Министерство образования, культуры и здравоохранения

Республики Казахстан

Алматинский ВУЗ индустрии, экономики и кибернетики
Факультет информатики
Кафедра технической кибернетики
Пояснительная записка

к курсовой работе по предмету «Языки и технологии программирования»
Тема:   «Применение языков программирования высокого уровня для                реализации численных методов и прикладных программ»
Выполнил студент 2-го курса з.о.

Гринев М.В.

Принял  ст. преп. Каф. ТК

Муртазина А.У.
Алматы 1998 г.

Введение

Внедрение ЭВМ во все сферы человеческой деятельности требует от специалистов разного профиля овладения навыками использования вычислительной техники. Повышается уровень подготовки студентов вузов, которые уже с первых курсов приобщаются к использованию ЭВМ и простейших численных методов, не говоря уже о том, при что выполнении курсовых и дипломных проектов применение вычислительной техники становится нормой в подавляющем большинстве вузов.

Вычислительная техника используется сейчас не только в инженерных расчетах и экономических науках, но и таких традиционно нематематических специальностях, как медицина, лингвистика, психология. В связи с этим можно констатировать, что применение ЭВМ приобрело массовый характер. Возникла многочисленная категория специалистов - пользователей ЭВМ, которым необходимы знания по применению ЭВМ в своей отрасли - навыки работы с уже имеющимся программным обеспечением, а так же создания своего собственного ПО, приспособленного для решения конкретной задачи. И здесь на помощь пользователю приходят описания языков программирования высокого уровня (далее ЯВУ) и численные методы (далее ЧМ).

ЧМ разрабатывают и исследуют, как правило, высококвалифицированные специалисты-математики. Для большинства пользователей главной задачей является понимание основных идей и методов, особенностей и областей применения.

Однако, пользователи хотят работать с ЭВМ не только как с высокоинтеллектуальным калькулятором, а еще и как с помощником в повседневной работе, хранилищем информации с быстрым и упорядоченным доступом, а так же с источником и обработчиком графической информации. Все эти функции современной ЭВМ я предполагаю продемонстрировать в настоящей курсовой работе.

В первой части работы представлена программа по нахождению корней системы из двух нелинейных уравнений методами Ньютона и простых итераций.

Во второй части моей работы представлена программа, демонстрирующая пользователю всю мощь и многообразие графических возможностей современных ПК на примере применения графических функций языка С++ с использованием  VGA-графики.

В третьей части работы представлена программа «Электронной записной книжки», которая имеет и практическое значение для пользователей маломощных персональных компьютеров и ПК блокнотов с малым дисковым ресурсом для которых нерентабельна эксплуатация ПО типа Lotus Organizer и подобных ПО с мощным графическим интерфейсом.

К моему сожалению из-за отсутствия необходимого справочного материала мне не удалось продемонстрировать в третьей части SUPER VGA-графику, но это дело недалекого будущего. Первая и вторая части работы выполнены с применение языка С++ фирмы Borland  версии 3.1 для DOS и WINDOWS, а третья часть выполнена на ЯВУ «Турбо Паскаль» версии 7.0 для DOS и WINDOWS фирмы Borland с применением средств TURBO VISION.

Теоретическая часть.

Этапы решения задачи на ЭВМ. 

Наиболее эффективное применение ВТ нашла при проведении трудоемких расчетов в научных исследованиях и инженерных расчетах. При решении задачи на ЭВМ основная роль все-таки принадлежит человеку. Машина лишь выполняет его задания по разработанной программе. роль человека и машины легко уяснить, если процесс решения задачи разбить на перечисленные ниже этапы.

            Постановка задачи. Этот этап заключается в содержательной (физической) постановке задачи и определении конечных решений.

            Построение математической модели. Модель должна правильно (адекватно) описывать основные законы физического процесса. Построение или выбор математической модели из существующих требует глубокого понимания проблемы и знания соответствующих разделов математики.

