Обучение и контроль с использованием ИТ

процесс отображения требует написания фрагмента кода, создающего и

настрающего объект «по месту». Увидеть закодированные объекты было возможно

только в ходе исполнения программы. При таком подходе достижение того,

чтобы объекты выглядели и вели себя заданным образом, становится

утомительным процессом, который требует неоднократных исправлений

программного кода с последующей прогонкой программы и наблюдения за тем,

что в итоге получилось.

Благодаря средствам визуальной разработки можно работать с объектами,

держа их перед глазами и получая результаты практически сразу. Способность

видеть объекты такими, какими они появляются в ходе исполнения программы,

снимает необходимость проведения множества операций вручную, что характерно

для работы в среде не обладающей визуальными средствами — вне зависимости

от того, является она объектно-ориентированной или нет. После того, как

объект помещен в форму среды визуального программирования, все его атрибуты

сразу отображаются в виде кода, который соответствует объекту как единице,

исполняемой в ходе работы программы.

Размещение объектов в Delphi связано с более тесными отношениями между

объектами и реальным программным кодом. Объекты помещаются в вашу форму,

при этом код, отвечающий объектам, автоматически записывается в исходный

файл. Этот код компилируется, обеспечивая существенно более высокую

производительность, чем визуальная среда, которая интерпретирует информацию

лишь в ходе исполнения программы.

В частности. Borland Delphi позволяет добавлять к окнам поля ввода, меню,

командные кнопки ,переключатели ,флажки ,списки ,линейки прокрутки , a

также диалоговые окна для выбора файла или каталога. Программист может

использовать сетку для обработки табличных данных, организовать

взаимодействие с другими приложениями Windows и доступ к базам данных.

Borland Delphi такие компоненты обычно называют элементами управления.

Замечательным достоинством системы является и то, что размещение

компонентов на экране, а также задание начальных значений их

свойств(размеры, цвет, вид и др.) Delphi позволяет осуществлять на этапе

конструирования формы без написания какой-либо программы.

Для этой цели предусмотрено специальное окно, называемое Инспектором

объектов, в котором перечислены все доступные в режиме проектирования

свойства выделенного компонента и их текущие значения.

Изменение свойства какого-либо объекта незамедлительно отразится на

внешнем виде и коде программы. Это позволяет, уже до запуска программы

видеть как будет выглядеть проектируемая форма. Такой способ работы с

объектами, имеющими графическое представление, принято называть объектно-

ориентированным программированием.

2.1 Объектно-ориентированное программирование

Объектно-ориентированное программирование представляет собой метод

программирования, который весьма близко напоминает наше поведение. Оно

является естественной эволюцией более ранних нововведений в разработке

языков программирования. Объектно-ориентированное программирование является

более структурным, чем все предыдущие разработки, касающиеся структурного

программирования. Оно также является более модульным и более абстрактным,

чем предыдущие попытки абстрагирования данных и переноса деталей

программирования на внутренний уровень. Объектно-ориентированный язык

программирования характеризуется тремя основными свойствами:

1. Инкапсуляция. Комбинирование записей с процедурами и

функциями, манипулирующими полями этих записей, формирует новый тип

данных - объект.

2. Наследование. Определение объекта и его дальнейшее

использование для построения иерархии порожденных объектов с возможностью

для каждого порожденного объекта, относящегося к иерархии, доступа к коду

и данным всех порождающих объектов.

3. Полиморфизм. Присваивание действию одного имени, которое

затем совместно используется вниз и вверх по дереву объектов, причем

каждый объект иерархии выполняет это действие способом, именно ему

подходящим

Языковые расширения Borland Pascal предоставляют вам все средства

объектно-ориентированного программирования: большую структурированность

и модульность, большую абстрактность и встроенную непосредственно в язык

возможность повторного использования. Все эти характеристики соответствуют

коду, который является более структурированным, более гибким и более легким

для обслуживания.

Объектно-ориентированное программирование порой требует от вас оставить

в стороне характерные представления о программировании, которые долгие годы

рассматривались, как стандартные. Однако после того, как это сделано,

объектно-ориентированное программирование становится простым, наглядным и

превосходным средством разрешения многих проблем, которые доставляют

неприятности традиционному программному обеспечению.

Объекты моделируют характеристики и поведение элементов мира, в

котором мы живем. Они являются окончательной абстракцией данных. Объекты

содержат вместе все свои характеристики и особенности поведения.

