Размещено на http: //www. allbest. ru/

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития информационных технологий становится возможным решать все более сложные и сложные с помощью ЭВМ. Непрерывный рост производительности, объемов оперативной и постоянной памяти при постоянной цене на персональные ЭВМ позволяет использовать персональные ЭВМ не только для узкоспециализированных расчетов но делает перспективным их использование для развлекательных и образовательных целей. Рост сложности прикладных программ и операционных систем, вызвавший в свое время переход к объектно-ориентированной концепции программирования заставляет молодых специалистов осваивать гораздо больший объем информации и использовать все более сложные и сложные языки программирования. Причем средства и концепции призванные облегчить программирования на сложных языках, такие как визуальное проектирование интерфейса или библиотеки классов, также требуют изучения и понимания принципов их организации. При возросшей сложности средств разработки программ и ускорении темпов научно технического прогресса становится необходимым создания средств автоматизированного обучения. Их назначение - дать возможность специалисту самостоятельно освоить язык или среду программирования, сообразуясь лишь со своим свободным временем и возможностями усвоения материала.

Visual C++ 6.0 является мощным средством для разработки 32 разрядных приложений в операционных системах Windows 95, Windows 98, Windows NT. Это достаточно сложный продукт позволяет создавать намного более объемные и сложные приложения, чем его предшественники, разработанные для 16-разрядных Windows 3.x или для ДОС.

С использованием Visual C++ 6.0 можно разрабатывать программы любой сложности, от простейших используемых однократно, до сложных проектов, организующих совместную работу сотен пользователей или компьютеров. Visual C++ 6.0 является средой разработки программ как высокого уровня, так и тесно связанных с аппаратурой драйверов, работающих на низком уровне. Кроме этого Visual C++ 6.0 позволяет разрабатывать динамически подключаемые библиотеки (.dll).

Несмотря на богатые возможности, эта среда разработки остается сложной для освоения начинающими программистами. Это связано со многими особенностями программирования в среде Visual C++ 6.0. Среди этих особенностей можно назвать как аспекты, связанные с программированием под Windows, так и сложность освоение объектно-ориентированного С++ после процедурно-ориентированного С.

Изучения языка Visual C++ затрудняется из-за англоязычной документации, поставляемой фирмой Microsoft и отсутствием библиотеки MSDN в русскоязычном варианте.

Структура обучающего комплекса подчинена цели раскрытие именно сложных для освоения вопросов, изучение которых сделает возможным дальнейшее самостоятельное изучение. Разъяснить эти вопросы, поэтому возможно будет расходится со структурой книг последовательно описывающими Visual C++ 6.0.

В основе дипломного проекта лежит изучение специальной литературы и способов структурирования информации в ней, изучение существующих обучающих программ, примеров, рекомендуемых для начинающих программистов. Обзор литературы и существующих аналогов, разбор их достоинств и недостатков находятся в соответствующих разделах.

Автор рекомендовал бы данный обучающий комплекс для заочной формы обучения, подразумевающей самостоятельное освоение материала и зачастую невозможность обратиться за разъяснениями к преподавателю. В этом случае настоящий обучающий комплекс будет хорошим дополнением к всевозможным самоучителями и справочникам.

visual интерфейс пользователь программирование

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Общие вопросы

Работа преподавателя в университета во многом рутинна и часть ее вполне может быть переложена на обучающие программы. Использование электронных обучающих комплексов позволяет экономить время на конспектирование, облегчает доступ к информации по предмету позволяет многократно воспроизводить одни и те же уроки. Значительно упрощается поиск нужного документа, имеется возможность хранить данные по различным предметам за много лет и не путаться в них, сильно упрощается изменение любого документа. Для преподавателя во многом упрощается работа преподавания. При однократной подготовке лекций он имеет возможность передать обучающий комплекс в пользование студентам и дальнейшем уделять больше внимания индивидуальной работе со студентами. Всю работу преподавателя можно разделить на несколько основных подпунктов:

1. Поиск специальной литературы.

1. Подготовка лекционного материала.

2. Чтение лекций.

3. Подготовка лабораторных и контрольных заданий для студентов.

4. Контроль за усвоением материала студентами.

5. Контроль за выполнением лабораторных и контрольных заданий.

6. Помощь в выполнении лабораторных заданий, консультации по сложным вопросам, разъяснение трудных тем.

7. Прием экзаменов у студентов.

Рассмотрим эти пункты с точки зрения возможности автоматизации и замены труда преподавателя машинным преподаванием.

1. Поиск специальной литературы. Существует класс поисковых программ, предназначенных для поиска определенной информации в больших массивах данных. Но задача поиска литературы по предмету более сложна. Необходимо не просто найти включение определенных слов в документ, но и оценить его пригодность для обучения. Следовательно эта задача не может быть выполнена на ЭВМ, так как для оценки полезности материала необходим опыт преподавателя.

2. Подготовка лекционного материала. Представляет собой сложный процесс переработки знаний преподавателя в удобный для понимания неподготовленным студентом материал. Ввиду сложности так же не может быть выполнен на ЭВМ.

3. Чтение лекций. Частично может быть заменено машинным преподаванием, в частности передача информации от преподавателя к студенту. За преподавателем остаются функция ответа на вопросы по материалу и консультации для тех студентов, которые не смогли освоить тему исходя из лекционного материала.

4. Подготовка лабораторных и контрольных заданий для студентов. Целиком возлагается на преподавателя как творческая, не формализуемая работа.

5. Контроль за усвоением материала студентами. Частично может быть переложен на ЭВМ, в той части которая касается проверки наличия конкретных знаний по предмету. Проверка правильности понимания материала остается за преподавателем.

