Polinom pol; //исходный полином puts(appName); //напечатать назначение программы if( ReadPolinom(&pol) != -1 ) WritePolinom(&pol);

else printf("Некорректно заданы значения параметров\n");

while( NeedContinue() );

return 0;

int NeedContinue() printf("продолжать?(y/n):");

return getchar() == 'y';

1.5. Технология проектирования сверху-вниз 1.5.1.Постановка задачи При создании сложных программных систем важной задачей является правильная организация процесса проектирования системы. Одним из самых распространенных методов решения этой задачи является технология проектирования «сверху вниз». Этот метод напрямую связан с технологией модульного программирования.

Проектирование и реализация программной системы возникают не сами по себе, а как следствие постановки некоторой задачи, которую требуется решить. При этом, формулируя задачу, мы имеем дело с понятиями реального мира, а не с абстрактными числами, строками, функциями и т. д. Например, в задаче рисования мы имеем дело с понятиями «картинка», «инструмент рисования» и т. д.

Над объектами, представляющими понятие, можно совершать различные действия, либо они сами могут выполнять какие-либо операции. Например, полученную картинку можно сохранить для дальнейшего использования, открыть ее для просмотра, вставить в документ, редактировать ее, вставляя и удаляя геометрические фигуры и т. д.

Во многих случаях понятие может быть определено, используя ряд других, более простых понятий. Возвращаясь к нашему примеру, «картинку» можно определить как совокупность различных геометрических фигур, таких как точки, линии, окружности. В этом случае понятие «геометрическая фигура»

выступает как понятие более низкого уровня, и используется для определения «картинки». В свою очередь понятие геометрической фигуры можно также детализировать используя перечисленные выше понятия.

Объект вместе с операциями, связанными с ним, удобно считать неким исполнителем с определенной системой предписаний (действий). При этом исполнителя можно рассматривать с внешней и внутренней точек зрения. Выполнение любой программы состоит в проведении каких-то действий над какими-то объектами, то есть в использовании исполнителей. При использовании исполнителя интересны его внешние свойства, а именно, какие у него есть предписания, что получается в результате их выполнения и т. д. Описание этих свойств называется внешним описанием исполнителя. Оно позволяет им пользоваться, но ничего не говорит о его внутреннем устройстве, о его реализации.

Но для того чтобы исполнителя можно было использовать, необходимо иметь его реализацию, причем возможно на базе других исполнителей. Таким образом, при реализации мы рассматриваем исполнителя с внутренней точки зрения. На этом этапе нам интересна его структура и как он выполняет те или иные действия. При этом реализация каждого из исполнителей может рассматриваться как отдельная подзадача в рамках исходной задачи.

При проектировании программной системы у разработчика имеется в распоряжении ряд исполнителей, уже реализованных ранее, либо поддерживаемых самой системой программирования. Такие исполнители назовем базовыми исполнителями. Например, базовыми исполнителями можно считать библиотеку файлового ввода-вывода, математическую библиотеку, понятие массива с определенными над ним операциями, либо некоего исполнителя, реализованного Вами ранее. Таким образом, задачу разработки программной системы можно определить как задачу реализации искомого исполнителя A на основе совокупности исполнителей E 1,, E k. Реализацию A на базе указанной совокупности исполнителей будем обозначать как R A, E1,, E k.

1.5.2.Декомпозиция задачи Как мы с Вами установили, исходную задачу удобно решать, разбивая ее на подзадачи с помощью промежуточных исполнителей. Технология программирования «сверху вниз» предлагает такое разбиение вести от исполнителя A (сверху) к базовым исполнителям E 1, E 2,, E k (вниз).

