Технология разработки программного обеспечения. Контрольная (курсовая) работа. Симулятор нормальных алгоритмов Маркова

Задания к контрольной работе

В рамках данной контрольной работы предлагается осуществить формирование требований, проектирование, реализацию и тестирование программы. Типовые темы заданий приводятся ниже для десяти вариантов. Возможен выбор темы, отличающейся от типовой. Выбор темы из приводимого ниже списка альтернативных тем производится без согласования с преподавателем. При согласовании с преподавателем допускается выбор собственной темы, отличающейся от типовой или альтернативной из списка.

Общий для всех вариантов и тем план выполнения работ разбит на следующие этапы:

1. Формирование требований. Представьте себя заказчиком и потенциальным пользователем программы, которая решала бы задачу Вашего варианта. Сформируйте требования пользователя к ней. Можно использовать как неформальное описание на естественном языке (русском, английском), так и какой-либо формальный язык для спецификаций. В любом случае важен не объем текста (это может быть, например, всего 0.5-2 страницы), а содержательное описание функций с обоснованием их выбора.

2. Проектирование
2.1. Выберите и обоснуйте аппаратную платформу, ОС, язык программирования и компилятор для него (или некоторую интегрированную среду разработчика). При необходимости, также можно выбрать какую-либо заемную библиотеку функций. Выбор производится, исходя из сформированных в задании 1 требований, имеющихся у Вас аппаратных ресурсов, знания языков программирования и имеющегося набора программного обеспечения. В данном разделе желательно избегать подробное изложение достоинств выбираемых сред, которые не относятся непосредственно к обоснованию их выбора (достаточно указания ссылок на печатные или электронные материалы).

2.2. Нарисуйте в виде блок-схемы алгоритм работы программы.

2.3. Если использован объектно-ориентированный подход, перечислите все классы, их атрибуты и методы, отношение наследования (в виде текста на естественном языке или текста на выбранном языке программирования, поддерживающем объектно-ориентированное программирование, или в виде диаграммы классов).

2.4. Нарисуйте диаграмму с набором модулей, на которые будет разбита программа. Стрелками для каждого модуля укажите, какие модули используются данным модулем.

3. Реализация

3.1. Программирование

По результатам проектирования реализуйте программу на выбранной платформе и на выбранном языке.

В процессе реализации для устранения ошибок пользуйтесь отладчиком. Для этого соберите программу в отладочном варианте. Если Вы выбрали GNU C/C++, то командная строка для сборки может быть такой: gcc –g –o program.bin program.c. Запустите собранный бинарный файл в отладчике. Пример для GCC и GDB приведен в гл. 6.

Результат выполнения задания 3 – все тексты программы и использовавшаяся для ее компиляции команда. Тексты программы оформляются в соответствии с рекомендациями по стилю, которые приведены в гл. 4 конспекта лекций данного курса.

3.2. Документирование – разработка модели. Возьмите за основу модель документации из приложения 2. Предложите измененную версию модели, которая на Ваш взгляд была бы удобна для описания программ, подобных построенной в задании 3. Для каждого добавленного, измененного и исключенного пункта объясните причину, почему это было необходимо сделать.

3.3. Документирование. На основе полученной в предыдущем пункте модели документации, составьте документацию для программы, реализованной в этом задании (п. 3.1).

4. Оценка производительности. Проведите измерение времени выполнения получившейся в задании 4 программы зависимости от объема данных. Если Вы выбрали в качестве языка программирования C/C++, то для замеров можно воспользоваться функциями из файла benchmark.1.c (или benchmark.2.c). При этом функция main будет иметь такой вид:
main(){
 benchmark_start();
 …
 рrintf(“duration = %d\n”, benchmark_stop());
}

Сделайте это для нескольких вариантов, изменив флаги для компилятора, которые отвечают за уровни оптимизации. Можно попробовать и флаги, включающие и выключающие отдельные виды оптимизации. Если Вы выбрали GNU C/C++, то минимальный рекомендуемый набор вариантов для тестирования таков:
gcc –o program.bin program.c
gcc –O2 –o program.bin program.c
gcc –O3 –o program.bin program.c
gcc –O4 –o program.bin program.c

Постройте графики, где по ось X задана в соответствии с Вашим вариантом, а ось Y – время выполнения программы в миллисекундах.

Выполнение этапов 1, 2.1, 2.2., 3.1. и 3.3. - обязательно. Выполнение остальных этапов желательно. Важность их выполнения варьируется в зависимости от выбранной темы.

Тема 2. Симулятор нормальных алгоритмов Маркова – реализует обработку текстовой строки (обрабатываемая строка) по набору правил. Число правил – произвольное, правила упорядочены. Каждое правило определяет текстовую подстановку и состоит из двух строк. Первая (левая) строка определяет заменяемую подстроку. Вторая (правая) строка задает, на какую она заменяется. Исполнение происходит до неприменимости, т.е. того момента, когда в обрабатываемой строке нет ни одной подстроки, которая совпадает с одной из строк из левых частей правил. Применение правила заключается в поиске вхождения его левой части в обрабатываемую строку и замена соответствующей подстроки на правую часть правила. Если таких вхождений несколько, то заменяется только первое вхождение. Если вхождений нет, то правило – неприменимо. Применение правил идет следующим образом. Берется первое правило и пытается примениться. Если оно неприменимо, берется следующее правило. И так происходит либо до выхода по неприменимости, либо до первого применимого правила. После того, как применимое правило сработало, все начинается сначала – с первого правила.

Пример:

Обрабатываемая строка:
AAAAEEabbbb

Правила:
AE -> ggg
A -> b
bg -> X

Промежуточные и конечный результаты будут такими:
1. AAAgggEabbbb
2. bAAgggEabbbb
3. bbAgggEabbbb
4. bbbgggEabbbb
5. bbXggEabbbb

В минимальном виде симулятор – это утилита, которой в качестве параметров передается имя входного файла c исходной строкой, имя выходного файла с результирующей строкой, имя файла с правилами. Утилита 1) считывает входные параметры и проверяет их корректность, 2) открывает исходный файл и файл с правилами, обрабатывая возможные ошибочные ситуации, 3) производит поиск и применение подстановок, 4) записывает результат в результирующий файл и завершает работу.

Набор правил, синтаксис их записи и вид исходной строки выбирается по собственному усмотрению.

Для задания 4 ось X – размер входного файла с обрабатываемой строкой. Все измерения нужно проводить с одним набором правил.

В файле отчет, программа на Делфи и рецензия преподавателя. Замечания выложены ниже.

Уважаемый слушатель, дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Технология разработки программного обеспечения
Вид работы: Контрольная работа 1
Оценка:Зачет
Дата оценки: 07.02.2015
Рецензия:Уважаемая ,

Замечания - в файле с рецензией.

С уважением,
М.Б.

1. формирование требований

Требования (в т.ч. по ресурсам) желательно формулировать в таком виде, чтобы это было измеряемо. Иначе каким образом можно оценить степень соответствия полученной реализации требованию?

2. проектирование

не представлена модульная структура или диаграмма классов.

3. реализация

3.1. по тексту программы

Для объектов, методов, функций Желательно использовать понятные и отражающие назначение имена.

3.2. документирование

4. оценка производительности

не указаны единицы, в которых производилось измерение времени. Это сек. или мс.? Желательно подписывать оси на графике.