the software), an organizational - economic part, chapters on protection of work both safety precautions and ergonomics.

The account-explanatory slip contains 5 pictures and 7 tables.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1. Обзор литературы

1.2. Среда VisualBasic как средство разработки приложений

1.2.1. Разработка приложения

1.2.2. Основные принципы создания интерфейса

1.2.3. Реализованные и потенциальные возможности интерфейса

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Назначение разработки

2.2. Структура программы

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

3.1. Техническое задание

3.1.1. Назначение разработки

3.1.2. Требования к программе

3.1.3. Требования к программной документации

3.2. Спецификация

3.3. Описание программы

3.3.1. Вызов и загрузка программы

3.4. Программа и методика испытаний

3.4.1. Объект испытаний

3.4.2. Цель испытаний

3.4.3. Требования к программе

3.4.4. Средства и порядок испытаний

3.4.5. Методы испытаний

ГЛАВА 4. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

4.1. Ведомость эксплуатационных документов

4.2. Описание применения

4.2.1. Назначение программы

4.2.2. Условие применения

4.2.3. Входные и выходные данные

4.3. Руководство системного программиста

4.3.1. Назначение и функции программы

4.3.2. Структура программы

4.3.3. Настройка программы

4.3.4. Проверка программы

4.4. Руководство по техническому обслуживанию

4.4.1. Общие указания

4.4.2. Требования к эксплутационной документации

4.4.3. Требования к техническим средствам

ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ

ГЛАВА 6. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

6.1. Основные положения

6.2. Правила пожарной безопасности

6.2.1. Защита рабочих от поражения электрическим током

ГЛАВА 7. ЭРГОНОМИКА

7.1. Основные положения

7.2.Анализ опасных и вредных производственных факторов

7.2.1. Соблюдение безопасных климатических условий

7.2.2. Освещенность помещений

7.3. Организация рабочего места

7.3.1. Основные положения

7.3.2. Размерные характеристики рабочего места

7.3.3. Требования к размещению органов управления

7.3.4. Требования к различным средствам отображения информации

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ВВЕДЕНИЕ

Создание и совершенствование компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных сферах научной и практической деятельности. Одной из таких сфер стало образование - процесс передачи систематизированных знаний, навыков и умений от одного поколения к другому. Будучи, само по себе, мощной информационной сферой и владея опытом использования различных классических (не компьютерных) информационных систем, образование быстро откликнулось на возможности современной техники. На наших глазах возникают нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением; такие системы естественно называть информационно-обучающими.

С началом промышленного изготовления компьютеров первых поколений и их появлением в образовательных учреждениях возникло новое направление в педагогике - компьютерные технологии обучения. Первая обучающая система Plato на основе мощной ЭВМ фирмы “Control Data Corporation” была разработана в США в конце 50-х годов и развивалась в течение 20 лет. По-настоящему, массовыми создание и использование обучающих программ стали с начала 80-х годов, когда появились и получили широкое распространение персональные компьютеры.

С появлением примеров компьютерного обучения к созданию компьютерных обучающих программ приобщились десятки тысяч педагогов - специалистов в различных областях знания, чаще всего в технических науках.

Благодаря своим конструктивным и функциональным особенностям современный персональный компьютер является уникальной по своим возможностям обучающей машиной. Он находит применение в обучении самым разнообразным дисциплинам и служит базой для создания большого числа новых информационных технологий обучения.

Технические возможности персонального компьютера. Если компьютер используется как обучающее средство, позволяют:

§ активизировать учебный процесс;

§ индивидуализировать обучение;

§ повысить наглядность в предъявлении материала;

§ сместить акценты от теоретических знаний к практическим;

§ повысить интерес учеников к обучению.

Активизация обучения связана с диалоговым характером работы компьютера и с тем, что каждый ученик работает за своим компьютером. При традиционном классном обучении основное - это восприятие учащимися информации в устной форме, при этом ученику не часто приходится проявлять активность на уроке и учитель не в состоянии организовать и контролировать активную работу каждого ученика на его рабочем месте. Поэтому традиционное обучение, в основном, является пассивным. Если же обучение ведется в компьютерном классе, компьютер диалоговым характером своей работы стимулирует ученика к деятельности и контролирует ее результаты.

Каждый ученик в процессе обучения сталкивается с трудностями индивидуального характера, связанными с наличием пробелов в знаниях или особенностями мышления. При обучении с помощью компьютера обучающая программа может диагностировать пробелы в знаниях ученика, его индивидуальные особенности и строить обучение в соответствии с ними.

Графические возможности дисплеев персональных компьютеров и гибкие языки программирования позволяют сделать компьютерное обучение очень наглядным. В самом деле, теперь на каждом рабочем месте ученика имеется телевизор-дисплей, на экране которого с помощью языка программирования можно показывать геометрические фигуры и построения.

Компьютерная технология повышает интерес к обучению предметам, не связанным с информатикой. Новое в организации учебного процесса с участием компьютера, само изменение характера работы ученика на уроке способствуют повышению интереса к учебе. В то же время, более тонкое использование возможностей компьютера позволяет управлять мотивацией учеников во время компьютерного обучения.

Нельзя рассматривать компьютер в обучении отдельно, сам по себе, в отрыве от

§ программного обеспечения - педагогических программных средств;

§ организационных форм использования компьютеров.

В настоящее время существует огромное множество обучающих программ по самым разным предметам, ориентированных на самые разные категории учащихся, начиная контингентом детских садов и кончая персоналом атомных электростанций. Но четкая классификация разновидностей данных программ еще не установилась. Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами.

Выделяют 4 основных типа обучающих программ:

§ тренировочные и контролирующие;

§ наставнические;

§ имитационные и моделирующие;

§ развивающие игры.

