Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в вашу форму, при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный файл. Этот код компилируется, обеспечивая существенно более высокую производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию лишь в ходе исполнения программы.

В мире многие разработчики твердо ориентируются на использование Delphi как на инструмент, позволяющий создавать высокоэффективные клиент-серверные приложения. Диапазон разработанных при помощи Delphi программных продуктов также поражает - от игровых программ до мощнейших банковских систем.

Таким образом, Delphi является одним из наиболее привлекательных для программиста средств разработки, качество создаваемых программ соответствуют уровню, обеспечиваемому компилятором языка С++. Все приведенные выше факторы обусловили выбор Delphi в качестве средства разработки программного комплекса в данной курсовой работе.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОГРАММЫ

1.1 Численные методы вычисления определенных интегралов

Задача вычисления интегралов возникает во многих областях прикладной математики. В большинстве случаев не удается найти аналитической формулы, т.е. выразить неопределенный интеграл в виде алгебраических и трансцендентных функций. Даже если аналитическая формула находится ,то она получается настолько сложной, что вычислять интеграл с ее помощью труднее, чем другими способами. Распространенными являются также случаи, когда подынтегральная функция задается графиком или таблицей экспериментально полученных значений. В таких ситуациях используют различные методы численного интегрирования, которые основаны на том, что интеграл представляется в виде предела интегральной суммы (суммы площадей), и позволяют определить эту сумму с приемлемой точностью.

1.1.1 Вычисление определенных интегралов методом трапеций

В данном методе заменяется на линейный интерполяционный многочлен, т.е. на элементарном отрезке [ xi-1 , xi ] подынтегральная функция представляет собой отрезок прямой линии. Значение I в пределах [ xi-1 , xi ] , равное площади криволинейной фигуры, заменяется площадью прямоугольной трапеции с высотой hi и основаниями f(xi-1) , f(xi) :

Si = 0.5 (yi-1 + yi) hi , i=1,2,...n .

После сложения этих соотношений получим формулу трапеций

I = 0.5 hi (yi-1 + yi) + R .

Если шаг интегрирования постоянный ( hi = h = const ) , то

I = h ( (y0 + yn)/2 + yi ) + R

Рисунок 1 - Графическая интерпретация метода трапеций

1.1.2 Вычисление определенных интегралов методом Симпсона

Для вычисления интеграла

можно поступить таким способом.

Разобьем сначала промежуток [a, b] на некоторое число, n, равных промежутков

[x0, x1], [x1, x2], ..., [xn-1, xn] (x0 = a, xn = b),

искомый интеграл представится в виде суммы

После этого, к каждому из этих промежутков применим параболическое интерполирование, т.е. станем вычислять перечисленные интегралы по одной из приближенных формул: прямоугольников, трапеций или по параболической формуле.

В первых двух случаях мы получим уже известные формулы прямоугольников и трапеций.

Применим теперь параболическую формулу к каждому из интегралов, при этом положим, что

Получим

Складывая почленно эти равенства, получим формулу:

(8)

Эта формула называется формулой Симпсона. Ею пользуются для приближенного вычисления интегралов чаще, чем формулами прямоугольников и трапеций, так как она дает более точный результат.

1.2 Описание среды разработки

Delphi - это среда разработки, используемая прежде всего для создания и поддержки приложений, предназначенных как для отдельных персональных компьютеров, так и для серверов. Delphi, как и разработанные с ее помощью приложения, могут функционировать под практически любой 32 разрядной операционной системой типа Windows 95, 98, 2000, NT. Это довольно легкая в изучении среда, и в то же время довольно сложная. Изучить ее полностью и досконально - невозможно. Delphi имеет пользовательский графический интерфейс, подобный Visual Basic и C++. Человек, ранее работавший в подобной среде, не будет чувствовать себя не в своей тарелке. На данный момент множество фирм приняло за стандарт данный интерфейс для собственных приложений. Хорошим стимулом к получению знаний по данному предмету является знание хоть какого-нибудь языка программирования, или принципов написания программы. Идеально - знание языка программирования Pascal. Ведь весь исходный текст программы на Delphi пишется на языке Object Pascal, практически ничем не отличающимся от принципов, заложенных в такой знаменитой программной оболочке. Синтаксис, принцип модуля, процедуры, функции, все взято за основу.

О Delphi говорят как о среде быстрого создания приложений. Это технология визуального программирования, т.е. пользователь оформляет свою будущую программу, и видит результаты своей работы еще до запуска самой программы. В принципе, сам процесс написания приложения разделяется на две части. На первой стадии программист располагает на окна своей программы необходимые элементы, позиционирует, устанавливает нужные размеры, меняет свойства. На второй стадии - собственно, написание программного кода, описание свойств элементов, доступных только во время работы приложения, описание реакций на событие появление окна, нажатия на кнопку и др. Для задания каких-либо свойств элементу разрабатываемого приложения вовсе не обязательно писать массивные текстовые строки, достаточно изменить это свойство в инспекторе объектов (так называемом мониторе свойств выбранного элемента). Это изменение автоматически дополнит или модифицирует программный код.