6. Контроль за выполнением лабораторных и контрольных заданий. Может быть полностью переложен на ЭВМ, так как контрольная обычно подразумевает получение единственного правильного результата.

7. Помощь в выполнении лабораторных заданий, консультации по сложным вопросам, разъяснение трудных тем.

Не может быть переложена на ЭВМ ввиду сложности и необходимости индивидуального подхода

8. Прием экзаменов у студентов.

Задача приема экзамена также не может быть возложена на ЭВМ, ввиду серьезных последствий из-за неверно выставленной оценки.

1.2 Формальная постановка задачи

Целью данного дипломного проекта является разработка обучающего комплекса по Visual C++. Ввиду того, что основные принципы обучения одинаковы для различных предметов, представляется целесообразным разбить обучающий комплекс на две части.

1.2.1 Программная оболочка

Основной задачей проектирования программной оболочки является создание общей интерфейсной части обучающего комплекса вне зависимости от предмета обучения. Программная оболочка должна предоставлять автору обучающего комплекса широкие возможности для создания комплексов по любым предметам, допускать включение различных текстовых и графических материалов, справочных материалов и тестовых заданий. Кроме того программная оболочка должна обеспечивать выполнение принципов обучения, не зависящих от конкретного предмета, возможность простого расширения, дополнения и редактирования уже существующих обучающих комплексов. Для пользователей программная оболочка должна предоставлять удобный доступ материалам обучающего комплекса, не позволять изменять данные обучающего комплекса, создавать удобную, эргономичную среду для обучения с интуитивно понятным интерфейсом, не создающую психологического дискомфорта.

Эта часть обучающего комплекса осуществляет интерфейс с пользователем, дающая доступ к базе данных обучающего комплекса, дающего возможность создавать обучающие комплексы по любым предметам.

1.2.2 База данных обучающего комплекса

База данных обучающего комплекса создается в самой оболочке обучающего комплекса и сводится к следующим задачам: формирование и включения достаточного набора информации по Visual C++, представленной в удобной легко усваиваемой форме; составление и включение необходимых справочных материалов, достаточных для обучения Visual C++;

1.3 Определение требований к разрабатываемому программному продукту

К разрабатываемому программному продукту предъявляются следующие требования:

1. Комплекс должен нормально функционировать на стандартных персональных компьютерах клона IBM с процессором Intel 80486 (минимальные требования), с установленной операционной системой Window 95 и выше;

2. Комплекс не должен иметь привязки к аппаратной части для возможности переноса ее на новую платформу, совместимую с IBM PC/XT, PC/AT, PS/2 из-за неизбежного морального старения компьютерной техники;

3. Основная программная оболочка должна иметь интуитивно ясный дружественный интерфейс и не должна требовать от пользователей специальной подготовки, не связанной с их профессиональными обязанностями;

4. Комплекс должен иметь возможность создания новых баз данных по предметам без существенных затрат времени;

5. Система должна иметь возможность наращивания всех компонентов уже созданных обучающих комплексов.6. Комплекс должен обеспечивать защиту данных от умышленного и неумышленного изменения, а также от возможностей подтасовки результатов проверки.

2. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ.

2.1 Понятие обучающего комплекса

Обучающий комплекс можно определить как комплекс информационных ресурсов, программных средств, объединенных для решения задачи индивидуального обучения. с использованием персональных ЭВМ.

2.2 Сущность обучающего комплекса

С помощью обучающего комплекса обучаемый может получать информацию по интересующему его предмету, получать толкования незнакомых терминов контролировать правильность усвоения материала. Кроме того для разработчика обучающий комплекс должен давать возможность легко создавать базы данных по любым предметом добавлять информацию к ранее разработанным обучающим комплексам, изменять содержимое уже существующих комплексов.

В основу конструирования обучающего комплекса положены следующие принципы положены следующие основные принципы:

1. Общая форма представления данных независимо от предмета обучения.

2. Модульность построения, позволяющая использовать одну программную оболочку для загрузки различных баз данных и позволяющим вести обучение по любому предмету для которого существует база данных.

3. Учет особенностей человеческого восприятия информации и психофизиологических принципов обучения.

4. Учет особенностей преподавания предмета в высших учебных заведениях.

5. Эргономичность, то есть создание для пользователя комфортных условий труда и дружественного интерфейса общения с системой.

6. Возможность простого создания новых обучающих комплексов на основе существующих программных компонентов.

2.3 Структура обучающего комплекса

Обучающий комплекс, разработанный в данной дипломной работе имеют следующую структуру.

1. Программная оболочка пользователя, позволяющая ему использовать базу данных по предмету и предназначенным исключительно для целей обучения.

2. Программа просмотра и формирования базы данных для разработчика. Принципиально должна иметь все возможности доступные в версии пользователя и дополнительно возможности создания и редактирования базы данных по предмету.

3. База данных по Visual C++, включающая в себя теоретический материал, справочный материал, материал для тестирования

2.4 Обзор существующих аналогов и анализ их недостатков

Было изучено несколько образцов обучающих программ по Visual C++. Наиболее полные обучающие комплексы выполнены на английском языке, что является препятствием к их изучению русскоязычным пользователем.

Из рассмотренных учебных материалов выполненных на русском языке, большинство - набор файлов формата HTML, связанных в общую структуру. Основой таких структур является файл оглавления, с которым связаны файлы уроков. Пользователь имеет возможность переходить от урока к уроку или возвращаться к содержанию. Обычно даются примеры написания программ, которые служат пошаговым руководством для пользователя. Примеры программ обычно ограничиваются простейшими случаями, дающими обучаемому представление о создании программ в Visual C++. Для приведенных примеров также имеются подробно прокомментированные листинги.

