oop курсовая. Исследование вычислительной эффективности объектноориентированных приложений

• Название: Исследование вычислительной эффективности объектноориентированных приложений
• Дата: 12.01.2023
• Размер: 0.82 Mb.
• Имя файла: oop курсовая.docx
• Тип: Исследование; #883628
• страница: 6 из 9

5.4. Руководство системного программиста

5.4.1. Общие сведения о приложении

Приложение, разработанное на языке программирования C# с использованием интерфейса Windows Presentation Foundation, создано для решения задачи по нахождению площади фигуры с заданными координатами методом Монте-Карло.

5.4.2. Системные требования

Для корректной работы приложения требуется:

• 
  операционная система Windows 10 и выше;
  
• 
  платформа .NET Framework 4.8 и выше;
  
• 
  архитектура 32-разрядная (х86)/64-разрядная (х64);
  
• 
  оперативная память 512 МБ и более;
  
• 
  устройства ввода: клавиатура, мышь.
  

5.4.3. Настройка приложения

Дополнительная настройка не требуется.

5.5. Руководство программиста

5.5.1. Назначение и условия применения приложения

Приложение, разработанное на языке программирования C# с использованием интерфейса Windows Presentation Foundation, создано для решения задачи по нахождению площади фигуры с заданными координатами методом Монте-Карло.

Приложение создано при помощи среды разработки MS Visual Studio Community 2019 на платформе .NET Framework 4.8.

5.5.2. Входные и выходные данные

Входными данными являются три координаты прямоугольника abcd: a, c, n.

Выходными данными является таблица, содержащая:

• 
  общее количество точек;
  
• 
  площадь фигуры, вычисленная методом Монте-Карло;
  
• 
  точная площадь фигуры, вычисленная по геометрическим формулам;
  
• 
  относительная погрешность вычисления площади;
  
• 
  время выполнения расчётов.
  

5.6. Руководство оператора

5.6.1. Назначение приложения

Программа создана с целью нахождения площади заданной фигуры с помощью метода Монте-Карло. Программа вычисляет саму площадь, погрешность измерений и показывает время выполнения расчётов.

5.6.2. Условия выполнения приложения

Основное требование для запуска приложения – соответствие минимальным системным требованиям. Выполнение расчётов происходит только, если верно указаны все начальные координаты.

5.6.3. Выполнение приложения

Для запуска приложения необходимо запустить oop_kurs_oop.exe. Для выполнения приложения можно выбрать режим работы с примером по умолчанию или ввести свои данные и нажать кнопку «Вычислить».

В случае если выбран первый вариант, приложение выполнит необходимые расчёты с заранее установленным набором данных, а результаты выведет на экран. Во втором случае необходимые данные нужно ввести самостоятельно, после чего будут выполнены расчёты, а полученные данные будут выведены на экран. После вывода данных на экран можно выполнить перерасчёт с теми же входными данными, с другими данными, или же выйти из приложения.

В случае неправильного ввода данных на экран могут быть выведены следующие сообщения об ошибках:

1) «Заданы не все координаты». Данное сообщение появляется, если пользователь оставил одно или несколько полей незаполненными.

2) «Точки заданы неверно». Данное сообщение появляется, если пользователь ввел координаты точек, неподходящие для создания фигуры. Координата x точки c должна быть больше координаты x точки a, и координата y точки c должна быть больше координаты y точки a, а точка k должна лежать между a и c.

5.7. Результаты работы

На рис. 17 представлены результаты работы объектно-ориентированного настольного приложения на базе WPF/C#.



Рис. 17. Результаты работы настольного объектно-ориентированного приложения на базе WPF/C#

6. АНАЛИЗ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИЛОЖЕНИЙ

Анализ вычислительной эффективности приложений проводился путём установления зависимости времени расчёта площади фигуры методом Монте-Карло от количества генерируемых точек, необходимых для расчёта.

И процедурное, и объектно-ориентированное приложения запускались с входными данными по умолчанию, то есть получали на вход заранее определённые одинаковые значения. В результате работы каждое приложение осуществляло вычисление с различным количеством точек и выводило данные об экспериментах на экран. Результаты зависимости времени расчёта от количества генерируемых точек для процедурного и объектно-ориентированного приложений приведены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнение вычислительной эффективности приложений

Количество точек	Время выполнения, мс
	Процедурное приложение на базе WPF/C#	Объектно-ориентированное приложение на базе WPF/C#
1000	0	0
10000	0	0
100000	7	9
1000000	74	109
10000000	755	1032

Как видно из таблицы 1, процедурное приложение работает быстрее объектно-ориентированного, что особенно становится заметно при большем количестве генерируемых точек.

Системная конфигурация машины, на которой проводились исследования:

• 
  операционная система: Windows 10;
  
• 
  центральный процессор: Ryzen 5 3500x (6 ядер; тактовая частота: 3.6 GHz; кэш-память: 32 МБ);
  
• 
  оперативная память: 16 Гб.