Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Отладка программных решений. Учебно-методическое пособие для студентов направлений подготовки бакалавриата 09.03.03 «Прикладная информатика», 09.03.04
.pdf
71
Информация о действиях пользователя. Подобная информация,
как говорилась выше, может относится к отладочной, но может
выделяться в отдельный уровень. Ее выделяют в отдельный
уровень, если необходимо отслеживать действия пользователя,
например, для своевременного выявления потенциальных угроз
(например, для выявления попыток несанкционированного
доступа к информации или функциям программы). В таком случае
следует информацию о действиях пользователя отсекать от
отладочной и обрабатывать отдельно (например, через модуль
аудита безопасности).
Некритические ошибки. К такого рода информации относятся
действия пользователя или результат работы программы, при
котором ее дальнейшая работа может быть затруднена (например,
пользователь ввел не все данные, либо к каким-то ресурсам нет
доступа). При этом для подобных ситуаций были прописаны в
коде определенные механизмы, которые позволяют выполнять
работу программы далее без серьезных ограничений. Такого рода
записи должны встречаться в логах гораздо реже, нежели
отладочные логи (особенно на этапе внедрения программы) и им
должно уделяться больше внимания, чтобы они возникали как
можно реже.
Критические ошибки. Подобные записи должны появляться в
случае возникновения непредвиденных ошибок в ходе работы
программы, требующих оперативного вмешательства и разбора.
Как правило, возникновение критической ошибки говорит о том,
что программа не в состоянии далее выполнять свои операции
(либо, часть операций) и необходимо как можно скорее понять,
почему так произошло и что делать, чтобы такого не случилось в
будущем.
72
«Крах». Подобного рода ситуаций возникают в случае «падения»
системы, когда она прекращает полностью свою работу. Главное
отличие от критических ошибок заключается как раз в том, что в
случае критических ошибок программа еще продолжает
функционирование (возможно, просто, с очень ограниченной
функциональностью), а в случае «краха» она полностью
прекращает свою работу. На подобные ситуации следует
реагировать незамедлительно, а, следовательно, подобная
информация должна незамедлительно отображаться у
специалистов, отвечающих за работу программы.
В современном программировании крайне редко пишут собственный
логгер, как правило, используют готовое решение. При этом, логгер должен
обладать следующим набором функций:
поддерживать различные уровни логирования (то, что
обсуждалось выше);
уметь записывать логи в разные места (файлы, базы данных,
отправлять сообщения через интернет и т.п.);
выполнять ротацию файлов (в случае записи в файл, не копить все
в одном гигантском файле, а создавать много файлов, например,
на каждый день, либо по достижению определенного размера
файла);
быть потокобезопасным (не влиять на работу основной системы:
не выбрасывать ошибки, не загружать своими операциями работу
основной системы);
асинхронное логирование (запись в логи через отдельные потоки,
опять же, чтобы не тормозить работу основной системы);
иметь возможность оперативно настраивать формат логов,
уровни логирования, по которым ведется запись и прочее (при
этом без пересборки и переразвертывания проекта).
73
Работа с логгером в коде выполняется в 3 шага:
1. В файле конфигурации проекта прописать настройки для логгера.
2. В коде (обычно при запуске системы) прописать загрузку настроек
логгера.
3. Вызывать запись логов нужного уровня в требуемых местах.
Общее задание
2. Требуется сделать desktop-приложение по расчету функции Y
через ряд Тейлора. Необходимо реализовать следующее:
а. На форме разместить элемент(ы) TextBox для ввода
исходных данных для отработки задания по варианту. На
форме разместить элемент Button при нажатии которого
запускается механизм расчета. В процессе расчета в логфайл записываются все действия.
б. Результат расчета через ряд Тейлора (Сумма S) при
количестве слагаемых n должен быть равен расчету
функции Y примерно до 3-4 знака после запятой (это записи
логов уровня отладки).
в. Обязательно! Программа должна корректно
отрабатывать случаи недостаточности данных для
выполнения задания (это записи логов уровня
некритических ошибок).
Задание
N
Сумма S
n
Функция Y
1.
30
2.
40
74
3.
40
4.
10
5.
20
6.
30
7.
50
8.
40
9.
40
10.
20
75
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 06.
ОТЛАДКА
Цель
Разработать программу и выполнить отладку кода по вариантам с
использованием механизма отладки среды выполнения.
Теория
Для примера рассмотрим функцию , разложенную в сумме ряда
(количество слагаемых n=10). В задаче
необходимо протабулировать эти функции на интервале изменения x [0,1; 1].
Заметим, что значения s и y при одинаковых значениях x будут
приблизительно равными.
Примечание: k! – факториал числа k. Вычисляется по формуле
Код программы будет следующим (листинг 6.1).
double x = 0;
double h = 0.05;
int n = 10;
while (x <= 1 + h)
{
double y = Math.Pow(3, x);
double s = 1;
int k = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
for (int j = 2; j <= i; j++)
k *= j;
double slag = Math.Pow(Math.Log(3.0), i) / k * Math.Pow(x, i);
s += slag;
}
Console.WriteLine("| {0}\t| {1}\t| {2}\t|\n", x, y, s);
x += h;
}
Листинг 6.1 – Фрагмент кода
Но вот незадача, он неправильный (рисунок 6.1).