Теоретический материал в изученных программах размещается по одном из 2 принципов:

1. Теоретический материал приводится как объяснение примеров, объем теоретического материала невелик, основная функция обучения возложена на примеры.

2. Теория служит основой учебника, примеров нет, или они незначительны, материал структурирован по разделам языка программирования.

Ни в одном из рассмотренных электронных учебников не использовалась проверка усвоения знаний.

Недостатки этих подходов в том, что в первом случае человек, изучающий язык не получает достаточных теоретических знаний. Во втором случае пользователь получает достаточно теоретических знаний, но при переходе к практическим действиям испытывает затруднения.

Исходя из вышесказанного, для обучающего комплекса избран третий подход. Он заключается в следующем. Теоретический материал должен быть разбит на главы, причем информация, содержащаяся в одной главе должна усваиваться в течении одного урока. Разбиение материала на главы должно учитывать не только логическое разделение, но и сложность восприятия текста неподготовленным человеком. На более сложные вопросы должны отводится отдельные главы. При этом наиболее сложными следует считать не самые объемные вопросы, а те которые вызывают затруднения при изучении. Примеры же должны использоваться для пояснения теоретической части.

Наряду с теоретическим материалом и примерами должно использоваться тестирование обучаемого с целью проверки освоения материала. Тестовые вопросы или задания должны соответствовать темам уроков и способствовать закреплению знаний. Кроме того они должны проверять не только правильность запоминания информации, но и правильность понимания.

2.5 Обзор литературы

Книга [1] посвящена программированию под Windows c использованием библиотеки классов MFC. В книге рассказывается об структуре и иерархии классов в MFC, о создании приложений на основе существующих классов. Приводятся примеры, иллюстрирующие материал книги.

Справочник [9] - представляет собой наиболее полный, подробный и точный энциклопедический справочник по языку Visual C++. В нем содержатся организованные в алфавитном порядке сведения обо всех элементах языка с описанием синтаксиса и примерами использования. Издание дополняется многочисленными справочными таблицами, полным листингом сообщений и ошибок Windows, списком адресов Web-узлов, посвященных С++, и другой полезной информацией. Кроме того, вы найдете все необходимые сведения по использованию Microsoft Foundation Classes, советы по написанию Web-приложений и созданию Active-X элементов. Книга может служить настольным справочником для всех программистов на языке Visual C++.

Книга [10] - описывает принципы объектно-ориентированного программирования. Программирование под Windows рассматривается с точки зрения трех яков программирования - Visual C++, Borland C++,Visual Basic, а также объектно-ориентированное программирование в среде Microsoft Office 97. Имеет предметный указатель и как написано в предисловии является не теоретической, а практической книгой, показывающей, как на практике применяются методы ООП. Эта книга предназначена не только для опытных программистов, которые желают продвинуться в освоении методов ООП, но и для тех, кто собирается научиться писать программы для Windows. Хотя эта книга не является руководством по какому-либо из вышеупомянутых языков, она обеспечивает достаточно информации для создания приложений и дает достаточное представление о каждом из этих языков.

Книга [12] посвящена программированию в среде Microsoft Visual C++ 6.0 с использованием библиотеки классов MFC. Для тех, кто уже освоил язык С, но не знаком с С++ - рассказывается об основных особенностях этого языка. Представленные сведения помогут разобраться с использованием библиотеки классов MFC. На конкретных примерах рассказывается, как создавать приложения для операционных систем Windows 3.xx, Windows 95, и Windows NT. Рассмотрено применение средств автоматизированного программирования MFC AppWizard и ClassWizard, позволяющих разрабатывать приложения в кратчайшие сроки.

Книга начинается с введения, кратко рассказывающего об особенностях программирования в среде Microsoft Visual C++. Далее следуют пять разделов, изучая которые последовательно, человек знакомый только с языком С, может научиться разрабатывать приложения на Visual C++. Первый раздел служит введением в С++. В нем рассказывается о коренных отличиях языков С и С++, раскрывается концепция объектно-ориентированного программирования в среде Microsoft Visual C++. Второй раздел служит введением в библиотеку MFC. В нем рассказывается об иерархии классов, показан пример создания приложения на основе классов MFC, рассказано о средстве работы с классами ClassView и о методах обработки сообщений. В третьем разделе приведено описание некоторых основных классов MFC, являющихся основой для разработки приложений. В четвертом разделе описано создание приложений средствами MFC AppWizard, диалоговые приложения, средства ClassWizard, Пятый раздел посвящен однооконному интерфейсу. В нем описывается модель «документ-вид» и обработка командных сообщений. Приведены примеры создания простейших графического и текстового редакторов.

Книга [14] посвящена использованию методов объектно-ориентированного программирования для 32-разрядных операционных систем семейства Windows. Рассмотрен широкий круг создания приложений: консольного диалогового и многооконного. Тексты примеров, которые можно найти на прилагаемой к книге дискете, помогут пользователю не имеющему опыта работы в среде Visual C++, за короткий срок создать собственное работоспособное приложение. Рассмотрены вопросы построения справочной системы и русификации приложений. Кроме того большое внимание уделено таким особенностям программирования, как применение механизма исключений для обработки ошибок, работа с шаблонами, многозадачность и взаимодействие потоков. Приведен обширный справочный материал по функциям и классам Visual C++.

Первая часть книги посвящена созданию простейших приложений. Здесь описывается использование мастера приложения а также различные типы приложений, классы документа представления и приложения, шаблон документа, диалоговые окна и простейшие элементы управления, в том числе создание вкладок диалогового окна и мастеров. Описано использование Component Gallery.