В соответствии с указанным подходом сначала выделяется и реализуется общая идея алгоритма, и только потом прорисовываются его детали. При этом каждый раз, делая очередной шаг вниз, формулируются уточнения. Схематически результаты проведения этого процесса можно представить следующим образом:

Таким образом, модульная структура программы имеет вид графа (в приведенном примере - древовидную структуру). В узлах такого дерева размещаются программные модули, а направленные дуги (стрелки) показывают статическую подчиненность модулей, т. е. каждая дуга показывает, что в тексте модуля, из которого она исходит, есть ссылка на модуль, в который она входит.

Процесс разбиения задачи на ряд подзадач носит название декомпозиции. Конечная программа состоит из нескольких слоев и представляет собой иерархию исполнителей. При этом все или некоторые из них могут быть уже реализованы ранее, а, следовательно, достаточно их подключения к основной программе. Остальные же исполнители необходимо реализовывать, при этом они, в свою очередь, могут быть реализованы с привлечением других исполнителей. Проводя декомпозицию задачи, необходимо руководствоваться скорее тем, что надо сделать, нежели тем, на какой базе. То есть, при использовании технологии проектирования «сверху-вниз», Вы создаете реализацию некоторого исполнителя в удобном, естественном виде, не привязываясь жестко к уже существующим исполнителям.

Технологическая цепочка проектирования «сверху-вниз» приведена на рис.4. Центральным моментом технологии «сверху-вниз» является шаг декомпозиции. Эта операция состоит в том, чтобы по имеющемуся внешнему описанию исполнителя A получить его реализацию на базе придуманного нами исполнителя B и одновременно внешнее описание придуманного исполнителя B.

Рис. 4. Технологическая цепочка процесса декомпозиции Шаг декомпозиции можно провести различными способами. Придумывая нового исполнителя B, следует учитывать несколько требований. С одной стороны, необходимо как можно большую часть работы переложить на нового исполнителя B. Вместе с тем проведенный шаг декомпозиции должен приближать нас к базовым исполнителям E. И, конечно же, придуманный исполнитель должен соответствовать некоему реальному понятию.

Обычно, при проведении декомпозиции, исполнители реализуются на базе нескольких исполнителей, а не одного. В этом случае в результате очередного шага появляются внешние описания этих исполнителей и одна реализация R A, B 1,, B k. Некоторые из этих исполнителей могут быть базовыми, то есть B i {E 1,, E k }, либо получены ранее, на предыдущих шагах. Очевидно, что если все исполнители удовлетворяют этим условиям, то процесс проведения декомпозиции можно считать завершенным.

При проведении декомпозиции мы можем увидеть, что придуманная нами иерархия промежуточных исполнителей неудачна, что какой-то исполнитель не реализуется или реализуется очень сложно, что внешнее описание исполнителя необходимо уточнить или изменить. В этом случае приходится возвращаться на несколько шагов назад и начинать сначала. Таким образом, проектирование и программирование являются итеративными (повторяющимися) процессами.

Среди всего прочего проектирование «сверху-вниз» обладает существенным преимуществом. При его использовании удается совместить процесс отладки с процессом разработки. Пусть, например, получена реализация A, а реализации некоторых из промежуточных исполнителей отсутствуют. В этом случае нереализованные части программы заменяются имитаторами (заглушками). Каждый имитатор модуля представляется достаточно простым программным фрагментом, который, в основном, сигнализирует о самом факте обращения к имитируемому модулю, производит необходимую для правильной работы программы обработку значений его входных параметров (иногда с их распечаткой) и выдает, если это необходимо, заранее подготовленный подходящий результат.

После завершения тестирования и отладки реализации исполнителя A производится переход к реализации и последующему тестированию одного из исполнителей, которые в данный момент представлены имитаторами, если таковые имеются. Для этого имитатор выбранного для тестирования исполнителя заменяется его реализацией и, кроме того, добавляются имитаторы тех исполнителей, к которым может обращаться выбранный для тестирования исполнитель.

Кроме того, очень удобно реализацию каждого исполнителя производить в своем модуле, а его внешнее описание в соответствующем этому модулю заголовочном файле. Если исполнители A и B используют исполнителя C в качестве промежуточного, то доступ A и B к внешнему описанию C можно обеспечить простым подключением файла-заголовка.

