Название работы	Кол-во страниц	Размер
Прикладная механика	1	26.56kb.
Реологические свойства грунтов и их учет	3	403.34kb.
Теория пластичности	1	30.73kb.
Руководство по установке программы; Руководство пользователя	8	902.53kb.
Оценка состояния системы кровообращения	1	77.11kb.
Исследование инвариантов нелинейной динамики речи и принципы построения...	1	293.65kb.
Руководство по быстрой установке rus руководство пользователя rus	1	10.96kb.
Руководство по быстрой установке rus руководство пользователя rus	1	9.32kb.
Цифровой Видеорегистратор dvr-7xxx Руководство пользователя	2	777.72kb.
Защита информации в сетях связи	1	249.41kb.
Руководство пользователя Процессорный блок обработки данных с сетевым...	1	235.11kb.
Проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ...	2	664.64kb.
Викторина для любознательных: «Занимательная биология»	1	9.92kb.

Кафедра 609

Если ничто другое не помогает,

прочтите, наконец, инструкцию

Закон Мерфи

Столярчук В.А.
ОПИСАНИЕ

И РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

системы SIGMA

«Исследование напряженно-деформированного состояния плоского объекта»

Предисловие

Учебный программный комплекс SIGMA «Исследование напряженно-деформированного состояния плоского объекта» предназначен для проведения курсовых работ студентов старших курсов высших технических учебных заведений.

Целями курсовой работы, проводимой на основе данного комплекса, являются:

• 
  Знакомство студентов с программной системой, приближенной к реальным системам,. И Пполучение навыков работы с подобными системами;
  
• 
  Изучение логики построения вычислительного модуля, его структуры и возможностей;
  
• 
  Углубленное изучение основных методов алгоритмизации в программных системах, предназначенных для решения задач механики простых сред;
  
• 
  Приобретение опыта в практических вопросах проектирования математического обеспечения и конструирования соответствующих алгоритмов для подобных программных систем.
  

Заданием к курсовой работе будет являться моделирование определенного объекта при заданных способах нагружения и закрепления. В каждой точке объекта необходимо рассчитать и проверить на сходимость:

• 
  Напряжение, направленное по оси Х;
  
• 
  Напряжение, направленное по оси Y;
  
• 
  Касательное напряжение;
  
• 
  1-ое главное напряжение;
  
• 
  2-ое главное напряжение;
  

Содержание.

Методология сравнения языков программирования.

Прототипом автоматизированной системы является система учебно-исследовательская САПР «Sigma», разработанная на PC для ОС Microsoft® MS-DOS на языке Турбо-Паскаль.

Настоящая система разрабатывается на PC AT/ATX для работы под управлением ОС Microsoft® Windows 95/98 в системе программирования для Windows — Borland Delphi 3.

Рассмотрим основные особенности, достоинства и недостатки, а также другие аспекты упомянутых выше языков и систем.

ООП

Объектно-ориентированное программирование (ООП) стало сегодня естественным способом разработки сложного программного обеспечения с графическим интерфейсом пользователя. Объектно-ориентированные методы — это мощный инструмент, позволяющий вам разрабатывать сложные системы, устойчивые по отношению к ошибкам и допускающие последующее расширение. ООП основано на объектно-ориентированной модели, для которой объекты являются основными предметами рассмотрения. Объектно-ориентированная модель предоставляет объектам средства взаимодействия друг с другом.

Сегодня существует много немало объектно-ориентированных языков программирования (ООЯП), таких как Object Pascal, C++, Ada, Java и др. Удобство объектно-ориентированной нотации, предоставляемой ООЯП, является одним из важных факторов объектного подхода в программировании. Одна и та же зЗадача, выраженная в объектно-ориентированных терминах, выглядит, как правило, и проще, и более естественно, чем с использованием других методов, благодаря введению классов, отражающих понятия рассматриваемой предметной области.

ООП может быть характеризовано следующими утверждениями:

• 
  ООП использует объекты как строительные блоки. Объект — это активная единица данных.
  
• 
  Объект — это комбинация, как элементов данных, так и операций с этими элементами, упакованных вместе для удобства использования. Конструктивно класс устроен так, чтобы отделить общедоступный интерфейс от специфики реализации. Размещение деталей реализации в одном месте и отделение их от абстрактного интерфейса называется инкапсуляцией. Сокрытие данных (размещение данных в закрытом разделе класса) есть пример инкапсуляцииОбъединение данных и кода называется инкапсуляцией.
  