Вторая часть описывает программирование интерфейса пользователя. Входящие в нее главы описывают классы элементы управления, способы обработки сообщений в Windows, обработку отраженных сообщений, использование портов сообщений и добавление обработчиков сообщений Windows в программу. В этой же части находится глава, посвященная выводу графики. В ней подробно рассказывается об интерфейсе графических устройств GDI, контексте устройства, работе с текстом и шрифтом, работа с кистью, перьями и битовыми образами. В главе рассказывающей о работе с файлами приводится также информация по использованию системного реестра. Здесь же рассказывается о работе с текстовыми документами, о панели инструментов и строке состояний, печати документов.

Третья часть посвящена раскрытию особенностей программирования в среде Visual C++. Здесь описываются новые средства языка, добавленные в него сравнительно недавно. К ним относятся исключения, шаблоны и классы коллекций. Информация по их использованию встречается в литературе значительно реже, чем информация об основах Visual C++, следовательно, эта часть книги дает ей значительное преимущество перед другими самоучителями. В этой же части описывается многозадачность на основе потоков Windows, даются примеры, показывающие взаимодействие между потоками. Отдельные главы описывают создание справки в приложении, отладке приложений.

Четвертая часть книги - приложение. В нем дается базовая информация по программированию на С++, достаточно подробно описываются классы и функции MFC, интерфейс Visual C++ и средства для работы с классами.

Информация в книге хорошо структурирована, имеет удобное содержание и подробный алфавитный указатель. Может служить как самоучителем, так и справочником. Подача материала, стиль, затрагиваемые темы и структура могут для электронного учебника. К книге прилагается дискета с примерами, использованными в книге.

Книга [15] служит продолжением [14]. В ней рассказано о разработке приложений с многооконным пользовательским интерфейсом, применение классов MFC для создания меню, панелей управления и состояния. Рассмотрены возможности повторного использования программного кода, предоставляемые Microsoft Visual С++. Отдельная глава книги посвящена разработке приложений, взаимодействующих с базами данных через драйверы ODBC. Книга содержит пять разделов. Первый раздел посвящен многооконному интерфейсу. Создание приложений использующих многооконный интерфейс рассматривается на примере многооконного графического редактора и комбинированного редактора. Во втором разделе описывается повторное использование кода, добавление компонентов в проект, управление компонентами, компоненты Microsoft, органы управления OCX. В третьем разделе рассказывается об элементах управления: меню, панелях управления и панелях состояния. Описывается Component Gallery и контекстное меню, его создание и использование. В четвертом разделе содержится информация о стандартных диалоговых панелях: панелях выбора цвета, выбора файлов, выбора шрифта, панели для вывода документов на печать, панель для выполнения поиска и замены, а также о классах CFileDialog, CColorDialog, CFontDIalog. В пятом разделе рассказывается о создании базы данных, использование MFC AppWizard для создания приложений работающих с базами данных.

Книга [16] является учебным курсом для начинающих. Состоит из 14 уроков. Основные темы изучаемые в книге: создание элементов интерфейса, работа со стандартными классами С++, управление файлами, разработка приложений для Интернета, создание элементов Active X, отладка программ в пошаговом режиме. В уроках последовательно описываются приемы, которыми должен уметь пользоваться каждый, кто хочет создать новую программу. Книга ориентирована на программистов, умеющих программировать на С++, но не знакомых с визуальными средами программирования. Полностью приведены хорошо откомментированные листинги.

Книга [17] представляет собой систематизированное изложение принципов и приемов создания приложений с использованием MFC. Автор книги - преподаватель на курсах сертифицированных специалистов MCSD - создал эту книгу на основе читаемого им курса. Книгу отличает глубина изложения и профессиональный подход. Книга начинается с азов программирования на Visual C++, создания приложений, работы с элементами управления, работы с графикой, однодокументными и многодокументными приложениями. После этого детально разбираются такие важные аспекты программирования, как использование OLE - объектов, реализация операции Drag&Drop. На примере создания двух игр рассказывается о работе с битовыми образами и таймером. Описывается создание и использование библиотек DLL. В двух приложениях раскрываются парадигмы программирования - структурного и объектно-ориентированного.

Описание тем затронутых в книге подробное, написанное с таким расчетом, чтобы читатель сразу же находил ответы на возникающие .вопросы. Книга пригодна для глубокого изучения Visual C++.

Учебник Эллиса и Страуструпа [18] является полным справочным пособием по языку программирования С++.

3. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ

3.1 Обоснование выбора средств разработки

В качестве среды разработки обучающего комплекса был выбран Microsoft Visual C++ версии 6.0. Это было сделано по следующим причинам:

1. Microsoft Visual C++ служит предметом обучения в разрабатываемом обучающем комплексе, использование Visual C++ как среды разработки дает возможность показывать исходные тексты комплекса в качестве примеров.

2. Microsoft Visual C++ является современной средой программирования, позволяющие разрабатывать программы под Windows 95/98/NT.

3. При помощи редактора ресурсов Microsoft Visual C++ 6.0 более наглядным становится процесс разработки интерфейса.

4. Работа над созданием обучающего комплекса позволяет углубить знания по языку.

5. Наличие отладчика и справочной системы MSDN упрощают задачи кодирования и отладки.

Отдав предпочтение Visual C++ (VC++), мы получаем в свое распоряжение мощную, гибкую и удобную систему разработки приложений для Windows. С ее помощью можно создать практически любую программу -- от текстового редактора или электронной таблицы до уже упоминавшихся "авторских программ". Все, что может быть сделано в среде Windows, может быть сделано при помощи VC++.

3.2 Среда проектирования Visual C++ 6.0

32-разрядный компилятор Microsoft Visual C++ 6.0 для операционных систем Windows (Windows 95/98 и Windows NT) - одна из составных частей мощного пакета компиляторов Developer Studio, в которые входят новейшие версии таких известных программных продуктов, как Visual Basic, Visual J++, Visual FoxPro, Visual InterDev, Visual SourceSafe и других.