            Разработка ЧМ. Поскольку ЭВМ может выполнять лишь простейшие операции, она «не понимает» постановки задачи, даже в математической формулировке. Для ее решения должен быть найден численный метод, позволяющий свести задачу к некоторому вычислительному алгоритму. В каждом конкретном случае необходимо выбрать подходящее решение из уже разработанных стандартных.

            Разработка алгоритма. Процесс решения задачи(вычислительный процесс) записывается в виде последовательности элементарных арифметических и логических операций, приводящей к конечному результату и называемой алгоритмом решения задачи.

            Программирование. Алгоритм решения задачи записывается на понятном машине языке в виде точно определенной последовательности операций - программы. Процесс обычно производится с помощью некоторого промежуточного языка, а ее трансляция осуществляется самой машиной и ее системой.

            Отладка программы. Составленная программа содержит разного рода ошибки, неточности, описки. Отладка включает контроль программы, диагностику (поиск и определение содержания) ошибок, и их устранение. Программа  испытывается на решении контрольных (тестовых) задач для получения уверенности в достоверности результатов.

            Проведение расчетов. На этом этапе готовятся исходные данные для расчетов и проводится расчет по отлаженной программе. при этом для уменьшения ручного труда по обработке результатов можно широко использовать удобные формы выдачи результатов в виде текстовой и графической информации, в понятном для человека виде.

            Анализ результатов. Результаты расчетов тщательно анализируются, оформляется научно-техническая документация.

end;         {ReadFile}

{----------------------------}

procedure Tinterior.Draw;

{выводит данные в окно просмотра}

var

 n,              {текущая строка экрана}

 k: integer;     {текущая строка массива}

 B: TDrawBuffer;

 Color: Byte;

 p: PString;

 begin

  if Delta.Y>Location then

    Location:= Delta.Y;

  if Location>Delta.Y+pred(Size.Y) then

    Location:= Delta.Y+pred(Size.Y);

 for n:= 0 to pred(Size.Y) do

 {Size.Y- кол-во строк окна}

  begin

    k:= Delta.Y+n;

    if k=Location then

      Color:= GetColor(2)

    else

      Color:= GetColor(1);

   MoveChar(B,' ',Color,Size.X);

   if k<pred(PS^.Count) then

     begin

       p:= PS^.At(k);

       MoveStr(B, Copy(p^,Delta.X+1,Size.X),Color);

    end;

  writeline(0,N,Size.X,1,B)

 end

end; {TInterior.Draw}

{-----------------------------}

Function Control: Word;

{получает команду из основного диал. окна}

const

  x=1;

  L=12;

  DX=13;

  But: array [0..4] of string [13]=     {надписи на кнопках}

  ('~1~ Выход ','~2~ Убрать ','~3~ Искать ','~4~ Изменить ','~5~ Добавить ');

  Txt: array [0..3] of string [52] = (

  {справочный текст}

  'Убрать - удалить запись, выделенную цветом',

  'Искать - искать запись, начинающуюся с нужных букв',

  'Изменить - изменить поле (поля) выделенной записи',

  'Добавить - добавить новую запись');

var

  R: TRect;

  D: PDlgWin;

  k: Integer;

begin

  R.Assign(7,6,74,15);

  D:=New(PDlgWin,Init(R, 'Выберите продолжение:'));

  with D^ do

    begin

      for k:=0 to 3 do          {вставляем поясняющий текст}

        begin

          R.Assign(1,1+k,65,2+k);

          Insert(New(PStaticTEXT,Init(R,#3+Txt[k])))

        end;

      for k:=0 to 4 do          {вставляем кнопки:}

       begin

        R.Assign(X+k*DX,6,X+k*DX+L,8);

        Insert(New(PButton,

        Init(R,But[k],cmCan+k,bfNormal)))

      end;

      SelectNext(False);        {активизируем первую кнопку}

    end;

  Control:=DeskTop^.ExecView(D);        {выполняем диалог}

end;{Conrol}

 {------------}

Procedure TInterior.HandleEvent;

