47977 (Основы разработки электронного учебника)

Введение

В последнее время все чаще стали применяться нетрадиционные методы обучения, и для более качественного процесса создаются электронные пособия и учебник. Применение автоматизированных обучающих систем в учебных заведениях получает все большее распространение. В частности, постепенно внедряется дистанционная форма обучения, предполагающая самостоятельное освоение учебных дисциплин при помощи применения программно-педагогических средств. Кроме того, на дневной форме обучения такие средства применяются как вспомогательные.

Даже при наличии большого числа обучающих программ, электронных пособий и учебников, разработка новых не теряет своей актуальности. Это обусловлено тем, что не все из них отражают ту специфику, все те необходимые аспекты, которые зависят от предметной области и требований преподавателя. К тому же постоянно возникают новые задачи, изменяются требования к существующим проектам, изменяется сам предмет. Поэтому уже существующие программно-педагогические средства зачастую уже не могут применяться в полной мере. По этим причинам в качестве темы представленного курсового проекта выбрано электронный учебник.

В первой главе пояснительной записки «Постановка задачи» описываются краткие требования к обучающим программам, производится краткий обзор и анализ существующих программно-педагогических средств, уточняется предмет обучения, его тема, описываются требования к интерфейсу.

Во второй главе «Вычислительная система» рассматривается характеристики аппаратного средства для корректной работы программного средства.

В третьей главе «Проектирование задачи» описываются средства реализации выбранного сценария, приводится характеристика классов, их иерархия, осуществляется и обосновывается выбор инструментов разработки программного продукта.

В четвертой главе «Программная реализация» описываются формы входных и выходных данных, функциональные решения (функции, их назначение и связь с элементами интерфейса), физическая структура (модули реализации) и взаимосвязь модулей, проведенное тестирование и его результаты.

В пятой главе «Описание применения» указываются назначение программы, область ее применения, системные требования, предъявляемые программе, а также приводится описание системы помощи.

В заключении анализируются результаты проделанной работы, использованные методы и средства, недостатки разработанного программного продукта и перспективы его дальнейшей модификации и доработки.

1 Постановка задачи

1.1 Требования к обучающим программам

Применение представленного программно-педагогического средства предполагает знание основ алгоритмизации и программирования. Для изучения материалов, представленных в разрабатываемом электронном учебнике, необходимо наличие некоторых знаний о базовых принципах объектно-ориентированного программирования (абстракция, ограничение доступа, иерархия). Также пользователь для работы с данным программно-педагогическим средством должен иметь базовые знания по языку программирования C++. В частности, необходимо иметь некоторое представление о синтаксисе языка С++, его основных операторах и выражениях, базовых типах данных. Все это требуется для понимания представленных в излагаемом материале концепций и примеров.

Разрабатываемый программный продукт предназначен для индивидуального применения, то есть предполагает использование одним пользователем. Групповая работа с представленным электронным учебником может осуществляться путем использования каждым членом группы отдельного экземпляра программы.

Протокол работы программы должен представлять собой следующее: при загрузке программы на экране появляется главная форма. На этой форме имеются следующие элементы: содержание, область, содержащая излагаемый материал, кнопки для просмотра темы, а так же для сохранения темы в фаил. Содержание должно быть представлено в виде иерархической структуры, напоминающей дерево каталогов. Пользователь должен иметь возможность выбрать необходимый ему пункт содержания, после чего он может нажать на кнопку просмотра. Далее в области изложения появляется материал по выбранной теме. По желанию пользователь может сохранить выбранную тему в текстовый фаил.

1.2 Обзор и анализ существующих программно-педагогических средств

В настоящее время существует огромное число программно-педагогических средств по программированию на языке С++. Большинство из них представляют собой html-учебники. Однако во многих из существующих обучающих программ отсутствует возможность просмотра демонстрационных программ. Кроме того, преимущественно такие средства не являются узко специализированными, так как направлены на обучение программированию на языке C++ в целом.

1.3 Интерфейс

На главной форме программы должны присутствовать следующие элементы: содержание, область, содержащая излагаемый материал, кнопки для просмотра темы, а так же для сохранения темы в фаил. Содержание должно быть представлено в виде иерархической структуры, напоминающей дерево каталогов, и расположено в левой части формы. Пользователь должен иметь возможность выбрать необходимый ему пункт содержания, после чего он может нажать на кнопку просмотра. Далее в области изложения, занимающей всю правую часть формы, появляется материал по выбранной теме. Пользователь просматривает текст лекции, и по желанию может сохранить выбранную тему в текстовый фаил.