В студии разработчика можно строить обычные программы на C и С++, создавать статические и динамические библиотеки, но основным режимом работы является создание Windows-приложений с помощью инструмента MFC AppWizard (Application Wizard - мастер приложений) и библиотеки базовых классов MFC (Microsoft Foundation Class Library). Такие приложения называются MFC-приложениями. Главная особенность этих Windows-приложений состоит в том, что они работают как совокупность взаимодействующих объектов, классы которых определены библиотекой MFC.

В состав компилятора Microsoft Developer Studio встроены средства, позволяющие программисту облегчить разработку приложений. В первую очередь к ним относятся MFC AppWisard, ClassWizard и редактор ресурсов.

Благодаря MFC AppWizard среда разработчика позволяет быстро создавать шаблоны новых приложений. При этом программисту не приходится писать ни одной строчки кода. Достаточно ответить на ряд вопросов, касающихся того, какое приложение требуется создать, и исходные тексты шаблона приложения вместе с файлами ресурсов готовы. Эти тексты можно оттранслировать и получить готовый загрузочный модуль приложения.

Конечно, никакие средства автоматизированной разработки не смогут создать программу полностью без участия программиста. Прикладную часть приложения придется разрабатывать ему.

Для создания ресурсов приложения предназначен редактор ресурсов. Он позволяет быстро создавать новые меню, диалоговые панели, добавлять кнопки к панели управления toolbar и т.д.

Средство ClassWizard позволяет подключить к созданным и отредактированным ресурсам управляющий ими код. Большую часть работы по описанию и определению функций, обрабатывающих сообщения от меню, органов управления диалоговых панелей и т.д., также берет на себя средство ClassWizard.

3.3 Библиотека MFC

MFC - это базовый набор (библиотека) классов, написанных на языке С++ и предназначенных для упрощения и ускорения процесса программирования для Windows. Библиотека содержит многоуровневую иерархию классов, насчитывающую около 200 членов. Они дают возможность создавать Windows-приложения на базе объектно-ориентированного подхода. С точки зрения программиста, MFC представляет собой каркас, на основе которого можно писать программы для Windows.

Библиотека MFC разрабатывалась для упрощения задач, стоящих перед программистом. Как известно, традиционный метод программирования под Windows требует написания достаточно длинных и сложных программ, имеющих ряд специфических особенностей. В частности, для создания только каркаса программы таким методом понадобится около 75 строк кода. По мере же увеличения сложности программы ее код может достигать поистине невероятных размеров. Однако та же самая программа, написанная с использованием MFC, будет примерно в три раза меньше, поскольку большинство частных деталей скрыто от программиста.

Одним из основных преимуществ работы с MFC является возможность многократного использования одного и того же кода. Так как библиотека содержит много элементов, общих для всех Windows-приложений, нет необходимости каждый раз писать их заново. Вместо этого их можно просто наследовать (говоря языком объектно-ориентированного программирования). Кроме того, интерфейс, обеспечиваемый библиотекой, практически независим от конкретных деталей, его реализующих. Поэтому программы, написанные на основе MFC, могут быть легко адаптированы к новым версиям Windows (в отличие от большинства программ, написанных обычными методами).

Еще одним существенным преимуществом MFC является упрощение взаимодействия с прикладным программным интерфейсом (API) Windows. Любое приложение взаимодействует с Windows через API, который содержит несколько сот функций. Внушительный размер API затрудняет попытки понять и изучить его целиком. Зачастую даже сложно проследить, как отдельные части API связанны друг с другом! Но поскольку библиотека MFC объединяет (путем инкапсуляции) функции API в логически организованное множество классов, интерфейсом становится значительно легче управлять.

Поскольку MFC представляет собой набор классов, написанных на языке С++, поэтому программы, написанные с использованием MFC, должна быть в то же время программами на С++. Для этого необходимо владеть соответствующими знаниями. Для начала необходимо уметь создавать собственные классы, понимать принципы наследования и уметь переопределять виртуальные функции. Хотя программы, использующие библиотеку MFC, обычно не содержат слишком специфических элементов из арсенала С++, для их написания тем не менее требуются солидные знания в данной области.

3.4 Требования к аппаратному и системному программному обеспечению

Для работы системы необходим компьютер с процессором класса Pentium, объемом оперативной памяти не менее 32 МБ, свободным местом на диске не менее 1 МБ, дисководом. Кроме того на компьютере должна быть установлена система Windows 95/98/NT. Для обеспечения удобства пользователя желательно чтобы компьютер имел цветной монитор и мышь. Установка программы может быть выполнена с дискет.

3.5 Классы MFC, использованные в программе

В программе используются следующие классы:

1. CDocument - этот класс предоставляет базовые функциональные возможности для классов документов, определенных пользователем. Он поддерживает все стандартные операции такие как создание документа, его загрузка и сохранение. Библиотека MFC работает с документами, используя интерфейс определенный в CDocument.

2. CTreeCtrl - предназначен для создания элемента управления, позволяющей работать с информацией, имеющей иерархическую структуру. Каждая запись просмотра дерева состоит из текстовой строки (надписи) и заданного битового изображения, каждая запись может иметь одну или более подзаписей связанных с ней. Щелчком на записи пользователь может развернуть список подзаписей, связанных с записью На экране подзаписи могут соединятся с записями линиями, для того чтобы наглядно представить их взаимосвязь. Кроме того этот класс позволяет пользователю осуществить выбор элемента дерева.

3. CListCtrl - класс библиотеки MFC, позволяющий работать со списком, выбирать его элементы, выводить список отсортированным в алфавитном порядке, добавлять и удалять элементы списка. Кроме того этот класс позволяет пользователю осуществить выбор элемента списка.