Procedure DeleteItem;

{удаляет указанный в Location эл-т данных}

var

  D: Integer;

  PStr: PString;

  s: String;

  Data: DataType;

begin

  PStr:=PS^.At(Location);       {получаем текущую запись}

  s:=copy(PStr^,1,LName);

  seek(DataFile,0);

  D:=-1;           {D-номер записи в файле}

  repeat          {цикл поиска по освпадению поля Name:}

    inc(D);

    read(DataFile,Data);

    with Data do while Length(Name)<LName do

     Name:=Name+' '

  until Data.Name=s;

  seek(DataFile,pred(FileSize(DataFile)));

  read(DataFile,Data);          {читает последнюю запись}

  seek(DataFile,D);

  write(DataFile,Data);         {помещает ее на место удаляемой}

  seek(DataFile,pred(FileSize(DataFile)));

  truncate(DataFile);                     {удаляет последнюю запись}

  with PS^ do D:=IndexOf(At(Location));

  PS^.AtFree(D);                       {удаляет строку из коллекции}

  Draw                                 {обновляет окно}

end;{DeleteItem}

{----------------------}

procedure AddItem(Edit: Boolean);

{добавляет новый или редактирует элемент данных}

const

  y=1;

  dy=2;

  L=LName+LPhone+LAddr;

var

  Data: DataType;

  R: TRect;

  InWin: PDialog;

  BName,BPhone,BAddr:PInputLine;

  Control: Word;

  OldCount: Word;

  s: String;

  p: PString;

begin

  Seek(DataFile,FileSize(DataFile));    {добавяет записи в конец файла}

  repeat                                {цикл ввода записей}

    if Edit then {готовит заголовок}

      s:='Редактирование'

    else

      begin

        Str(FileSize(DataFile)+1,s);

        while Length(s)<3 do

          s:='0'+s;

        s:='Вводится запись N'+s

      end;

    FillChar(Data,SizeOf(Data),' ');    {заполняет поля пробелами}

    R.Assign(15,5,65,16);

    InWin:=New(PDialog, Init(R, s));     {создает окно}

    with InWin^ do

      begin                             {формируем окно:}

        R.Assign(2,y+1,2+LName,y+2);

        BName:=New(PInputline, Init(R,LName));

        Insert(BName);         {поле имени}

        R.Assign(2,y,2+LName,y+1);

        Insert(New(PLabel,

        Init(R, 'Имя',BName)));

        R.Assign(2,y+dy+1,2+LPhone,y+dy+2);

        BPhone:=New(PInputLine,

        Init(R,LPhone));

        Insert(BPhone);         {поле телеф.}

        R.Assign(2,y+dy,2+LPhone,y+dy+1);

        Insert(New(PLabel, Init(R, 'Телефон',BPhone)));

        R.Assign(2,y+2*dy+1,2+LAddr,y+2*dy+2);

        BAddr:=New(PInputLIne, Init(R,LAddr));

        Insert(BAddr);         {поле адреса}

        R.Assign(2,y+2*dy,2+LAddr,y+2*dy+1);

        Insert(New(PLabel, Init(R, 'Адрес',BAddr)));

        {вставляем две комаедные кнопки}

        R.Assign(2,y+3*dy+1,12,y+3*dy+3);

        Insert(New(PButton, Init(R, 'Ввести',cmOK,bfDefault)));

        R.Assign(2+20,y+3*dy+1,12+20,y+3*dy+3);

        Insert(New(PButton, Init(R, 'Выход',cmCancel,bfNormal)));

        SelectNext(False)   {Активизируем 1-ую кнопку}

      end;                  {конец формирования окна}

    if Edit then with Data do

      begin                 {готовим начальный текст}

        p:=PS^.At(Location);{читает данные из записи}

        s:=p^;

        Name:=copy(s,1,LName);

        Phone:=copy(s,succ(LName),LPhone);

        Addr:=copy(s,succ(LName+LPhone),LAddr);