Не менее важным является и тот факт, что объекты могут наследовать

характеристики и поведение того, что мы называем порождающие,

родительские объекты (или предки). Здесь происходит качественный скачок:

наследование, возможно, является сегодня единственным самым крупным

различием между обычным программированием на Паскале и объектно-

ориентированным программированием в Borland Pascal.

Объектно-ориентированное программирование большой степени является

процессом построения генеалогического дерева для структур данных. Одной

из важных особенностей, которые объектно-ориентированное программирование

добавляет традиционным языкам типа Паскаль, является механизм, с помощью

которого типы данных могут наследовать характеристики более простых, более

общих типов. Этим механизмом является наследование.

В терминах Паскаля, объект во многом схож с записью, которая является

оболочкой для объединения нескольких связанных элементов под одним именем.

Предположим, вы хотите разработать программу вывода платежной ведомости,

печатающую отчет и показывающую, сколько нужно выплатить каждому

служащему за рабочий день. Запись можно организовать следующим образом:

TEmployee = record

Name: string[25];

Title: string[25];

Rate: Real;

end;

Здесь TEmployee является типом записи, т.е. шаблоном, используемым

компилятором для создания переменных типа запись. Переменная типа

TEmployee является экземпляром этого типа.

Этот процесс, с помощью которого один тип наследует характеристики

другого типа, называется наследованием. Наследник называется порожденным

(дочерним) типом, а тип, которому наследует дочерний тип, называется

порождающим (родительским) типом.

Ранее известные типы записей Паскаля не могут наследовать. Однако

Borland Pascal расширяет язык Паскаль для поддержки наследования. Одним из

этих расширений является новая категория структуры данных, связанная с

записями, но значительно более мощная. Типы данных в этой новой категории

определяются с помощью нового зарезервированного слова object. Тип объекта

может быть определен как полный, самостоятельный тип в манере описания

записей Паскаля, но он может определяться и как потомок существующего

типа объекта путем помещения порождающего (родительского) типа в скобки

после зарезервированного слова object.

Большая часть конструирования объектно-ориентированных прикладных

программ состоит в построении такой иерархии объектов, являющейся

генеалогического дерева объектов в приложениях.

Все возможные типы, наследующие тип TEmployee, называются дочерними

типами типа TEmployee, тогда как THourly является непосредственным

дочерним типом типа TEmployee. Наоборот, TEmployee является

непосредственным родителем типа THourly. Тип объекта (в точности как

подкаталог в DOS) может иметь любое число непосредственных дочерних типов,

но в то же время только одного непосредственного родителя. Как показали

данные определения, объекты тесно связаны с записями. Принципы объектно-

ориентированного программирования требуют, чтобы поля объектов были

исключены из исходного кода, насколько это возможно. Это ограничение

поначалу может показаться спорным и жестким, но оно является только частью

огромной картины объектно-ориентированное программирования.

Одним из важнейших принципов объектно-ориентированного программирования

является то, что программист во время разработки программы должен

думать о коде и о данных совместно. Ни код, ни данные не существуют в

вакууме. Данные управляют потоком кода, а код манипулирует образами и

значениями данных.

Объект осуществляет синхронизацию кода и данных путем совместного

построения их описаний. Реально, чтобы получить значение одного из полей

объекта, необходимо выявить относящийся к этому объекту метод, который

возвращает значение нужного поля. Чтобы присвоить полю значение, необходимо

вызвать метод, который назначает данному полю новое значение.

Имеет смысл определять объекты в модуле посредством типа объекта в

интерфейсной части модуля, а тела процедур и методы объекта - в секции

реализации. Для определения объекта в модуле не требуется никаких

специальных соглашений. [6]

2.2 Особенности визуального программирования.

Приложение Windows - это специальный тип программы PC, которая:

- должна иметь специальный выполняемый формат файла (.EXE);

- работать только с Windows;

- обычно работать в прямоугольном окне на экране;

- при выводе на экран следовать рекомендациям по стандартному

интерфейсу с пользователем;

- может работать одновременно с другими программами Windows

и прочими программами, включая другие экземпляры в саму себя;

- может взаимодействовать и совместно использовать данные с

другими приложениями Windows.

На экране одновременно может находиться несколько окон. Они должны иметь

полный доступ к буферу обмена и к информации большинства приложений

Windows, работающих в то же время. Можно использовать Borland Delphi для

взаимодействия с другими приложениями, работающими под управлением Windows,

используя наиболее современную версию технологии OLE фирмы Microsoft.

Windows основана на архитектуре с управлением по событиям. Это

означает, что весь ввод от пользователя интерпретируется как события.