4. CМapStringToString - ассоциативный массив построенный на базе класса CMap. Ассоциативные массивы обеспечивают связь между ключевым значением и значением элемента данных. Данный класс использует объект класса CString в качестве ключа для нахождения другого объекта класса CString.

4. РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА ПО VISUAL C++

4.1 Рассмотрение принципов разработки ПО

4.1.1 Общие принципы

Частотный принцип. Основан на выделении в алгоритмах и в обрабатываемых структурах действий и данных по частоте использования. Для действий, которые часто встречаются при работе ПО, обеспечиваются условия их быстрого выполнения. К данным, к которым происходит частое обращение, обеспечивается наиболее быстрый доступ. "Частые" операции стараются делать более короткими.

Принцип модульности. Под модулем в общем случае понимают функциональный элемент рассматриваемой системы, имеющий оформление, законченное и выполненное в пределах требований системы, и средства сопряжения с подобными элементами или элементами более высокого уровня данной или другой системы.

Способы обособления составных частей ПО в отдельные модули могут быть существенно различными. Чаще всего разделение происходит по функциональному признаку. В значительной степени разделение системы на модули определяется используемым методом проектирования ПО.

Принцип функциональной избирательности. Этот принцип является логическим продолжением частотного и модульного принципов и используется при проектировании ПО, объем которого существенно превосходит имеющийся объем оперативной памяти. В ПО выделяется некоторая часть важных модулей, которые постоянно должны быть в состоянии готовности для эффективной организации вычислительного процесса. Эту часть в ПО называют ядром или монитором. При формировании состава монитора требуется удовлетворить двум противоречивым требованиям. В состав монитора, помимо чисто управляющих модулей, должны войти наиболее часто используемые модули. Количество модулей должно быть таким, чтобы объем памяти, занимаемой монитором, был не слишком большим. Программы, входящие в состав монитора, постоянно хранятся в оперативной памяти. Остальные части ПО постоянно хранятся во внешних запоминающих устройствах и загружаются в оперативную память только при необходимости, перекрывая друг друга при необходимости

Принцип генерируемости. Основное положение этого принципа определяет такой способ исходного представления ПО, который бы позволял осуществлять настройку на конкретную конфигурацию технических средств, круг решаемых проблем, условия работы пользователя.

Принцип функциональной избыточности. Этот принцип учитывает возможность проведения одной и той же работы различными средствами. Особенно важен учет этого принципа при разработке пользовательского интерфейса для выдачи данных из-за психологических различий в восприятии информации.

Принцип "по умалчиванию". Применяется для облегчения организации связей с системой как на стадии генерации, так и при работе с уже готовым ПО. Принцип основан на хранении в системе некоторых базовых описаний структур, модулей, конфигураций оборудования и данных, определяющих условия работы с ПО.

Эту информацию ПО использует в качестве заданной, если пользователь забудет или сознательно не конкретизирует ее. В данном случае ПО само установит соответствующие значения.

4.1.2 Общесистемные принципы

Принцип включения. Предусматривает, что требования к созданию, функционированию и развитию ПО определяются со стороны более сложной, включающей его в себя системы.

Принцип системного единства. Состоит в том, что на всех стадиях создания, функционирования и развития ПО его целостность будет обеспечиваться связями между подсистемами, а также функционированием подсистемы управления;

Принцип развития. Предусматривает в ПО возможность его наращивания и совершенствования компонентов и связей между ними;

Принцип комплексности. Заключается в том, что ПО обеспечивает связность обработки информации как отдельных элементов, так и для всего объема данных в целом на всех стадиях обработки;

. Принцип информационного единства. Во всех подсистемах, средствах обеспечения и компонентах ПО используются единые термины, символы, условные обозначения и способы представления;

Принцип совместимости. Состоит в том, что язык, символы, коды и средства обеспечения ПО согласованы, обеспечивают совместное функционирование всех его подсистем и сохраняют открытой структуру системы в целом;

Принцип инвариантности. Принцип предопределяет, что подсистемы и компоненты ПО инвариантны к обрабатываемой информации, то есть являются универсальными или типовыми.

4.1.3 Использование принципа открытости системы

Особенность программного обеспечения состоит в том, что у них полностью отсутствует физическое старение. Зато ПО гораздо больше, чем продукты производства подвержено моральному старению.

В связи с этим любая система для того чтобы предотвратить свое быстрое устаревание должна иметь открытую архитектуру, т.е. архитектуру позволяющую без особых затрат вносить изменения в структуру ПО.

В данной дипломной работе открытость архитектуры обусловлена разделением обучающего комплекса на программную и информационные компоненты. Программная компонента остается неизменной, зато информационная компонента позволяет наращивание мощности системы в зависимости от конкретных требований применения. Информационная компонента - база данных обучающего комплекса, может редактироваться при помощи версии разработчика обучающего комплекса.

4.1.4.Общие принципы при разработке обучающего комплекса.

Основным принципом проектирования обучающего комплекса является предоставление пользователю достаточного объема учебной, справочной и тестовой информации. В соответствии с этим принципом сам обучающий комплекс с точки зрения интерфейса необходимо разделить на учебник, справочник и задачник. Каждый из этих интерфейсных компонентов предоставляет доступ к своему разделу информации, обладает характерными только для него особенностями интерфейса, то есть возможностями поиска просмотра и использования информации в соответствии со своими функциями. Рассмотрим эти функции:

1. Для учебника основной функцией является предоставление доступа к структурированной учебной информации. В качестве образца для структурирования информации наиболее подходит древовидная структура.

2. Для задачника основной функцией является предоставление доступа к справочной информации. В качестве образца для структурирования информации наиболее подходит список с возможностями поиска по ключевому слову.

