Программная разработка инженерного калькулятора

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

«Ижевский государственный  технический университет»

Воткинский филиал

 

Кафедра «Ракетостроение»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине: «Информатика»

на тему: «Программная разработка инженерного калькулятора»

 

(специальность 270102)

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. Д 4-10-1                                            Юрков И.В.

 

Проверил:                                                                             Аношин А.В.

 

 

 

 

 

 

Воткинск, 2009

Содержание

 

1.Введение…………………………………………………………………………...3

2.Необходимые формулы и требования…………………………………………...4

3.Алгоритм …………………….....…………………………………………………5

4.Интерфейс………………………………………………………………………....6

5.Вывод………………………………………………………………………………7

6.Приложение I……………………………………………………………………...8

   6.1. Техническое задание…………………………………………………………8

6.1.1. Основания для разработки……………………………………………8

6.1.2. Назначение разработки………………………………………………..8

   6.2. Требования к программе или программному изделию……………………8

6.2.1. Требования к функциональным характеристикам…………………..8

6.2.2.Условия эксплуатации…………………………………………………8

6.2.3.Требования к составу и параметрам технических средств………….9

6.2.4.Требования к информационной и программной совместимости…...9

6.2.5.Требования к транспортированию и хранению……………………...9

    6.3.Технико-экономические показатели………………………………………10

    6.4.Стадии и этапы разработки………………………………………………...10

    6.5.Порядок контроля и приемки ……………………………………………...12

7.Приложение II: исходный код………………………………………………….13

8.Список литературы……………………………………………………………...19

 

1. Введение

 

Программы, работающие на компьютере, можно разделить на три  категории:

1. Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование, обработку информационных массивов и т.д.
2. Системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например диагностика компьютера или резервное копирование информации.
3. Инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ.

Данные категории программ в свою очередь так же разделяются  на несколько разделов. Например, прикладные программы можно разделить по уровню сложности обработки информации и результатов. Есть и более простые: всевозможные программы – калькуляторы (имитирующие работу обычного калькулятора). В среде Windows есть такая программа, по аналогии с ней  было сделано данное задание.

Темой данной курсовой работы является: «Программная разработка инженерного калькулятора» с описанием всех этапов разработки проекта, текстом программы, тестовых примеров, руководства пользователя в виде пояснительной записки.

 

 

2. Необходимые формулы и требования

 

Приложение «Инженерный калькулятор» имеет ряд требований, необходимых для удобства использования:

1. Использование одного поля для ввода операторов и для вывода результата;
2. Расширенный набор действий: вычисление тригонометрических функций, возведение в степень, факториал, экспонента и т.п.;
3. Использование различных типов переменных;
4. Вывод сообщений с помощью функции ShowMessage при делении на нуль, извлечении корня из отрицательного числа, а также вычислении логарифма отрицательного числа и т.д.

           5.Необходимые формулы: x^y=exp(y*ln(x)), n!=1*2*3*…*n, tg(x)=sin(x)/cos(x), ctg(x)=cos(x)/sin(x).

 

 

 

3. Алгоритм

 
4. Интерфейс

 

 

 

 

 натуральный логарифм

 

 синус

 

 квадрат числа

 

 факториал

 

 косинус

 

 куб числа

 

 число равное 3,14

 

 тангенс

 

 

 возведение в степень

 

 отношение единицы к числу

 

 котангенс

 

 квадратный корень

 

 очистка поля

 

 умножение

 

 сложение

 

деление

 

 вычитание

 

 знак равенства

 

 цифры

 

5. Вывод

 

В ходе проделанной мною работы я ознакомился со средой программирования Delphi версии 7, научился разрабатывать простейшие алгоритмы для  реализации своих замыслов, а именно: для решения инженерных и технологических задач, поиска оптимально короткого пути достижения результата. Также изучил некоторые теоретические вопросы: основные термины информатики, виды и свойства алгоритмов, этапы создания приложений.

Мой продукт (инженерный калькулятор) позволяет производить над числами не только четыре элементарных действия: сложение (x + y), вычитание (x - y), умножение (x * y) и деление (x / y), но и вычислять тригонометрические функции для углов, возводить числа в квадрат (x²), куб (x³) степень (x^y), находить факториал (n!=1*2*3*…*n), натуральный логарифм (ln(x)), деление (1/x) и т.п.

 

6. Приложение I

6.1. Техническое задание

6.1.1. Основания для разработки

Задание выдано преподавателем по дисциплине “Информатика” Аношиным А.В. для выполнения курсовой работы на тему: «Инженерный калькулятор».

6.1.2. Назначение разработки

Данная программа  может быть использована как электронный калькулятор, предназначенный для вычисления различных математических функций.

6.2. Требования к программе или программному изделию

6.2.1. Требования к функциональным характеристикам

Использование одного поля для ввода операторов и для  вывода результата. Расширенный набор действий: вычисление тригонометрических функций, возведение в степень, факториал, экспонента и т.п. Использование различных типов переменных. Вывод сообщений при делении на нуль, извлечении корня из отрицательного числа, а также вычислении логарифма отрицательного числа и т.д.

