67

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет автоматики и вычислительной техники

Кафедра автоматики и телемеханики

В.В.Чуркин

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

ПО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ МЕТОДАМ

В СРЕДЕ C++ Builder 6

Практикум к лабораторным работам

Дисциплина “Вычислительные методы ”

Специальность 220201, дневное и заочное отделения

Киров 2010

СОДЕРЖАНИЕ

Ознакомление с Интегрированной Средой Разработки (ИСР)

C++Builder 6..........................................................................................................3

Лабораторная работа 1. Исследование методов решений

нелинейных уравнений………………………………………………………....12

Лабораторная работа 2. Тригонометрическая интерполяция………..........20

Лабораторная работа 3. Алгебра и формирование матриц………………...25

Лабораторные работы 4, 5. Исследование методов решений систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ)…………………………..…...29

Лабораторная работа 6. Аппроксимация по методу наименьших квадратов……………………………………………………………………...…41

Лабораторная работа 7. Исследование методов вычисления

определенных интегралов………………………………………………………47

Лабораторная работа 8. Исследование методов интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) и систем ОДУ………58

Библиографический список……………………………………………………..66

Ознакомление с Интегрированной Средой Разработки (иср)

C++Builder 6

Интегрированная Среда Разработки (Integrated Development Environment – IDE или ИСР) – это среда в которой есть все необходимое для быстрой разработки (проектирования) сложных прикладных программ (приложений) ИСР интегрирует в себе редактор кодов отладчик инструментальные панели редактор изображений инструментарий баз данных что позволяет проектировать запускать и тестировать приложения

Проекты C++Builder

Проект C++Builder состоит из форм модулей с их заголовочными файлами и файлами реализации установок параметров проекта ресурсов и тд Вся эта информация размещается в файлах Многие из этих файлов автоматически создаются C++Builder в процессе построения приложения:

Головной файл проекта (.cpp)	C++Builder создает файл .cpp для головной функции WinMain, инициирующей приложение и запускающей его на выполнение
Файл опций проекта (.bpr)	Этот текстовый файл содержит установки опций проекта и указания на то какие файлы должны компилироваться и компоноваться в проект Файл сохраняется в формате XML
Файл ресурсов проекта (.res)	Двоичный файл содержащий ресурсы проекта: пикто-граммы курсоры и тп По умолчанию содержит только пиктограмму проекта Может дополняться с помощью Редактора Изображений
Файл реализации модуля (.cpp)	Каждой создаваемой пользователем форме соответствует текстовый файл реализации модуля используемый для хранения кода Пользователь может создавать модули не связанные с формами
Заголовочный файл модуля (.h)	Каждой создаваемой пользователем форме соответствует не только файл реализации модуля но и его заголовоч-ный файл с описанием класса формы Пользователь мо-жет и сам создавать необходимые заголовочные файлы
Файл формы (.dfm)	Это двоичный или текстовый файл который C++Builder создает для хранения информации о формах пользовате-ля Пользователь может смотреть этот файл в текстовом виде или в виде формы Каждому файлу формы соответ-ствует файл модуля (.cpp)
Заголовочный файл компонента (.hpp)	Файл создается при создании пользователем нового ком-понента Пользователю также часто приходится подклю-чать к проекту эти файлы из библиотеки компонентов C++Builder расположенные в каталоге Include\VCL
Файл группы проектов (.bpg)	Текстовый файл создаваемый в C++Builder при созда-нии пользователем группы проектов
Файлы пакетов (.bpl и .bpk)	Эти двоичные файлы используются C++Builder при ра-боте с пакетами: .bpl – файл самого пакета .bpk – файл определяющий компиляцию и компоновку пакета
Файл рабочего стола проекта (.dsk)	В этом текстовом файле C++Builder хранит информацию о последнем сеансе работы с проектом: открытых окнах их размерах и положении Благодаря этому файлу в но-вом сеансе работы пользователь сразу видит тот же эк-ран который был в предыдущем сеансе Файл создается только при включении опции Опции автосохранения |Рабочий стол проекта ( на странице Предпочтения–многостраничного окна Опции среды общих настроек среды вызываемого командой Инструменты|Опции среды)
Файлы резервных копий (.~bp, .~df, .~cp, .~h)	Это соответственно файлы резервных копий для файлов проекта формы реализации модуля и заголовочного Если пользователь что-то безнадежно испортит в своем проекте он может соответственно изменить расширения этих файлов и таким образом вернуться к предыдущему не испорченному варианту