• 
  Каждый объект является представителем (экземпляром) определенного класса. Как правило, кроме элементов данных, класс содержит набор операций над этими элементами, называемыми методами класса. Во время выполнения программы объекты могут взаимодействоватьвзаимодействуют друг с другом, вызывая методы, которые являются подпрограммами, характерными для определенного класса методы.
  
• 
  Классы могут быть связаны друг с другом соотношениеями наследования, с помощью которыхого объекты могут расширяться и описания существующих объектов многократно использоваться при описании новых объектов. Наследование является одним из механизмов, посредством которого один класс объектов может включаться в работу другого класса объектов. Наследование Оно предоставляет мощный механизм моделирования отношений, существующих в реальном мире. Кроме наследования существует отношение включения, когда один из классов содержит объекты другого и позволяет моделировать понятия предметной области, в случае, когда одна сущность является атрибутом другой.
  
• 
  
  
• 
  Представители класса могут рассматриваться не только как представители их непосредственного класса, но и как представители любого из классов-предков, таким образом, поддерживая полиморфизм. Полиморфизм — это способ действия с набором объектов одного и того же предка за один шаг, без детализации операций с каждым конкретным объектом. Он является также основанием для расширяемости объектно-ориентированных программ, поскольку он предоставляет способ старым программам воспринимать новые типы данных, которые не были определены во время написания программы.
  

Без сомнения, наиболее фундаментальным понятием ООП является понятие объекта.

Объект — это комбинация данных и кода. Другими словами, объект, называемый еще представителем (какого-нибудь класса), это порция данных, значение которых определяют его текущее состояние, и набор подпрограмм, называемых методами, оперирующих с этими данными и определяющими поведение объекта, т.е. его реакцию на внешние воздействия.

Класс — это объединяющая концепция набора объектов, имеющих общие характеристики. Класс определяет общий интерфейс с окружающим миром, посредством которого вы можете взаимодействовать с окружающим миром, в том числе и другими объектамис отдельными объектами. Все представители данного класса аналогичны друг другу, поскольку они имеют одинаковый интерфейс, т.е. один и тот же набор операций.

Концепция объекта является ключом к пониманию объектно-ориентированного программирования. Экземпляры объекта, или просто объекты, считаются активными образованиями с определенными обязанностями. Обязанность объекта состоит в определенном “контракте” с окружающим миром по предоставлению некоторых “услуг”.

Термины объект и экземпляр объекта используются здесь вперемежку и обозначают конкретные экземпляры, или воплощения, или образцы, построенные согласно определению класса.

Поведение объекта описывается определением его класса. Экземпляры объекта являются примерами как порции данных, так и источника действий.

• 
  Порция данных. Как порция данных объект выглядит подобно паскалевской записи record. Он имеет поля, которым присваиваются значения, и эти поля могут быть различного типа. Комбинация значений всех полей объекта определяет состояние объекта. Изменение значения поля изменяет состояние объекта.
  
• 
  Источник действий. Как источник действий, или процедурная сущность, объект является набором методов, т.е. подпрограмм, разработанных для операций с полями. В этом отношении он похож на библиотеку подпрограмм. Все методы совместно определяют поведение объекта. Активирование метода объекта проявляется в действии, совершаемом объектом.
  

Комбинация двух взаимно дополняющих взглядов делает объекты такими мощными средствами. Они становятся удобным инструментом для абстракций: внутренность объектов рассматривается как “черный ящик”, доступ к которому осуществляется только через определенный интерфейс методов. Только явно объявленные видимыми характеристики объектов становятся сигнатурой, называемой еще протоколом, объекта.

Класс, в одном из значений этого термина, обозначает структурированный тип данных в Object Pascal. Понятие класса дает вам возможность использовать набор общих характеристик отдельных групп объектов и разрабатывать конкретные реализации, которые позволяют всем объектам вести себя в соответствие с этими характеристиками.

Класс является описанием того, как будет выглядеть и вести себя его представитель. Можно также рассматривать класс как образование, отвечающее за создание своих новых представителей (экземпляров) с помощью средств, называемых конструкторами, так как необходимо создать экземпляр, прежде чем он станет активным и начнет взаимодействовать с окружающим миром.

Однако класс не отвечает за уничтожение экземпляров, поскольку эту способность поддерживает сам активный экземпляр, имеющий соответствующий метод — деструктор.