Несмотря на все эти преимущества компьютерного обучения, возникает целый ряд проблем при организации данного процесса. Главная из которых заключается в том, что использование компьютера не вписывается в стандартную классно-урочную систему. Компьютер - это средство индивидуального обучения в условиях нелимитированного времени, и именно в этом качестве он должен использоваться. Важно, чтобы ученик при компьютерном обучении не был ограничен жесткими временными рамками, чтобы педагогу не надо было работать «на класс» в целом, а чтобы он мог пообщаться с каждым учеником, дать индивидуальную консультацию по работе с обучающей программой и по материалу, в ней содержащемуся, помочь преодолеть индивидуальные затруднения.

После изучения данного вопроса у меня возникла идея - создать программное средство, относящееся к группе обучающих программ, которое помогло бы преподавателям и учащимся в изучении темы «Функции, графики, графическое решение систем уравнений».

Задачей данного дипломного проектирования является создание обучающей программы «Построение графиков функций», которая, с одной стороны, выполняет функции по автоматизации процесса работы преподавателя, с другой, позволяет организовать самостоятельную работу учащихся.

После постановки задачи стало необходимо изучить предметную область, в которой решалась задача создания вышеупомянутой программы. Для этого первым этапом стало изучение основных требований, предъявленных к данной программе. Как выяснилось в ходе изучения этой области, проработке интерфейса стоит уделить немалое внимание.

Далее возникла задача правильно выбрать конкретное средство реализации поставленной цели. С учетом имеющихся знаний относительно системы разработки программ в среде Visual Basic, было решено создать программу именно на ее основе, так как она является системой программирования достаточно высокого уровня.

Однако ряд вопросов требовал более глубокого изучения, что и было проделано при исследовании задачи.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Обзор литературы

В данной главе кратко рассмотрим литературу, которая понадобилась для разработки программы и написания дипломного проекта. Для удобства представим содержание литературы в виде таблицы 1:

Таблица 1

Автор, название книги	Содержание
1. Лихолетов И.И. Функции и их графики.Мн.,«Нар.асвета», 2000. 152 с. с рис.	В книге дан краткий обзор функций в объеме программы средней школы в тесной связи с изучением способов построения их графиков. В книге содержится свыше 100 примеров и задач с подробными решениями и около 400 задач учащимся предлагается решить самостоятельно.
2. Гельфанд И.М. Функции и графики, «Наука», 2001, 96 стр. с илл.	Эта книга посвящена разбору основных приемов построения графиков на примерах простейших функций. Часть теоретического материала изложена в виде задач, включенных непосредственно в текст. Для понимания книги необходимо внимательно разбирать все эти задачи.
3. Алимов Ш.А., Колягин Ю.М., Сидоров Ю.В. Алгебра и начала анализа: Учеб. Для 10-11кл.общеобразоват.учреждений- -7-е изд.-М.:Просвещение, 2002.- -254 с.: ил.	В этой книге рассматривается полный курс алгебры 10-11 класса, составляющей которого является тема «Функции, графики». Здесь подробно рассматриваются такие функции, как: логарифмическая, показательная, тригонометрические.
4. Литвиенко Т.В. Visual Basic 6.0: Учебное пособие для вузов.-М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 140с.:ил.	В этой книге излагаются основы программирования в среде одного из наиболее популярных визуальных средств разработки Windows - приложений. Рассмотрены фундаментальные понятия. Использование графики и анимации, основы проектирования пользовательского интерфейса.
5.Михаэль Райтингер, Геральд Муч Visual Basic 6.0: пер. с нем. - К.: Издательская группа BHV, 2004. - 288 с.	В книге подробно описываются интегрированная среда разработки. Основные элементы управления Visual Basic 6.0 и приемы работы с ними, различные возможности ввода и вывода информации. Особое внимание уделяется инструментам разработки и отладки приложений.
6. Микаэл Хальворсон Microsoft Visual Basic 6.0 для профессионалов. Шаг за шагом: Практ.пособ./Пер. с англ. - М.: Издательство ЭКОМ, 2004. - 720 с.: илл.	Данная книга предназначена для прохождения основного курса программирования на Microsoft Visual Basic 6.0. Секрет, как стать профессиональным разработчиком программ на Microsoft Visual Basic, состоит в том. Чтобы писать программы, требующие от вас применения самых разнообразных возможностей Visual Basic. Среди них: доскональное изучение и способность на практике применять стандартные средства управления панели инструментов и компоненты Active X; умение правильно устанавливать и манипулировать свойствами, функциями и событиями объекта; способность писать ясный и четкий программный код с возможностью повторного использования некоторых сегментов программы в дальнейшем; умение создавать наглядный и эффективный интерфейс пользователя.
7. Валерий Алиев Visual Basic. Полное руководство пользователя, 2005	В книге описан язык Visual Basic - наиболее простой и эффективный язык программирования в среде Windows. Подробно рассмотрены вопросы инсталляции, интерфейса, команды и инструкции. Много внимания уделено практическим вопросам. Материал изложен последовательно и доходчиво.
8.Голицына О.А., Попов И.И. Основы алгоритмизации и программирования	В книге рассмотрены основные понятия алгоритмизации и программирования, представлены все виды задач обработки данных, приводятся таблицы сравнительного анализа форматов, операторов, процедур, описания данных различных языков программирования. Дается развернутое и практически полное описание языков и систем программирования Pascal, Basic, C; а также сред Visual Basic и Delphi. Все разделы насыщены примерами и задачами.
9. Типовые нормы времени на программирование задач для ЭВМ,М.: «Экономика», 1999	В данной книге представлены типовые нормы времени, которые рекомендуются для применения в научно-производственных, производственных объединениях, на предприятиях и в организациях науки и научного обслуживания отраслей народного хозяйства.
10.Денисенко Г.Ф., «Охрана труда»	В первом разделе подробно изложены социально-экономические и организационные основы охраны труда. Во втором разделе подробно рассмотрены вредные производственные факторы, принципы их гигиенического нормирования, основные пути устранения или уменьшения их воздействия на работающих. В третьем разделе рассматриваются вопросы обеспечения безопасности технологических процессов. Более подробно изложены требования к безопасности оборудования, обладающего повышенной опасностью. Необходимое внимание в разделе уделено защищающим устройствам, являющимися основными техническими устройствами безопасности. В четвертом разделе основное внимание обращено на ознакомление с показателями пожарной опасности веществ и материалов, положенными в основу категорирования производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности, а также с возможными причинами возникновения пожаров и взрывов При изложении материалов всех разделов учтены результаты последних исследования, требования государственных стандартов ССБТ, а также строительных норм и правил.
11. Мотузко Ф. Я., «Охрана труда»	В этой книге рассматривается понятие охраны труда, как системы законодательных актов, постановлений, организационных, санитарных и технических мер, обеспечивающих безопасные для здоровья условия труда на рабочем месте. Описываются различные виды освещения, правила их размещения на рабочем месте оператора. Также рассматриваются показатели информационной нагрузки оператора и системы освещения.

