3Требования к программе
Поскольку программой может пользоваться несколько пользователей в учебных целях и при каждом новом сеансе она восстанавливается, то нет необходимости накладывать ограничения доступа, то есть создавать отдельных пользователей.
Интерфейс программы должен быть доступным, понятным и удобным для любого пользователя, то есть каждое поле ввода каждая кнопка должны быть подписаны в соответствии с вводимыми данными и действиями. Для удобства работы с программой предусматривается пользовательское меню. В нем размещаются вкладки «Файл», «Теоритический материал» и «Справка».
Вкладка «Файл» содержит процедуру выхода из программы.
Вкладка «Теоритический материал» содержит теоретические отдельные сведения по каждому методу вычисления приближенного значения интеграла.
Вкладка «Справка» содержит информацию о программе, о ее разработчиках и руководство пользователя.
4Тестирование
Для запуска программы нужно выбрать файл INTEGRAL.exe в папке программы представленого на рисунке 4.1. При помощи мыши левой клавишей дважы кликнуть по приложению, либо с помощью правой клавиши мыши в контекстном меню выбрать пункт «Открыть».
Рисунок 4.1 – Файл INTEGRAL.exe
Приложение запускается и функционирует нормально без ошибок и несанкционированного выхода.
После того как файл запущен на экране появляется заставка программы, которая должна исчезнуть спустя пять секунд от начала ее появления. Заставка представлена в виде формы без кнопок и меню на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – Заставка
При тестировании заставка закрылась спустя пять секунд после ее появления. Приложение функционирует без ошибок.
Далее открывается окно «Методы вычисления приближенного значения интеграла» с информацией о разработчиках и двумя действиями продолжить далее либо выход из программы. Запускаемое окно представлено на рисунке 4.3.
Рисунок 4.3 – Окно программы «Методы вычисления приближенного значения интеграла»
При нажатии на кнопу «Выход» произвелся выход из программы. При нажатии кнопки «Далее» программа продолжила работу. Приложение функционирует без ошибок.
При нажатии кнопки «Далее» на экране появляется главная форма программы «Вычисление интеграла». Форма представлена на рисунке 4.4. На ней расположено пользовательское меню и три вкладки с методами расчета интеграла.
Рисунок 4.4 – Главная форма программы
Главная форма программы открылась. Программа работает без ошибок.
Для того чтобы проверить работоспособность программы далее необходимо выбрать метод вычисления интеграла. Для начала тестируется «метод трапеции». Нужно выбрать из списка предлагаемых функций функцию. Затем осуществить ввод требуемых данных. Ввод данных представлен на рисунке 4.5.
Рисунок 4.5 – Ввод данных и выбор функции
При некорректном вводе данных появляется сообщение, представленное на рисунке 4.6, 4,7, 4.8, 4.9, 4.10, с описанием ошибки и просьбой ввести недостающие данные.
Рисунок 4.6 – Сообщение о не верном формате вводимых данных
Рисунок 4.7 – Сообщение о пустом значении
Рисунок 4.8 – Сообщение о не введенном количестве разбиений интеграла на отрезки
Рисунок 4.9 – Сообщение о не введенном начальном значении интеграла
Рисунок 4.10 – Сообщение о не введенном конечном значении интеграла
Если функция не выбрана, то появляется сообщения о просьбе выбрать функцию, представленное на рисунке 4.11.
Рисунок 4.11 – Сообщение о выборе функции
При корректном вводе и своевременном выборе функции программа осуществляет обработку данных без ошибок.
Когда данные введены для продолжения нужно нажать кнопку «Вычислить!». В подразделе программы «Расчетные данные» на данной вкладке производится вывод ответа в первом пункте значение шага. Во втором значение интеграла по методу «трапеции».
Рисунок 4.12 – Результата вычисления
При вводе лучше использовать число разбиений, превышающее 1000, так как приближенное значение интеграла будет более точно. Программа выводит значение шага и значение интеграла без ошибок.
По расчетным данным и по конкретно выбранной функции в программе можно просмотреть график функции интеграла. Сам график интеграла функции 1/sqrt((0.2*x*x)+1) представлен на рисунке 4.13.
Рисунок 4.13 – График функции
При нажатии на кнопку «График функции» программа выводит на экран график функции со значением минимального и максимального значения функции. При нажатии «Закрыть» форма с графиком закрывается, возвращаясь на главную форму. Программа продолжает работать дальше без ошибок.
При нажатии кнопки «Очистить» должно происходить очистка полей ввода данных и вывода значений интеграла. Результат представлен на рисунке 4.14.
Рисунок 4.14 – Очистка полей ввода и вывода значений
Далее приведено тестирование работоспособность программы еще нескольких представленных функций на рисунках 4.15, 4.16, 4.17.