Объявление класса определяет структуру представителей класса и набор допустимых операций, которые могут выполняться с представителями этого класса. В принципе, объявление класса — это объявление типа; это статическое описание представителя класса и его поведения после создания. Его можно рассматривать как рецепт создания представителей класса, нечто определяющее характеристики и поведение “живого” объекта. Класс, сам по себе, не “живой”, но он является заготовкой для своих представителей.

Короче говоряДругими словами, класс инкапсулирует концепцию данных и действий в единое унифицированное образование. Объявления классов определяют три характеристики объектов:

• 
  Данные объекта. Атрибуты исходных данных, называемые еще полями, содержатся в каждом объекте.
  
• 
  Методы объекта. Их еще называют операциями, функциями-элементами или действиями в других языках программирования.
  
• 
  Свойства объектов. Высокоуровневые атрибуты данных, которые тесно связаны с соответствующими методами доступа к данным.
  

Интерфейс класса — это набор всех элементов описания класса — полей, методов и свойств. Эти элементы иногда называют особенностями класса.

Выбор языка

Приведенные ниже вопросы касаются глобальных целей, преследуемых при сравнении языков программирования. Данная методология была предложена А. Фьюэром и Н. Джехани и здесь рассматриваются некоторые ее аспекты.

Что является целью планируемого сравнения языков — академические интерес или прагматические причины, такие, например, как выбор наиболее подходящего языка программирования для реализации некоторого проекта?

Для кого и с какой целью разработаны сравниваемые языки программирования?

Являются ли программы, написанные на этом языке программирования, «удобочитаемыми»? Является ли синтаксис этого языка программирования целостным? Является ли синтаксис этого языка кратким и в тоже время достаточно выразительным?

Какие примитивные типы данных поддерживаются в этом языке? Возможно ли создание новых типов данных? Насколько строгим является язык в трактовке данных?

Сколько уровней областей действия имеется в данном языке программирования? Имеется ли возможность рекурсивного обращения к подпрограммам?

Итак, в данном случае разрабатываемая система предполагает наличие удобного и понятного интерфейса, включение научно-технических расчетов (численное программирование), использование средств машинной графики, в тоже время модули системы должны быть достаточно «удобочитаемыми», а система легко «препарируемой». Основным назначением является обучение проектированию силовых конструкций, однако, часто в задании при работе с системой требуется разработка дополнительных модулей. Выбор языка при написании данных модулей не навязывается, однако, язык на котором должна быть написана сама система, в свою очередь, должен быть легким для изучения, т.к. некоторые модули могут быть использованы в качестве образца или прототипа при разработке новых модулей.

Учитывая вышесказанное, а также тот факт, что прототип системы был разработан на языке Турбо-Паскаль, выбор языка Паскаль является достаточно разумным по следующим соображениям: среди возможных языков для реализации при заданной конфигурации (Паскаль, Си, Фортран...) выбор должен быть сделан в пользу языка, имеющего широкие возможности по использованию графики и наиболее легкого и доступного в обучении. Язык Паскаль был специально разработан для обучения программированию, содержит все необходимые функции для выполнения предусмотренных в системе расчетов.

По замыслу одного из разработчиков Паскаля, данный язык должен: позволять систематически и точно выражать концепции и структуры программирования, осуществлять разработку систем систематически; показать, что язык программирования с богатым набором гибких структур данных и управляющих конструкций может быть реализован эффективно; способствовать пониманию методов организации больших программ и методов управления программистскими проектами, а также иметь развитые средства диагностики ошибок (по этой причине язык является удобным средством для обучения программированию). Данный язык является языком с сильной типизацией, что способствует надежности программ, что особенно важно при обучении, кроме того, язык является достаточно целостным и выразительным, программы, написанные на нем, мобильными и удобочитаемыми.

Разумеется, выбор языка Си также являлся бы вполне обоснованным, т.к. являясь языком высокого уровня, мало в чем уступает Ассемблеру, кроме того, он достаточно распространен и имеет эффективные средства поддержки, такие как интегрированные среды Турбо-Си, Builder и другие. Язык также невелик по объему и лаконичен, ориентирован на создание структурированных программ. Однако в данном случае недостатки языка являются продолжением его достоинств. Так, лаконичность может обернуться трудно читаемыми программами, а богатство выразительных возможностей порождает сложность в освоении языка. Таким образом, выбор языка Паскаль в данном случае является наиболее предпочтительным.

Одной из самых могучих сред разработки для ОС Microsoft® Windows, использующих Паскаль (Объектный Паскаль), является система Borland Delphi, в частности Borland Delphi версия 3.