Это большой плюс в визуальной технологии программирования. Создавая или модифицируя свой программный продукт, пользователь не зная или не обращая внимания на некоторые свойства элемента программы, а используя только необходимые, пишет полностью готовый рабочий продукт, порой выступающий на равных по сложности, с написанными на невизуальном редакторе.

Дополнительное удобство в работе в среде Delphi это мощная справочная система. Контекстно-зависимая от текущего выбранного элемента или строки программы, позволяет получить подробнейшую справку. Вложенные примеры позволяют, не отходя далеко от интересующей вас информации, просмотреть реализацию уже готовой, возможно полезной для вас, программы. Естественно, справка, как и сама среда разработки, описана на английском языке. Одновременно существуют и русифицированные файлы справки.

Контекстно-зависимое внедрение файлов справки позволяет поднять уровень проектируемого приложения на порядок выше. А не сказать про поддержку работы с базами данных - значит не сказать многого. При работе в среде программирования посредством так называемого BDE (Borland Database Engine), системного администратора баз данных, можно получать прямой доступ к таким стандартным форматам данных, как dBASE, Paradox, FoxPro, Access, ASCII таблицам. Набор драйверов Borland SQL Links обеспечивает все необходимые соединения с SQL-серверами.

Delphi использует структурный объектно-ориентированный язык (Object Pascal), который сочетает с одной стороны выразительную мощь и простоту программирования, характерную для языков 4GL, а с другой стороны эффективность языка 3GL. Программисты немедленно могут начать производить работающие приложения, и им не придется для этого изучать особенности программирования событий в Windows. Delphi полностью поддерживает передовые программные концепции включая инкапсуляцию, наследование, полиморфизм и управление событиями.

Редактирование программ можно осуществлять, используя запись и исполнение макросов, работу с текстовыми блоками, настраиваемые комбинации клавиш и цветовое выделение строк.

Delphi обладает мощнейшим, встроенным в редактор графическим отладчиком, позволяющим находить и устранять ошибки в коде. Вы можете установить точки останова, проверить и изменить переменные, при помощи пошагового выполнения в точности понять поведение программы. Если же требуются возможности более тонкой отладки, Вы можете использовать отдельно доступный Turbo Debugger, проверив ассемблерные инструкции и регистры процессора.

В состав RAD Pack входит эксперт для преобразования ресурсов, изготовленных в Borland Pascal 7.0, в формы Delphi. Уже появились эксперты, облегчающие построение DLL и даже написание собственных экспертов

2. СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

2.1 Описание процесса разработки

Процесс разработки программного комплекса реализующего задачи поставленные в задании к курсовому проекту начинается с создания нового проекта в среде программирования Delphi.

Главная форма программы содержит компоненты, необходимые для реализации пользовательского интерфейса, а также для выполнения иных необходимых функций:

- PageControl - компонент предназначен для создания многостраничного диалога: на одной странице будет расположен диалог расчета интегралов, а на второй - диалог построения графиков.

- MainMenu - главное меню программы.

- SavePictureDialog - диалог предназначенный для сохранения графических файлов (в программе используется для сохранения графика).

С помощью компонента PageControl реализуется многостраничный диалог. Первая страница диалога содержит компоненты:

- Panel - компонент используется в декоративных целях

- Label - служит для отображения текста на экране;

- ComboBox - служит для выбора информации из списка (используется для выбора подынтегральной функции)

- Edit - используется в программе для ввода значений (в программе используется для ввода численных значений)

- Button - позволяет выполнить какие-либо действия при нажатии кнопки во время выполнения программы (в программе по нажатию кнопок происходит расчет интегралов).

Вторая страница диалога содержит компонент:

- Image - компонент используется для построения графика.

В программе необходимо реализовать следующие функции:

1. Реализация подынтегральных функций (реализовано в functions.dll).

2. Реализация функции разбора произвольно заданных математических функций (реализовано в модуле evalcomp.pas)

3. Реализация численных методов вычисления интегралов методами трапеций и Симпсона (реализовано в integrals.dll).

4. Реализация функции построения графика (реализовано в модуле Chart.pas).

5. Реализация функции сохранения графика в файл (реализовано в модуле Chart.pas).

6. Реализация вызовов API функций

Кроме того необходимо создать справочную систему помогающую пользователям в процессе работы с программой

2.2 Функциональная схема программного комплекса

Укрупненная функциональная схема приложения изображена на рис. 2. Схема показывает взаимодействие основных элементов программы.

44

Рисунок 2 - Функциональная схема приложения

Стрелки на рисунке указывают взаимодействие элементов программы и операционной системы. В виде прямоугольников на схеме изображены элементы программы и ОС.

2.3 Реализация подынтегральных функций

Подынтегральные функции, которые необходимы для вычисления интегралов и, заданных в задании к курсовому проекту реализованы в отдельной динамической библиотеке functions.dll. Данная библиотека динамически присоединяется к программе в процессе работы. Листинги функций представлены на рисунке 3.

function Integral1Function(x: real; var y: real):boolean;

begin

Result:=true;

try

y:=1/sqrt(2+0.5*x*x)

except

result:=false;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6