Рисунок 4.15 – Нахождение значения интеграла функции sin(x)
Рисунок 4.16 – График функции sin(x)
Рисунок 4.17 – Вычисление интеграла функции 1/sqrt(x*x+1)
Рисунок 4.18 – График функции 1/sqrt(x*x+1)
Рисунок 4.19 – Вычисление интеграла функции cos(x)
Рисунок 4.20 – График функции cos(x)
По приведенным примерам видно, что все интегралы по методу трапеции программа высчитывает безошибочно. Графики функций, представленных на рисунках 4.16, 4.18, 4.19, соответствуют значениям выбираемых функций и вводимым данным. При тестировании ошибок не было обнаружено.
Дале приведен пример тестирования интеграла функции по методу Симпсона на рисунке 4.21. Как и в предыдущим, методе необходимо заполнить поля ввода и выбрать функцию из предложенных в списке, иначе программа выдаст сообщения об не корректном или пустом вводе.
Рисунок 4.21 – Вкладка «Метод Симпсона»
Выбор функции показан на рисунке 4.22.
Рисунок 4.22 – Выбор функции
При совершении выбора функции программа выводит изображение интеграла на форму, это действие представлено на рисунке 4.23.
Рисунок 4.23 – Вывод изображения интеграла
Заполнение полей ввода осуществляются согласно указанной информации перед полями ввода, при чем во всех методах число n является целым, число а и в вещественным. Ввод букв и других символов не допускается. Ввод данных представлен на рисунке 4.24.
Рисунок 4.24 – Заполнение полей ввода
Вывод значения интеграла представлен на рисунке 4.25.
Рисунок 4.25 – Значение интеграла по методу Симпсона
При нажатии кнопки «График функции» на экране появляется форма с построенным графиком интеграла функции. График интеграла функции представлен на рисунке 4.26.
Рисунок 4.26 – График функции
Таким же образом протестирована и другой предложенный интеграл. Ввод и вывод данных представлен на рисунке 4.27.
Рисунок 4.27 – Значение второго интеграла по методу Симпсона
График интеграла функции представлен на рисунке 4.28.
Рисунок 4.28 – График функции
На третьей вкладке «Метод прямоугольников» главной формы как и на двух предыдущих расположены поля ввода данных, список выбора функций, поля вывода значений интеграла. Вид вкладки «Метод прямоугольников» представлен на рисунке 4.29.
Рисунок 4.29 – Вкладка «Метод прямоугольников»
Далее осуществляется выбор функции. Представленный на рисунке 4.30.
Рисунок 4.30 – Выбор функции
Как и в предыдущих методах необходимо заполнить все поля в соответствии с указаниями и выбрать функцию. При не корректном вводе данных на экран выводятся сообщения о просьбе заполнить поля.
Для более точного вычисления приближенного интеграла количество разбиений на отрезки интервала необходимо вводить число больше за 1000, более того это придаст графику более естественное изображение. Заполнение полей и вывод значения интеграла по методу прямоугольников приведено на рисунке 4.31.
Рисунок 4.31 – Результат по методу прямоугольников
График функции приведен на рисунке 4.32.
Рисунок 4.32 – График функции
По приведенным примера тестирования можно сделать вывод, что все методы в программе работают без ошибок. Программа фильтрует ввод данных. При ошибках выводит сообщения с дальнейшими указаниями. Графики функций выводятся по запросу пользователя при нажатии кнопок «График функции». Очистка полей ввода и вывода значений интеграла производится без ошибок при нажатии кнопки «Очистить».
В программе есть пользовательское меню, состоящее из вкладок:
«Файл»;
«Теоритический материал»;
«Помощь».
Меню программы представлено на рисунке 4.33.
Рисунок 4.33 – Меню программы
Вкладка «Файл» содержит команду «Выход», представленную на рисунке 4.34.
Рисунок 4.34 – Вкладка «Файл»
При выборе вкладки «Файл» - «Выход» осуществилось завершение программы.
Следующая вкладка «Теоритический материал» содержит следующие пункты:
«Определенный интеграл»;
«Метод трапеций»;
«Метод Симпсона»;
«Метод прямоугольников».
Все выше перечисленное представлено на рисунке 4.35.
Рисунок 4.35 – Вкладка «Теоритический материал»
При выборе пункта на экран производится вывод теории с названием метода с записью математической формулы и графическим отображением соответствующего метода.
На рисунке 4.36 представлена вкладка «Помощь» с расположенными пунктами «О программе» и «Справка».
Рисунок 4.36 – Вкладка меню программы «Помощь»
Меню программы функционирует без ошибок и выполняет команды соответственно выбранным пунктам.
5Применение
5.1 Назначение программы
Программа предназначена для изучения методов вычисления приближенного значения интеграла. Может использоваться как в учебном процессе, так и в закреплении пройденного материала по дисциплине «высшая математика».