76
Рисунок 6.1 – Результат работы
Значение в столбце s не соответствует значению в столбце y. Более того,
он не высчитывается вовсе. Придется разбираться в коде.
И так, рассмотрим, что же здесь происходит. На первом шаге мы
инициализируем некоторые переменные: задаем начальное значение для x,
задаем шаг h и количество слагаемых n. На втором шаге задаем цикл с
предусловием для прохождения диапазона x. Внутри цикла мы рассчитываем
значения функций y и s для определенного значения x, выводим их на экран,
увеличиваем значение x и переходим к следующему шагу цикла.
С расчетом функции y проблем нет, там простая формула, ошибок там
не должно быть и простая проверка на калькуляторе запросто это подтвердит.
Перейдем к расчету s. На первом шаге мы инициализируем значение s
единицей, так как в формуле у нас первое слагаемое равно 1. Саму сумму s
можно представить в виде:
. Поэтому для подсчета
суммы слагаемых s можно использовать цикл. Для подсчета слагаемого
требуется найти факториал от числа. Найти его можно различными способами.
Мы воспользуемся еще одним дополнительным циклом. Так как факториал –
это произведение чисел от 1 и до самого числа, то получаем (листинг 6.2):
77
int k = 1;
for (int j = 2; j <= i; j++)
k *= j;
Листинг 6.2 – Фрагмент кода цикла для расчета факториала
Начальное значение k мы задали единице. Далее, в цикле мы проходим
числа от 2 до текущего значение i и домножаем k на каждое из этих чисел. В
результате у нас получается в k факториал числа i.
Остальная часть формулы расчета слагаемого простая, поэтому сразу его
высчитываем (листинг 6.3):
double slag = Math.Pow(Math.Log(3.0), i) / k * Math.Pow(x, i);
Листинг 6.3 – Фрагмент кода для расчета факториала
Полученное значение прибавляем к s. В результате по окончанию цикла
по i мы получим значение суммы 10 слагаемых. И мы можем вывести
полученные значения на экран. Теперь остается только найти, где же была
допущена ошибка. Воспользуемся отладчиком Visual Studio. Установим точку
прерывания напротив вычисления формулы y (рисунок 6.2).
Рисунок 6.2 – Установка точки остановки
Запустим программу и дождемся вызова прерывания (всплывет окно
Visual Studio и в красном кружке появится желтая стрелка) (рисунок 6.3).
78
Рисунок 6.3 – Остановка выполнения программы
Внизу справа выберем вкладку «Контрольные значения 1» и введем туда
наши переменные i, s, k, slag (рисунок 6.4).
Рисунок 6.4 – Ввод переменных в «Контрольные значения»
Теперь начнем прохождение по коду (нажимаем клавишу F10).
79
В результате расчетов наши значения будут меняться так (каждая строка
в таблице – это изменение значения одной из переменных, оно обозначается
красным цветом) (таблица 6.1).
Таблица 6.1 – Результаты работы через отладчик
i s k
slag
1
1,00
1
-9.2559631349317831e+061
1
1,00
1
0
2
1,00
1 0 2
1,00
2 0 2
1,00
2 0 3
1,00
2
0
3
1,00
4
0
3
1,00
12 0 3
1,00
12 0 4
1,00
12
0
4
1,00
24
0
4
1,00
72
0
4
1,00
288
0 4 1,00
288
0
Дальше вычисления можно не проводить, так как ошибку можно
обнаружить уже сейчас: факториал считается неправильно. 3! = 1 *2 *3 = 6, а
у нас факториал от 3 равен 12. 4! = 1 *2 *3 *4 = 24, а у нас 288. Отчего он
считается неправильно? Посмотрим, как считается факториал от 3 у нас: 2 * 2
* 3 = 12. У нас вместо 1 идет 2. При расчете 4 = 12 * 2 * 3 * 4 = 288. Здесь уже
вместо 1 идет 12, т.е. вместо 1 идет значение расчета факториала от
предыдущего числа. Все потому что, значение в переменной k сбрасывается в
1 только при переходе на расчет следующего значения х. А необходимо
сбрасывать при переходе на расчет следующего слагаемого s (листинг 6.4).
80
while (x <= 1 + h)
{
double y = Math.Pow(3, x);
double s = 1;
for (int i = 1; i <= n; i++)
{
int k = 1;
for (int j = 2; j <= i; j++)
k *= j;
double slag = Math.Pow(Math.Log(3.0), i) / k * Math.Pow(x, i);
s += slag;
}
Console.WriteLine("| {0}\t| {1}\t| {2}\t|\n", x, y, s);
x += h;
}
Листинг 6.4 –Исправленный код программы
Запускаем программу и получаем (рисунок 6.5):
Рисунок 6.5 – Корректный результат работы программы
Значение в столбце s полностью идентично значению в столбце y.
Программа работает корректно.
Общее задание
1. Исправить программы (console-приложения) табулирования двух
функций S и Y в заданном диапазоне изменения аргумента x.
Необходимо реализовать следующее:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]