Хранение внешних описаний всех исполнителей в одном файлезаголовке может показаться рациональным. Однако такой подход неприемлем хотя бы в силу того, что исполнители уже фактически не отделены друг от друга. При разработке другой программной системы мы можем пожелать воспользоваться некоторыми из реализованных ранее исполнителей. Однако поскольку их внешние описания объединены, то мы вынуждены будем использовать все, а не только нужные нам. Кроме того, при изменении внешнего описания какого-либо исполнителя, повторную компиляцию придется провести для всех исполнителей. В случае же отдельных файлов-заголовков компиляция потребуется только для тех реализаций, которые имеют дело с изменившимся исполнителем. Этот фактор особенно важен при разработке больших программных систем.

Как Вы могли обратить внимание, рассмотренная схема не предполагает обязательного проведения всей декомпозиции программной системы на этапе проектирования до начала программирования. Представляется сомнительным, чтобы до программирования модулей можно было разработать структуру всей программы точно и содержательно. Наоборот, часто более надежным методом оказывается одновременное проведение декомпозиции и получение реализаций исполнителей.

2. ТЕМЫ КУРСОВЫХ РАБОТ

поиск элементов по значению некоторых атрибутов;

отбор элементов по значениям некоторых атрибутов.

Кроме этого в каждом задании предлагаются для реализации дополнительные операции, как правило, уточняющие последний пункт из приведенного выше списка.

Одним из требований к разрабатываемой программной системе является хранение таблицы с исходными данными в файле. Все изменения, вносимые в базу данных, не должны теряться при завершении работы с программой, то есть необходимо обновление содержимого файла при изменении базы данных.

Взаимодействие пользователя с программой осуществляется через меню.

1. Разработать программную информационную систему «Железная дорога». Система должна обеспечивать доступ к информации о расписании движения пригородных электропоездов и поездов дальнего следования.

Оператор должен иметь возможность выполнять следующие действия:

– получение расписания движения поездов в заданном направлении;

– поиск поезда, наиболее подходящего по заданному времени.

Каждая запись в расписании должна содержать следующую информацию:

– режим отправления (ежедневно, по четным/нечетным дням, кроме праздничных дней, конкретный день недели);

2. «Таблица чемпионата». Система должна поддерживать информацию о сыгранных матчах в чемпионате по футболу. Принять, что за победу начисляется 3 очка, за ничью - 1, за поражение - 0. В случае равенства очков преимущество получает команда, имеющая лучшую разность между забитыми и пропущенными мячами. Пользователю предоставляется возможность выполнять следующие действия:

– узнать результат матча между заданными командами;

– получение статистики по заданной команде (количество набранных очков, забитых и пропущенных мячей);

– выдача турнирного положения команд.

3. Информационно-поисковая система «Студенты». Система обеспечивает доступ к информации о студентах факультета. Пользователь должен иметь возможность выполнять следующие действия:

– выдать информацию о студенте по фамилии;

– выбрать студентов, имеющих задолженность хотя бы по одной дисциплине с указанием его фамилии и группы;

– получить список студентов указанной группы.

Информация о студенте должна включать в себя:

– фамилия, имя, отчество;

– номер зачетной книжки;

– текущая успеваемость по дисциплинам (рассмотреть фиксированное число дисциплин, например 5). Успеваемость оценивается по 5-бальной 4. «Страны мира». Система должна поддерживать справочную информацию о странах. Каждая страна описывается следующими атрибутами:

– название страны;

– название столицы;

– название части света;

– численность населения ( в тыс. человек);

– площадь ( в тыс. кв. км).

Должны быть реализованы следующие операции:

– выдать информацию об указанной стране;

– выдать список названий стран, численность которых превышает заданное значение;

– получить список названий стран из заданной части света, площадь которых меньше заданного значения.