5.2 Требования к аппаратным ресурсам персонального компьютера
Для корректной работы программы необходим персональный компьютер со следующими минимальными характеристиками:
ОС Windows: XP/ Vista/ Seven/ Server 2008
Процессор: 1.6 GHz- 2.2 GHz
Оперативная память: 192 MB- 384 MB
Разрешение экрана: 1024 x 768- 1280 x 1024
Скорость HDD: 5400 RPM- 7200 RPM
Монитор: VGA
Клавиатура, мышь
5.3 Руководство пользователя
Для запуска программы нужно выбрать файл INTEGRAL.exe в папке программы в соответствии с рисунком 5.3.1. При помощи мыши левой клавишей дважы кликнуть по приложению, либо с помощью правой клавиши мыши в контекстном меню выбрать пункт «Открыть».
Рисунок 5.3.1 – Файл INTEGRAL.exe
После того как файл запущен на экране появляется заставка программы, которая должна исчезнуть спустя пять секунд от начала ее появления в соответствии с рисунком 5.3.2.
Рисунок 5.3.2 – Заставка
Далее открывается окно «Методы вычисления приближенного значения интеграла» с информацией о разработчиках и двумя действиями продолжить далее либо выход из программы в соответствии с рисунком 5.3.3.
Рисунок 5.3.3 – Окно программы «Методы вычисления приближенного значения интеграла»
При нажатии на кнопу «Выход» произвелся выход из программы. При нажатии кнопки «Далее» программа продолжила работу.
При нажатии кнопки «Далее» на экране появляется главная форма программы «Вычисление интеграла» в соответствии с рисунком 5.3.4. На ней расположено пользовательское меню и три вкладки с методами расчета интеграла.
Рисунок 5.3.4 – Главная форма программы
Для вычисления приближенного значения интеграла нужно выбрать метод. Затем выбрать из списка предлагаемых интегралов функцию. Далее осуществить ввод требуемых данных в соответствии с рисунком 6.3.5.
Рисунок 5.3.5 – Ввод данных и выбор функции
При некорректном вводе данных появляется сообщение, представленное на рисунке 5.3.6, 5.3,7, 5.3.8, 5.3.9, 5.3.10, с описанием ошибки и просьбой ввести недостающие данные.
Рисунок 5.3.6 – Сообщение о не верном формате вводимых данных
Рисунок 5.3.7 – Сообщение о пустом значении
Рисунок 5.3.8 – Сообщение о не введенном количестве разбиений интеграла на отрезки
Рисунок 5.3.9 – Сообщение о не введенном начальном значении интеграла
Рисунок 5.3.10 – Сообщение о не введенном конечном значении интеграла
Если функция не выбрана, то появляется сообщения о просьбе выбрать функцию, представленное на рисунке 5.3.11.
Рисунок 5.3.11 – Сообщение о выборе функции
Когда данные введены для продолжения нужно нажать кнопку «Вычислить!». В подразделе программы «Расчетные данные» на данной вкладке производится вывод ответа в первом пункте значение шага. Во втором значение интеграла по методу «трапеции» в соответствии с рисунком 5.3.12.
Рисунок 5.3.12 – Результата вычисления
При вводе лучше использовать число разбиений, превышающее 1000, так как приближенное значение интеграла будет более точно.
По расчетным данным и по конкретно выбранной функции в программе можно просмотреть график функции интеграла в соттветствии с рисунком 5.3.13.
Рисунок 6.3.13 – График функции
При нажатии на кнопку «График функции» программа выводит на экран график функции со значением минимального и максимального значения функции. При нажатии «Закрыть» форма с графиком закрывается, возвращаясь на главную форму.
При нажатии кнопки «Очистить» должна происходить очистка полей ввода данных и вывода значений интеграла в соответствии с рисунком 5.3.14.
Рисунок 5.3.14 – Очистка полей ввода и вывода значений
В программе есть пользовательское меню, состоящее из вкладок в соответствии с рисунком 5.3.15:
«Файл»;
«Теоритический материал»;
«Помощь».
Рисунок 5.3.15 – Меню программы
Вкладка «Файл» содержит команду «Выход» в соответствии с рисунком 5.3.16.
Рисунок 5.3.16 – Вкладка «Файл»
При выборе вкладки «Файл» - «Выход» осуществилось завершение программы.
Следующая вкладка «Теоритический материал» содержит следующие пункты в соответствии с рисунком 5.3.17:
«Определенный интеграл»;
«Метод трапеций»;
«Метод Симпсона»;
«Метод прямоугольников».
Рисунок 5.3.17 – Вкладка «Теоритический материал»
При выборе пункта на экран производится вывод теории с названием метода с записью математической формулы и графическим отображением соответствующего метода.
На рисунке 5.3.18 представлена вкладка «Помощь» с расположенными пунктами «О программе» и «Справка».
Рисунок 5.3.18 – Вкладка меню программы «Помощь»