ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
Кафедра систем автоматизированного проектирования
и информационных систем
к выполнению курсовой работы по дисциплине
«Технологии программирования»
для студентов направления 230100.62 «Информатика
и вычислительная техника» (профиль
«Системы автоматизированного проектирования»)
очной формы обучения
Воронеж 2015
Составитель канд. техн. наук Э.И. Воробьев
УДК 681.3.
Методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Технологии программирования» для студентов направления 230100.62 «Информатика и вычислительная техника» (профиль «Системы автоматизированного проектирования») очной формы обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. Э.И. Воробьев. Воронеж, 2015. 32 с.
Настоящие методические указания посвящены рассмотрению основных подходов и методов, необходимых при выполнении курсовой работы, порядку выполнения и оформления пояснительной записки.
Издание предназначено для студентов 3 курса очной формы обучения.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержится в файле Metkyr.doc
Ил. 10. Библиогр.: 4 назв.
Рецензент д-р техн. наук, проф. О.Ю. Макаров
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Я.Е. Львович
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
© ФГБОУ ВПО Воронежский
государственный технический
университет, 2015
Данные методические указания представляют собой этап изучения методов, способов построения алгоритмов решения и программ с использованием различных методов и способов записи, определение способов организации диалога, набора тестовых заданий. Определение основных компонентов системы, различных потоков данных в программной системе. В рамках данного курса ставится целью развитие практических навыков программирования, ориентируя в направлении создания удобочитаемых, эффективных и правильных программ, что позволит систематизировать свои приемы и методы разработки программ.
Основными задачами являются:
изучение основных способов разработки программ при использовании языков программирования высокого уровня;
приобретение навыков определения основных компонентов системы;
овладение навыками практического использования изученных методов при разработке программных систем, технической документации программного обеспечения.
В результате выполнения курсовой работы студент должен научиться работать с литературой различного назначения, решать отдельные прикладные задачи программирования, определять этапы разработки программ, работать в рамках современных технологий, определять методы разработки программы, определять наиболее удобную форму представления алгоритмов.
Курсовая работа выполняется студентами по индивидуальным заданиям, содержащим текстовое описание задачи
В ходе выполнения работы студент должен выполнить формализацию описания объекта проектирования в терминах типовых математических схем, построить обобщённую и детальную схемы алгоритма решения задачи и программы, разработать структуру программы.
Для выбранного языка программирования определить необходимый набор языковых конструкций позволяющих реализовать поставленную задачу, разработать алгоритмическое обеспечение на уровне схем Шнейдермана и графического способа описания алгоритмов и программ.
Общий объём курсовой работы не должен превышать 25-30 страниц.
Курсовая работа должна давать достаточно полное представление о принципе решения задачи проектирования программной системы с обоснования правильности решения задачи на ЭВМ, иллюстрироваться схемами, выполняемыми с соблюдением всех требований ЕСПД. Схемы входят в общий объём и нумеруются.
Курсовая работа должна включать следующие разделы: введение; разделы и подразделы основной части; листинг программы
Содержание:
Введение содержит постановку задачи, даётся краткий анализ возможных методов решения поставленной задачи. Делается обзор литературных источников, который должен содержать краткую оценку изложенных материалов и принципов технологии программирования.
Основная часть состоит из разделов, в которых рассматривается проблемы связанные с технологией программирования, даётся аналитический обзор возможностей решения задачи, определяются основные этапы проектирования, делается обоснование выбранного подхода к разработке программ, описание алгоритмов решения и программ
В основной части приводится математическое описание задачи; схемы алгоритмов; структура предлагаемой программной системы с описанием назначения каждого программного модуля; описание текста программы; распечатка листинга, сравнение результатов работы программы и аналитического расчёта.
Работу следует начинать с внимательной проработки методических указаний, теоретического материала лекций и литературы, изучения средств разработки программ.
В современных ЭВМ программы решают самые различные задачи по содержанию и по значению. В научно-исследовательских институтах и вузах во многих случаях программы создаются в единственном экземпляре для решения частных исследовательских задач, для ускорения вычислений, моделирования процессов, обработки экспериментального материала и так далее. Такие программы не имеют массового применения и доступны для использования только тем, кто их разработал. Они являются объектами научно-технического творчества и редко становятся промышленными изделиями.
Совершенно иным классом программ являются индустриальные программные средства, которые можно квалифицировать как продукцию производственно-технического назначения. Они представляют собой программы на носителях данных с технической документацией, разработанные в соответствии с действующими стандартами, прошедшие испытания.
