Разработка приложений в визуальной среде Delphi на языке программирования Object Pascal (стр. 1 из 3)
Содержание
1.1 Задача 1. Математическая модель
1.2 Задача 2. Математическая модель
2.1 Задача 1. Алгоритм решения
2.2 Задача 2. Алгоритм решения
3. Описание основных операторов, процедур, функций и методов
Список использованных источников
Введение
Целью курсовой работы является приобретение навыков программирования и применения их на практике для решения вычислительных задач. Приложения курсовой работы разработаны в визуальной среде Delphi на языке программирования ObjectPascal.
Интегрированная среда разработки (IDE) - это среда, в которой разработчику предоставляется всё необходимое для написания, отладки, запуска и тестирования приложений. Она позволяет в кратчайшие сроки создавать действующие приложения, на ходу проектируя и видоизменяя их пользовательский интерфейс [1].
В состав IDE входит несколько элементов: редактор кода, отладчик, набор панелей инструментов, обширная библиотека компонентов, редактор изображений, инструментарий баз данных.
Среда Delphi- одна из первых систем, использующих технологию быстрой разработки приложений (RapidApplicationDevelopment- RAD) и технологию визуального конструирования (VisualDesign) [1]. Технология визуального конструирования содержит готовые компоненты, из которых строится интерфейс будущей программы.
Основные особенности среды Delphi: визуальное конструирование программ, использование готовых компонентов-заготовок для будущих программ, поддержка нескольких языков программирования, возможность создания программ под разные платформы, введение множества технологий, ускоряющих и облегчающих написание программ [1].
Задачами курсовой работы является: изучить основы работы в среде Delphi; изучить основные этапы решения задач на ЭВМ; разработать математические модели решения задач; изучить методы составления алгоритмов решения задач; проанализировать результаты работы программ на ЭВМ.
1. Математические модели
1.1 Задача 1. Математическая модель
В задаче по аналитической геометрии необходимо создать приложение для нахождения расстояния от данной точки до ближайшей стороны заданного треугольника. Для этого нужно рассмотреть уравнение прямой, проходящей через две точки, заданные координатами (х1, у1) и (х2, у2) в общем виде [2]:
Ax + By + C=0, (1.1)
А= у2 - у1, (1.2)
В= х1 - х2, (1.3)
С= - х1∙ (у2 - у1) + у1∙ (х2 - х1). (1.4)
Расстояние от точки, заданной координатами (х4, у4), до прямой, заданной уравнением (1.1), может быть определено так [2]:
d =
. (1.5)В задаче задаются вершины треугольника (х1, у1), (х2, у2), (х3, у3) значит формулу (1.5) нужно применить, для нахождения расстояния к трем сторонам треугольника. А затем определить наименьшее из значений, что и будет искомым расстоянием.
Пусть стороны треугольника обозначим a,b,c. Найдем параметры уравнений сторон треугольника по формулам (1.2), (1.3), (1.4).
Для стороны а: a1=y2-y1; b1=x1-x2; c1= (-x1) ∙ (y2-y1) +y1∙ (x2-x1).
Для стороны b: a2=y3-y2; b2=x2-x3; c2= (-x2) ∙ (y3-y2) +y2∙ (x3-x2).
Для стороны c: a3=y1-y3; b1=x3-x1; c3= (-x3) ∙ (y1-y3) +y3∙ (x1-x3).
Расстояние от точки, заданной координатами (х4, у4), до сторон треугольника a, b, c может быть определено по формуле (1.5):
d1 =
;d2 =
;d3 =
.Определим систему ограничений для решения данной задачи. Если рассмотреть на формулу (1.5) нахождения расстояния от точки, заданной координатами (х4, у4), до прямой, заданной уравнением (1.1), то необходимым и достаточным условием существования выражения является неравенство [2]:
≠ 0. (1.6)Таким образом, применяя формулу (1.6) для решения задачи запишем систему ограничений:
. (1.7)По условию задачи исходными данными являются координаты вершин треугольника, поэтому систему ограничений для данной задачи дополним условием существования треугольника:
. (1.8)Определим длины сторон треугольника по формуле расстояния между двумя точками [2]:
d=
. (1.9)Для треугольника со сторонами a,b,c формула (1.9) имеет вид:
a=
,b=
,c=
.Вычисленные длины сторон треугольника применим к системе ограничений (1.8). Таким образом, в задаче рассматривается две системы ограничений (1.7), (1.8) для необходимого и достаточного условия существования решения.
1.2 Задача 2. Математическая модель
Во второй задаче по теоретической механике необходимо создать приложение, которое будет отображать визуальное перемещение объектов в соответствии с кинематической схемой, рисунок 1 (Кинематическая схема).
Рисунок 1 - Кинематическая схема
На данном механизме (рисунок 1 (Кинематическая схема)) имеется одна неподвижная опора, на которой находится подвижный барабан, к нему на шарнирах прикреплены стержни [5]. Один стержень связан шарниром с ползуном и движется вдоль горизонтальной направляющей [5]. Другой стержень шарниром соединен с неподвижной осью и движется в вертикальном направлении [5].
В качестве переменной, определяющей положение, механизма задана переменная W. В таком случае положение механизма однозначно определяется переменной W. В зависимости от изменения положения вращающегося звена изменяется положение механизма в целом. Вращающееся звено может изменять положение в первой четверти декартовой системы координат. Зададим точки, определяющие положение механизма, рисунок 2 (Точки, определяющие положение механизма).
Рисунок 2 - Точки, определяющие положение механизма
На основании схемы приведенной на рисунке 2 (Точки, определяющие положение механизма), составим математическую модель, описывающую положение механизма в зависимости от изменения угла W. В связи с изменением геометрических параметров механизма на плоскости, принимаем за текущую декартову систему координат с направлением осей X и Y.
Радиус окружности барабана задает сам пользователь в форме, причем OD = OB = R. Координаты точки О (х0, у0) задаются в программе. Размер стержней принимается за постоянную величину и определяется пользователем. Угол W задается пользователем в форме. Изменяя значение угла W, будет изменяться положение механизма.
Определим координаты точки D.
Проекция точки D на ось х равна [2]: ODx = OD ∙ cosW= R ∙ cosW.
Проекция точки D на ось y равна [2]: ODy = OD ∙ sinW= R ∙ sinW.
Определим координаты точки B. Для этого определим величину угла W1. Исходя из рисунка 2 (Точки, определяющие положение механизма) видно, что весь угол является развернутым [2] и равен 1800, исходя, из этого можно определить величину угла W1:
ÐW1=1800 - 900 - ÐW = 900 - ÐW.
Проекция точки B на ось х равна [2]: OBx = OB ∙ cos (90 0 - W) = R ∙ sinW.
Проекция точки B на ось y равна [2]: OBy = OB ∙ sin (90 0 - W) = R ∙ cosW.
Исходя из того, что длинна стержней АВ и DC задана константой в программе, определим координаты точек С и А.
Координаты точки C.
Проекция точки С на ось х равна: DСx = х0 +DС ∙ cosW.
Проекция точки С на ось y равна: DСy = у0+DС.
Определим координаты точки А.
Проекция точки А на ось х равна: АВx = х0 - АВ.
Проекция точки А на ось y равна: АВy = у0+АВ ∙ cosW1.
2. Алгоритмы решения задач
Алгоритм - точное предписание, определяющее вычислительный процесс, ведущий от варьируемых начальных данных к искомому результату [3].
Основные свойства алгоритма:
определённость: указания, составляющие алгоритм, должны быть четкими и однозначными, не допускать произвольного или двоякого толкования;
дискретность: возможность поэтапной детализации алгоритма путем разложения любой сложной структуры на ряд простых, строго очерченных действий;
конечность: вычислительный процесс должен задаваться конечной последовательностью действий;
результативность: конечная последовательность действий должна заканчиваться выдачей результатов или сообщением о невозможности решить задачу;
рациональность: вычислительный процесс должен привести к результату за наименьшее время при минимальном использовании ресурсов компьютера;
массовость: алгоритм может использоваться для решения множества однотипных задач [3].
Разработанные алгоритмы могут быть представлены на физическом носителе информации различными способами:
словесный (вербальной форме): средствами языка человеческого общения с тщательно отобранным набором слов и фраз;
структурно-стилизованный: языком псевдокодов;
графический: схемами из графических блок - символов;