5. «Видеотека». Система должна поддерживать справочную информацию о видеокассетах пользователя. Каждая видеокассета имеет следующие характеристики:

– номер видеокассеты;

– название фильма;

– страна, где был снят фильм;

– продолжительность фильма;

– жанр фильма;

– дата приобретения видеокассеты.

Должны быть реализованы следующие операции:

– проверить наличие фильма по его названию;

– получить список фильмов с указанным жанром и заданной страной;

– найти все кассеты, приобретенные до указанной даты.

6. Разработать информационную систему «Подписка». Система должна обеспечивать поддержку обработки информации о подписке жителей на газеты и журналы. Каждая запись содержит следующие атрибуты:

– фамилия подписчика;

– адрес подписчика;

– индекс издания;

– название издания;

– тип издания (газета, журнал);

– начальный и конечный месяцы, на которые сделана подписка.

Должны быть реализованы следующие операции:

– по заданному адресу определить список печатных изданий, на которые сделана подписка;

– получить список фамилий подписчиков заданного издания;

– подсчитать требуемое количество экземпляров заданного издания в каждый из месяцев в году.

7. Разработать информационно-поисковую систему «Коллекция». Система должна обеспечивать хранение и обработку информации о какой-либо коллекции (марок, монет, и т. д.). Сведения об отдельном предмете коллекции могут включать в себя:

– название предмета;

– краткое описание (историческая справка);

– количество экземпляров;

– стоимость;

– время создания;

– дата приобретения.

Должны быть реализованы следующие операции:

– выдать список названий предметов, количество экземпляров которых не превышает указанной величины (редкие предметы);

– выдать список названий предметов стоимость которых не меньше чем указанное значение (самые дорогие);

– найти предметы, время создания которых не превосходит заданное значение (самые древние).

8. Разработать информационно-поисковую систему «Программа передач».

Система должна обеспечивать доступ к программе телевизионных передач на текущую неделю. Данные представляют собой совокупность записей со следующей структурой:

– день недели;

– название телеканала;

– время передачи;

– жанр передачи (фильм, новости и т.д.);

– название передачи.

Должны быть реализованы следующие операции:

– выдать список передач, которые будут показаны в заданный день недели в выбранный интервал времени по всем телеканалам;

– получить список спортивных передач по телеканалам в течение всей недели;

– сформировать список передач определенного жанра, которые будут показаны в заданный день на выбранном телеканале.

9. Информационно-поисковая система «Абитуриент». Система обеспечивает доступ к сведениям о поступающих в высшее учебное заведение. Информация об абитуриенте должна включать в себя:

– фамилия, имя, отчество;

– дата рождения;

– название факультета;

– номер оконченной школы;

– посещение подготовительных курсов;

– оценки на вступительных экзаменах (рассмотреть 3 вступительных экзамена). Успеваемость оценивается по 5-бальной системе;

Пользователь должен иметь возможность выполнять следующие действия:

– выдать информацию о количестве поступающих на указанный факультет;

– выбрать абитуриентов, сумма баллов которых превышает указанное значение;

– сформировать список фамилий абитуриентов, посещавших подготовительные курсы и получивших «неуд» на каком-либо экзамене при поступлении на заданный факультет.

10. «Библиотека». Разработать информационно-поисковую систему доступа к ресурсам библиотеки. Сведения о печатном издании включают в себя:

– ФИО автора;

– название;

– издательство;

– год выпуска;

– количество страниц;

Пользователь системы должен иметь возможность выполнять следующие запросы:

– выдать список книг указанного автора;

– сформировать список книг указанного жанра;

– найти все книги указанного жанра, изданные в указанный период времени.

11. Разработать программную систему «Автоматизированная записная книжка». Принять, что информация записной книжки состоит из записей, каждая из которых содержит данные об одном человеке. Запись имеет следующую структуру:

– фамилия, имя, отчество;

– телефон;

– адрес (город, улица, дом, квартира);

– дата рождения;

– комментарий (заносится дополнительная информация об абоненте).