6.2.2. Условия эксплуатации

Благоприятные климатические условия эксплуатации, при которых должны обеспечиваться функциональные характеристики. Программа не требует проведения каких-либо видов обслуживания. Минимальный уровень знаний пользователя ПК:

а) самостоятельно   (в   требуемой   последовательности) включать и отключать пользовательский компьютер и периферийное оборудование от электропитания;

б) производить первоначальную загрузку пользовательской операционной системы;

в) вводить данные с клавиатуры;

г) использовать манипулятор-мышь для работы с элементами графического пользовательского интерфейса на экране монитора;

д) уметь пользоваться средствами операционной системы и оперировать ею с  помощью графического пользовательского интерфейса;

е) знать назначение и владеть методами работы с функциональными возможностями программы,  применение которых необходимо для обеспечения деятельности конечных пользователей.

В том числе уметь:

1. осуществлять запуск Программ на выполнение;
2. использовать базовые функции оконного интерфейса, позволяющего изменять размер окна программы и перемещать его на экране монитора;
3. переключаться между окнами выполняющихся программ;
4. применять стандартные программы для поиска, копирования, перемещения, удаления и открытия файлов дисковой подсистемы;
5. активизировать режим подсказки (справки операционной системы);

6.2.3. Требования к составу и параметрам технических средств

1. Процессор Атлон, Целерон
2. Оперативная память 32Мб
3. Видео карта 16Мб

6.2.4. Требования к информационной и программной совместимости

• ОС Windows
• Оперативная память 32Мб

6.2.5. Требования к транспортированию и хранению

Допускается перемещение программного изделия в транспортной таре всеми видами транспорта (в том числе в отапливаемых герметизированных отсеках самолетов без ограничения расстояний). При перевозке в железнодорожных вагонах, вид отправки - мелкий малотоннажный.

При транспортировании  и хранении программного изделия  должна быть предусмотрена защита от попадания пыли и атмосферных осадков. Климатические условия транспортирования и хранения определяются требованиями к носителю.

6.3. Технико-экономические показатели

Требования к технико-экономическим  показателям не предъявляются.

6.4. Стадии и этапы разработки

Жизненный цикл программного обеспечения включает в себя пять этапов: 1 - постановка задачи; 2 - анализ; 3 - проектирование и определение спецификаций; 4 - реализация, кодирование, тестирование и отладка; 5 - модификация и сопровождение. Рассмотрим их.

Постановка  задачи. Ошибки, допущенные на этом этапе, даже при условии безупречного выполнения последующих этапов могут привести к тому, что разработанный программный продукт не будет соответствовать требованиям практики, сферы его применения.

Для создания конкурентоспособных  продуктов, в ходе выполнения этого этапа должны быть получены четкие ответы на следующие вопросы:

• Что должна делать программа?
• В чем состоят реальные проблемы, разрешению которых она должна способствовать?
• Что представляют собой входные данные?
• Какими должны быть выходные данные?
• Какими ресурсами располагает проектировщик?

Уточняют среду функционирования ПО: комплектацию и параметры технических  средств, версию используемой операционной системы (ОС) и др. В результате согласования между заказчиком и исполнителем составляют техническое задание (ТЗ) в соответствии с ГОСТ 19.210-78, которое служит основанием для дальнейшей работы.

Анализ. На данном этапе по результатам условий задачи выбирают математические абстракции, строят модель задачи и определяют метод преобразования исходных данных в результаты (методы решения задачи).

Проектирование  и определение спецификаций. Этот этап можно рассматривать как формулировку выводов, следующих из предыдущего этапа. Требования к программе должны быть представлены в виде ряда спецификаций, явно определяющих рабочие характеристики будущей программы. В число таких характеристик могут входить и скорость выполнения, объем потребляемой памяти, гибкость применения и т.п. Создается общая структура программы, которая должна удовлетворять спецификациям; определяются общие принципы управления и взаимодействия между различными компонентами программы.

Существует три аспекта  проверки алгоритма: на правильность; на эффективность реализации;  на вычислительную сложность.

Проверка эффективности  реализации направлена на отыскание  способа, заставить правильную программу  работать быстрее или расходовать меньше памяти.

Реализация. Заключается в переводе на язык программирования конструкций, записанных на языке проектирования (алгоритмов). Язык программирования может быть определен в техническом задании, а может выбираться исходя из особенностей конкретной разработки. Для ввода используют специальную программу – текстовый редактор, с помощью которого создают файл, содержащий текст программы. Затем запускают специальную программу – компилятор для перевода программы в последовательность машинных команд. В процессе разбора и преобразования программы компилятор может обнаружить ошибки. Тогда он аварийно завершает работу, выдав программисту сообщения об ошибках компиляции. После исправления ошибок, процесс компиляции повторяют. Сложная программа обычно состоит из нескольких частей, каждая из которых компилируется отдельно.

Модификация и  сопровождение. Это этап эксплуатации программы. Каким бы ни было изощренным тестирование программы, к сожалению, в больших программных комплексах чрезвычайно тяжело устранить абсолютно все ошибки. Устранение обнаруженных при эксплуатации ошибок, неудачных проектных решений, «узких мест» – первейшая задача этого этапа.

Помимо этого, сопровождение  может включать в себя проведение консультаций, обучение пользователей, снабжение информацией о новых версиях программы. Качественное проведение этапа сопровождения в большой степени определяет коммерческий успех программного продукта.

6.5. Порядок контроля и приемки

Курсовую  работу принимает преподаватель Аношин А.В. на электронном носителе и в распечатанном варианте. Смотрит, как выполняется программа и соответствует ли она всем параметрам.

 

7. Приложение II: исходный код