Построитель графиков на C#

АННОТАЦИЯ 

      Данный  документ является пояснительной запиской к дипломному проекту.

      Пояснительная записка состоит из следующих  разделов:

      - в первом разделе приведены общие сведения о назначении и краткой функциональности программы построения графиков функций, а также рассмотрены предпосылки для создания разработанной программы;

      - во втором разделе поставлена задача проектирования программы построения графиков функций и реализация задачи, где рассматриваются теоретические и практические вопросы, связанные с решением задачи;

      - в третьем разделе приведен экономический расчет проекта;

      - в четвертом разделе приведена инструкция пользователю разработанной программы;

      - раздел заключение, где подводится итог о проделанной работе;

      - раздел приложение, где представлен текст программы; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ

Лист

ПОСТАНОВКА  ЗАДАЧИ                                                                             6                                                        

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                      7 

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ                                                                                           8           

1.1. Обзор состояния вопроса                                                                         8              

1.2. Основные этапы разработки программных продуктов                         11    

1.2.1. Концептуализация                                                                                 12   

1.2.2. Анализ разрабатываемого приложения                                               14                                                                           

1.2.3. Проектирование разрабатываемого приложения                               16                                                      

1.2.4. Эволюция приложения                                                                        17                         

1.2.5. Сопровождение приложения                                                              19

1.3. Технологии разработки программных продуктов                               20     

     1.3.1. Объектно-ориентированное программирование                               20

1.3.2. Технология .NET                                                                                    21     

1.3.2.1. Компоненты .NET                                                                              23

1.3.2.2. Двоичный стандарт компонентов                                                  25                         

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ                                                                          27                

2.1. Разработка программы                                                                          27    

2.1.1. Анализ разрабатываемого приложения                                             27                                                         

2.1.2. Проектирование  разрабатываемого приложения                            34                                                         

2.2. Языки программирования                                                                        35    

2.3. Выбор языка программирования                                                            37                                            

     2.4. Применение графиков в решении уравнений                                       38     

   3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ                                                                       41

   3.1. Исходные  данные                                                                                       41

   3.2. Применяемые формулы с расшифровкой условных обозначений        42

   3.3. Расчет  полной себестоимости разработки  программного                              

    продукта  по базовому варианту                                                                      45

   3.4. Расчет  полной себестоимости разработки  программного                     

    продукта по эксплуатационному варианту                                                    46

   3.5. Расчет полной себестоимости разработки программного                     

    продукта  по варианту разработки                                                                   57

     3.6. Расчет экономической эффективности внедрения                                 

   программного продукта                                                                                   48

     3.7. Социально-психологические аспекты                                                     

   использования разработки                                                                       50

     4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРОГРАММНЫХ

      СРЕДСТВ                                                                                                          51

     4.1. Эксплуатация технических средств                                                         51

   4.2. Эксплуатация  разработанной программы                                               52

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                54

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ                                                                               55

ПРИЛОЖЕНИЕ                                                                                                56 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ПОСТАНОВКА  ЗАДАЧИ 

      В процессе дипломного проектирования передо мной были поставлены следующие задачи:

1) Ознакомиться с технологиями разработки программных продуктов (Объектно-ориентированное программирование, технология .NET);

2) Разработка программы для построения и исследования математических функций;

3) Программа должны позволять производить следующие функции:

    а) Масштабировать график;

       б) Вращать и перемещать график;

       в) Задавать интервалы и шаг графика;     

       г) Выводить свойства графика на экран;

4) Получить результат работы программы;

5) Выполнить экономический расчет; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

      Мир компьютерных и информационных технологий без преувеличения можно назвать  наиболее динамичной областью современных  знаний. Практически каждый год появляются новые модели процессоров и комплектующих, новые версии операционных систем и программного обеспечения. Все это происходит на фоне постоянного усложнения не только отдельных физических и программных компонентов, но и лежащих в их основе концепций и идей. Появилась надобность создавать все более большие сложные программы. Структурный подход по созданию программ начал устаревать. На смену ему пришло объектно-ориентированное программирование(ООП), которое внесло новую методологию в построении программ. С помощью этой методологии стало проще создавать большие программы. У ООП также очень много плюсов, которые описаны ниже. Далее создавалось много различных технологий опять же таки с целью упрощения написания программ и которые были основаны на принципах ООП (MFC, ATL, OLE, COM/DCOM, .NET Framework и много других технологий). Также новые технологии программирования давали новые возможности такие как запуск программы на разных (архитектурно) процессорах и т.д. (некоторые другие возможности описаны ниже).  
 
 
 
 
 
 

                            

       1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ 

         1.1. Обзор состояния вопроса 

      Проект  реализован под платформу .NET, его компоненты могут быть использованы в других разработках на любых языках программирования, совместимых с данной технологией. Программа способна работать на любых платформах Windows (включая мобильные).

      Графическая среда предназначена для построения графиков линейных, квадратичных, кубических, степенных, тригонометрических функций, функций заданных в параметрическом виде, также она способна отображать график в разном масштабе, передвигать центр координат, изменять точку наблюдения, размещать несколько графиков на одном рисунке, изменять интервал и шаг интервала графика. Можно изменять цвет графика, координатных осей, использовать виртуальное освещение в функциях вида z=f(x,y) для более выраженного графиком рельефа функции. Также программа способна исследовать функцию на четность/нечетность, определять область значений и область определения функции на различных промежутках. Полученное изображение функции можно сохранить в файл. Графическая часть проекта использует возможности GDI+ MS Windows (Graphic Device Interface – интерфейс графических устройств). Это подсистема Windows, предназначенная для вывода графических изображений на экран и на принтер.

      3D-графика – один из немногих каналов передачи информации, которые сознание студента не блокирует автоматически. С восприятием и обработкой визуальной информации непосредственно связано 20% мозга человека. Благодаря зрению мы получаем по разным оценкам от 70 до 90% сведений об окружающем мире.

      До  половины студентов испытывают затруднения при детальном построении графиков опорных тригонометрических функций. Более половины студентов испытывают значительные затруднения при выборе областей

определения и изменения, построении графиков обратных тригонометрических функций. Применение разработанного приложения при решении задач позволяет наглядно увидеть все этапы решения в динамике, значительно экономит время, затраченное на разбор заданий, а также позволило бы довести знания и умения студентов до высокого уровня. Также программа облегчает изучение графиков функций, обеспечивает наглядность и простоту в использовании. Для преподавателей программа может служить хорошим средством для подготовки к занятиям, для создания наглядных пособий и т. д.

      Визуализация  позволяет представить большой  объем данных в удобной для  анализа форме и широко используется при обработке результатов различных  измерений, анализа сложных процессов. Графический способ является наиболее эффективным при решении некоторых неравенств и уравнений, что позволяет экономить время при решении.

      Применение. Графическая среда позволяет решать уравнения с одной неизвестной вида f(x)=0. Необходимо построить график функции

y=3*x-x -2, абсциссы точек пересечения графика с осью Ox будут корнями данного уравнения. На рис.1.1 видно, что корнями уравнения 3*x-x -2=0 являются x =-2 и x =1.

 

Рис.1.1 Графическое решение уравнения 3*x-x

-2=0 

        Также графическая среда позволяет решать уравнения вида f(x )=f(x ). Необходимо найти корни уравнения x -2=x-2. Для этого строим сначала один график, потом другой и точки пересечения графиков будут корнями данного уравнения. На рис.1.2 видно, что корнями уравнения x -2=x-2 являются x =0 и x =1.

   Рис.1.2 Графическое решение уравнения x

-2=x-2