Аналитический обзор по выбору инструментальных средств для синтеза программного обеспечения.

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование по дисциплине «Программирование на языках высокого уровня»

студенту Михнину Алексею Юрьевичу группы №4591

Форма обучения: заочная

Факультет Информатики и управления

Кафедра Систем автоматизированного проектирования и управления

Направление подготовки: 230100 – Информатика и вычислительная техника

Уровень подготовки: бакалавр техники и технологии

Тема Программный комплекс для определения константы скорости химической реакции

Исходные данные к работе

1. Лекции по дисциплине «Программирование на языках высокого уровня». Фамилия И.О. лектора

2. Чистякова, Т.Б. Программирование на языках высокого уровня. Базовый курс [Текст]: учебное пособие для студентов заочной формы обучения / Т.Б. Чистякова, Р.В. Антипин, И.В. Новожилова. – СПб.: СПбГТИ(ТУ), 2008. – 227 с.

3. Страуструп, Б. Язык программирования C++ / Бьерн Страуструп; Пер. с англ. С. Анисимова, М. Кононова; Под ред. Ф. Андреева, А. Ушакова. – Спец. изд. – М.: Бином; СПб.: Нев. диалект, 2001. – 1098 с.

4. Архангельский, А.Я. Программирование в C++Builder 6 и 2006: [разработка программ для Windows: методические и справочные материалы по C++Builder] / А. Я. Архангельский, М. А. Тагин. - Москва: БИНОМ, 2007. – 1181 с.

Перечень подлежащих разработке вопросов, документов

1. Ознакомиться с теорией по синтезу и анализу ММ кинетики химических реакций.

2. Выполнить постановку задачи по исследованию кинетики химической реакции.

3. Составить формализованное описание задачи. Разработать структуру входных и выходных данных.

4. Уточнить методы решения математической задачи.

5. Разработать алгоритм (блок-схему) для определения порядка и константы скорости реакции.

6. Спроектировать структуру программы.

7. Разработать пользовательский интерфейс.

8. Выполнить предварительную оценку кинетических констант с использованием метода

регрессионного анализа.

9. Провести статистический анализ результатов.

10. Составить программу, реализующую поставленную задачу.

11. Протестировать работоспособность программного обеспечения.

Перечень графического материала

1. Постановка задачи исследования кинетики химической реакции.

2. Формализованное описание задачи. Структура входных и выходных данных.

3. Методы регрессионного анализа для решения задачи.

4. Алгоритм (блок-схема) определения порядка и константы скорости химической реакции.

5. Функциональная структура программного комплекса.

6. Результаты проверки адекватности разработанной модели.

7. Примеры тестирования работоспособности программного обеспечения.

8. Характеристика разработанного программного обеспечения.

Виды и объём работы, выполняемой с использованием ЭВМ и САПР

1. Разработка программного обеспечения в среде MS Visual Studio 2005, С++Builder 6

2. Оформление документации в Microsoft Word, Microsoft Visio.

3. Выполнение презентации с помощью Microsoft Power Point 2003.

Дата выдачи задания: Дата представления работы к защите:

Руководитель

курсового проектирования

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Задание принял

к выполнению

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

 

Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(технический университет)

Курсовой проект

По Программированию

 

 

Студент: Михнин Алексей Юрьевич

Факультет: Информационных технологий и управления

Кафедра: Систем автоматизированного проектирования и управления

Группа: 4591

Вариант: 12

 

Проверяющий преподаватель: Разыграев А. С.

 

Подпись студента _________

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение. 4

1. Аналитический обзор по выбору инструментальных средств для синтеза программного обеспечения. 6

2. Цель и задачи курсового проекта. 8

3. Функциональная структура программного комплекса. 9

4. Структура данных. 10

5. Алгоритм определения порядка химической реакции и константы скорости химической реакции. 10

6. Описание пользовательского интерфейса. 12

7. Проверка адекватности математической модели кинетики. 12

8. Примеры тестирования работоспособности программного обеспечения. 13

Заключение. 15

Список использованной литературы. 16

Приложение А.. 17

 

 

Введение

 

Языки программирования высокого уровня разработаны для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта таких языков – это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, которые кратко описывают такие структуры данных и операции над ними, описания которых очень длинные и сложные для понимания на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования). Наиболее распространёнными языками программирования подобного типа являются C++, Visual Basic, Java, Python, Ruby, Perl, Pascal, PHP. Языкам высокого уровня свойственно умение работать с комплексными структурами данных. В большинство из них встроена поддержка строковых типов, объектов, операций файлового ввода-вывода и т. п.

В последнее десятилетие активное развитие получают языки программирования с объектно-ориентированными возможностями. Объектно-ориентированный подход к проектированию сложных программных систем стал безусловным стандартом, поскольку способствует лучшей управляемости проектом на всех стадиях разработки, тестирования и внедрения. Объектно-ориентированное программирование (ООП) – парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов. ООП в настоящее время является абсолютным лидером в области прикладного программирования.

Одним из наиболее распространенных объектно-ориентированных языков высокого уровня является С++, созданный Бьерном Страуструпом в начале 1980-х годов. Язык С++ полностью унаследовал и расширил возможности языка Си, который используется в задачах системного программирования. К достоинствам языка С++ можно отнести кроссплатформенность; возможность работы на низком уровне с памятью, адресами, портами; возможность создания обобщенных алгоритмов для разных типов данных, их специализация, и вычисления на этапе компиляции, используя шаблоны.