3. Для тестовой части обучающего комплекса основной функцией является проверка усвоения обучаемым предмета обучения. Информация в этом разделе имеет скрытую от пользователя структуру. Пользователь может иметь доступ только к набору заданий из общей базы данных заданий. Получить доступ к базе данных ответов пользователь принципиально не может, возможно лишь получить заключение о правильности данного пользователям ответа и получить совокупную оценку по всем заданным вопросам.

Кроме того для идентификации базы данных обучающего комплекса будет нелишним включить в нее информации об авторе и названии обучающего комплекса, годе выпуска, версия и прочей идентификационной информации. Для доступа к этому разделу базы данных необходимо предусмотреть дополнительный интерфейсный компонент "Информация о программе".

Сама же информация обучающего комплекса должна по возможности содержаться в едином файле базы данных, иметь простую процедуру инициализации. С точки зрения программирования база данных по предмету должна представлять собой единый объект класса базы данных.

4.1.5 Принципы разработки обучающего комплекса (версия разработчика)

Основным принципами разработки обучающего комплекса версия разработчика является следующие:

1. Возможность создавать и редактировать базы данных по различным предметам используя для этого уже накопленный материал. Согласно этому принципу система должна предоставлять разработчику достаточно удобный инструмент для структурирования имеющейся у него информации.

2. Возможность просматривать создаваемую базу данных глазами пользователя для возможности обнаружения и коррекции недостатков проектируемой базы данных.

3. Удобный эргономичный интерфейс.

4.1.6 Принципы разработки обучающего комплекса (версия пользователя).

Основными принципами разработки обучающего комплекса, версия пользователя являются следующие принципы:

1. Возможность доступа к созданной базе данных по предмету и возможность изучения предмета с помощью этой базы данных

2. Защита информации базы данных от изменений и непредусмотренного системой просмотра.

3. Удобный эргономичный интерфейс.

4.2 Разработка интерфейса обучающего комплекса.

4.2.1 Разработка интерфейса обучающего комплекса (версия разработчика)

Программная оболочка обучающего комплекса в версии для разработчика используется для просмотра и создания баз данных обучающих комплексов. Она должна включать в себя следующие компоненты.

Диалоговое окно «Инициализация» (рис. 4.1.) позволяющее разработчику ввести имя файла из которого будет загружаться база данных обучающего комплекса, либо создать новый файл базы данных обучающего комплекса, либо сохранить существующую базу данных на диск. Если разработчик пытается открыть новую базу данных, не сохранив старую, должно выдаваться соответствующее предупреждение, а также система должна давать возможность в этом случае выполнить сохранение.

Рис. 4.1 Диалоговое окно «Инициализация».

Диалоговое окно «Учебник» (рис 4.2.), позволяющее разработчику выбрать раздел учебника - урок, пример, задание. Выбрав раздел, разработчик может выбрать одну из 3 возможностей: он может удалить раздел, либо просмотреть его, либо редактировать. Кроме того необходима возможность создания нового раздела.

Рис 4.2 Диалоговое окно «Учебник».

Диалоговое окно «Справочник» (рис. 4.3.), позволяющее разработчику ввести термин для поиска или просмотреть в алфавитном порядке все имеющиеся в справочнике термины, добавить термин с его толкованием, либо удалить уже имеющийся термин.



Рис. 4.3 Диалоговое окно «Справочник»

Диалоговое окно «Задачник» (рис. 4.4.), позволяющее разработчику запустить задание по выбранной теме и впоследствии отразить результат выполнения задания, а также добавлять вопросы по выбранной теме в базу данных и удалять уже имеющиеся вопросы.

Рис. 4.4 Диалоговое окно «Задачник».

Диалоговое окно «Информация о программе», отображающее имя автора, название обучающего комплекса, номер версии и дату выпуска программного продукта, а также дающая возможность редактировать эти поля базы данных.

Диалоговое окно «Задание» отображающее последовательно вопросы задания по выбранной теме, позволяющее ввести ответ на вопрос и отображающее правильность ответа.

Окно «Отображение информации» - служит для отображения файла, содержащего информацию из учебного или справочного разделов. Не имеет возможностей ввода

Окно «Добавление раздела» (рис. 4.5.) - служит для добавления раздела в учебник и его связывания с файлом, содержащим информацию по разделу. Имя файла сохраняется переменной File и может быть найдено при помощи возможности ассоциативного поиска..

Окно «Редактирование раздела» (рис. 4.5.) - служит для связи раздела учебника с файлом, содержащим информацию по разделу. Имя файла сохраняется переменной File и может быть найдено при помощи возможности ассоциативного поиска.

Рис. 4.5 Диалоговое окно «Связывание раздела».

Окно «Изменить вопрос» - позволяет отредактировать вопрос из задачника и ответ к нему.

Окно «Создание темы» предназначено для создание новой темы в задачнике. Содержит окно текстового ввода и кнопку «Сохранить».

Окно «Создание темы» предназначено для создание новой темы в задачнике. Содержит окно текстового ввода и кнопку «Сохранить».

Окно «Создание темы» предназначено для создание новой темы в задачнике. Содержит окно текстового ввода и кнопку «Сохранить».

Окно «Создание темы» предназначено для создание новой темы в задачнике. Содержит окно текстового ввода и кнопку «Сохранить».

Окно «Создание темы» предназначено для создание новой темы в задачнике. Содержит окно текстового ввода и кнопку «Сохранить».

Замечание: Редактирование самих информационных файлов производится с помощью стандартных редакторов Windows. Разработчик только выполняет связывание ссылок на файлы из базы данных комплекса с самими файлами.