Следующая группа файлов создается компилятором:

Исполняемый файл (.exe)	Это исполняемый файл проектируемого приложения Он является автономным исполняемым файлом для которо-го больше ничего не требуется если только пользователь не использует библиотеки содержащиеся в пакетах DLL, OCX и тд
Объектный файл модуля (.obj)	Это откомпилированный файл модуля (.cpp) который компонуется в окончательный исполняемый файл
Динамически присоединяемая библиотека (.dll)	Этот файл создается в случае если пользователь проек-тирует свою собственную DLL
Файл таблицы символов (.tds)	Двоичный файл используемый отладчиком в процессе отладки приложения
Файлы выбороч-ной компоновки (.il?)	Файлы с расширением начинающемся с il (.ilc, .ild, .ilf, .ils), позволяют повторно компоновать только те файлы которые были изменены после последнего сеанса

C++Builder может использовать файлы Windows:

Файлы справки (.hlp)	Это стандартные файлы справки Windows, которые мо-гут быть использованы приложением C++Builder
Файлы изображе-ний или графичес-кие файлы (.wmf, .bmp, .ico)	Эти файлы обычно используются в приложениях Win-dows для создания привлекательного и дружественного пользовательского интерфейса

Из всех перечисленных файлов (а могут использоваться еще и другие) важнейшими являются файлы .cpp, .h, .dfm, .bpr, .res. Это файлы которые необходимо перенести на другой компьютер чтобы продолжить на нем работу над проектом Все остальные файлы C++Builder создаст автоматически в процессе компиляции проекта и его отладки

Главной частью приложения является головной файл .cpp (файл проекта исходный файл проекта) с функцией WinMain, с которой начинается выполнение программы и которая обеспечивает инициализацию других модулей Она создается и модифицируется C++Builder автоматически в процессе разработки приложения Имя которое дает пользователь файлу проекта когда сохраняет его становится именем исполняемого файла

Все изменения файла проекта при добавлении новых форм изменении имен форм и тп поддерживаются C++Builder автоматически Для просмотра исходного файла проекта надо выполнить команду Проект|Вид источника. Но обычно просмотр не требуется

Информация о формах C++Builder хранится в трех файлах: .dfm, .cpp, и .h. Информация о внешнем виде формы ее размерах местоположении на экране и тд хранится в файле с расширением .dfm, который по умолчанию имеет текстовый вид Для хранения файла формы в двоичном виде нужно щелкнуть на форме правой кнопкой мыши и во всплывшем меню выключить индикатор Текст DFM.

Основной файл с которым работает пользователь – это файл реализации модуля .cpp, в котором хранится код соответствующий данной форме В текстовом заголовочном файле с расширением .h хранится объявление класса используемой формы Весь основной текст этого файла C++Builder формирует автоматически по мере проектирования пользователем формы Но иногда требуется вручную вводить в этот файл объявления каких-то функций типов переменных В C++Builder заголовочный файл загружается в окно Редактора Кода автоматически

Имена всех файлов описывающих модуль одинаковы Это имя задает пользователь когда в первый раз сохраняет модуль

Рекомендуется создавать в приложении модуль не связанный с формой в который помещают описания типов констант переменных функций используемых другими модулями Это способствует хорошей структурированности программы поддерживает единое понимание типов констант переменных во всех модулях и уменьшает количество взаимных ссылок модулей друг на друга Тем самым упрощается модификация и сопровождение программы

Чтобы создать в проекте новый модуль не связанный с какой-либо формой надо выполнить команду Файл|Новый|Другое и в открывшемся многостраничном окне Новые элементы дважды щелкнуть на пиктограмме Модуль страницы Новый.

По окончании работы над проектом следует удалить вспомогательные файлы – .obj, .res, .tds, .il?, ~*. Объем файлов .tds может быть очень большим (мегабайты)