Проектирование приложения в интегрированной среде редактора VBA нахождения чисел Фибоначчи

В данном курсовом проекте выбрана тема «нахождения чисел Фибоначчи». Числа Фибоначчи -- это элементы числовой последовательности.

Фибоначчи - это один из самых значительных западных математиков средневековья, в раннем возрасте познакомившийся с достижениями арабской математики и способствовавший передаче эти знаний в западноевропейскую науку. Основные труды по арифметике и алгебре являются первыми произведениями, содержащими задачи на применение алгебры в геометрии.

Фибоначчи - это итальянский математик, который в своем главном труде «Книга абака» (1202 г.) первым систематически изложил достижения арабской математики, чем способствовал знакомству с ней в Западной Европе.

Фибоначчи - это итальянский математик, ставший первым великим математиком Европы позднего Средневековья, издавая свои книги по арифметике, алгебре и другим математическим дисциплинам. От мусульманских математиков узнал о системе цифр, придуманной в Индии и уже принятой в арабском мире, и уверился в ее превосходстве (эти цифры были предшественниками современных арабских цифр).

Последовательность Фибоначчи была хорошо известна в древней Индии, где она применялась в метрических науках (просодии, другими словами -- стихосложении), намного раньше, чем она стала известна в Европе.

Образец длиной n может быть построен путём добавления S к образцу длиной n-1, либо L к образцу длиной n-2; и просодицисты показали, что число образцов длиною n является суммой двух предыдущих чисел в последовательности. Дональд Кнут рассматривает этот эффект в книге «Искусство программирования».

На Западе эта последовательность была исследована Леонардо Пизанским, известным как Фибоначчи, в его труде «Liber Abaci» (1202). Он рассматривает развитие идеализированной (биологически нереальной) популяции кроликов, предполагая что: изначально есть новорожденная пара кроликов (самец и самка), со второго месяца после своего рождения кролики начинают спариваться и каждый месяц производить новую пару кроликов, кролики никогда не умирают. Сколько пар кроликов будет через год?

В начале первого месяца есть только одна новорожденная пара.

В конце первого месяца по-прежнему только одна пара кроликов, но уже спарившаяся.

В конце второго месяца первая пара рождает новую пару и опять спаривается.

В конце третьего месяца первая пара рождает еще одну новую пару и спаривается, вторая пара только спаривается.

В конце четвертого месяца первая пара рождает еще одну новую пару и спаривается, вторая пара рождает новую пару и спаривается, третья пара только спаривается.

В конце n-го месяца количество пар кроликов будет равно количеству пар в предыдущем месяце плюс количество новорожденных пар, которых будет столько же, сколько пар было два месяца назад. Таким образом:

0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, … (последовательность A000045 в OEIS).

Курсовой проект должен быть выполнен в виде приложения в интегрированной среде редактора VBA.

Прикладная программа или приложение -- программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и прочим посредством операционной системы. Также на простом языке -- вспомогательные программы.

Объект исследования данного курсового проекта направлен на образовательный процесс, как школьников, так и на студентов.

Предметом исследования нахождения чисел Фибоначчи является развитие в данной области с помощью приложения в интегрированной среде редактора VBA.

Целью данного курсового проекта является разработка приложения нахождения чисел Фибоначчи.

Для реализации этой цели поставлены следующие задачи:

1. Исследование предметной области;

2. Исследование языков программирования;

3. Создание приложения в интегрированной среде редактора VBA;

4. Проверка чисел Фибоначчи.

1. Теоретическая часть

1.1 Техническое задание на разработку программного продукта

Полное наименование программной разработки: Проектирование приложения в интегрированной среде редактора VBA нахождения чисел Фибоначчи, в дальнейшем именуемая как «программа».

Программа предназначена для обучения студентов и пользователей ПК нахождения чисел Фибоначчи.

Разработчик данного программного продукта -- студентка группы ПИ-3212-С МГГЭУ Новикова Анастасия Дмитриевна, в дальнейшем именуемый как «разработчик».

Разработка ведётся на основании задания на курсовое проектирование по специальности 230701 Прикладная информатика (по отраслям)

Тема и задание на курсовое проектирование утверждены на заседании ПЦК математики и информатики и выданы преподавателем ПЦК А.А. Лабутиным.

Наименование темы разработки: Проектирование приложения в интегрированной среде редактора VBA нахождения чисел Фибоначчи.

Приложение предназначено для обучения студентов и пользователей ПК.

Создание приложения нахождения чисел Фибоначчи необходимо для развития в области науки Математика.

Состав выполняемых функций приложения:

1) приложение должно рассчитывать числа Фибоначчи между вводимыми числами;

2) приложение должно проверять числа на принадлежность к числам Фибоначчи

Входными данными будут являться данные, вводимые пользователем в поля.

Программа должна полноценно функционировать при бесперебойной работе ПК. При возникновении сбоя в работе аппаратуры, восстановление нормальной работы приложения должно производиться после: перезагрузки операционной системы.