Когда событием является щелчок кнопкой "мыши" или нажатие клавиши

клавиатуры, то происходит событие, и Windows генерирует сообщение.

Например, если пользователь щелкает левой "мыши", Windows генерирует

сообщение wm_LButtonDown. Если пользователь нажимает клавишу, Windows

генерирует событие wm_KeyDown.

При выборе "мышью" или с помощью клавиатуры Windows интерпретирует все

команды меню и управляющие команды как сообщения wm_Command. Эта

архитектура с управлением по событиям отлично согласуется с объектно-

ориентированным подходом Borland Pascal.

Windows позволяет пользователям выполнять несколько приложений

параллельно, устраняя необходимость использования резидентных в памяти

программ (TSR). В Windows реализована не просто многозадачность. Она

поддержана набором средств и межпроцессорных коммуникаций, таких как буфер

вырезанного изображения Clipboard и динамический обмен данными (DDE).

Windows управляет множеством приложений, ограничивая использование экрана

каждым приложением одной или более прямоугольной областью, которые

называются окнами. Эти окна можно перемещать, изменять их размер и

временно сворачивать в пиктограммы, позволяя пользователю быстро

переключаться от одной задачи к другой.

С точки зрения программиста это означает, что программа не должна

записывать текст или графику непосредственно по экранным адресам, а

должна выводить их в пользовательскую область окна - область внутри рамки

окна. Аналогично, прикладная программа должна использовать память

компьютера совместно с другими приложениями. Хорошо построенное приложение

Windows корректно соблюдает правила Windows работы с экраном и

управления памятью.

Ресурсы представляют собой описания устройств пользовательского

интерфейса приложения Windows: его меню, диалоговых окон, курсоров,

пиктограмм, битовые массивы, строки и командные клавиши. Windows

обеспечивает средства для поддержки этих описаний вне исходного кода

приложения. Ресурсы приложения объединяются с его выполняемым файлом перед

выполнением приложения. Чтобы ограничить использование памяти, приложение

вызывает ресурсы в память только когда они необходимы.

Windows позволяет приложениям, включая программы Borland Pascal,

загружать и освобождать библиотечные модули на этапе компоновки. Эти

модули должны быть записаны в специальном выполняемом формате (EXE),

который называется динамически компонуемой библиотекой (DLL). Часто

эти библиотеки выполняют специальные и сложные задачи, такие как

преобразование форматов файлов. В этом случае программа может применять

DLL как фильтры для экспорта импорта файлов. Кроме того, DLL могут

совместно использоваться группой приложений, что способствует совместному

использованию и экономии памяти.

Буфер вырезанного изображения Clipboard позволяет пользователям

передавать информацию, такую как текст, графику и данные, между

приложениями, между различными частями приложения или в качестве временной

памяти для последующего использования. Например, программа обработки

текста может использовать буфер вырезанного отображения для операций

удаления, копирования и вставки текста.

Объекты с их предопределенным поведением (методами) прекрасно подходят

для задачи ответа на внешние воздействия (сообщения Windows).

ObjectWindows превращает сообщения Windows в вызовы методов Borland Pascal.

Таким образом, с помощью ObjectWindows вы просто определяете метод для

ответа на каждое сообщение, которое вам нужно обрабатывать в программе.

Например, когда пользователь щелкает левой кнопкой "мыши", Windows

генерирует сообщение wm_LButtonDown. Если вы хотите, чтобы окно или

управляющий элемент в вашей программе реагировали на такие нажатия кнопки

"мыши", нужно определить метод WMLButtonDown, настроенный на сообще ние

wm_LButtonDown. Затем, когда Windows посылает это сообщение, ваш объект

автоматически вызывает определенный вами метод.

Borland Pascal обеспечивает доступ к большому числу встроенных

констант, типов данных, переменных, процедур и функций. Некоторые из них

специфичны для Borland Pascal, другие специфичны для приложений Windows.

Их количество велико, однако, в программе редко используют их все сразу.

Поэтому они разделены на связанные группы, называемые модулями. В этом

случае можно использовать только те модули, которые необходимы в

программе. [5]

Приведенные выше характеристики программирования для Windows, полностью

поддерживаются Delphi. А так как операционная система Windows в последнее

время пользуется наибольшей популярностью, соответственно делает Delphi

современным языком программирования, отвечающим всем требованиям

операционных систем.

В основе Delphi лежит язык Turbo Pascal. Изучение его в программировании

также имеет очень большое значение.

