Розробка засобами Delphi дидактичного ілюстративного матеріалу для розв’язання задачі з аналітичної геометрії

1. Тема проекту «Розробка засобами Delphi дидактичного ілюстративного матеріалу для розв’язання задачі з аналітичної геометрії. Побудова в координатній площині логарифмічних спіралей.»
2. Термін здачі студентом закінченого проекту до 25 травня 200 9 р.
3. Вихідні дані до проекту Середовище програмування Delphi 7, бібліотека VCL . Діапазон значень на координатних осях , .
4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити):
Вступ, з обов’язковим посиланням на літературу, в якій вказується актуальність і ефективність програмування в середовищі Delphi 7.
Умова задачі, її аналітичне розв’язання в загальному вигляді з обов’язковим посиланням на літературу.
Розв’язання задачі для самостійно заданих початкових даних з врахуванням градуювання осей координат. Програмування в консольному режимі, отримання результату.
Сценарій проекту розв’язання задачі в Delphi . Програмна реалізація. Алгоритми процедур. Інтерфейс проекту обов’язково повинен включати вікна для графічного розв’язання задачі з контролем введення початкових даних та контролем можливості повного графічного відображення результату; вікно з описом аналітичного розв’язання задачі в загальному вигляді; вікно з даними автора проекту. Тестування проекту для тих даних, що використовувалися в консольному режимі.
Опис інтерфейсу з екранними копіями.
Висновки з обов’язковим переліком кількісних даних, що характеризують результати розробки.
Використані джерела.
Додатки.
5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень) Сторінки формату А4 зі схемами алгоритмів окремих процедур.
6. Дата видачі завдання 2 лютого 2009 р.

КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН
№
з/п
Найменування етапів
курсового проектування
Термін
виконання
Примітки
1. Вступ. Математичне розв’язання задачі. до 2.03
2. Розв’язання задачі в консольному режимі. до 15.03
3. Розробка сценарію проекту в Delphi , алгоритмів процедур. до 15.03
Контроль лектора,
завідувача
кафедри
4. Програмна реалізація проекту. Тестування проекту, внесення в проект необхідних змін та доповнень. до 2.05
5. Оформлення тексту пояснювальної записки: вступ, основний текст, висновки, список джерел та додатки. Представлення проекту на перевірку керівнику. до 7.05
6. Підготовка роботи до захисту. до 15.05
7. Захист курсової роботи 15-25.05 Комісія
Студент _____________
(підпис)
Керівник _____________
(підпис)
Єфремова Оксана Володимирівна
(прізвище, ім’я, по батькові)
2 лютого 200 9 р.