1.2 Среда программирования VisualBasic как средство разработки приложений

Среда программирования Visual Basic позволяет:

§ разработать многооконные пользовательские приложения;

§ создавать многофункциональные системы общего назначения;

§ проектировать базы данных любой сложности и средств управления БД;

§ разработать системы обработки текстовой, графической, видеоинформации и звука;

§ создавать графические операционные оболочки;

§ написать прикладные программы;

§ создавать одно- и многопользовательский интерфейс;

§ разработать сетевые приложения;

§ разработать мультимедийные приложения и средства разработки мультимедийных приложений.

Среда программирования Visual Basic содержит все необходимые инструменты для быстрого и эффективного создания мощных программ, работающих в среде Windows. Компоненты хранятся в библиотеке компонентов, содержащей все объекты, необходимые для создания полноценных программ, использующих интерфейс Windows.

Программирование на Visual Basic, можно сказать, заключается в простом манипулировании компонентами и объектами; появляются шаблоны, которые даже эту задачу делают тривиальной. Шаблоны формы, приложения и компонента дают возможность повторно использовать созданные ранее коллекции объектов либо в отдельных программах, либо в качестве основы для новой программы. Шаблон кода - это новое средство, которое значительно уменьшает потребности во вводе повторяющихся фрагментов кода.

Нельзя не сказать и о новом подходе к обработке ошибок. Многим разработчикам, программировавшим на других языках, приходилось сталкиваться с необходимостью обработки ошибок и защиты ресурсов. Прежний подход к решению этих задач состоял в выполнении функции с последующим анализом результата. В случае получения кода успешного завершения операции выполнялись некоторые действия, и вновь анализировался результат. Этот процесс продолжался до тех пор, пока не исчерпывался исходный код программы. Visual Basic искусно справляется с проблемой обнаружения ошибок благодаря реализации концепции исключительных ситуаций. Вместо того чтобы работать в предположении, что каждый шаг может привести к сбою, потенциальное выявление которого требует соответствующего тестирования, Visual Basic позволяет писать программу, исходя из успешного выполнения всех ее операторов. В случае возникновения отказа Visual Basic вызывает исключительную ситуацию, которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций. Такой подход позволяет программе достойно справится с ошибкой, причем от разработчика в этом случае требуются минимальные усилия.

1.2.1 Разработка приложения

Visual Basic относится к системам визуального программирования. Разработка приложения в Visual Basic включает два взаимосвязанных этапа:

§ создание интерфейса приложения;

§ определение функциональности приложения.

Интерфейс приложения определяет способ взаимодействия пользователя и приложения, то есть внешний вид при выполнении приложения, и то, каким образом пользователь управляет приложением. Интерфейс создается путем размещения на форме компонентов, которые называются управляющими компонентами.

Функциональность приложения определяется процедурами, которые выполняются при возникновении определенных событий, например, происходящих при действиях пользователя с управляющими элементами.

Таким образом, в процессе создания приложения на форму помещаются компоненты и для них устанавливаются необходимые свойства и создаются обработчики событий.

Таким образом, создание любого компьютерного приложения сегодня не мыслится без тщательно продуманного плана разработки. В настоящее время существует хорошо отработанная методология создания компьютерных систем. Как и всякая методология проектирования, она включает целый ряд последовательных этапов. Каждый из них обладает определенными временными рамками, исчисляемыми в процентах от общего времени разработки приложения. Рассмотрим эти этапы и цели, которые на них реализуются:

I этап: техническое предложение - на этом этапе подвергается анализу ситуация с использованием компьютерных систем, сложившаяся в производстве. В настоящее время на рынке компьютерных систем появилось множество продуктов довольно высокого качества, предназначенных для автоматизации процесса производства. Они выпускаются как отечественными, так и (в большинстве) зарубежными производителями. Русификация импортных программ занятие довольно трудоемкое, не всегда простое с юридической точки зрения, к тому же при “механическом” переводе содержания остаются неучтенными многие психологические факторы, не происходит учет местных, национальных особенностей перевода, и результат в итоге не покрывает затраченных усилий.

