Клас для роботи з квадратними матрицями

     Середа  Microsoft Visual Studiо – це набір інструментів та засобів передбачених для допомоги розробникам, програм будь-якого рівня, у вирішенні складних задач.

      Основні особливості:

     - підтримує сучасні технології, такі  як как .NET Framework 3.5 та silverlight;

     - сумісний з останніми версіями ОС Windows: Vista, Seven;

     - має гнучкі властивості інтерфейсу та даних. Це дозволяє сфокусувати увагу на методах обробки даних, а не на способах  доступу до них;

     - має можливість розробки ПО, з  використанням кросплатформених  технологій;

     - є повні та часткові локалізації  (включаючи російську мову ); 

    2.3 Створення візуального інтерфейсу  

    Для створення візуального інтерфейсу  було використане програмне середовище NET Framework. На самому верхньому, концептуальному  рівні платформа .NET Framework складається  із загальної специфікації типів (CTS – Common Type System), загальної мовної специфікації (CLS – Common Language Specification) та загально-мовного середовища виконання (CLR – Common Language Runtime). Кожен з цих компонентів підтримує належний рівень абстракції над конкретними апаратними чи програмними умовами, дозволяючи задовольнити вимоги до платформи.

    Common Language Runtime (CLR). Головною задачею цієї  частини конструкції є розміщення, завантаження та керування програмами .NET чином, передбаченим програмістом. CLR є проміжною частиною між  програмним кодом та тими апаратними та програмними засобами, в контексті яких виконується задана програма. Тут вирішуються усі низькорівневі питання, які стосуються менеджменту пам’яті, роботи з файловою системою ОС, загальні питання безпеки, надання виконуваним програмам інтерфейс, абстрагований від умов виконання. Це єдина частина .NET, яка є залежною від конкретної апаратно-програмної платформи, а тому розробивши для певного класу обчислювальних пристроїв CLR-середовище, можна бути впевненим, що з великою долею вірогідності, на таких пристроях запуститься більшість програм .NET.

    Common Type System (CTS). Ця частина визначає  усю можливу множину типів  даних та програмних конструкцій,  які можуть бути використані  в програмах для .NET. Також до  неї відносяться вимоги та  рекомендації щодо взаємодії між такими типами та конструкціями, завдяки чому реалізується можливість використання технік міжмовного програмування. Важливо зрозуміти, що на відміну від CLR, CTS не має конкретного програмного рішення; у сенсі: немає такого комплексу фізичних процедур, модулів і такого іншого, що б реалізовувало цю систему. CTS є лише набором специфікацій (вимог) щодо того, яким чином мають виглядати та виконуватися програми, створені для .NET Framework.

    Common Language Specification (CLS). Являє собою специфікацію, що об’єднує підмножину CTS. Іншими словами, якщо CTS описує повністю усі можливі базові типи та програмні шаблони .NET, то CLS перелічує лише виключно необхідні. Абсолютно очевидним є те, що не кожна мова програмування підтримує увесь спектр мовних засобів, які представлені в інших мовах .NET, але при цьому для забезпечення механізму сумісності необхідно описати базові елементи, що мають підтримуватися усіма такими мовами. Власне набором таких специфікацій і є CLS.

    Таким чином, концептуально .NET складається з трьох базових елементів, що утворюють необхідний фундамент для успішного використання та розробки програм для цієї платформи. 

    2.4 Висновок до розділу  2 

    Ознайомившись з найбільш відомими мовами програмування, їх можливостями та особистостями для виконання свого курсового проекту я обрав мову С++, тому що вона якнайбільш підходить до вимог при виконанні мого завдання. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. ОСНОВНІ РІШЕННЯ ПО РЕАЛІЗАЦІЇ КОМПОНЕНТІВ СИСТЕМИ

 

1. Основні рішення щодо уявлення даних системи

 

    Система складається з класу M. Текст програми приведений в додатку А.

    Клас  M призначений для реалізації математичних операцій, містить об’єкти і методи класу з специфікаторами доступу public, до яких відносяться:

• Об’єкт класу int num, для визначення порядклвого номеру матриць;
• метод класу double det, для знаходження детермінанту;
• метод класу add, який розраховує сумму матриць;
• метод класу multim, розраховує бобуток матриць;
• метод класу multi, розраховує добуток матриці на число;
• метод класу trans, для знаходження транспонованної матриці;
• метод класу det, для знаходження детермінанту матриці.

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

2. Основні розроблені алгоритми

 

   Для моделювання роботи системи масового обслуговування на прикладі телефонної станції, яка знаходитиме закон  розподілу часу очікування абонентом був розроблений наступний алгоритм (рис. 3.1). Спочатку ми присвоюємо значення 0 змінним n, t.  Потім переходимо до першого циклу, який буде виконуватись від 0 до n і в якій буде функція ран – дому. Переходимо до другого циклу, який також буде виконуватись від 0 до n і розраховуватиме середній час розмови з одним абонентом. Після чого знаходиться відхилення від цього часу, зайнятість телефоністки та  середній час очікування абонентом.

