Технологии программирования

     System.Collections – пространство имен в котором содержится большое количество встроенных типов, таких как массив, очередь, стек и др. Обладает широкими возможностями для работы со своими встроенными типами, что позволяет наиболее эффективно ими управлять.

7. Руководство пользователя

1. Назначение  приложения

      Приложение  предназначено для вычисления площади  треугольника методом Монте-Карло.

2. Условия выполнения приложения

     Для успешной работы программы необходимо иметь компьютер соответствующим  системным требованиям (см. пункт «6.5 Системные требования»). Наличие исполняемого модуля Wpf.exe, опубликованный и корректно работающий на локальной машине web-сервис на сервере IIS.

3. Выполнение  приложения

     Для выполнения приложения необходимо выполнить  следующие действия:

• запустить исполняемый модуль программы, который находится по адресу \Wpf\Wpf\bin\Debug\Wpf.exe (Для дальнейшей работы достаточно скопировать Wpf.exe в любую удобную директорию);
• в появившемся окне MS Windows ввести координаты треугольника, по которым будет производиться расчет;
• нажать на кнопку «Посчитать всё» и дождаться результатов работы программы (результат работы программы представлен на рис. 11);
• выход из программы осуществляется посредством закрытия окна приложения MS Windows «Метод Монте-Карло».

8. Тестирование приложения

      Результаты тестирования представлены на рис. 11.

Рис. 11. Результат работы клиентского приложения на базе ASP.NET 
 

 

7. Настольное  приложение на языке  F#

1. Инструментальные средства разработки

     F# является функциональным и объектно-ориентированным  языком для платформы Microsoft .NET, базируется на языке OCaml. Как  следствие, его сильной стороной  является совмещение возможности  прямого использования .NET-библиотек,  а также других .NET-языков (C#, VB .NET) с возможностями, предоставляемыми функциональным программированием.

     F# использует механизмы автоматического  вывода типов и строго типизирован.  Поддерживает сопоставление по  образцу (pattern matching), допускает функции  с побочными эффектами (то есть  не является чистым функциональным  языком — pure functional language). Является  одним из языков семьи ML.

2. Логическое проектирование приложения

     В соответствии с заданием необходимо создать консольное приложение. В данном приложении для написания основной функции мы будем использовать рекурсию (вызов функции самой себя), т.к. в данном языке отсутствует переопределение переменных и каждая объявленная переменная имеет значение константы, следовательно, мы не можем отследить количество попавших точек в область треугольника с помощью цикла и счетчика. Однако заметим, если мы будем вызывать рекурсию с использованием стека, т.е. на последнем шаге складывать получившиеся значения (единицы или нули) у нас произойдет ошибка, связанная с переполнением стека (стек в языках F# и C# предусматривает максимум 100 000 значений, что не соответствует с нашими требованиями). Для того чтобы избавиться от этой проблемы, мы будем использовать счетчик в виде новой переменной функции, который будет увеличиваться на единицу с каждым шагом, а не с последним вычислением.

     Вся функциональная часть приложения, необходимая  для вычисления площади, находится в функции f1().

     Функции программы:

• xmax (bx:double,cx:double,ex:double) – функция, необходимая  для нахождения максимального значения по координате X;
• xmin (bx,cx,ex) – функция, необходимая для нахождения минимального значения по координате X;
• f1(n,bx,by,cx,cy,ex,ey,max,min,p:Random,shof:double) – функция, необходимая для подсчета количества точек, попавших в область треугольника;
• smat(bx,by,cx,cy,ex,ey) – функция, необходимая для подсчета площади с помощью математической формулы;
• sras(p:double,a:double,s:double):double – функция, необходимая  для подсчета площади с помощью метода Монте – Карло;
• pogr(s:double,s1:double) – функция, необходимая для нахождения погрешности между математической и рассчитываемой площадью;
• srect(ey,max,min) – функция, необходимая для нахождения площади прямоугольника, описывающего треугольник.

     Переменные  программы:

• Choise – переменная, необходимая для выбора действия из главного меню;
• Choise2 – переменная, необходимая для выбора действия из меню «Контрольные примеры»;
• Cx – переменная, определяющая координату X точки C треугольника BCE;
• Cy – переменная, определяющая координату Y точки C треугольника BCE
• Ex – переменная, определяющая координату X точки E треугольника BCE;
• Ey – переменная, определяющая координату Y точки E треугольника BCE;
• Bx – переменная, определяющая координату X точки B треугольника BCE;
• By – переменная, определяющая координату Y точки B треугольника BCE;
• Rnd – переменная, необходимая для генерации случайных точек;
• Dtr1 – переменная, необходимая для записи времени начального состояния программы;
• Dtr2 – переменная, необходимая для записи времени конечного состояния программы;
• Shoot – переменная, необходимая для хранения количества точек, попавших в область треугольника.

3. Результат работы приложения

Результат работы консольного приложения представлен  на Рис. 11. 

Рис. 11. Результаты работы консольного приложения 

4. Системные требования

      Для выполнения настольного приложения необходимы:

• операционная система MS Windows XP/Vista/7;
• наличие Microsoft .NET Framework версии 3.5 или выше;
• 32 Мб оперативной памяти;
• наличие 1 Мб свободного места на жестком диске.

5. Руководство системного программиста

1. Общие сведения о приложении

 

     Программа предназначена для вычисления площади  треугольника методом Монте-Карло. Программа реализована на языке  F#. При реализации были использованы принципы функционального программирования.

2. Настройка приложения

 

     Дополнительных  настроек не требуется.

3. Проверка приложения

 

     Проверка  работоспособности приложения осуществляется посредством запуска EXE-файла программы.

6. Руководство программиста

1. Назначение и условия применения приложения

 

     Программа предназначена для вычисления площади  треугольника методом Монте-Карло. Программа реализована на языке  F#. При реализации были использованы принципы функционального программирования.

2. Структура приложения

 

     Данное  приложение включает в себя следующие  файлы:

• Program.fs –является основным  модулем и точкой входа в программу.

       В проект настольного приложения включено следующее пространство имен.

     System – основное пространство имен, содержит фундаментальные и базовые классы, которые определяют распространенные типы значений и ссылочные типы данных, события и обработчики событий, интерфейсы, атрибуты и исключения обработки. Также содержит классы, обеспечивающие поддержку преобразования типов данных, операций с параметрами методов, математических операций, удаленного и локального вызова программ, управления средой приложений и контроля управляемых и неуправляемых приложений;

3. Входные и выходные данные

 

     Входными  данными являются координаты вершин треугольника.

Выходными данными  являются:

• площади треугольника и описывающего прямоугольника; вычисленные математическим способом;
• таблица результатов вычислений.

Таблица содержит:

• количество точек;
• площадь треугольника, вычисленная методом Монте-Карло;
• погрешность вычислений;
• время вычислений.

7. Руководство пользователя

1. Назначение  приложения

 

      Программа предназначена для вычисления площади  треугольника методом Монте-Карло.

2. Условия выполнения приложения

 

      Для работы c приложением необходимо полное соответствие компьютера системным требованиям (см. пункт «7.4 Системные требования») и наличие исполняемого модуля ConsoleApplication1.exe.

3. Выполнение  приложения

 

     Необходимо запустить файл ConsoleApplication1.exe по адресу  ConsoleApplication1\Debug. В окне консоли выбрать одно из трех действий:

• ручной ввод координат вершин треугольника;
• контрольный пример (расчет площади по установленным по умолчанию координатам);
• выход из программы.

    Для выхода из программы необходимо ввести значение «3» либо  закрыть окно консоли.

4. Сообщения оператору

 

     По  мере выполнения приложения  будут выданы сообщения:

• “1. Ввод координат вручную” – для перехода к вводу координат необходимо ввести «1»;
• “2. Контрольный пример” – для перехода в тестовый режим необходимо ввести «2»;
• “3. Выход” – для выхода из программы необходимо ввести «3»;

 

 

 

8. Анализ  вычислительной эффективности

 

      Исследование  вычислительной сложности алгоритма  производится путем определения  зависимости времени вычисления площади трапеции от количества генерируемых точек для метода Монте-Карло. В результате выполнения данной курсовой работы были разработаны три приложения:

• настольное приложение на языке С#;
• приложения на базе ASP, с использованием скриптового языка Perl;
• Web-приложение на базе WPF;