II этап: планирование разработки, решение вопросов об установке сроков, финансирования и составе группы разработчиков - здесь устанавливаются сроки реализации отдельных этапов разработки и всего продукта в целом, назначается конечная дата его выпуска. В дальнейшем, составленный график позволяет гибко реагировать на возникающие в процессе разработки трудности, контролировать отставание или опережение, подключать или высвобождать ресурсы и перераспределять их между отдельными стадиями разработки.

Вопрос о финансировании проекта является одним из самых важных в процессе создания любого программного продукта. В настоящее время создаются супер - масштабные проекты, в разработке которых принимают участие от нескольких десятков до нескольких сотен человек. Бюджеты таких проектов составляют несколько миллионов американских долларов. Поэтому вопросы финансирования и координации выходят сегодня на первый план.

Состав группы разработчиков определяется, исходя из тематической направленности разрабатываемого приложения, но в целом состав таких групп более или менее стабилен.

III этап: разработка содержания интерфейса - на этом этапе проводится анализ системы работы преподавателей математических дисциплин и самостоятельной работы студентов Смоленского промышленно-экономического колледжа. Происходит определение стратегии, разрабатывается сценарий и интерактивное взаимодействие программы с пользователем.

IV этап: описание интерфейса - здесь приводится описание всех информационных фрагментов оболочки.

V этап: реализация интерфейса - на этом этапе происходит выбор технико-программных платформ и непосредственно программирование с помощью выбранной авторской системы или системы программирования.

Выбор программных средств реализации компьютерной оболочки - от выбора той или иной авторской системы зависят не только внешний вид интерфейса, его эстетический уровень, но и его функциональность, способность поддерживать различные форматы данных, соответствие стандартам мультимедиа, зависит будет ли он привязан к авторской системе в которой разрабатывался или сможет работать на любом компьютере в независимости от установленного на нем программного обеспечения.

VI этап: опробование и тестирование - на этом этапе начинается испытание разработанного приложения, проводится серия тестов с целью выявить ошибки программирования. Проект еще далек от завершения, но “экспериментальный” образец уже готов. После ряда проверок на аппаратную совместимость команда контроля за качеством выносит свое заключение и предлагает перечень недочетов замеченных в ходе испытаний, которые предстоит исправить разработчикам. И так повторяется несколько раз, пока не получится окончательная версия продукта, лишенная, в большей или меньшей степени, недочетов и ошибок.

Все это в большой степени применимо и к предлагаемому графическому интерфейсу. В процессе его создания приходилось не раз вносить изменения и дополнения, как в сам код программы, так и в оформление меню и интерфейса. Процесс этот довольно продолжителен и не может считаться оконченным даже сейчас, потому что создание полноценной системы происходит в течение нескольких итерационных модификаций и адаптаций. Но в целом продукт можно считать готовым к практическому использованию в процессе автоматизации производства.

VII этап: эксплуатация и внедрение - на этом этапе происходит внедрение полностью законченной программы в производственные учреждения. Разрабатывается план работы с использованием этой программы и начинается ее эксплуатация.

1.2.2 Основные принципы создания интерфейса

1. Естественность (интуитивность)

Работа с программой не должна вызывать у пользователя сложностей в поиске необходимых директив (элементов интерфейса) для управления процессом решения поставленной задачи.

2. Непротиворечивость

Если в процессе работы с программой пользователем были использованы некоторые приемы работы с некоторой частью программы, то в другой части программы приемы работы должны быть идентичны.

3. Не избыточность

Это означает, что пользователь должен вводить только минимальную информацию для работы .

4. Непосредственный доступ к системе помощи

В процессе работы необходимо, чтобы система обеспечивала пользователя необходимыми инструкциями. Система помощи отвечает трем основным аспектам - качество и количество обеспечиваемых команд; характер сообщений об ошибках и подтверждения того, что система делает. Сообщения об ошибках должны быть полезны и понятны пользователю.

5. Гибкость

Насколько хорошо интерфейс системы может обслуживать пользователя с различными уровнями подготовки? Для неопытных пользователей интерфейс может быть организован как иерархическая структура меню, а для опытных пользователей как команды, комбинации нажатий клавиш и параметры.

1.2.3 Реализованные и потенциальные возможности интерфейса

Одним из важнейших этапов разработки любого программного продукта является планирование его возможностей, тех, которые будут реально доступны по окончанию разработки, и тех, которые не получат реального воплощения. Для последних всегда должна существовать возможность их реализации в последующем, в новой версии программного продукта. Такие возможности получили название потенциальных - их, по разным причинам, нет в подготовленной редакции продукта, но они могут появиться в будущем. С этой точки зрения мой графический интерфейс ничем не отличается от любого другого проекта. К реализованным возможностям относятся:

§ система линейного перемещения по интерфейсу оболочки;

§ использование графики высокого разрешения и богатой цветовой палитры;

§ возможность прервать работу в любой момент;

К не реализованным, но потенциально заложенным возможностям относятся следующие:

§ система подсвечивающихся меню, облегчающих выбор желаемого пункта;

§ звуковое и голосовое сопровождение;

§ музыкальное сопровождение;

§ подключение новых модулей;

и некоторые другие.

В будущем, при поступлении в высшее учебное заведение я планирую усовершенствовать свой программный продукт путём реализации не реализованных возможностей.

ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Назначение разработки

После изучения вопросов, описанных выше в исследовательском разделе, были разработаны структура и интерфейс программы. При этом пришлось решить ряд сложностей, выявленных уже на этапе программирования.

Обучающая программа «Построение графиков функций» предназначена для автоматизации деятельности преподавателя и организации самостоятельной работы студентов.

Обучающая программа «Построение графиков функций» предназначена для наиболее быстрого и надёжного способа доступа к информации о различных функциях, а также для построения их графиков и графического решения систем линейных и квадратных уравнений.