Программные средства являются непосредственной производительной силой, так как от них в ряде случаев зависят эффективность промышленного производства и качество продукции, создаваемой в технологическом процессе с применением ЭВМ. Характеристики программ влияют на экономические показатели предприятий и отраслей, так как все больше изменяют технологический и технический уровни производств и средств автоматизации. Их качество и функциональные возможности интенсивно воздействуют на качественное преобразование промышленного производства и инженерного труда. В то же время они наиболее гибкая и модернизируемая часть систем, обеспечивающая относительно легкую адаптацию к изменяющимся условиям в процессе развития техники и к особенностям конкретного применения.
Перемещение затрат на программные средства из сферы производства (тиражирования) в область инженерного проектирования и прикладной науки резко повышает актуальность развития технологий разработки программных средств. Расширение фронта работ в этой области привело к разработке ряда технологических систем проектирования и к появлению множества частных средств для автоматизации отдельных технологических операций. Современная индустриальная технология проектирования программ включает в себя комплекс мероприятий, руководящих документов и автоматизированных средств, предназначенных для системного анализа, разработки, отладки, документирования, управления работой специалистов и контроля эксплуатации программ.
Рассмотрим особенности программных средств как сложных систем.
Наиболее существенными чертами сложных систем принято считать:
наличие общей задачи и единой цели функционирования для всей системы;
большое количество взаимодействующих частей или элементов, составляющих систему;
возможность расчленения на группы наиболее тесно взаимодействующих элементов – подсистемы, имеющие свое специальное назначение и цель функционирования;
иерархическую структуру связей подсистем и иерархию критериев качества функционирования всей системы;
сложность поведения системы, связанную со случайным характером внешних воздействий и большим количеством обратных связей внутри системы;
устойчивость по отношению к внешним и внутренним помехам и наличие самоорганизации и адаптации к различным возмущениям;
высокую надежность системы в целом, построенной из не абсолютно надежных компонент.
Последующий анализ сложных систем базируется на применении понятий «программное средство», «комплекс программ» и «программа для ЭВМ». Программное средство (ПС) – совокупность программ определенного назначения, пригодных для использования на ЭВМ, прошедших испытания с зафиксированными показателями качества и снабженных комплексом документации, достаточной для квалифицированной эксплуатации по назначению и использования как продукции производственно-технического назначения. Комплекс программ (КП) – совокупность взаимосвязанных программ для ЭВМ, в основном как объект разработки на различных этапах его создания, однако еще не достигший завершенного состояния, пригодного для тиражирования и эксплуатации с определенными качественными показателями. Поэтому в процессе анализа технологии проектирования преимущественно используется термин «комплекс программ» и только после успешного завершения испытаний – термин «программное средство». В понятие программа далее включаются тексты любых программ на языке программирования или в объектном коде, пригодном для исполнения на ЭВМ.
Общие принципы технологии проектирования ПС достаточно универсальны, и основные особенности проектирования связаны с назначением ПС, с доступными ресурсами применяемых ЭВМ, с соответствием их назначению и сложности решаемых программами задач. Эти факторы влияют на рациональный уровень автоматизации проектирования, на размер и сложность взаимодействия в коллективе разработчиков, на трудоемкость и длительность создания ПС и так далее. Однако принципы и методы проектирования ПС при этом относительно мало.
Для обеспечения взаимодействия компонент в едином комплексе широко используются иерархические структуры с несколькими уровнями группирования и подчиненности модулей. Каждый модуль имеет свою целевую задачу и специфический частный критерий качества, как правило, не совпадающий с критерием эффективности всего комплекса. Однако частные критерии качества модулей и групп программ играют подчиненную роль относительно критериев качества всего КП и должны способствовать получению их допустимых или экстремальных значений. Иерархическая структура широко используется при анализе критериев качества всего КП и его частей.
Одной из особенностей сложных систем является трудность определения единого критерия эффективности функционирования и наличия обычно нескольких более или менее равнозначных критериев, каждый из которых может стать доминирующим в зависимости от внешних условий и состояния системы. Это обусловлено тем, что каждая сложная система является частью системы большего масштаба и высшего уровня и подчинена ей. Введение понятия критерия эффективности связано с некоторой «полезностью» для общества результатов функционирования системы. Такая «полезность» может быть неоднозначна и, более того, значительно меняться в зависимости от условий эксплуатации всей системы в целом. Поэтому при проектировании приходится ограничиваться анализом критериев качества для некоторых типовых условий функционирования сложных систем, каждый раз выделяя необходимые и желательные для оптимизации параметры, и оценивать влияние систем высшего уровня на выбор показателя качества. В результате создается некоторая шкала важности критериев эффективности. Тем не менее, разработчики стремятся выделить и определить специализированный для данной системы единый обобщенный критерий эффективности, который должен: