Контрольная работа: Проектирование программного средства 'Действия над матрицами'

Проектирование программного средства 'Действия над матрицами'

Введение

алгоритм программный автоматизированный

Каждый программный продукт состоит из модулей. Модуль может разрабатываться отдельно и, таким образом, модернизировать программное средство, улучшая его функциональность.

Целью работы является:

-  Закрепление полученных теоретических знаний по дисциплинам Прикладное программирование, Системное программирование, Теория алгоритмов, Основы программирования и алгоритмические языки»;

-       Сбор, анализ и обобщение материалов для подготовки отчета по практике.

Задачи работы обусловлены индивидуальным заданием:

-  анализ поставленной задачи;

-       выбор методов и разработка основных алгоритмов решения;

-       выбор технологии и среды программирования;

-       построение каркаса приложения и проектирование интерфейса пользователя;

-       разработка кода программного продукта на основе готовой спецификации;

-       выбор стратегии тестирования и разработки тестов;

-       использование средств отладки представляемых интерфейсом пользователей;

-       проведение тестирования программного модуля по определенному сценарию;

-       оформление документации на программное средство.

Работа состоит из пяти разделов.

В первом разделе описывается разработка алгоритма поставленной задачи и реализация его средствами автоматизированного проектирования.

Во втором разделе обоснован выбор технологии среды программирования описан спроектированный интерфейс пользователя и разработан код программного продукта.

В третьем разделе описано использование инструментальных средств на этапе отладки программного модуля.

В четвертом разделе описано проведение тестирования программного модуля, охарактеризовано функциональное, структурное, оценочное тестирование.

Пятый раздел посвящен оформлению документации на программное средство.

1 Разработка алгоритма поставленной задачи и реализация его средствами автоматизированного проектирования

1.1 Анализ поставленной задачи

Необходимо написать программу, которая будет выполнять действия на матрицами: умножения, сложения, вычитания, транспонирования. Программа должна решать введенные вручную матрицу в форму. Для удобства пользователя программа должна иметь интуитивно понятный интерфейс.

1.2 Выбор методов и разработка основных алгоритмов решения

В программе используется следующий алгоритм работы: в программе есть формы, в которые вводятся элементы матриц, элементы переводятся из String типа в Integer. Затем нужно нажать кнопку соответствующего действия. Выполняется алгоритм решения матриц и результат выводится в элемент DataGridView.

Для построения блок-схем использовалась программа Microsoft Office Visio 2013. С её помощью можно составлять различные диаграммы и схемы, в том числе, блок-схемы.

Рисунок 1.1 - Блок схема считывания и записи данных из записи в массив

Рисунок 1.2 - Проверка на доступность для ввода

Рисунок 1.3 - Блок схема ввода данных в textbox и сравнения с существующим массивом

Рисунок 1.4 - Вызов метода Vizov с параметрами

2. Разработка кода программного продукта на основе готовой спецификации на уровне модуля

Калькулятор матриц реализован на языке программирования C# в среде программирования Microsoft Visual Studio Ultimate 2013. Выбор языка C# обусловлен тем, что он современный и популярный объектно-ориентированный язык программирования, а среда Microsoft Visual Studio Ultimate 2013 является мощным средством, позволяющим быстро создать программу, обладающую графическим оконным интерфейсом.

Макет окна представлен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 - Оконный интерфейс будущего приложения

На форме располагается 3 элемента DataGridView, в них будут размещаться матрицы. Так же 4 Button для выполнения действий над матрицами.

3. Использование инструментальных средств на этапе отладки программного модуля

При отладке программного продукта необходимо воспользоваться командой меню Отладка (рис. 3.1). В меню отладка существуют ряд команд, назначение которых представлено ниже.

Рисунок 3.1 - Окно меню Отладка

Окна - открывает в интегрированной среде окно Точки останова, которое дает доступ ко всем точкам останова данного решения. Показывает в интегрированной среде окно Вывод.

Окно Вывод - это бегущий журнал множества сообщений, выдаваемых интегрированной средой, компилятором и отладчиком. Поэтому эта информация относится не только к сеансу отладки, а также открывает в интегрированной среде окно Интерпретация, которое позволяет выполнять команды:

-  начать отладку - запускает приложение в режиме отладки;

-       присоединиться к процессу - позволяет прикрепить отладчик к выполняющемуся процессу (исполняемому файлу). например, если запущено приложение без отладки, то можете потом прикрепиться к этому выполняющемуся процессу и начать отладку;

-       исключения - открывает диалоговое окно Исключения, которое позволяет выбрать способ останова отладчика для каждого исключительного состояния;

-       шаг с заходом - запускает приложение в режиме отладки. для большинства проектов выбор команды шаг с заходом означает вызов отладчика на первой выполняемой строке приложения. таким образом, можно войти в приложение с первой строки;

-       шаг с обходом - когда вы не находитесь в сеансе отладки, то команда шаг с обходом просто запускает приложение точно так же, как это сделала бы кнопка run;

-       точка останова - включает или выключает точку останова на текущей (активной) строке кода текстового редактора. эта опция неактивна, если в интегрированной среде нет активного кодового окна;

-       создавать точку останова - активирует диалоговое окно создавать точку останова позволяющее указать имя функции, для которой необходимо создать точку останова;

-       удалить все точки останова - удаляет все точки останова из текущего решения;

-       очистить все подсказки по данным - деактивирует (без удаления) все точки останова текущего решения;

-       параметры и настройки - Прерывать выполнение, когда исключения пересекают границу домена приложения или границу между управляемым и машинным кодом.

4. Проведение тестирования программного модуля по определенному сценарию

Оценочное тестирование, которое также называют «тестированием системы в целом» целью которого является тестирование программы на соответствие основным требованиям. Эта стадия тестирования особенно важна для программных продуктов. Включает следующие виды:

-  тестирование удобства использования - последовательная проверка соответствия программного продукта и документации на него основным положениям технического задания;

-       тестирование на предельных объемах - проверка работоспособности программы на максимально больших объемах данных, например, объемах текстов, таблиц, большом количестве файлов и т.п.;

-       тестирование на предельных нагрузках - проверка выполнения программы на возможность обработки большого объема данных, поступивших в течение короткого времени;

-       тестирование удобства эксплуатации - анализ психологических факторов, возникающих при работе с программным обеспечением; это тестирование позволяет определить, удобен ли интерфейс, не раздражает ли цветовое или звуковое сопровождение и т.п.;

-       тестирование защиты - проверка защиты, например, от несанкционированного доступа к информации;

-  тестирование производительности - определение пропускной способности при заданной конфигурации и нагрузке;

-  тестирование требований к памяти - определение реальных потребностей в оперативной и внешней памяти;

-       тестирование конфигурации оборудования - проверка работоспособности программного обеспечения на разном оборудовании;

-       тестирование совместимости - проверка преемственности версий: в тех случаях, если очередная версия системы меняет форматы данных, она должна предусматривать специальные конвекторы, обеспечивающие возможность работы с файлами, созданными предыдущей версией системы;

-  тестирование удобства установки - проверка удобства установки;

-       тестирование надежности - проверка надежности с использованием математических моделей;

-  тестирование восстановления - проверка восстановления программного обеспечения, например, системы, включающей базу данных, после сбоев оборудования и программы;

-  тестирование удобства обслуживания - проверка средств обслуживания, включенных в программное обеспечение;

-       тестирование документации - тщательная проверка документации, например, если документация содержит примеры, то их все необходимо попробовать;

-       тестирование процедуры - проверка ручных процессов, предполагаемых в системе.

Естественно, целью всех этих проверок является поиск несоответствий техническому заданию. Считают, что только после выполнения всех видов тестирования программный продукт может быть представлен пользователю или к реализации. Однако на практике обычно выполняют не все виды оценочного тестирования, так как это очень дорого и трудоемко. Как правило, для каждого типа программного обеспечения выполняют те виды тестирования, которые являются для него наиболее важными. Так базы данных обязательно тестируют на предельных объемах, а системы реального времени - на предельных нагрузках.

5. Оформление документации на программное средство

Созданный программный продукт предназначен для выполнения арифметических действий над матрицами.

Для того чтобы создать матрицы, необходимо ввести размерности матрицы и нажать кнопки «Построить». Затем ввести данные в матрицу и выбрать желаемое действие.

Рисунок 5.1 - Работающее приложение

Программа имеет удобный интерфейс и предоставляет возможность с легкостью решать матрицы произвольных размерностей.

Выводы

В ходе работы было выполнено индивидуальное задание:

-  выполнен анализ предметной области;

-       обоснован выбранный и разработанный алгоритм решения;

-       определенна технология и выбрана среда программирования;

-       построен каркас приложения и спроектирован интерфейс пользователя;

-       разработан код программного модуля;

-       описаны использованные средства отладки при тестировании;

-       проведено тестирование программного модуля по определенному сценарию;

-       добавлен пункт меню с кратким описанием работы с программой.

Поставленные цели достигнуты.

Перечень ссылок

1 Кибер форум [Электронный ресурс]: http://CyberForum.ru

Microsoft Developer [Официальная документация Майкрософт по C#] ttps://msdn.microsoft.com

http://programming-edu.ru/ Блог помощи для новичков С#

Приложение А

Код программы

MyMatrix.cs

using System;System. Collections. Generic;System. Linq;System. Text;System. Windows. Forms;

Matrix

{MyMatrix

{[,] a=new int [3,3];

// передача значенийvoid Set (int i, int j, int znach)

{[i, j] = znach;

}

// сложениеstatic MyMatrix operator +(MyMatrix matrix1, MyMatrix matrix2)

{NewMatrix = new MyMatrix();(int i = 0; i < 3; i++)

{(int j = 0; j < 3; j++)

{.a [i, j] = matrix1.a [i, j] + matrix2.a [i, j];

}

}NewMatrix;

}

// вывод матрицыstring Visual (int i, int j)

{a [i, j].ToString();

}

// вывод всей и сразу. ХдDataGridView FullVisual (DataGridView dt)

{(int i = 0; i < 3; i++)

{(int j = 0; j < 3; j++)

{. Rows[j].Cells[i].Value = a [i, j];

}

}dt;

}

// вычитаниеstatic MyMatrix operator - (MyMatrix matrix1, MyMatrix matrix2)

{NewMatrix = new MyMatrix();(int i = 0; i < 3; i++)

{(int j = 0; j < 3; j++)

{.a [i, j] = matrix1.a [i, j] - matrix2.a [i, j];

}

}NewMatrix;

}

// транспонированиеMyMatrix Trans()

{NewMatrix = new MyMatrix();(int i = 0; i < 3; i++)

{(int j = 0; j < 3; j++)

{.a [i, j] = a [j, i];

}

}NewMatrix;

}

// умножениеstatic MyMatrix operator *(MyMatrix matrix1, MyMatrix matrix2)

{NewMatrix = new MyMatrix();(int i = 0; i < 3; i++)

{(int k = 0; k < 3; k++)

{

//int a = 0;(int j = 0; j < 3; j++)

{

//a += matrix1.a [j, k] * matrix2.a [i, j];.a [i, k]+= matrix1.a [j, k] * matrix2.a [i, j];

}

//NewMatrix.a [i, k] = a;

}

}NewMatrix;

}

// заполнениеvoid Zapoln (DataGridView grid)

{(int j = 0; j < 3; j++)

{[i, j] = Convert. ToInt32 (grid. Rows[j].Cells[i].Value);

}

}

}

}

}

.csSystem;System. Collections. Generic;System. ComponentModel;System. Data;System. Drawing;System. Linq;System. Text;System. Windows. Forms;

Matrix

{partial class Form1: Form

{Form1 ()

{();

}

void Form1_Load (object sender, EventArgs e)

{(int i = 0; i < 3; i++)

{. Rows. Add();. Rows. Add();. Rows. Add();

//dataGridView1. Rows[i].Cells[0].Value = i. ToString();

}

}

void button1_Click (object sender, EventArgs e)

{matrix1 = new MyMatrix();matrix2 = new MyMatrix();matrix3;. Zapoln(dataGridView1);. Zapoln(dataGridView2);= (matrix1 + matrix2);. FullVisual(dataGridView3);

}

void button2_Click (object sender, EventArgs e)

{matrix1 = new MyMatrix();matrix2 = new MyMatrix();matrix3;. Zapoln(dataGridView1);. Zapoln(dataGridView2);= (matrix1 - matrix2);. FullVisual(dataGridView3);

}

void button3_Click (object sender, EventArgs e)

{matrix1 = new MyMatrix();matrix3;. Zapoln(dataGridView1);= matrix1. Trans();. FullVisual(dataGridView3);

}

void button4_Click (object sender, EventArgs e)

{matrix1 = new MyMatrix();matrix2 = new MyMatrix();matrix3;. Zapoln(dataGridView1);. Zapoln(dataGridView2);= (matrix1 * matrix2);. FullVisual(dataGridView3);

}

}

}