2 Вычислительная система

2.1 Аппаратные требования

Для нормального функционирования разработанного программного средства необходим персональный компьютер с операционной системой MS Windows NT/2000/XP. При этом минимальными аппаратными требованиями будет такая комплектация, при которой функционирование самой операционной системы будет осуществляться без сбоев и задержек.

2.2 Системные требования

Данное программное средство тестировалось на ОП Windows XP SP3, при следующем оснащении PC:

процессор - CPU Intel Celeron 1700 MHz;

Материнская плата – MB Giga-Byte 8PE800-RS2;

Видеокарта – SVGA GeForce MX5200-8x 128MB и SVGA GeForce 2 Ti -8x 64MB;

ОЗУ – DDR RAM 256MB PC-3200 Hynix/DDR400 + Samsung/DDR400 ;

Винчестер – Samsung 160Gb

Для нормального функционирования можно использовать PC со следующем оснащением:

процессор с частотой 200Mhz и выше;

минимальный объем оперативной памяти 32 Mb;

свободное место на диске 10 Mb;

операционная система Windows 9.x/2000/XP;

клавиатура, мышь.

2.3 Операционная система

Для разработки данного проекта требуется операционная система семейства Windows, в частности Windows XP. Данная ОС содержит качественный интерфейс, предоставляет удобные средства разработки приложений. Windows XP является на сегодняшний день одной из самых распространенных систем среди пользователей программного обеспечения, поэтому ее использование увеличивает вероятность высокого спроса на данное программное приложение.

3 Проектирование задачи

3.1 Описание классов

Так как при разработке программы используется интегрированная среда разработки Borland C++ Builder 6.0, то необходимо привести описание классов, использующихся при работе с компонентами библиотеки VCL — библиотекой визуальных компонент.

Класс TObject является базовым классом для всех прочих порождаемых классов. TObject инкапсулирует общее для всех объектов системы C++Builder функциональное поведение, а именно:

- способность конструктора создавать, а деструктора разрушать объект —экземпляр класса в динамической памяти. Конструктор TObject возвращает указатель на создаваемый объект.

- информацию RTTI об имени, типе производного объекта и его свойствах, которые объявлены как _published.

- поддержку обработки сообщений.

Большинство этих методов предназначены для внутреннего использования средой C++Builder. Поэтому все компоненты должны порождаться непосредственно от класса TComponent или от его потомков. TComponent, будучи в свою очередь потомком TObject, наследует его члены, методы и свойства.

TObject используется для объявления простых объектов, которые не являются компонентами и не нуждаются в поточности и присваивании.

Класс TPersistent непосредственно произведен от TObject. Этот абстрактный класс не определяет никаких специальных свойств или событий, однако его производные приобретают особые способности присваивания и поточности.

TPersistent определяет ряд поточных методов, используемых разработчиками компонент, которые могут быть перегружены производными компонентами:

- Assign позволяет присваивать значения свойствам.

- AssignTo позволяет присваивать содержимое одного объекта другому (например, как делает это производный от TPersistent класс TClipboard).

- DefineProperties позволяет определить процедуру загрузки и сохранения в потоке особых дополнительных свойств. По умолчанию сохраняются только свойства, объявленные как _published.

Класс TComponent непосредственно произведен от TPersistent. Как уже было сказано, все компоненты являются производными от TComponent и могут находится в его владении. TComponent инкапсулирует общее для всех компонент функциональное поведение, обусловленное свойствами и методами, которые обеспечивают:

- перенос на форму из Палитры компонент и манипуляции в окне Редактора форм.

- способность владения и обслуживания других компонент.

-специальные характеристики поточности, с которыми может манипулировать Инспектор объектов на этапе проектирования.

- возможность манипулирования некоторыми невидимыми компонентами на стадии проектирования.

Класс TComponent определяет ряд особых свойств:

- Owner — ссылается на владельца компоненты.

- ComponentCount — число компонент в перечне, которыми владеет данная компонента.

