КП_ПЯВУ_1курс. Курсовой проект по дисциплине Программирование на языках высокого уровня Тема Проектирование и тестирование программы. Задание 32.

Название	Курсовой проект по дисциплине Программирование на языках высокого уровня Тема Проектирование и тестирование программы. Задание 32.
Дата	23.01.2022
Размер	258.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	КП_ПЯВУ_1курс.doc
Тип	Курсовой проект #339989

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)
Факультет заочного образования

Кафедра «Автоматизированные и вычислительные системы»
Направление «Информатика и вычислительная техника»

Профиль «Вычислительные машины, комплексы,

системы и сети»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Программирование на языках высокого уровня»

Тема: «Проектирование и тестирование программы. Задание №32.»

Расчетно–пояснительная записка

Разработал студент гр. зВМ –11		Е.В. Голованов
		^{подпись, дата}		^{инициалы, фамилия}
Руководитель		Н.И. Гребенникова
		^{подпись, дата}		^{инициалы, фамилия}
Нормоконтролер		Н.И. Гребенникова
		^{подпись, дата}		^{инициалы, фамилия}
Защищен			Оценка
	^дата

Воронеж 2018

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)
Кафедра «Автоматизированные и вычислительные системы»
Задание на курсового проекта

по дисциплине " Программирование на языках высокого уровня"

Тема: «Проектирование и тестирование программы». Задание №32»
Студент группы зВМ–11 Голованов Евгений Владимирович

Фамилия, имя, отчество
Номер варианта 32 .
Технические условия: освоить работу в среде программирования Visual Studio; реализовать проектирование и тестирование программы по варианту; оформить расчетно–пояснительную записку.
Содержание и объем работы (графические работы, расчеты и прочее): расчетно – пояснительная записка – 15 страниц формата А4. Изучение теоретического материала по языку высокого уровня С++. Выполнение практического задания, где подробно рассматривается процесс проектирования программы и тестирования программы.
Сроки выполнения этапов: изучение теоретического материала по С++ «Основы языка С++» – до 15.11.2018 г., реализация практического задания – до 05.12.2018 г., оформление расчетно–пояснительной записки – до 20.12.2018 г.
Срок защиты курсового проекта: декабрь2018-январь2019 .

Руководитель	Н.И. Гребенникова
	^{подпись, дата}	^{инициалы, фамилия}
Задание принял студент	Е.В. Голованов
	^{подпись, дата}		^{инициалы, фамилия}

Студент группы ___________________________________________________

^{фамилия, имя, отчество}
Замечания руководителя

РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 15 с., таблица 1, рисунков 4.

Ключевые слова: прямоугольная матрица, обработка элементов матрицы, характеристики матрицы.

Объект исследования или разработки – целочисленная матрица.

Цель работы – проектирование программы для обработки элементов целочисленной матрицы и получения определенных характеристик целочисленной матрицы.

Полученные результаты – получена программа с использованием инструментария программирования среды программирования Visual Studio

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовой проект………………………………………………...

ВВЕДЕНИЕ 6

1 ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ 7

2 СПЕЦИФИКАЦИИ ЗАДАЧИ 7

3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 7

4 ОПИСАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ 8

5 СХЕМА АЛГОРИТМА 8

6 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ 11

7 РУЧНОЙ ПРОСЧЕТ ОТЛАДОЧНОГО ВАРИАНТА 12

8 РЕЗУЛЬТАТЫ МАШИННОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ 13

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 15

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 16

ВВЕДЕНИЕ

Разработка сложных современных программных систем, характеризующихся высокой надежностью работы требует знаний теоретических и практических методов и средств разработки программных систем.

Для успешного написания эффективных программ невозможно без знания основных понятий и определений в области программирования и алгоритмизации, особенностей программирования на алгоритмическом языке, основ программирования в среде программирования.

Курсовая работа посвящена разработке программы на языке высокого уровня С++ в среде программирования Visual Studio.

1 ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧИ

Вариант №ХХ. Написать программу, которая для целочисленной матрицы 10х10 определяет среднее арифметическое ее элементов и количество положительных элементов в каждой строке.

Проектируемая программа предназначена для обработки элементов числовой последовательности и получения определенных характеристик числовой последовательности.

Программа должна:

осуществлять ввод с клавиатуры значений элементов целочисленной матрицы;
определять среднее арифметическое элементов целочисленной матрицы;
определять количество положительных элементов в каждой строке целочисленной матрицы;

выводить результаты вычислений.

2 СПЕЦИФИКАЦИИ ЗАДАЧИ

Входные данные: исходная числовая последовательность –целочисленная матрица.
Выходные данные — характеристики целочисленной матрицы: среднее арифметическое элементов, количество положительных элементов.

3 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Для решения задачи необходимо определить первоначальный ряд переменных, сведения о которых показаны в табл. 1. Эта исходная таблица может быть дополнена на стадии разработки алгоритма.
Таблица 1. Переменные программы

Имя переменной	Смысл переменной	Назначение переменной	Ограничения
a[i][j]	Элемент прямоугольной матрицы	Исходная	Любые целые числа
nrow	Наибольшее значение количества строк в матрице	Исходная	Константа, целое число
ncol	Наибольшее значение количества строк в матрице	Исходная	Константа, целое число
i	Текущий номер строки матрицы	Промежуточная	Целое число
j	Текущий номер столбца матрицы	Промежуточная	Целое число
s	Среднее арифметическое элементов матрицы	Результат	Вещественное число
n_posl_el	Количество положительных элементов в каждой строке, вычисляются последовательно	Результат	Целое число

Примем, что а обозначает исходную целочисленную матрицу, при обработке которой получаем требуемые характеристики.

Переменные n_posl_el, s используются для хранения показателей.

Причем таким образом:

s — для хранения среднего арифметического;

n_posl_el — для количества положительных чисел строки.

4 ОПИСАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ

Определение среднего арифметического прямоугольной матрицы воспользуемся формулой:

(1)

где a[i][j] —элемент i-й строки (i= 1, 2,..., nrow), j-го столбца (j=1, 2,..., ncol).

Вычисление количества положительных элементов строки прямоугольной матрицы производится по формуле:

(2)

где a[i][j] —элемент i-й строки, j-го столбца (j=1, 2,..., ncol).

При вычислении количества положительных элементов для каждой строки выполняются однотипные действия: обнуление счетчика N, просмотр каждого элемента строки и сравнение его с нулем, при необходимости увеличение счетчика на единицу, а после окончания вычислений — вывод результирующего значения счетчика.

5 СХЕМА АЛГОРИТМА

Для решения поставленной задачи был выбран вариант построения программы со следующей последовательностью действий:

инициализация переменных;
ввод значений матрицы;
контрольный вывод на экран;
обработка элементов матрицы построчно для определения количества положительных элементов и вывода на экран полученной характеристики;
подсчет среднего арифметического элементов матрицы.

Рисунок 1 - Схема алгоритма основной программы

Программа работает со следующими типами и константами:
const int nrow=3, ncol = 3;

int a[nrow][ncol];

int i, j;
int n_posl_el;

float s = 0;
Схема алгоритма основной программы содержит следующие типовые структурные элементы: цикл, ветвление, выбор.

Перед выполнением циклической части в программе производится инициализация переменных.

При выполнении тела цикла осуществляется согласно алгоритму последовательное выполнение некоторых действий.

Рассмотрим их:

считывание данных с клавиатуры

cin >> a[i][j] ;

вывод на экран считанных данных

cout << setw(4) << a[i][j] << " ";

вычисление значений показателей для считанной последовательности:

s += a[i][j];

if (a[i][j]>0) n_posl_el++;

вывод на экран значений полученных показателей

cout << "Строка:" << i << "количество: "<< n_posl_el << endl;

вычисление значения среднего арифметического и вывод его на экран

s /= nrow*ncol;

cout << "Среднее арифметическое"<< s<< endl;

После вывода на экран значения среднего арифметического происходит задержка экрана

system ("pause");

При нажатии любой клавиши программа завершает свою работу.

6 ТЕКСТ ПРОГРАММЫ

Программа, соответствующая представленному на рисунке алгоритму, приведена в листинге. Тексты содержат достаточно подробные комментарии и выводимые на экран монитора приглашения для ввода определенных значений исходных данных.