4.2.2 Разработка интерфейса обучающего комплекса (версия пользователя)

Программная оболочка обучающего комплекса в версии для разработчика используется для обучения Она является упрощенным вариантом интерфейса пользователя и содержит следующие компоненты.

Диалоговое окно «Инициализация», позволяет пользователю ввести имя файла из которого будет загружаться база данных обучающего комплекса.

Диалоговое окно «Учебник», позволяет пользователю выбрать раздел учебника - урок, пример, задание.

Диалоговое окно справочника, позволяет пользователю ввести термин для поиска или просмотреть в алфавитном порядке все имеющиеся в справочнике термины.

Диалоговое окно «Задачник», позволяет пользователю запустить задание по выбранной теме и впоследствии отразить результат выполнения задания.

Диалоговое окно «Информация о программе», отображает имя автора, название обучающего комплекса, номер версии и дату выпуска программного продукта

Диалоговое окно «Задание» отображает последовательно вопросы задания по выбранной теме, позволяющее ввести пользователю ответ на вопрос и отображающее правильность ответа

Окно «Отображение информации» - служит для отображения файла, содержащего информацию из учебного или справочного разделов. Не имеет возможностей ввода.

4.3 Разработка структуры данных для обучающего комплекса

4.3.1 Использование класса СDocument для создания класса CBook для хранения данных обучающего комплекса

Для хранения информации о содержимом базы данных необходимо создать класс, хранящий значения всех полей обучающего комплекса, имеющий возможность добавления редактирования и сохранения содержимого объектов класса на диск. Для этих целей наиболее подходит класс CDocument библиотеки MFC. Порожденный от него класс будет иметь все необходимые функции для открытия и сохранения.

4.3.2 Определение членов-данных класса CBook

В классе СВоок, порожденном от класса CDocument необходимо добавить следующие поля:

1. CString AutorName - строковая переменная для хранения информации об авторе обучающего комплекса

2. CString BookName - строковая переменная для хранения информации о названии обучающего комплекса;

3. CString Year - строковая переменная для хранения информации о годе выпуска обучающего комплекса;

4. CString Version - строковая переменная для хранения информации о версии обучающего комплекса;

5. CTreeCtrl m_MyTextBook - переменная класса CTreeCtrl для хранения информации о иерархической структуре учебника;

6. CListCtrl m_MyDir - переменная класса CListCtrl для хранения информации о разделах справочника;

7. CTreeCtrl Question[] - переменная класса CTreeCtrl для хранения иерархической информации о вопросах учебника ;

8. СМарStringToString Answer[] - переменная класса СмарStringToString - ассоциативный массив для хранения информации об ответах справочника;

9. CImageList ImList - переменная для хранения изображения для подключения к переменной m_MyTextBook, значения этой переменной то есть сами изображения относятся к программной оболочке, эта переменная инициализируется всякий раз при запуске программы и одинаковы для любой загруженной базы данных;

10. СМарStringToString File - переменная класса СмарStringToString - ассоциативный массив для хранения информации об именах подключаемых файлов

4.3.3 Переопределение членов-функций класса CBook

В классе CBook переопределяются следующие функции:

Serialise () - функция сериализации позволяет сохранить и восстановить с диска объект класса CBook как единое целое. В ней определяются какие члены данные класа CBook будут сохранены или восстановлены при вызове операции сохранения объекта.

Create () - функция позволяющая создать базу данных, в качестве ее параметров используется имя файла в который будет сохранятся объект класса CBook.

4.3.4 Использование класса CBook в компонентах обучающего комплекса

Использование класса CBook в Учебнике.

В учебнике используются следующие член-данные класса CBook:

1. CTreeCtrl m_MyTextBook - используется для отображения в виде дерева тем, уроков, примеров и заданий учебника. Элементы дерева служат для доступа к файлу, содержащему информацию по этому разделу. Разработчик может добавить/удалить любой произвольный элемент дерева. При добавление элемента дерева он должен связать его с именем файла. Для связывания используется массив File [].При добавление элемента дерева он должен связать его с именем файла, хранящего информацию об этом разделе - элементом массива File.

2. СМарStringToString File. - используется для доступа к содержимому файлов, соответствующих выбранному из m_MyTextBook элементу.

Использование класса CBook в Справочнике.

В справочнике используются следующие член-данные класса CBook:

1. CListCtrl m_MyDir - переменная класса CListCtrl используется для хранения информации о разделах справочника; дает возможность доступа к списку разделов справочника, отсортированному по алфавиту. Кроме того пользователь может осуществлять поиск среди значений списка введенной в окно … строки. Разработчик кроме того может добавить/удалить любой произвольный элемент списка. При добавление элемента списка он должен связать его с именем файла, хранящего информацию об этом разделе - элементом массива File.

2. File - используется для доступа к содержимому файлов, соответствующих выбранному из m_MyDir элементу.

Использование класса CBook в Задачнике. В задачнике используются следующие член-данные класса CBook:

1. CTreeCtrl Question [] - переменная класса CTreeCtrl для хранения информации о задачника справочника. Возможна выдача пользователю набора вопросов выбранных в случайном порядке из одного подузла дерева - раздела задачника,. Вопросы выдаются по одному, после каждого вопроса выдается оценка правильности ответа на вопрос, после последнего вопроса оценивается количество правильных ответов. Разработчик может добавить/удалить к произвольному разделу задачника любой вопрос или же добавить/удалить раздел. При добавлении разработчиком нового вопроса, он должен ввести и ответ для сохранения его в переменной Answer [].

2. Answer [] - служит для хранения ответов на вопросы. Используется для проверки правильности введенных пользователем ответов. При добавлении разработчиком нового вопроса он также должен ввести и ответ для сохранения его в этой переменной.

...