Borland Pascal 7.0 предназначен для всех тех пользователей, которые

хотят разрабатывать прикладные программы для операционной системы DOS или

операционной среды Windows.

Borland Pascal предлагает богатую среду программирования, которая делает

разработку программного обеспечения более производительной и более

приятной. Используя структурированный язык высокого уровня Паскаль,

можно писать программы для приложений любого типа и размера.

Но основное значение изучения языка Turbo Pascal – это разработка

алгоритмов для стандартных практических задач. Так как структура кода у

Turbo Pascal и Delphi практически одинаковая, и если не нужно визуального

оформления программы, то для этой цели наиболее подходит Turbo Pascal. С

его помощью можно разобрать структуру программы, алгоритмы, которые

применяются при программировании и делают программу значительно проще и

производительнее. Полученные навыки применяют при разработки готовых

приложений с использованием визуальных компонентов, обладающих

многозадачностью и выполняющих множество функций. Если предварительно все

вычисления провести на Turbo Pascal в отдельности, а затем скомпоновать их

и добавить в процедуры компонентов Delphi, можно получить рабочее

приложение Windows, практически не содержащее ошибок в вычислениях.

Глава 3. Структура программы.

Приведенные выше характеристики, доказывают, что наиболее подходящим

языком для разработки является Borland Delphi. Именно он лег в основу

данной работы.

Обучающая и контролирующая программа по Borland Delphi и Turbo Pascal

обеспечивает большую информационную емкость, предоставляет материалы как по

непосредственно по языкам программирования, но также содержит описание и

примеры готовых алгоритмов, применяемых программистами при написании

программ.

3.1 Структура программы

Структура программы представлена из 3 форм:

1. Форма лекционного материала;

2. Форма для тестирования;

3. Форма настроек;

Форма лекционного материала, состоит из следующих компонентов:

1. Область лекционного материала;

2. Список тем, представленный в виде выпадающего списка;

3. Навигационных кнопок;

4. Кнопки управления лекционным материалом;

5. Кнопки управления программой;

Окно тестирования содержит:

1. Область тестовых вопросов;

2. кнопки выбора ответов;

3. Панель управления;

4. Панель таблицы ответов;

5. информационную панель;

6. Строку подсказок.

Формы работают в модальном режиме, что исключает возможность

использования лекционного материала при ответе на тесты и ненужного

заполнения памяти компьютера неиспользуемыми окнами.

Окна лекционного материала и тестирования имеют графическое оформление.

На кнопках управления расположены картинки, что существенно облегчает

работу с программой и делает ее более привлекательной.

2. Форма лекционного материала

Рис Форма лекционного материала

В основу лекционного материала лег компонент из стандартного набора

Borland Delphi – Web Browser, «Рис. 3.1» предназначенный для просмотра

текста в формате HTML.

Рис 3.1. Область лекционного материала

К возможностям Web Browser можно отнести – загрузка документа,

сохранение списка ранее посещенных страниц, обновление и прекращение

загрузки страниц, возможности выбора цвета и формата шрифта.

Следовательно, весь лекционный материал представлен в виде Html страниц,

что делает его общедоступным для редактирования и усовершенствования.

Используя любой текстовый редактор, человек имеющий навыки работы с

компьютером бес проблем отредактирует имеющийся материал, добавит новый,

заменит. Кроме этого система гипертекстовой связи обеспечивает быстрый

поиск необходимой информации и объединяет весь материал курса в единую

систему.

Переход между документами темы, осуществляется как при помощи

гиперссылок, так и из программы.

Для выбора тем программно был использован компонент TlistBox – “Список

тем”, «Рис. 3.2» представляющий собой выпадающий список.

Рис 3.2. Список тем

При загрузке документов Borland Delphi и Turbo Pascal, в список

автоматически добавляются основные разделы и темы. При загрузке внешнего

документа, программа отображает его путь.

Используя выпадающий список можно на любом этапе работы запустить нужную

тему. При необходимости “Список тем”, можно отключить, используя для этого

форму настроек.

Навигация по ранее посещенным темам осуществляется с помощью кнопок

переход: “вперед”, “Назад”. «Рис. 3.3 »

Рис 3.3. Кнопки перехода

При загрузки документов происходит дополнения списка выбранных тем, таким

образом на любой стадии обучения можно вернуться или найти ранее

просматриваемую страницу, что существенно облегчает навигацию в программе.

Кнопки управления окном «Рис. 3.4 » позволяют закрыть приложение либо

свернуть его.