Программа должна корректно работать на следующем или совместимым с ним оборудовании:

Intel Pentium IV AMD AthlontmX2processor P320

512 MB оперативной памяти;

Microsoft Windows XP, 7 и выше;

Разработка должна вестись на следующих языках программирования:

Microsoft Visual Basic for Application.

Для работы программы необходимо операционная система Microsoft Windows 7 или более поздняя версия.

Разработка программы должна выполняться по следующим этапам:

1) разработка, согласование и утверждение технического задания;

2) разработка рабочего проекта программы с комплексной проверкой;

3) составление и оформление документации к программному продукту;

4) приемка-сдача программы и программной документации;

5) защита.

Проверка документации программы осуществляется руководителем дипломного проектирования.

Испытания и тестирование программы должны проводиться в процессе создания программы самим разработчиком:

1. с использованием контрольных тестов, позволяющих добиться проверки правильности работоспособности и взаимной совместимости максимального числа функций и операторов программы или модуля при минимальных затратах временных и финансовых ресурсов;

2. путем пошагового исполнения программы или модуля (и непрерывного контроля значений переменных) в соответствии с набором текстовых примеров и сравнения полученных в процессе тестирования значений с контрольными значениями тестовых примеров.

1.2 Анализ средств программирования

фибоначчи числовой интегрированный приложение

Приложение можно создать с помощью программ:

Visual Basic for Application - это система программирования, которая используется как единое средство программирования во всех приложениях Microsoft Office. Всякая система программирования включает в себя, по меньшей мере, три составные части:

1. Язык программирования, т.е. набор правил, определяющих синтаксис (правила записи) и семантику (правила выполнения) программ.

2. Среду программирования, т.е. набор инструментов для написания программ, редактирования, отладки и т.п.

3. Библиотеку стандартных программ, т.е. набор готовых программ (процедур, функций, объектов и т.д.), которые можно использовать как готовые элементы при построении новых программ.

Среда разработки VBA называется интегрированной средой разработки или IDE (Integrated Development Environment). VBA IDE - это набор инструментов разработки программного обеспечения, таких как редактор Visual Basic (Visual Basic Editor, VBE), средства отладки, средства управления проектом и т. д. VBE - это окно, содержащее меню, другие окна и элементы, которые применяются при создании проектов VBA. Все приложения, поддерживающие VBA, работают с одним IDE. Таким образом, при переходе в другое основное приложение не требуется много времени, чтобы научиться применять в нем VBA.

Для перехода из окна основного приложения в редактор VBE достаточно нажать комбинацию клавиш Alt+F11 или выполнить команду «Сервис» - «Макрос» - «Редактор Visual Basic» («Tools» - «Macro» - «Visual Basic Editor»).

Интерфейс VBE составляют различные окна, панели инструментов и меню. Основными (открывающимися по умолчанию) являются три окна: окно проекта, окно свойств и окно редактирования кода. Назначение этих и некоторых других компонентов VBE приведено в табл. 1. Вызвать на экран тот или иной компонент можно с помощью меню «View» (Вид) (Рисунок 1).

Окно «Project» (Проект) предназначено для быстрого получения информации о различных составляющих проекта. Такими составляющими являются «Forms» (Формы), «Modules» (Модули) и «References» (Ссылки).

С помощью окна проекта можно добавить или удалить какой-либо объект из проекта. Модули добавляются в проект командой Insert - Module (Вставить - Модуль). Формы создаются командой Insert - UserForm (Вставить - UserForm), а модули класса - командой Insert - Class Module (Вставить - Модуль класса).

Окно проекта можно использовать также для быстрой навигации по формам проекта и программному коду. Для этого необходимо выбрать в контекстном меню соответственно команды «View Object» (Объект) или «View Code» (Программа) (Рисунок 2).

Список свойств выделенного объекта выводится в окне «Properties» (Свойства) (Рисунок 3). Для того чтобы выделить объект, необходимо с помощью окна проекта выбрать форму и перейти в режим конструктора, используя команду «View Object». Свойства объекта можно упорядочить в алфавитном порядке (Alphabetic (По алфавиту)) или по категориям (Categorized (По категориям)), выбрав соответствующую вкладку. Предусмотрена также возможность получения быстрой справки по какому-либо свойству объекта. Для этого достаточно установить курсор на нужное свойство и нажать клавишу F1.

Окно «Object Browser» (Просмотр объектов) предназначено для просмотра объектов, доступных при создании программы. Хотя на самом деле в этом окне мы просматриваем не объекты, а структуру соответствующего класса объектов (объектам, классам и другим понятиям объектно-ориентированного программирования посвящена следующая тема). Окно просмотра объектов может использоваться для поиска метода или свойства объекта.

Чтобы найти какое-либо свойство или метод, необходимо выполнить следующую последовательность действий:

1. Откройте в редакторе «Visual Basic» нужный модуль.

2. Нажмите на панели инструментов кнопку «Object Browser» (Просмотр объектов).

3. Используя раскрывающийся список Project - Library (Проект - Библиотека), расположенный в верхнем левом углу окна просмотра объектов, выберите нужную библиотеку.

4. Отметьте нужный объект в списке «Classes» (Классы).