Особенности и достоинства системы программирования Delphi

Среди большого разнообразия продуктов для разработки приложений Delphi занимает одно из ведущих мест. Delphi отдают предпочтение разработчики с разным стажем, привычками, профессиональными интересами. С помощью Delphi написано колоссальное количество приложений, десятки фирм и тысячи программистов-одиночек разрабатывают для Delphi дополнительные компоненты.

Delphi — это не просто редактор и компилятор. Это могучая среда разработки, значительно облегчающая участь разработчика приложений.

В течение многих лет разработчиков вполне устраивали традиционные средства программирования, включающие редактор, компилятор и отладчик. Windows-ориентированные системы разработки добавили к этому набору визуальные методы создания интерфейса программ и автоматическую генерацию соответствующего программного кода. Delphi, вобрав в себя все эти черты, идет и дальше. Например, Open Tools API (Application Programming Interface — интерфейс прикладного программирования) позволяет писать такие утилиты, например эксперт автосохранения (auto-save expert), которые включаются в интегрированную среду Delphi (Integrated Development Environment, или IDE). Действительно, приложения с помощью Delphi разрабатываются быстро, причем взаимодействие разработчика с интерактивной средой Delphi не вызывает внутреннего отторжения, а наоборот, оставляет ощущение комфорта. Delphi-приложения эффективны, если разработчик соблюдает определенные правила (и часто — если не соблюдает). Эти приложения надежны и при эксплуатации обладают предсказуемым поведением.

Такие языки, как Visual Basic, являются псевдообъектопсевдо объектно-ориентированными — они используют объекты и методы, но не поддерживают основных концепций объектно-ориентированного программирования, таких как инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Delphi лишена этого недостатка. Это настоящий объектно-ориентированный язык, который позволяет объединять данные и код в один класс (инкапсуляция), создавать дочерние классы (наследование) и обращаться с классами-потомками, как с родительскими классами (полиморфизм).

Элементы экрана, составляющие приложения Windows, довольно просты. Например, стандартная кнопка — обычно она представлена в виде выступающего серого прямоугольника, на поверхности которого написан текст, соответствующий назначению кнопки. Delphi «берет» функциональность кнопки — ее способность отвечать на щелчок мышью и отображать некоторый текст — и «подает» ее в виде объекта, известного как компонент. Компоненты хранятся в библиотеке компонентов, содержащей все объекты, необходимые для создания полноценных программ, использующих интерфейс Win32.

Объектно-ориентированная природа Delphi делает библиотеку компонентов необычайно гибкой. Если требуется дополнительная функциональность либо модифицирование поведения компонента, наследуется новый компонент из того, который уже хранится в библиотеке, и добавляется немного изменений.

Delphi поддерживает объекты, которые создаются с помощью других языков (например, C++) на основе стандарта ОСХ. ОСХ-объекты чаще всего поставляются независимыми компаниями, разрабатывающими программное обеспечение, удовлетворяя при этом широкому спектру потребностей сегодняшних компьютерных пользователей. ActiveX представляет измененную модель ОСХ и принят как стандарт для подключаемых объектов, особенно это касается броузеров браузеров Internet. Благодаря способности Delphi создавать объекты ActiveX и манипулировать ими, становится доступной мощность Internet.

Delphi оперирует четырьмя типами шаблонов: формами, приложениями, компонентами и кодами. 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.

Многие системы разработки приложений для Windows генерируют код полуфабрикат, или р-код, который не может быть выполнен процессором без дополнительной трансляции во время работы программы, что существенно снижает производительность. Delphi же использует настоящий компилятор и компоновщик и генерирует стопроцентный машинный код. Такая реализация лишена непроизводительных затрат, что особенно важно для масштабных программ сегодняшнего дня, которые требуют наличия высокопроизводительных систем.

Использование стопроцентной компиляции дает еще одно преимущество, заключающееся в создании библиотек динамической компоновки (DLL), которые могут содержать любые компоненты из библиотек компонентов. Затем эти библиотеки можно использовать в своих собственных приложениях Delphi или распространять как независимые компоненты для других программ.

При программировании на многих языках стоит проблема 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. Delphi 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, Delphi позволяет писать программу, исходя из успешного выполнения всех ее операторов. В случае возникновения отказа Delphi вызывает исключительную ситуацию, которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций. Такой подход позволяет программе достойно справится с ошибкой, причем от программиста в этом случае требуются минимальные усилия.
следующая страница >>