Рис 3.4. Кнопки управления окном

Кнопки управления лекционным материалом «Рис. 3.5 » включают в себя:

- загрузка внешнего документа

- загрузка тем по Delphi и Pascal

- загрузка лекционного материала по алгоритмам

- вызов программы тестирования

Рис 3.5. Кнопки управления лекционным материалом

Кнопки управления программой «Рис. 3.6 » включают в себя:

- настройка управления программой

- вызов помощи

- выход из программы

Рис 3.6. Кнопки управления программой

Настройки программы позволяют отключить список тем и подсказки, выбрать

цвета кнопок, а также установить порядок отображения окон: первым

отображается главное окно или окно тестирования.

Все кнопки представляют из себя внешние компоненты для Delphi – HSNeoBtn.

Имеют такие же функции как и стандартные кнопки, но отличаются графическим

оформлением в виде выпуклых овалов.

Панель состояния «Рис. 3.7 » разбита на две части: панель подсказок и

панель времени работы с программой.

Рис 3.7. Панель состояния

Панель подсказок отображает информацию об объекте на который наведен

курсор мыши. Это облегчает работу с программой и помогает при работе с

программой. Время работы отображает отрезок времени в минутах в течении

которого происходила работа с программой.

При закрытии программы обучаемому будет предложено в виде диалогового

окна сохранить ссылку на изучаемом документе, при следующем запуске

программы автоматически загрузится лекция на которой установили ссылку.

При необходимости, используя настройки, лекционную форму можно отключить,

тогда автоматически будет загружаться окно тестирования, при этом игнорируя

главную форму. Все изменения вносятся в реестр операционной системы и

программа обращается к нему.

3. Форма для тестирования

Для проверки полученных обучаемым знаний используется форма тестирования

«Рис. 3.8 ». Она имеет графическое оформление, содержит полное сведение о

вопросах, достаточно хорошо информирует тестирующегося.

Тестовые задания имеют формат rtf, поэтому также могут быть

модернизированы при помощи текстового процессора Word.

Рис 3.8 Форма для тестирования

Процесс тестирования построен по следующему алгоритму:

1. тестируемый выбирает тему тестирования «Рис. 3.9 » . Delphi или

Turbo Pascal Рис 3.9. Выбор

темы

2. Программа в области отображения лекционного материала «Рис. 3.10 »

. выводит формулировку вопроса и варианты ответов.

Рис 3.10. Область лекционного материала

3. Студент выбирает правильный по его мнению ответ, используя кнопки

«Рис. 3.11 »

Рис 3.11 Кнопки выбора ответа

4. Программа сверяет выбранный ответ с правильным и производит

следующие действия:

1. выводит анимированное сообщение

2. отображает на графике ответ в виде зеленой (правильной) или

красной (неправильной) полоски, по соответствующей теме «Рис.

3.12 ».

Рис 3.12 График правильных ответов

Количество правильных ответов может отображаться и в виде таблицы «Рис.

3.13 ».

Рис 3.13 Таблица правильных ответов

3. Изменяет значения панели “Вопросы” «Рис. 3.14 ».

Рис 3.14 панель“ вопросы”

4.Выводит следующий вопрос

5. Если количество вопросов достигло необходимого количества программа

выведет предлагаемую оценку и в виде диалогового окна запишет

фамилию и оценку студента в файл. Открыв этот файл “блокнотом” можно

узнать кто тестировался, какую оценку получил и выяснить состояние

знаний по всему потоку.

Время каждого вопроса можно ограничить, либо оставить без ограничения

«Рис. 3.15 ».

Рис 3.15 Ограничение времени ответа

При необходимости можно загрузить внешний документ соответствующий

стандартам тестовой программы, а так же остановить тест, при этом данные

ответов будут потеряны, либо вернуться к лекциям. «Рис. 3.16 ».

Рис 3.16 Управление тестированием

Строка состояния отображает подсказки, облегчающие работу с программой.

Область лекционного материала представляет компонент RichEdit,

применяемый для отображения текста в формате rtf.

Компонент SpidBtn используется для отображения кнопок управления. От

обычных кнопок он отличается тем, что имеет возможность отображать картинки

и сливаться с фоном, выделяясь при наведении.

Для отображения анимации применяется стандартный компонент Delphi –

Animate, способный отображать клипы формата avi.

Программа достаточно хорошо информирует студента о ходе тестирования,

проста в управлении и не требует дополнительных знаний компьютера. А

загрузка внешних документов позволяет использовать ее для любых предметов и

тем.

-----------------------

[pic]

Страницы: 1, 2, 3, 4