Листинг.
#include "stdafx.h"

#include

#include // для использования манипулятора
using namespace std;
void main( ) {
// инициализация переменных
const int nrow=10, ncol = 20;

int a[nrow][ncol];

int i, j;
setlocale (LC_ALL, "rus"); // возможность вывода информации на экран на русском языке
// ввод элементов массива с клавиатуры

cout << "Введите элементы массива:" << endl;

for (i = 0; i < nrow; i++)

for (j = 0; j < ncol; j++) cin >> a[i][j];
// вывод элементов массива на экран

// ширина поля для вывода устанавливается в четыре символа

//с помощью манипулятора setw()
for (i = 0; i < nrow; i++){

for (j = 0; j < ncol; j++) cout << setw(4) << a[i][j] << " ";

cout << endl;

}
// инициализация переменных

int n_posl_el;

float s = 0;
// обработка элементов матрицы для определения ее характеристик
for (i = 0; i < nrow; i++){

n_posl_el =0;

for (j = 0; j < ncol; j++) {

s += a[i][j]; // сумма всех элементов матрицы

if (a[i][j]>0) n_posl_el++;// подсчет положительных элементов строки
}

cout << "Строка:" << i << "количество: "<< n_posl_el << endl;

}

s /= nrow*ncol; // расчет среднего арифметического

cout << "Среднее арифметическое"<< s<< endl;

system ("pause"); // осуществляет задержку экрана

}

7 РУЧНОЙ ПРОСЧЕТ ОТЛАДОЧНОГО ВАРИАНТА

Размерность массива задана именованными константами (const int nrow=3, ncol = 3;), что позволяет легко ее изменять. Для упрощения отладки заданы небольшие значения этих величин (3,3) , можно приготовить тестовый массив в текстовом файле и изменить программу так, чтобы она читала значения из файла.

Тестовые примеры составлены таким образом, чтобы строки массива содержали разное количество отрицательных элементов (ни одного элемента, один и более элементов, все элементы).
1 вариант отладки

Пусть исходная информация содержит следующую числовую последовательность а: -1,-2,-3,-4,5,6,7,8,9

Ручной проверочный расчет для этой последовательности дает следующие результаты:

1 строка - 0 положительных элементов

2 строка - 2 положительных элемента

3 строка - 3 положительных элемента

Среднее арифметическое – 2,78

2 вариант отладки

Пусть исходная информация содержит следующую числовую последовательность а: 1,2,3,4,5,6,7,8,9

Ручной проверочный расчет для этой последовательности дает следующие результаты:

1 строка - 3 положительных элемента

2 строка - 3 положительных элемента

3 строка - 3 положительных элемента

Среднее арифметическое – 4,78

3 вариант отладки

Пусть исходная информация содержит следующую числовую последовательность а: 1,2,-3,-4,-5,6,7,8,9

Ручной проверочный расчет для этой последовательности дает следующие результаты:

1 строка - 2 положительных элемента

2 строка - 1 положительных элемента

3 строка - 3 положительных элемента

Среднее арифметическое – 2,33

8 РЕЗУЛЬТАТЫ МАШИННОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ

На рисунках 2-4 приведены результаты машинного тестирования программы.

Вывести все три отладочных варианта

Рисунок 2 - Первый вариант отладки

Рисунок 3 - Второй вариант отладки

Рисунок 4 - Третий вариант отладки
Выводы: результаты ручного и машинного тестирований совпадают по всем параметрам, погрешность вычисления среднего арифметического образуется за счет округления при выводе результата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения курсового проекта были решены следующие задачи:

- изучение основ языка программирования С++;

- освоение работы в среде программирования Visual Studio 12;

- формирование технического задания на выполнение курсового проекта;

- выбор математических методов реализации практической части курсового проекта;

- разработка алгоритма выполнения поставленной задачи;

- кодирование созданного алгоритма;

- составление пояснительной записки к курсовому проекту.

Таким образом, в ходе выполнения курсового проекта были решены все поставленные задачи.

Небольшие программы имеют размер порядка одной – нескольких сотен строк, разрабатываются, как правило, одним человеком без применения специальных методов разработки. На написание таких программ уходит несколько дней, а срок их использования очень короткий. Тем не менее, они являются неотъемлемой частью повседневной работы инженера.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Павловская, Т. А. C/C++. Структурное программирование: Практикум / Т. А. Павловская, Ю. А. Щупак. — СПб.: Питер, 2003. — 240 с.
Павловская, Т. А. C/C++. Программирование на языке высокого уровня / Т. А. Павловская. — СПб.: Питер, 2003. — 461 с.

Можно указать книги и сайты, информацией которых вы пользовались