Зміст
Вступ
1 Умова задачі, її аналітичне розв’язання в загальному вигляді
1.1 Умова задачі
1.2 Аналітичне розв’язання задачі в загальному вигляді
1.2.1 Визначення
1.2.2 Рівняння у полярних координатах
1.2.3 Властивості логарифмічної спіралі
2 Розв’язання задачі для самостійно заданих початкових даних
3 Програмування в консольному режимі, отримання результату
3.1 Код додатку
3.2 Блок-схема алгоритму
3.3 Реакція ЕОМ
4 Компоненти форми та їх властивості
4.1.1 Edit
4.1.2 Label
4.1.3 ImageButton
4.1.4 Image и PaintBox
4.1.5 GroupBox
4.1.6 CheckBox
4.1.7 MainMenu
4.1.6 PageControl
4.1.7 OLEContainer
4.1.8 TrackBar
5 Програмна реалізація
5.1 Постановка завдання
5.2 Структура програми
5.3 Структура взаємозв’язку компонентів
6 Опис інтерфейсу з екранними копіями
6.1 Інтерфейс проекту
6.2 Тестування проекту для тих даних, що використовувалися в консольному режимі
Висновки
Список використаних джерел
Додаток 1
Програмний код додатку
Алгоритми процедур
Вступ
У наш час програмування потужно розвивається, як з точки зору розширення кола задач, що вирішуються, так і з точки зору дійсного ускладнення у програмуванні технологій, що використовуються. При цьому окремо слід відмітити немалі розміри програмних продуктів, що розроблюються. Все це вимагає максимального спрощення та прискорення процесу розробки додатків і використання раніш реалізованих програмних фрагментів.
Такі вимоги до сучасного програмування призвели до створення багатьох RAD-систем (від англ. RapidApplicationDevelopment — швидка розробка додатків), що представляє з себе інтегровані середовища розробника, що включає в собі:
· засоби швидкої та зручноїпобудови програм, в тому числі візуально;
· вбудовані компілятори та відладчики;
· системи колективної розробки проектів і т. ін.
Однією з таких RAD-систем є Delphi. Отже, Delphi — це об’єктно-орієнтоване середовище для візуального проектування Widows-додатків з розвиненими механізмами повторного використання програмного коду.
Середовище Delphi містить у собі повний набір візуальних інструментів для швидкісної розробки додатків (RAD), підтримуючих розробку інтерфейсу користувача та підключення до корпоративних баз даних. VCL — бібліотека візуальних компонент, містить у собі стандартні об’єкти, об’єкти мультимедіа, діалоги та об’єкти керування даними, керування DDE та OLE [9].
Суттєвою рисою Delphi є компонентна модель розробки програмних продуктів. Суть моделі міститься у підтримці системою комплекту об’єктних компонентів, що постійно розширюється, з котрих і будується програма.
Для створення в Delphi нескладних програмних продуктів цілком не обов’язково розуміти внутрішню структуру Windows-додатку, який ми отримуємо після розробки в Delphi, достатньо просто вміти працювати з деякими компонентами, які поставляються разом із середовищем розробника. При цьому почати роботу із середовищем можна практично без попереднього ознайомлення, а написання першого додатку не зажадає поглиблення в особливості системи (тому частково сприяє зручний інтерфейс середовища розробника, що не перенавантажений зайвими питаннями до розробника).
Основний упор в Delphi робиться на максимальне використання коду, що дозволяє розробникам будувати додатки вельми швидко із заздалегідь підготовлених об’єктів, а також дає їм можливість створювати свої власні об’єкти для середовища Delphi. Ніяких обмежень з типів об’єктів, котрі можуть створювати розробники, не існує — все в Delphi написано на ньому ж, тому розробники мають доступ до тих же об’єктів та інструментів, які використовувались для створення середовища розробки. В результаті немає ніякої різниці між об’єктами, що поставляються Borland або третіми фірмами, та об’єктами, котрі ви можете створити. А це, в свою чергу, заохочує розробника збирати фрагменті свого програмного забезпечення та перетворювати їх у нові компоненти, призначених до використання, ефективно збільшуючи їх повторну використованість для самого розробника [4].
Це є одним із головних переваг Delphi над іншими мовами програмування, так як візуальні компоненти в Delphi володіють великою гнучкістю. В VisualBasic програміст програмував у середовищі мови Basic. А компоненти у стандарті VBX (від англ. VisualBasicControl — елементи керування мови VisualBasic) підготовлялись на С++. VBX’и приходили як є, і ні виправити, ні додати нічого неможна було, а для створення VBX треба було освоювати «кухню» мови C++. В Delphi візуальні компоненти пишуться на тому ж Pascal’і, на якому пишеться алгоритмічна частина додатку, і візуальні компоненти Delphi виходять відкритими для налаштування та переписування.
Також Delphi пропонує вельми потужний набір компонентів для роботи із базами даних. У складі Delphi також міститься BorlandSQLLink, тому доступ до середовища керування базами даних Oracle, Sybase, Informix та InterBase відбувається з високою ефективністю. Крім того, Delphi містить у собі локальний сервер InterBase для того, щоб можна було розробити додатки, що розширюються на будь-які зовнішні SQL-сервери в офлайновому режимі [6].
Такі можливості Delphi зумовили її широку застосовність при розробці АСКП — автоматизованих систем керування підприємствами.
Також Delphi підтримує використання вже існуючих об’єктів: підпрограми, що були реалізовані в інших Windows-мовах програмування, включаючи DLL (від англ. DynamicLinkLibrary — динамічно компонуєма бібліотека), що написані на С та С++, OLE-сервери, VBX, об’єкти, що були створені за допомогою Delphi [6].
Об’єкт дослідження:
Об’єктом дослідження даної курсової роботи є логарифмічна спіраль у координатній площині та її властивості.
Мета дослідження:
Метою є створення Windows-додатка на алгоритмічній мові ObjectPascal в середовищі візуального програмування Delphi. Необхідно розробити засобами Delphi дидактичний ілюстрований матеріал для розв’язання задачі з аналітичної геометрії: побудувати в координатній площі логарифмічну спіраль.
Задачі :
1) На основі теоретичного матеріалу з аналітичної геометрії розробити математичне розв’язання задачі;
2) Виконати розв’язання задачі в консольному режимі;
3) Розробити сценарій проекту в Delphi таалгоритми процедур;
4) Виконати програмну реалізацію проекту, протестувати проект та внести до нього необхідні зміні та доповнення;
5) Оформити текст пояснювальної записки для захисту.

1 Умова задачі, її аналітичне розв’язання в загальному вигляді
1.1 Умова задачі
Необхідно в системі координат побудувати логарифмічну спіраль:
Рисунок 1
1.2 Аналітичне розв’язання задачі в загальному вигляді
1.2.1 Визначення
Нехай пряма UV (див. Рисунок2 ) рівномірно обертається біля нерухомої точки O (полюс), а крапка М рухається уздовж UV , віддаляючись від О зі швидкістю, пропорційною відстані ОМ . Лінія, що описується точкою М , має назву логарифмічної спіралі [3] .