Облегчение условий труда достигается благодаря возможности автоматизации работы преподавателя.

Фактически, работа превращается в четкий и удобный процесс работы с обучающей программой. Это сильно упрощает работу и исключает ошибки, часто встречающиеся при обычной организации учебного занятия.

2.2 Структура программы

Программа состоит из трех логически раздельных блоков - набора текстовых файлов, формы-области построения графиков функций и самой программы оболочки.

Текстовые файлы хранят всю необходимую информацию. К ней относится следующее: определение функций, свойства функций. Это данные, которые необходимы для работы программы.

Программа жестко привязана к текстовым файлам. Одной из наиболее важных функций является - представление содержимого файлов в удобном для пользователя виде.

Первостепенной задачей ставилась разработка структуры блока текстовой информации, необходимой для работы. Были определены соответствующие виды функций: линейная, степенная, квадратичная, показательная, логарифмическая, тригонометрические(y=sin x, y=cos x, y=tg x, y=ctg x).

Началась работа с создания текстовых файлов с помощью текстового процессора Microsoft Word. Далее данные были отредактированы и сохранены с нужным расширением(в данном случае, с расширением RTF ).

Чтобы привязать файлы к создаваемой программе необходимо поместить на форму основные компоненты: TreeView, RichTextBox, ImageList. В данной программе они соответственно называются TreeView1, RichTextBox1, ImageList1 . Данные три компонента я поместила на одну форму Теория. Компонент TreeView(Дерево) отображает иерархическую информацию в виде «дерева». Компонент RichTextBox(Форматированный текстовый блок) дает возможность добавлять в приложение расширенные функции текстового процессора, позволяет осуществлять форматирование текста в популярном стандарте RTF. Компонент ImageList (Список изображений) содержит набор изображений, которые могут использоваться другими средствами управления.

Для данных компонентов также необходимо указать различные свойства. Для компонента RichTextBox в свойстве Name указываем имя данного компонента. В нашем случае, по умолчанию установлено имя - RichTextBox 1. Далее, для этого компонента, в свойстве Locked устанавливаем значение равное True. Это позволяет нам исключить возможность редактирования данных пользователем непосредственно в программе. Если значение Locked равно false, то редактирование данных в программе будет разрешено. Для компонента TreeView устанавливаем свойства Name - TreeView1(по умолчанию), Style - 7 tvw TreeLinePlusMinusPictureText(позволяет в «дереве» использовать такие значки, как: плюс-минус, картинки, текст), LineStyle-1 tvw Rootlines, LabelEdit - 1 tvwManual, ImageList - ImageList 1(область, откуда берутся картинки). Для компонента ImageList в свойстве Name мы указываем имя - ImageList1, и далее те элементы, которые будут составлять его содержимое.

Для управления данными в самой программе необходимо прописать соответствующую процедуру в программном коде, которая будет выполнять следующие функции: осуществлять выбор необходимой закладки, после чего производить поиск нужного файла и, в результате, осуществлять отображение его содержимого (ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

Следовательно, создание справочной системы такого типа преследует две цели: понизить избыточность данных и повысить их надёжность.

Именно поэтому при анализе требований к разрабатываемому приложению производился тщательный анализ среды разработки справочной системы.

Программа содержит 6 форм:

Форма 1 - «обложка» обучающей программы «Построение графиков функций» (ПРИЛОЖЕНИЕ 2). Она появляется после запуска программы. На ней находятся компоненты, Label1, Label2,…, Label5 .

При выборе Label1 осуществляется переход на форму «Графики».

Форма 2 «Графики»-главная форма программы (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

1. Просмотр теории осуществляется с помощью пункта меню «Файл»-«Теория». При выборе этого пункта, программа переходит на Форму 3, где и происходит просмотр теории.

2. Печать содержимого формы осуществляется с помощью пункта меню «Файл»-«Печать…» либо с помощью комбинации клавиш Ctrl+P. При выборе пункта меню, программа открывает окно установки свойств для печати, где нужно задать необходимые параметры.

3. Построение графиков функций осуществляется с помощью пункта меню «Файл»-«Построение графиков функций». При выборе этого пункта, далее, в раскрывающемся меню необходимо выбрать тип функции. После чего, указав необходимые параметры функции, на данной форме будет построен ее график. Если пользователь для построения выбирает такой тип функции, как «Тригонометрические», то после ввода необходимых параметров автоматически осуществляется переход на форму 4 «Смещение», где необходимо указать смещение функции. В результате чего будет построен график запрашиваемой функции.

4. Графическое решение уравнений осуществляется с помощью пункта меню «Файл»-«Графическое решение уравнений». При выборе этого пункта, после ввода необходимых параметров, будут построены графики запрашиваемых функций и выведено сообщение о решениях данной системы.

5. Сведенья о программе и разработчике можно получить, выбрав пункт меню «Справка»-«О программе». При выборе данного пункта осуществляется переход на форму 5 «О программе», где можно просмотреть информацию о программе и разработчике.

6. Помощь можно получить, выбрав пункт меню «Справка»-«Помощь». При выборе данного пункта осуществляется переход на форму 6 «Помощь», где можно получить руководство по эксплуатации данной программы.

7. Выход из программы осуществляется с помощью пункта меню «Файл»-«Выход». При выборе этого пункта, программа выдает сообщение «Закончить работу программы?». Нажав кнопку Да, будет осуществлен выход из программы. В данном случае пароль на выход из программы не предусмотрен, так как она ориентирована на широкий круг пользователей. И ввод пароля на выход доставил бы массу неудобств.

Форма 3 «Теоретический материал» (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

Переход к данной форме осуществляется из Формы 2 посредством выбора соответствующего пункта меню Теория. Форма 3 представлена компонентами: TreeView1, RichTextBox1, ImageList1.

1. Форма 3 содержит область выбора закладки соответствующей функции и область отображения содержания данной закладки.

2..Выход осуществляется либо при помощи пункта меню «Файл» -«Выход», либо посредством комбинации клавиш Ctrl+E. После чего произойдет переход на форму 2 «Графики».

Форма 4 "Смещение" (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

Данная форма не вызывается посредством выбора пункта меню. Она появляется автоматически на определенном этапе построения графика тригонометрической функции. На ней содержатся следующие компоненты:

Label1, Frame1, OptionButton1, OptionButton2, …, OptionButton6; CommandButton1.

1. Для указания одного из представленных на форме значений, необходимо выбрать соответствующий этому значению переключатель(Option1, Option2, …, Option6).

2. Кн. Закрыть позволяет закрыть данную форму и вернуться на Форму 2, где отобразится построенный график тригонометрической функции.

Форма 5 «О программе» (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

Данная форма вызывается посредством выбора пункта меню «Справка»-«О программе» Формы 2. На ней содержатся следующие компоненты: Label1, Label2.

Форма 6 «Помощь» (ПРИЛОЖЕНИЕ 2).

Данная форма вызывается посредством выбора пункта меню «Справка»-«Помощь» Формы 2. На ней содержатся следующие компоненты: Label1, Label2, …, Label8; PictureBox1, CommandButton1.

Кн. Выход осуществляет переход на Форму 2 «Графики».

Для каждой формы написан программный код (ПРИЛОЖЕНИЕ 1).

После разработки программы необходимо ознакомиться с программной и эксплутационной документацией.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

3.1 Техническое задание (ГОСТ 19.201-78)

Техническое задание - включает назначение, области применения программы; технические, технико-экономические и специальные требования, предъявляемые к программе; необходимые стадии и сроки разработки; виды испытаний.

3.1.1 Назначение разработки

Обучающая программа «Построение графиков функций» предназначена для выполнения следующих функций:

§ моделирование графиков функций;

§ графическое решение систем линейных и квадратных уравнений;

§ представление необходимого теоретического материала по функциям.

3.1.2 Требования к программе

Программа должна легко запускаться, корректно переходить с одной формы на другую, вызывать форму, соответствующую элементу, выбранному пользователем при нажатии на кнопку, а также выполнять функции, представленные в меню программы. В частности, с помощью кнопок меню можно осуществлять следующие действия: построение графиков функций при вводе необходимых параметров, графическое решение систем линейных и квадратных уравнений и другие.

На основе имеющихся знаний относительно работы с графическими элементами при помощи объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic было принято решение создать программу учитывая следующие требования:

1....Требование к эффективности, то есть получение выходных данных с минимальными расходами машинного времени.

2....Требование к мобильности, то есть возможность сохранения и эффективного использования программы в процессе развития аппаратуры ЭВМ.

3....Требование к лёгкости восприятия, то есть для пользователя данной программы должен быть понятен принцип её работы. Интерфейс должен быть удобным.

4....Требование к надёжности. Надёжность программы зависит от уровня подготовки пользователя по работе с данной программой, от используемого языка программирования, от архитектуры ЭВМ, от используемых аппаратных и программных средств. От надёжности зависит общая производительность и эффективность программы. Именно поэтому надёжности уделяется пристальное внимание на этапе проектирования, то есть надёжность программы заключается в том, что она должна выполнять поставленные перед ней задачи. При соблюдении условий эксплуатации программа безотказно выполняет свои функции. Контроль за входными и выходными данными, соблюдение условий эксплуатации программы - основное требование к обеспечению надежного функционирования программы.

5....Требования к эксплуатации, то есть требования к аппаратным и программным средствам, необходимых для эффективного функционирования программы.

Реализовать вышеописанные требования и было целью дипломной работы. Данные средства реализации программы являются перспективными и позволили решить поставленную задачу в соответствии с требованиями к программе.

3.1.3 Требования к программной документации

Программный документ - это документ, содержащий необходимые сведения, необходимые для разработки, изготовления, эксплуатации и сопровождения программного продукта.

Программная документация может включать следующий комплекс документов:

§ Техническое задание (ГОСТ 19.201-78), определяющее требования, предъявляемые к программному обеспечению, необходимые стадии и сроки разработки, виды испытаний;

§ Текст программы (ГОСТ 19.401-78) - запись программы с необходимыми комментариями;

§ Описание программы (ГОСТ 19.402-78), в котором содержатся сведения о логической структуре и функционировании программного обеспечения;

§ Пояснительная записка (ГОСТ 19.201-78), включающая общее описание алгоритмов и функционирования программного обеспечения;

§ Программа и методика испытаний (ГОСТ 19.301-79), включающая в себя объект испытаний, цель испытаний, требования к программе, требования к программной документации, средства и порядок испытаний, методы испытаний.

§ Спецификация (ГОСТ 19.202-78) - список документации;

§ Описание применения (ГОСТ 19.507-79), в котором содержатся сведения о назначении, области применения ПО, методах и классе решаемой задачи;

§ Руководство по техническому обслуживанию (ГОСТ 19.508-79), которое содержит описание применяемых тестовых и диагностических программ при обслуживании технических средств;

§ Руководство системного программиста (ГОСТ 19.503-79), в котором содержится общие сведения, структура программы и настройка программы;

§ Ведомость эксплуатационных документов (ГОСТ 19.507-79), содержится перечень эксплуатационных документов на ПО;

§ Руководство оператора (ГОСТ 19.505-79), включающее назначение программы, условия выполнения программы, сообщение оператору (тексты сообщений, выдаваемых в ходе выполнения программы), выполнение программы;

§ Описание языка (ГОСТ 19.505-79), включающее описание синтаксиса и семантики языка.