        InWin^.SetData(Data)                   {вставляет текст в поля ввода}

      end;

    Control:=DeskTop^.ExecView(InWin);  {выполняем диалог}

    if Control=cmOK then with Data do

      begin

        if Edit then

          DeleteItem;       {удаляет старую запись}

        Name:=BName^.Data^;

        Phone:=BPhone^.Data^;

        Addr:=BAddr^.Data^;

        s[0]:=chr(L);

        FillChar(s[1],L,' ');

        move(Name[1],s[1],Length(Name));

        move(Phone[1],s[succ(LName)],Length(Phone));

        move(Addr[1],s[succ(LName+LPhone)],Length(Addr));

        OldCount:=PS^.Count;   {прежнее кол-во записей}

        PS^.Insert(NewStr(s)); {добавляет в коллекцию}

        {проверяем добавление}

        if OldCount<>PS^.Count then

          write(DataFile,Data) {да - добавляем в файл}

      end

  until Edit or (Control=cmCancel);

  Draw

end; {AddItem}

{--------------------}

procedure SearchItem;

{ищет нужный элемент }

function UpString(s: String): string;

{преобразует строку в верхний регистр}

var

  k: Integer;

begin

  for k:=1 to Length(s) do

  if s[k] in ['a'..'z'] then

    s[k]:=chr(ord('A')+ord(s[k])-ord('a'))

  else if s[k] in ['а'..'п'] then

    s[k]:=chr(ord('A')+ord(s[k])-ord('a'))

  else if s[k] in ['р'..'я'] then

    s[k]:=chr(ord('P')+ord(s[k])-ord('p'));

  UpString:=s

end; {UpString}

var

  InWin: PDialog;

  R: TRect;

  s: String;

  p: PInputLine;

  k: Word;

begin     {SearchItem}

  R.Assign(15,8,65,16);

  InWin:=New(PDialog,

  Init(R,'Поиск записи:'));

  with InWin^ do

   begin

     R.Assign(2,2,47,3);

     p:=New(PInputLine,Init(R,50));

     Insert(p);

     R.Assign(1,1,40,2);

     Insert(New(PLabel, Init(R, 'Введите образец поиска:',p)));

     R.Assign(10,5,20,7);

     Insert(New(PButton,Init(R,'Ввести',cmOK,bfDefault)));

     R.Assign(25,5,35,7);

     Insert(New(PButton,Init(R,'Выход',cmCancel,bfNormal)));

     SelectNext(False)

   end;

 if DeskTop^.ExecView(InWin)=cmCancel then

   exit;

s:=p^.Data^;

Location:=0;

while (UpString(s)>=UpString(PString(PS^.At(Location))^))

      and (Location<pred(PS^.Count)) do

  inc(Location);

if (Location<Delta.Y+pred(Size.Y)) then

  ScrollTo(Delta.X,Location)

else

 Draw

end;    {SearchItem}

{------------------------}

var

  R: TPoint;

label Cls;

begin

  TScroller.HandleEvent(Event);

  case Event.What of

  evCommand:

    case Event.Command of

    cmClose:

    begin

Cls:

    case Control of {получить команду из основного диалогового окна}

    cmCan,

    cmCancel: EndModal(cmCancel);

    cmEdit: AddItem(True);

    cmDelete: DeleteItem;

    cmSearch: SearchItem;

    cmAdd: AddItem(False);

    end

    end;

    cmZoom: exit;

    end;

  evMouseDown:                 {реакция на щелчок мыши}

    begin

      MakeLocal(MouseWhere, R); {получение в R локальные

                                координаты мыши}

      Location:=Delta.Y+R.Y;

      Draw

    end;

  evKeyDown:    {реакция на клавиши + -}

  case Event.KeyCode of

  kbEsc: goto Cls;

  kbGrayMinus: if Location<Delta.Y then

    begin

      dec(Location);