Пользователь системы должен иметь возможность выполнять следующие запросы:

– вывод информации по фамилии;

– составить список тех, у кого в указанные сроки будет день рождения;

– сформировать список проживающих в указанном городе. Выдавать ФИО человека и его телефон.

12. Разработать справочную систему «Товары», содержащую сведения об имеющихся в наличии товарах в магазине. Каждый вид товара описывается следующим образом:

– название;

– количество (в единицах – кг, штук и т.д.);

– цена за единицу;

– срок реализации;

– поставщик.

Пользователь системы должен иметь возможность выполнять следующие запросы:

– вывод информации по заданному названию товара;

– выдать список товаров, у которых срок реализации истекает ранее указанной даты;

– сформировать список поставщиков указанной продукции;

– принять и выполнить заказ на приобретение указанного товара с заданным количеством единиц. Исполнение заказа означает внесение изменений в базу данных о товаре.

13. Разработать информационно-справочную систему «Экспорт», содержащую сведения об экспортируемых товарах. Каждый вид товара описывается следующим образом:

– наименование товара;

– страна, импортирующая товар;

– объем поставляемого товара (в единицах);

– срок поставки товара.

Пользователь системы должен иметь возможность выполнять следующие запросы:

– получить список стран, в которые экспортируется заданный товар и общий объем его экспорта;

– найти страну, которая импортирует наибольшее количество видов товара (с самым большим ассортиментом);

– найти в базе данных экспортные операции, срок поставки которых ранее указанной даты. При этом выдавать названия товара и страны импортера.

14. Разработать справочную систему «Ассортимент», содержащую сведения об игрушках. Каждый вид игрушки описывается следующим образом:

– название игрушки (кукла, конструктор, кубики и т.д.);

– ее цена;

– возрастные границы (например, игрушка может предназначаться для детей в возрасте от двух до четырех лет);

Пользователь системы должен иметь возможность выполнять следующие запросы:

– получить названия игрушек, цена которых не превышает заданную сумму и подходящие детям до указанного возраста;

– получить названия игрушек, которые подходят детям двух заданных значений возраста (например, 4 и 10 лет);

– можно ли подобрать две игрушки, одну с заданным названием, а другую произвольную, подходящую ребенку указанного возраста так, чтобы их суммарная стоимость не превышала определенного значения.

15. Область, для которой разрабатывается информационно-справочная система, выбирается студентом (требуется согласование с преподавателем).

2.2. Решение вычислительной задачи Постановка задачи В качестве темы курсовой работы предлагается разработка программной системы для решения указанной вычислительной задачи. Программные модули, содержащие подпрограммы решения задач, не должны привязываться к конкретным значениям параметров данных (размерам массивов и матриц, виду исследуемых функций и т.д.). Процесс решения должен быть наглядно продемонстрирован на экране монитора (допускается как текстовый, так и графический режим по выбору). Программная система должна обеспечивать возможность проведения серийных экспериментов, когда вычисления осуществляются несколько раз с различными исходными данными.

y i = f x i, i=0,, n1. С помощью линейной интерполяции вычислить значения функции в заданных точках t 0,,t m1, то есть найти f t 0,, f t m1.

Предполагается, что таблица значений функции хранится в текстовом файле в виде последовательности пар y i, x i. Точки интерполяции t i задаются пользователем в процессе работы с программой.

2. Найти приближенное значение корня уравнения f x=0 методом деления отрезка пополам. Абсолютная погрешность найденного значения не должна превосходить. В качестве f x рассмотреть функцию Отрезок, на котором производится поиск корня и параметры функции запрашиваются у пользователя. Процесс поиска корня должен отображаться на экране монитора.

3. С заданной точностью найти приближенное значение корня уравнения f ( x)=0 методом хорд. Считать, что требуемая точность достигнута, как