3.2. Спецификация (ГОСТ 19.202-78)

Таблица 2

Обозначение	Наименование	Примечание
Компоненты
А.В.00013-01	«Обучающая программа “Построение графиков функций”»
Документация
А.В.00013-01_13_01-1	Описание программы
А.В.00013-01_20_01-1	Ведомость эксплуатационных документов
А.В.00013-01_31_01-1	Описание применения
А.В.00013-01_32_01-1	Руководство системного программиста
А.В.00013-01_46_01-1	Руководство по техническому обслуживанию
А.В.00013-01_51_01-1	Программа и методика испытаний

3.3 Описание программы (ГОСТ 19.402-78)

Мною была разработана программа на тему «Обучающая программа “Построение графиков функций”». Она спроектирована средствами языка визуального программирования Visual Basic 6.0. Моя программа предназначена как для школьников, студентов, желающих получить быструю и точную информацию по данной теме, так и для преподавателей, которые с помощью данной программы смогут быстро и без всяких сбоев, с максимальной точностью, восстановить утраченные теоретические знания по теме и графически решить практически любую систему линейных и квадратных уравнений.

3.3.1 Вызов и загрузка программы

Запуск программы осуществляется через пункт меню «Пуск»-«Программы»-«Построение графиков», нажатием левой кнопки мыши.

3.4 Программа и методика испытаний (ГОСТ 19.301-79)

3.4.1 Объект испытаний

Объектом испытаний является обучающая программа «Построение графиков функций».

3.4.2 Цель испытаний

Необходимым условием работы любой программы является ее корректное выполнение возложенных функций. Для этого необходимо осуществить проверку программы.

Проверка программы - это проверка правильности реализации заданного алгоритма путем выполнения программы на вычислительной техники (ЕСПД).

Данные испытания проводятся для установления соответствия программы заданным требованиям, описанным в техническом задании и в других программных документах.

3.4.3 Требования к программе

Программа должна легко запускаться. По нажатии кнопок, программа должна выполнять соответствующие действия. Входные данные программы - это полный список преподавателей кафедры. Выходными данными является выдача необходимой информации о них. Так как известно, с какими результатами должна работать программа, можно произвести определенную последовательность действий и сравнивать эти результаты с ожидаемыми. Если полученные результаты не имеют отклонений, то можно сделать выводы, что программа работает без ошибок. Так же можно произвести тесты, сознательно введя значения, не удовлетворяющие допустимым значениям, и посмотреть, какие действия будут происходить.

3.4.4 Средства и порядок испытаний

Для испытания программы необходимо иметь ПК, работающий под управлением операционной системы Windows 98, с установленным на нём программным пакетом Visual Basic 6.0. или библиотекой программ, осуществляющих функциональную поддержку работы программы.

3.4.5 Методы испытаний

Методом проверки корректности работы программы является тестирование. Тест - это последовательность наборов исходных данных, которые подаются на вход изделия и соответствующие им эталоны правильных результатов, которые должны быть получены на выходе. Проверка программы представляет собой тестирование. Для тестирования данного программного продукта могут быть применены следующие виды тестов.

Результаты тестирования

Тест № 1 (тест с допустимыми значениями)

1. После запуска программы на экране появляется форма-обложка. Затем, щелкнув по данной форме, появляется главная форма. Выберем пункт меню Сервис - Графическое решение уравнений. Затем, в раскрывающемся меню, укажем пункт - Линейные уравнения.

Вначале, для построения графика первой линейной функции в поле ввода «Введите значение для коэффициента `K' 1-го уравнения» необходимо ввести число. Например, вводим число 2. Нажимаем кнопку ОК. Далее появится новое диалоговое окно, где в поле ввода «Введите значение для `В' 1-го уравнения» вводим число 3. Нажимаем кнопку ОК. Далее, аналогично, для построения графика второй линейной функции в поле ввода «Введите значение для коэффициента `K' 2-го уравнения» вводим число 4, и в поле ввода «Введите значение для `В' 2-го уравнения» вводим число 5. Нажимаем кнопку ОК. После чего на экране появится отображение построенных графиков функций и новое диалоговое окно, выдающее нам решение данной системы: «Решением данных уравнений является точка с координатами (-1;1)». В результате у пользователя перед глазами будет четкая демонстрация построенных графиков и уже готовое решение системы уравнений. Произведенный тест дал положительный результат.

2. После запуска программы на экране появляется форма-обложка. Затем, щелкнув по данной форме, появляется главная форма. Выберем пункт меню Сервис - Графическое решение уравнений. Затем, в раскрывающемся меню, укажем пункт - Квадратичные уравнения.

Вначале, для построения графика первой квадратичной функции, в поле ввода «Введите значение для коэффициента `А' 1-го уравнения» необходимо ввести число. Например, вводим число -1. Нажимаем кнопку ОК. Далее появится новое диалоговое окно, где в поле ввода «Введите значение для коэффициента `В' 1-го уравнения» вводим число 1. Нажимаем кнопку ОК. И в поле ввода «Введите значение для коэффициента `С' 1-го уравнения» вводим число 1. Далее, аналогично, для построения графика второй квадратичной функции в поле ввода «Введите значение для коэффициента `А' 2-го уравнения» вводим число 2, и в поле ввода «Введите значение для коэффициента `В' 2-го уравнения» вводим число 3. Нажимаем кнопку ОК. И в поле ввода «Введите значение для коэффициента `С' 2-го уравнения» вводим число -6. После чего на экране появится отображение построенных графиков функций и новое диалоговое окно, выдающее нам решение данной системы: «Решением данных уравнений являются точки с координатами (-1,9;4,51), (1,32; 0,58)». В результате у пользователя перед глазами будет четкая демонстрация построенных графиков и уже готовое решение системы уравнений. Произведенный тест дал положительный результат.

