КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Структуры и организация данных в ЭВМ»

на тему

«Информационная система начальника жилищно-эксплуатационной службы »

Введение

Тема данного курсового проекта – «Информационная система начальника жилищно-эксплуатационной службы». При этом по заданию к курсовому проекту необходимо использовать структуру данных типа вектор и сортировку QuickSort.

Для разработки приложения была выбрана среда программирования Delphi.

Среда визуального объектно-ориентированного проектирования Delphi позволяет:

1. Создавать законченные приложения для Windows самой различной направленности.

2. Быстро создавать профессионально выглядящий оконный интерфейс для любых приложений; интерфейс удовлетворяет всем требованиям Windows и автоматически настраивается на ту систему, которая установлена, поскольку использует функции, процедуры и библиотеки Windows.

3. Создавать свои динамически присоединяемые библиотеки компонентов, форм, функций, которые потом можно использовать из других языков программирования.

4. Создавать мощные системы работы с базами данных любых типов.

5. Формировать и печатать сложные отчеты, включающие таблицы, графики и т.п.

6. Создавать справочные системы, как для своих приложений, так и для любых других.

7. Создавать профессиональные программы установки для приложений Windows, учитывающие всю специфику и все требования операционной системы.

Delphi – быстро развивающаяся система. Первая версия Delphi была выпущена в феврале 1995 года, в 1996 году вышла вторая версия, 1997 – третья, 1998 – четвертая, 1999 – пятая, 2001 – шестая. Все версии, начиная с Delphi 2.0, рассчитаны на разработку 32-разрядных приложений, т.е. приложений для операционных систем Windows 95/98, NT и т.д. В 2002 году вышла седьмая версия, основным нововведением в которой были Интернет-технологии.

Проект данной курсовой работы представляет собой инструмент для управления информационной системой начальника жилищно-эксплуатационной службы.

2. Состав DELPHI-проекта

1.1 Состав проекта

Данный проект состоит из двух форм: InputForm и ReportForm:

На форме InputForm расположены следующие компоненты (см. рис1):

– компонент AddBtn – верхняя кнопка кнопка в правой части формы для добавления записей данных.

– компонент CopyBtn – кнопка для копирования записей данных.

– компонент DelBtn – кнопка для удаления записей данных.

– компонент SortBtn – кнопка для сортировки выделенного столбца в таблице данных.

– компонент FindBtn – кнопка для поиска определенного пользователем значения в столбце данных.

– компонент SaveBtn – кнопка для сохранения всех табличных данных на форме в текстовых файл.

– компонент LoadBtn – кнопка для загрузки всех табличных данных на форме из текстового файла.

– компонент SaveBtn – кнопка для сохранения всех табличных данных на форме в текстовых файл.

– компонент FBtn – кнопка для отображения формы ReportForm и формирования отчета Ф5.

– компонент BitBtn1 – кнопка для закрытия приложения.

– компонент MSpinEdit – поле ввода для задания количества этажей M.

– компонент KSpinEdit – поле ввода для задания количества подъездов К.

На форме также находятся компоненты Label1, Label2 для отображения подсказок для ввода информации и невизуальные компоненты OpenDialog1, SaveDialog1 для вызова стандартных окон открытия и сохранения файлов.

– компонент PageControl1 – содержит вкладки TabSheet 1–5 на которых отражены данные (соответственно «Квартиры», «СХЕМА», «ГК (Р)», «Жители члены семей ГК (А)», и «Атрибуты квартир (С)»).

Компоненты TabSheet 1–5 содержат в себе элементы таблиц StringGrid 1–5, которые связаны с векторами данных, соответственно «Kvart», «Scheme», «GK», «People», «FlatAtr»).

Рис. 1 – Главная форма программы

На форме ReportForm расположены следующие компоненты (см. рис 2):

– компоненты Panel1, Panel2 – панели на форме для разделения формы на отчет и панель кнопок.

– компонент OkBtn – кнопка для закрытия формы.

– компонент ListBox1 – список для отображения отчета.

Рис. 2 – форма для формирования отчета Ф5.

1.2 Основные модули и процедуры, входящие в состав программного комплекса

Список модулей:

Программа содержит следующие модули:

Unit1 – модуль главной формы проекта.

Unit2 – модуль отчетной формы проекта.

MyTypes – модуль с описаниями классов данных.

Список основных процедур, входящих в состав программного комплекса:

– procedure LoadButtonClick – процедура загрузки данных из файла в векторы.

– procedure SaveButtonClick – процедура сохранения данных в файл.

– procedure FillStringGrid – процедура инициализации таблиц и заполнения их в соответствии с массивами.

– procedure PageControl1Change – процедура выбора необходимой страницы с данными и вызова перезаполнения соответствующей таблицы.

– procedure SGDblClick – процедура ввода / редактирования данных в текущей ячейки таблицы данных.

– procedure AddBtnClick – процедура добавления строки в текущую таблицу данных и вектор данных.

– procedure DelBtnClick – процедура для удаления записей данных.

– procedure SortBtnClick – процедура для сортировки выделенного столбца в таблице данных.

– procedure KSpinEditChange – процедура для изменения значения количества подъездов К в соответствии с полем ввода.

– procedure MSpinEditChange – процедура для изменения значения количества этажей M в соответствии с полем ввода.