Тема курсового проекта «Программный комплекс для определения константы скорости химической реакции 3A=2B+C+5D».

Многое удается узнать о химических реакциях, изучая скорость их протекания и факторы, от которых она зависит. Этим занимается раздел химии, называемый химической кинетикой. Одной из задач, стоящих перед химической кинетикой, является определение состава реакционной смеси (т.е. концентраций всех реагентов) в любой момент времени, для чего необходимо знать зависимость скорости реакции от концентраций. В общем случае, чем больше концентрации реагирующих веществ, тем больше скорость химической реакции.

 

Аналитический обзор по выбору инструментальных средств для синтеза программного обеспечения.

 

Для реализации алгоритма решения обратной задачи кинетики разработано программное обеспечение, включающее графический пользовательский интерфейс. В качестве интегрированной среды разработки программного обеспечения (Integrated Development Environment, IDE) используется С++ Builder.

C ++ Builder - среда быстрой разработки (RAD), выпускаемый компанией Codegear, дочерней фирмой компании Embarcadero (ранее Borland). Предназначена для написания программ на языке программирования C ++. C ++ Builder объединяет Библиотеку визуальных компонентов и среда программирования (IDE), написанное на Delphi с компилятором C ++. Цикл разработки аналогичный Delphi, но с существенными улучшениями, добавленными в C ++ Builder. Большинство компонентов, разработанных в Delphi, можно использовать и в C ++ Builder без модификации, но, к сожалению, обратное утверждение не верно.

Компоненты, используемые при разработке в C ++ Builder, встроенные в среду разработки приложений и представляют из себя набор типов объектов, которые используются в качестве фундамента при строительстве приложения.

Этот комплекс компонент называется Visual Component Library (VCL). В VCL есть такие стандартные элементы управления, как строки редактирования, статические элементы управления, строки редактирования со списками, списки объектов. Еще есть такие компоненты, которые ранее были доступны только в библиотеках третьих фирм: табличные элементы управления, закладки, многостраничные записные книжки. Все объекты разбиты на страницы по своей функциональности и представлены в палитре компонент.

VCL содержит специальный объект предоставляет интерфейс графических устройств Windows, и позволяет разработчикам рисовать, не заботясь об обычных для программирования в среде Windows деталях.

Ключевой особенностью C ++ Builder есть возможность не только использовать визуальные компоненты для строительства приложений, но и создание новых компонент. Такая возможность позволяет разработчикам не переходить в другую среду разработки, а наоборот, встраивать новые инструменты в существующую среду. Кроме того, можно улучшить или полностью заменить существующие по умолчанию в C ++ Builder компоненты.

Классы объектов построены в виде иерархии, состоящей из абстрактных, промежуточных и готовых компонент. Разработчик может пользоваться готовыми компонентами, создавать собственные на основе абстрактных или промежуточных, а также создавать собственные объекты.

C ++ Builder содержит инструменты, которые позволяют осуществлять настоящую визуальную разработку Windows-программ методом drag-and-drop, упрощая программирование благодаря WYSIWYG редакторе интерфейса, встроенного в его среду разработки.

C ++ Builder изначально создавалась только для платформы Microsoft Windows. Поздние версии, содержащие компонентную библиотеку Borland, основанную на Qt, поддерживают и Windows и Linux.

В 2003 Borland выпустила C ++ BUILDERX (CBX), написанный с помощью той же инфраструктуры, и Jbuilder, который при этом был мало похож на C ++ Builder или Delphi. Этот продукт предназначался для разработки больших программ для крупных предприятий, но коммерческого успеха не достиг. В конце 2004 года Borland объявила, что продолжит развитие классического C ++ Builder и объединит его со средой разработки Delphi, прекратив, таким образом, разработку C ++ BUILDERX.

После примерно год после этого объявления, Borland выпустила Borland Developer Studio 2006, который включал Borland C ++ Builder 2006, предлагавший улучшенное управление конфигурацией и отладкой. Borland Developer Studio 2006 - единственный полноценный комплект, Delphi, содержащий C ++ builder и C # builder.

В 2007 Codegear выпустила C ++ Builder 2007, в котором реализовала полную поддержку API Microsoft Windows Vista, увеличила полноту соответствия стандарту ANSI C ++, ускорила разработку до 500%, включила поддержку Msbuild, архитектуры баз данных Dbx4 и «VCL для Web», поддерживающий AJAX. Поддержка API Microsoft Windows Vista включила приложения, сначала оформлены в стиле Vista, и естественную поддержку VCL для Aero и Vista Desktop. Codegear RAD Studio 2007 содержит C ++ Builder 2007 и Delphi. Также в 2007 Codegear «воскресила» марку «Turbo» и выпустила две «Turbo» версии C ++ Builder: Turbo C ++ Professional и Turbo C ++ Explorer (бесплатный), основанных на Borland C ++ Builder 2006.

В конце 2008 года компания CodeGear выпустила новую версию RAD Studio, в которую вошли Delphi 2009 и C ++ Builder 2009. В 2009 году в составе RAD Studio вышел C ++ Builder 2010 года.

Ранее сообщалось, что следующая версия, CodeGear C ++ Builder (кодовое имя «Commodore»), будет иметь поддержку x86-64 и возможностью создавать машинный x86-64 код. Однако в 2010 году в состав RAD Studio XE включена версия C ++ Builder XE без этой функциональности.

В 2012 году Embarcadero выпустила C ++ Builder XE3, совместимый с Windows 8. В 2013 году был выпущен C ++ Builder XE4.