3. После запуска программы на экране появляется форма-обложка. Затем, щелкнув по данной форме, появляется главная форма. Выберем пункт меню Сервис - Графическое решение уравнений. Затем, в раскрывающемся меню, укажем пункт - Квадратичные уравнения.

Вначале, для построения графика первой квадратичной функции, в поле ввода «Введите значение для коэффициента `А' 1-го уравнения» необходимо ввести число. Например, вводим число 3. Нажимаем кнопку ОК. Далее появится новое диалоговое окно, где в поле ввода «Введите значение для коэффициента `В' 1-го уравнения» вводим число 5. Нажимаем кнопку ОК. И в поле ввода «Введите значение для коэффициента `С' 1-го уравнения» вводим число 1. Далее, аналогично, для построения графика второй квадратичной функции в поле ввода «Введите значение для коэффициента `А' 2-го уравнения» вводим число -2, и в поле ввода «Введите значение для коэффициента `В' 2-го уравнения» вводим число 0. Нажимаем кнопку ОК. И в поле ввода «Введите значение для коэффициента `С' 2-го уравнения» вводим число -5. После чего на экране появится отображение построенных графиков функций и новое диалоговое окно, выдающее нам решение данной системы: «Решений нет». В результате у пользователя перед глазами будет четкая демонстрация построенных графиков и сообщение о том, что решений нет. Произведенный тест дал положительный результат.

Тест № 2 (тест с граничными значениями)

1. После запуска программы, перейдем на главную форму, щелкнув по форме-обложке. На главной форме выбираем пункт меню Файл - Теория. Затем, в появившемся окне, из блока закладок с теоретической информацией по функциям выбираем функцию y=sin x. Данная функция является первой в предложенном списке. После чего в правой части окна отобразится содержимое данной закладки. Произведенный тест дал положительный результат.

Тест № 3 (тест с недопустимыми значениями)

1. После запуска программы, перейдем на главную форму, щелкнув по форме- обложке. На главной форме выберем пункт меню Сервис - Графическое решение уравнений. Затем, в раскрывающемся меню, укажем пункт - Линейные уравнения.

Вначале, для построения графика первой линейной функции, в поле ввода «Введите значение для коэффициента `K' 1-го уравнения» необходимо ввести число. Сразу нажимаем кнопку ОК. Программа выдаст сообщение об ошибке: «Вы ничего не ввели или выбрали `Отмена'. Будете повторять ввод числа?». В результате этого график первой функции не построен, следовательно, ввод параметров второго уравнения не доступен. Графики не будут построены. Произведенный тест дал положительный результат.

2. После запуска программы, перейдем на главную форму, щелкнув по форме- обложке. На главной форме выберем пункт меню Сервис - Графическое решение уравнений. Затем, в раскрывающемся меню, укажем пункт - Линейные уравнения.

Вначале, для построения графика первой линейной функции, в поле ввода «Введите значение для коэффициента `K' 1-го уравнения» необходимо ввести число. Введем любой символ буквенной клавиатуры. После чего нажимаем кнопку ОК. Программа выдаст сообщение об ошибке: «Вы ввели не число!». В результате этого график первой функции не построен, следовательно, ввод параметров второго уравнения не доступен. Графики не будут построены. Произведенный тест дал положительный результат.

3. После запуска программы, перейдем на главную форму, щелкнув по форме-обложке. На главной форме выберем пункт меню Сервис - Построение графиков функций. Затем, в раскрывающемся меню, укажем пункт - Показательная функция.

Для построения графика функции, в поле ввода «Введите значение основания, которое должно быть положительным числом» необходимо ввести положительное число. Вводим число -4. Нажимаем кнопку ОК. Программа выдаст сообщение об ошибке: «Число должно быть положительным!». В результате этого график функции не будет построен до тех пор, пока не будет введено значение, принадлежащее множеству допустимых значений. Произведенный тест дал положительный результат.

Тестирование показало, что ожидаемые и полученные данные совпадают, что свидетельствует о правильности работы программы в этом направлении.

ГЛАВА 4. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

4.1 Ведомость эксплуатационных документов (ГОСТ 19.507-79)

Эксплуатационный программный документ - это такой программный документ, который содержит сведения необходимые для обеспечения функционирования и эксплуатации программного изделия.

Ведомость эксплуатационных документов - включает перечень эксплуатационных документов на программу (табл. 3).

Таблица 3

Обозначение	Наименование	Количество экз.	Местонахождение
А.В.00013-01_31_01-1	Описание применения	1	Папка № 1
А.В.00013-01_32_01-1	Руководство системного программиста	1	Папка № 1
А.В.00013-01_46_01-1	Руководство по техническому обслуживанию	1	Папка № 1

4.2 Описание применения (ГОСТ 19.502-78)

4.2.1 Назначение программы

Мною была разработана программа на тему «Обучающая программа “Построение графиков функций”». Она спроектирована средствами языка визуального программирования Visual Basic 6.0. Моя программа предназначена как для школьников, студентов, желающих получить быструю и точную информацию по данной теме, так и для преподавателей, которые с помощью данной программы смогут быстро и без всяких сбоев, с максимальной точностью, восстановить утраченные теоретические знания по теме и графически решить практически любую систему линейных и квадратных уравнений.