       Рисунок 3.1 – Алгоритм роботи меню

3. Основні рішення щодо модульного уявлення системи

 

Ісходні коди програмного продукту складаються  з декількох файлів:

• M.h – містить у собі розроблений клас для реалізації математичних операцій;

• M.срр – містить у собі опис реалізації методів розробленого класу;

       Інші  стандартні файли:  Stdafx.h, Stdafx.cpp    Ці файли використовуються для побудови файлу передкомпільованих заголовків і файлу передкомпільованих типів     Stdafx.obj.  

4. Особливості реалізації системи

 

   Запуск  програми виконується за допомогою  стандартних методів операційної системи. Для запуску програми у Windows подібних системах потрібно відкрити папку, у якій знаходиться програма, та запустити виконавчий файл Курсач.exe. Після чого на екрані з’явиться інтерфейс програми, зображений на рисунку 3.2 

   

   Рисунок 3.2 – Інтерфейс програми 

     Обирається одна з команд шляхом вводу відповідного числа 

 

5. Результати тестування програми

 

   Після запуску програми на екрані з’являється  вікно, зображене на рис. 3.2, яке містить  вибір із списку дій ініціювання матриці, сума матриць, добуток матриць, добуток матриць на число. Виконання обчислень відбувається дуже швидко, очікувати не доводиться. 

Рисунок 3.3 – Вигляд програми після виповнення на прикладі дії 1 

Таким чином, розроблений інтерфейс простий  і зручний. 

6. Висновки  до розділу 3

 

  В результаті виконання даної курсової роботи засобами мови C++ та Microsoft Visual Studio 10 було розроблено програму, яка виконує основні математичні операції на матрицями 
 
 

 

4. ПОСІБНИК ПРОГРАМІСТА

 

1. Призначення і умови використання

 

  Програма  для обчислювання математичних дій над матрицями, створена в середовищі програмування MS Visual Studio 2008.

  Програма  забезпечує:

• операцію для знаходження суми матриць
• операцію для знаходження добутку матриць
• операцію для знаходження добутку матриці на число
• операцію для знаходження транспонованої матриці
• операцію для знаходження детермінанту матриці

   Для візуалізації завдання використовується консольний інтерфейс з використанням мови C ++ 

2. Характеристика програми

 

   Виконання програми залежить від апаратного та програмного забезпечення. В цілому програма швидко виконує передбачені  математичні операції.

   Програма  має простий і зручний інтерфейс, базовий для всіх  Windows- систем. Робота з програмою не вимагає високого рівня володіння комп’ютером.  

3. Перерахування файлів, в яких знаходиться  програма

       kurs.срр – містить у собі опис реалізації методів розробленого класу; 
 

4.4 Звернення до програми 

       Запуск програми виконується за допомогою стандартних методів операційної системи. Для запуску програми у Windows подібних системах потрібно відкрити папку, у якій знаходиться програма, та запустити виконавчий файл kurs.exe. Після чого на екрані з’явиться інтерфейс програми (рис. 4.1)   

       

       Рисунок 4.1 – Інтерфейс програми 

      4.5 Вхідні і вихідні дані 

             Після того як обрали відповідний пункт меню, що є вхідними даними, то отримаємо результат виконання математичних операцій, які знаходять матрицю результату відповідно до обраного пункту – вихідні дані. Вигляд програми з вхідними і вихідними даними приведений на рисунку 4.2

Рисунок 4.2– Вигляд програми з вхідними і вихідними даними 
 
 

5. ІНСТРУКЦІЯ  КОРИСТУВАЧА

 

1. Призначення програми

 

  Програма  «Matrix» використовується для роботи з квадратними матрицями та виконання математичних операцій над ними 

2. Умови виконання програми

 

   Для виконання програми необхідна система  з наступними характеристиками: процесор з тактовою частотою 300 МГц та вище, 8 вільних Мб на жорсткому диску  для встановлення програми, 10 вільних мегабайт у оперативному запам’ятовуючому пристрої, операційна система Microsoft Windows 98/2000/ME/XP/Vista/Seven або GNU/Linux з встановленим X11 та Qt або Mac OS X. 

3. Виконання програми

 

   Запуск  програми здійснюється стандартними засобами операційної системи. Для запуску програми в операційній системі Windows необхідно відкрити папку, в якій знаходиться програма і запустити файл kurs.exe . після чого на екрані з’явиться інтерфейс програми, який приведений на рисунку 5.1 

   

   Рисунок 5.1 – Інтерфейс програми

   Інтерфейс програми зручний і зрозумілий для  використання. У лівому верхньому  куті розташований список команд, що обираються шляхом вводу числа відповідно до обраного пункту. Після цього програма попросить вас ввести вхідні данні, а саме розмір матриці та її значення. Після ініціалізації даних ви отримаєте відповідь, а саме матрицю результату математичної операції або детермінант. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       ВИСНОВКИ 

     В даній курсовій роботі реалізована програма для вирішення задач з матрицями, та виконання основних математичних операцій над ними. В даній програмі є можливість швидко та зручно скласти, помножити між собою матриці, помножити матрицю на число, знайти транспоновану матрицю, або детермінант. Основною перевагою програми є швидке вирішення задачі, навіть для матриць великого розміру