      Draw

    end;

  kbGrayPlus: if Location<Delta.Y+pred(Size.Y) then

    begin

      inc (Location);

      Draw

    end;

  end

  end

end;    {TInterior.HandleEvent}

{------------------------}

procedure Tnotebook.Work;

{работа с данными}

var

  R: TRect;

  PW: PWorkWin;

  Control: Word;

begin

  R.Assign(0,0,80,23);

  PW:=New(PWorkWin, Init(R));

  Control:=DeskTop^.ExecView(PW);

  Dispose(PW,Done)

end;

{------------------------}

procedure TNotebook.HandleEvent(var Event: TEvent);

{обработчик событий программы}

begin       {TNotebook.HandleEvent}

  TApplication.HandleEvent(Event);      {обработка станд. команд cmQuit и cmMenu}

  if Event.What=evCommand then

  case Event.Command of

       {обработка новых команд}

       cmOpen: FileOpen;       {открыть файл}

       cmSave: FileSave;       {закрыть файл}

       cmChangeDir: ChangeDir;  {сменить диск}

       cmDOSShell: DOSCall;      {временный выход в дос}

       cmWork: Work;            {Обработать данные}

  else

    exit        {не обрабатывать другие команды}

  end;

  ClearEvent(Event)     {очистить событие после обработки}

end;                    {TNotebook.HandleEvent}

{--------------------------------}

procedure TNotebook.InitMenuBar;

{соэдание верхнего меню}

var

  R: TRect;

begin

  GetExtent(R);

  R.B.Y:=succ(R.A.Y);   {R - координаты строки меню}

  MenuBar:=New(PMenuBar, Init(R,

    NewMenu(             {создание меню}

      {первый эл-т нового меню представляет собой

      подменю. Создаем его}

      NewSubMenu('~F~ Файл', hcNoContext,

      {описываем элемент главного меню}

    NewMenu(      {создание подменю}

         NewItem(     {первый эл-т}

         '~~ Открыть','F3',kbF3,cmOpen,hcNoContext,

         NewItem(     {второй эл-т}

         '~~ Закрыть','F2',kbF2,cmSave,hcNoContext,

         NewItem(     {третий эл-т}

         '~~ Сменить диск','',0,cmChangeDir,hcNoContext,

         NewLine(     {строка-разделитель}

         NewItem('~~ Вызов ДОС','',0,cmDOSShell,hcNoContext,

         NewItem('~~ Конец работы','Alt-X',kbAltX,cmQuit,hcNoContext,

      NIL))))))         {нет других элементов подменю}

    ),

    {создаем второй элемент главного меню}

    NewItem('~W~ Работа','',kbF4,cmWork,hcNoContext,

NIL)  {нет др. эл-тов гл. меню}

))))

end; {TNotebook.InitMenuBar}

{----------------------------}

procedure TNotebook.InitStatusLine;

{формирует строку статуса}

var

  R:TRect;  {границы строки статуса}

begin

  GetExtent(R);  {получаем в R координаты всего экрана}

  R.A.Y:=pred(R.B.Y);

  StatusLine:=New(PStatusLine,

  Init(R,                {создает строку статуса}

    NewStatusDef(0, $FFFF,        {устанавливает макс. диап. кон-

                                  текстной справочной службы}

    NewStatusKey('~Alt-X~ Выход',kbAltX,cmQuit,

    NewStatusKey('~F2~ Закрыть',kbF2,cmSave,

    NewStatusKey('~F3~ Открыть',kbF3,cmOpen,

    NewStatusKey('~F4~ Работа',kbF4,cmWork,

    NewStatusKey('~F10~ Меню',kbF10,cmMenu,

    NIL))))),           {нет других клавиш}

  NIL)                  {нет др. определений}

  ));

  DisableCommands(WinCom1)  {запрещает недоступные команды}

end;  {TNotebook.InitStatusLine}

{-----------------}

var

  Nbook: TNotebook;

begin

  Nbook.Init;

  Nbook.Run;

  Nbook.Done

end.