5. Используя список «Members Of» (Компонент), выберите подходящий метод или свойство.

Для получения сведений о выбранном классе, методе, событии или свойстве нажмите кнопку «Help» (Справка) в окне «Object Browser» (Просмотр объектов).

Окно «Code» (Программа) представляет собой текстовый редактор, предназначенный для написания и редактирования кода процедур приложения. Это окно появляется на экране, например, при создании нового модуля. Код внутри модуля организован в виде отдельных разделов для каждого объекта, программируемого в модуле. Переключение между разделами выполняется путем выбора значений из списка «Object» (Объект), который находится в левом верхнем углу окна. Каждый раздел может содержать несколько процедур, которые можно выбрать из списка «Procedure» (Процедура) в правом верхнем углу. В окне редактирования доступны два режима представления кода: просмотр отдельной процедуры и всего модуля. Переключение режимов работы окна осуществляется выбором одной из двух кнопок в нижнем левом углу окна редактирования кода.

Интеллектуальные возможности редактора кода:

1. При написании кода пользователю предлагается список компонентов, логически завершающих вводимую пользователем инструкцию.

2. На экране автоматически отображаются сведения о процедурах, функциях, свойствах и методах после набора их имени.

3. Автоматически проверяется синтаксис набранной строки кода сразу после нажатия клавиши Enter. В результате проверки выполняется выделение определенных фрагментов текста:

ѕ красным цветом - синтаксические ошибки;

ѕ синим цветом - зарезервированные ключевые слова;

ѕ зеленым цветом - комментарии.

4. Если курсор расположить на ключевом слове VBA, имени процедуры, функции, свойства или метода и нажать клавишу F1, то на экране появится окно со справочной информацией об этой функции.

Для создания диалоговых окон, разрабатываемых приложений VBA, используются формы. Редактор форм является одним из основных средств визуального программирования. При добавлении формы в проект (команда Insert - UserForm (Вставить - UserForm)) на экран выводится незаполненная форма с панелью инструментов «Toolbox» (Панель элементов).

Используя панель инструментов «Toolbox» (Панель элементов), из незаполненной формы конструируется требуемое для приложения диалоговое окно. Размеры формы и размещаемых на ней элементов управления можно изменять. Также окно редактирования форм поддерживает операции буфера обмена. Кроме того, команды меню «Format» (Формат) автоматизируют и облегчают процесс выравнивания элементов управления как по их взаимному местоположению, так и по размерам.

Окно «Immediate» (Проверка) позволяет ввести инструкцию и выполнить ее. При этом инструкция должна быть записана в одну строку, директивы которой будут выполнены после нажатия клавиши Enter. Данное окно можно использовать для быстрой проверки действий, выполняемой той или иной инструкцией. Это позволяет не запускать всю процедуру, что удобно при отладке программ.

Окно «Locals» (Локальные переменные) автоматически отображает все объявленные переменные текущей процедуры и их значения.

Окно «Watches» (Контрольные значения) применяется при отладке программ для просмотра значений выражений.

2. Практическая часть

2.1 Описание программы

Текст программы с описанием выполнен по ГОСТ 19.401-78 и ГОСТ 19.402-78.

• При разработке приложения был использован язык разметки в интегрированной среде редактора VBA. Листинг программы расположен в приложении D. А также в приложении А представлены две блок-схемы.

В состав основных файлов входят:

Описание процесса отладки программы производился в соответствии с ГОСТ 19.301-79.

Программа и методика испытаний содержит следующие пункты:

• Виды испытаний (тестов) в соответствии с техническим заданием на разработку.
• Для каждого испытания существует цель и методы, приведенные образцы контрольных тестов в таблице (Приложение С).
• Из данной таблицы следует вывод: ошибки исправлены, приложение работает исправно.

Суть данного курсового проекта состоит в создании приложения нахождения чисел Фибоначчи, так как проект направлен на образовательный процесс школьников, студентов.

Основная задача состоит в познание формуле для нахождения чисел Фибоначчи.

Целью данного курсового проекта являлась разработка обучающей приложения нахождения чисел Фибоначчи.

Задачи были следующие:

1. Исследование предметной области;

2. Исследование языков программирования;

3. Создание приложения в интегрированной среде редактора VBA;

4. Проверка чисел Фибоначчи.

К курсовому проекту была создана пояснительная записка.

В разделе «Введение» описано, какая выбрана тема проекта и почему, рассказано об обучающей программе и даны основные задачи.

В разделе «1. Теоретическая часть» дано Техническое задание на разработку программного продукта. А также изложено при помощи чего можно создать обучающую программу. И указаны основные языки программирования.

В практической части дано полное описание приложения.

И в разделе «Заключение» подведен итог.

Все поставленные задачи выполнены, цель курсового проекта достигнута.

Как следствие данного курсового проекта можно легко и быстро понять формулу и принцип чисел Фибоначчи.

В данном курсовом проекте, естественно, не достигнут идеал, но ничего не мешает к нему стремиться в дальнейшем.

Список литературы

Тестовая таблица

Приложение D