– procedure CopyBtnClick – процедура ввода новой строки данных копированием текущей строки.

– procedure FindBtnClick – процедура для поиска определенного пользователем значения в столбце данных.

– procedure SortBtn – кнопка для сортировки выделенного столбца в таблице данных.

– procedure FButtonClick – процедура для отображения формы ReportForm и формирования отчета Ф5.

– procedure ReadVec – процедура чтения вектора данных из текстового файла.

– procedure WriteVec – процедура записи вектора данных из текстового файла.

2. Данные программы

В программе для хранения данных был спроектирован класс TVector в котором для хранения данных использовался вектор векторов FArr. Для хранения имен колонок использовался вектор FNames, описанный как array [1..100] of string. В программе были созданы 5 объектов класса TVector:

Kvart: TVector;

Scheme: TVector;

Gk: TVector;

People: TVector;

FlatAtr: TVector;

Имя массива	Тип	Размер в байтах
Kvart	TVector	100*100*16+10100+8=170108
Scheme	TVector	170108
Gk	TVector	170108
People	TVector	170108
FlatAtr	TVector	170108

Кроме того, в программе для временных нужд объявляются переменные:

KPod, M, i, j, k, x, типа integer (каждая по 4 байта);

FileNameT типа string (200 байт);

Ft типа TextFile (460 байт);

FSGVector – вектор ссылок типа TStringGrid (40 байт).

2. Логические структуры данных

Базовой структурой данного проекта является класс TVector в котором для хранения данных использовался вектор векторов FArr и организованы свойства и методы для доступа и обработки данных класса.

Объявление вектора FArr выглядит следующим образом:

FArr: array [1..100] of TVarMas, где TVarMas = array [1..MaxN] of Variant;

Вектор (array) – это линейная структура данных (список) с элементами одинакового размера в которой адрес элемента однозначно определяется его номером.

Для логического определения вектора ему необходимо присвоить имя, указать пару ограниченных значений индекса, а также указать тип элементов. Элементами векторов также могут являются векторы.

Логическая схема структуры вектора векторов FArr:

	0	1	2	…	100
1
2
3
…
100

Каждый элемент одного вектора занимает 16 байт памяти. Соответственно FArr будет занимать (100*100)*16=160000 байт.

Логическая схема структуры вектора имен FNames:

	0	1	2	…	101
1
2
3
…
100

Каждый элемент вектора занимает 101 байт памяти. Соответственно вектор FNames будет занимать 100*101 =10100 байт.

2. Алгоритмы обработки основных структур

Основной операцией обработки структуры в данном программном обеспечении является сортировка QuickSort (по заданию на курсовое проектирование).

Быстрая сортировка (quicksort), часто называемая qsort по имени реализации в стандартной библиотеке языка Си – широко известный алгоритм сортировки, разработанный английским Информатиком Чарльзом Хоаром. Один из быстрых известных универсальных алгоритмов сортировки массивов (в среднем О (n log n) обменов при упорядочении n элементов), хотя и имеющий ряд недостатков.

Алгоритм

Быстрая сортировка использует стратегию «разделяй и властвуй». Шаги алгоритма таковы:

1. Выбираем в массиве некоторый элемент, который будем называть опорным элементом. С точки зрения корректности алгоритма выбор опорного элемента безразличен. С точки зрения повышения эффективности алгоритма выбираться должна медиана, но без дополнительных сведений о сортируемых данных её обычно невозможно получить. Известные стратегии: выбирать постоянно один и тот же элемент, например, средний или последний по положению; выбирать элемент со случайно выбранным индексом.

2. Операция разделения массива: реорганизуем массив таким образом, чтобы все элементы, меньшие или равные опорному элементу, оказались слева от него, а все элементы, большие опорного – справа от него. Обычный алгоритм операции:

   1. Два индекса – l и r, приравниваются к минимальному и максимальному индексу разделяемого массива соответственно.

   2. Вычисляется индекс опорного элемента m.

   3. Индекс l последовательно увеличивается до m до тех пор, пока l-й элемент не превысит опорный.

   4. Индекс r последовательно уменьшается до m до тех пор, пока r-й элемент не окажется меньше опорного.

   5. Если r = l – найдена середина массива – операция разделения закончена, оба индекса указывают на опорный элемент.

   6. Если l < r – найденную пару элементов нужно обменять местами и продолжить операцию разделения с тех значений l и r, которые были достигнуты. Следует учесть, что если какая-либо граница (l или r) дошла до опорного элемента, то при обмене значение m изменяется на r-й или l-й элемент соответственно.

3. Рекурсивно упорядочиваем подмассивы, лежащие слева и справа от опорного элемента.

4. Базой рекурсии являются наборы, состоящие из одного или двух элементов. Первый возвращается в исходном виде, во втором, при необходимости, сортировка сводится к перестановке двух элементов. Все такие отрезки уже упорядочены в процессе разделения.

Поскольку в каждой итерации (на каждом следующем уровне рекурсии) длина обрабатываемого отрезка массива уменьшается, по меньшей мере, на единицу, терминальная ветвь рекурсии будет достигнута всегда и обработка гарантированно завершится.

Этот алгоритм в применении к нашему вектору FArr реализован следующи методом класса TVector:

 // Процедура сортировки вектора по индексу SortId с режимом xMode

 // xMode = 1 – по возрастанию