- Componentlndex — индекс компоненты в перечне, начиная с 0.

- Components — Свойство, содержащее перечень компонент, которыми владеет данная компонента.

- ComponentState — текущее состояние компоненты.

- ComponentStyle — стиль, определяющий поведение компоненты.

- Name — имя компоненты.

- Tag — свойство типа int, которое не имеет предопределенного значения и может содержать любые данные или указатели, по усмотрению программиста.

Класс TComponent определяет ряд методов, которые придают объекту право владения другими компонентами и возможность доступа к ним посредством Инспектора объектов:

- Destroying и DestroyComponents устанавливают атрибуты данной компоненты и компонент, которыми она владеет, в состояние, указывающее на то, что они подлежат уничтожению.

- HasParent возвращает булево значение, указывающее на наличие родителя компоненты. Обращаться к этому методу следует до ссылок к родителю данной компоненты.

- InsertComponent добавляет компоненту, передаваемую в качестве параметра, к перечню компонент, которыми владеет данная компонента, а RemoveComponent удаляет компоненту из этого перечня.

- FindComponent возвращает указатель экземпляра компоненты, о которой известно только имя, но неизвестна ссылка на владельца

Класс TControl определяет общие для видимых компонент члены данных, методы и события.

Поскольку элементы TControl обладают способностью отображать себя, некоторые его свойства оперируют с положением, размером и видом объекта (Top, Left, Width, Height и Cursor, Hint), а другие свойства относятся к параметрам области клиента (ClientRect, ClientWidth и ClientHeight).

TControl также вводит свойства, устанавливающие видимость, доступность, цвет и шрифт элементов управления (Visible, Enabled, Color и Font). Свойства Text и Caption обеспечивают установку редактируемых текстов и названий.

Наличие свойства Parent (Родитель), содержащего соответствующую ссылку, обусловлено возможностью класса TControl иметь родителя. Этот родитель может быть производным от TWinControl, поскольку родители обязаны быть оконными элементами управления.

TControl содержит ряд событий, возникающих при манипуляциях мышью над, видимыми элементами управления (OnClick, OnDblClick, OnMouseDown, OnMouseMove, OnMouseUp, OnDragOver, OnDragDrop и OnEndDrag).

Большинство компонент являются производными от TWinControl или TGraphicControl. Эти базовые классы рассматриваются ниже.

Класс TWinControl инкапсулирует оконные элементы управления с дескрипторами. Некоторые производные от TWinControl (компоненты TEdit, TListBox и TComboBox) инкапсулируют стандартные элементы управления Windows — поля редактирования, простые и комбинированные списки и т.д. Поэтому программисту не придется манипулировать с ними посредством стандартных функций Windows API, а пользоваться свойствами и методами, предоставляемыми самими компонентами.

Производные компоненты от TWinControl обладают тремя основными характеристиками: они имеют оконные дескрипторы, способны принимать фокус ввода и могут являться родителями других элементов управления. Поэтому многие свойства TWinControl предназначены для изменения фокуса, обслуживания событий клавиатуры и отображения потомков компоненты:

- Brush. Управляет цветом и орнаментом канвы, используемой при заливке графических фигур и фона.

- Controls. Содержит список элементов управления, для которых TWinControl является родителем.

- ControlCount. Содержит число элементов управления, для которых TWinControl является родителем.

- Ctl3d. Определяет, требуется ли трехмерное отображение компоненты.

- Handle. Ссылается на оконный дескриптор объекта Windows, который инкапсулирует TWinControl. Это свойство передается тем стандартным функциям Windows API, которые принимают дескриптор как параметр.

- HelpContext. Задает номер контекстной справки, соответствующий некоторому окну в файле помощи с расширением .hlp. Это свойство позволяет организовать контекстно-чувствительный поиск в справочной службе для отдельных компонент.

- Showing. Указывает, видима или невидима компонента.

- TabStop. Указывает, можно ли использовать клавишу табуляции для выбора нужной компоненты.

- TabOrder. Определяет позиции табулятора выбора компонент.

Методы TWinControl главным образом ориентированы на разработчиков компонент и предназначены для управления фокусом, получения статусной информации, диспетчеризации сообщений и позиционирования:

- Broadcast используется для рассылки сообщений всем потомкам TWinControl.