Рисунок 2
У 1638 р. Р. Декарт знайшов, що спіраль, дуга якої зростає пропорційно полярному радіусу, володіє тією властивістю, що її дотична утворює постійний кут з полярним радіусом [7].
1.2.2 Рівняння у полярних координатах
Рівняння логарифмічної спіралі для полярних координат може бути записано так [1]:
, (1)
де — полярний радіус точки , а q — коефіцієнт росту.
Коефіцієнт росту логарифмічної спіралі — це відношення q кінцевого полярного радіусу до початкового при повороті прямої UV на кут [3].
Звичайно рівняння (1 ) записується у вигляді:
, (2)
де k — параметр, що виражається через коефіцієнт росту q так:
(3)
Для переходу від полярної системи координат до Декартової використовуються формули переходу [1]:
(4)
1.2.3 Властивості логарифмічної спіралі
Із багатьох властивостей логарифмічної спіралі відзначимо:
1. Будь-який промінь, що виходить з початку, перетинає будь-який виток спіралі під одним і тим же кутом. Величина цього кута залежить від числа k у рівнянні спіралі. При цьому під кутом між променем та спіраллю розуміється кут між цим променем та дотичної до спіралі, що проведена у крапці перетину (див. Рисунок3 ) [7].
Рисунок 3
2. Розмір витків логарифмічної спіралі поступово збільшується, але їх форма залишається незмінною.
3. Якщо віддалення точки М від полюса О супроводжується обертанням прямої UV проти часової стрілки, то логарифмічна спіраль має назву правої ; в противному випадку — лівої . Для правої спіралі коефіцієнт росту , для лівої —; при спіраль вироджується у коло з радіусом . Також для правих спіралей параметр k має позитивне значення, а для лівих — негативне. У граничному випадку, коли спіраль вироджується в коло з радіусом . Навпаки, коли k прагне до нескінченності спіраль прагне до прямої лінії [1].

2. Розв’язання задачі для самостійно заданих початкових даних
Задача:
Побудувати в координатній площі логарифмічну спіраль.
Дано:
Коефіцієнт росту (умова 1); (умова 2); (умова 3).
Полярний радіус ;
Кількість обертів
Виконання:
1. По формулі (3) знаходимо через коефіцієнт росту параметр k :
, (для умови 1);
, (для умови 2);
, (для умови 3);
2. Отриманий результат підставляємо до формули (2):
, (для умови 1); , (для умови 2); , (для умови 3);
Із умови 3 бачимо, що спіраль вироджується у коло з радіусом .
3. Кут постійний. Виразимо його через вираз:
, де — змінна, що характеризує крок зростання спіралі.
Нехай крок дорівнює 60 (.
4. Спіраль обертається по колу. Повне коло — , кількість обертів , отже ми маємо отримати 12 результатів кожного кроку.

5. Маємо (для умови 1):
,

(для умови 2)

У першому випадку спіраль обертається управоруч, так як . У другому — ліворуч, так як . А у третьому — коло з радіусом .

3 Програмування в консольному режимі, отримання результату
3.1 Код додатку
program LSpir_cons;
{$APPTYPE CONSOLE}
var
q, p, fi, a, k, p0: Real;
n, i: integer;
begin
// Расчёт данных
writeln('Введите количество оборотов (n):');
readln(n);
writeln;
writeln('Введите значение коэффициента роста (q):');
readln(q);
writeln;
writeln('Введите полярный радиус (p0):');
readln(p0);
writeln;
// Расчёт данных
if (q <> 1) then
begin
while a 1) then
begin
writeln('Спиральправосторонняя.');
end;
if (q 1
Рисунок 6 -Реакція ЕОМ при q 1)
Рисунок 28 – Приклад роботи програми (при q<1)

Рисунок 29 – Приклад роботи програми (при q=1)
Висновки
Даний курсовий проект полягав у розробці дидактичного ілюстративного матеріалу для побудови логарифмічних спіралей в Delphi. Під час розробки додатку були вивчені теоретичні відомості з аналітичної геометрії, які згодом були застосовані у розробці. Отже, «поведінка» спіралі, що будується додатком, цілком відповідає теоретичним свідоцтвам про неї. Для цього був створений проект, що містить різноманітні форми, перелік файлів який приведений у Таблиці 1.
Аналізуючи отриманий результат, до переваг можна віднести зручність програми у використанні, зручний та інтуїтивно зрозумілий інтерфейс додатку, приємне графічне оформлення вікон та наявність функцій, які користувач може налаштувати під себе: ввімкнення та відключення відображення сітки, зміна умов масштабування.
До недостатків можна віднести деякі можливі помилки програми, що можуть виникнути із-за властивостей персональних систем як-то: повідомлення о помилці при спробі визвати Word-додаток через компонент OLE у підменю «Аналитическое решение», або повідомлення про помилку та неможливість, через це, побудови спіралі при введенні у поле для введення плаваючої коми. Ці недоліки аналізуються та зрештою будуть усунені.
Загалом же результат розробки можна вважати позитивним.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию