Математический анализ условий

Стр 1 из 6Следующая ⇒

Курсовая работа

По информатике

ОТЧЕТ

Группа 3341

студент Марьяскин Е.Л.

2003 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ:

Часть 1. Вычисления. 3

1.1 Формулировка задания. 3

1.2 Анализ решения. 3

1.2.1 Математический анализ условий. 3

1.2.2 Организация решения в Excel. 4

1.3 Реализация решения задачи. 4

1.3.1 Общие положения. 4

1.3.2 Ввод данных. 4

1.3.3 Вычисление и отображение результата. 5

1.3.4. Построение графиков. 6

1.3.5 Графическая иллюстрация решения. 6

1.3.6 Визуализация. 7

1.4 Выводы. 7

1.5 Примечания. 8

1.5.1 Текст программы, связанной с кнопкой «Вычислить». 8

Часть 2. База данных. 10

2.1 Формулировка задания. 10

2.2 Анализ решения. 10

2.2.1 Конкретизация постановки задачи. 10

2.2.2 Принципы практической реализации. 10

2.3 Реализация решения. 11

2.3.1 Общие положения. 11

2.3.2 Информационные таблицы. 11

2.3.3 Выполнение запросов. 13

2.3.3.1 Общие сведения. 13

2.3.3.2 Определить предмет. 14

2.3.3.3 Вывести список учителей для класса. 14

2.3.3.4 Определить кабинет. 15

2.3.3.5 Обучаемые классы. 16

2.3.3.6 Расписание. 17

2.3.4 Справки. 18

2.3.4.1 Общие сведения. 18

2.3.4.2 Количество учеников. 19

2.3.4.3 Количество кабинетов. 19

2.3.4.4 Количество учителей. 19

2.3.4.5 Успеваемость в классе. 20

2.3.4.6 Успеваемость в школе. 20

2.3.5 Визуализация. 21

2.4 Вывод. 24

2.5 Примечания. 24

2.5.1 Текст программы, связанной с кнопкой «Предмет по дате». 24

2.5.2 Текст программы, связанной с кнопкой «Учителя по классу». 25

2.5.3 Текст программы, связанной с кнопкой «Кабинет по дате». 25

2.5.4 Текст программы, связанной с кнопкой «Обучаемые учителем классы». 26

2.5.5 Текст программы, связанной с кнопкой «Расписание для класса». 27

2.5.6 Текст программы, связанной с кнопкой «кол-во учеников». 28

2.5.7 Текст программы, связанной с кнопкой «Учителя по предметам». 28

2.5.8 Текст программы, связанной с кнопкой «кол-во кабинетов». 28

2.5.9 Текст программы, связанной с кнопкой «Успеваемость в классах». 29

2.5.10 Текст программы, связанной с кнопкой «Успеваемость по школе». 35

Часть 1. Вычисления.

1.1 Формулировка задания.

Заданы уравнения трех кривых на плоскости. Первое и третье содержат переменный коэффициент k. при определенном сочетании коэффициентов кривые, пересекаясь, ограничивают замкнутую область D.

На той же плоскости заданы декартовы координаты n<=20 точек. Необходимо подобрать такие коэффициенты k1 и k3, чтобы в область D попало как можно больше из заданных n точек.

Данные:

№	Уравнение	Ki нач.	Приращение	Ki кон.
1	y * y = k1 * x	1,0	0,5	2,5
2	y = x * x – x + 0,1	-	-	-
3	y = k3 * exp(x)	0,2	0,1	0,5

Анализ решения.

Организация решения в Excel.

а) Прежде всего, необходимо каким-либо образом задавать n <= 20 точек, о которых говорится в условии.

б) Далее, главная часть: перебор коэффициентов и точек с выяснением, какие параметры лучше всего подходят.

в) Кроме того, для наглядности решения необходимо построить графики уравнений (с подобранными коэффициентами) и отметить в тех же координатах, что и графики уравнений.

Реализация решения задачи.

Общие положения.

Решение задачи реализовано в программе Excel с помощью Visual Basic. Оно представлено как документ Excel, состоящий из одного листа. Этот документ включает в себя несколько основных частей:

- поле ввода декартовых координат точек, рассчитанное на количество точек, не превосходящее 20.

- поле вывода результата и кнопка управления процессом поиска наилучших коэффициентов.

- поле, в котором отображены координаты точек, составляющих уравнения с найденными коэффициентами.

- график, на котором отображены уравнения с найденными коэффициентами и показаны введенные точки.

Более подробно принципы устройства решения рассмотрены на примере решения для 20 точек, введенных так, чтобы они лежали на некой прямой, проходящей через область D.

Ввод данных.

Данные, которыми являются декартовы координаты точек, вводятся в поля электронной таблицы следующим образом: первые координаты в графы В2 - В21, вторые координаты – в графы С2 – С21.

После введения данных для описанных ранее точек (они вводились программно), поле ввода выглядит таким образом, как показано на рисунке:

Для того чтобы провести необходимые расчеты и действия, необходимо после ввода данных нажать один раз на кнопку «Вычислить», занимающую частично или полностью ячейки I31 – K33:

Построение графиков.

Та же программа (связанная с кнопкой «вычислить») производит и вычисление координат точек уравнений F1, F2 и F3 для найденных коэффициентов.

Для этого с шагом 0,02 подставляются 200 точек от 0 до 3,98, вычисляются значения в них, и выводятся в ячейки A26 – D225, что для рассматриваемых в примере точек выглядит так:

Таким образом, в результате действия программы пользователь получает заполненное ответом поле вывода и по 200 пар точек для каждого из трех уравнений.

Визуализация.

В вопросе оформления решения задачи в первую очередь принимались принципы создания максимального удобства в использовании и, как следствие, нивелирования эстетического неприятия.

Для этого все поля выделены цветом и обведены в рамки. Кроме того, заголовки выделены жирным шрифтом другого цвета.

Касательно взаимного расположения полей, предприняты следующие шаги: поля по возможности сведены вместе, а кнопка «Вычислить» находится в непосредственной близости от графика и поля вывода наилучших коэффициентов, что позволяет пользователю сразу после запуска программы узнать результаты вычисления и увидеть вычисленный результат в графическом отображении. Для исследуемого примера вид экрана результата представлен на следующей странице.

Выводы.

С помощью средств Excel и Visual Basic реализовано решение задачи по поиску наилучших с точки зрения попадания вводимых точек коэффициентов уравнений, кроме того, это решение проиллюстрировано графически.

Примечания.

Часть 2. База данных.

2.1 Формулировка задания.

Требуется создать базу данных (БД) для завуча школы. Она должна включать сведения о расписании, учителях и их предметах, учениках, их успеваемости, и т.п.

Завучу могут понадобиться следующие сведения:

- Какой урок проходит в заданном классе в заданный день на заданном уроке.

- Какие учителя преподают в заданном классе.

- В каком кабинете проходит заданный урок в заданном классе в заданный день.

- Какие классы ведет заданный учитель.

- Составить расписание для класса на заданный день

Кроме того, необходимо предусмотреть выдачу следующих справок:

- О количестве учеников в классе.

- О количестве учителем по каждому из предметов.

- О количестве кабинетов в школе.

- О количестве учащихся на «2», «4-5» и «5» по классам и по школе.

При выполнении следует учитывать, что количество учителей, учеников, оценки учеников и номера кабинетов в которых проходят уроки могут меняться.

Анализ решения.

Реализация решения.

Общие положения.

БД организована в Excel с применением Visual Basic для осуществления запросов. БД представляет собой документ Excel, состоящий из листов, посвященных

- расписанию и запросам

- выдаче справок

- ведомостям успеваемости для каждого класса

Кроме того, на листе с расписанием и на листе справок организованы поля ввода запросов, вывода результатов и управляющие выполнением запросов кнопки.

Каждый запрос управляется одинарным нажатием на соответствующую кнопку, а действия по этому сигналу регламентированы программами на Visual Basic*.

Информационные таблицы.

Созданы два вида таблиц, используемых для выполнения запросов и пригодных для внесения изменений или самостоятельного изучения необходимых запросов. Это:

- Таблица-расписание

- Таблица-ведомость

В первой по одной оси отмечены дни недели и номера уроков, а по другой учителя, причем каждому отведено две строки. Об учителе хранится информация касательно его фамилии и преподаваемого предмета, а в пересечениях – обучаемый на данном уроке класс (первая строка) и номер кабинета, в котором проходит данный урок (вторая строка).

Во второй таблице, посвященной каждому классу отдельно, отмечены изучаемые предметы и список учеников. А в пересечениях - оценка соответствующего ученика по соответствующему предмету.

Эти таблицы выглядят так:

Расписание:

Ведомость:

Выполнение запросов.

Общие сведения.

Все запросы расположенным на первом листе «расписание» и оформлены в виде сведенных рядом полей ввода и вывода и управляющей кнопки, расположенной непосредственно над этими полями.

Ввиду однотипности запросов, все они будут описаны по общему для всего п. 2.3.3 плану:

а) Задание

б) Поле ввода

в) Поле вывода

г) Управляющая кнопка

д) алгоритм обработки запроса

е) наглядная иллюстрация

Все запросы построены таким образом, что работают для не более чем 25 преподавателей в школе, при реально существующих 21.

Определить предмет.

а) Требуется по данным: дню недели, номеру урока и классу выяснить, какой предмет там на данном уроке преподается.

б) В60 – D60

в) В63

г) «Предмет по дате»

д) Сначала в цикле находится нужный день недели, затем номер урока. Таким образом определяется столбец, в котором осталось найти искомый класс и записать в поле вывода значение из второй ячейки той же строки – там содержится изучаемый предмет

е) Пример:

Определить кабинет.

а) Требуется по данным: дню недели, номеру урока и классу выяснить, в каком кабинете этот урок проходит.

б) Q60-V60

в) Q63

г) «Кабинет по дате»

д) Алгоритм отличается от алгоритма обработки первого запроса только тем, что выводится значение не второй ячейки в той же строке, а следующей ячейки в том же столбце.

е) Пример:

Обучаемые классы.

а) Необходимо по заданному учителю вывести классы, в которых он преподает.

б) Y60

в) AC61 - AC70

г) «Обучаемые учителем классы»

д) Сначала в списке находится нужный учитель, а затем в цикле по его расписанию найденные классы записываются в поле вывода в соответствующую ячейку:

«10а» - АС61

«10б» - АС62

* * *

«11д» - АС70

Если какой-то класс не обнаружится – в соответствующую ему ячейку будет занесено «--»

е) Пример:

Расписание.

а) Требуется составить расписание для заданного класса на заданный день недели.

б) AG60-AI60

в) AI63 – AI73

г) «Расписание для класса»

д) Сперва определяется нужный день недели, а потом пробегаются все уроки этого дня, попутно заполняя поля вывода тогда, когда в текущей ячейке стоит номер запрашиваемого класса

е) Пример

Справки.

Общие сведения.

Все справки реализованы на листе «справки» и работают в условиях ограничения: учеников в классе не более 25, учителей в школе не более 25.

Каждая справка представляет собой поле, в котором или одна ячейка ввода или они отсутствуют, а так же одно или несколько полей вывода. Управляется каждая справка кнопкой, расположенной непосредственно над полем справки.

Все справки будут описаны следующим образом

а) Задание

б) Поле справки

в) Поле ввода(если есть)

г) Поле вывода

д) Управляющая кнопка

е) Алгоритм обработки

ж) Пример

Количество учеников.

а) Требуется сообщить количество учеников в заданном классе

б) В4 – Н6

в) D5

г) F5

д) «кол-во учеников»

е) Читается поле ввода и определяется лист(ведомости), на котором нужно искать, а потом складывается количество записей в столбце учеников и выводится в поле вывода.

ж) Пример:

Количество кабинетов.

а) Требуется сообщить количество используемых в учебном процессе кабинетов.

б) В12 – Н14

в) --

г) F13

д) «кол-во кабинетов»

е) Все строки кабинетов пробегаются, а номера кабинетов заносятся в одноименные ячейки, затем считаются непустые ячейки и результат заносится в поле вывода, а ячейки чистятся

ж) Пример:

Количество учителей.

а) Требуется сообщить количество учителей по каждому из преподаваемых предметов.

б) J5 – K21

в) --

г) J6 – K21

д) «учителя по предметам»

е) В цикле проходятся все учителя и смотрится их предмет, если такой уже был, на этот предмет «дописывается» еще один учитель, а если нет – то создается новый предмет.

ж) Пример:

Успеваемость в классе.

а) Требуется по заданному классу сообщить количество учащихся в нем на «2», «4-5», «5»

б) M4 – S9

в) O5

г) Q6 – Q8

д) «Успеваемость в классе»

е) Сначала по полю ввода определяется лист с нужной ведомостью, а потом эта ведомость пробегается, попутно считая нужные данные.

ж) Пример:

Успеваемость в школе.

а) Требуется сообщить количество школьников, учащихся на «2», «4-5», «5»

б) M15 – S20

в) --

г) Q17 – Q19

д) «Успеваемость в школе»

е) В цикле по ведомостям выполняется решение аналогичной задачи в масштабах класса(п 2.3.4.5), а потом данные складываются и выводятся

ж) Пример:

Визуализация.

При проектировании БД важнейшую роль играло удобство ее использования и изучение. Следствием этого явились

- Существующая структура БД (см. п. 2.3.1)

- Взаимное расположение на листах запросов и справок (поля ввода и вывода рядом и в непосредственной близости от управляющих кнопок, что обеспечивает удобство в использовании БД). Наличие рядом информационных таблиц, что позволяет пользователю(завучу) контролировать учебный процесс и при необходимости вносить изменения в расписание, преподавательский состав, регистрировать новичков и отчисленных из классов, вносить коррективы в ведомости в случае исправления оценок и т.д.

- Цветовое оформление, созданное удобным для восприятия и позволяющее быстро находить нужные графы таблиц и ориентироваться в больших объемах данных.

Запросы и справки расположены на своих листах следующим образом:

Вывод

В результате создана работающая БД для завуча школы, отвечающая всем требованиям (реализация запросов и справок), удобная в использовании и приспособленная к модификации (п. 2.3.5)

Примечания